Brevet FR2776118A1 — publié le 19990917

DISPOSITIF DE PROTECTION CONTRE LES RAYONNEMENTS POUR CONTENEUR DE TRANSPORT DE MATIERES RADIOACTIVES DOMAINE TECHNIQUE L'invention concerne un dispositif de blindage contre les radiations implanté à la surface extérieure des conteneurs de transport ou stockage des matières radioactives pour en assurer la sOreté. ETAT DE LA TECHNIQUE Les conteneurs pour matières radioactives comprennent généralement une enveloppe de grande hauteur comportant un corps cylindrique et des moyens d'obturation le fermant à ses deux extrémités de façon étanche; dans la cavité interne ainsi délimitée prennent place lesdites matières radioactives, en particulier assemblages combustibles irradiés ou déchets vitrifiés. Cette enveloppe doit résister mécaniquement aux chocs même les plus sévères, assurer une protection biologique contre les rayonnements et assurer un transfert thermique pour évacuer la chaleur émise par les matières radioactives. Habituellement le corps cylindrique est essentiellement constitué d'une virole métallique épaisse, par exemple à base d'acier coulé ou forgé, fonte, ou d'un empilement en sandvwich de différents métaux; I'épaisseur du corps peut atteindre plusieurs dizaines de centimètres et le poids du conteneur 100 à 150t. Le corps comporte souvent des ailettes sur sa surface extérieure pour assurer une meilleure dispersion de la chaleur dans l'atmosphère. Les ailettes peuvent être fixées par boulonnage ou soudage, ou formées en même temps que le conteneur quand celui-ci est obtenu par coulée. Le corps métallique épais assure la plus grande partie de la protection biologique, mais n'est en général pas suffisant pour assurer la totalité de la protection neutronique. Aussi pour améliorer ladite protection neufronique il est connu de recouvrir le corps d'un matériau absorbeur de neutron, par exemple des résines solides légères, qui sont en général coulées entre les ailettes en conservant à celles-ci une dimension suffisante pour assurer la dissipation thermique. Pour éviter le vieillissement de ces résines, il est également connu de les isoler de l'atmosphère extérieure par confinement dans une enceinte ou boîtier situé sur le corps et équipé des ailettes de refroidissement. Ainsi, la demande FR 2521764 décrit une virole sur la paroi extérieure de laquelle des profilés de grande longueur et ouverts longitudinalement ont été déposés côte à côte, soudés à la virole métallique, puis soudés entre eux de façon à former des boîtiers fermés de grande longueur disposés parallèlement à l'axe du conteneur et en contact thermique étroit avec ladite virole. Ces boîtiers sont équipés d'ailettes sur leur face extérieure. Après avoir été mis en place sur la virole, ces boîtiers sont ensuite remplis individuellement de résine absorbeur de neutrons par coulée par leur extrémité ouverte. Bien que ces boîtiers remplissent leur rôle de protection et de confinement du matériau assurant le blindage neutronique, leur confection est particulièrement longue et onéreuse. En effet, il faut effectuer une grande quantité de soudures et le remplissage des boîtiers alors que ceux-ci sont déjà fixés sur la virole du conteneur, ce qui nécessite de nombreuses et délicates manipulations d'une masse très lourde jusqu'à 100 à 150 t, comme cela a été déjà dit) et entraîne un accroissement important de la durée de réalisation. Ainsi la demanderesse a recherché un dispositif de blindage plus simple à réaliser pour en diminuer le coût et également améliorer la sécurité des opérations de confection des boîtiers, de leur fixation et de leur remplissage en matière absorbant les radiations. Elle a ainsi également recherché un procédé de mise en place desdits dispositifs de blindage plus simple et plus sûr. Par ailleurs dans le cas, de plus en plus fréquent, o les taux de combustion des assemblages combustibles sont augmentés, les émissions radioactives des assemblages irradiés et des déchets sont accrues d'autant; les conteneurs qui leur sont destinés ont alors besoin d'une protection biologique renforcée. Pour absorber le surcroît des émissions neutroniques il est possible d'augmenter l'épaisseur de matière absorbante. Par contre pour le rayonnement gamma, il n'est pas toujours possible de l'absorber par une augmentation de l'épaisseur de la virole en acier, qui se ferait soit au détriment de la capacité du conteneur soit au détriment de son poids et de son encombrement ces derniers devant rester adaptés à un transport sur les voies publiques. Il s'en suit qu'on préfère ajouter à la virole des épaisseurs