Brevet FR2944379A1 — publié le 20101015

Stockage des déchets radioactifs La présente invention concerne un procédé de stockage des déchets radioactifs, et des suremballages pour 5 un tel procédé de stockage. Le stockage des déchets radioactifs, par exemple les déchets de niveau intermédiaire, dans des conteneurs de stockage ou des caissons sous scellés, au sein d'une installation de stockage est connu. Les conteneurs de 10 stockage seront généralement d'une taille standard, comme spécifié pour l'élimination finale, tels que des caissons de 3 m3 ou des fûts de 500 litres. Les conteneurs de stockage sont supposés être appropriés pour un stockage à long terme, mais ne sont pas supposés fournir de blindage. Parce que les 15 déchets radioactifs émettent des radiations ionisantes, telles que les rayons gamma, de tels conteneurs de stockage doivent être fournis avec blindage. Une telle installation de stockage sera généralement dotée de parois blindées, par exemple par du béton, qui délimitent une chambre forte de 20 stockage dans laquelle les caissons peuvent être placés. Un mécanisme tel qu'une grue mobile serait prévu pour permettre aux caissons d'être installés à l'intérieur, ou retirés, de la chambre forte. Une telle installation de stockage permet à du matériel radioactif d'être stocké en toute sécurité, 25 protégé de l'environnement, tout en permettant à des caissons individuels d'être récupérés et inspectés si nécessaire. Toutefois, la construction de la chambre forte de stockage est coûteuse, parce que les parois de la chambre forte doivent fournir un blindage efficace. 30 Selon un premier aspect, la présente invention fournit un procédé pour le stockage des déchets radioactifs dans des conteneurs de stockage, comprenant les étapes consistant à : assember un suremballage à partir de plaques de métal, les plaques de métal étant chacune sensiblement plate, et le suremballage fournissant un blindage suffisant pour les déchets radioactifs ; enfermer un conteneur de stockage contenant des déchets radioactifs dans le suremballage ; et stocker le suremballage qui contient le conteneur de 10 stockage dans une enceinte résistante aux intempéries. Dans un deuxième aspect, l'invention fournit un suremballage pour un conteneur de stockage de déchets radioactifs, le suremballage étant assemblé à partir de 15 plaques métalliques, chaque plaque métallique étant sensiblement plate, et le suremballage fournissant un blindage suffisant pour les déchets radioactifs. Dans un troisième aspect, l'invention fournit 20 un kit pour la réalisation d'un tel suremballage, le kit comprenant les plaques métalliques nécessaires ainsi que des connecteurs pour les réunir. Le kit peut être sous la forme d'un emballage à plat. Les plaques formant les côtés sont de préférence toutes identiques. 25 Les plaques métalliques sont de préférence en acier ou en fonte. Chaque paroi du suremballage (à savoir la base, les côtés et le couvercle) se compose de préférence d'une plaque métallique unique. Chaque plaque métallique 30 peut être faite à partir de matériau de construction stratifié. Chaque plaque métallique peut être d'une épaisseur d'au moins 75 mm, de préférence pas plus de 300 mm, plus préférentiellement entre 100 mm et 200 mm, par exemple entre 140 mm et 160 mm. Par exemple, une plaque métallique d'une épaisseur de 150 mm peut être formée de deux tôles d'une épaisseur de 75 mm chacune, fixées ensemble en utilisant par exemple des boulons ou des soudures. Une telle épaisseur fournit un blindage adéquat, sans être trop lourde. Le blindage pour les déchets radioactifs est tel qu'un conteneur de déchets de niveau intermédiaire, quand il est enfermé dans un suremballage, peut être manipulé par un opérateur en toute sécurité. Il sera convenu que des types de déchets différents peuvent exiger des conteneurs dont les parois sont d'épaisseurs différentes. Etant donné que les plaques métalliques sont prévues pour le blindage, elles peuvent être en acier doux. De préférence le suremballage est également fourni avec des entretoises pour séparer le métal des plaques métalliques du conteneur de stockage lui-même, afin de minimiser le risque de corrosion. De telles entretoises peuvent être en acier inoxydable, ou en matériau non métallique tel que de la