EP1471135A1 - Composition de décontamination radioactive - Google Patents

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EP1471135A1
EP1471135A1 EP04290826A EP04290826A EP1471135A1 EP 1471135 A1 EP1471135 A1 EP 1471135A1 EP 04290826 A EP04290826 A EP 04290826A EP 04290826 A EP04290826 A EP 04290826A EP 1471135 A1 EP1471135 A1 EP 1471135A1
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EP
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surfactant
composition
composition according
mass
carbon atoms
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    • 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
    • G21F9/00—Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
    • G21F9/28—Treating solids
    • G21F9/30—Processing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D1/00—Detergent compositions based essentially on surface-active compounds; Use of these compounds as a detergent
    • C11D1/66—Non-ionic compounds
    • C11D1/825—Mixtures of compounds all of which are non-ionic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D3/00—Other compounding ingredients of detergent compositions covered in group C11D1/00
    • C11D3/48—Medical, disinfecting agents, disinfecting, antibacterial, germicidal or antimicrobial compositions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D1/00—Detergent compositions based essentially on surface-active compounds; Use of these compounds as a detergent
    • C11D1/66—Non-ionic compounds
    • C11D1/662—Carbohydrates or derivatives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D1/00—Detergent compositions based essentially on surface-active compounds; Use of these compounds as a detergent
    • C11D1/66—Non-ionic compounds
    • C11D1/72—Ethers of polyoxyalkylene glycols

Definitions

  • the invention relates to a composition intended to be brought into contact with a part presenting on its surface contaminated particles, to allow the decontamination of said part, as well as decontamination methods of a piece using such a composition.
  • the composition is particularly intended for the treatment of radioactive contamination not fixed, i.e. when it is not necessary to erode the part to reach the contaminated particles and allow their transfer from the surface of the room to the decontamination composition.
  • Decontamination of the room corresponds to the reduction in the number of radioactive particles present on the surface of the part, up to a threshold predetermined, which may vary according to the needs and wishes of the user of the room.
  • Rooms to be decontaminated can be fluid lines, walls, floors, ceilings, tanks, swimming pools, or various objects.
  • compositions for radioactive decontamination of a room We already know compositions for radioactive decontamination of a room. However, the known compositions do not give whole satisfaction.
  • compositions do not make it possible to obtain the efficacy of decontamination required in terms of quantity of radioactive particles remaining on the surface of the room after decontamination operations.
  • compositions cannot form foams adapted to needs, and are therefore exclusively brought into contact in the form liquid with the part to be decontaminated, by washing, soaking, or high pressure jet spraying.
  • compositions which can be used in the form of foams have a number of drawbacks.
  • these compositions do not generate stable foams for a sufficient time, which can be transported from an area of foam formation towards the part to be decontaminated without undergoing degradation. It is therefore necessary that the operator forms the foam nearby immediately of the room to be decontaminated.
  • the known compositions are not capable of respecting the new constraints imposed in the field of radioactive decontamination (quality of the foam allowing a high level of decontamination to be obtained, reduction of the dose of radioactivity received by the operator during the operations of decontamination).
  • the known compositions do not make it possible to obtain a foam which can be suitably projected onto the part to be decontaminated with force necessary.
  • the invention aims to solve these problems.
  • HLB hydrophilic-lipophilic balance
  • the first surfactant has good foaming and detergent properties, while that the second surfactant has good detergent and wetting power.
  • the composition according to the invention is particularly effective in terms of degree of decontamination obtained.
  • it provides a foam of very good quality. Thanks to this composition, which is in liquid form, can therefore carry out effective decontamination in the liquid phase or foam phase from the same composition.
  • the invention may provide for mixing the two surfactants, water, and possibly other products in proportions such as the composition has a cloud point below 90 ° C, even below 80 ° C, or even less than 70 ° C.
  • the first surfactant and the second surfactant belong to separate chemical families.
  • the first surfactant is a polyglucoside, the alkyl chain of which contains between 6 and 10 carbon atoms, and more particularly a polyglucoside whose alkyl chain contains between 6 and 9 carbon atoms.
  • the second surfactant can be an ethoxylated fatty alcohol, comprising between 8 and 12 carbon atoms and between 5 and 9 ethylene oxide groups in medium, and more particularly an ethoxylated fatty alcohol comprising between 10 and 12 carbon atoms and between 5 and 9 ethylene oxide groups in average.
  • the composition can contain between 1 and 15% by mass of a propylene glycol ether, for example of dipropylene glycol (DPM), as a solvent, and / or between 1 and 15% by mass of an alkaline base such as soda or potash.
  • a propylene glycol ether for example of dipropylene glycol (DPM)
  • DPM dipropylene glycol
  • This composition has a cloud point close to 70 ° C., and between 65 and 70 ° C for a 5 to 10% dilution. No aggressiveness of this composition is not detected on the following materials: stainless steels, brass, Inconol.
