Brevet FR2718057A1 — publié le 19951006

PROCEDE ET APPAREIL POUR LA SEPARATION ISOTOPIQUE DU BORE DANS DES SOLUTIONS AQUEUSES D'ACIDE BORIQUE La présente invention concerne la séparation des isotopes de bore, ou autre substance analogue, par utilisation de la chromatographie par échange d'ions. Plus particulièrement même, la présente invention concerne un procédé et un appareil pour séparer, de façon continue et sélective, l'isotope bore-10 (B10), présentant une valeur élevée de section efficace de capture de neutrons, de l'isotope bore-ll (B11) à partir d'un mélange d'isotopes de bore en utilisant une résine échangeuse d'ions basiques faibles et de l'eau, en tant qu'éluant, dans un chromatographe annulaire à fonctionnement continu. L'isotope bore-10 (B10) est utile lorsqu'il est dissous dans des fluides de régulation utilisés dans les centrales nucléaires. L'isotope B10 présente une valeur élevée de section efficace de capture de neutrons thermiques et, de ce fait, sert au réglage des réacteurs nucléaires en raison de son efficacité à absorber les neutrons. Les solutions d'acide borique naturelles (NBA) sont composées de deux isotopes stables de bore, à savoir du bore-10 (B10) à forte valeur de section efficace de capture de neutrons et du bore-ll (B11) de faible valeur de section efficace de capture de neutrons, cela suivant un rapport atomique de BlO:B11 d'environ 19,78:80,22. Toutefois, on sait que l'isotope B10 sert à la régulation des réactions nucléaires en raison de son aptitude à capturer les neutrons. L'isotope B10 possède une valeur de section efficace de capture de neutrons thermiques d'environ 3836 barns (10-24 cm2), et l'isotope B1l possède une valeur de section efficace de capture des neutrons thermiques d'environ 5 millibarns. Il est souhaitable de séparer l'isotope B10 de l'isotope B11 et d'introduire une solution d'acide borique enrichie en isotope B10 (solution EBA) dans les systèmes de fluides de réacteurs nucléaires pour maximiser l'aptitude de ces solutions à capturer les neutrons, en permettant ainsi d'utiliser des concentrations plus faibles d'acide borique, ce qui réduit en conséquence les niveaux de la corrosion dans les systèmes primaires. Toutefois, les solutions d'acide borique enrichies en isotopes B10 (solutions EBA) qui présentent un rapport atomique de l'isotope B10 à l'isotope B11 supérieur à environ 19,78:80,22 ne sont pas utilisées couramment dans les systèmes de fluides des réacteurs en raison du fait que la production de solutions d'acide borique enrichies en isotopes B10 est extrêmement coûteuse et non rentable. Le remplacement des solutions d'acide borique naturelles (NBA) par des solutions d'acide borique enrichies en isotopes B10 (solutions EBA) dans les centrales nucléaires de réacteurs à eau sous pression (réacteurs PWR) pour obtenir une plus faible concentration d'acide borique dans tous les systèmes de fluide des réacteurs donnerait la possibilité d'obtenir de nombreux avantages, tels qu'une réduction du volume de déchets radioactifs, une meilleure performance du matériel, une plus grande disponibilité de l'équipement, une réduction de l'entretien, une élimination du chauffage par conduction, de plus faibles niveaux de radiations, une plus grande disponibilité de la centrale, une extension des cycles du combustible, une simplification du fonctionnement de la centrale, et un prolongement virtuel de la durée de vie de la centrale. On connaît un grand nombre de procédés permettant d'augmenter (enrichir) la teneur en isotopes B10 des composés du bore. Ces procédés comprennent une distillation, une extraction par solvant, et un échange ionique des composés du bore. Toutefois, l'obstacle plus important empêchant la conversion des centrales nucléaires en fonctionnement pour qu'elles fonctionnent avec des solutions d'acide borique enrichies en isotopes B10 est le coût élevé habituel qu'entraîne l'enrichissement du bore. Il est clairement souhaitable d'enrichir en isotope B10 les solutions contenant du bore en ayant recours à un processus peu coûteux. Des chercheurs ont étudié la possibilité d'effectuer une séparation des isotopes du bore en utilisant des techniques d'échange d'ions. Kotaka et al., enseignent, dans l'ouvrage "Separation of Boron Isotope by Means of Weak Base Anion Exchange Resin", Japan Chemical Society, vol. 8, p. 1482 (1973), un procédé discontinu pour séparer les isotopes de bore en utilisant un échange d'ions de solutions d'acide borique aqueuses avec des résines échangeuses d'anions basiques faibles. Dans cette étude, les solutions aqueuses d'acide borique passaient à travers des colonnes échangeuses d'ions contenant des billes de résine échangeuse d'anions formant un tamis à ouverture de maille comprise entre 0,840 mm et 0,297 mm (20-50 mesh), des ions borates se déposant sur la résine. La résine était ensuite éliminée avec de l'eau et la teneur en isotopes B10 des fractions d'effluent se sont révélés être enrichis en isotopes B10 à la fin de l'élution. Le meilleur facteur de séparation obtenu était de 1,03 à une température opératoire de 25 C, un chargement de bore de 50 ml de solution d'acide borique naturelle à 0,101 M, et un débit d'élution de 38 ml/h/cm2 dans une colonne d'essai de 0,8 cm2 x 48 cm2. On a également montré que des températures opératoires plus élevées et des charges de bore plus grandes avaient tendance à réduire le facteur de séparation. La solution enrichie en isotopes B10 était recueillie séparément en queue d'élution. Dans un autre ouvrage intitulé "Boron Isotope Separation by Ion Exchange Chromatography Usiing Weakly Basec Anion Exchange Resin", Bull. Chem. Soc. Jpn, vol. 53, n 7, pages 1860-1863 (1980), Y. Skuma, et al., enseignent un autre procédé discontinu pour enrichir en isotopes B10 une solution d'acide borique naturelle d'un pourcentage de 19,78 % à 91 % en faisant passer la solution d'alimentation à travers une résine échangeuse d'anions faiblement basiques correspondant