céramique. Parce que le suremballage offre un blindage adéquat et suffisant pour les déchets radioactifs, l'enceinte résistante aux intempéries ne doit pas nécessairement être une structure onéreuse, car elle n'a pas à fournir un blindage contre les radiations. Une conséquence additionnelle est que les suremballages contenant des caissons de stockage ne doivent pas nécessairement être installés ou déplacés à distance, à l'aide d'une grue ; ils peuvent plutôt être manipulés par des opérateurs utilisant des chariots élévateurs. Avant que les suremballages ne soient nécessaires, les plaques métalliques peuvent, comme elles sont sensiblement plates, être empilées ou stockées sous forme d'emballage à plat, ce qui minimise l'espace qu'elles occupent (par rapport aux suremballages préformés). Après utilisation, ce qui peut correspondre à une période de plusieurs années, chaque suremballage peut être démonté. Il peut ensuite être remonté pour réutilisation, ou bien le métal peut être recyclé, puisque le métal lui-même n'est pas contaminé par son utilisation et a une valeur considérable en tant que ferraille. Lors de l'assemblage du suremballage, les plaques métalliques peuvent être reliées entre elles à l'aide de boulons vissés dans des trous filetés préformés. Chaque trou offre, de préférence, un évidement dans lequel la tête de boulon est noyée, de sorte qu'après l'assemblage les têtes ne s'étendent pas au-dessus de la surface. Il peut également y avoir des chevilles métalliques qui sont noyées dans les trous préformés. Les bords des plaques métalliques sont, de préférence, échelonnés, de sorte que les bords de contact soient en formed'échelon, de manière à garantir l'absence de risque d'un passage de radiations à un bord ou un coin du suremballage. La base du suremballage est de préférence dotée de pieds en saillie, qui peuvent être vissés. Cela garantit que les suremballages assemblés peuvent être empilés les uns sur les autres, les pieds en saillie offrant un espace suffisant afin que les fourches en saillie d'un chariot élévateur puissent se glisser sous le suremballage. Le suremballage est de préférence pourvu d'accessoires, qui peuvent être vissés, pour lui permettre d'être soulevé par une grue ; ces accessoires peuvent être fixés sur les côtés. Le couvercle peut également être pourvu d'un point de levage, de sorte que le couvercle puisse être enlevé. L'invention est décrite plus précisément et plus en détails à l'aide des informations suivantes, à titre d'exemple seulement et en référence aux dessins annexés, dans lesquels : la figure 1 montre une vue en perspective d'un suremballage, coupe partielle ; la figure 2 montre une vue en plan du suremballage de la 10 figure 1 ; et la figure 3 montre une vue en coupe selon la ligne A-A de la figure 2. 15 En référence à la figure 1, un suremballage 10 pour le stockage d'un conteneur de déchets radioactifs se compose d'un caisson assemblé à partir de plaques d'acier de 150 mm d'épaisseur : quatre parois latérales 12, une base 14 et un couvercle 16. Chaque plaque d'acier se compose de deux 20 tôles d'acier doux d'une épaisseur de 75 mm, telles que décrites plus en détail ci-dessous. Les plaques d'acier sont fixées les unes aux autres par des boulons en acier 18 qui se vissent dans des trous filetés, chaque trou offrant un évidement dans lequel la tête du boulon 18 est noyée, de 25 sorte que les têtes des boulons 18 ne dépassent pas au-dessus de la surface. A titre d'exemple, un tel suremballage 10 peut être sous la forme d'un caisson carré, les côtés ayant une largeur de 2,08 m et une hauteur de 1,575 m, et pèserait environ 20 tonnes. 30 Egalement en référence à la figure 3, en considérant les plaques formant les parois 12, chacune est constituée de deux tôles d'acier 22a, 22b reliées entre elles par des boulons creux 23, formant l'intérieur du suremballage 10, et5 les têtes des boulons 23 sont recouvertes par soudure (il n'y a donc pas de réduction locale de l'épaisseur, et ainsi du blindage). De même, la plaque formant la base 14 est constituée de deux tôles d'acier 24a, 24b reliées entre elles par des boulons à empreinte 23 recouverts par des soudures, et la plaque formant le couvercle 16 est constituée de deux plaques d'acier 26a, 26b reliées ensemble par des boulons à empreinte 