de métal dense (par exemple de plomb) interposées entre la virole et l'absorbeur de neutron. Ainsi, la demanderesse a également recherché un dispositif simple à mettre en oeuvre permettant d'augmenter la protection biologique des conteneurs. DESCRIPTION DE L'INVENTION L'invention est un dispositif de protection contre les rayonnements pour conteneur de transport et/ou stockage de matières radioactives comportant une pluralité de boîtiers métalliques adjacents fixés sur la paroi extérieure du conteneur et remplis d'au moins un matériau absorbant les neutrons, caractérisé en ce que chaque bottier comprend principalement un profilé métallique tubulaire essentiellement fermé longitudinalement. Le conteneur comprend généralement une virole métallique épaisse cylindrique de grande longueur sur la face extérieure de laquelle est fixé au moins un profilé tubulaire fermé, ou creux, en une seule pièce selon l'invention. s Ledit profilé a typiquement une section droite polygonale fermée, de préférence avec 4 cotés correspondant à 4 faces longitudinales, et peut être fermé à ses exfrémités; il est habituellement obtenu par filage direct et ne comporte pas de soudure longitudinale. Il est en général en métal, de préférence bon conducteur de la chaleur comme l'aluminium ou ses alliages, le cuivre ou ses alliages... Il est fixé sur ladite face externe de la virole parallèlement à son axe par boulonnage, de façon à ce qu'il y ait un bon contact thermique enfre ledit boîtier et ladite virole et enfre les boîtiers adjacents. L'ensemble des boîtiers adjacents couvre de préférence la totalité de la surface externe de la virole. La face externe du boîtier au contact avec l'air ambiant est avantageusement munie d'ailettes de refroidissement filées avec le profilé ou fixées sur celui-ci par tout aufre moyen. Le profilé est rempli de matériau écran neutronique, par exemple en y coulant une résine à fort taux d'hydrogène. En vue d'augmenter la protection confre les rayonnements gamma, le profilé peut également contenir au moins une plaque de métal, habituellement un métal lourd comme le plomb ou ses alliages, ou un sandwvvich de plaques de différents métaux choisis et assemblés de façon à obtenir simultanément une protection biologique optimale et une bonne solidité de l'assemblage. Cette plaque est avantageusement située le plus près possible de la paroi du conteneur, c'est-à-dire généralement au contact de la paroi du profilé qui est en appui sur la virole. Typiquement on utilise une plaque de plomb recouverte par une plaque d'acier protectrice pour faciliter sa fixation; cette dernière est généralement réalisée à l'aide de boulons traversant les plaques d'acier et de plomb et la paroi du boîtier en contact avec la virole vissés dans ladite virole. Un tel dispositif permet, en cas de choc, de mieux retenir la plaque de plomb en évitant qu'elle vienne peser directement sur les parois du boîtier avec le risque de les déformer. L'invention concerne également un procédé de mise en place d'un dispositif de protection confre les rayonnements pour conteneur de fransport et/ou stockage de matières radioactives comportant une pluralité de boîtiers métalliques adjacents fixés sur la paroi extérieure du conteneur et contenant au moins un matériau absorbant les neutrons caractérisé en ce qu'on introduit dans le boîtier au moins un matériau écran biologique et qu'ensuite on fixe ledit boîtier contenant le matériau écran biologique sur la paroi extérieure dudit conteneur. Ainsi la mise en place du dispositif selon l'invention est particulièrement simple et peut s'effectuer en deux temps. Il suffit tout d'abord d'installer optionnellement la plaque de plomb et/ou de tout autre métal, puis de couler ledit matériau écran neutronique directement à l'intérieur du profilé; le profilé ainsi préparé est ensuite fixé sur la virole du conteneur. On peut encore, après avoir optionnellement installé les plaques de métal dans le boîtier, ce qui représente l'opération la plus délicate, fixer le profilé ainsi équipé sur la virole puis y couler le matériau écran neutronique. On peut également plus classiquement, dans le cas o une plaque demétal n'est pas utilisée, fixer d'abord le profilé puis le remplir du matériau écran neutronique. On voit que dans tous les cas aucune soudure n'est nécessaire pour fermer le boîtier ou le fixer à la virole, ce qui en facilite le montage et en diminue le coût. Les manutentions nécessaires aux garnissage et remplissage du boîtier peuvent également se faire en ne manipulant que le profilé non encore fixé sur la