FR2708373A1 - Traitement de liquides radioactifs. - Google Patents

Abstract

L'invention fournit un procédé de traitement de liquides radioactifs dans des installations pour réduire le plus possible le volume des déchets radioactifs solides pour la mise en décharge. Le procédé comprend le traitement de liquides radioactifs (10) par une combinaison de deux réactions d'adsorption, de préférence deux réactions d'échange d'ions, dans un nouvel arrangement pour produire un volume minimum de déchets radioactifs solides (40) pour la mise en décharge tout en conservant le milieu d'adsorption (14), de préférence un milieu d'échange d'ions.

Description

Traitement de liquides radioactifs
L'invention concerne le traitement de liquides radioactifs produits par des réacteurs nucléaires, et en particulier concerne un procédé de traitement de liquides radioactifs utilisant une combinaison de résines échangeuses d'ions non sélectives et de milieux spécifiques de certains nucléides, afin de réduire au minimum le volume de déchets radioactifs solides sous forme d'un milieu usé spécifique aux ions restant pour la mise en décharge.

Dans les centrales nucléaires et d'autres installations nucléaires, on traite normalement de grands volumes de liquides aqueux faiblement radioactifs. On utilise à présent différentes techniques pour traiter ces liquides aqueux, y compris l'extraction de solvant, la précipitation, l'échange d'ions et des techniques d'évaporation pour concentrer les composants radioactifs afin de limiter le volume de déchets radioactifs à mettre en décharge. La mise en décharge de déchets radioactifs est un sujet de première importance tant au niveau écologique qu'économique.

Il serait intéressant de réduire encore plus, et de manière économique, le volume des déchets solides jusqu'à un niveau le plus bas possible afin de réduire au minimum les problèmes de mise en décharge. Cependant, aucune des techniques connues est vraiment optimisée à cet égard. La mise en décharge de déchets solides radioactifs coûte très cher par unité de volume, impliquant classiquement le dépôt dans des fûts de 250 litres qui sont enfermés etlou enterrés dans le sol. Ainsi, il existe un intérêt économique pour réduire le plus possible les déchets radioactifs solides par un procédé pratique et économique.

Des échangeurs d'ions utilisant des résines organiques sont utilisés aujourd'hui dans différentes installations nucléaires, y compris les différents systèmes contenant des fluides aqueux d'une centrale nucléaire, tels que le système de contrôle chimique du caloporteur du réacteur et le système de traitement des déchets radioactifs liquides. Ces échangeurs d'ions contiennent des résines échangeuses d'ions conventionnelles qui sont relativement non sélectives et fonctionnent en éliminant des espèces chimiques ioniques ainsi que des espèces ioniques radiochimiques. Pour cette raison, ces résines échangeuses d'ions sont consommées relativement rapidement.

Normalement, lorsque la résine échangeuse d'ions est usée, c'est-à-di- re lorsque l'élimination de substances chimiques ou radiochimiques est considérablement réduite ou impossible, la résine est retirée du récipient d'échange d'ions et on la remplace par une nouvelle résine échangeuse d'ions. La résine échangeuse d'ions usée retirée doit alors être mise en décharge sous forme d'un déchet radioactif solide. Ces résines usées contiennent des produits de fission radioactifs ioniques, des produits de corrosion et des produits d'activation ou des produits semblables, ensemble avec des espèces ioniques non radioactives. Ce procédé devient très cher lorsqu'il est nécessaire de traiter de grands volumes de déchets radioactifs. Cependant, il n'existe jusqu'à maintenant pas de procédé pour réduire le volume des déchets radioactifs à un niveau minimum.

