FR2524316A1 - PHOTODECONTAMINATION PROCESS - Google Patents
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Abstract
PROCEDE DE DECONTAMINATION: POUR EFFECTUER UNE DECONTAMINATION, ON APPLIQUE A UN CONTAMINANT UN ADDITIF CAPABLE D'ABSORBER UN RAYONNEMENT DANS UNE GAMME PREDETERMINEE DES FREQUENCES; LE SYSTEME CONTAMINANTADDITIF OBTENU PEUT ETRE EXPOSE A UN RAYONNEMENT A FORTE INTENSITE COMPRIS DANS UNE GAMME PREDETERMINEE DES FREQUENCES JUSQU'A CE QUE LA DECONTAMINATION SOIT COMPLETE; LE PROCEDE S'APPLIQUE PARTICULIEREMENT A L'ELIMINATION OU A LA NEUTRALISATION DE CONTAMINANTS QUI N'ABSORBENT PAS FORTEMENT UN RAYONNEMENT EMIS PAR DES SOURCES FACILEMENT DISPONIBLES.DECONTAMINATION PROCESS: TO PERFORM DECONTAMINATION, AN ADDITIVE CAPABLE OF ABSORBING RADIATION IN A PREDETERMINED FREQUENCY RANGE IS APPLIED TO A CONTAMINANT; THE CONTAMINANT ADDITIVE SYSTEM OBTAINED CAN BE EXPOSED TO HIGH INTENSITY RADIATION WITHIN A PREDETERMINED RANGE OF FREQUENCIES UNTIL DECONTAMINATION IS COMPLETE; THE METHOD IS PARTICULARLY APPLICABLE TO THE REMOVAL OR NEUTRALIZATION OF CONTAMINANTS WHICH DO NOT STRONGLY ABSORB RADIATION FROM EASILY AVAILABLE SOURCES.
Description
La présente invention concerne un procédé de décontamina-The present invention relates to a decontamination process
tion et plus particulièrement la photoélimination d'agents tion and more particularly the photoelimination of agents
de la guerre chimique et d'autres contaminants. chemical warfare and other contaminants.
L'invention concerne la situation dans laquelle des sur- The invention relates to the situation in which sur-
faces importantes sont contaminées par un ou plusieurs agents de la guerre chimique Actuellement, il n'y a pas de moyens sûrs et économiques pour décontaminer des surfaces importantes contaminées par une grande diversité d'agents de la guerre chimique Le terme "décontamination" tel qu'on l'emploie ici important surfaces are contaminated with one or more chemical warfare agents Currently, there are no safe and economical ways to decontaminate large surfaces contaminated with a wide variety of chemical warfare agents The term "decontamination" as we use it here
désigne la suppression de la toxicité, le nettoyage et d'au- means removal of toxicity, cleaning and other
tres procédés selon lesquels un agent chimique est éliminé very processes by which a chemical agent is removed
ou ses propriétés nocives sont neutralisées. or its harmful properties are neutralized.
Un procédé de décontamination de ces surfaces comprend l'identification de la composition de l'arme chimique puis l'application d'un second agent chimique pour neutraliser 1 ' A process for decontaminating these surfaces includes identifying the composition of the chemical weapon and then applying a second chemical agent to neutralize the material.
arme chimique Cette voie d'approche pose plusieurs problèmes. chemical weapon This approach poses several problems.
Un des problèmes est le temps nécessaire à l'analyse de l'arme chimique Le temps passé accroît l'exposition des personnes One of the problems is the time required to analyze the chemical weapon. The time spent increases the exposure of people.
dans l'environnement contaminé, en particulier de celles ma- in the contaminated environment, especially those
nipulant les matières nécessaires à l'analyse et une perte des installations contaminées, quel que soit leur emploi Ce problème est aggravé lorsque plusieurs armes chimiques ont injecting the materials necessary for analysis and a loss of the contaminated installations, whatever their use This problem is aggravated when several chemical weapons have
été employées et que des analyses séparées sont nécessaires. have been used and separate analyzes are required.
