EP0458682A1 - Dispositif conteneur de stockage de déchets radioactifs ou toxiques, et son procédé de remplissage - Google Patents

Dispositif conteneur de stockage de déchets radioactifs ou toxiques, et son procédé de remplissage Download PDF

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Publication number
EP0458682A1
EP0458682A1 EP91401266A EP91401266A EP0458682A1 EP 0458682 A1 EP0458682 A1 EP 0458682A1 EP 91401266 A EP91401266 A EP 91401266A EP 91401266 A EP91401266 A EP 91401266A EP 0458682 A1 EP0458682 A1 EP 0458682A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
container
filling
diffusion
plug
diffusion barrier
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP91401266A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Bernard Moussy
Christian De Tassigny
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Original Assignee
Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Commissariat a lEnergie Atomique CEA filed Critical Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Publication of EP0458682A1 publication Critical patent/EP0458682A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F5/00—Transportable or portable shielded containers
    • G21F5/005—Containers for solid radioactive wastes, e.g. for ultimate disposal

Definitions

  • the invention relates to the conditioning of active waste, such as low and medium activity radioactive waste or toxic waste, with a view to their long-term storage.
  • active waste such as low and medium activity radioactive waste or toxic waste
  • the materials used and the device constructed must comply with the regulations for the storage and transport of radioactive products in force.
  • the latter preferably consists of sand, siliceous cement, silica smoke and a smectic clay.
  • the outer shell is preferably made of concrete.
  • an integrated diffusion barrier consisting of diffusion mortar, divided into a first lower part placed inside the container and by a second upper part placed inside and through the plug.
  • the container device according to the invention is particularly effective when the thickness of the diffusion barrier is greater than or equal to 50 mm.
  • the plug is filled and covered with diffusion mortar thus forming an integral part of the upper part of the diffusion barrier.
  • a horizontal grid placed under the cap, to keep the waste in the middle of the concrete of filling, in case these have a density lower than that of the filling concrete, in which case they tend to rise towards the plug.
  • a recess is provided in the upper surface of the plug.
  • level probes are placed below the cap.
  • a second main object of the invention is a method of filling the container device, which has just been summarized.
  • the diffusion mortar completely fills the recess provided on the upper surface of the stopper to form a layer of cleanliness.
  • a third object of the invention is a method of manufacturing the container device, described above.
  • this process is advantageously completed by regular wetting with water or oil of the upper surface of the molded lower part of the diffusion barrier.
  • FIG. 1 shows the container device according to the invention containing radioactive waste 10, in particular of low and medium activity, and hermetically sealed, ready to be transported and stored for a long period. All the constituent elements of the container device are described in this figure.
  • a container 2 made of conventional concrete.
  • the formulation of the latter can be based on sand and rolled and crushed gravel, the latter being distributed between four granular classes ranging from 0 to 25 mm, and HPR cement.
  • the quality of the composition of the filling concrete can be obtained by the use of a dry filler, which is a filler whose elements are already measured and mixed by the manufacturer.
  • the outer shape of the container 2 is preferably cylindrical.
  • An internal volume was provided during the development of this container 2.
  • This internal volume is preferably also cylindrical.
  • a hollow annular section 4 suitable for the gripping and handling device of this type of container.
  • the container 2 is closed by a prefabricated plug 5, the material used can also be the same concrete as that used for the container 2.
  • the plug 5 is placed on an upper bearing surface 11 of the container 2. It comprises in known manner at least one filling orifice 6, but preferably several orifices 6. These are vertical and are intended for filling the internal volume of the container device inside which the waste 10 is placed. Indeed, these are completely coated with a filling concrete 7 intended to keep them in place and to cooperate in their radioactive confinement.
  • the filling orifices 6 therefore pass entirely through the plug 5.
  • vents In order to facilitate filling of the interior of the container device, leakage orifices 8, called vents, are provided to allow the air expelled by the filling concrete inside the container device to escape and thus avoiding the presence of air pockets inside the container.
  • the assembly consisting of waste 10 coated in the filling concrete 7, is surrounded by a diffusion barrier consisting of a first lower part 9 pressed against the internal wall of the container 2 and defining the volume to the interior of which the waste is placed 10.
  • This lower part 9 stops at its upper end at the support surface 11 of the container 2, on which the plug 5 is supported.