23 recouverts par soudure. Dans chaque cas, la plaque intérieure 22b, 24b et 26b est plus petite que la plaque extérieure correspondante 22a, 24a ou 26a de 150 mm dans chaque direction, afin que les plaques extérieures dépassent de 75 mm au-dessus des bords de la plaque intérieure. Par conséquent, les bords de contact des plaques adjacentes sont tous échelonnés. Des pieds en acier 28 sont soudés ou boulonnés à chaque coin de la plaque formant la base 14, et dépassent de 75 mm au-dessus de l'angle de la base 14 dans chaque direction, de sorte qu'ils s'étendent jusqu'à l'angle du suremballage assemblé 10. Chaque pied en acier 28 a 100 mm d'épaisseur. Egalement en référence à la figure 2, chaque plaque formant une paroi latérale 12 est dotée en son centre d'une patte de levage rectangulaire 30 soudée (ou boulonnée) sur sa surface extérieure, et dépassant au-dessus du bord supérieur de la paroi latérale 12 de manière à faire saillie au-dessus du couvercle 16 du suremballage assemblé 10. Ces pattes 30 servent également de guides de positionnement lorsque le couvercle 16 est installé. A chaque angle, une équerre 32 est soudée (ou boulonnée) à la plaque formant le couvercle 16, celle-ci dépassant au-dessus du haut du couvercle 16 afin de former des rehausses évasées vers l'extérieur 33. Au centre de la plaque formant le couvercle 16, un pointeau de levage 34 est fixé par des boulons. Comme le montrent les figures 1 et 3, des entretoises en acier inoxydable 36 sont fixées à chaque paroi 12, vers le bas de la paroi 12, et des entretoises en acier inoxydable 38 sont fixées à la base 14, près du centre de chaque paroi 12. Le suremballage 10 peut être assemblé en plaçant la plaque formant la base 14 sur une surface plane ; en positionnant chaque plaque formant une paroi latérale 12 vers le haut, une à la fois, en utilisant par exemple la patte de levage 30, et en insérant les boulons adéquats 18 ; et le cas échéant, la plaque formant le couvercle 16 peut être positionnée vers le haut en utilisant le pointeau de levage 34. Lors de l'utilisation des suremballages 10, les plaques 12, 14 et 16 peuvent être stockées démontées jusqu'à ce qu'elles soient nécessaires. Quand un conteneur de déchets de niveau intermédiaire doit être mis en stock, un suremballage 10 est assemblé, en joignant les parois 12 à la base 14, comme décrit ci-dessus. Le conteneur de déchets de niveau intermédiaire est ensuite placé à l'intérieur du suremballage 10, le couvercle 16 étant positionné vers le haut, et sécurisé avec les boulons 18. Le suremballage 10 permet un blindage suffisant contre les radiations, de sorte que le conteneur de déchets de niveau intermédiaire renfermé dans le suremballage peut ensuite être manipulé en toute sécurité, par exemple par un opérateur utilisant un chariot élévateur à fourches. Si les suremballages 10 doivent être empilés les uns sur les autres, il est nécessaire de retirer les pointeaux de levage 34 dans un premier temps. Les suremballages 10 contenant des conteneurs de déchets de niveau intermédiaire peuvent être stockés dans un entrepôt ou une structure semblable résistante aux intempéries. Le bâtiment de stockage n'a pas à fournir de blindage contre les radiations, et par conséquent une structure relativement bon marché est suffisante. Cela permet au traitement et au stockage des déchets de niveau intermédiaire, par exemple dans une centrale nucléaire, d'être amorcés sans que la construction d'un réservoir à déchets blindé ne soit exigée dans un premier temps : cela permet non seulement d'économiser de l'argent, mais également de lancer plus rapidement le traitement des déchets de niveau intermédiaire. Au cours du stockage, qui peut durer plusieurs années, les entretoises 36 et 38 font en sorte que le métal du conteneur de déchets et l'acier du suremballage 10 soient maintenus séparés, réduisant ainsi le risque de corrosion. Si à un moment donné il est nécessaire d'effectuer une inspection ou un entretien des conteneurs de déchets, ceci peut être facilement réalisé en transportant le suremballage 10, par exemple avec un chariot élévateur à fourches, dans un bâtiment blindé ou un lieu de travail blindé. Après avoir fixé un pointeau de levage 34, et retiré les boulons de sécurité 18 du couvercle 16, celui-ci peut être