Le brevet US 4118317 de Neeb et coll. divulgue un procédé de purifi- cation de résines échangeuses d'ions usées lors du fonctionnement d'un réacteur nucléaire par les produits radioactifs déversés dans le cycle de caloportation d'un réacteur nucléaire utilisant un caloporteur aqueux, et capturés par les résines échangeuse d'ions, destiné à simplifier la mise en décharge des résines échangeuses d'ions usées. Le procédé de Neeb et coll.

comprend les étapes consistant à
- faire passer les déchets radioactifs liquides contenant des ions radioactifs et non radioactifs, y compris les produits de fission et de corrosion radioactifs et des matériaux de conditionnement, sur un échangeur d'ions afin d'immobiliser mécaniquement et chimiquement les ions sur la résine échangeuse d'ions
- débarrasser les résines échangeuses d ions usées des produits de fission et de corrosion radioactifs et des substances de conditionnement en rinçant les résines avec un liquide désionisé, par exemple de l'eau déminéralisée, afin de libérer les substances radioactives liées mécaniquement et en suspension à partir des résines,
- de séparer par un filtre mécanique les oxydes libérés contenant des composés radioactifs,
- de rincer avec de l'acide nitrique les résines rincées auparavant afin de libérer les ions radioactifs et les matériaux de conditionnement liés chimiquement aux résines,
- d'adsorber sélectivement les radionucléides dans un deuxième filtre mécanique contenant une substance adsorbante fixée sur un support minéral choisi dans le groupe constitué des ferricyanures et ferrocyanures et des composés de l'argent, et
- de séparer les matériaux de conditionnement, tel que le bore et le lithium pour les réutiliser dans le fluide caloporteur.

Neeb et coll. ne réutilisent pas ou ne régénèrent pas les résines échangeuses d'ions usées. Neeb et coll. se soucient principalement
- de la purification de la résine échangeuse d'ions usée par des substances actives afin de la rendre moins active, et de simplifier ainsi la manipulation des résines usées destinées à la mise en décharge immédiate sous forme de déchets solides,
- de la concentration des produits radioactifs pour le stockage final, et
- de la récupération des substances de conditionnement précieuses pour le caloporteur du réacteur.

n serait cependant intéressant de régénérer d'abord chimiquement la résine échangeuse d'ions de manière à pouvoir la réutiliser plutôt que de la mettre en décharge comme déchet radioactif solide. n serait également souhaitable de purifier ensuite la solution de régénération souillée en utilisant un milieu d'échange d'ions spécifique de certains nucléides afin de concentrer les espèces radioactives et de réduire le plus possible le volume des déchets solides à mettre en décharge. n serait en outre souhaitable d'éliminer la solution de régénération usée et purifiée de manière à ce qu'elle ne nécessite pas de traitement supplémentaire concernant les constituants radioactifs.

Un objet de la présente invention est de proposer un procédé de traitement de liquides radioactifs permettant de réduire le plus possible le volume de déchets solides à mettre en décharge.

Un autre objet de l'invention est de fournir un procédé pratique permettant de traiter des liquides radioactifs en utilisant deux réactions d'adsorption, de préférence des réactions d'échange d'ions, la première avec une résine échangeuse d'ions non sélective et la deuxième avec un milieu spécifique de certains nucléides.

Un avantage de l'invention est de pouvoir réutiliser la résine échangeuse d'ions usée plutôt que de la mettre en décharge, et de réduire le volume de déchets radioactifs à mettre en décharge sous forme de déchets radioactifs solides.

Un aspect de l'invention consiste à régénérer les résines échangeuses d ions usées, de séparer sélectivement les radionucléides à partir du milieu de régénération qui est un déchet radioactif liquide, et d'éliminer le milieu de régénération exempt de radionucléides sous forme de liquide purifié qui ne nécessite pas de traitement complémentaire concernant les constituants radioactifs.

