EP2791945A2 - Processing of chlorine-containing carbon-based radioactive waste - Google Patents

Processing of chlorine-containing carbon-based radioactive waste

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EP2791945A2
EP2791945A2 EP12816710.3A EP12816710A EP2791945A2 EP 2791945 A2 EP2791945 A2 EP 2791945A2 EP 12816710 A EP12816710 A EP 12816710A EP 2791945 A2 EP2791945 A2 EP 2791945A2
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EP
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waste
treatment
chlorine
solution
acid solution
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EP12816710.3A
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Gérard LAURENT
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Electricite de France SA
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    • G21F9/00Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
    • G21F9/001Decontamination of contaminated objects, apparatus, clothes, food; Preventing contamination thereof
    • G21F9/002Decontamination of the surface of objects with chemical or electrochemical processes
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Definitions

  • the present invention relates to the treatment of radioactive waste, in particular but not exclusively based on graphite.
  • the decontamination of an irradiated graphite matrix may be carried out using a so-called “steam reforming” technique (or “steam reforming” in Anglo-Saxon terms) as defined in particular in document US-6. , 625, 248.
  • steam reforming or “steam reforming” in Anglo-Saxon terms
  • the technique presented in this document does not ensure acceptable radioactive releases.
  • organic chlorine a form of chlorine termed "organic” chlorine, defined by C-Cl bonds specific to “aromatic carbon” (in particular of the high energy double bond type), and directly linked to the carbon of the carbon matrix usually forming graphite, and
  • chlorine a form of chlorine
  • inorganic chlorine in the form of oxychlorides of undetermined composition, probably located in the porosity of the graphitic material (called “chlorite compounds (C102-) and chlorate (C103-)").
  • the acidic solution may comprise sulfuric acid (H 2 SO 4 ). Tests with this type of acid have given good results.
  • the acidic solution further comprises an oxygen supply element in the acidic solution, for example hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) in a range of proportions typically comprised between 0.1% and 20%. % (a proportion of 5% yielding good results presented below).
  • H 2 O 2 hydrogen peroxide
  • the soaking in the acidic solution can be carried out in a time range of between 15 and 20 hours, for example about 18 hours.
  • the aforementioned thermal shock made for example by roasting, can be carried out in a temperature range between 800 and 1200 ° C (for example about 1000 ° C) for a period of between 15 and 30 minutes (for example about twenty minutes).
  • the present invention thus makes it possible to extract chlorine 36, of organic type, as demonstrated in the exemplary embodiments presented in detail below.
  • leaching of the radionuclides out of the irradiated graphite can be obtained by soaking in a highly acidic and oxidizing solution, followed by a thermal shock.
  • the present invention also aims at a facility for the treatment of carbonaceous radioactive waste, for the purpose of process according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises: a tank for storing said waste in an acidic solution, and
  • Heating means shaped to apply a thermal shock to said waste after soaking in said acid solution.
  • FIG. 1 diagrammatically illustrates the main steps of the process within the meaning of the invention
  • Carbonaceous radioactive waste was crushed into powder form to constitute the different samples of the table above.
  • Each sample having a mass of 5 grams and observed particle sizes distributed typically between 2380 and 4000 microns after crushing, was: soaked for 18 hours in a solution of the aforementioned type (H 2 SO 4 and H 2 O 2 ),
  • o by rapid heating in a range of 5 to 60 minutes, for example for 20 minutes
  • o high temperature between 900 and 1200 ° C, for example at 1000 ° C.
  • FIG. 1 summarizes the main steps of the process within the meaning of the invention, comprising: for example, during a first step S1, the recovery of radioactive carbonaceous waste, for example in the form of graphite,
  • step S3 after identifying a sufficient soaking time (for example 18 hours) in step S3, applying a heat treatment, by roasting, at a temperature of the order of 1000 ° C, in step S4;
  • step S5 After identifying a sufficient duration of heat treatment (for example 20 minutes) in step S5,
  • chlorine 36 can be recovered in the acid solution and treated separately, and the carbonaceous waste can then be subjected to a vapor reforming treatment as described, for example, in the document cited above.
  • WO-2010/103210 step S6.