retiré. Lorsque le conteneur de déchets de niveau intermédiaire doit être envoyé à un site d'élimination pour élimination finale, le suremballage 10 renfermant le conteneur sera transporté dans un bâtiment ou un lieu de travail blindés. Le couvercle 16 peut alors être retiré. Le conteneur est ensuite retiré et placé dans un emballage de transport standard, et peut par la suite être transporté jusqu'au site d'élimination. Le suremballage 10 peut ensuite être réutilisé ; ou il peut être démonté et stocké pour une utilisation subséquente ; ou il peut être démonté et vendu comme ferraille. Comme il se compose uniquement d'acier non contaminé, on peut en attendre une valeur significative en tant que ferraille. Dans certains cas, il peut être acceptable de transporter un suremballage 10 renfermant un conteneur de déchets dans un site d'élimination ; puis de retirer le conteneur pour élimination ; puis de démonter ou retourner le suremballage 10. Dans certains cas, lorsque le contenu du conteneur de déchets radioactifs est susceptible de produire du gaz hydrogène, il est d'usage d'équiper le conteneur d'un filtre en métal fritté, de sorte que tout ce gaz hydrogène puisse se diffuser à l'extérieur. Dans ces circonstances, une rainure étroite peut être mise en place en travers de la surface supérieure d'au moins une des parois latérales 12, par exemple de 1 mm de large et 1 mm de profondeur, s'étendant sur toute la surface échelonnée supérieure de la paroi latérale 12. Lorsque le suremballage 10 est fermé avec le couvercle 16, cette rainure étroite permet d'assurer que le suremballage 10 ne soit pas hermétiquement scellé, de sorte que tout gaz hydrogène émergeant du conteneur de déchets radioactifs puisse s'échapper dans l'air. Le suremballage 10, dont les dimensions sont décrites ci-dessus, est adapté pour le stockage d'un conteneur de déchets radioactifs standard de 3 m3. Il serait également approprié pour contenir quatre fûts de déchets de 500 litres chacun. L'invention prévoit également des suremballages de tailles différentes, par exemple pour contenir six fûts de 200 litres chacun. En effet, des suremballages plus petits peuvent également être envisagés, par exemple pour stocker un nombre moins important de fûts de déchets de 500 litres ou de 200 litres. 15 20 25 30 11 Revendications1. Un procédé de stockage des déchets radioactifs dans des conteneurs de stockage, comprenant les étapes consistant à : assembler un suremballage à partir de plaques métalliques, les plaques métalliques étant chacune sensiblement plate, et le suremballage fournissant un blindage suffisant pour les déchets radioactifs ; enfermer un conteneur de stockage contenant des déchets radioactifs dans le suremballage ; et stocker le suremballage contenant le conteneur de stockage dans une enceinte résistante aux intempéries. 2. Un procédé selon la revendication 1, par lequel chaque plaque métallique est composée d'acier ou de fonte. 3. Un suremballage pour un conteneur de stockage de déchets radioactifs, le suremballage étant assemblé à partir de plaques métalliques, chaque plaque métallique étant sensiblement plate, et le suremballage fournissant un blindage suffisant pour les déchets radioactifs. 4. Un suremballage selon la revendication 3, dans lequel les plaques métalliques sont en acier ou en fonte. 5. Un suremballage selon la revendication 3 ou la revendication 4, dans lequel chaque plaque métallique est en 30 matériau de construction stratifié. 6. Un suremballage selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, dans lequel chaque plaque métallique a une épaisseur comprise entre 75 mm et 300 mm. 7. Un suremballage selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, dans lequel les bords des plaques métalliques sont échelonnés, de sorte que les bords de contact soient en forme d'échelons, de manière à garantir l'absence de risque d'un passage de radiations à un bord ou un coin du suremballage. 8. Un suremballage selon l'une des revendications 3 à 6, 10 comprenant également des boulons connectant les plaques les unes aux autres. 9. Un kit pour la réalisation d'un suremballage selon l'une quelconque des revendications 3 à 8, le kit comprenant les 15 plaques métalliques nécessaires ainsi que des connecteurs pour les réunir. 20 25 30