Un second problème concerne la perfection de la décontamina- A second problem concerns the perfection of decontamination.
tion Il peut être impossible d'appliquer un additif qui neu- tion It may not be possible to apply an additive that
tralise ou élimine complètement le contaminant Enfin, il se pose le problème de l'élimination du système contiminant/ additif plus ou moins neutralisé de la surface atteinte et du rejet du produit résiduaire Il faut considérer que le produit tralize or completely eliminate the contaminant Finally, there is the problem of eliminating the more or less neutralized contaminant / additive system from the affected surface and rejection of the residual product. It must be considered that the product
résiduaire, même s'il n'est pas aussi toxique que l'arme chi- waste, even if it is not as toxic as the chemical weapon
mique d'origine, peut cependant être rien moins qu'anodin. mique of origin, can however be nothing less than trivial.
Une autre voie d'approche de la décontamination comprend Another approach to decontamination includes
l'irradiation d'une surface avec un rayonnement de forte in- the irradiation of a surface with strong radiation
tensité, généralement à courte longueur d'onde La photo- density, usually at short wavelength The photo-
décontamination a plusieurs applications spécifiques Le bre- decontamination for several specific applications The bre-
vet US N O 4 208 135 décrit un procédé pour éliminer les con- vet US No. 4,208,135 describes a method for eliminating con-
taminants des surfaces par nettoyage préalable de la surface et de l'air ambiant Duis irradiation de la surface avec un surface taminants by prior cleaning of the surface and ambient air Then irradiation of the surface with a
rayonnement ultraviolet à onde courte en présence d'oxygène. short wave ultraviolet radiation in the presence of oxygen.
Le rayonnement ultraviolet à onde courte est généralement O défini par la gamme des longueurs d'onde de 1 700 A à 3 000 A. Le brevet US no 4 028 030 décrit un procédé semblable utilisé Short-wave ultraviolet radiation is generally O defined by the wavelength range from 1,700 A to 3,000 A. US Patent No. 4,028,030 describes a similar process used
pour nettoyer les fibres optiques.to clean the optical fibers.
Un problème qui se pose relativement à certaines armes chimiques ainsi qu'à d'autres agents chimiques est qu'ils A problem with some chemical weapons and other chemical agents is that they
absorbent fortement les rayonnements uniquement dans la re- strongly absorb radiation only in the re-
gion de l'ultraviolet du vide poussé en dessous de 2 000 A. Le rayonnement ultraviolet du vide est fortement absorbé par l'air et par conséquent l'irradiation des surfaces avec un tel rayonnement nécessite une chambre sous vide Cependant, The ultraviolet region of the vacuum pushed below 2000 A. The ultraviolet radiation of the vacuum is strongly absorbed by the air and consequently the irradiation of surfaces with such radiation requires a vacuum chamber However,
il n'est généralement pas pratique de placer une surface-de- it is generally not practical to place a surface
vant être décontaminée dans une chambre sous vide De plus, le rayonnement ultraviolet du vide poussé n'est pas produit par des sources économiques de rayonnement très intense Si on utilise un rayonnement de longueur d'onde plus grande, une portion majeure de l'énergie rayonnante pénètre dans l'arme before being decontaminated in a vacuum chamber In addition, the ultraviolet radiation of the high vacuum is not produced by economical sources of very intense radiation If a longer wavelength radiation is used, a major portion of the energy radiant enters the weapon
chimique et peut altérer ou détruire la surface à décontami- chemical and can alter or destroy the surface to be decontaminated
ner Donc, une décontamination à grande échelle de surfaces contaminées par de telles armes chimiques n'est pas possible ner So large-scale decontamination of surfaces contaminated with such chemical weapons is not possible
selon des procédés connus.according to known methods.
Un des buts de l'invention est donc de fournir un pro- One of the aims of the invention is therefore to provide a pro-
cédé perfectionné pour la décontamination qu'on peut appliquer yielded perfected for decontamination that can be applied
à des contaminants qui n'absorbent pas fortement les fréquen- to contaminants that do not strongly absorb the frequencies
ces optiques produites par des sources de rayonnement facile- these optics produced by easy radiation sources-
ment disponibles.ment available.
