FR2473213A1 - Drum for long term storage of radioactive or toxic wastes - has continuous sealed inner lining of thermosetting resin - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention a pour objet un dispositif de confinement à long terme de déchets radi@actifs ou toxiques et un procédé de fabrication d'un tel dispositif. The present invention relates to a device for the long-term confinement of radioactive or toxic waste and a method of manufacturing such a device.
On sait que le stockage à long terme dans le sol ou dans la mer des déchets radioactifs tels que ceux provenant d'installations nucléaires pose certains problèmes, en raison des normes particulières de sécurité exigées pour ce type de déchets. It is known that the long-term storage in the ground or in the sea of radioactive waste such as that originating from nuclear installations poses certain problems, because of the particular safety standards required for this type of waste.
Aussi, les dispositifs de confinement à long terme de déchets radioactifs doivent répondre à des caractéristiques très strictes notamment en ce qui concerne leurs propriétés de résistance à la lixiviation par l'eau du sol ou par l'eau de mer, leur résistance aux intempéries et leur résistance mécanique. De plus, ces caractéristiques doivent entre stables dans le temps en raison des durées importantes pendant lesquelles cas déchets seront stockés. Also, long-term containment devices for radioactive waste must meet very strict characteristics, particularly with regard to their properties of resistance to leaching by soil or sea water, their resistance to weathering and their mechanical resistance. In addition, these characteristics must be stable over time due to the long periods during which waste cases will be stored.
Par ailleurs, compte tenu du nombre croissant d'installations nucléairas, il es-t d'un grand intérêt de limiter au maximum le volume de ces déchets an vue de leur stockage, tout en conservant les caractéristiques de sécurité indispensables. Furthermore, given the increasing number of nuclear installations, it is of great interest to limit the volume of this waste as much as possible for storage, while retaining the essential safety features.
Jusqu' présent, les déchets ont été yënesalement traités par enrobage dans des matériaux tels que le verre, le bitume ou le béton, puis stockés dans des récipients. Up to now, the waste has been treated by coating it with materials such as glass, bitumen or concrete, and then stored in containers.
Plus récemment, on a proposé d'enrober les déchets dans des matie ras plastiques, en particulier dans des résines thermodurcissables telles que des résines polyester, des résines époxydes ou des résines vinyliques, ce qu permet, d'une part, de limiter les dimensions des récipients de stockage et d'obtenir, d'autre part, les plus faibles taux de lixiviation. More recently, it has been proposed to coat the waste in plastic materials, in particular in thermosetting resins such as polyester resins, epoxy resins or vinyl resins, which makes it possible, on the one hand, to limit the dimensions storage containers and get, on the other hand, the lowest leaching rates.
Ainsi, l'emploi de matières plastiques pour l'enrobage des déchets radioactifs présente an grand. intérêt car il permet d'améliorer las caractéristiques d SécUriTé et le volume des déchets stockés. Thus, the use of plastics for the coating of radioactive waste presents a great deal. advantage because it improves safety characteristics and the volume of waste stored.
On a également envisagé l'utilisation de matire
plastique sous la forme de mousse dans des dispositifs de
stockage de matériaux fissiles.The use of material has also been considered.
plastic in the form of foam in devices
storage of fissile materials.
Dans un dispositif de stockage de ce type, le maté
riau fissile est disposé dans des fûts métalliques qui sont
introduits dans un récipient cylindrique rigide en matériau
à base de fibres bituminées légèrement plus grand que les fOts
métalliques, et ltespace entre le fût et le récipient est
rempli d'une couche de mousse de polyuréthane qui adhère aux
fûts et au récipient.In a storage device of this type, the mate
fissile riau is placed in metal drums which are
introduced into a rigid cylindrical container of material
based on bituminous fibers slightly larger than fOts
metal, and the space between the barrel and the container is
filled with a layer of polyurethane foam which adheres to
barrels and to the container.
La présence de cette couche-de mousse de polyurétha
ne qui comprend des cellules fermées remplies de gaz, permet
d'améliorer les propriétés mécaniques de ltensemble, tout en
jouant le rôle d'isolation thermique.The presence of this layer of polyurethane foam
which includes closed cells filled with gas, allows
improve the mechanical properties of the assembly, while
playing the role of thermal insulation.
La présente invention a pour objet un dispositif
de confinement à long terme de déchets radioactifs qui présen
te par rapport au dispositif de l'art antérieur des propriétés
améliorées, notamment en ce qui concerne sa résistance à la
lixiviation.The subject of the present invention is a device
long-term containment of radioactive waste that presents
te compared to the prior art device properties
improved, especially with regard to its resistance to
leaching.
Le dispositif, selon l'invention, de confinement à
long terme de déchets radioactifs ou toxiques, comprend une
enceinte de rétention à l'intérieur de laquelle sont disposés
les déchets radioactifs ou toxiques à stocker, et il se carac
térise en ce que ladite enceinte comprend une barrière étan
chevet continue de résine thermodurcissable pure.The device according to the invention for containment at
long-term radioactive or toxic waste, includes a
retention enclosure inside which are arranged
radioactive or toxic waste to be stored, and it is charac
térise in that said enclosure comprises a watertight barrier
continuous bedside table of pure thermosetting resin.
Avantageusement, la résine thermodurcissable est une
résine de polyester insaturé réticulée par un monomère vinyli
que tel que le styrène ou une résine époxy réticulée par un
durcisseur.Advantageously, the thermosetting resin is a
unsaturated polyester resin crosslinked with a vinyl monomer
such as styrene or an epoxy resin cross-linked by a
hardener.