  • the filling concrete coating 7 does not entirely fill the volume defined by the lower part 9 of the diffusion barrier. Indeed, there remains a part between this filling concrete coating 7 and the lower surface 12 of the plug 5. This space is filled by the upper part 13 of the diffusion barrier. The assembly formed by the filling concrete 7, coating the waste 10, is thus entirely closed by the diffusion barrier.
  • the upper part 13 of the diffusion barrier preferably extends inside the filling orifices 6 of the plug 5 so as to overflow onto the upper surface 14 of the cover.
  • the thickness of the plug 5 is provided, so that once placed, the plug 5 forms in cooperation with the upper part of the container 2 a recess at inside which the upper part 13 of the diffusion barrier can take place.
  • the thicknesses of this diffusion barrier are preferably greater than or equal to 50 mm.
  • probes can be placed at the level of the grid 15 to detect the level of the filling concrete 7, when the latter reaches the level of the grid.
  • the two filling orifices 6 can be cylindrical or conical. However, their minimum diameter must be 50 mm.
  • the grid 15 preferably has a mesh of 25 mm. It is fixed at a minimum distance of 150 mm from the lower surface 12 of the plug 5, this corresponds to a thickness equal to the attenuation thickness "1/10 e " of the radiation of the isotope 60C0.
  • vents 8 There are six vents 8. They preferably have a diameter equal to 20 mm. They promote the evacuation of the air located under the plug when filling the upper part 13 of the diffusion barrier. They also facilitate the mechanical connection between the diffusion mortar and the conventional concrete of which the plug 5 is made.
  • the preparation of the concrete container 2 is done in a conventional manner using the formulation cited above.
  • the development of the lower part 9 of the diffusion barrier is obtained by pouring the diffusion mortar.
  • a mold 20 is placed inside the volume defined by the internal wall of the container 2.
  • This mold 20 has a shape complementary to the internal wall of the container 2, this is ie a cylindrical or slightly conical shape.
  • the diameter of the mold 20, at each height, is at least 100 mm less than the diameter of the internal wall of the container 2.
  • the mold 20 shown in dashed lines in FIG. 2A, is suspended by a suspension system 21 bearing on the upper part of the container 2. So that the mold 20 is precisely centered , the suspension system 21 is rigidly fixed to the mold 20 and has a circular centering stop 22 coaxial with the mold 20, and whose internal diameter is equal to the external diameter of the upper part of the container 2.
  • the depth of the mold 20 corresponds to the height of the container 2, reduced by the thickness of the bottom of the latter and the thickness of the bottom of the future lower part 9 of the diffusion barrier.
  • the diffusion mortar can then be poured into the space left free between the mold 20 and the container 2.
  • the container 2 having external dimensions identical to the current containers, is provided with internal dimensions reduced by the thickness of the diffusion barrier.
  • the usual internal reinforcement of such a container is, however, not modified.
  • the formulation of the diffusion mortar is, in a first embodiment, based on specified sand, in this case two sands whose grain sizes are defined, siliceous cement based on smoke, and optionally a fluidizing agent. This formulation is used for its retention power with respect to radioelements, in particular cesium.
  • This operation is followed by a drying time of between 10 and 20 hours, preferably 12 to 14 hours.
  • the upper surface 23 of the lower part 9 of the diffusion barrier must be wetted regularly, preferably every hour, to avoid a phenomenon of crazing of the surface. This wetting can be done with water or oil, to avoid evaporation of the water.
  • the product obtained is shown diagrammatically in FIG. 2B, showing the container 2 and the lower part 9 of the diffusion barrier, ready to receive the waste and the filling concrete.
  • the first phase consists in placing the radioactive waste 10 inside the lower part 9 of the diffusion barrier.
  • the third operation consists in filling the volume defined by the internal wall of the lower part 9 of the diffusion barrier with filling concrete. This operation is carried out through at least one orifice 6 of the plug 5. As shown in FIG. 3C, the filling concrete thus poured, completely drowns the radioactive waste 10. In the case where some of them have a lower density at the density of this filling concrete 7, the grid 15 prevents them from rising above it. The probes 16 placed at this level make it possible to detect the level of the concrete of filling 7 and to stop the pouring of the latter. The waste 10 is then completely coated.