Celui-ci et d'autres aspects de l'invention sont atteints par un procédé de traitement de fluides aqueux radioactifs comprenant les étapes consistant
- à mettre en contact le liquide radioactif contenant des espèces ioniques radioactives et non radioactives avec une résine échangeuse d'ions, de préférence une résine organique échangeuse d'ions, jusqu'à ce que la capacité d'échange d'ions de celle-ci soit presque atteinte,
- à régénérer la résine échangeuse d'ions usée avec un milieu de régénération afin de pouvoir la réutiliser, libérant ainsi les espèces ioniques radioactives et non radioactives dans le milieu de régénération,
- à mettre en contact le milieu de régénération souillé contenant des espèces ioniques radioactives et non radioactives avec un milieu spécifique de certains nucléides, séparant ainsi sélectivement les radionucléides, et formant un déchet solide contenant le milieu sélectif de certains nucléides, et à récupérer ledit milieu spécifique de certains nucléides et le déchet contenant les radionucléides sous forme d'un déchet radioactif solide à faible volume pour la mise en décharge, et
- à éliminer le milieu de régénération usé exempt de radionucléides sous forme d'un liquide purifié qui ne nécessite pas de traitement complémentaire concernant les constituants radioactifs.

Les figures montrent certains exemples de modes de réalisation préférés de l'invention. Il est bien entendu que l'invention n'est pas limitée à ces modes de réalisation donnés à titre d'exemple et comprend des variations ne sortant pas du cadre des revendications.

Dans les figures, la FIGURE 1 montre un diagramme de circulation illustrant le procédé conforme à l'invention.

La FIGURE 2 est un diagramme de circulation d'un système de traitement de liquides radioactifs existant qui a été adapté pour fonctionner selon le procédé de la présente invention.

L'invention propose un procédé pratique, économique, efficace et sûr pour réduire le plus possible le volume de déchets radioactifs solides pour la mise en décharge en réutilisant des résines organiques régénérées.

L'invention décrit également un procédé pour séparer sélectivement les radionucléides de la solution de régénération usée obtenue, qui est un liquide radioactif, par une série de réactions d'adsorption, de préférence des réactions d'échange d'ions, afin de concentrer les radionucléides dans un volume minimum de déchets solides et d'éliminer la solution de régénération exempte de radionucléides comme un liquide purifié qui ne nécessite pas de traitement complémentaire concernant les constituants radioactifs.

Le procédé conforme à l'invention est utile pour le traitement de liquides radioactifs ou de fluides aqueux radioactifs provenant de différentes installations nucléaires, y compris les systèmes d'une centrale nucléaire, tels que le système de traitement de liquides radioactifs, le système de contrôle chimique du caloporteur du réacteur et des systèmes semblables.

Le procédé comprend la combinaison de deux procédés d'adsorption, de préférence deux procédés d'échange d'ions, dans un nouvel arrangement produisant une petite fraction et par conséquent un volume minimum de déchets radioactifs solides qui doivent finalement être mis en décharge d'une manière conventionnelle.

Le procédé conforme à l'invention comprend une étape consistant à faire passer un liquide radioactif dans un dispositif d'absorption, de préférence un échangeur d'ions, pour le mettre en contact avec un milieu adsor bant, de préférence une résine échangeuse d'ions non sélective et plus particulièrement une résine organique échangeuse d'ions. Le milieu adsorbant, tel qu'une résine échangeuse d'ions, lorsqu'il est neuf, contient des ions actifs, tels que des cations, anions ou les deux, qui peuvent être déplacés par les radionucléides, tels que les produits de fission et des produits de corrosion activés, et des nucléides non radioactifs, tels que le sodium, le potassium, les chlorures et les sulfates dans le liquide radioactif. Les nucléides radioactifs et non radioactifs dans le liquide radioactif sont, par conséquent, liés chimiquement et/ou mécaniquement à la résine suite au passage à travers de celle-ci. De préférence, le milieu adsorbant est mis en contact avec le liquide radioactif jusqu'à ce qu'il soit pratiquement usé par les nucléides radioactifs ou non radioactifs.