à un tamis ayant une ouverture de maille comprise entre 0,167 mm et 0,149 mm (80- 100 mesh) dans une colonne échangeuse d'ions d'une longueur de 256 m, utilisant de l'eau comme éluant. La concentration de la charge d'acide borique naturelle était de 0,1 mole/dm3 et le débit d'élution était de 20 cm3/h/cm2 à une température opératoire de 40 C. Le facteur de séparation obtenu était constant le long de la colonne et était calculé comme étant d'environ 1,0100 +/- 0,0005 par 100 cm. La fraction enrichie en isotopes B10 était recueillie sur la queue de l'élution. Toutefois, les procédés discontinus précités, tout en permettant d'obtenir de bons facteurs de séparation, ne sont pas rentables dans la pratique car ils nécessitent une pluralité de colonnes à fonctionnement discontinu raccordées en séries pour effectuer la séparation recherchée, ce qui est indésirable en raison, en partie, des investissements élevés et des coûts d'entretien pour le fonctionnement. Des tentatives ont été faites pour réduire le coût des solutions d'acide borique enrichies utilisées dans les systèmes de fluides de centrales nucléaires. Le brevet US n 5.176.885 enseigne un procédé in situ, c'està-dire en centrale, intégré dans des systèmes de centrales nucléaires existantes pour effectuer un enrichissement en isotopes B10 des solutions d'acide borique par utilisation de résines échangeuses d'ions capables de stocker et de libérer, par voie thermique, des isotopes de bore. Dans ce brevet, on effectue, en utilisant des dispositifs de régulation de concentration de bore et des échangeurs de chaleur, une séparation des isotopes B10 dans les échangeurs d'ions par dépôt à froid répété (à environ 10 C (50 F)) de solutions d'acide borique diluées sur une résine échangeuse d'anions basiques forts et une élution à chaud (environ 60 C (140 F)) de solutions d'acide borique diluées sur la résine échangeuse d'anions basiques forts, en utilisant ainsi la propriété de l'acide borique à former des anions borates avec soit un seul, soit trois atomes de bore contenus dans la molécule selon la température de la solution. Toutefois, après avoir obtenu compte des problèmes de fonctionnement que l'on risque de rencontrer dans l'exploitation d'un système de centrale nucléaire tout en enrichissant le bore, il était décidé d'évaluer les procédés d'enrichissement hors centrale. Il serait souhaitable de disposer d'un procédé et d'un appareil peu coûteux et efficace pour l'enrichissement en isotopes B10 des solutions d'acide borique destinées à être utilisées dans les systèmes de fluides des centrales nucléaires. La présente invention a pour objet de fournir un procédé et un appareil pour enrichir en isotopes B10 les solutions de bore. La présente invention a encore pour objet de fournir un procédé relativement peu coûteux pour produire des solutions d'acide borique enrichies en isotopes B10 en vue d'une utilisation ultérieure dans des fluides de régulation de réacteurs nucléaires. La présente invention a également pour objet de fournir un procédé et un appareil pour séparer les isotopes de bore en utilisant la chromatographie par échange d'ions que l'on peut mettre en oeuvre d'une façon continue en une seule opération. Une caractéristique de l'invention réside dans le fait que l'on effectue la séparation de l'isotope B10 et de l'isotope B11 dans des solutions d'acide borique dans un chromatographe annulaire à fonctionnement continu avec une solution d'acide borique comme phase d'alimentation ou phase de charge, de l'eau comme éluant ou phase mobile, et une résine échangeuse d'anions basiques faibles comme phase stationnaire. Un avantage de la présente invention réside dans le fait que l'on isole et recueille de façon continue, constamment à la même position angulaire le long de la colonne d'échange d'ions, des fractions de produit isotopiques séparées.. L'invention réside dans un procédé continu permettant de séparer les isotopes du bore se trouvant dans des solutions d'acide borique aqueuses, ce procédé comprenant les étapes consistant: (A) à préparer une solution d'acide borique aqueuse d'alimentation comprenant un mélange d'isotopes du bore; (B) à charger ladite solution d'acide borique d'alimentation sur une résine échangeuse d'ions, de préférence une résine échangeuse d'anions basiques faibles, contenue dans une colonne échangeuse d'ions d'un chromatographe annulaire à fonctionnement continu à un certain emplacement sur la colonne, cette colonne échangeuse d'ions ayant une longueur et une largeur suffisantes pour séparer les isotopes de bore, spécialement l'isotope bore-10 (B10) et l'isotope bore-ll (B11) en fractions distinctes de produit; (C) à alimenter en éluant aqueux, de préférence de l'eau, la résine échangeuse d'ions se trouvant dans la colonne du chromatographe annulaire à fonctionnement continu à un emplacement sur la colonne pour éluer la solution d'acide borique d'alimentation le long de la colonne dudit chromatographe annulaire à fonctionnement continu et pour effectuer une séparation des isotopes se trouvant dans la solution d'alimentation; (D) à faire tourner de façon continue ledit chromatographe annulaire à fonctionnement continu pendant les étapes (B) et (C) pendant que ladite solution d'acide borique d'alimentation et ladite solution d'éluant diffusent à travers ladite résine échangeuse d'ions pour effectuer une séparation des isotopes de bore se trouvant dans la solution d'alimentation en fractions de produit distinctes de telle sorte que chaque fraction de produit soit décalée angulairement et longitudinalement par rapport à l'emplacement d'alimentation le long de la colonne; (E) à recueillir séparément les fractions distinctes de produit isotopique enrichi en B10 et les fractions distinctes de produit isotopique appauvri en B10 à des emplacements distincts décalés angulairement sur le chromatographe annulaire à fonctionnement continu; (F) à réduire séparément le volume des fractions distinctes de