Selon l'invention, un procédé perfectionné de déconta- According to the invention, an improved method of decontamination
mination emploie un additif chimique capable d'absorber un mination uses a chemical additive capable of absorbing a
rayonnement de longueur d'onde supérieure à celle de l'ultra- radiation of wavelength greater than that of ultra-
violet du vide L'additif peut être mélangé avec le contami- vacuum purple Additive can be mixed with contaminated
nant ou, sinon, déposé sur le contaminant et en contact avec lui Le système chimique combiné est ensuite exposé à un or otherwise deposited on and in contact with the contaminant. The combined chemical system is then exposed to
rayonnement de forte intensité d'une gamme de fréquence for- high intensity radiation of a strong frequency range
tement absorbée par l'additif jusqu'à ce que le contaminant absorbed by the additive until the contaminant
soit détruit, altéré ou éliminé par évaporation, décomposi- either destroyed, altered or eliminated by evaporation, decomposed
tion ou d'autre façon quelconque On peut utiliser un laser tion or in any other way We can use a laser
ou une lampe éclair pour fournir le rayonnement de forte in- or a flashlight to provide strong radiation
tensité. L'invention, en particulier dans son mode de réalisation préféré, présente des avantages importants par rapport aux density. The invention, in particular in its preferred embodiment, has significant advantages over
voies d'approche connues de la décontamination L'acide para- known approaches to decontamination Acid para-
aminobenzoique (PABA) qui est l'additif préféré est peu coû- aminobenzoic acid (PABA) which is the preferred additive is inexpensive
teux et sans danger, si bien qu'on peut facilement l'appliquer à grande échelle Le PABA peut être contenu dans un aérosol ou un autre dispositif depulvérisation pour être appliqué de safe and so easy to apply on a large scale PABA can be contained in an aerosol or other spray device to be applied
façon pratique à une surface contaminée Les sources de rayon- convenient way to a contaminated surface ray sources-
nement préférées sont capables d'irradier des surfaces éten- preferred are capable of irradiating large surfaces
dues en une période relativement brève Donc, les humains dans l'environnement contaminé, sont moins exposés aux armes due in a relatively short period of time So humans in the contaminated environment are less exposed to weapons
chimiques et les dispositifs contaminés retrouvent plus rapi- chemicals and contaminated devices are found faster
dement leur emploi L'analyse du contaminant n'est générale- their use The analysis of the contaminant is not generally
ment pas nécessaire De plus, l'additif protège la surface contre le risque potentiel dû à l'irradiation, de même que le PABA protège la peau humaine contre les effets nuisibles du soleil Le procédé provoque généralement la décomposition du contaminant en constituants sans danger qui sont ensuite évaporés sans risque avec le PABA, si bien qu'il ne se pose In addition, the additive protects the surface against the potential risk due to irradiation, just as PABA protects human skin against the harmful effects of the sun. The process generally causes the contaminant to break down into harmless constituents which are then safely evaporated with PABA, so that it does not arise
pas de Problèmes de nettoyage ultérieur des surfaces. no problems with subsequent surface cleaning.
Dans le cas o un contaminant ne-peut pas être facilement détruit, altéré ou éliminé par l'irradiation du fait qu'il n'absorbe pas fortement le rayonnement des sources facilement In the case where a contaminant cannot easily be destroyed, altered or eliminated by irradiation because it does not readily absorb radiation from sources easily
disponibles, on peut ajouter au contaminant un additif chimi- available, a chemical additive can be added to the contaminant
que qui est fortement absorbé parle rayonnement d'une source facilement disponible Le système chimique contaminant/ additif obtenu peut être irradié avec un rayonnement qui est absorbé par l'additif jusqu'à ce que la décontamination soit complète Lè contaminant peut être un dépôt chimique ou une that is strongly absorbed by radiation from an easily available source The contaminant / additive chemical system obtained can be irradiated with radiation which is absorbed by the additive until decontamination is complete The contaminant can be a chemical deposit or a
pellicule sur une surface ou peut être sous une autre forme. film on a surface or may be in another form.
Le contaminant peut être une arme chimique ou toute autre substance dont l'élimination, l'altération ou la destruction est nécessaire L'additif absorbe fortement le rayonnement caractéristique d'une source de rayonnement prédéterminé La The contaminant can be a chemical weapon or any other substance whose elimination, alteration or destruction is necessary. The additive strongly absorbs the radiation characteristic of a predetermined radiation source.
source de rayonnement peut avoir un spectre étroit des fré- radiation source can have a narrow spectrum of the fre
quences telle qu'un laser ou une gamme large des fréquences quences such as a laser or a wide range of frequencies
telle qu'une lampe éclair.such as a flashlight.