Toutefois, on peut utiliser d'autres types de rési
nes thermodurcissables, par exemple, des résines vinyliques.However, other types of resi
thermosetting nes, for example, vinyl resins.
Selon l'invention, il est indispensable que la bar
rière continue en résine thermodurcissable soit constituée
uniquement de résine pure, ctest-à-dire qu'elle ne comporte
aucune inclusion de corps étrangers tels que des-particules
d'une charge inerte ou des cellules fermées remplies de gaz. According to the invention, it is essential that the bar
continuous thermosetting resin
only pure resin, i.e. it does not contain
no inclusion of foreign bodies such as particles
an inert charge or closed cells filled with gas.
En effet, au cours des recherches qui ont abouti à la présente invention, on a trouvé de façon surprenante qu'unie barrière homogène en résine thermodurcissable pure offrait une résistance bien plus importante au passage des liquides et des gaz qu'une barrière hétérogène à base de la meme résine. Indeed, during the research which led to the present invention, it was surprisingly found that a homogeneous barrier made of pure thermosetting resin offered a much greater resistance to the passage of liquids and gases than a heterogeneous barrier based of the same resin.
Ainsi, on a mis en évidence qu'une barrière homogène en résine thermodurcissable pure présentait une perméabi lité aux gaz et aux liquides 104 fois inférieure à celle d'u- ne barrière hétérogène, de même épaisseur, réalisée à partir d'un mélange comprenant 50 % de la même résine avec une char ga inerte en poudre. Thus, it has been demonstrated that a homogeneous barrier made of pure thermosetting resin had a permeability to gases and liquids 104 times lower than that of a heterogeneous barrier, of the same thickness, produced from a mixture comprising 50% of the same resin with an inert powdered char.
Selon l'invention, on améliore de façon très importante la résistance à la lixiviation d'un dispositif de confinement à long terme de déchets radioactifs ou toxiques, en isolant ces déchets de l'atmosphère extérieure au moyen d'une barrière étanche et continue de résine thermodurcissable pure. According to the invention, the resistance to leaching of a device for the long-term confinement of radioactive or toxic waste is very significantly improved, by isolating this waste from the external atmosphere by means of a tight and continuous barrier. pure thermosetting resin.
L'épaisseur de cette barrière peut varier de 1 à iOnmm. Géneralement une épaisseur inférieure à 5 cm, par exemple, une épaisseur de 1 à 2 cm, est suffisante pour con forer au dispositif une résistance très importante à la pénétration des liquides et des gaz. The thickness of this barrier can vary from 1 to iOnmm. Generally a thickness of less than 5 cm, for example, a thickness of 1 to 2 cm, is sufficient to give the device a very high resistance to the penetration of liquids and gases.
En effet, il convient de noter qu'une barrière de résine thermodurcissable pure, de 1 mm d'épaisseur, constitue une barrière de rétention des radionucléides qui équivaut à une barrière hétérogène de 10 ir d'épaisseur comportant 50 % de la même résina. Indeed, it should be noted that a barrier of pure thermosetting resin, 1 mm thick, constitutes a retention barrier for radionuclides which is equivalent to a heterogeneous barrier 10 ir thick comprising 50% of the same resin.
Selon l'invention, les déchets stockés sont depréférence des déchets radioactifs qui peuvent être de différents types, par exemple, constitués par des poudres s obtenues par évaporation et séchage d'effluents liquides, par des résines échangeuses d'ions contaminées, par des boues de filtration, des liquides organiques ou encore par des déchets de dimensions relativement importantes tels que des cartouches de filtres, des éléments de tuyauterie, des outils, etc. According to the invention, the stored waste is preferably radioactive waste which can be of different types, for example, consisting of powders obtained by evaporation and drying of liquid effluents, by contaminated ion exchange resins, by sludge. filtration, organic liquids or by relatively large waste such as filter cartridges, piping elements, tools, etc.
De préférence, ces déchets sont stockés dans le dispositif de l'invention sous la forme de déchets incorporés dans un matériau telque le bitume ou le béton, ou mieux encore sous la forme de déchets enrobés dans une résine thermodurcissable. Preferably, this waste is stored in the device of the invention in the form of waste incorporated in a material such as bitumen or concrete, or better still in the form of waste coated in a thermosetting resin.
Dans ce dernier cas, lorsque les déchets radioactifs sont de dimensions relativement importantes, la résine d'enrobage comprend de plus une charge inerte en poudre, par exemple, du sable dont la p-résence est nécessaire pour limiter l'élévation de température'lors de la polymérisation et donc diminuer les phénomènes de retrait et éviter les fissurations qui se produisent lors du durcissement de la résine d'enrobage. In the latter case, when the radioactive waste is of relatively large dimensions, the coating resin also comprises an inert powder charge, for example, sand whose p-resistance is necessary to limit the rise in temperature. polymerization and therefore reduce shrinkage phenomena and avoid cracks that occur during the curing of the coating resin.
De préférence, lorsque les déchets sont enrobés dans une résine thermodurcisable, l'enrobage et 1? barrière continue sont réalisés en la même résine thermodurcissable. Preferably, when the waste is coated with a thermosetting resin, the coating and 1? continuous barrier are made of the same thermosetting resin.
Toutefois, -on peut utiliser deux résines de type différent à condition bien entendu qutelles soient compatibles entre elles et ne' puissent donner lieu à des réactions secondaires. However, it is possible to use two resins of different type, provided of course that they are compatible with each other and cannot give rise to side reactions.