  • the composition comprises, in addition to the first and second surfactants, between 1 and 15% of a third nonionic surfactant including HLB, measured at room temperature in a medium aqueous, is between 13 and 15.
  • the third surfactant is for example a polyglucoside, the alkyl chain of which has between 8 and 12 carbon atoms, said third surfactant being different from the first surfactant.
  • This composition has a cloud point greater than 95 ° C., and included between 72 and 80 ° C for a dilution of 5 to 10%. No aggressiveness of this composition is not detected on the following materials: stainless steels, brass, Inconol.
  • the composition according to the invention does not contain of ionic surfactant, all the surfactants contained in this composition being non-ionic.
  • the invention relates to a decontamination process of a part with contaminated particles on its surface, using the composition as previously described.
  • the composition is applied to the part by spraying in liquid phase.
  • the part is immersed in the composition.
  • said part is rubbed with a support in textile (e.g. cotton cloth) or cellulosic material soaked in composition.
  • a support e.g. cotton cloth
  • cellulosic material soaked in composition.
  • We can then add to said support, in addition to the composition: nitric acid, soda, solvent and / or soapy water.
  • the decontamination process comprises the steps of generating a foam from the composition, applying the foam on the part, rinse said part.
  • the composition is a formulation aqueous biodegradable surfactants, in alkaline medium, designed specially for treating unbound contamination in the presence of fatty substances.
  • the composition also includes dipropylene glycol.
  • Dipropylene glycol is miscible in water and makes it possible to dissolve fatty substances (fat, oil present on the surface of the part to be decontaminated), inside the micelles formed by surfactants.
  • the composition further comprises an alkaline base such as sodium hydroxide caustic or potash.
  • the alkaline base allows, in addition to a good degreasing from the surface, to decrease the temperature of the cloud point (beyond which the composition is much less foaming), from 90 ° C to 70 ° C approximately. This facilitates the reprocessing of effluents in an evaporator, in which seeks to avoid foaming for more efficiency.
  • composition comprises water, for example demineralized water.
  • composition is given in the table below.
  • Component % by mass component trade name provider Polyglucoside (8 carbon atoms) 7 SIMULSOL SL8 SEPPIC ethoxylated fatty alcohol (10 carbon atoms, 7 ethylene oxide groups) 7 SYNPERONIC 10/7 HERE dipropylene glycol 6 DOWANOL DPM DOW CHEMICAL pearl soda 4 SOLVAY water 76
  • the various containers containing the components are rinsed with the remainder of demineralized water, the liquid obtained then being poured into the tank. After stirring for approximately 5 minutes, the composition is obtained.
  • fresh product is meant the composition produced according to the process described above, for example packaged in cans, and ready to use (diluted, heated, pressurized to form a foam, etc.) to decontamination of a room.
  • the composition is a formulation aqueous biodegradable surfactants, at neutral pH, designed specially to treat non-fixed contamination in the absence of fatty substances. Its neutral pH allows the composition to be used on all materials.
  • the presence of the polyglucoside, the alkyl chain of which contains 10 atoms of carbon allows better adsorption of the composition on the surface of contaminated particles.
  • the composition also comprises water, for example demineralized water.
  • component % by mass component trade name provider polyglucoside (8 carbon atoms) 18 SIMULSOL SL8 SEPPIC ethoxylated fatty alcohol (10 carbon atoms, 7 ethylene oxide groups) 7.2 SYNPERONIC 10/7 HERE polyglucoside (10 carbon atoms) 3 SIMULSOL SL10 SEPPIC water 71.8
  • composition is given in the table above.
  • the polyglucoside with 10 carbon atoms is prepared. If the product is pasty, pour three-quarters of the demineralized water at around 30 ° C. If the product is liquid, pour three quarters of the demineralized water to ambient temperature.
  • the polyglucoside with 10 carbon atoms thus prepared is poured into a tank, then stir for about 10 minutes, or even 20 minutes, until the dissolution is complete.
  • the solution obtained is then translucent to light yellow.
  • the various containers containing the components are rinsed with the remainder of demineralized water, the liquid obtained then being poured into the tank. After stirring for approximately 5 minutes, the composition is obtained.
  • composition produced according to the first or second embodiment previously described, is biodegradable and complies with the relative requirements products used in nuclear power plants.
  • composition is optimized so that the material concentration organic and mineral is as low as possible, and less than 5%, in the effluents, in order to reduce the cost and facilitate the treatment of these effluents.
  • composition according to the invention specially designed to treat the radioactive decontamination not fixed, is intended to be brought into contact with a part with contaminated particles on its surface, to allow decontamination of said part by ensuring the passage of particles contaminated from the surface of the room to the composition.