produit formé par les isotopes du bore de manière à former des fractions concentrées d'isotopes de bore et à en récupérer l'éluant aqueux; (G) à recycler l'éluant aqueux en vue d'une réutilisation dans l'étape (C). La fraction de produit formé d'acide borique enrichi en B10, de préférence enrichi en un pourcentage d'au moins 90 % de B10, peut être transportée jusqu'aux équipements de l'installation nucléaire pour être dissous dans les systèmes de fluide de régulation des centrales nucléaires en tant que poison de compensation. La fraction de produit appauvri en B10 peut être produite à des fins non nucléaire, comme par exemple la fabrication du verre o une abondance d'isotopes n'est pas appropriée ou bien peut être renvoyée au chromatographe annulaire à fonctionnement continu en vue d'un traitement supplémentaire. L'éluant peut être recyclé pour maintenir à une valeur faible les concentrations des liquides résiduaires. Le procédé ci-dessus est en outre caractérisé par l'étape consistant: (H) à répéter de façon continue les étapes (A) à (G) pour produire des quantités utiles industriellement de fractions séparées de façon isotopique. Le procédé ci-dessus présente en outre les caractéristiques suivantes prises isolément ou en combinaison; ladite résine échangeuse d'ions est sélectionnée parmi le groupe comprenant les résines échangeuses d'anions basiques forts et les résines échangeuses d'anions basiques faibles; ladite résine échangeuse d'ions est sélectionnée parmi le groupe comprenant les résines échangeuses d'anions basiques faibles; ledit éluant aqueux est sélectionné parmi le groupe comprenant l'eau, une solution aqueuse contenent NaOH, KOH, CsOH, LiOH, ou bien le phénol; ledit éluant aqueux est de l'eau; le procédé est mis en oeuvre à la température ambiante; la concentration de ladite solution d'acide borique d'alimentation est d'environ 0,1 à 1,0 mole/litre; les étapes (E), (F) et (G) comprennent les étapes consistant: (i) à recueillir séparément au moins une fraction de produit formé par une solution d'acide borique enrichie en isotopes B10 et au moins une fraction de produit formé par une solution d'acide borique appauvrie en B10; (ii) à réduire séparément le volume de ladite fraction de produit formé par une solution d'acide borique enrichie en B10 et le volume de la fraction de produit formé par une solution d'acide borique appauvrie en B10 en évaporant ledit éluant de ces fractions, de manière à former des cristaux concentrés d'acide borique enrichi en B10 et appauvri en B10; (iii) à récupérer l'éluant aqueux en provenance de l'étape (ii) et à déioniser l'éluant aqueux en vue de sa réutilisation dans l'étape (c). L'invention réside également en un appareil pour fournir une réserve ou stock de solutions d'acide borique enrichi en isotopes bore-10 (B10), cet appareil comprenant: (A) au moins un réservoir formant source de solution d'acide borique d'alimentation; (B) au moins un réservoir formant source d'éluant aqueux; (C) au moins un chromatographe annulaire à fonctionnement continu comportant au moins un orifice d'alimentation situé près du sommet dudit chromatographe annulaire à fonctionnement continu pour acheminer la solution d'acide borique d'alimentation depuis ledit réservoir formant source d'alimentation jusqu'au chromatographe annulaire à fonctionnement continu, au moins un orifice d'éluant près du sommet dudit chromatographe annulaire continu pour acheminer ladite solution d'éluant depuis le réservoir formant source d'éluant jusqu'au chromatographe annulaire à fonctionnement continu à une position décalée angulairement par rapport à l'orifice d'alimentation d'acide borique, une colonne annulaire rotative pour chromatographie par échange d'ions, remplie d'une résine échangeuse d'anions basiques faibles et ayant une hauteur et un diamètre suffisants pour séparer les isotopes de bore en au moins deux fractions distinctes de produit isotopique, au moins une fraction de produit enrichi en B10 et au moins une fraction de produit appauvri en B10, au moins deux orifices collecteurs de produit situés près de la base de la colonne annulaire, à des positions angulaires différentes et recueillant séparément au moins deux fractions distinctes de produit isotopique; (D) au moins un concentrateur raccordé aux orifices collecteurs de produit pour concentrer et récupérer séparément les deux fractions distinctes de produit isotopique et pour en extraire l'éluant aqueux dans un orifice de recyclage d'éluant; (E) au moins un déioniseur d'éluant raccordé audit orifice de recyclage d'éluant pour purifier l'éluant et raccordé au réservoir de stockage d'éluant en vue d'une réutilisation dans la colonne annulaire du chromatographe annulaire à fonctionnement continu. Dans la solution d'acide borique enrichi en isotopes B10 le rapport atomique de l'isotope B10 à l'isotope B1l est supérieur au rapport 19,78 %:80,22 % en vue d'une utilisation dans des fluides de régulation de centrales nucléaires. On a représenté, à titre d'exemple, dans les dessins certains modes de réalisation de l'invention tels qu'actuellement préférés. Sur les dessins, la figure 1 est une représentation schématique montrant une configuration représentative d'installation destinée à être utilisée pour générer une solution d'acide borique enrichie en B10 conformément au procédé et à l'appareil de la présente invention; la figure 2 est une vue en perspective d'un mode de réalisation d'un chromatographe annulaire à fonctionnement continu, une partie étant représentée en coupe pour montrer la structure annulaire appropriée pour la mise en oeuvre du procédé et de l'appareil de la présente invention; la figure 3 est une vue en coupe horizontale du chromatographe annulaire à fonctionnement continu représentée sur la figure 2, cette vue étant faite suivant un diamètre des cercles concentriques définissant l'espace annulaire; et la figure 4 est une illustration schématique de la séparation des isotopes B10 d'avec