Selon mode préférentiel de réalisation, du dispositif de l'invention, ladite enceinte de rétention est constituée par un conteneur comprenant une enveloppe externe assurant la réslstance mécanique et un revetement interne de résine thermodurcissable pure, ledit conteneur renfermant lesdits déchets et étant obture par- un élément en la même résine thermodurcissable pure que ledit revetement, ledit élément étant soudé par sa périphérie au revêtement interne dudit conteneur- de façon à former avec ledit revêtement ladite barrière étanche et continue de résine thermodurcissable pure. According to a preferred embodiment, of the device of the invention, said retention enclosure is constituted by a container comprising an external envelope ensuring mechanical resistance and an internal coating of pure thermosetting resin, said container containing said waste and being closed off by a element in the same pure thermosetting resin as said coating, said element being welded by its periphery to the internal coating of said container- so as to form with said coating said waterproof and continuous barrier of pure thermosetting resin.
Avantageusement, l'enveloppe externe est réalisée en matière plastique renforcée, par exemple, en polyester renforcé par des fibres de verre. Advantageously, the outer envelope is made of reinforced plastic, for example, polyester reinforced with glass fibers.
Cependant, on peut utiliser d'autres matériaux pour la réalisation de cette enveloppe étant donné que cette dernière a pour seule fonction d'assurer la résistance mécanique de l'ensemble. However, other materials can be used for the production of this envelope since the latter has the sole function of ensuring the mechanical strength of the assembly.
Aussi, tout matériau présentant de bonnes propriétés mécaniques peut être utilisé, par exemple, un métal ou encore du béton. Also, any material having good mechanical properties can be used, for example, a metal or even concrete.
Avantageusement, le dispositif de l'invention comprend de plus, des moyens de manutention qui permettent de faciliter las manipulations nécessaires pour son transport et son stockage. Advantageously, the device of the invention further comprises handling means which make it possible to facilitate the manipulations necessary for its transport and storage.
Dans le mode préférentiel de réalisation du dispositif de l'invention, ces moyens sont avantageusement constitués par un croisillon comportant à sa partie supérieure une tige de manutention et à sa partie inférieure des tiges de blocage réalisées en la même résine thermodurcissable que le revêtement interne dudit conteneur, ledit croisillon étant an appui sur un épaulement formé par ledit revêtement et étant engagé dans des renflements pratiqués dans les parois latérales de ltenveloppe externe dudit conteneur, et ledit croisillon étant immobilisé en rotation par lesdites tiges de blocage solidarisées avec l'élément d'obturation en résine thermodurcissable pure dudit conteneur. In the preferred embodiment of the device of the invention, these means are advantageously constituted by a spider comprising at its upper part a handling rod and at its lower part locking rods made of the same thermosetting resin as the internal coating of said container, said spider being supported on a shoulder formed by said coating and being engaged in bulges formed in the side walls of the outer envelope of said container, and said spider being immobilized in rotation by said blocking rods secured to the element obturation in pure thermosetting resin of said container.
Selon une variante, ces moyens de manutention sont constitués par un anneau comportant à sa partie supérieure une virole de manutention et à sa partie inférieure des tiges de blocage réalisées en la même résine thermodurcissable que le revêtement interne dudit conteneur, ledit anneau muni de perties en retrait, étant en appui sur un épaulement formé par ledit revêtement et étant engagé dans des renflements pratiqués dans les parois latérales de l'enveloppe externe dudit conteneur, et ledit anneau étant immobilisé en rotation par lesdites tiges de blocage qui sont solidarisées avec lte- dément d'obturation en résine thermodurcissable pure dudit conteneur. According to a variant, these handling means consist of a ring comprising at its upper part a handling ferrule and at its lower part locking rods made of the same thermosetting resin as the internal coating of said container, said ring provided with perties in withdrawal, being supported on a shoulder formed by said coating and being engaged in bulges formed in the side walls of the outer envelope of said container, and said ring being immobilized in rotation by said blocking rods which are secured to one another shutter in pure thermosetting resin of said container.
La présente invention a également pour objet un procédé de fabrication d'un dispositif de confinement à long terme de déchets radioactifs ou toxiques. The present invention also relates to a method of manufacturing a device for the long-term containment of radioactive or toxic waste.
Ce procédé consiste
a) à préparer un conteneur ouvert à son extrémité supérieure et comportant une enveloppe externe mécanìquement résistante et un revêtement interne en résine thermodurcissable pure
b) à introduire les déchets radioactifs ou toxiques dans ledit conteneur ; et
c) à obturer ledit conteneur en formant au-dessus desdits déchets un élément d'obturation en la même résine thermodurcissable pure que ledit revêtement interne,ledit élément étant soudé par sa périphérie au revêtement interne dudit conteneur de façon à former à l'intérieur dudit conteneur une barrière étanche et continue de résine thermodurcissable pure.This process consists
a) to prepare a container open at its upper end and comprising a mechanically resistant external envelope and an internal coating of pure thermosetting resin
b) to introduce radioactive or toxic waste into said container; and
c) closing said container by forming above said waste a sealing element in the same pure thermosetting resin as said internal coating, said element being welded by its periphery to the internal coating of said container so as to form inside said container a tight and continuous barrier of pure thermosetting resin.
Ce procédé présente de nombreux avantages, en particulier lorsque les déchets radioactifs doivent être stockés sous la forme de déchets enrobés dans un matériau tel que du béton, du bitume ou une résine thermodurcissable. This process has many advantages, in particular when the radioactive waste must be stored in the form of waste coated in a material such as concrete, bitumen or a thermosetting resin.
En effet, dans ce cas, on peut réaliser directement l'enrobage des déchets radioactifs dans le conteneur qui sert de moule pour l'opération d'enrobåge. In this case, it is possible to directly coat the radioactive waste in the container which serves as a mold for the coating operation.