  • the installation for the implementation of this process may then comprise, with reference to FIG. 2, a tank CU and a conveyor C1 of GR waste products pouring into a highly acidic and oxygenated solution (H 2 SO 4 H 2 O 2 ) contained in the tank CU, which is surrounded (in the example shown) heating means MC to apply a heat shock type treatment.
  • the GR waste thus treated can then be recovered by the second conveyor C2 (after filtering, for example, the acid solution now containing chlorine-36) to be conveyed to a steam reforming installation.
  • Chlorine 36 can be recovered for example from the solution remaining under the tank CU, as presented as a purely illustrative example in Figure 2.
  • hydrogen peroxide is a good oxygen delivery element in a solution.
  • step a) the proportions of the oxygen supply element in the acid solution are susceptible to variations depending on the acids and elements employed.
  • the soaking time in step a) is capable of variations. The same goes for the temperature and the duration of the thermal shock.
  • step a) of soaking in the acid solution is preceded by a crushing of the carbonaceous waste to reduce it to powder.
  • this implementation is not essential and it can be alternatively provided to directly dipping solid graphite for example up to heart in an acid solution.

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Abstract

The invention relates to the processing of carbon-based radioactive waste, comprising at least: a) soaking in an acid solution (S2, S3), and b) a heat treatment, of thermal shock type (S4, S5), said acid solution recovering radioactive material resulting from said waste at least after the implementation of step b). (FIG.2)

Description

Traitement de déchets radioactifs carbonés comportant du  Carbonaceous radioactive waste treatment with
chlore  chlorine
La présente invention concerne le traitement de déchets radioactifs, notamment mais non exclusivement à base de graphite . The present invention relates to the treatment of radioactive waste, in particular but not exclusively based on graphite.
La décontamination d'une matrice de graphite irradiée peut-être réalisée à l'aide d'une technique dite de « vapo-reformage » (ou « steam reforming » en vocable anglo-saxon) telle que définie notamment dans le document US-6, 625, 248. Toutefois, la technique présentée dans ce document ne permet pas d'assurer des rejets radioactifs acceptables . The decontamination of an irradiated graphite matrix may be carried out using a so-called "steam reforming" technique (or "steam reforming" in Anglo-Saxon terms) as defined in particular in document US-6. , 625, 248. However, the technique presented in this document does not ensure acceptable radioactive releases.
Il a été proposé dans le document WO-2010/103210 une solution à ce problème en observant que seule une première partie du carbone dans le graphite traité à une température suffisamment élevée est radioactive, le carbone restant dans le graphite en cours de traitement étant, en fonction du temps de traitement, beaucoup moins ou pas radioactif de sorte que le gaz carbonique résultant de sa combustion peut être rejeté librement dans 1 ' atmosphère . It has been proposed in the document WO-2010/103210 a solution to this problem by observing that only a first portion of the carbon in the graphite treated at a sufficiently high temperature is radioactive, the remaining carbon in the graphite being treated being, depending on the treatment time, much less or not radioactive so that the carbon dioxide resulting from its combustion can be released freely into the atmosphere.
L'enseignement de ces deux documents devrait permettre une décontamination suffisante en matière de carbone 14, de chlore 36 et de tritium. Les autres radionucléides n'étant pas volatils, ils peuvent être récupérés dans des résidus solides présents à l'issue de la phase de vapo-reformage . Cependant, la décontamination du chlore 36 peut s'avérer plus délicate que celle du carbone car ce radionucléide peut être présent sous deux formes : The teaching of these two documents should allow sufficient decontamination of carbon 14, chlorine 36 and tritium. Since the other radionuclides are not volatile, they can be recovered in solid residues present at the end of the vapo-reforming phase. However, the decontamination of chlorine 36 may be more difficult than that of carbon because this radionuclide can be present in two forms:
une forme minérale et  a mineral form and
- une autre forme, organique.  - another form, organic.
Cette dernière forme, fortement liée au graphite (notamment par des liens de type C-Cl « aromatiques ») , pourrait ne pas être totalement libérée lors d'un traitement par vapo-reformage .  The latter form, which is strongly bound to graphite (in particular by "aromatic" C-Cl bonds), may not be totally released during a steam-reforming treatment.