  • the composition can be applied to the part by phase spraying liquid.
  • One can also immerse the part in the liquid composition.
  • a third mode of decontamination consists in generating a wet foam from the composition then spray this foam on the piece to be decontaminate.
  • a foam is formed from the liquid and water composition (dilution between 0.1 and 50%, even between 5 and 30%, in particular close to 20%, in depending on the material of the part to be decontaminated and the degree of contamination).
  • two containers one containing water and the other containing the composition liquid according to the invention are provided.
  • the water and the composition are brought into the desired proportions (by a system of pipes and pumps dosers) to a foam generating device, and introduced into a nozzle communicating coaxially with the convergent of a Venturi stage.
  • the Venturi stage having a gas inlet opening into the convergent, gas, for example air, is sucked in by the Venturi effect.
  • the gas - water mixture - composition is then moved to the divergent part of the Venturi stage and then to a mixing chamber.
  • the geometry of the device - and in particular of the divergent - is provided for create a cavitation phenomenon at the exit of the Venturi stage. It follows foaming in the divergent and the mixing chamber.
  • the foam is then transported, via hoses, from the device generation of this foam up to the part to be decontaminated, then sprayed onto said part using specific tools.
  • the quality and stability of the foam obtained from the composition according to the invention make it possible to generate the foam at a distance from the part, from the transport over several tens of meters and project it efficiently against the part without the foam being degraded, in terms of composition, size of bubbles, etc. An operator can therefore work remotely of the contaminated part, which considerably reduces the dose of radioactivity that it receives during this decontamination.
  • One or more applications of foam may be necessary in depending on the degree of decontamination of the part predetermined by the user.
  • a water rinse is carried out, which allows removing the contaminated particles with the decontamination composition.
  • the effluents generated by this composition can be treated on the conventional nuclear installations after simple neutralization with a product.
  • the concentration of organic matter and mineral content in effluents is less than 5%. According to decontamination effluents can contain 96 to 98% water.

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Abstract

L'invention concerne une composition destinée à être mise en contact avec une pièce présentant sur sa surface des particules contaminées, pour permettre la décontamination de ladite pièce. La composition comprend au moins : entre 1 et 25 % en masse d'un premier tensioactif non ionique dont le HLB, mesuré à température ambiante en milieu aqueux, est compris entre 14 et 16 ; entre 1 et 20 % en masse d'un deuxième tensioactif non ionique dont le HLB, mesuré à température ambiante en milieu aqueux, est compris entre 12 et 14 ; de l'eau. L'invention concerne également des procédés de décontamination d'une pièce utilisant une telle composition.

Description

L'invention concerne une composition destinée à être mise en contact avec une pièce présentant sur sa surface des particules contaminées, pour permettre la décontamination de ladite pièce, ainsi que des procédés de décontamination d'une pièce utilisant une telle composition.
La composition est tout particulièrement destinée au traitement de la contamination radioactive non fixée, c'est-à-dire lorsqu'il n'est pas nécessaire d'éroder la pièce pour atteindre les particules contaminées et permettre leur transfert de la surface de la pièce vers la composition de décontamination.
La décontamination de la pièce correspond à la diminution du nombre de particules radioactives présentes sur la surface de la pièce, jusqu'à un seuil prédéterminé, pouvant varier selon les besoins et les souhaits de l'utilisateur de la pièce.
Les pièces à décontaminer peuvent être des conduites de fluides, des murs, des sols, des plafonds, des cuves, des piscines, ou des objets divers.
On connaít déjà des compositions destinées à la décontamination radioactive d'une pièce. Toutefois, les compositions connues ne donnent pas entière satisfaction.
En effet, d'une part, ces compositions ne permettent pas d'obtenir l'efficacité de décontamination requise en termes de quantité de particules radioactives restant à la surface de la pièce après les opérations de décontamination.
D'autre part, la mise en oeuvre de ces compositions lors des opérations de décontamination n'est pas optimale.
Dans la plupart des cas, ces compositions ne peuvent pas former de mousses adaptées aux besoins, et sont donc exclusivement mises en contact sous forme liquide avec la pièce à décontaminer, par des procédés de lavage, trempage, ou aspersion par jet haute pression.
L'utilisation de telles compositions en phase liquide présente les inconvénients suivants : formation d'une grande quantité d'effluents contaminés, ce qui accroít le coût de retraitement des effluents générés, temps de contact réduit avec la pièce et affinité limitée entre des particules contaminées et la composition, d'où une décontamination insuffisante.
De plus, lorsque les pièces à décontaminer présentent de grandes dimensions, ces compositions ne sont pas optimales, car elles nécessitent un grand volume de réactifs.