  • this free space is then filled, with diffusion mortar, by means of filling orifices 6, the vents 8 allowing the air to leak and thus facilitating the homogeneous and total distribution of the diffusion mortar in the space left free by the filling concrete 7.
  • this operation continues until the holes 6 are completely filled with diffusion mortar.
  • the upper surface 14 of the plug 5 is located at a lower level of the upper part of the container 2 to provide a recess.
  • the pouring of the diffusion mortar can then be extended so that it fills the recess formed by the upper surface 14, then acting as an overflow.
  • a cleanliness layer 24 can thus be made.

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Abstract

Le dispositif conteneur permet de stocker, à long terme, des produits radioactifs de faible et moyenne activité et adapté à la rétention du césium.
Le conteneur (2) est garni à l'intérieur d'une partie inférieure (9) de barrière de diffusion, à l'intérieur de laquelle sont placés les déchets (10), enrobés dans un béton de remplissage (7). Un couvercle (5) est posé, au préalable, sur le conteneur (2) avant le remplissage. Une fois le béton de remplissage (7) coulé, une partie supérieure (13) de la barrière de diffusion est coulée en-dessous, à travers et au-dessus du bouchon (5), cette barrière de diffusion entourant entièrement le béton de remplissage (7).
Application au stockage des matériaux faiblement ou moyennement radioactifs issus des centrales nucléaires.

Description

    DOMAINE DE L'INVENTION
  • L'invention concerne le conditionnement de déchets actifs, tels que des déchets radioactifs de faible et de moyenne activité ou des déchets toxiques, en vue de leur stockage à long terme. Les matériaux utilisés et le dispositif construit doivent respecter les règlementations de stockage et de transport des produits radioactifs en vigueur.
    • ART ANTERIEUR
  • De nombreux dispositifs de conditionnement ou de blocage des déchets radioactifs de faible et de moyenne activité, appelés également déchets technologiques, ont déjà été utilisés pour le stockage à long terme de ce genre de déchets. On peut citer, à titre d'exemple, la demande de brevet français, publiée sous le numéro 2 624 301, décrivant un dispositif de conditionnement de déchets radioactifs ou toxiques contenant des ions borate et son procédé de fabrication.
  • Le conteneur décrit dans ce document comprend principalement :
    • un fût contenant des déchets sous la forme d'une dispersion de ces déchets dans une matrice minérale ;
    • une couche de mortier disposée autour du fût ; et
    • une enveloppe externe entourant la couche de mortier.
  • Ce dernier est constitué de préférence de sable, de ciment siliceux, de fumée de silice et d'une argile smectique. L'enveloppe externe est de préférence en béton.
  • Cependant, la plupart des conteneurs, utilisés jusqu'à présent, ne présentent pas les garanties de rétention des radioéléments exigées par les règlementations en vigueur, et plus particulièrement par les spécifications de stockage de surface définies par l'ANDRA (Agence Nationale pour la gestion des Déchets RAdioactifs). Il faut en particulier que la protection biologique constituée par le conteneur et ses différentes épaisseurs soit retenue comme une barrière suffisante vis-à-vis de la diffusion des radioéléments. Ceci entraîne que tout déchet technologique contaminé se trouvant au contact de la paroi interne du conteneur est considéré comme n'étant pas protégé vis-à-vis de l'environnement du colis.
  • Une solution, remédiant à cet inconvénient, consiste à utiliser un panier contenant les déchets pour ménager une épaisseur de béton suffisante entre le déchet et le conteneur. Mais, d'autres inconvénients inhérents à cette solution apparaissent. En effet, au moment du remplissage par le béton de remplissage, celui-ci peut entraîner la contamination vers la paroi intérieure du conteneur en béton.
  • D'autre part, il s'avère indispensable de respecter des conditions relatives à la géométrie extérieure des conteneurs, car les installations nucléaires qui les utilisent sont dimensionnées en conséquence. Des modifications, résultant de cotes d'accès, de fixations ou d'accostages différents, présenteraient de nombreux inconvénients du point de vue de la surêté et du point de vue financier.
  • Toutefois, on connaît différentes formulations de béton dont les qualités de rétention vis-à-vis des radioéléments, tels que le césium, ont été améliorées. En effet, elles sont suffisantes pour respecter les conditions de stockage de surface imposées par l'ANDRA.