Des analyses de spectrométrie photo-électronique X ou XPS (pour « X-ray photoelectron spectrometry ») sur des graphites irradiés ont montré effectivement la présence de deux formes chimiques différentes de chlore dans le graphite : X-ray photoelectron spectrometry (X-ray) spectrophotometric analyzes on irradiated graphites effectively showed the presence of two different chemical forms of chlorine in graphite:
une forme de chlore qualifiée de chlore "organique", définie par des liens C-Cl propres au « carbone aromatique » (notamment de type double liaison de forte énergie) , et directement liée au carbone de la matrice de carbone formant habituellement le graphite, et  a form of chlorine termed "organic" chlorine, defined by C-Cl bonds specific to "aromatic carbon" (in particular of the high energy double bond type), and directly linked to the carbon of the carbon matrix usually forming graphite, and
une forme de chlore dite "chlore minéral", sous forme d ' oxychlorures de composition indéterminée, localisés vraisemblablement dans la porosité du matériau graphitique (appelés « composés chlorite (C102-) et chlorate (C103-) ») .  a form of chlorine called "inorganic chlorine", in the form of oxychlorides of undetermined composition, probably located in the porosity of the graphitic material (called "chlorite compounds (C102-) and chlorate (C103-)").
Le chlore « organique » est fortement lié au graphite et pourrait ne pas être totalement libéré lors d'un traitement par vapo-reformage, même modifié par l'enseignement du document WO-2010/103210. La présente invention vient améliorer la situation. "Organic" chlorine is strongly bound to graphite and may not be completely released during a steam reforming treatment, even modified by the teaching of WO-2010/103210. The present invention improves the situation.
Elle propose à cet effet un procédé de traitement de déchets radioactifs carbonés, comportant au moins : a) un trempage dans une solution acide, et b) un traitement thermique, de type choc thermique, ladite solution acide récupérant de la matière radioactive issue desdits déchets au moins après la mise en œuvre de l'étape b) . To this end, it proposes a process for the treatment of carbonaceous radioactive waste, comprising at least: a) a soaking in an acidic solution, and b) a thermal treatment, of thermal shock type, said acid solution recovering the radioactive material resulting from said waste at least after the implementation of step b).
Des réalisations possibles de ce procédé sont succinctement présentées ci-après. Possible embodiments of this process are briefly presented hereinafter.
Par exemple, la solution acide peut comporter de l'acide sulfurique (H2S04) . Des essais réalisés avec ce type d'acide ont donné de bons résultats. For example, the acidic solution may comprise sulfuric acid (H 2 SO 4 ). Tests with this type of acid have given good results.
Il peut être avantageux que la solution acide comporte en outre un élément d'apport en oxygène dans la solution acide, par exemple du peroxyde d'hydrogène (H2O2) dans une gamme de proportions comprises typiquement entre 0,1% et 20% (une proportion de 5% ayant donné de bons résultats présentés ci-après) . It may be advantageous that the acidic solution further comprises an oxygen supply element in the acidic solution, for example hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) in a range of proportions typically comprised between 0.1% and 20%. % (a proportion of 5% yielding good results presented below).
Le trempage dans la solution acide peut être effectué dans une plage de temps comprise entre 15 et 20 heures, par exemple 18 heures environ. Le choc thermique précité, réalisé par exemple par grillage, peut être mené dans une plage de températures comprises entre 800 et 1200°C (par exemple environ 1000°C), pendant une durée comprise entre 15 et 30 minutes (par exemple une vingtaine de minutes) . The soaking in the acidic solution can be carried out in a time range of between 15 and 20 hours, for example about 18 hours. The aforementioned thermal shock, made for example by roasting, can be carried out in a temperature range between 800 and 1200 ° C (for example about 1000 ° C) for a period of between 15 and 30 minutes (for example about twenty minutes).