On connaít également des compositions liquides pouvant être utilisées sous forme de mousses. Les mousses contenant plus de gaz que de liquide, on réduit ainsi les volumes de réactifs et d'effluents générés. De plus, le temps de contact entre la mousse et la pièce étant plus important qu'avec un liquide, la décontamination se trouve considérablement améliorée.
Toutefois, les compositions connues pouvant être utilisées sous forme de mousses présentent un certain nombre d'inconvénients. Notamment, ces compositions ne permettent pas de générer des mousses qui soient stables pendant une durée suffisante, et qui puissent être transportées depuis une zone de formation de la mousse vers la pièce à décontaminer sans subir de dégradation. Il est donc nécessaire que l'opérateur forme la mousse à proximité immédiate de la pièce à décontaminer.
Ainsi, les compositions connues ne sont pas aptes à respecter les nouvelles contraintes imposées dans le domaine de la décontamination radioactive (qualité de la mousse permettant d'obtenir un niveau de décontamination élevé, réduction de la dose de radioactivité reçue par l'opérateur lors des opérations de décontamination...).
De plus, les compositions connues ne permettent pas d'obtenir une mousse qui puisse être convenablement projetée sur la pièce à décontaminer avec la force nécessaire.
L'invention a pour but de résoudre ces problèmes.
A cet effet, et selon un premier aspect, l'invention concerne une composition comprenant au moins :
  • entre 1 et 25 % en masse d'un premier tensioactif non ionique dont le HLB (balance hydrophile - lipophile), mesuré à température ambiante en milieu aqueux, est compris entre 14 et 16 ;
  • entre 1 et 20 % en masse d'un deuxième tensioactif non ionique dont le HLB, mesuré à température ambiante en milieu aqueux, est compris entre 12 et 14 ;
  • de l'eau.
Le HLB (balance hydrophile - lipophile) est une caractéristique des tensioactifs étroitement liée à la structure de leur molécule, définie par la formule suivante : HLB = 20 × H H + L où H est la masse molaire totale de la partie hydrophile du tensioactif et L est la masse molaire totale de la partie hydrophobe du tensioactif.
Le HLB d'un tensioactif est d'autant plus élevé que ce tensioactif est hydrophile, la limite entre le caractère hydrophile et le caractère hydrophobe se situant aux environ de HLB = 7.
Le premier tensioactif présente un bon pouvoir moussant et détergent, tandis que le deuxième tensioactif présente un bon pouvoir détergent et mouillant.
La composition selon l'invention est particulièrement performante en termes de degré de décontamination obtenu. De plus, elle permet d'obtenir une mousse de très bonne qualité. Grâce à cette composition, qui est sous forme liquide, on peut donc procéder à une décontamination efficace en phase liquide ou en phase mousse à partir d'une même composition.
L'invention peut prévoir de mélanger les deux tensioactifs, l'eau, et éventuellement d'autres produits dans des proportions telles que la composition présente un point de trouble inférieur à 90°C, voire inférieur à 80°C, voire inférieur à 70°C.
Selon une réalisation possible, le premier tensioactif et le deuxième tensioactif appartiennent à des familles chimiques distinctes.
Par exemple, le premier tensioactif est un polyglucoside dont la chaíne alkyle comporte entre 6 et 10 atomes de carbone, et plus particulièrement un polyglucoside dont la chaíne alkyle comporte entre 6 et 9 atomes de carbone.
Le deuxième tensioactif peut être un alcool gras éthoxylé, comportant entre 8 et 12 atomes de carbone et entre 5 et 9 groupements oxydes d'éthylène en moyenne, et plus particulièrement un alcool gras éthoxylé comportant entre 10 et 12 atomes de carbone et entre 5 et 9 groupements oxydes d'éthylène en moyenne.
Selon un premier mode de réalisation de l'invention, la composition peut comporter entre 1 et 15 % en masse d'un éther de propylène glycol, par exemple de dipropylène glycol (DPM), en tant que solvant, et/ou entre 1 et 15 % en masse d'une base alcaline telle que la soude ou la potasse.
La composition peut par exemple comporter :
  • entre 5 et 10 % en masse d'un polyglucoside dont la chaíne alkyle comporte 8 atomes de carbone, en tant que premier tensioactif ;
  • entre 5 et 10 % en masse d'un alcool gras éthoxylé comportant 10 atomes de carbone et 7 groupements oxydes d'éthylène en moyenne, en tant que deuxième tensioactif ;
  • entre 3 et 9 % en masse de dipropylène glycol ;
  • entre 0,1 et 6 % en masse de soude en perles ;
  • le complément en eau.
Cette composition présente un point de trouble voisin de 70°C, et compris entre 65 et 70°C pour une dilution de 5 à 10 %. Aucune agressivité de cette composition n'est décelée sur les matériaux suivants : aciers inoxydables, laiton, Inconol.
Selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, la composition comporte, outre les premier et deuxième tensioactifs, entre 1 et 15 % d'un troisième tensioactif non ionique dont le HLB, mesuré à température ambiante en milieu aqueux, est compris entre 13 et 15.
Le troisième tensioactif est par exemple un polyglucoside dont la chaíne alkyle comporte entre 8 et 12 atomes de carbone, ledit troisième tensioactif étant différent du premier tensioactif.
La composition peut par exemple comporter :
  • entre 15 et 20 % en masse d'un polyglucoside dont la chaíne alkyle comporte 8 atomes de carbone, en tant que premier tensioactif ;
  • entre 5 et 10 % en masse d'un alcool gras éthoxylé comportant 10 atomes de carbone et 7 groupements oxydes d'éthylène en moyenne, en tant que deuxième tensioactif ;
  • entre 1 et 5 % en masse d'un polyglucoside dont la chaíne alkyle comporte 10 atomes de carbone, en tant que troisième tensioactif ;
  • le complément en eau.
Cette composition présente un point de trouble supérieur à 95°C, et compris entre 72 et 80°C pour une dilution de 5 à 10 %. Aucune agressivité de cette composition n'est décelée sur les matériaux suivants : aciers inoxydables, laiton, Inconol.
Selon une réalisation possible, la composition selon l'invention ne comporte pas de tensioactif ionique, tous les tensioactifs contenus dans cette composition étant non ioniques.
Selon un deuxième aspect, l'invention concerne un procédé de décontamination d'une pièce présentant sur sa surface des particules contaminées, à l'aide de la composition telle que précédemment décrite.
Selon une réalisation possible, la composition est appliquée sur la pièce par pulvérisation en phase liquide. Selon une autre réalisation, on plonge la pièce dans la composition.
Selon une troisième réalisation, on frotte ladite pièce avec un support en matériau textile (par exemple un chiffon en coton) ou cellulosique imbibé de la composition. On peut alors ajouter sur ledit support, en plus de la composition : de l'acide nitrique, de la soude, un solvant et/ou de l'eau savonneuse.
Selon une quatrième réalisation, le procédé de décontamination comprend les étapes consistant à générer une mousse à partir de la composition, appliquer la mousse sur la pièce, rincer ladite pièce.
L'étape de génération de la mousse peut elle-même comprendre les étapes consistant à :
  • prévoir un dispositif comprenant d'une part une buse d'introduction de liquide et d'autre part un étage Venturi comportant un convergent coaxial à ladite buse, une entrée de gaz débouchant dans le convergent, et un divergent communiquant avec une chambre de mélange, la géométrie du dispositif étant définie pour créer un phénomène de cavitation en sortie de l'étage Venturi ;
  • introduire la composition sous forme liquide par la buse vers l'étage Venturi, entraínant l'aspiration du gaz par effet Venturi et la formation de mousse dans le divergent et la chambre de mélange.
On décrit à présent deux modes de réalisation particuliers de la composition selon l'invention.
Selon un premier mode de réalisation, la composition est une formulation aqueuse d'agents de surface biodégradables, en milieu alcalin, conçue spécialement pour traiter la contamination non fixée en présence de corps gras.
La composition comporte tout d'abord deux tensioactifs non ioniques :
  • un polyglucoside dont la chaíne alkyle comporte 8 atomes de carbone ; Ce tensioactif présente un HLB voisin de 15,8 et permet ainsi d'obtenir, à partir de la composition, une mousse possédant une stabilité et une persistance plus importantes qu'avec les compositions de décontamination connues. La mousse peut ainsi être générée à distance de la pièce à décontaminer et être transportée vers cette pièce, sans subir de dégradation de ses qualités, notamment dans le temps.
  • un alcool gras éthoxylé, comportant 10 atomes de carbone et 7 groupements oxydes d'éthylène en moyenne. Ce tensioactif présente un HLB voisin de 13,5, ce qui le rend très adsorbant sur la surface des particules contaminées, permettant ainsi de déplacer facilement les particules radioactives depuis la surface de la pièce à décontaminer vers la composition. Ce tensioactif contribue à l'efficacité de l'opération de décontamination de la pièce.
Ces deux tensioactifs, lorsqu'ils sont associés, agissent en synergie et permettent de procéder à une décontamination efficace puisque la mousse générée à partir de la composition les contenant présente une stabilité et un pouvoir mouillant (vis à vis des particules contaminées) accrus par rapport aux compositions connues.
La composition comprend également du dipropylène glycol. Le dipropylène glycol est miscible dans l'eau et permet de solubiliser les corps gras (graisse, huile présentes à la surface de la pièce à décontaminer), à l'intérieur des micelles formées par les tensioactifs.