  • Il est également connu d'utiliser un bouchon préfabriqué pour fermer le conteneur. Un tel bouchon permet le remplissage de l'intérieur du conteneur. L'intérêt d'un tel bouchon préfabriqué est qu'il protège biologiquement le conteneur avec ses déchets radioactifs avant l'opération de coulage du béton de blocage ou de remplissage.
  • Le but de l'invention est de remédier aux inconvénients précités et de fournir un conteneur susceptible de respecter les conditions actuelles d'exploitation des installations nucléaires et la réglementation des transports en vigueur. Plus précisément, les objectifs atteints par le dispositif conteneur selon l'invention sont les suivants :
    • utiliser les cotes actuelles intérieures et extérieures des conteneurs existants ;
    • maintenir les mêmes épaisseurs de protection biologique.
    RESUME DE L'INVENTION
  • Un des objets principaux de l'invention est un dispositif conteneur de stockage de déchets radioactifs de faible et de moyenne activité ou toxiques comprenant :
    • un conteneur en béton, à l'intérieur duquel doivent être placés les déchets entourés de béton de remplissage ; et
    • un bouchon préfabriqué pour fermer le conteneur et comportant au moins un orifice de remplissage à travers lequel doit être effectué le remplissage de l'intérieur du conteneur par le béton de remplissage.
  • Selon l'invention, on utilise une barrière de diffusion intégrée, constituée de mortier de diffusion, partagée en une première partie inférieure placée à l'intérieur du conteneur et par une deuxième partie supérieure placée à l'intérieur et à travers le bouchon.
  • Le dispositif conteneur selon l'invention est particulièrement efficace lorsque l'épaisseur de la barrière de diffusion est supérieure ou égale à 50 mm.
  • De façon préférentielle, le bouchon est rempli et recouvert de mortier de diffusion faisant ainsi partie intégrante de la partie supérieure de la barrière de diffusion.
  • Dans le but de faciliter le remplissage et le blocage des déchets radioactifs enfermés dans le conteneur, lors du coulage du béton de remplissage, on prévoit selon l'invention une grille horizontale, placée sous le bouchon, pour maintenir les déchets au milieu du béton de remplissage, au cas où ceux-ci auraient une densité inférieure à celle du béton de remplissage, auquel cas ils auraient tendance à remonter vers le bouchon.
  • Pour permettre de recouvrir complètement le bouchon de mortier de diffusion, on prévoit un évidement dans la surface supérieure du bouchon.
  • Pour faciliter l'opération de remplissage de l'intérieur du conteneur à l'aide du béton de remplissage, des sondes de niveau sont placées en dessous du bouchon.
  • Concernant les matériaux utilisés, le béton de remplissage a, de préférence, la constitution suivante en poids :
    • 25 à 30 % de ciment CPA.Z.45 ;
    • 11 à 16 % d'eau ;
    • 57 à 62 % de sable.
  • Le mortier de diffusion a de préférence la constitution, en poids, suivante :
    • ciment CLC.45, à raison d'environ 847 kg/m³ ;
    • sable "Bayeux" (0-5 mm), à raison d'environ 1 152 kg/m³ ;
    • eau, à raison d'environ 245 l/m³ ;
    • "Pozzolith 450", à raison d'environ 16,9 l/m³.
  • Un deuxième objet principal de l'invention est un procédé de remplissage du dispositif conteneur, qui vient d'être résumé.
  • Ce procédé consiste selon l'invention à :
    • placer les déchets à l'intérieur de la partie inférieure de la barrière de diffusion ;
    • placer le bouchon sur le conteneur ;
    • remplir le volume intérieur de la barrière de diffusion dans lequel se trouvent les déchets, au moyen d'un béton de remplissage, jusqu'au niveau de la grille, de manière à laisser un espace libre sous le bouchon ;
    • remplir ledit espace libre de mortier de diffusion, jusqu'à ce que les orifices de remplissage soient entièrement bouchés.
  • De préférence, le mortier de diffusion remplit entièrement l'évidement prévu sur la surface supérieure du bouchon pour constituer une couche de propreté.
  • Un troisième objet de l'invention est un procédé de fabrication du dispositif conteneur, décrit précédemment.