les isotopes B1l produits de façon distincte dans le chromatographe annulaire à fonctionnement continu et pouvant être récupérés à des emplacements angulaires différents en fonction du temps d'élution le long du chromatographe annulaire à fonctionnement continu. L'invention réside en un procédé et un appareil pour un enrichissement en isotopes du bore (B), ce procédé et cet appareil étant capables de former des solutions faiblement acides, solubles dans l'eau, pouvant être utilisées pour un échange d'ions avec une résine échangeuse d'anions faiblement basiques. L'invention est utilisée, en particulier, pour enrichir une solution d'acide borique en isotopes bore-10 (B10). La solution d'acide borique enrichie en isotopes B10 a une valeur industrielle importante quand elle est utilisée dans des fluides de régulation des centrales nucléaires. On effectue de façon rentable un enrichissement isotopique en faisant passer une solution acide de bore et une solution d'éluant, respectivement, à travers une colonne chromatographique échangeuse d'ions remplie d'une résine échangeuse d'anions basiques qui fonctionne d'une manière continue et permanente pour effectuer une séparation et un isolement continus de solutions contenant des isotopes intéressants en une seule opération et en recyclant la solution d'éluant utilisée pour effectuer une séparation afin d'engendrer en conséquence un minimum de liquides résiduaires. Les solutions d'acide borique naturelles (NBA) sont composées de deux isotopes de bore stables ayant des nombres de masse (protons + neutrons) de 10 et 11. Tels qu'ils sont utilisés dans le présent exposé, le terme "bore-10" ou "B10" désigne l'isotope de bore ayant un nombre de masse de 10 et le terme "bore-ll" ou '"Bll'" désigne l'isotope de bore ayant un nombre de masse de 11. Une solution d'acide borique naturelle (NBA) est définie ici comme ayant un rapport atomique entre l'isotope B10 et l'isotope B11 d'environ 19,78:80,22. Une solution d'acide borique enrichie (EBA) est définie ici comme ayant un rapport atomique entre l'isotope B10 et l'isotope B1 supérieur à environ 19,78:80,22. En se référant maintenant aux dessins, on voit que la figure 1 est une représentation schématique du procédé et de l'appareil de la présente invention permettant d'effectuer une séparation continue, en régime permanent, des isotopes de l'élément bore à partir d'un mélange de tels isotopes. La matière de départ préférée pour être utilisée dans le présent procédé est un mélange aqueux, faiblement acide, d'isotopes de bore et on préfère, dans le procédé de la présente invention, enrichir la solution d'acide borique en isotopes bore-10 (B10). Dans le procédé de la présente invention, la matière de départ ou phase d'alimentation pour le procédé d'enrichissement en isotope B10 peut être n'importe quelle solution appropriée de dérivés ioniques du bore, qui sont faiblement acides en solution aqueuse et avec lesquels on peut effectuer un échange d'ions en utilisant une résine échangeuse d'anions basiques, de préférence faiblement basiques. Une solution d'acide borique aqueuse, c'est-à-dire B(OH)3, est la matière de départ préférée étant donné qu'elle est faiblement acide en solutions aqueuses, qu'elle s'ionise de façon incomplète en ions borates, c'est-à-dire B(OH)4-, et avec laquelle on peut effectuer un échange d'anions à l'aide d'une résine échangeuse d'anions basiques. Le mélange d'isotopes de bore dans la charge d'acide borique peut être celui qui a lieu de façon naturelle (c'est-à-dire une solution NBA) ou bien il peut s'agir d'un mélange partiellement épuré obtenu à partir d'une opération d'enrichissement préliminaire (c'est-à-dire une solution EBA), bien que l'on préfère une solution d'acide borique naturelle. La charge 10 de solution d'acide borique est introduite dans une colonne chromatographique 12 d'échange d'ions, de préférence une colonne qui fonctionne d'une manière continue et en régime permanent et, mieux encore, un chromatographe annulaire à fonctionnement continu contenant une résine échangeuse d'ions ou phase stationnaire 14, les ions borates contenant les isotopes B10 de la solution d'acide borique étant adsorbés, de préférence, sur la résine stationnaire échangeuse d'ions 14. La résine échangeuse d'ions peut être une résine échangeuse d'anions basiques faibles ou forts, bien que l'on préfère une résine échangeuse d'anions basiques faibles. Pendant l'échange d'anions, un groupe OH- est libéré de la résine d'échange d'ions et remplacé par l'anion se trouvant dans la solution, c'est-à-dire B(OH)4-. Une fois que les ions borates de la charge ont été adsorbés sur la résine échangeuse d'anions de la colonne, une solution d'éluant ou phase mobile 16 est envoyée à la résine échangeuse d'anions de la colonne, les molécules contenant les isotopes B10 étant désorbés, c'est-à-dire extraits, de façon préférentielle, de la résine par le fait qu'ils sont solvatés dans l'éluant de telle sorte que les molécules contenant de façon substantielle les isotopes 18 de B10 peuvent être élués vers le bas de la colonne à un débit différent et être recueillis séparément des molécules contenant, de façon substantielle, les isotopes 20 de Bll. La solution 16 d'éluant est une solution capable de solvater les ions borates. Il est préférable d'utiliser de l'eau comme éluant étant donné que l'eau se révèle efficace pour solvater les ions borates adsorbés sur une résine échangeuse d'ions basiques faibles et, en outre, étant donné que l'eau minimise les efforts demandés pour la récupération de l'acide borique. D'autres éluants, tels que des bases fortes, par exemple l'hydroxyde de sodium, l'hydroxyde de potassium, etc. peuvent être utilisés; toutefois, ces éluants ne sont pas préférables car le coût supplémentaire entraîné pour séparer l'acide borique de l'éluant augmenterait le prix de revient du système. La fraction recueillie 18 du produit formé par l'acide borique enrichi en isotopes B10 est dirigée