La composition comprend en outre une base alcaline telle que de la soude caustique ou de la potasse. La base alcaline permet, outre un bon dégraissage de la surface, de diminuer la température du point de trouble (au-delà duquel la composition est beaucoup moins moussante), de 90°C à 70°C environ. Ceci facilite le retraitement des effluents dans un évaporateur, dans lequel on cherche à éviter la formation de mousse pour plus d'efficacité.
Enfin, la composition comprend de l'eau, par exemple de l'eau déminéralisée.
Un exemple particulier de composition est donné dans le tableau ci-après.
Composant % massique dénomination commerciale du composant fournisseur
Polyglucoside (8 atomes de carbone) 7 SIMULSOL SL8 SEPPIC
alcool gras éthoxylé (10 atomes de carbone, 7 groupements oxydes d'éthylène) 7 SYNPERONIC 10/7 ICI
dipropylène glycol 6 DOWANOL DPM DOW CHEMICAL
soude en perles 4 SOLVAY
eau 76
Le procédé de fabrication de cette composition est maintenant décrit.
Tout d'abord, on verse dans une cuve les trois quarts de l'eau déminéralisée, à température ambiante. On ajoute ensuite, lentement et sous agitation, la totalité de la soude.
Après une agitation de 10 minutes environ, et lorsque la soude est totalement dissoute (la solution étant alors limpide), on ajoute la totalité du polyglucoside, puis on agite pendant 10 minutes environ.
On ajoute ensuite la totalité de l'alcool gras éthoxylé, et l'on agite à nouveau pendant 10 minutes environ. La totalité du dipropylène glycol est alors ajoutée, et la solution agitée pendant 5 minutes environ.
Enfin, les différents récipients contenant les composants sont rincés avec le reste d'eau déminéralisée, le liquide obtenu étant ensuite versé dans la cuve. Après une agitation de 5 minutes environ, la composition est obtenue.
La composition comprenant une quantité importante d'eau, la concentration en matières organiques et/ou minérales dans ladite composition est largement inférieure à 35 %, comme indiqué ci-après :
  • matières organiques dans le produit frais : 17 % en masse
  • matières minérales dans le produit frais : 4 % en masse
  • eau dans le produit frais : 79% en masse.
Par « produit frais », on entend la composition fabriquée selon le procédé décrit ci-dessus, par exemple conditionnée en bidons, et prête à être utilisée (diluée, chauffée, mise en pression pour la formation d'une mousse, etc.) pour la décontamination d'une pièce.
Les propriétés physico-chimiques de cette composition sont les suivantes :
  • état physique à 20°C   liquide
  • couleur   marron clair
  • odeur   légère
  • solubilité dans l'eau à 20°C   très soluble
  • pH (10% dans l'eau à 20°C)   entre 12 et 13
  • pression de vapeur à 20°C   similaire à celle de l'eau
  • masse volumique à 20°C   entre 1,045 et 1,065 g/cm3
  • tension superficielle (1 % dans l'eau)   entre 27 et 32 mN/m
Selon un deuxième mode de réalisation, la composition est une formulation aqueuse d'agents de surface biodégradables, à pH neutre, conçue spécialement pour traiter la contamination non fixée en l'absence de corps gras. Son pH neutre permet d'utiliser la composition sur tous les matériaux.
La composition comporte trois tensioactifs non ioniques :
  • un polyglucoside, dérivé du sucre, dont la chaíne alkyle comporte 8 atomes de carbone ;
  • un alcool gras éthoxylé, comportant 10 atomes de carbone et 7 groupements oxydes d'éthylène en moyenne ;
  • un polyglucoside, dérivé du sucre, dont la chaíne alkyle comporte 10 atomes de carbone.
La présence du polyglucoside dont la chaíne alkyle comporte 10 atomes de carbone permet d'obtenir une meilleure adsorption de la composition sur la surface des particules contaminées.
La composition comporte également de l'eau, par exemple de l'eau déminéralisée.
composant % massique dénomination commerciale du composant fournisseur
polyglucoside (8 atomes de carbone) 18 SIMULSOL SL8 SEPPIC
alcool gras éthoxylé (10 atomes de carbone, 7 groupements oxydes d'éthylène) 7,2 SYNPERONIC 10/7 ICI
polyglucoside (10 atomes de carbone) 3 SIMULSOL SL10 SEPPIC
eau 71,8
Un exemple particulier de composition est donné dans le tableau ci-dessus.
Le procédé de fabrication de cette composition est maintenant décrit.
Tout d'abord, on prépare le polyglucoside à 10 atomes de carbone. Si le produit est pâteux on verse les trois quarts de l'eau déminéralisée à 30°C environ. Si le produit est liquide, on verse les trois quarts de l'eau déminéralisée à température ambiante.