Il s'avère, d'après les essais réalisés, que la matière radioactive qui s'échappe après l'étape b) des déchets carbonés (de type graphitiques) comporte au moins du chlore 36. Il comporte très vraisemblablement pratiquement tout le chlore «organique» défini ci-avant, puisque les essais réalisés ont montré que pratiquement tout le chlore 36 se retrouvait dans la solution après le choc thermique, et donc qu'il avait été pratiquement extrait complètement des déchets carbonés. It appears from the tests carried out that the radioactive material which escapes after stage b) of the carbonaceous waste (of graphitic type) contains at least chlorine 36. It very probably contains practically all the chlorine " organic "defined above, since the tests conducted showed that virtually all the chlorine 36 was found in the solution after the heat shock, and therefore it had been virtually completely extracted from carbonaceous waste.
La présente invention permet donc d'extraire le chlore 36, de type organique, comme démontré dans les exemples de réalisation présentés en détail ci-après. The present invention thus makes it possible to extract chlorine 36, of organic type, as demonstrated in the exemplary embodiments presented in detail below.
Dès lors que l'invention permet de récupérer ce type de matière radioactive (chlore 36 « organique ») , elle peut alors être mise avantageusement en œuvre en association avec un traitement de vapo-reformage, comme expliqué précédemment. Ainsi, le traitement des déchets par la mise en œuvre des étapes a) et b) du procédé au sens de l'invention peut être précédé ou succédé par un traitement de type vapo-reformage . Since the invention makes it possible to recover this type of radioactive material ("organic" chlorine), it can then advantageously be used in combination with a steam reforming treatment, as explained above. Thus, the treatment of the waste by the implementation of steps a) and b) of the process within the meaning of the invention can be preceded or succeeded by a steam-reforming type treatment.
Ainsi, un lessivage des radionucléides hors du graphite irradié peut être obtenu par un trempage en solution hautement acide et oxydante, suivi d'un choc thermique. Thus, leaching of the radionuclides out of the irradiated graphite can be obtained by soaking in a highly acidic and oxidizing solution, followed by a thermal shock.
La présente invention vise aussi une installation de traitement de déchets radioactifs carbonés, pour la mise en œuvre du procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte : une cuve de stockage desdits déchets dans une solution acide, et The present invention also aims at a facility for the treatment of carbonaceous radioactive waste, for the purpose of process according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises: a tank for storing said waste in an acidic solution, and
- des moyens de chauffage conformés pour appliquer un choc thermique auxdits déchets après trempage dans ladite solution acide.  - Heating means shaped to apply a thermal shock to said waste after soaking in said acid solution.
D'autres avantages et caractéristiques apparaîtront à la lecture de la description détaillée de modes de réalisation présentés à titre d'exemple, et à l'examen des dessins annexés sur lesquels : Other advantages and features will become apparent upon reading the detailed description of exemplary embodiments, and examining the accompanying drawings in which:
la figure 1 illustre schématiquement les principales étapes du procédé au sens de l'invention, et  FIG. 1 diagrammatically illustrates the main steps of the process within the meaning of the invention, and
- la figure 2 illustre schématiquement une installation pour la mise en œuvre de ce procédé.  - Figure 2 schematically illustrates an installation for the implementation of this method.
Dans des exemples de réalisation ci-après, il est proposé de mélanger de l'acide sulfurique (H2S04) et du peroxyde d'hydrogène (H2O2) dans des proportions appropriées (détaillées dans les exemples de réalisation ci-après) pour déterminer leur aptitude à libérer le chlore 36 de la matrice graphitique. In the following exemplary embodiments, it is proposed to mix sulfuric acid (H 2 SO 4 ) and hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) in appropriate proportions (detailed in the examples of embodiment below). after) to determine their ability to release chlorine 36 from the graphitic matrix.
Exemples de réalisation Examples of realization
Quatre tests sont présentés dans le tableau ci-après, avec de l'eau oxygénée H2O2 comme matériau d'apport en oxygène et de l'acide sulfurique H2S04 comme milieu acide et une distribution d'environ 4 à 20 volumes d'acide (à 95%) pour 1 volume d'eau oxygénée (à 30%) . Four tests are presented in the table below, with hydrogen peroxide H 2 O 2 as oxygen supply material and sulfuric acid H 2 SO 4 as acid medium and a distribution of about 4 to 20 volumes of acid (at 95%) for 1 volume of hydrogen peroxide (at 30%).
Des déchets radioactifs carbonés ont été concassés en poudre pour constituer les différents échantillons du tableau ci-dessus. Carbonaceous radioactive waste was crushed into powder form to constitute the different samples of the table above.
