Brevet FR2642889A1 — publié le 19900810

PROCEDE DE NETTOYAGE DE RECIPIENTS CONTAMINES PAR UNE SUBSTANCE RADIOACTIVE La présente invention concerne un procédé de nettoyage de tubes et objets contenants comme un caisson, une cuve, une tour du type conteneur, leur tubulure de raccord, etc. (appelés simplement ci-dessous "récipient't) qui a été utilisé pour contenir une solution radioactive dans des installations où l'énergie nucléaire est employée. Plus particulièrement, la présente invention fournit un procédé de décontamination d'une substance radioactive sur la paroi interne de n'importe quel récipient de ce type en utilisant des ondes ultrasonores. Les installations nucléaires, comme les centrales de retraitement du combustible nucléaire épuisé ou de production de combustible nucléaire, comportent des récipients pour contenir les solutions radioactives. Les centrales atomiques, entre autres, comportent des récipients pour le stockage de ce combustible. Lorsqu'un de ces récipients est, par exemple, reconstruit ou déplacé, il est nécessaire d'éliminer les substances radioactives qu'il renferme afin de réduire le risque d'exposition à ces dernières. La substance radioactive contenue dans n'importe quelle solution radioactive précitée se fixe sur la face interne du récipient et, par conséquent, il était généralement utilisé jusqu'à présent une solution acide ou alcaline pour éliminer la substance par dissolution. Dans le procédé classique, la solution acide ou alcaline est introduite dans le récipient, puis chauffée si nécessaire, et remplacée par une nouvelle solution par pompage de sorte que la substance radioactive soit dissoute dans la solution acide ou alcaline. Dans le déroulement courant du procédé classique, une solution acide est d'abord utilisée puis une solution alcaline. Ce processus est répété si nécessaire jusqu'à élimination de la substance radioactive pour diminuer le risque d'exposition à celle-ci. Cependant, le procédé classique décrit ci-dessus entraîne la production d'une grande quantité de solution de déchets radioactifs dont le retr-aitement ou l'élimination sont très coûteux. En outre, le procédé classique n'est pas si efficace sur la durée et il est difficile d'obtenir une décontamination suffisante souhaitée. Un objet de la présente invention est de fournir un nouveau procédé de nettoyage de récipients contaminés par une substance radioactive, qui peut pallier les inconvénients du procédé classique. Un autre objet de la présente invention est de fournir un procédé de décontamination de récipients contaminés par une substance radioactive, qui permet un processus de décontamination rapide et efficace afin de diminuer le danger représenté par une solution de déchets radioactifs. Un autre objet encore de la présente invention est de fournir un procédé efficace de nettoyage de récipients contaminés par une substance radioactive, sans produire une grande quantité de solution de déchets radioactifs. Selon la présente invention, est fourni un procédé de nettoyage de récipients contaminés par une substance radioactive qui comprend les étapes consistant à remplir le récipient d'une solution de nettoyage d'un réactif de décontamination, à appliquer des ondes ultrasonores dans ladite solution pour agiter cette dernièrè, et à faire rayonner ces ondes ultrasonores vers une surface contaminée dudit récipient pour créer une fracture de surface, afin que la substance radioactive soit enlevée d'une surface dudit récipient. Dans un mode de réalisation préférée, le rayonnement des ondes ultrasonores vers la surface contaminée du récipient est effectué en utilisant un oscillateur ultrasonore du type à attaque directe de surface. L'oscillateur est, de préférence, supporté de manière mobile afin que l'oscillation puisse être déplacée de manière sélective d'une portion fortement contaminée de la surface du récipient à une autre. En outre, il est préférable qu'une ouverture ou un espace approprié soit prévu sur le récipient pour l'installation de l'oscillateur-ultrasonore, ce qui facilite grandement le nettoyage. L'oscillation ultrasonore de la solution de nettoyage provoque son agitation et favorise ses réactions physiques et chimiques, si bien que la substance radioactive est enlevée par dissolution de la surface du récipient. Le rayonnement ultrasonore dirigé spécifiquement de l'oscillateur ultrasonore à la surface contaminée produit une fracture de surface avec pour résultat que la substance radioactive est détachée de la surface. La figure i est un schéma illustrant un appareil pour mettre en oeuvre le procédé de la présente invention, et La figure 2 est un schéma partiel d 'une partie de l'appareil illustrant une étape du procédé selon la présente invention. En se référant à la figure 1, un récipient 10 qui a été utilisé pour le stockage d'une solution radioactive dans des installations nucléaires comporte une paroi interne sur laquelle une substance radioactive adhère. La présente invention fournit un nouveau procédé de nettoyage, ou de décontamination de ce récipient. Le récipient 10 est rempli d'une solution de nettoyage 14. La solution de nettoyage 14 est, par exemple, une