FR3016297A1

FR3016297A1 - PROCESS FOR TREATING SODIUM RESIDUES USING AQUEOUS FOAM

Info

Publication number: FR3016297A1
Application number: FR1450265A
Authority: FR
Inventors: Sylvain Faure; Vincent Lerat; Serge Bresson
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA; Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 2014-01-14
Filing date: 2014-01-14
Publication date: 2015-07-17
Anticipated expiration: 2034-01-14
Also published as: WO2015107049A1; FR3016297B1

Abstract

La présente invention concerne un procédé pour éliminer un résidu à base de sodium consistant à mettre en contact ledit résidu à base de sodium avec une mousse aqueuse, gélifiée ou viscosée, à gaz inerte et dont l'humidité est comprise entre 4 et 20%.The present invention relates to a method for removing a sodium-based residue comprising contacting said sodium-based residue with an aqueous, gelled or viscous inert gas foam having a moisture content of between 4 and 20%.

Description

PROCÉDÉ DE TRAITEMENT DES RÉSIDUS À BASE DE SODIUM UTILISANT UNE MOUSSE AQUEUSE DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE La présente invention concerne le traitement du sodium et notamment le traitement d'installations contaminées par du sodium. Plus particulièrement, la présente invention s'applique à la décontamination/destruction du sodium lors de l'exploitation/maintenance ou du démantèlement des réacteurs nucléaires refroidis au sodium, des installations de recherche associées ou encore des installations de l'industrie du sodium métallique.TECHNICAL FIELD The present invention relates to the treatment of sodium and in particular the treatment of installations contaminated with sodium. More particularly, the present invention applies to the decontamination / destruction of sodium during the operation / maintenance or dismantling of sodium-cooled nuclear reactors, associated research facilities or installations of the metal sodium industry.

En effet, la présente invention propose un procédé de traitement des résidus à base de sodium par des mousses aqueuses, gélifiées ou viscosées, à humidité contrôlée et contenant des bulles de gaz inerte. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Le sodium métal est un réducteur chimique puissant, paramagnétique (liquide entre 98°C et 883°C sous 1 atm) et présente des conductivités thermique, électrique et acoustique élevées. La viscosité du sodium liquide est proche de l'eau et sa densité légèrement inférieure à 1. De plus, à la différence de l'eau, le sodium atténue très faiblement les neutrons et son activation sous flux neutronique est faible.Indeed, the present invention provides a method of treating sodium-based residues with aqueous foams, gelled or viscose, with controlled humidity and containing inert gas bubbles. STATE OF THE PRIOR ART Sodium metal is a powerful, paramagnetic chemical reducer (liquid between 98 ° C. and 883 ° C. under 1 atm) and has high thermal, electrical and acoustic conductivities. The viscosity of liquid sodium is close to water and its density slightly less than 1. In addition, unlike water, sodium attenuates neutrons very weakly and its activation under neutron flux is weak.

Toutes ces caractéristiques prédisposent le sodium métallique en tant que caloporteur idéal dans la filière des réacteurs à neutrons rapides (RNR). Ces réacteurs utilisent des neutrons rapides par opposition aux neutrons thermiques. Ces neutrons rapides dont l'énergie cinétique est élevée ont l'avantage de faire fissionner les matériaux fissibles. L'utilisation de neutrons rapides limite également les captures stériles i.e. les captures ne donnant pas lieu à une nouvelle fission, ce qui tend à améliorer l'efficacité du réacteur. Ces réacteurs présentent généralement un circuit de sodium primaire (radioactif) assurant un transfert de chaleur du réacteur vers un circuit de sodium secondaire (peu ou pas radioactif) qui lui-même transfère la chaleur vers un circuit d'eau et de vapeur (par l'intermédiaire de générateurs de vapeur). Des dispositions au niveau de la conception et l'exploitation de ce type de RNR sont cependant nécessaires pour le bon fonctionnement (utilisation de matériaux spécifiques, purification du sodium dans des pièges froids ...) mais aussi pour maîtriser les risques importants liées à l'utilisation du sodium.All of these characteristics predispose metallic sodium as the ideal heat carrier in the fast neutron reactor (NRR) pipeline. These reactors use fast neutrons as opposed to thermal neutrons. These fast neutrons with high kinetic energy have the advantage of fissioning fissile materials. The use of fast neutrons also limits the sterile catches i.e. the catches do not give rise to a new fission, which tends to improve the efficiency of the reactor. These reactors generally have a primary (radioactive) sodium circuit which transfers heat from the reactor to a secondary (little or no radioactive) sodium circuit which in turn transfers the heat to a water and vapor circuit (for example). intermediate of steam generators). Provisions for the design and operation of this type of RNR are however necessary for the proper functioning (use of specific materials, purification of sodium in cold traps ...) but also to control the major risks associated with use of sodium.