sur un concentrateur 22, comme par exemple un cristalliseur classique à évaporation, et on obtient un produit formé par des cristaux d'acide borique enrichi en isotopes B10 et destiné à être stocké et/ou être transféré en vue d'une utilisation dans des fluides de régulation de centrales nucléaires. La fraction recueillie 20 du produit formé par de l'acide borique appauvri en isotopes B10 (c'est-à-dire enrichi en isotopes Bll) est dirigée sur un concentrateur 24, tel qu'un cristalliseur classique à évaporation, et on obtient un produit formé par des cristaux d'acide borique enrichis en isotopes B1l est destiné soit à être renvoyé à la colonne chromatographique 12 échangeuse d'ions et à fonctionnement continu en vue d'un autre traitement, soit à être utilisé dans des applications non- nucléaire, telles que la fabrication du verre. L'éluant formé par de l'eau ou tout autre éluant recueilli aux concentrateurs, 22 et 24, est traité dans un échangeur d'ions/déioniseur 26, tel qu'un échangeur classique d'ions à lit mixte contenant à la fois une résine échangeuse d'anions et une résine échangeuse de cations, dans lequel l'éluant est déionisé de manière à conserver un niveau élevé de pureté et est ensuite recyclé dans la colonne de séparation 12 en vue d'une réutilisation. Le déioniseur, une fois qu'il a été appauvri, est regénéré à l'aide de solutions acide et basique, telles que des solutibns d'acide sulfurique et d'hydroxyde de sodium. Le chromatographe annulaire 12 à fonctionnement continu, une fois qu'il a été appauvri, peut aussi être regénéré à l'aide de solutions basiques, telles qu'une solution d'hydroxyde de sodium. Un chromatographe échangeur d'ions, fonctionnant de façon continue et en régime permanent, tel qu'un chromatographe annulaire à fonctionnement continu que l'on préfère utiliser dans le procédé de la présente invention, s'est révélé de façon inattendue être une tentative économique pour un enrichissement en isotopes de bore en une seule opération n'ayant jusqu'à présent être ni enseigné ni suggéré dans les études antérieures qui ont considéré les techniques d'échange d'ions comme étant un procédé de séparation d'isotopes de bore. On a représenté sur la figure 2 et sur la figure 3 un chromatographe annulaire à fonctionnement continu que l'on préfère particulièrement. En se référant maintenant à la figure 2 et à la figure 3, on voit qu'un chromatographe annulaire 30 à fonctionnement continu comprend deux cylindres concentriques 32 et 34 qui définissent un espace annulaire 36 destiné à servir de colonne échangeuse d'ions. L'espace annulaire 36 peut être entraîné en rotation autour de l'axe de l'anneau à l'aide d'un arbre 38 et d'un moteur (non représenté). Des résines 40 échangeuses d'ions (repré- sentées sur la figure 3 comme ne remplissant que partiellement l'espace annulaire afin de ne pas surcharger le dessin), de préférence une résine échangeuse d'anions basiques faibles, se présentant de préférence sous la forme de perles sphériques, sont tassées entre les deux cylindres concentriques 32 et 34, dans l'espace annulaire 36, de manière à former une colonne annulaire échangeuse d'ions. Au-dessus de l'espace annulaire 36 se trouve une plaque distributrice 42. Des tubes d'alimentation 44 et 48 s'étendent à travers la plaque distributrice et se terminent par des ajutages d'alimentation 46 et 50, respectivement. Les tubes d'alimentation 42 et les ajutages d'alimentation 46 sont placés dans une position angulaire donnée au- dessus de l'espaceannulaire 36 rempli de résine échangeuse d'ions tassée et amènent une solution d'acide borique d'alimentation jusqu'aux perles 40 de résine échangeuse d'ions. Les tubes d'alimentation 48 et les ajutages d'alimentation 50 sont placés dans une position annulaire décalée par rapport aux orifices d'alimentation de solution d'acide borique et amènent une solution d'éluant, de préférence de l'eau, jusqu'aux perles 40 de résine échangeuse d'ions après que la solution d'alimentation a été adsorbée sur ces perles pour en éluer les isotopes de bore. Il est préférable que les orifices d'alimentation de solution d'acide borique d'alimentation s'étendent directement au- dessus des perles de résine, tandis que les orifices d'alimentation d'éluant sont légèrement plus courts et ne s'étendent que jusqu'à une couche de perles de verre 52 qui repose sur le dessus des perles de résine échangeuse d'ions. Cet agencement d'alimentation préféré sert à empêcher tout effet de mélange indésiré de la solution d'alimentation et de l'éluant. La cavité centrale définie par le cylindre intérieur 34 est fermée de façon étanche par un couvercle 54 de sorte que l'on peut utiliser un tube 56 de pression pour appliquer la pression aux lits annulaires de perles 40 de résine échangeuse d'ions. Le chromatographe annulaire 30 à fonctionnement continu comprend aussi une plaque 58 de distribution de produit à la base de l'espace annulaire 36. Une pluralité de canaux de distribution de produit, ou orifices collecteurs 60, s'étendent à travers la plaque 58 de distribution de produit jusqu'à l'espace annulaire 36, en étant réglés à des positions angulaires différentes le long de cet espace annulaire 36 pour recevoir diverses fractions distinctes de produit isotopique qui présentent une distance réglée de parcours vers le bas à travers les perles 40 de résine échangeuse d'ions. Chaque orifice 60 de distribution de produit est positionné par rapport à un volume d'élution qui a séjourné pendant un temps de séjour particulier dans la colonne annulaire 36 échangeuse d'ions. Pendant le fonctionnement, la colonne annulaire 36 échangeuse d'ions, à fonctionnement continu en régime permanent, dans laquelle ont été tassées les perles 40 de résine échangeuse d'ions, est entraînée en rotation autour de l'axe de l'anneau à une vitesse constante, de telle sorte que tout segment vertical du lit annulaire se trouve au- dessus d'un orifice collecteur fixe particulier 60 à un moment