Lorsque le matériau d'enrobage est une résine thermodurcissable, on introduit dans ledit conteneur lesdits déchets et ladite résine thermodurcissable, on mélange lesdits déchets et ladite résine, et on réticule ensuite ladite résine. When the coating material is a thermosetting resin, said waste and said thermosetting resin are introduced into said container, said waste and said resin are mixed, and said resin is then crosslinked.
Dans ce cas, on utilise de préférence comme résine d'enrobage, une résine thermodurcissable identique à celle qui forme le revêtement interne dudit conteneur. Par ailleurs, pour faciliter l'accrochage de la résine d'enrobage avec le revêtement interne, on soumet, de préférence, avant l'opé- ration d'enrobage, le revêtement interne à un traitement de surface tel qu 'un sablage pour faciliter le soudage entre la résine d'enrobage et le revêtement. In this case, preferably used as coating resin, a thermosetting resin identical to that which forms the internal coating of said container. Furthermore, to facilitate the attachment of the coating resin to the internal coating, the internal coating is preferably subjected, before the coating operation, to a surface treatment such as sanding to facilitate welding between the coating resin and the coating.
Lorsque les déchets radioactifs sont des déchets de dimensions relativement importantes, on ajoute à la composition d'enrobage une charge inerte en poudre, par exemple, du sable. When the radioactive waste is waste of relatively large dimensions, an inert powder charge, for example sand, is added to the coating composition.
Selon un mode de réalisation particulier du procédé
de l'invention, on fixe à la partie supérieure du conteneur
de stockage, un ensemble de manutention permettant d'assurer
efleuita la manipulation du dispositif de stockage.According to a particular embodiment of the method
of the invention, the upper part of the container is fixed
storage, a handling assembly to ensure
efleuita the manipulation of the storage device.
Dans ce cas, le procédé comprend les étapes suivan
tes :
1) on prépare un conteneur dont l'enveloppe externe présente à sa partie supérieure des renflements et dont le
revêtement interne s'étend jusqu'à un niveau inférieur à
celui desdits renflements de façon à former un épaulement
au-dessous desdits renflements
2) on prépare un ensemble de manutention constitué
par un plateau ajouré comportant à sa partie inférieure des
tiges de blocage en la même résine thermodurcissable que
ledit revêtement, ledit plateau étant de forme telle qu'il
puisse erre an appui sur ledit épaulement et être engagé dans
lesdits renflements
3) on remplit ledit conteneur de déchets radioactifs ou toxiques jusqutau voisinage dudit épaulement
4) on met en place è la partie supérieure dudit conteneur ledit ensemble de manutention en mettant ledit plateau en appui sur ledit épaulement et en engageant ledit pla 'tesu dans lesdits renflements;;et
5) on obture ledit conteneur en remplissant au moins en partie l'espace compris entre lesdits déchets et ledit plateau d'une résine thermodurcissable identique à celle du revêtement interne dudit conteneur, et en réticulant ensuite ladite résine de façon à former un élément d'obturation en résine thermodurcissable pure solidarisé, d'une part, avec lesdites tiges de blocage et, d'autre part, avec le revête
ment interne dudit conteneur.In this case, the method comprises the following steps
your:
1) a container is prepared, the external envelope of which has bulges at its upper part and the
internal coating extends to a level below
that of said bulges so as to form a shoulder
below said bulges
2) a handling assembly consisting of
by an openwork tray with at its lower part
locking rods in the same thermosetting resin as
said coating, said plate being of a shape such that
can wander on said shoulder and be engaged in
said bulges
3) said container is filled with radioactive or toxic waste up to the vicinity of said shoulder
4) placing said handling assembly at the top of said container by placing said plate in abutment on said shoulder and engaging said pla 'tesu in said bulges ;; and
5) closing said container by filling at least partially the space between said waste and said tray with a thermosetting resin identical to that of the internal coating of said container, and then crosslinking said resin so as to form an element of obturation in pure thermosetting resin secured, on the one hand, with said locking rods and, on the other hand, with the coating
internal ment of said container.