En effet, le sodium réagit fortement avec l'oxygène au-dessus de 125- 130°C (inflammation spontanée). Avec l'hydrogène à forte concentration, il y a formation d'hydrures qui sont instables. Le sodium réagit avec l'humidité de l'air. Avec du sodium liquide i.e. à une température supérieure à 200°C, il existe un risque d'inflammation spontanée avec dégagement de vapeur de soude et d'oxyde. Avec l'eau, la réaction est violente, fortement exotherme (138 kJ/mol), explosive à cause du dégagement d'hydrogène (explosif LIE dans l'air 4%) et productrice de soude potentiellement corrosive. Le sodium réagit aussi avec les alcools et attaque le verre. Les opérations de maintenance et de démantèlement des « équipements sodium » notamment dans les RNR à caloporteur sodium demandent donc des procédés de « nettoyage » spécifiques. Ces procédés doivent limiter les risques chimiques vis-à-vis des opérateurs et éventuellement du risque de contamination lorsque le sodium est activé ou contaminé. Quatre-vingts pour cent des procédés de traitement du sodium utilisent l'eau. L'eau utilisée comme réactif transforme le sodium en soude et hydrogène selon la réaction (I) suivante : Na + H2O NaOH + 1/2 H2 l'+ 138 KJ/mole (I) La réaction sodium/eau suit la loi d'Arrhénius et est très exothermique. Elle s'emballe très vite en même temps que la température du sodium augmente jusqu'à une valeur supérieure à 600°C, il y a apparition d'un flash rouge. De plus, elle produit de l'hydrogène, qui peut exploser très facilement dans l'air par apport d'énergie (choc ou thermique). Les différentes contraintes dues à cette réaction sont les suivantes : - maintenir un contrôle permanent de la température puisque la réaction est très exothermique et thermosensible ; - limiter la quantité d'eau au contact direct du sodium, ou la quantité de sodium en contact avec l'eau et limiter ainsi l'énergie dégagée ; - limiter les problèmes de corrosion par la soude chaude et ce, pour une température supérieure à 230°C ; - contrôler le pourcentage d'hydrogène rejeté, la limite d'inflammation dans l'air étant de 4%. Différents procédés de traitement du sodium utilisant de l'eau sont listés et commentés ci-après. Ainsi le procédé impliquant une aspersion d'eau liquide est utilisé principalement pour des pièces de petites dimensions et contenant une faible quantité de sodium. Il consiste à immerger ou arroser d'eau la pièce. Un toit à vantelle permet d'évacuer la surpression en cas d'emballement ou explosion. Un tel procédé est facile d'utilisation et économique mais un risque d'explosion et d'inflammation existe si la quantité de sodium est trop importante. De plus, une grande quantité d'eau est nécessaire. Les procédés de lavage évoqués par la suite sont principalement appliqués dans des puits dans lesquels sont suspendus des composants sodés de grande taille. Le principe du lavage à la vapeur froide est de fabriquer de la vapeur froide en chauffant de l'eau déminéralisée contenue au fond d'un puits maintenu sous vide. De plus, le dioxyde de carbone contenu dans le puits transforme la soude en bicarbonate de sodium. Le processus n'est pas néfaste pour l'environnement et aucun risque de corrosion par la soude n'existe. La mise sous vide du récipient peut cependant laisser passer de l'air si l'étanchéité n'est pas bonne et de fait produire une forte réaction avec l'oxygène. La coupure du chauffage de l'eau n'entraîne pas instantanément l'arrêt de production de vapeur et donc l'arrêt de la réaction avec le sodium. La technique de lavage à la vapeur chaude est réalisée sous atmosphère inerte. Après le chauffage du puits (150°C) dans lequel se trouve l'objet sodé, de l'eau est introduite au fond du puits puis chauffée pour obtenir de la vapeur à 105°C. La réaction est suivie par la mesure d'hydrogène produit. Le composant est ensuite rincé. Ce procédé présente de nombreux avantages à savoir efficacité de la vapeur d'eau, rapidité, faible production d'effluents, accessibilité de la vapeur dans les zones difficiles (trous, jeux, filetages ...). De plus, un tel procédé est plus économique et plus facile d'utilisation que la vapeur froide. Toutefois, en plus de la formation de rouille, il existe une trop grande inertie de la dynamique du procédé et la possibilité d'échauffements locaux qui conduisent à des risques de corrosion par la soude. Comme pour le lavage à la vapeur froide, la coupure du chauffage de l'eau n'entraîne pas instantanément l'arrêt de production de vapeur et donc l'arrêt de la réaction avec le sodium. La présence d'hydrogène représente également un danger potentiel. Une atomisation d'eau (brouillard diphasique) est réalisée à froid sur le composant sodé, positionné dans son puits inerté. La réaction est contrôlée par l'arrêt ou la modulation du débit d'eau. Ce procédé facile de mise en oeuvre et économique présente l'avantage d'une montée en température limitée sans risque de corrosion.Indeed, sodium reacts strongly with oxygen above 125-130 ° C (spontaneous inflammation). With high concentration hydrogen, hydrides are formed which are unstable. Sodium reacts with the humidity of the air. With liquid sodium i.e. at a temperature above 200 ° C, there is a risk of spontaneous ignition with release of sodium hydroxide and oxide. With water, the reaction is violent, highly exothermic (138 kJ / mol), explosive due to the release of hydrogen (explosive LEL in air 4%) and producing potentially corrosive soda. Sodium also reacts with alcohols and attacks the glass. The maintenance and dismantling operations of "sodium equipment", particularly in sodium-cooled RNRs, therefore require specific "cleaning" processes. These processes must limit the chemical risks vis-à-vis the operators and possibly the risk of contamination when the sodium is activated or contaminated. Eighty percent of sodium treatment processes use water. The water used as a reagent converts sodium into sodium hydroxide and hydrogen according to the following reaction (I): Na + H2O NaOH + 1/2 H2 + 138 KJ / mole (I) The sodium / water reaction follows the law of Arrhenius and is very exothermic. It gets very fast at the same time as the sodium temperature increases to a value above 600 ° C, there is appearance of a red flash. In addition, it produces hydrogen, which can explode very easily in the air by energy input (shock or heat). The various constraints due to this reaction are as follows: - maintain a permanent control of the temperature since the reaction is very exothermic and thermosensitive; - limit the amount of water in direct contact with sodium, or the amount of sodium in contact with water and thus limit the energy released; - to limit corrosion problems by hot soda and this, for a temperature above 230 ° C; - control the percentage of hydrogen released, the ignition limit in the air being 4%. Various methods of treating sodium using water are listed and discussed below. Thus the process involving spraying liquid water is used mainly for small parts and containing a small amount of sodium. It consists of immersing or watering the room. A sun roof allows to evacuate the overpressure in case of runaway or explosion. Such a method is easy to use and economical but a risk of explosion and inflammation exists if the amount of sodium is too important. In addition, a large amount of water is needed. The washing processes discussed below are mainly applied in wells in which large soda components are suspended. The principle of cold steam washing is to make cold steam by heating deionized water contained in the bottom of a well maintained under vacuum. In addition, the carbon dioxide contained in the well transforms sodium hydroxide into sodium bicarbonate. The process is not harmful to the environment and there is no risk of soda corrosion. The evacuation of the container may however pass air if the seal is not good and in fact produce a strong reaction with oxygen. Cutting off the water heating does not instantly stop steam production and thus stop the reaction with sodium. The technique of washing with hot steam is carried out under an inert atmosphere. After heating the well (150 ° C) in which the soda object is located, water is introduced to the bottom of the well and then heated to obtain steam at 105 ° C. The reaction is followed by the measurement of hydrogen produced. The component is then rinsed. This process has many advantages namely effectiveness of water vapor, speed, low production of effluents, accessibility of steam in difficult areas (holes, games, threads ...). In addition, such a process is more economical and easier to use than cold steam. However, in addition to the formation of rust, there is too much inertia of the dynamics of the process and the possibility of local overheating which lead to the risk of corrosion by soda. As for the cold steam wash, cutting off the water heating does not instantly stop steam production and thus stop the reaction with sodium. The presence of hydrogen is also a potential hazard. A water atomization (diphasic mist) is performed cold on the soda component, positioned in its inert well. The reaction is controlled by stopping or modulating the flow of water. This easy process of implementation and economic has the advantage of a limited rise in temperature without risk of corrosion.