donné après que ce segment a été chargé avec une solution d'acide borique d'alimentation et une solution d'éluant. Ainsi, chaque orifice 60 collecteur de produit occupe une position angulaire qui correspond à un temps d'élution particulier pour une vitesse particulière de rotation de l'espace annulaire 36 et pour un débit particulier à travers les perles de résine. Le débit d'écoulement d'un bout à l'autre de la hauteur utile des perles de résine et la vitesse de rotation des perles de résine doivent être coordonnés de telle sorte qu'une fraction particulière de produit soit toujours éluée à la même position angulaire et, par conséquent, soit toujours distribuée au même orifice collecteur de produit. Pour la séparation de la solution d'acide borique, au moins un orifice 60 collecteur de produit recueille la fraction d'acide borique enrichie en isotopes B10, tandis qu'au moins un autre orifice 60 collecteur de produit recueille la fraction d'acide borique appauvrie en isotopes B10. Toutefois, il est préférable d'utiliser une pluralité d'orifices collecteurs 60 pour recueillir une fraction particulière de produit. On obtient ce résultat en espaçant d'une faible distance ces orifices collecteurs, de telle sorte qu'ils couvrent la plage angulaire de rotation qui correspond à l'intervalle de temps d'élution de cette fraction particulière mais ne s'étendent pas jusqu'aux positions angulaires auxquelles on peut s'attendre qu'une partie importante d'une autre fraction de produit soit éluée. On peut trouver dans les brevets US n 5.098.678 et 5.112.493 une description plus détaillée du fonctionnement d'un chromatographe annulaire à fonctionnement continu ainsi que des équations et des variables pour la conception de ce chromatographe. Dans un procédé préféré de l'invention, la solution d'acide borique d'alimentation présente une concentration en bore aussi élevée que possible sans qu'elle dépasse la limite de solubilité du soluté dans le solvant aqueux en présence des conditions de fonctionnement anticipées. La conséquence naturelle d'une séparation chromatographique par échange d'ions est une dilution par l'intermédiaire d'une élution des produits isotopiques qui sont séparés en des courants de produit distincts. Par conséquent, on optimise le rendement global de l'opération d'enrichis- sement en isotopes de bore et, en particulier, la minimisation des efforts nécessaires pour récupérer les produits recherchés en utilisant une concentration de la solution d'acide borique aussi élevée que possible sans pour autant entraîner une précipitation de l'acide borique pendant l'opération d'enrichissement. L'ouvrage CRC Handbook of Physics and Chemistry mentionne la solubilité de l'acide borique (B(OH)3) dans de l'eau comme étant de 6,35 g/100 cm3 de H20 à 3 C et comme étant de 27,6 g/100 cm3 de H20 à 100 C. La concentration préférée de la solution d'acide borique chargée dans le chromatographe annulaire à fonctionnement continu fonctionnant à la température ambiante est d'environ 0,1 à 1 mole/litre, de la façon plus préférable de 0,1 à 1 mole/litre, et, de la façon plus préférable encore voisine de la limite de solubilité de la solution d'alimentation. La température de la solution d'acide borique se situe, de préférence, entre 20 C et 80 C mais, il est des plus préférables d'opérer à une température ambiante d'environ C. Le débit de chargement de la solution d'acide borique dans la colonne est de préférence d'environ 408.10-4 kg/dm2 à 408.10-2 kg/dm2 (0,01 à 1,0 lb/ft2), de façon plus préférable d'environ 204.10-3 kg/dm2 à 612.10-3 kg/dm2 (0,05 à 0,15 lb/ft2). L'éluant est une solution aqueuse capable de solvater les ions bore provenant de la résine échangeuse d'ions, de telle sorte qu'ils puissent être élués vers le bas de la colonne annulaire échangeuse d'ions du chromatographe annulaire à fonctionnement continu. L'éluant peut être sélectionné parmi le groupe comprenant H20, une solution aqueuse contenant NaOH, KOH, CsOH, LiOH, ou bien un phénol et autre substance analogue. Toutefois, l'eau est l'éluant préféré dans le procédé de la présente invention étant donné que l'utilisation de l'eau supprime la nécessité d'avoir recours à des étapes de séparation supplémentaires compliquées pour récupérer de l'éluant la solution d'acide borique. Les volumes d'élution doivent être maintenus à une valeur aussi basse que possible pour obtenir une séparation sensiblement complète des isotopes de bore afin que les courants de produit récupéré soient fortement concentrés. Il est préférable de maximiser la concentration du produit, car le volume total de fluide à traiter se trouvera réduit. Ceci permet de réduire les dimensions globales du système et, par conséquent, de diminuer les coûts. La température à laquelle est effectuée l'élution est de préférence comprise entre 20 C et 80 C; toutefois, il est des plus préférable d'opérer à une température ambiante d'environ 20 C. Le débit de l'éluant est compris, de préférence, entre 407.10-5 l/min/dm2 et 407.10- 2 l/dm2 (0,01 et 10 gpm/ft2), de préférence entre environ 407.10-4 l/min/dm2 et 203,5.10-2 l/min/dm2 (0,1 et 5 gpm/ft2). Le débit de l'éluant est commandé par la chute de pression sur la hauteur utile de la résine échangeuse d'ions ainsi que par la taille des particules et le volume lacunaire entre les billes tassées de la résine. On obtient la chute de pression requise pour un débit donné de préférence en mettant sous pression le chromatographe annulaire à fonctionnement continu. La chute de pression peut être d'environ 6,895.103 Pa à 6,895.105 Pa (1 à 100 psi) de façon plus préférable d'environ 34,475.103 Pa à 137,9. 