L'additif peut être mélangé avec le contaminant, déposé en couche sur le contaminant ou placé d'autre façon pour qu'un transfert d'énergie puisse se produire entre l'additif et le The additive can be mixed with the contaminant, layered on the contaminant, or otherwise placed so that energy transfer can occur between the additive and the
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contaminant Le transfert peut s'effectuer par conduction de la chaleur Plus;particulièrement, le rayonnement absorbé par l'additif peut être transformé en une agitation thermique de l'additif Les collisions moléculaires entre l'additif et le contaminant conduisent à l'agitation thermique du contami- nant. contaminant Transfer can take place by conduction of heat More; in particular, the radiation absorbed by the additive can be transformed into thermal agitation of the additive Molecular collisions between the additive and the contaminant lead to thermal agitation of the contaminant.
D'autres mécanismes de transfert d'énergie sont appro- Other energy transfer mechanisms are appro-
priés à des systèmes contaminants spécifiques Par exemple, le rayonnement peut provoquer une excitation vibratoire ou une excitation électronique de l'additif L'énergie stockée peut être transférée par reradiation ou par des collisions required for specific contaminating systems For example, the radiation can cause a vibratory excitation or an electronic excitation of the additive The stored energy can be transferred by reradiation or by collisions
avec les molécules du contaminant.with the contaminant molecules.
Selon le contaminant, le transfert d'énergie peut effec- Depending on the contaminant, the energy transfer can effect
tuer la décontamination de diverses façons L'énergie thermi- kill decontamination in various ways thermal energy
que peut provoquer l'évaporation du contaminant Sinon, la chaleur peut conduire à la décomposition du contaminant La chaleur ou l'excitation électronique peuvent conduire à 1 ' ionisation du contaminant Les molécules du contaminant ionisé peuvent se combiner avec d'autres agents chimiques pour que what can cause the evaporation of the contaminant Otherwise, the heat can lead to the decomposition of the contaminant The heat or the electronic excitation can lead to the ionization of the contaminant The molecules of the ionized contaminant can combine with other chemical agents so that
les propriétés nocives du contaminant soient neutralisées. the harmful properties of the contaminant are neutralized.
Les agents chimiques neutralisants peuvent être fournis avec l'additif. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, on applique une solution de PABA à un contaminant tel qu'une arme chimique Les solutions de PABA absorbent fortement les rayonnements dans la région de l'ultraviolet proche et sont donc sensibles à de nombreuses sources de rayonnement à forte intensité Le système arme chimique/PABA peut être irradié au moyen d'une source de rayonnement à forte intensité La Neutralizing chemicals can be supplied with the additive. In a preferred embodiment of the invention, a PABA solution is applied to a contaminant such as a chemical weapon. PABA solutions strongly absorb radiation in the near ultraviolet region and are therefore sensitive to many sources. high intensity radiation The chemical weapon / PABA system can be irradiated using a high intensity radiation source The
source de rayonnement peut être un laser tel qu'un laser ex- radiation source can be a laser such as a laser ex-
cimèret un laser à colorant ou un laser à l'azote Sinon, on peut utiliser pour irradier le système chimique une lampe éclair pulsée au xénon à forte intensité ou une autre lampe éclair incohérente Dès que le rayonnement est absorbé, il se dye laser or nitrogen laser Alternatively, a high intensity xenon pulsed flash lamp or other inconsistent flash lamp can be used to irradiate the chemical system. As soon as the radiation is absorbed,
produit un certain transfertd'énergie à l'arme chimique con- produces some energy transfer to the chemical weapon
duisant à son élimination.reducing its elimination.