Cependant son efficacité est moindre, comparée à la vapeur et ce, notamment dans les zones difficiles d'accès. Qui plus est, le sodium présent dans les zones de rétention peut se trouver isolé par une pellicule de soude qui stoppe la réaction, le sodium réagissant ensuite violemment lors d'un rinçage final à l'eau. Un autre procédé de traitement impliquant de l'eau consiste en un lavage par mise sous vide. Le puits inerté au CO2 est mis sous vide à une pression d'environ 400 mbar, pour faire de la vapeur froide à partir de l'eau injectée en partie basse. La soude produite par la réaction sodium-eau est transformée avec une cinétique plus lente en bicarbonate de sodium. Ce procédé, bien que présentant une bonne efficacité et de faibles températures de mise en oeuvre, ne permet pas d'assurer une maîtrise de la réaction et nécessite une dépression dans le puits.However, its efficiency is lower compared to steam, especially in areas that are difficult to access. Moreover, the sodium present in the retention zones can be isolated by a film of soda which stops the reaction, the sodium then reacts violently during a final rinsing with water. Another treatment method involving water is a vacuum wash. The CO2 inert well is evacuated to a pressure of about 400 mbar, to make cold vapor from the water injected at the bottom. Soda produced by the sodium-water reaction is converted with slower kinetics to sodium bicarbonate. This method, although having a good efficiency and low temperatures of implementation, does not provide control of the reaction and requires depression in the well.