Le milieu adsorbant, tel qu'une résine échangeuse d'ions, est ensuite régénéré chimiquement par des moyens bien connus dans la technique pour être réutilisé, libérant ainsi les nucléides adsorbés, radioactifs ou non radioactif, et donnant un milieu de régénération usé. La résine régénérée peut être réutilisée plutôt que d'être mise en décharge sous forme d'un déchet radioactif solide volumineux. La réutilisation de la résine usée est très avantageuse car elle permet de réduire le volume des déchets radioactifs solides à mettre en décharge.

On fait ensuite passer la solution de régénération souillée effluente contenant les radionucléotides sur un autre dispositif d'adsorption, de préférence un échangeur d'ions, une phase adsorbante ou des milieux semblables, afin de la mettre en contact avec un milieu spécifique de certains nucléides, de préférence une résine échangeuse d'ions spécifique de certains nucléides ou un matériau adsorbant spécifiquement certains nucléides.

Suite à ce passage, les radionucléides sont ainsi liés chimiquement et/ou mécaniquement au milieu spécifique de certains nucléides, donnant ainsi un volume minimal de déchets radioactifs solides à mettre en décharge. Par ailleurs, la solution de régénération usée pratiquement exempte de radionucléotides est éliminée comme un liquide purifié qui de nécessite pas de traitement complémentaire en ce qui concerne les constituants radioactifs.

Le dispositif d'adsorption, de préférence un échangeur d'ions, ou une phase adsorbante, sont ainsi arrangés de façon à fournir dans un premier temps une technique de séparation non sélective de nucléides radioactifs ou non radioactifs à partir du liquide radioactif et de fournir ensuite une technique de séparation spécifique des radionucléotides qui sépare les radionucléides des nucléides non radioactifs. Cette technique concentre les radionucléides pour donner un plus petit volume de déchets radioactifs solides pour la mise en décharge. Par ailleurs, le procédé de l'invention comprend la régénération et la préservation du premier milieu d'adsorption, de préférence une résine organique échangeuse d'ions, pour une réutilisation économique et aussi pour la réduction des déchets radioactifs solides.

Les liquides aqueux radioactifs des centrales nucléaires contiennent normalement de faibles quantités de produits de fission, comme par exemple du '34Cs et du 137 CS, des produits de corrosion, comme par exemple du 59Fe, et des produits d'activation comme par exemple du 58Co et du 6oCo, qui sont présents dans le système de refroidissement du coeur du réacteur ou qui sont déversés dans le système de traitement de liquides radioactifs. La séparation sélective de ces nucléides radioactifs et des nucléides non radioactifs du système de liquide est réalisée efficacement par le procédé de la présente invention.

En se référant à la FIGURE 1, le procédé de l'invention comprend le passage du liquide radioactif provenant de la centrale nucléaire dans un dispositif d'adsorption, de préférence un échangeur d'ions, pour le mettre en contact avec un milieu adsorbant, de préférence une résine échangeuse d'ions et plus particulièrement une résine organique échangeuse d'ions, contenu dans le dispositif d'adsorption. Le liquide radioactif peut être un caloporteur liquide du système caloporteur du réacteur, un caloporteur qui s'est échappé suite à une fuite ou suite à certaines opérations effectuées dans des centrales destinées à déverser des liquides radioactifs dans le système de déchets radioactifs liquides, etc. Le passage du liquide radioactif sur le milieu adsorbant peut continuer jusqu'à ce que les ions y arrivent presque à la limite de la capacité d'échange, laissant ainsi une résine saturée.

Des résines échangeuses d'ions du commerce sont habituellement relativement non sélectives et tous les ions similaires présents dans le liquide seront échangés par une résine donnée. Une telle résine d'échange d'ions non sélective peut être utilisée dans cette étape, de préférence une résine organique échangeuse d'ions, qui échangera à la fois les radionucléides et les ions non radioactifs présents dans la solution radioactive. Les résines organiques échangeuses de cations contiennent généralement des groupes d'acide sulfonique liés covalentement et, moins souvent, des groupes carboxyliques, phosphoniques et phosphiniques ou des groupes similaires.