  • Selon l'invention, il comporte les phases suivantes :
    • élaboration du conteneur en béton ;
    • pose de la partie inférieure de la barrière de diffusion par moulage de mortier de diffusion au moyen d'un moule dont la forme de la surface externe correspond à la forme de la surface interne de la partie inférieure de la barrière de diffusion ;
    • séchage, avec le moule, de cette partie inférieure moulée de la barrière de diffusion pendant une durée comprise entre 10 et 20 heures.
  • Pendant le séchage, ce procédé se complète avantageusement d'un mouillage régulier à l'eau ou à l'huile de la surface supérieure de la partie inférieure moulée de la barrière de diffusion.
    • LISTE DES FIGURES
  • L'invention et ses différentes caractéristiques seront mieux comprises à la lecture de la description qui suit. Elle est complétée de plusieurs figures qui représentent respectivement :
    • figure 1, une coupe du dispositif conteneur selon l'invention, rempli de déchets et hermétiquement fermé ;
    • figures 2A et 2B, deux phases de procédés de fabrication du dispositif de conteneur selon l'invention ;
    • figures 3A à 3D, quatre phases du procédé de remplissage du dispositif conteneur selon l'invention.
    DESCRIPTION DETAILLEE D'UN MODE DE REALISATION
  • La figure 1 montre le dispositif conteneur selon l'invention contenant des déchets radioactifs 10, en particulier de faible et de moyenne activité, et hermétiquement fermé, prêt à être transporté et stocké pour une longue période. Tous les éléments constitutifs du dispositif conteneur sont décrits sur cette figure.
  • De manière connue, il comprend un conteneur 2 constitué de béton classique. La formulation de ce dernier peut être à base de sable et de gravier roulé et concassé, ce dernier étant réparti entre quatre classes granulaires s'étageant de 0 à 25 mm, et de ciment HPR.
  • Une formulation plus précise d'un béton de remplissage est la suivante :
    • 25 à 30 % de ciment CPA.Z.45 ;
    • 11 à 16 % d'eau ;
    • 57 à 62 % de sable.
  • La qualité de la composition du béton de remplissage peut être obtenue par l'utilisation d'une charge sèche, qui est une charge dont les éléments sont déjà mesurés et mélangés par le fabricant.
  • La forme extérieure du conteneur 2 est de préférence cylindrique. Un volume interne a été ménagé lors de l'élaboration de ce conteneur 2. Ce volume interne est de préférence également cylindrique. Dans la partie supérieure de la surface externe 3 du conteneur 2, peut être encastré un profilé annulaire creux 4, adapté au dispositif de préhension et de manutention de ce type de conteneur.
  • Le conteneur 2 est fermé par un bouchon préfabriqué 5, le matériau utilisé pouvant également être le même béton que celui utilisé pour le conteneur 2. Le bouchon 5 est posé sur une surface d'appui 11 supérieure du conteneur 2. Il comporte de manière connue au moins un orifice de remplissage 6, mais de préférence, plusieurs orifices 6. Ceux-ci sont verticaux et sont destinés au remplissage du volume interne du dispositif conteneur à l'intérieur duquel les déchets 10 sont placés. En effet, ceux-ci sont enrobés complètement d'un béton de remplissage 7 destiné à les maintenir en place et à coopérer à leur confinement radioactif. Les orifices de remplissage 6 traversent donc entièrement le bouchon 5.
  • Dans le but de faciliter le remplissage de l'intérieur du dispositif conteneur, des orifices de fuite 8, appelés évents, sont prévus pour permettre à l'air chassé par le béton de remplissage à l'intérieur du dispositif conteneur de s'échapper et d'éviter ainsi la présence de poches d'air à l'intérieur du conteneur.
  • Selon l'invention, l'ensemble, constitué des déchets 10 enrobés dans le béton de remplissage 7, est entouré d'une barrière de diffusion constituée d'une première partie inférieure 9 plaquée contre la paroi interne du conteneur 2 et définissant le volume à l'intérieur duquel sont placés les déchets 10. Cette partie inférieure 9 s'arrête dans son extrémité supérieure au niveau de la surface d'appui 11 du conteneur 2, sur laquelle le bouchon 5 prend appui.