On verse dans une cuve le polyglucoside à 10 atomes de carbone ainsi préparé, puis on agite pendant 10 minutes environ, voire 20 minutes, jusqu'à ce que la dissolution soit complète. La solution obtenue est alors translucide à jaune clair.
On ajoute alors la totalité du polyglucoside à 8 atomes de carbone, puis l'on agite pendant 10 minutes environ. On ajoute ensuite la totalité de l'alcool gras éthoxylé, et l'on agite à nouveau, pendant 5 minutes environ.
Enfin, les différents récipients contenant les composants sont rincés avec le reste d'eau déminéralisée, le liquide obtenu étant ensuite versé dans la cuve. Après une agitation de 5 minutes environ, la composition est obtenue.
La composition comprenant une quantité importante d'eau, la concentration en matières organiques et/ou minérales dans ladite composition est largement inférieure à 35 %, comme indiqué ci-après :
  • matières organiques dans le produit frais : 19 % en masse
  • matières minérales dans le produit frais : 0 % en masse
  • eau dans le produit frais : 81 % en masse.
Les propriétés physico-chimiques de cette composition sont les suivantes :
  • état physique à 20°C   liquide
  • couleur   translucide
  • odeur   légère
  • solubilité dans l'eau à 20°C   très soluble
  • pH (10% dans l'eau à 20°C)   entre 6 et 7
  • pression de vapeur à 20°C   similaire à celle de l'eau
  • masse volumique à 20°C   entre 1,025 et 1,035 g/cm3
La composition, réalisée selon le premier ou le deuxième mode de réalisation précédemment décrits, est biodégradable et conforme aux exigences relatives aux produits utilisés en centrales nucléaires.
De plus, la composition est optimisée de sorte que la concentration en matière organique et minérale soit la plus faible possible, et inférieure à 5 %, dans les effluents, afin de réduire le coût et de faciliter le traitement de ces effluents.
La composition selon l'invention, conçue spécialement pour traiter la décontamination radioactive non fixée, est destinée à être mise en contact avec une pièce présentant sur sa surface des particules contaminées, pour permettre la décontamination de ladite pièce en assurant le passage des particules contaminées de la surface de la pièce vers la composition.
La composition peut être appliquée sur la pièce par pulvérisation en phase liquide. L'on peut également plonger la pièce dans la composition liquide.
Un troisième mode de décontamination consiste à générer une mousse humide à partir de la composition puis à projeter cette mousse sur la pièce à décontaminer.
Tout d'abord, une mousse est formée à partir de la composition liquide et d'eau (dilution entre 0,1 et 50%, voire entre 5 et 30%, notamment voisine de 20%, en fonction du matériau constitutif de la pièce à décontaminer et du degré de contamination).
A cette fin, deux récipients contenant l'un de l'eau et l'autre la composition liquide selon l'invention sont prévus. L'eau et la composition sont amenées dans les proportions souhaitées (par un système de conduites et de pompes doseuses) vers un dispositif de génération de mousse, et introduites dans une buse communiquant de façon coaxiale avec le convergent d'un étage Venturi. L'étage Venturi possédant une entrée de gaz débouchant dans le convergent, du gaz, par exemple de l'air, est aspiré par effet Venturi. Le mélange gaz - eau - composition est alors déplacé vers le divergent de l'étage Venturi puis vers une chambre de mélange.
La géométrie du dispositif - et en particulier du divergent - est prévue pour créer un phénomène de cavitation en sortie de l'étage Venturi. Il s'ensuit la formation de mousse dans le divergent et la chambre de mélange.
La mousse est ensuite transportée, via des flexibles, depuis le dispositif de génération de cette mousse jusqu'à la pièce à décontaminer, puis projetée sur ladite pièce à l'aide d'outillages spécifiques.
La qualité et la stabilité de la mousse obtenue à partir de la composition selon l'invention permettent de générer la mousse à distance de la pièce, de la transporter sur plusieurs dizaines de mètres et de la projeter efficacement contre la pièce sans que la mousse ne soit dégradée, en termes de composition, taille des bulles, etc. Un opérateur peut donc travailler à distance de la pièce contaminée, ce qui réduit considérablement la dose de radioactivité qu'il reçoit lors de cette décontamination.
Une ou plusieurs applications de mousse peuvent s'avérer nécessaires en fonction du degré de décontamination de la pièce prédéterminé par l'utilisateur. Enfin, après action de la mousse, on procède à un rinçage à l'eau, qui permet d'évacuer les particules contaminées avec la composition de décontamination.
Les effluents générés par cette composition peuvent être traités sur les installations classiques en milieu nucléaire après une simple neutralisation avec un produit.
Comme indiqué précédemment, la concentration en matière organique et minérale dans les effluents est inférieure à 5 %. Selon la décontamination effectuée, les effluents peuvent contenir de 96 à 98 % d'eau.