Selon une variante de ce mode de réalisation, plus
particulièrement adaptée à la fabrication d'un dispositif de
stockage de déchets radioactifs ayant la forme d'objets soli
des enrobés dans une résine thermodurcissable, le procédé
comprend les étapes suivantes
1) on prépare un conteneur dont l'enveloppe externe
présente à sa partie supérieure des renflements et dont le revêtement interne s'étend jusqu a un niveau inférieur à celui desdits renflements de façon -à former un épauleme-nt au-dessous desdits renflements ;;
2) on prépare un ensemble de manutention constitué par un plateau ajouré comportant à sa partie inférieure des tiges de blocage en la même résine-'thermodurcissable que lerevêtement interne, ces tiges étant reliées à un couvercleperforé et ledit plateau étant de forme telle qu-'il puisse être en appui sur ledit épaulement et être engagé dans lesdits renflements
3) on introduit dans ledit conteneur des déchets radioactifs ayant la forme d'objets solides
4) on met en place à la partie supérieure dudit conteneur ledit-ensemble de manutention en mettant en appui ledit plateau sur ledit épaulement et en engageant ledit plateau dans lesdits renflements
5) on 'introduit ,dans ledit conteneur une charge inerte an' poudre, et une résine thermodurcissable identique à celle du revêtement interne dudit conteneur, on remplit ledit conteneur. dudit mélange, jusqu'à un niveau correspondant-sen- siblement à celui dudit couvercle perforé et on réticule ladite résine. thermodurcissable ;- et
6) on obture ledit conteneur en remplissant au moins en partie l'espace disponible entre ledit couvercle et ledit plateau d'une résine thermodurcissable identique à celle formant ledit revêtement interne, et en réticulant ensuite ladite résine de façon à former un élément d'obturation en- résine thermodurcissable pure solidarisé, d'une part, avec lesdites tiges de bocage et, d'autre part, avec 'ledit revêtement interne.According to a variant of this embodiment, more
particularly suitable for the manufacture of a
storage of radioactive waste in the form of solids
coated with thermosetting resin, the process
includes the following steps
1) a container is prepared whose outer envelope
has bulges at its upper part and the internal coating of which extends to a level lower than that of said bulges so as to form a shoulder below said bulges;
2) a handling assembly is prepared consisting of an openwork plate comprising at its lower part locking rods made of the same resin - 'thermosetting material as the internal coating, these rods being connected to a perforated cover and said plate being of such a form that - it can be supported on said shoulder and be engaged in said bulges
3) radioactive waste in the form of solid objects is introduced into said container
4) said handling assembly is placed at the top of said container by pressing said plate on said shoulder and engaging said plate in said bulges
5) an inert powder charge is introduced into said container and a thermosetting resin identical to that of the internal coating of said container, said container is filled. of said mixture, up to a level corresponding substantially to that of said perforated cover and said resin is crosslinked. thermosetting; - and
6) closing said container by filling at least partially the space available between said cover and said tray with a thermosetting resin identical to that forming said internal coating, and then crosslinking said resin so as to form a sealing element in pure thermosetting resin secured, on the one hand, with said bocage rods and, on the other hand, with 'said internal coating.
En effet, en complètant ensemble de manutention par un couvercle perforé, on évite que lors de ltopération d'enrobage, les dé.chets -solides puissent flotter à la surface de la composition liquide d'enrobage, ce qui permet ainsi de réaliser l'enrobage dans des conditions satisfaisantes. In fact, by supplementing the handling assembly with a perforated cover, it is avoided that during the coating operation, the solid waste can float on the surface of the coating liquid composition, which thus makes it possible to produce the coating under satisfactory conditions.
De préférence, dans ces deux modes de réalisation
du procédé de l'invention, on on soumet les tiges de blocage à
un traitement de surface tel qu'un sablage pour faciliter
ensuite leur soudage avec ltélément d'obturation.Preferably, in these two embodiments
of the method of the invention, the locking rods are subjected to
surface treatment such as sandblasting to facilitate
then welding them with the sealing element.
Par ailleurs, lorsque ensemble de manutention
comprend un couvercle perforé, on réalise de préférence ce
couvercle en la même résine thermodurcissable que enrobage
et on le soumet de préférence à un traitement de surface tel
qu'un sablage pour faciliter son soudage avec l'élément
d'obturation.Furthermore, when a handling assembly
includes a perforated cover, preferably this
cover in the same thermosetting resin as coating
and it is preferably subjected to a surface treatment such
than sandblasting to facilitate its welding with the element
shutter.
D'autres caractéristiques et avantages de l'inven-
tion appataitront mieux à la lecture de la description qui
suit donnée bien entendu à titre illustratif et non limitatif,
se référant au dessin annexé sur lequel
- la figure 1 est une représentation schématique en
coupe verticale d'un dispositif de confinement à long terme de déchets rádioactifs, selon l'invention
- la figure 2 est une vue de dessus du dispositif
représenté sur la figure 1
- la figure 3 illustre une première variante de
réalisation de l'ensemble de manutention disposé à la partie
supérieure du dispositif de la figure 1, et ;
- la figure 4 illustre une seconde variante de
réalisation de l'ensemble de manutention disposé à la partie
supérieure du dispositif de la figure 1.Other features and advantages of the invention
tion will appear better on reading the description which
follows given of course by way of illustration and not limitation,
referring to the attached drawing on which
- Figure 1 is a schematic representation in
vertical section of a device for long-term containment of radioactive waste, according to the invention
- Figure 2 is a top view of the device
shown in figure 1
- Figure 3 illustrates a first variant of
realization of the handling assembly arranged at the part
upper of the device of Figure 1, and;
- Figure 4 illustrates a second variant of
realization of the handling assembly arranged at the part
upper of the device of figure 1.
'Sur la figure 1, on voit que le dispositif deconfine
ment à long terme de déchets radioactifs, selon l'invention,
comprend un conteneur 1 à l'intérieur duquel sont disposés
les déchets radioactifs ou toxiques qui, dans cet exemple
sont constitués par des déch-ets 3 ayant la forme d'objets
solides de dimensions relativement importantes, enrobés dans
une résine thermodurcissable 5 comportant de plus une charge
inerte telle que du sable.'In Figure 1, we see that the device
long-term radioactive waste according to the invention,
includes a container 1 inside which are arranged
radioactive or toxic waste which, in this example
consist of waste 3 in the form of objects
relatively large solids, embedded in
a thermosetting resin 5 further comprising a filler
inert such as sand.
Le conteneur 1 comprend une enveloppe externe la
réalisée, par exemple, en matière plastique renforcée, et un
revêtement interne lb constitué par une couche de résine thermodurcissable pure qui s'étend jusqutà un niveau inférieur à l'extrémité supérieure de la paroi externe 1h de façon à former un épauLement 6.The container 1 comprises an external envelope la
made, for example, of reinforced plastic, and a
internal coating 1b consisting of a layer of pure thermosetting resin which extends up to a level below the upper end of the external wall 1h so as to form a shoulder 6.