Le lavage par barbotage CO2 est réalisé dans un puits dans lequel le composant sodé se trouve et une faible quantité d'eau est introduite en fond. Du gaz carbonique est injecté à ce niveau pour barboter et ainsi véhiculée de l'humidité qui réagit avec le sodium. L'eau peut être réchauffée pour augmenter le point de rosée du gaz et ainsi monter l'humidité du gaz. Le CO2 permet aussi la transformation de la soude en carbonate. Le composant peut être rincé et parfois immergé avant d'être séché. Le procédé est contrôlé par le pourcentage d'hydrogène produit, la température du composant et la pression du puits. Il s'agit d'un procédé sûr et contrôlable, non corrosif, dans lequel l'arrêt d'injection de CO2 stoppe immédiatement la réaction. Il n'en reste pas moins long, consommateur de grandes quantités de gaz, risqué à cause de l'hydrogène produit et uniquement utilisable pour des composants de géométries simples avec peu de sodium. Le lavage par atomisation froide est effectué dans un puits avec atomisation d'eau dont l'apport est augmenté progressivement en utilisant du CO2 et de l'azote (N2). Le composant est ensuite aspergé à l'eau déminéralisée, immergé puis séché sous vide sous azote. Ce procédé sûr, contrôlable et non corrosif demeure long, consommateur de gaz et faiblement efficace dans les chicanes et les jeux. Les procédés de lavage in situ WVN (pour « Water Vapour Nitrogen ») sont utilisés sur les parties fixes d'installation et sont destinés à éliminer du sodium résiduel avec une cinétique très faible et un apport d'eau limité. Il s'agit de faire circuler un gaz inerte avec un point de rosée très faible de manière à transformer le sodium très lentement sans passer par une phase de soude aqueuse (régime diffusionnel). Un chauffage thermique préalable est possible si on souhaite décomposer les hydrures. Ce procédé avec chauffe préalable est utilisé pour le traitement des pièges froids. On notera qu'il existe une variante avec mise sous vide également pour le traitement des pièges froids. Le principal avantage de ces procédés est leur mise en oeuvre in situ. Ils présentent cependant des risques radiologiques pour les opérateurs, qui doivent intervenir sur des capacités ou pièges froids actifs, pour la connexion des liaisons des cadres de traitement et des moyens de chauffe.The CO2 sparge wash is performed in a well in which the soda component is located and a small amount of water is introduced in the bottom. Carbon dioxide is injected at this level to bubble and thus convey moisture that reacts with sodium. The water can be reheated to increase the dew point of the gas and thus raise the humidity of the gas. CO2 also allows the transformation of soda into carbonate. The component can be rinsed and sometimes immersed before being dried. The process is controlled by the percentage of hydrogen produced, the temperature of the component and the pressure of the well. It is a safe and controllable, non-corrosive process in which stopping CO2 injection stops the reaction immediately. It does not remain less long, consumer of large quantities of gas, risky because of the hydrogen produced and only usable for components of simple geometries with little sodium. The cold spray wash is carried out in a well with atomization of water whose contribution is gradually increased by using CO2 and nitrogen (N2). The component is then sprayed with demineralized water, immersed and then dried under vacuum under nitrogen. This safe, controllable and non-corrosive process remains long, gas consuming and weakly effective in baffles and games. WVN ("Water Vapor Nitrogen") in-situ washing processes are used on fixed installation parts and are intended to remove residual sodium with very low kinetics and a limited water supply. This is to circulate an inert gas with a very low dew point so as to transform the sodium very slowly without going through an aqueous sodium phase (diffusion regime). Prior thermal heating is possible if it is desired to decompose the hydrides. This process with preheating is used for the treatment of cold traps. Note that there is a variant with vacuum also for the treatment of cold traps. The main advantage of these methods is their implementation in situ. However, they present radiological risks for the operators, who must intervene on cold active capacities or traps, for the connection of the links of the treatment frames and the heating means.