virole; elles sont ainsi rendues plus aisées et plus sûres. Les opérations de boulonnage du boîtier sur la virole peuvent se faire par des lumières pratiquées dans la face du profilé opposée à celle qui est en contact avec la virole, lumières qui sont ensuite convenablement rebouchées. Quand on prévoit de couler la résine dans le boîtier avant de le fixer, il est avantageux d'installer des tubes de passage au droit desdites lumières afin de préserver un accès dans la résine coulée pour le boulonnage; après fixation cet espace vide peut être rebouché par de la résine. On voit également que l'installation de plaques de plomb dans un dispositif comme celui du brevet FR 2521764 précédemment cité serait difficile à réaliser car les opérations correspondantes seraient à faire alors que le conteneur est déjà équipé desdits boîtiers. La figure 1 illustre le dispositif selon l'invention. Elle représente un conteneur pour matière radioactive vu en coupe et le détail d'une vue, toujours en coupe, de deux boîtiers adjacents selon l'invention. En (1) on voit la virole métallique épaisse, habituellement en acier, formant le corps du conteneur dans la cavité (2) duquel sont entreposées les matières radioactives. Le conteneur est manipulé à l'aide de tourillons (3) fixés sur la virole (1). Une pluralité de boîtiers (4) selon l'invention recouvre la paroi extérieure de la virole (1). Chacun d'entre eux est essentiellement constitué d'un profilé (5) métallique creux, fermé longitudinalement, comportant 4 faces de grande longueur; des ailettes de refroidissement (6) sont situées sur la face extérieure desdits profilés. La face intérieure (7) est conformée à la face extérieure de la virole (1) de façon à assurer un bon contact thermique. A I' intérieur de chaque boîtier une plaque de plomb (8) a été installée au contact de la face intérieure (7); cette plaque est recouverte d'une tôle d'acier (9) protectrice. L'ensemble du profilé (5) et des plaques (8, 9) est fixé à la virole (1) à l'aide de boulons (1 1). L'espace intérieur restant du profilé (5) est5 rempli avec une résine (10) faisant écran neufronique; en (12) on voit un tube de passage permettant le boulonnage à partir de la face extérieure du profilé (5) à travers la résine quand celle-ci a été coulée dans ledit profilé (5) avant le boulonnage. REVENDICATIONS 1. Dispositif de protection contre les rayonnements pour conteneur de transport et/ou stockage de matières radioactives comportant une pluralité de boîtiers métalliques adjacents fixés sur la paroi extérieure du conteneur et remplis d'au moins un matériau absorbant les neutrons, caractérisé en ce que le boîtier comprend principalement un profilé métallique tubulaire essentiellement fermé longitudinalement. 2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la section droite du profilé est polygonale, de préférence avec 4 cotés. 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que le profilé est en métal, de préférence l'aluminium, le cuivre ou leurs alliages et/ou qu'il comporte des ailettes de refroidissement. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que le profilé est fixé sur la paroi extérieure du conteneur à l'aide de boulons. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que le profilé contient au moins une plaque métallique faisant écran au rayonnement gamma, de préférence située au plus près de la paroi du conteneur. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que la plaque métallique faisant écran au rayonnement gamma est en métal lourd, de préférence le plomb ou ses alliages. 7. Conteneur pour le transport et/ou le stockage de matière radioactive caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6. 8. Procédé de mise en place d'un dispositif de protection contre les rayonnements pour conteneur de transport et/ou stockage de matières radioactives comportant une pluralité de boîtiers métalliques adjacents fixés sur la paroi extérieure du conteneur, en particulier du type de ceux de l'une quelconque des revendications 1 à 6, et contenant au moins un matériau absorbant les neutrons caractérisé en ce qu'il comprend au moins une étape d'introduction dans le boîtier d'au moins un matériau écran biologique suivie d'une étape de fixation dudit boîtier rempli du matériau écran biologique sur la paroi extérieure dudit conteneur. 9. Procédé selon la revendication 8 caractérisé en ce qu'on introduit dans le boîtier au moins une plaque métallique écran au rayonnement gamma, qu'ensuite on fixe ledit boîtier sur ladite paroi puis qu'on le remplit de matériau écran neutronique.