Chaque échantillon, ayant une masse de 5 grammes et des tailles de particules observées réparties typiquement entre 2380 et 4000 microns après concassage, a été : trempé pendant 18 heures dans une solution du type précité (H2S04 et H202) , Each sample, having a mass of 5 grams and observed particle sizes distributed typically between 2380 and 4000 microns after crushing, was: soaked for 18 hours in a solution of the aforementioned type (H 2 SO 4 and H 2 O 2 ),
puis rincé avant d'être neutralisé en pH avec 5% de soude (NaOH) ,  then rinsed before being neutralized in pH with 5% sodium hydroxide (NaOH),
puis grillé :  then grilled:
o par échauffement rapide (dans une gamme de 5 à 60 minutes, par exemple pendant 20 minutes), et o à haute température (entre 900 et 1200°C, par exemple à 1000 °C) .  o by rapid heating (in a range of 5 to 60 minutes, for example for 20 minutes), and o high temperature (between 900 and 1200 ° C, for example at 1000 ° C).
Après ce traitement, il a été observé que 90 % du chlore 36 est libéré (en particulier pour le premier échantillon - 19 mL d'acide pour 1 mL de H2O2), avec une tendance vers un rendement amélioré en augmentant en particulier la concentration en acide. After this treatment, it has been observed that 90% of the chlorine 36 is released (in particular for the first sample - 19 ml of acid per 1 ml of H 2 O 2 ), with a tendency towards an improved yield by increasing in particular the acid concentration.
Autres observations Other observations
Il a été relevé en outre, pendant le traitement, quelques comportements caractéristiques. Par exemple, pour chaque test, 5 grammes de déchets radioactifs carbonés ont été ajoutés à une quantité de solution correspondante (selon le tableau ci-avant) et ont trempé pendant 18 heures. Lors de cette phase, une formation de bulles a été observée à la surface des particules de graphite. In addition, during treatment, some characteristic behaviors were noted. For example, for each test, 5 grams of carbonaceous radioactive waste was added to a corresponding amount of solution (according to the table above) and soaked for 18 hours. During this phase, bubble formation was observed on the surface of the graphite particles.
Il a été noté aussi que les concentrations les plus élevées de H2S04 dans la solution de trempage (c'est-à-dire le premier échantillon ci-dessus) ont eu pour effet de gonfler le graphite. Les pores de ce dernier ont absorbé une grande partie de la masse de la solution. It was also noted that the higher concentrations of H 2 SO 4 in the soaking solution (i.e. the first sample above) had the effect of swelling the graphite. The pores of the latter absorbed a large part of the mass of the solution.
En revanche, concernant le quatrième échantillon du tableau ci-dessus, il a été montré que le gonflement et la pénétration ont été très faibles, comparativement au premier échantillon. Les solutions collectées étaient hautement acides et ont requis une neutralisation avec 5 % de NaOH avant l'analyse pour déterminer le quantum de radioactivité (Cl-36) ayant gagné la solution par lessivage . In contrast, for the fourth sample of the above table, it was shown that swelling and penetration were very low, compared to the first sample. The collected solutions were highly acidic and required neutralization with 5% NaOH prior to analysis to determine the quantum of radioactivity (Cl-36) that leached the solution.
Il s'avère alors que la masse graphitique après trempage a augmenté de façon significative car la solution a pénétré dans les pores du graphite et a effectivement provoqué son gonflement . Les échantillons ont été maintenus ensuite à une température de 1 000 °C pendant vingt minutes pour extraire toute solution présente dans les pores du graphite et pour extraire ainsi toute radioactivité. Au bout de vingt minutes, chaque échantillon a été retiré et recueilli pour le tester et déterminer s'il restait des quantités significatives après le trempage et la cuisson au four. It turns out that the graphitic mass after soaking has increased significantly because the solution has penetrated into the pores of the graphite and has actually caused its swelling. The samples were then held at a temperature of 1000 ° C for twenty minutes to extract any solution present in the pores of the graphite and to extract any radioactivity. After twenty minutes, each sample was removed and collected for testing and to determine if significant amounts remained after soaking and baking.