Les résines organiques échangeuses d'anions contiennent généralement des groupes ammonium quaternaire (base forte) ou d'autres groupes aminés (base faible). Ces groupes d'échange d'ions sont liés normalement à une matrice de polymère formée préalablement, telle que le polystyrène, ou formée à partir de monomères fonctionnalisés, tels que des acides oléfiniques, des amines oléfiniques, des phénols oléfiniques ou des monomères semblables. Des exemples de résines organiques échangeuses d'ions sont donnés dans "Perry's Chemical Engineers' Handbook" 6.édition, R.R.Donnelley & Sons, 1984, pages 16-10, cité ici à titre de référence.

Afin de comprendre le processus d'adsorption, de préférence la technique d'échange d'ions, on définit l'adsorption comme un transfert sélectif d'un ou de plusieurs solutés, par exemple des radionucléides, à partir d'une phase liquide, par exemple l'eau résiduaire radioactive, vers une phase de particules immobiles, par exemple une résine échangeuse d'ions. La sélectivité d'un matériau adsorbant vis-à-vis d'un soluté ou d'un véhicule liquide, ou vis-à-vis de différents solutés permet de séparer certains solutés de la phase mobile ou de séparer les solutés les uns des autres.

Dans la technique d'échange d'ions, des espèces portant soit des charges positives (cations) soit des charges négatives (anions) provenant de la phase liquide, typiquement une solution aqueuse, remplacent des ions différents et pouvant être déplacés portant le même type de charge, initialement présents dans la résine solide échangeuse d'ions. La résine échangeuse d'ions contient également des contre-ions liés de manière permanente et ayant une charge opposée. Ainsi, une résine échangeuse d'ions dans un échangeur d'ions contient une phase solide portant des contre-ions liés associés à des ions pouvant être déplacés. La résine échangeuse d'ions peut être à base de matériaux naturels ou synthétiques.

Des réactions d'échange d'ions sont des réactions réversibles et il est par conséquent souhaitable de conserver la phase adsorbante solide en la régénérant avec une solution contenant les ions présents à l'origine dans la résine échangeuse d'ions mais qui ont ensuite été déplacés. Les réactions d'échange d'ions réversibles s'écrivent de la manière suivante
Ca2+ (aq) = 2H+ (résine)

Ca2+ + 2H+ (aq)
Ainsi, dans le procédé conforme à l'invention, la mise en contact du liquide radioactif avec la résine échangeuse d'ions, de préférence une résine organique échangeuse d'ions, aboutit à une fixation non sélective des ions radioactifs et non radioactifs du liquide radioactif, de tels ions étant immobilisés et accumulés sur la résine échangeuse d'ions jusqu'à ce que celle-ci soit saturée.

La résine échangeuse d'ions saturée est ensuite régénérée chimiquement pour pouvoir être réutilisée par remplacement des ions radioactifs ou non radioactifs récupérés à partir du liquide radioactif par les ions chimiquement actifs présents initialement dans la résine échangeuse d'ions mais ayant été déplacés, tels que des protons (H+) ou des ions hydroxyde (OH-).

La résine usée peut également être rincée.

Par exemple, une résine échangeuse de cations portant des groupes acide fort sous forme protonée échangera les protons (H+) contre des cations, tels que les ions sodium (Na+), potassium (K+), césium (cet, calcium (Ca+) ou des ions similaires contenus dans le liquide radioactif. Afin de régénérer une telle résine échangeuse de cations, on ajoute un acide fort tel que l'acide sulfurique (H2S04) à une concentration relativement élevée, ce qui déplace l'équilibre chimique vers la libération des ions échangés précédemment à partir du liquide radioactif en faveur de la fixation des protons (H+) de l'acide plus abondant. Ainsi, la résine échangeuse d'ions est régénérée et peut ensuite être réutilisée pour traiter un autre liquide radioactif. De manière similaire, par exemple pour régénérer une résine échangeuse d'anions, on ajoute de l'hydroxyde de sodium (NaOH) à une concentration relativement élevée.