Il existe aussi un traitement, dans un réacteur autoclave inerté, de lingots de sodium (quelques centaines de grammes) immergés dans de l'eau et produisant de très fortes surpressions. Ce traitement manutentionnable s'applique au sodium et à son alliage avec le potassium (NaK) fortement contaminé et peut être employé en cellule. Toutefois, les quantités traitées sont faibles et un important pic de surpression a déjà été constaté (jusqu'à 25 bars pour 400 g de Na). Le procédé ELA pour « Enceinte en Lavage Actif » permet de traiter des objets spécifiques du démantèlement, présentant des composants au sodium pollués et très actifs (contaminés), préalablement placés dans un panier de lavage (perforé) dans une cellule de démantèlement. Ce procédé permet le traitement du sodium sous toutes ses formes par de l'eau atomisée dans un flux de gaz inerte. La zone de réaction est refroidie par un fort courant de gaz inerte qui permet la dilution de l'hydrogène produit, ce dernier constituant toujours un risque. Ce procédé nécessite une installation conséquente avec un équipement à pression, un refroidissement par l'apport de grandes quantités de gaz inerte, la découpe préalable des équipements en cellule « active », la préparation minutieuse des paniers pour s'assurer du traitement des zones difficilement accessibles et ce, pour éviter que de l'eau ou de la soude ne soit retenue sur une rétention de sodium. Le traitement par carbonatation par gaz consiste à balayer le récipient contenant le sodium par un gaz inerte (N2) transportant du dioxyde de carbone et une petite quantité d'eau. L'humidité du gaz est contrôlée pour éviter la condensation sur les murs et ainsi une concentration d'eau locale. Le sodium réagit donc avec l'eau pour former de la soude et de l'hydrogène qui est par la suite transporté par le gaz. Pour finir, la soude réagit avec le CO2 et génère du bicarbonate de sodium ou du carbonate de sodium. Les carbonates de sodium sont très avantageux car ils sont inertes, stables et solubles dans l'eau. NaOH + CO2 NaHCO3 (II) 2NaOH + CO2 Na2CO3 + H2O (III) Tout le sodium ne peut pas être éliminé avec ce procédé, il reste du sodium résiduel inaccessible par la carbonatation, et notamment dans le cas de fortes épaisseurs et de géométries particulières, qui doit subir des traitements locaux, la couche de carbonate pouvant créer une barrière entre le sodium et l'eau. Le procédé Noah permet d'effectuer l'hydrolyse du sodium liquide pulvérisé dans une enceinte de réaction en présence de soude aqueuse qui constitue un risque. Ce procédé permet de traiter de grandes quantités de sodium mais nécessite du sodium liquide et purifié, confinement inerté. D'autres procédés utilisent de l'alcool plutôt que de l'eau. La réaction du sodium avec l'alcool est beaucoup plus lente qu'avec l'eau et ne produit pas de soude, mais est également exothermique : Na + C2H5OH NaOC2H5 +1/2 H21\ (IV) Le choix s'est porté sur l'alcool éthylique pour avoir une vitesse de réaction raisonnable car plus la masse moléculaire de l'alcool est faible plus celui-ci réagit vite.There is also a treatment, in an inert autoclave reactor, of sodium ingots (a few hundred grams) immersed in water and producing very high pressures. This manageable treatment applies to sodium and its alloy with highly contaminated potassium (NaK) and can be used in cell. However, the quantities treated are low and a large peak of overpressure has already been observed (up to 25 bar for 400 g of Na). The ELA process for "Active Washing Enclosure" is used to treat specific objects of dismantling, with polluted and very active (contaminated) sodium components, previously placed in a washing basket (perforated) in a dismantling cell. This process allows the treatment of sodium in all its forms by atomized water in a flow of inert gas. The reaction zone is cooled by a strong stream of inert gas which allows dilution of the hydrogen produced, the latter still constituting a risk. This process requires substantial installation with pressure equipment, cooling by the supply of large quantities of inert gas, prior cutting of equipment in "active" cells, careful preparation of baskets to ensure the treatment of areas difficult. accessible, to prevent water or soda from being retained on sodium retention. The gas carbonation process involves sweeping the sodium container with an inert gas (N2) carrying carbon dioxide and a small amount of water. The humidity of the gas is controlled to prevent condensation on the walls and thus a local water concentration. Sodium reacts with water to form soda and hydrogen, which is then transported by the gas. Finally, soda reacts with CO2 and generates sodium bicarbonate or sodium carbonate. Sodium carbonates are very advantageous because they are inert, stable and soluble in water. NaOH + CO2 NaHCO3 (II) 2NaOH + CO2 Na2CO3 + H2O (III) All sodium can not be removed with this process, residual sodium remains inaccessible by carbonation, particularly in the case of large thicknesses and special geometries , which has to undergo local treatments, the carbonate layer being able to create a barrier between the sodium and the water. The Noah process makes it possible to carry out the hydrolysis of the liquid sodium sprayed in a reaction chamber in the presence of aqueous sodium hydroxide which constitutes a risk. This process makes it possible to treat large amounts of sodium but requires liquid sodium and purified, inert confinement. Other processes use alcohol rather than water. The reaction of sodium with alcohol is much slower than with water and does not produce soda, but is also exothermic: Na + C2H5OH NaOC2H5 +1/2 H21 \ (IV) The choice was made ethyl alcohol to have a reasonable reaction rate because the lower the molecular weight of the alcohol, the faster it reacts.