Il a été observé après ce traitement thermique que la masse graphitique initiale ne diminuait pas fortement après le trempage et une cuisson subséquente au four électrique à 1 000 °C. De même, l'examen du pourcentage de radioactivité totale capturée montre que des quantités significatives de Cl-36 ont été lessivées, en particulier dans le premier échantillon du tableau ci-dessus (avec les proportions les plus fortes de H2S04.) Enfin, l'un des constats les plus importants est que la solution a capturé 1 080 Bq/g de Cl-36, soit un quantum très proche de la valeur initiale en Cl-36 que comportait le graphite avant traitement (de 1 200 Bq/g) . Ainsi, après le traitement présenté ci-avant à titre d'exemple, il reste 10% de Cl-36 dans le déchet carboné radioactif. It was observed after this heat treatment that the initial graphitic mass did not decrease significantly after soaking and subsequent baking in the electric oven at 1000 ° C. Similarly, examination of the percentage of total radioactivity captured shows that significant quantities of Cl-36 have been leached, in particular in the first sample of the table above (with the highest proportions of H 2 SO 4 ). Finally, one of the most important observations is that the solution captured 1080 Bq / g of Cl-36, a quantum very close to the initial Cl-36 value of pre-treatment graphite (1,200 Bq). /boy Wut) . Thus, after the treatment presented above by way of example, there remains 10% of Cl-36 in the radioactive carbonaceous waste.
On a résumé sur la figure 1 les principales étapes du procédé au sens de l'invention, comportant : - par exemple, lors d'une première étape SI, la récupération de déchets carbonés radioactifs, par exemple sous forme de graphite, FIG. 1 summarizes the main steps of the process within the meaning of the invention, comprising: for example, during a first step S1, the recovery of radioactive carbonaceous waste, for example in the form of graphite,
à l'étape suivante S2, il est déclenché un trempage de ces déchets dans une solution acide, fortement oxygénée, par exemple de l'acide sulfurique (H2SO4) avec environ 5% de peroxyde d'hydrogène (H2O2) ; in the next step S2, it is triggered a soaking of these wastes in an acid solution, strongly oxygenated, for example sulfuric acid (H 2 SO 4 ) with about 5% hydrogen peroxide (H 2 O 2 );
après identification d'une durée suffisante de trempage (par exemple 18 heures) à l'étape S3, application d'un traitement thermique, par grillage, à une température de l'ordre de 1000°C, à l'étape S4 ;  after identifying a sufficient soaking time (for example 18 hours) in step S3, applying a heat treatment, by roasting, at a temperature of the order of 1000 ° C, in step S4;
après identification d'une durée suffisante de traitement thermique (par exemple 20 minutes) à l'étape S5,  after identifying a sufficient duration of heat treatment (for example 20 minutes) in step S5,
on peut récupérer dans la solution acide le chlore 36 et le traiter séparément, et les déchets carbonés, quant à eux, peuvent faire ensuite l'objet d'un traitement de vapo-reformage tel que décrit par exemple dans le document cité ci-avant WO-2010/103210 (étape S6 ) .  chlorine 36 can be recovered in the acid solution and treated separately, and the carbonaceous waste can then be subjected to a vapor reforming treatment as described, for example, in the document cited above. WO-2010/103210 (step S6).
L'installation pour la mise en œuvre de ce procédé peut alors comporter, en référence à la figure 2, une cuve CU et un convoyeur Cl des déchets carbonés GR se déversant dans une solution hautement acide et oxygénée (H2S04 H2O2) contenue dans la cuve CU, laquelle est entourée (dans l'exemple représenté) de moyens de chauffage MC pour appliquer un traitement de type choc thermique. Les déchets GR ainsi traités peuvent ensuite être récupérés par le second convoyeur C2 (après filtrage, par exemple, de la solution acide contenant maintenant le chlore-36) pour être acheminés vers une installation de vapo- reformage. Le chlore 36 quant à lui peut être récupéré par exemple dans la solution restante sous la cuve CU, comme présenté à titre d'exemple purement illustratif sur la figure 2. The installation for the implementation of this process may then comprise, with reference to FIG. 2, a tank CU and a conveyor C1 of GR waste products pouring into a highly acidic and oxygenated solution (H 2 SO 4 H 2 O 2 ) contained in the tank CU, which is surrounded (in the example shown) heating means MC to apply a heat shock type treatment. The GR waste thus treated can then be recovered by the second conveyor C2 (after filtering, for example, the acid solution now containing chlorine-36) to be conveyed to a steam reforming installation. Chlorine 36 can be recovered for example from the solution remaining under the tank CU, as presented as a purely illustrative example in Figure 2.