  • On constate que sur cette figure 1, l'enrobage de béton de remplissage 7 ne remplit pas entièrement le volume défini par la partie inférieure 9 de la barrière de diffusion. En effet, il reste une partie comprise entre cet enrobage de béton de remplissage 7 et la surface inférieure 12 du bouchon 5. Cet espace est rempli par la partie supérieure 13 de la barrière de diffusion. L'ensemble formé par le béton de remplissage 7, enrobant les déchets 10, est ainsi entièrement fermé par la barrière de diffusion.
  • La partie supérieure 13 de la barrière de diffusion se prolonge, de préférence, à l'intérieur des orifices de remplissage 6 du bouchon 5 pour venir déborder sur la surface supérieure 14 du couvercle.
  • Pour faciliter ce débordement de la partie supérieure 13 de la barrière de diffusion, l'épaisseur du bouchon 5 est prévue, de manière à ce qu'une fois placé, le bouchon 5 forme en coopération avec la partie supérieure du conteneur 2 un évidement à l'intérieur duquel la partie supérieure 13 de la barrière de diffusion puisse prendre place.
  • On constate ainsi que les déchets sont entourés d'une barrière de diffusion élaborée en plusieurs phases, mais constituée d'une seule poche homogène et étanche.
  • Les épaisseurs de cette barrière de diffusion sont, de préférence, supérieures ou égales à 50 mm.
  • Il est prévu, pour faciliter le maintien des déchets 10 lors du coulage du béton de remplissage 7, de disposer en-dessous du bouchon 5 une grille de maintien 15. Celle-ci est horizontale et positionnée à une distance supérieure à l'épaisseur de la partie supérieure 13 de la barrière de diffusion, en-dessous du bouchon 5.
  • Toujours pour faciliter le remplissage du béton de remplissage 7, des sondes peuvent être disposées au niveau de la grille 15 pour détecter le niveau du béton de remplissage 7, lorsque celui-ci atteint le niveau de la grille.
  • Des indications supplémentaires concernant les dimensions et le positionnement des différents éléments du dispositif conteneur, selon l'invention, vont maintenant être données à titre d'exemple et pour concrétiser la faisabilité de l'invention.
  • Les deux orifices de remplissage 6 peuvent être cylindriques ou coniques. Néanmoins, leur diamètre minimal doit être de 50 mm.
  • La grille 15 a, de préférence, une maille de 25 mm. Elle est fixée à une distance minimale de 150 mm de la surface inférieure 12 du bouchon 5, ceci correspond à une épaisseur égale à l'épaisseur d'atténuation "1/10e" du rayonnement de l'isotope ⁶⁰C0.
  • Les évents 8 sont prévus au nombre de six. Ils ont, de préférence, un diamètre égal à 20 mm. Ils favorisent l'évacuation de l'air situé sous le bouchon lors du remplissage de la partie supérieure 13 de la barrière de diffusion. Ils facilitent également la liaison mécanique entre le mortier de diffusion et le béton classique dont est constitué le bouchon 5.
  • Il est possible d'ajouter un dispositif palpeur dans certains des évents 8. Il est ainsi possible d'avoir une indication supplémentaire concernant le niveau du béton de remplissage, notamment lorsque celui-ci atteint la grille 15.
  • La fabrication du dispositif conteneur, selon l'invention, est maintenant décrite, en référence aux figures 2A et 2B.
  • L'élaboration du conteneur de béton 2 est faite de manière classique à l'aide de la formulation citée précédemment.
  • L'élaboration de la partie inférieure 9 de la barrière de diffusion est obtenue par coulage du mortier de diffusion. Pour définir le volume que doit occuper cette partie inférieure 9, un moule 20 est placé à l'intérieur du volume défini par la paroi interne du conteneur 2. Ce moule 20 a une forme complémentaire à la paroi interne du conteneur 2, c'est-à-dire une forme cylindrique ou légèrement conique. Le diamètre du moule 20, à chaque hauteur, est au moins inférieur de 100 mm au diamètre de la paroi interne du conteneur 2.
  • Pour être correctement positionné par rapport au conteneur 2 le moule 20, représenté en traits mixtes sur la figure 2A, est suspendu par un système de suspension 21 prenant appui sur la partie supérieure du conteneur 2. Pour que le moule 20 soit centré de manière précise, le système de suspension 21 est fixé de manière rigide au moule 20 et possède une butée circulaire de centrage 22 coaxiale avec le moule 20, et dont le diamètre interne est égal au diamètre externe de la partie supérieure du conteneur 2. La profondeur du moule 20 correspond à la hauteur du conteneur 2, diminuée de l'épaisseur du fond de ce dernier et de l'épaisseur du fond de la future partie inférieure 9 de la barrière de diffusion.