103 Pa (5 à 20 psi). Il est préférable de faire fonctionner le chromatographe annulaire à fonctionnement continu en mode déplacement, ce que l'on peut obtenir soit avec une alimentation isocratique ou graduée d'éluant. La résine échangeuse d'ions est une résine échangeuse d'anions basiques faibles ou forts ayant une affinité pour les ions bore contenus dans la solution aqueuse. Il est préférable d'utiliser une résine échangeuse d'anions basiques faibles étant donné que l'on peut utiliser l'eau comme éluant pour extraire les ions borates de la résine et les éluer vers le bas de la colonne afin d'effectuer une séparation tout en obtenant aussi un facteur de séparation acceptable du point de vue industriel. Les résines échangeuses d'anions basiques faibles sont caractérisées par des groupes amino actifs sur une matrice de matière solide, telle que du polystyrène. Une description plus détaillée des résines échangeuses d'anions basiques que l'on peut utiliser dans le procédé de la présente invention est donnée dans l'ouvrage Perry's Chemical Engineers Handbook, sixième édition, pages 16-1 à 16-48 (1984). Un exemple d'une résine échangeuse d'anions basiques faibles préférée que l'on peut utiliser dans le procédé de la présente invention est Amberlite IRA-94 fabriquée par Rohm et Haas Chemical Corporation de Philadelphie, Pennsylvanie. La résine échangeuse d'anions se présente de préférence sous la forme de perles, de préférence de perles sphériques, ayant une taille de particules moyenne d'environ 74 à 840 pm de diamètre, de préférence de 105 à 250 um de diamètre. La vitesse de rotation de la résine dans le chromatographe annulaire à fonctionnement continu est de préférence d'environ ,48.10-2 cm/min à 30,48cm/min (0,01 à 1 ft/min), de façon plus préférable d'environ 152.10-3 cm/min à 76,2.10-2 cm/min (0,005 à 0,05 ft/min). On cherche, dans le procédé de la présente invention, à produire une solution d'acide borique enrichie en isotopes B10, présentant une pureté isotopique de pourcentage atomique d'isotopes B10 dépassant le pourcentage naturel de 19,78 % (pourcentage atomique), de préférence d'au moins 90 % (pourcentage atomique), de façon plus préférable, d'au moins 92 % (pourcentage atomique). La solution d'acide borique enrichie à 92 % en isotopes B10 trouve une application principale dans les systèmes de fluides des centrales nucléaires pour optimiser la capacité d'absorption de neutrons de la solution d'acide borique. La hauteur utile de la colonne annulaire de chromatographie à fonctionnement continu doit être suffisante pour permettre une séparation des divers isotopes de bore, c'est-à-dire les isotopes B10 et B11, en fractions de produit distinctes que l'on peut recueillir à des positions angulaire différentes le long de la colonne dans les orifices collecteurs. Il est préférable que la séparation recherchée soit effectuée en une seule passe à travers le chromatographe annulaire à fonctionnement continu. Il est préférable d'obtenir un facteur de séparation (c'est-à-dire un facteur utilisé pour définir la capacité de séparation du processus d'enrichissement par hauteur de 30,48 cm (1 pied) de colonne) d'environ 1,01 à 1,20, de préférence supérieur à 1,10, pour l'enrichissement en isotopes B10 dans un chromatographe annulaire à fonctionnement continu utilisant une résine échangeuse d'ions basiques faibles et de l'eau comme éluant. Une hauteur de colonne préférée pour le processus d'enrichissement à 92 % en isotopes B10 d'une solution d'acide borique dans une colonne présentant un facteur de séparation de 1,11 par 0,3048 m (1 pied) est d'environ 6,09 m à 12,18 m (20 à 40 ft) avec un diamètre externe d'environ 3,048 m à 6,096 m (10 à 20 ft) et un diamètre annulaire de 0,91 m à 3,048 m (3 à 10 ft). En se référant maintenant à la figure 4, on voit que cette figure représente schématiquement la séparation de fractions de produit se trouvant dans la solution d'acide borique d'alimentation après que la solution d'alimentation a été éluée avec de l'eau à travers une résine échangeuse d'anions basiques faibles pendant la rotation du chromatographe annulaire à fonctionnement continu. Les deux fractions de produit considérée sont la fraction de solution d'acide borique enrichie en isotopes B10 et la fraction d'acide borique appauvrie en isotopes B10. A mesure que le chromatographe annulaire à fonction- nement continu tourne de façon continue, les fractions de produit se trouvant dans la solution d'alimentation sont séparées de telle sorte qu'elles sont décalées angulairement par rapport à l'entrée de la charge et recueillies à des orifices collecteurs situés avec le décalage angulaire donné sur la longueur de la colonne. La fraction de produit est coordonnée de manière à être toujours éluée à la même position angulaire et est, de ce fait, recueillie au même orifice collecteur que celui représenté. Le tableau 1 ci-dessous indique les conditions de fonctionnement du chromatographe annulaire à fonctionnement continu que l'on préfère pour obtenir une séparation efficace effective à 92 % de l'isotope B10 d'une solution d'acide borique naturelle. TABLEAU 1 Fourchette Préféré Concentration de l'acide 1 aà 4 % en poids 4 % en poids Solvant de l'acide borique Eau, bases Eau Chargement de l'acide borique 408.10-4 à 0,408. 10-2 kg/cm2 -408.10-4 kg/cm2 (0,01 à 1 lb/ft2) (-0,01 lb/ft2) Résine échangeuse d'ions Résine échangeuse d'anions basiques Résine échangeuse d'anions faibles ou forts basiques faibles Taille des particules 74 à 840 Mm - 149 Mm Forme des particules Sphérique ou irrégulière Sphérique Eluant Bases fortes ou faibles, eau Eau Débit élution 407.10-5 1/min/dm2 à 407.10-2 1/min/dm2 4407.10-4 1/dm2 (-1 gpm/ft2) (0,01 à 10 gpm/ft2) Hauteur de la colonne 6,096 m à 12,192 m (20 à 40 ft) -9,144 m (-30 ft) Diamètre extérieur de la colonne 3,048 m à 6,096 m (10 à 20 ft) -3,658 m (-12 ft) Diamètre intérieur de la colonne 0,914 m à 3,048 m (3 à 10 ft) -1,524 m (-5 ft) Facteur de séparation 1,01 à 1,20 -1,10 Vitesse de rotation 0,0003 m à 0,30 m/min 0, 006 m (0,02 ft/min) (0,001 à 1 ft/min) REVENDICATIONS 1. Procédé continu pour séparer les isotopes de bore se trouvant dans des solutions aqueuses d'acide borique, caractérisé par les étapes consistant: (a) à préparer une solution aqueuse d'acide borique d'alimentation