D'ailleurs, la présente invention ne se limite pas à la forme de réalisation présentée ci-avant à titre d'exemple ; elle s'applique à d'autres variantes. Moreover, the present invention is not limited to the embodiment presented above by way of example; it applies to other variants.
Ainsi, on comprendra par exemple qu'une autre nature d'acide peut être prévue en combinaison ou en variante de l'acide sulfurique. Thus, it will be understood, for example, that another type of acid may be provided in combination or alternatively with sulfuric acid.
De même, le peroxyde d'hydrogène est un bon élément d'apport en oxygène dans une solution. Toutefois, en variante de la réalisation présentée ci-avant, il est possible par exemple de prévoir un barbotement d'oxygène dans la solution acide. Similarly, hydrogen peroxide is a good oxygen delivery element in a solution. However, as an alternative to the embodiment presented above, it is possible for example to provide a bubbling of oxygen in the acid solution.
Ainsi, on comprendra que les proportions de l'élément d'apport en oxygène dans la solution acide sont susceptibles de variantes selon les acides et éléments employés. De même, la durée de trempage à l'étape a) est susceptible de variantes. Il en va encore de même pour la température et la durée du choc thermique. Enfin, on a décrit ci-avant une réalisation particulière dans laquelle l'étape a) précitée de trempage dans la solution acide est précédée d'un concassage des déchets carbonés pour les réduire en poudre. Toutefois, cette mise en œuvre n'est pas essentielle et il peut être prévu en variante de tremper directement du graphite plein par exemple jusqu'à cœur dans une solution acide. Thus, it will be understood that the proportions of the oxygen supply element in the acid solution are susceptible to variations depending on the acids and elements employed. Likewise, the soaking time in step a) is capable of variations. The same goes for the temperature and the duration of the thermal shock. Finally, a particular embodiment has been described above in which the above-mentioned step a) of soaking in the acid solution is preceded by a crushing of the carbonaceous waste to reduce it to powder. However, this implementation is not essential and it can be alternatively provided to directly dipping solid graphite for example up to heart in an acid solution.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de traitement de déchets radioactifs carbonés, comportant au moins : 1. Process for the treatment of carbonaceous radioactive waste, comprising at least:
a) un trempage dans une solution acide (S2, S3), et b) un traitement thermique, de type choc thermique (S4, S5) , a) a soaking in an acidic solution (S2, S3), and b) a thermal treatment, of heat shock type (S4, S5),
ladite solution acide récupérant de la matière radioactive issue desdits déchets au moins après la mise en œuvre de 1 ' étape b) . said acid solution recovering radioactive material from said waste at least after the implementation of step b).
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la solution acide comporte de l'acide sulfurique (H2S04) . 2. Method according to claim 1, characterized in that the acidic solution comprises sulfuric acid (H 2 SO 4 ).
3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la solution acide comporte en outre un élément d'apport en oxygène à ladite solution. 3. Method according to one of claims 1 and 2, characterized in that the acidic solution further comprises an oxygen supply element to said solution.
4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la solution acide comporte du peroxyde d'hydrogène (H2O2) . 4. Method according to claim 3, characterized in that the acid solution comprises hydrogen peroxide (H 2 O 2 ).
5. Procédé selon l'une des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que la solution acide comporte un élément d'apport en oxygène dans une gamme de proportions comprises entre 0,1% et 20%. 5. Method according to one of claims 3 and 4, characterized in that the acid solution comprises an oxygen supply element in a range of proportions between 0.1% and 20%.
6. Procédé selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que la solution acide comporte un élément d'apport en oxygène dans une proportion de 5%. 6. Method according to one of claims 3 to 5, characterized in that the acidic solution comprises an oxygen supply element in a proportion of 5%.
7. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le trempage dans la solution acide est effectué dans une plage de temps comprise entre 15 et 20 heures ( S3 ) . 7. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the soaking in the acid solution is carried out in a time range of between 15 and 20 hours (S3).
8. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le choc thermique est mené dans une plage de températures comprises entre 800 et 1200°C. 8. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the thermal shock is conducted in a temperature range between 800 and 1200 ° C.
9. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le traitement thermique est effectué pendant une durée comprise entre 15 et 30 minutes (S5) . 9. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the heat treatment is carried out for a period of between 15 and 30 minutes (S5).
10. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite matière radioactive comporte au moins du chlore 36. 10. Method according to one of the preceding claims, characterized in that said radioactive material comprises at least chlorine 36.
11. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le traitement des déchets par la mise en œuvre des étapes a) et b) est précédé ou succédé par un traitement de type vapo-reformage (S6) . 11. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the treatment of waste by the implementation of steps a) and b) is preceded or succeeded by a treatment type vapo-reforming (S6).
12. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape a) est précédée d'un concassage des déchets carbonés pour les réduire en poudre . 12. Method according to one of the preceding claims, characterized in that step a) is preceded by a crushing of the carbonaceous waste to reduce them to powder.
13. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le choc thermique est effectué par grillage à l'étape b) . 13. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the thermal shock is carried out by roasting in step b).
14. Installation de traitement de déchets radioactifs carbonés, pour la mise en œuvre du procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte : 14. Radioactive Waste Treatment Facility carbonates, for the implementation of the method according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises:
une cuve (CU) de stockage desdits déchets dans une solution acide, et  a tank (CU) for storing said waste in an acidic solution, and
des moyens de chauffage (MC) conformés pour appliquer un choc thermique auxdits déchets après trempage dans ladite solution acide.  heating means (MC) shaped to apply a thermal shock to said waste after soaking in said acid solution.
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2624270C1 (en) * 2016-02-24 2017-07-03 Акционерное общество "Радиевый институт имени В.Г. Хлопина" Processing of reactor graphite waste material
RU2726145C1 (en) * 2019-04-25 2020-07-09 Валерий Вадимович Крымский Method of reducing radioactivity of spent graphite blocks and apparatus for implementation thereof
CN110715296B (en) * 2019-09-28 2021-01-12 山西方洁路路通净化技术有限公司 Negative pressure smokeless cylinder type incineration system
RU2765864C1 (en) * 2020-10-09 2022-02-03 Акционерное Общество "Наука И Инновации" Method for processing carbon irradiated in a reactor of an npp and apparatus for implementation thereof
CN113658736A (en) * 2021-08-24 2021-11-16 浙江省辐射环境监测站 Method for removing radionuclide in solution by using carbon-based nanofiltration membrane

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1958464A1 (en) * 1969-11-21 1971-06-03 Alkem Gmbh Process for wet chemical combustion of organic material
DE2916203A1 (en) * 1979-04-21 1980-11-06 K E W A Kernbrennstoff Wiedera METHOD FOR TREATING FLAMMABLE, SOLID, RADIOACTIVE WASTE
EP0145799B1 (en) * 1983-12-13 1987-12-23 Kernforschungszentrum Karlsruhe Gmbh Process for the oxidative disposal of carbon particles contaminated by noxious material
FR2691524B1 (en) * 1992-05-20 1997-12-12 Servithen Sarl PROCESS AND INSTALLATION FOR THE DESTRUCTION WITHOUT CONTAMINATION OF THE ENVIRONMENT OF POTENTIALLY RADIOACTIVE GRAPHITE PARTS.
UA57884C2 (en) 1999-10-14 2003-07-15 Дейвід БРЕДБЕРІ Method for treatment of radioactive graphite
JP2003014890A (en) * 2001-06-28 2003-01-15 Toshiba Corp Disposal method for radioactivated graphite and its system
FR2943167B1 (en) 2009-03-11 2011-03-25 Electricite De France TREATMENT OF CARBON RADIOACTIVE WASTE.
DE102010026936A1 (en) * 2010-07-12 2012-01-12 Forschungszentrum Jülich GmbH Method for partial decontamination of radioactive waste

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO2013088059A2 *

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