Le PABA est particulièrement bien approprié à la déconta- PABA is particularly well suited for decontamination.
mination au moyen d'une lampe éclair telle qu'une lampe éclair au xénon Le PABA qui est couramment utilisé dans les écrans mination by means of a flash lamp such as a xenon flash lamp PABA which is commonly used in screens
solaires pour protéger la peau humaine contre les rayons ultra- to protect human skin from ultra-
violets du soleil est facilement disponible en grandes quan- purple is readily available in large quan-
tités et est non toxique Le PABA absorbe les rayonnements is non-toxic PABA absorbs radiation
ultraviolets dans une section étendue de la région de l'ultra- ultraviolet in a large section of the ultra region
violet proche C'est donc un agent chimique sans danger et disponible qui absorbe efficacement un rayonnement dans la near purple It is therefore a safe and available chemical agent which effectively absorbs radiation in the
gamme des fréquences d'une lampe éclair. frequency range of a flash lamp.
Le PABA est également bien approprié à l'absorption du PABA is also well suited for the absorption of
rayonnement de certains lasers Cependant, des additifs spé- radiation from certain lasers However, special additives
cifiques peuvent être des absorbants plus efficaces de l'éner- can be more effective absorbents of energy
gie dans un spectre étroit d'un laser particulier Par exemple, le ferrocine peut être utilisé comme additif en association in a narrow spectrum of a particular laser For example, ferrocin can be used as an additive in combination
avec un laser argon-fluorure.with an argon-fluoride laser.
Des essais ont été effectués pour évaluer l'efficacité Tests have been performed to assess the effectiveness
du présent procédé On a mélangé dans un tube à essai une so- of the present process A mixture was mixed in a test tube.
lution de PABA et du malathion puis on a appliqué à des lames de verre Le malathion est analogue à une arme chimique en ce qu'il se comporte physiquement et chimiquement comme beaucoup lution of PABA and malathion then we applied to glass slides Malathion is analogous to a chemical weapon in that it behaves physically and chemically as much
des agents chimiques mis au point pour la guerre chimique. chemical agents developed for chemical warfare.
Après évaporation des solvants, une couche résiduelle demeure sur les lames On irradie ensuite des lames de ce type avec After evaporation of the solvents, a residual layer remains on the slides. Then slides of this type are irradiated with
des impulsions d'un laser Kr F ( 248 nm) Le résidu est totale- of pulses from a Kr F laser (248 nm) The residue is total-
ment éliminé de la zone irradiée L'élimination est également complète lorsqu'on irradie des lames semblables avec une lame eliminated from the irradiated area Elimination is also complete when irradiating similar blades with a blade
Flashblaster (la lampe Flashblaster est une lampe éclair pul- Flashblaster (the Flashblaster lamp is a pulsed flash lamp
sée au xénon à forte intensité mise au point par Mawxell Laboratories). Dans un ensemble d'essais témoins, on dépose une solution de PABA sur une lame Le PABA est totalement éliminé des zones irradiées des lames par exposition à un rayonnement du laser high intensity xenon (developed by Mawxell Laboratories). In a set of control tests, a PABA solution is deposited on a slide PABA is completely eliminated from the irradiated areas of the slides by exposure to laser radiation
Kr F ou de la lampe Flashblaster Dans un second groupe d'es- Kr F or Flashblaster lamp In a second group of ess
sais témoins, on dépose du malathion sur des lames de verre. know witnesses, we put malathion on glass slides.
Le résidu de malathion n'est pas éliminé lorsqu'on l'irradie Malathion residue is not removed when irradiated
par l'une ou l'autre source de rayonnement Ces essais établis- by one or the other radiation source These tests established
sent que le procédé de l'invention permet la photoélimination de contaminants qui ne sont pas toujours faciles à éliminer feels that the process of the invention allows the photoelimination of contaminants which are not always easy to remove
avec des sources économiques de rayonnement. with economical sources of radiation.
L'invention concerne donc un procédé de décontamination The invention therefore relates to a decontamination process
qui permet la photoélimination des contaminants des surfaces. which allows photoelimination of contaminants from surfaces.
Il est évident que l'on peut employer d'autres agents chimi- It is obvious that other chemical agents can be used.
ques Ces agents chimiques peuvent absorber dans l'ultra- These chemical agents can absorb in the ultra-
violet proche ou dans une autre portion du spectre dans laquelle des sources de rayonnement à forte intensité sont économiques et pratiques Il existe d'autres modes de réali- near violet or in another part of the spectrum in which high intensity radiation sources are economical and practical There are other modes of realization.
sation compris dans le cadre de l'invention. sation within the scope of the invention.
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