Lors de la régénération de la résine usée, les ions radioactifs et non radioactifs adsorbés sont éliminés ou déplacés de la résine échangeuse d'ions régénérée et forment des sels en solution, par exemple des sulfates en solution, pour donner une solution de régénération effluente usée. La solution de régénération effluente usée est une solution hautement radioactive de faible volume. Cependant, elle contient à la fois des ions radioactifs et non radioactifs.

Le procédé de l'invention comprend en outre la mise en contact de la solution de régénération effluente usée contenant les ions radioactifs et non radioactifs, libérés lors de la régénération de la résine échangeuse d'ions, dans un autre dispositif d'adsorption, de préférence un échangeur d'ions ou une phase adsorbante, avec un milieu spécifique de certains nucléides, de préférence une résine échangeuse d'ions spécifique de certains nucléides, mais d'autres matériaux adsorbant spécifiquement certains nucléides peuvent également être utilisés. Ceci permet au milieu spécifique de certains nucléides de séparer sélectivement les radionucléides de la solution de régénération usée et de concentrer ainsi les radionucléides dans le milieu spécifique de certains nucléides de manière à réduire au minimum le volume de déchets radioactifs solides pour la mise en décharge finale.

L'étape de mise en contact peut continuer jusqu'à la séparation quasi complète des radionucléides à partir de la solution de régénération effluente usée de manière à pouvoir éliminer la solution de régénération exempte de nucléides sans qu'elle ne nécessite un traitement complémentaire en ce qui concerne des constituants radioactifs.

Des exemples de milieux spécifiques de certains nucléides qui peuvent être utilisés selon le procédé de la présente invention comprennent des produits disponibles dans le commerce, tels que DuratekBqui contient un groupe actif breveté, une matrice en verre, en carbone ou en un autre matériau minéral, et qui a une sélectivité sur mesure pour certaines applications, DiphonixB qui contient une nouvelle résine échangeuse d'ions chélatante pour le traitement de déchets liquides à faibles concentrations et qui a été mise au point par les Argonne National Laboratories pour l'élimination de produits de corrosion activés, et une substance adsorbante fixée sur un support minéral et choisie dans le groupe constitué des ferri- et ferrocyanures et de composés d'argent.

Ces milieux spécifiques de certains nucléides éliminent préférentiellement un ion spécifique, par exemple l'ion Cs+, à partir d'un flux de déchets liquides et laissent passer tous les autres ions. Par ailleurs, le milieu spécifique de certains nucléides éliminera des ions spécifiques en présence de concentrations élevées d'autres ions (provenant par exemple de liquides radioactifs à haute conductivité) beaucoup plus longtemps que ne le fe raient des résines organiques non sélectives pour une même conductivité.

Ces milieux élimineront seulement des espèces radiochimiques et sont relativement peu sensibles à la présence d'espèces chimiques non radioactives.

Ainsi, les ions radioactifs séparés sélectivement selon le procédé de la présente invention sont ensuite fixés au milieu solide usé spécifique de certains nucléides et le volume des déchets radioactifs solides est réduit par conséquent à un minimum pour la mise en décharge. Les déchets radioactifs solides produits selon le procédé de l'invention sont considérablement réduits. Les radionucléides sont immobilisés sur le milieu spécifique de certains nucléides. Les déchets radioactifs solides à volume réduit ainsi produits peuvent être mis en décharge, par exemple dans des fûts de 250 litres dans une décharge en fouille ou des décharges semblables.