A sapartie supérieure, le conteneur 1 est obturé par un élément 7 réalisé en la même résine thermodurcissable pure que le revêtement interne 1b. Ainsi, l'élément 7 et le revêtement interne lb forment ensemble une barrière étanche et continue de résine thermodurcissable pure qui isole les déchets radioactifs de l'atmosphère extérieure. In the upper part, the container 1 is closed by an element 7 made of the same pure thermosetting resin as the internal coating 1b. Thus, the element 7 and the internal coating 1b together form a tight and continuous barrier of pure thermosetting resin which isolates the radioactive waste from the external atmosphere.
Bien que sur cette figure on ait représenté un conteneur comportant u.ne enveloppe externe et un revêtement interne, on précise que, selon l'invention, le conteneur pourrait être réalisé uniquement en résine thermodurcissable
ou comprendre, au contraire, un revêtement complémentaire
superposé sur le revêtement -interne, par exemple,
un revêtement en plastique renforcé qui bien entendu s'arrêterait à un niveau-inférieur à celui du revêtement lb pour que l'élément 7 puisse former avec le revêtement lb la barrière coritinue de résine thermodurcissable pure.Although in this figure there is shown a container comprising an external envelope and an internal coating, it is specified that, according to the invention, the container could be made only of thermosetting resin
or include, on the contrary, a complementary coating
superimposed on the internal coating, for example,
a reinforced plastic coating which of course would stop at a level lower than that of the coating lb so that the element 7 can form with the coating lb the solid barrier of pure thermosetting resin.
A sa partie sup-érieure, l'enveloppe externe la du conteneur 1 présente des renflements 9 qui dans cet exemple sont au nombre de 3 comme on peut le voir sur la figure 2, et qui sont destinés à permettre l'engagement d'ùn ensemble de manutention. Ces renflements 9~délimitent avec l'épaule- ment 6 des logements aptes à recevoir un plateau ajouré faisant partie de l'ensemble de manutention. In its upper part, the outer envelope of the container 1 has bulges 9 which in this example are 3 in number as can be seen in Figure 2, and which are intended to allow the engagement of a handling assembly. These bulges 9 ~ delimit, with the shoulder 6, housings capable of receiving an openwork plate forming part of the handling assembly.
Dans cet exemple de réalisation, le plateau ajouré est constitué par un croisillon 11 à trois branches, qui comporte, d'une part, à sa partie supérieure une tige de manutention 13 et, d'autre part, à sa partie inférieure des tiges verticales de blocage 15 solidariséesavec l'élément 7 et réalisées en la même résine thermodurcissable pure que l'élément 7 pour ne pas interrompre la continuité de là barrière en résine thermodurcissable pure formée par le revêtement interne lb et l'élément 7. Enfin, on notre que les tiges de blocage 15 sont reliées à un couvercle 1-7 muni de perfora tions 18 dont le rôle sera expliqué plus loin. In this exemplary embodiment, the perforated plate consists of a cross-member 11 with three branches, which comprises, on the one hand, at its upper part a handling rod 13 and, on the other hand, at its lower part vertical rods blocking 15 secured to the element 7 and made of the same pure thermosetting resin as the element 7 so as not to interrupt the continuity of the barrier in pure thermosetting resin formed by the internal coating 1b and the element 7. Finally, we have that the locking rods 15 are connected to a cover 1-7 provided with perforations 18 whose role will be explained later.
Dans cet exemple, le croisillon 11 et la tige de manutention 13 peuvent etre réalisés dans n'importe quel ma matériau, par exemple, en acier. In this example, the spider 11 and the handling rod 13 can be made of any material, for example, steel.
En revanche, les tiges de blocage doivent être réa- lisées dans la même résine thermodurcissable pure que le revêtement interne lb et l'élément 7. De préférence, le couvercle perforé 17 est réalisé en un matériau identique à celui qui constitue l'enrobage des déchets, par exemple, en résine thermodurcissable pure lorsque les déchets radioactifs 3 sont enrobés dans une résine thermodurcissable. On the other hand, the locking rods must be made of the same pure thermosetting resin as the internal coating 1b and the element 7. Preferably, the perforated cover 17 is made of a material identical to that which constitutes the coating of the waste, for example, in pure thermosetting resin when the radioactive waste 3 is coated in a thermosetting resin.
Un tel dispositif de confinement à long terme de déchets radioactifs peut être fabriqué de la façon suivante. Such a long-term containment device for radioactive waste can be manufactured in the following manner.
Tout d'abord, on prépare le conteneur 1 en formant l'enveloppe externe la constituée, par exemple, par un fût en polyester renforcé par des fibres de verre, de 4 mm d'épaisseur, ayant un diamètre extérieur d'environ 600 mm et une hauteur totale d'environ 880 mm, ce fût présentant à sa partie supérieure des renflements 9. First of all, the container 1 is prepared by forming the outer casing consisting of, for example, a polyester drum reinforced with glass fibers, 4 mm thick, having an outside diameter of approximately 600 mm and a total height of around 880 mm, this bole having bulges at its upper part 9.
On forme ensuite à l'intérieur du fût un revêtement lb en résine thermodurcissable pure. Dans ce but, on introduit dans le fût un noyau en polypropylène démontable ayant un diamètre extérieur d'environ 500 mm et une hauteur.totale supérieure à 800 mm, puis on remplit l'espace compris entre lé noyau et le fût jusqu'à un niveau situé à environ 10 cm des renflements 9 d'une résine thermodurcissable réticulable à froid. A coating 1b of pure thermosetting resin is then formed inside the barrel. For this purpose, a removable polypropylene core having an outside diameter of approximately 500 mm and a total height greater than 800 mm is introduced into the barrel, then the space between the core and the barrel is filled to a level located approximately 10 cm from the bulges 9 of a thermosetting resin crosslinkable cold.