  • Il peut alors être procédé au coulage du mortier de diffusion dans l'espace laissé libre entre le moule 20 et le conteneur 2.
  • On peut préciser que le conteneur 2, ayant des cotes extérieures identiques aux conteneurs actuels, est prévu avec des cotes intérieures diminuées de l'épaisseur de la barrière de diffusion. Le ferraillage interne habituel d'un tel conteneur n'est, par contre, pas modifié.
  • La formulation du mortier de diffusion est, dans une première réalisation, à base de sable spécifié, en l'occurrence de deux sables dont les tailles des grains sont définies, de ciment siliceux à base de fumée, et éventuellement d'un agent fluidifiant. Cette formulation est utilisée pour son pouvoir de rétention vis-à-vis des radioéléments, en particulier le césium.
  • Une autre formulation du mortier de diffusion est de composition suivante :
    • ciment CLC 45, à raison environ de 847 kg/m³, sable "Bayeux" 0-1 mm, à raison environ de 1 150 kg/m³ ;
    • eau, à raison environ de 254 l/m³ ;
    • "Pozzolith 450", à raison environ de 16,9 l/m³.
  • Cette opération est suivie d'une durée de séchage comprise entre 10 et 20 heures, de préférence 12 à 14 heures. Pour que celle-ci soit efficace, la surface supérieure 23 de la partie inférieure 9 de la barrière de diffusion doit être mouillée régulièrement, de préférence toutes les heures, pour éviter un phénomène de faïençage de la surface. Ce mouillage peut se faire à l'aide d'eau ou d'huile, pour éviter l'évaporation de l'eau.
  • Pour améliorer la coulée et la répartition du mortier de diffusion, il est possible d'utiliser une aiguille, mais cette opération supplémentaire n'est pas nécessaire.
  • Le produit obtenu est schématisé par la figure 2B, montrant le conteneur 2 et la partie inférieure 9 de la barrière de diffusion, prêts à recevoir les déchets et le béton de remplissage.
  • Le procédé pour utiliser le dispositif conteneur, selon l'invention, est maintenant décrit.
  • Comme le montre la figure 3A, la première phase consiste à placer les déchets radioactifs 10 à l'intérieur de la partie inférieure 9 de la barrière de diffusion.
  • En référence à la figure 3B, cette opération est aussitôt suivie du positionnement du bouchon 5 sur le conteneur 2, et plus exactement sur la surface d'appui 11 de ce dernier. Le bouchon assure alors une protection biologique avant la coulée du béton de remplissage. Il complète évidemment la protection biologique apportée par le conteneur 2.
  • La troisième opération consiste à remplir le volume défini par la paroi interne de la partie inférieure 9 de la barrière de diffusion d'un béton de remplissage. Cette opération s'effectue à travers au moins un orifice 6 du bouchon 5. Comme le montre la figure 3C, le béton de remplissage ainsi coulé, noie complètement les déchets radioactifs 10. Dans le cas où certains d'entre eux ont une densité inférieure à la densité de ce béton de remplissage 7, la grille 15 empêche leur remontée au-dessus d'elle. Les sondes 16 placées au niveau de celle-ci permettent de détecter le niveau du béton de remplissage 7 et d'arrêter la coulée de ce dernier. Les déchets 10 sont alors complètement enrobés.
  • Il est nécessaire de ménager un espace libre au-dessus du béton de remplissage 7 et en-dessous de la surface inférieure 12 du bouchon 5. Ce volume est destiné à la coulée de la partie supérieure 13 de la barrière de diffusion.
  • Comme le montre la figure 3D, cet espace libre est alors rempli, de mortier de diffusion, au moyen des orifices de remplissage 6, les évents 8 permettant la fuite de l'air et facilitant ainsi la répartition homogène et totale du mortier de diffusion dans l'espace laissé libre par le béton de remplissage 7.
  • De préférence, cette opération se poursuit jusqu'à ce que les trous 6 soient complètement remplis de mortier de diffusion.