Le procédé conforme à la présente invention permet d'utiliser au maximum des systèmes de résines échangeuses d'ions existants sans générer des quantités importantes de déchets solides (résines échangeuses d'ions usées)
- en utilisant des techniques de régénération pour la réutilisation des résines échangeuses d'ions radioactives usées plutôt que de mettre en décharge les résines usées sous forme de déchets solides radioactifs volumineux,
- en utilisant un milieu spécifique de certains ions pour le traitement des déchets hautement radioactifs sortant de la régénération afin d'éliminer sélectivement les espèces radioactives à partir de la solution de régénération usée, et
- en éliminant la solution de régénération quasi exempte d'espèces radioactives sans que ceci ne nécessite un traitement complémentaire concernant les constituants radioactifs.

En se référant à la FIGURE 2, le procédé de la présente invention est également destiné à être adapté sur des systèmes de traitement de liquides radioactifs existants. Comme le montre la FIG. 2, on considère qu'une installation de traitement de liquides radioactifs existante possédant des étapes d'échange d'ions existantes, doit être complétée par un système de régénération des résines échangeuses d'ions qui est préférable à la mise en décharge des résines usées initialement sous forme de déchets radioactifs solides volumineux, et par un système d'adsorption spécifique de certains nucléides afin d'appliquer un procédé conforme au procédé de l'invention.

Un liquide radioactif 10 provenant d'une installation nucléaire est recueilli dans un réservoir de liquide radioactif 12 en vue du traitement du liquide radioactif. On fait passer le liquide radioactif contenu dans le réservoir à liquides radioactifs sur au moins un échangeur d'ions 14 contenant des résines échangeuses d'ions non sélectives. Comme le montre la FIG. 2, une multitude d'échangeurs d'ions peuvent être montés en série ou en parallèle. Le liquide radioactif 10 est passé sur l'échangeur d'ions 14 jusqu'à ce que la résine échangeuse d'ions soit presque usée, c'est-à-dire lorsque l'élimination d'autres substances chimiques ou radiochimiques n'est plus possible ou considérablement réduite. Par ailleurs, la solution liquide effluente quasi exempte de radionucléides 16 passée à travers un échangeur d'ions est éliminée vers un réservoir de surveillance de liquide 18 sous forme d'un liquide qui ne nécessite pas de traitement complémentaire en ce qui concerne les constituants radioactifs.

La résine échangeuse d'ions 20 est retirée de l'échangeur d'ions 14 et recueillie dans un réservoir de résines usées 22. La résine usée 20 contient des radionucléides et des ions non radioactifs identiques à ceux du liquide radioactif qui ont été immobilisés et accumulés sur la résine échangeuse d'ions. La résine usée est ensuite régénérée chimiquement dans un système de régénération de résines usées 24 pour être réutilisée. La régénération des résines usées 24 peut être réalisée dans un réservoir de régénération séparé 24 ou dans l'échangeur d'ions 14 sans qu'il soit nécessaire d'en retirer la résine usée. Afin de libérer les nucléides fixés, radioactifs ou non radioactifs, on fait passer sur la résine usée des produits chimiques régénérants 26 et on effectue également un rinçage 28, pour obtenir une solution effluente de régénération usée 30. La résine échangeuse d'ions régénérée 32 peut être réutilisée plutôt que d'être mise en décharge de manière habituelle sous forme de déchets radioactifs solides volumineux. Par ailleurs, les produits chimiques de régénération en excès 26 peuvent également être séparés de la solution de régénération effluente usée 30 pour être réutilisés.