Claims (16)

  1. Composition destinée à être mise en contact avec une pièce présentant sur sa surface des particules contaminées, pour permettre la décontamination de ladite pièce, ladite composition comprenant au moins :
    entre 1 et 25 % en masse d'un premier tensioactif non ionique dont le HLB (balance hydrophile - lipophile), mesuré à température ambiante en milieu aqueux, est compris entre 14 et 16 ;
    entre 1 et 20 % en masse d'un deuxième tensioactif non ionique dont le HLB, mesuré à température ambiante en milieu aqueux, est compris entre 12 et 14 ;
    de l'eau.
  2. Composition selon la revendication 1, caractérisée en ce que le premier tensioactif et le deuxième tensioactif appartiennent à des familles chimiques distinctes.
  3. Composition selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le premier tensioactif est un polyglucoside dont la chaíne alkyle comporte entre 6 et 10 atomes de carbone.
  4. Composition selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le deuxième tensioactif est un alcool gras éthoxylé, comportant entre 8 et 12 atomes de carbone et entre 5 et 9 groupements oxydes d'éthylène en moyenne.
  5. Composition selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'elle comporte entre 1 et 15 % en masse d'un éther de propylène glycol, par exemple de dipropylène glycol (DPM).
  6. Composition selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'elle comporte entre 1 et 15 % en masse d'une base alcaline telle que la soude ou la potasse.
  7. Composition selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte :
    entre 5 et 10 % en masse d'un polyglucoside dont la chaíne alkyle comporte 8 atomes de carbone, en tant que premier tensioactif ;
    entre 5 et 10 % en masse d'un alcool gras éthoxylé comportant 10 atomes de carbone et 7 groupements oxydes d'éthylène en moyenne, en tant que deuxième tensioactif ;
    entre 3 et 9 % en masse de dipropylène glycol ;
    entre 0,1 et 6 % en masse de soude en perles ;
    le complément en eau.
  8. Composition selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'elle comporte entre 1 et 15 % d'un troisième tensioactif non ionique dont le HLB, mesuré à température ambiante en milieu aqueux, est compris entre 13 et 15.
  9. Composition selon la revendication 8, caractérisée en ce que le troisième tensioactif est un polyglucoside dont la chaíne alkyle comporte entre 8 et 12 atomes de carbone, ledit troisième tensioactif étant différent du premier tensioactif.
  10. Composition selon la revendication 8, caractérisée en ce qu'elle comporte :
    entre 15 et 20 % en masse d'un polyglucoside dont la chaíne alkyle comporte 8 atomes de carbone, en tant que premier tensioactif ;
    entre 5 et 10 % en masse d'un alcool gras éthoxylé comportant 10 atomes de carbone et 7 groupements oxydes d'éthylène en moyenne, en tant que deuxième tensioactif ;
    entre 1 et 5 % en masse d'un polyglucoside dont la chaíne alkyle comporte 10 atomes de carbone, en tant que troisième tensioactif ;
    le complément en eau.
  11. Composition selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que tous les tensioactifs contenus dans ladite composition sont non ioniques.
  12. Procédé de décontamination d'une pièce présentant sur sa surface des particules contaminées, caractérisé en ce qu'on applique une composition selon l'une quelconque des revendications 1 à 11 sur ladite pièce, par pulvérisation en phase liquide.
  13. Procédé de décontamination d'une pièce présentant sur sa surface des particules contaminées, caractérisé en ce qu'on plonge ladite pièce dans une composition selon l'une quelconque des revendications 1 à 11.
  14. Procédé de décontamination d'une pièce présentant sur sa surface des particules contaminées, caractérisé en ce qu'on frotte ladite pièce avec un support en matériau textile ou cellulosique imbibé d'une composition selon l'une quelconque des revendications 1 à 11.
  15. Procédé de décontamination d'une pièce présentant sur sa surface des particules contaminées, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à :
    générer une mousse à partir d'une composition selon l'une quelconque des revendications 1 à 11 ;
    appliquer la mousse sur la pièce ;
    rincer ladite pièce.
  16. Procédé de décontamination selon la revendication 15, caractérisé en ce que l'étape de génération de la mousse comprend elle-même les étapes consistant à :
    prévoir un dispositif comprenant d'une part une buse d'introduction de liquide et d'autre part un étage Venturi comportant un convergent coaxial à ladite buse, une entrée de gaz débouchant dans le convergent, et un divergent communiquant avec une chambre de mélange, la géométrie du dispositif étant définie pour créer un phénomène de cavitation en sortie de l'étage Venturi ;
    introduire la composition sous forme liquide par la buse vers l'étage Venturi, entraínant l'aspiration du gaz par effet Venturi et la formation de mousse dans le divergent et la chambre de mélange.
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