  • Pour faciliter la fin de cette opération, il est prévu que la surface supérieure 14 du bouchon 5 se trouve à un niveau inférieur de la partie supérieure du conteneur 2 pour ménager en évidement. La coulée du mortier de diffusion peut alors se prolonger pour que celui-ci comble l'évidement ménagé par la surface supérieure 14, faisant alors office de trop-plein. Une couche de propreté 24 peut ainsi être confectionnée.

Claims (13)

  1. Dispositif conteneur de stockage de déchets radioactifs de faible et ou de moyenne activité ou toxiques comprenant :
    - un conteneur (2) en béton à l'intérieur duquel doivent être placés les déchets (10) entourés de béton de remplissage (7) ;
    - un bouchon préfabriqué (5) pour fermer le conteneur (2) et comportant au moins un orifice de remplissage (6) à travers lequel doit être effectué le remplissage à l'intérieur du conteneur (2) par le béton de remplissage (7),
    caractérisé en ce qu'il comprend une barrière intégrée de mortier de diffusion constituée d'une première partie inférieure (9) placée à l'intérieur du conteneur (2) et d'une deuxième partie supérieure (13) placée à l'intérieur du bouchon (5).
  2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la barrière intégrée a une épaisseur égale ou supérieure à 50 mm.
  3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le bouchon (5) est recouvert et rempli d'une couche de mortier de diffusion faisant partie intégrante de la partie supérieure (13) de la barrière de diffusion.
  4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une grille (15) horizontale, placée sous le bouchon (5), pour maintenir les déchets (10) au milieu du béton de remplissage (5).
  5. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend un évidement sur la surface supérieure (14) du bouchon (5), de manière à permettre le débordement du mortier de diffusion lors du remplissage du couvercle.
  6. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend des sondes de niveau (16), placées sur la grille (15) en-dessous du bouchon (5), pour détecter le niveau de remplissage du béton de remplissage (7).
  7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le béton de remplissage a la formulation suivante, en poids :
    - 25 à 30 % de ciment CPA.Z.45 ;
    - 11 à 16 % d'eau ;
    - 57 à 62 % de sable.
  8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le mortier de diffusion a la formulation suivante :
    - ciment CLC.45, à raison d'environ 847 kg/m³ ;
    - sable bayeux (0-5 mm), a raison d'environ 1 152 kg/m³ ;
    - eau, à raison d'environ 254 l/m³ ;
    - "Pozzolith 450", à raison d'environ 16,9 l/m³.
  9. Procédé de remplissage d'un dispositif conteneur selon les revendications 4 et 5, caractérisé en ce qu'il comprend les phases suivantes :
    - placer les déchets (10) à l'intérieur de la partie inférieure (9) de la barrière de diffusion ;
    - placer le bouchon (5) sur le conteneur (2) ;
    - remplir le volume intérieur de la partie inférieure (9) de la barrière de diffusion, dans lequel se trouvent les déchets (10), de béton de remplissage (7), jusqu'au niveau de la grille (15), de manière à laisser un espace libre sous le bouchon (5) ;
    - remplir ledit espace libre de mortier de diffusion, jusqu'à ce que les orifices de remplissage (6) soient entièrement bouchés, de manière à constituer la deuxième partie supérieure (13) de la barrière de diffusion.
  10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que le mortier de diffusion remplit entièrement l'évidement au-dessus du bouchon (5) pour constituer une couche de propreté (17).
  11. Procédé de fabrication du dispositif conteneur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend les phases suivantes :
    - élaboration d'un conteneur en béton (2) ;
    - pose de la partie inférieure (9) de la barrière de diffusion par moulage de mortier de diffusion au moyen d'un moule (20) dont la forme la surface externe correspond à la forme de la surface interne de la partie inférieure (9) de la barrière de diffusion ;
    - séchage avec le moule pendant une durée comprise entre 10 et 20 heures.
  12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que, pendant la phase de séchage, un mouillage à l'eau est effectué régulièrement sur la surface supérieure (23) de la partie inférieure (9) moulée de la barrière de diffusion.
  13. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que, pendant la phase de séchage, un mouillage à l'huile est effectué régulièrement sur la surface supérieure (23) de la partie inférieure (9) moulée de la barrière de diffusion.
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