comprenant un mélange d'isotopes de bore; (b) à charger ladite solution d'acide borique d'alimentation sur une résine échangeuse d'ions contenue dans une colonne annulaire d'un chromatographe annulaire à fonctionnement continu en un premier endroit situé au sommet de ladite colonne annulaire qui a une hauteur et un diamètre suffisants pour séparer les isotopes de bore en des fractions distinctes de produit; (c) à alimenter en éluant aqueux ladite résine échangeuse d'ions dudit chromatographe annulaire à fonctionnement continu en un second endroit décalé angulairement du premier endroit au sommet de ladite colonne annulaire pour éluer ladite solution d'acide borique d'alimentation le long de ladite colonne annulaire dudit chromatographe annulaire à fonctionnement continu; (d) à faire tourner de façon continue ledit chromatographe annulaire à fonctionnement continu pendant les étapes (b) et (c) pendant que ladite solution d'acide borique d'alimentation et ladite solution d'éluant diffusent à travers ladite résine échangeuse d'ions pour effectuer une séparation des isotopes de bore se trouvant dans la solution d'alimentation en des fractions de produit distinctes, de telle sorte que chaque fraction de produit soit décalée angulairement et longitudinalement par rapport au premier endroit le long de la colonne annulaire; (e) à recueillir séparément à des endroits distincts décalés angulairement sur le chromatographe annulaire à fonctionnement continu, lesdites fractions distinctes de produit contenant les isotopes de bore; (f) à réduire séparément le volume desdites fractions distinctes de produit contenant les isotopes de bore et à récupérer ledit éluant aqueux de ces dernières; (g) à recycler ledit éluant aqueux en vue de sa réutilisation au cours de l'étape (c). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé, en outre, par l'étape consistant: (h) à répéter de façon continue les étapes (a) à (g) pour produire des quantités utiles industriellement de fractions séparées de façon isotopique. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite résine échangeuse d'ions est sélectionnée parmi le groupe comprenant les résines échangeuses d'anions basiques forts et les résines échangeuses d'anions basiques faibles. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite résine échangeuse d'ions est sélectionnée parmi le groupe comprenant les résines échangeuses d'anions basiques faibles. 5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit éluant aqueux est sélectionné parmi le groupe comprenant l'eau, une solution aqueuse contenant NaOH, KOH, CsOH, LiOH, ou bien le phénol. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit éluant aqueux est de l'eau. 7. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est mis en oeuvre à la température ambiante. 8. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la concentration de ladite solution d'acide borique d'alimentation est d'environ 0,1 à 1,0 mole/litre. 9. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les étapes (e), (f) et (g) comprennent les étapes consistant: (i) à recueillir séparément au moins une fraction de produit formé par une solution d'acide borique enrichi en isotopes B10 et au moins une fraction de produit formé par une solution d'acide borique appauvrie en B10; (ii) à réduire séparément le volume de ladite fraction de produit formé par une solution d'acide borique enrichie en B10 et le volume de la fraction de produit formé par une solution d'acide borique appauvrie en B10, en évaporant ledit éluant de ces fractions, de manière à former des cristaux concentrés d'acide borique enrichi en B10 et appauvri en B10; (iii) à récupérer l'éluant aqueux en provenance de l'étape (ii) et à déioniser l'éluant aqueux en vue de sa réutilisation dans l'étape (c). 10. Appareil pour produire une réserve de solutions d'acide borique enrichi en isotopes B10 en vue d'être utilisées dans des fluides de régulation des centrales nucléaires, cet appareil étant caractérisé en ce qu'il comprend: - au moins un réservoir formant source de solution d'acide borique d'alimentation; - au moins un réservoir formant source d'eau en tant qu'éluant; - au moins un chromatographe annulaire (12; 30) à fonctionnement continu comportant au moins un orifice d'alimentation situé près du sommet dudit chromatographe annulaire à fonctionnement continu pour acheminer ladite solution d'acide borique d'alimentation depuis ledit réservoir formant source d'alimentation, au moins un orifice d'éluant situé près du sommet dudit chromatographe annulaire à fonctionnement continu pour acheminer ladite solution d'éluant depuis ledit réservoir formant source d'éluant jusqu'au chromatographe annulaire à fonctionnement continu à un endroit décalé angulairement dudit orifice d'alimentation d'acide borique, une colonne annulaire rotative (32, 34, 36) de chromatographie par échange d'ions, remplie d'une résine (14; 40) échangeuse d'anions basiques faibles et ayant une hauteur et un diamètre suffisants pour séparer les isotopes de bore en au moins deux fractions distinctes de produit isotopique, au moins une fraction de produit enrichi en B10 et au moins une fraction de produit appauvri en B10, au moins deux orifices collecteurs de produit situés près de la base de ladite colonne annulaire à des positions angulaires différentes et recueillant séparément les deux fractions distinctes de produit isotopique; - au moins un concentrateur (22; 24) raccordé aux orifices collecteurs de produit pour concentrer et récupérer séparément les deux fractions distinctes de produit isotopique et pour en extraire l'éluant aqueux par un orifice de recyclage d'éluant; et - au moins un déioniseur (26) d'éluant dont l'entrée est raccordée audit orifice de recyclage d'éluant et dont la sortie est raccordée au réservoir de stockage d'éluant pour purifier l'éluant en vue de sa réutilisation dans la colonne annulaire du chromatographe annulaire à fonctionnement continu.