Lorsque la résine thermodurcissable est une résine époxyde, on introduit dans cet espace, environ 35 1 d'un mélange de résine époxy et de durcisseur. When the thermosetting resin is an epoxy resin, about 35 liters of a mixture of epoxy resin and hardener are introduced into this space.
Dans le cas où la résine thermodurcissable est constituée par une résine de polyester insaturée réticulée par un monomère vinylique, on introduit dans l'espace compris entre le fOt et le noyau, un mélange de résine et de monomère'com-- portant de plus un catalyseur et un accélérateur appropriés. In the case where the thermosetting resin consists of an unsaturated polyester resin crosslinked with a vinyl monomer, a mixture of resin and of monomer 'com-- is introduced into the space between the fOt and the core - additionally bearing a suitable catalyst and accelerator.
Après durcissement de la résine, on élimine le noyau en polypropylène.~
On précise que, selon l'invention, on peut former le revêtement interne en résine thermodurcissable pure par d'autres procédés2 par exemple par centrifugation.After the resin has hardened, the polypropylene core is removed. ~
It is specified that, according to the invention, the internal coating can be formed from pure thermosetting resin by other methods2, for example by centrifugation.
De préférence, après durcissement du revêtement interne, on soumet ce dernier à un traitement de surface tel qu'un sablage, au moins sur la partie supérieure de: ce revêtement qui devra être soudée-avec l'élément 7. Preferably, after hardening of the internal coating, the latter is subjected to a surface treatment such as sanding, at least on the upper part of: this coating which will have to be welded-with element 7.
Lorsque les déchets radioactifs sont constitués par des déchets enrobés dans une résine thermodurc-issabie, on effectue de préférence ce traitement de surface sur la totalité du revêtement interne lb de résine thermodurcissable pour faciliter l'accrochage de, la résine d'enrobage avec le revêtement. When the radioactive waste consists of waste coated in a thermosetting resin, this surface treatment is preferably carried out on the entire internal coating 1b of thermosetting resin to facilitate the attachment of the coating resin to the coating .
Après ce traitement de surface, on introduit dans le conteneur t les déchets radioactifs à stocker
Dans la plupart des cas, les déchets stockés sont enrobés dans un matériau approprié et on réalise directement dans le conteneur l'opération d'enrobage de ces déchets.After this surface treatment, the radioactive waste to be stored is introduced into the container t
In most cases, the stored waste is coated with a suitable material and the coating operation is carried out directly in the container.
Pour réaliser cette opération, on introduit successivement ou. simultanément dans le conteneur 1, les déchets radioactifs et le matériau d'enrobage qui est avantageusement constitué par une résine thermodurcissable. To carry out this operation, successively or. simultaneously in the container 1, the radioactive waste and the coating material which advantageously consists of a thermosetting resin.
Lorsque les déchets sont consti-tués par des liquides radioactifs ou par des poudres, par exemple, des concentrats, des poudres de concentrats, des résines échangeuses d'ions, des boues de filtration etc.. on soumet de préférence le mélange de déchets et de matériau d'enrobage à un malaxage puis, on provoque le durcissement par réticulation de la composition liquide d'enrobage par adj-onction d'un composé approprié, par exemple, d'un agent durcisseur dans le cas de résine époxyde ou d'un-catalyseur et d"un accélérateur dans le cas de résine polyester insaturée mélangée-à un monomère vinylique tèl que le styrène. When the waste is constituted by radioactive liquids or by powders, for example, concentrates, concentrate powders, ion exchange resins, filtration sludge, etc., the waste mixture is preferably subjected and of coating material to kneading and then hardening is carried out by crosslinking of the liquid coating composition by adding a suitable compound, for example a hardening agent in the case of epoxy resin or a catalyst and an accelerator in the case of unsaturated polyester resin mixed with a vinyl monomer such as styrene.
On précise que, pour cette opération, on a rempli le conteneur de stockage jusqu'à un niveau inférieur par exemple d'environ 20 mm à celui du revêtement interne lb de façon à laisser à la partie' supérieure un espace disponible permettant de compléter la barrière en résine thermodurcissable pure lb. It is specified that, for this operation, the storage container has been filled to a level lower, for example, by about 20 mm than that of the internal coating lb so as to leave at the upper part an available space making it possible to complete the barrier in pure lb thermosetting resin.
Après durcissement du matériau d'enrobage, on met en place ltensemble de manutention en mettant en appui le croisillon il sur l'épaulement 6 et en l'engageant ensuite par rotation dans les renflements 9, les tiges de blocage 15 s'étendant vers l'intérieur du conteneur 1. After the coating material has hardened, the handling assembly is put in place by resting the cross-member 11 on the shoulder 6 and then engaging it by rotation in the bulges 9, the locking rods 15 extending towards the inside the container 1.
On obture ensuite le conteneur en remplissant pratiquement en totalité l'espace disponible entre les déchets enrobés et le croisillon 11 d'une résine thermodurcissable pure identique à celle du revêtement interne lb, et en faisent durcir la résine pour former l'élément d'obturation 7 en résine thermodurcissable pure, qui lors de sa solidification se soude, d'une part, au revêtement interne lb et, d'autre part, aux tiges de blocage 15, ce qui permet d'immobili- ser en rotation le croisillon 11. The container is then closed by filling almost all of the space available between the coated waste and the spider 11 with a pure thermosetting resin identical to that of the internal coating 1b, and make the resin harden to form the obturation element. 7 in pure thermosetting resin, which, when it solidifies, is welded, on the one hand, to the internal coating 1b and, on the other hand, to the locking rods 15, which makes it possible to immobilize the spider 11 in rotation.