solution acide ou alcaline, ou de l'eau, et est distribuée à partir d'un réservoir de solution de nettoyage 16. Un conduit d'évacuation 18 comporte une extrémité ouverte située près du fond du récipient 10, s'étend vers le haut et vers l'extérieur à travers le haut du récipient 10, et est relié à une pompe 20 pour l'évacuation par pompage de la solution de nettoyage. Le conduit raccordé à la sortie de la pompe 20 est divisé en deux branches, dont l'une comporte un clapet 21 et mène au système d'évacuation de la solution de déchets W, tandis que l'autre comporte un clapet 22 et est raccordée à un dispositif de filtrage 24 qui est relié à son tour au réservoir 16. Ces conduits et dispositifs forment une boucle pour la circulation de la solution de nettoyage.Une nouvelle solution de nettoyage S est directement distribuée dans le réservoir 16, si nécessaire. Un dispositif de chauffage électrique 25 est prévu à l'exté- rieur du récipient 10. Le récipient 10 comporte au sommet une ouverture 26 à travers laquelle l'oscillateur ultrasonore 28 est inséré dans la solution de nettoyage 14. Des signaux sont distribués à partir d' un générateur d'ondes ultrasonores 30 à ltoscillateur ultrasonore 28 par l'intermédiaire d'un câble. Au cours de l'opération, le récipient 10 qui a été contaminé par la substance radioactive 12 est rempli de la solution de nettoyage 14. Des signaux sont distribués du générateur d'ondes ultrasonores 30 à l'oscillateur ultrasonore 28 pour agiter la solution de nettoyage 14 dans laquelle l'oscillateur 28 est immergé, tandis que les réactions physiques et chimiques sont favorisées pour ôter par dissolution la substance radioactive de la surface du récipient. Cela, cependant, n'est pas toujours suffisant pour enlever de manière effective la substance radioactive fortement combinée avec la surface de la paroi du récipient. Aussi, il est utile d'employer également un oscillateur ultrasonore 28 du type à attaque directe de surface (ou du type à corne) qui peut diriger le rayonnement dans une direction spécifique; comme représenté sur la figure 2. L'oscillateur ultrasonore 34 est utilisé pour irradier fortement les portions de surface contaminée du récipient 10 (c'est-à-dire près de la substance radioactive 12) pour provoquer une fracture de surface afin de détacher la substance radioactive. L'oscillateur 34 est de préférence de construction mobile, par exemple comme ceux transportés sur un sous-marin télécommandé, afin de pouvoir être déplacé d'une portion de surface fortement contaminée à une autre, tout en enlevant la substance radioactive. L'oscillateur ultrasonore est de préférence du type directionnel qui est combiné avec une corne, et qui peut fonctionner dans une plage de fréquences de, par exemple, 20 à 50 kHz et une plage de températures de travail de la température ambiante à 1000C. La substance radioactive ôtée de la surface du récipient et flottant ou étant dissoute dans la solution est évacuée par la pompe 20 à travers le conduit d'évacuation 18. La solution passe par le clapet 22 puis est filtrée par le dispositif de filtrage 24, et la solution de nettoyage purifiée est ramenée au réservoir 16. Une distribution qui compense tout manque de solution de nettoyage est effectuée d'un autre réservoir au récipient 10. Une source thermique extérieure, par exemple le dispositif de chauffage électrique 25, est de préférence employée pour porter la solution à une température appropriée de 1000C afin de favoriser la réaction dans le récipient 10 et d'obtenir une efficacité de nettoyage méliorée. Comme décrit ci-dessus, dans la présente invention, les substances radioactives sont éliminées à la fois en agitant de solution de nettoyage dans le récipient au moyen d'ultrasons, et en dirigeant le rayonnement ultrasonique vers des portions de surface contaminée spécifiques afin de provoquer une fracture de surface. En conséquence, le procédé de la présente invention permet non seulement une grande efficacité de nettoyage, mais aussi une réduction de la quantité de solution alcaline ou acide de déchets radioactifs qui résulte de l'opération de nettoyage, diminue le temps nécessaire pour un processus de nettoyage, et réduit le risque d'exposition à des substances radioactives. REVENDICATIONS 1. Procédé de nettoyage d'un récipient (10) contaminé par une substance radioactive (12), comprenant les étapes consistant à remplir ledit récipient d'une solution de nettoyage (14), à appliquer des ondes ultrasonores sur ladite solution de nettoyage pour agiter ladite solution, et à faire rayonner les ondes ultrasonores vers une surface contaminée dudit récipient pour provoquer une fracture de surface, afin que la substance radioactive (12) soit enlevée de la surface dudit récipient. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel lesdites ondes ultrasonores sont distribuées par un oscillateur ultrasonore (34) du type à attaque directe de surface. 3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel ledit oscillateur (34) est supporté de manière mobile afin de pouvoir être déplacé de manière sélective vers une portion fortement contaminée sur la surface dudit récipient (10).