La solution de régénération effluente usée 30 est ensuite recueillie dans un réservoir de solution de régénération usées 34. On peut également ajouter à la solution de régénération usée des agents de préconditionne ment 36. On fait ensuite passer la solution de régénération effluente souillée 30 contenant les radionucléides et les nucléides non radioactifs, libérés lors de la régénération de la résine échangeuse d'ions, sur un système d'adsorption spécifique de certains nucléides 38 contenant des milieux spécifiques de certains nucléides. Lors de ce passage, les radionucléides sont alors liés sélectivement chimiquement et/ou mécaniquement à ce milieu spécifique de certains nucléides, donnant ainsi des déchets radioactifs solides 40 d'un faible volume pour la mise en décharge. Par ailleurs, la solution de régénération effluente quasi exempte de radionucléides 42 est éliminée vers un réservoir de surveillance de liquide 18 sous forme d'un liquide purifié qui ne demande pas de traitement supplémentaire en ce qui concerne les constituants radioactifs. Les ions radioactifs séparés sélectivement selon le procédé de la présente invention sont ainsi fixés sur le milieu usé spécifique de certains nucléides et le volume des déchets radioactifs solides pour la mise en décharge est par conséquent considérablement réduit. Les déchets radioactifs solides 40, produits conformément au procédé de la présente invention, peuvent être mis en décharge, par exemple dans des fûts de 250 litres dans une décharge en fouille ou des endroits de stockage semblables.

Les échangeurs d'ions utilisés dans des installations nucléaires, y compris des centrales nucléaires, son par exemple un récipient cylindrique vertical sous pression en acier revêtu ou en acier inoxydable. Les revêtements peuvent être en caoutchouc naturel ou synthétique. Les extrémités supérieure et inférieure peuvent être munies de dispositifs d'arrosage, et on peut utiliser un distributeur séparé pour la solution de régénération. La phase de résine, constituée habituellement d'un mètre cube, ou plus, de billes ou de particules de résine échangeuse d'ions, peut être supportée par un tamis sur le distributeur du fond.

On peut concevoir un distributeur de manière à empêcher la fuite de particules de résine en protégeant les conduites latérales perforées par des tamis en acier inoxydable ou en acier Saran ou en plaçant un tamis similaire entre des plaques perforée montées à l'extrémité supérieure ou inférieure de la colonne. A l'extérieur, l'unité peut être munie d'une vanne manifold pour permettre un fonctionnement par flux descendant, un lavage par flux montant, l'injection de solution régénérante et le rinçage de solution régénérante en excès.

Claims (7)

REVENDICATIONS

1. Procédé de traitement de liquides radioactifs, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes consistant à

- mettre en contact un liquide radioactif (10) contenant des radionucléides et des nucléides non radioactifs avec une résine échangeuse d'ions (14) pour obtenir une résine échangeuse d'ions usée (20) contenant lesdits radionucléides et lesdits nucléides non radioactifs provenant dudit liquide,

- régénérer ladite résine échangeuse d'ions usée (20) afin de libérer lesdits radionucléides et nucléides non radioactifs contenus dans ladite résine échangeuse d'ions usée dans une solution de régénération usée (30),

- mettre en contact ladite solution de régénération usée (30) contenant les radionucléides et les nucléides non radioactifs avec un milieu spécifique de certains nucléides (38) afin de séparer sélectivement lesdits radionucléides de la solution de régénération usée et de former des déchets (40) contenant le milieu sélectif de certains nucléides pour la mise en décharge, et

- éliminer la solution de régénération usée quasiment exempt de radionucléides (42), et

- réutiliser ladite résine échangeuse d'ions régénérée (32) pour traiter d'autres liquides radioactifs.

2. Procédé conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que ledit liquide radioactif (10) est mis en contact avec la résine échangeuse d'ions (14) jusqu'à ce que celle-ci soit presque complètement usée.

3. Procédé conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que ladite solution de régénération usée (30) est mise en contact avec le milieu spécifique de certains nucléides (38) jusqu'a ce que celui-ci soit presque complètement usé.

4. Procédé conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que ladite résine échangeuse dotions est une résine organique échangeuse d'ions.

5. Procédé conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que ledit milieu spécifique de certains nucléides est une résine échangeuse d'ions spécifique de certains nucléides immobilisant lesdits radionucléides et donnant des déchets radioactifs solides.

6. Procédé conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que le régénérant (26) contient des cations pouvant être déplacés.

7. Procédé conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que le régénérant (26) contient des anions pouvant être déplacés.