Lorsque les déchets radioactifs sont constitués par des déchets solides susceptibles de flotter à la surface de la composition liquide d'enrobage, l'ensemble de manutention comporte un couvercle perforé 17 tel que celui illustré sur la figura 1. When the radioactive waste consists of solid waste capable of floating on the surface of the liquid coating composition, the handling assembly comprises a perforated cover 17 such as that illustrated in FIG. 1.
Dans ce cas, il est nécessaire d'ajouter au matériau d'enrobage une charge inerte en poudre et on réalise l'opération d'enrobage dans le conteneur 1 de la façon suivante. In this case, it is necessary to add an inert powder charge to the coating material and the coating operation is carried out in the container 1 as follows.
Tout d'abord, on introduit dans le conteneur 1, les déchets solides 3, puis on d-ispose à la partie supérieure du conteneur 1 l'ensemble de manutention en mettant le croisillon il en appui sur l'épaulement 6 et en le faisant pivoter ensuite de façon à engager les branchas du croisillon 11 dans les renflements 9. First of all, the solid waste 3 is introduced into the container 1, then the handling assembly is placed at the upper part of the container 1 by placing the crosspiece there in abutment on the shoulder 6 and doing so then pivot so as to engage the branchas of the cross 11 in the bulges 9.
Après cette mise en place, on injecte dans le con teneur 1 le mélange d'une résine thermodurcissable et d'une charge de façon à remplir le conteneur 1 jusqu a un niveau correspondant sensiblement à celui du couvercle perforé 17 qui empêche ainsi la flottation des déchets solides. After this positioning, a mixture of a thermosetting resin and a filler is injected into the container 1 so as to fill the container 1 to a level corresponding substantially to that of the perforated cover 17 which thus prevents the flotation of the solid waste.
Après durcissement du matériau d'enrobage, qui peut être provoqué, comme précédemment, par adjonction au mélange d'un durcisseur ou d'un catalyseur et accélérateur appropriés distribués uniformément dans toute la composition d'enrobage, on obture le conteneur 1 en remplissant l'espace disponible entre le couvercle 17 et le croisillon il d'une résine thermodurcissable identique à celle du rev.êtement interne lb. After hardening of the coating material, which can be caused, as before, by adding to the mixture of a hardener or a suitable catalyst and accelerator distributed uniformly throughout the coating composition, the container 1 is closed by filling the space available between the cover 17 and the crosspiece 11 of a thermosetting resin identical to that of the internal coating lb.
Comme précédemment, lors du durcissement de cette résine, on forme l'élément d'obturation 7 qui se soude, d'une part, au revêtement interne lb et, d'autre part, aux tiges de blocage 15 qui permettent d'immobiliser en rotation le croisillon 11. As before, during the hardening of this resin, the obturation element 7 is formed which is welded, on the one hand, to the internal coating 1b and, on the other hand, to the locking rods 15 which make it possible to immobilize in rotation of the cross 11.
En se reportant à la figure 3, on peut voir une variante de réalisation de l'ensemble de manutention du dispositif de l'invention. Dans cette variante, le plateau ajouré est constitué par un disque 21 de diamètre inférieur au dia mètre interne du conteneur 1 1, ce disque présentant des prolon- gements susceptibles d'être engagés dans les renflements 9 prévus à la partie supérieure de ltenveloppe externe la du conteneur 1. Referring to Figure 3, we can see an alternative embodiment of the handling assembly of the device of the invention. In this variant, the perforated plate consists of a disc 21 with a diameter less than the internal diameter of the container 11, this disc having extensions capable of being engaged in the bulges 9 provided at the upper part of the outer envelope. from container 1.
Sur cette figure, on voit que le disque 21 comporte uniquement à sa partie inférieure des tiges de blocage 15. In this figure, it can be seen that the disc 21 only has locking rods 15 at its lower part.
Cependant ces tiges de blocage pourraient supporter également un couvercle perforé, si cela s'avère nécessaire compte tenu de la nature des déchets à stocker.However, these blocking rods could also support a perforated cover, if this is necessary given the nature of the waste to be stored.
Par ailleurs, on note que cet ensemble de manutention- qui est'plus spécialement conçu pour être manipulé au moyen d'une ventouse ne comprend pas une tige de manutention à sa partie supérieure. Furthermore, it is noted that this handling assembly, which is more specifically designed to be handled by means of a suction cup, does not include a handling rod at its upper part.
Sur la figure 4, on a représenté une autre variante de réalisation de l'ensemble- de manutention Sur cette figure, on voit que le plateau perforé de l'ensemble de manutention est constitué dans ce cas par un anneau 31 présentant des parties en retrait de façon à pouvoir être mis en appui sur ltépaulemEnt 6 et être engagé ensuite par rotation dans les renflements 9. In FIG. 4, another alternative embodiment of the handling assembly is shown. In this figure, it can be seen that the perforated plate of the handling assembly is constituted in this case by a ring 31 having recessed parts. so as to be able to bear on the shoulder 6 and then be engaged by rotation in the bulges 9.
Cet anneau 31 comporte à sa partie inférieure des tiges de blocage 15 qui supportent également un couvercle perforé 17 et à sa partie supérieure une virole de manutention 33 qui peut être engagée avec un grappin pour assurer la manutention du dispositif de l'invention. This ring 31 has at its lower part locking rods 15 which also support a perforated cover 17 and at its upper part a handling ring 33 which can be engaged with a grab to handle the device of the invention.
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