Le pourcentage d'eau contenue dans l'alcool doit être inférieur à 4% en volume car la réaction entre l'eau et le sodium peut causer un incendie au contact de l'alcool. Le procédé coûte cher et n'est pas totalement efficace pour le sodium présent dans des lacunes. Il est considéré comme dangereux du fait de l'instabilité de la réaction. Par ailleurs, les effluents à base organique sont difficilement traitables.The percentage of water contained in the alcohol must be less than 4% by volume because the reaction between water and sodium can cause a fire on contact with alcohol. The process is expensive and not totally effective for the sodium present in gaps. It is considered dangerous because of the instability of the reaction. In addition, effluents with an organic base are difficult to treat.

D'autres procédés existent comme le brûlage, la distillation sous vide ou des traitements physiques classiques. Ces derniers sont limités en usage industriel car relativement fastidieux. Ils impliquent, par exemple, le sablage, le grenaillage, l'évaporation ou encore le grattage.Other methods exist such as burning, vacuum distillation or conventional physical treatments. These are limited in industrial use because relatively tedious. They involve, for example, sanding, blasting, evaporation or scraping.

Toutefois aucun des procédés présentés ci-dessus n'est polyvalent et ne peut répondre à l'ensemble du besoin sur le traitement du sodium. Les exigences attendues sur les performances varient selon la nature ou la quantité de sodium à traiter. Le choix d'un procédé doit aussi tenir compte de la gestion du déchet ultime en terme de filière de traitement. De plus, la plupart de ces procédés sont coûteux, et les investissements se révèlent souvent conséquents suite à l'analyse de sûreté du procédé. Les inventeurs se sont fixé pour but de mettre au point un procédé pour le traitement du sodium, facile à mettre en oeuvre et ce, quel que soit l'élément à traiter, ne nécessitant ni structure, ni réactif onéreux et peu risqué pour l'environnement et les opérateurs. EXPOSÉ DE L'INVENTION Les buts fixés et d'autres encore sont atteints par l'invention qui propose un procédé de traitement de résidus à base de sodium par des mousses aqueuses à humidité contrôlée contenant des bulles de gaz inerte. Le procédé de l'invention par mousse de remplissage ou d'immersion de pièces sodées constitue une voie nouvelle par rapport aux procédés existants et offre une solution à tout ou partie des inconvénients de ces procédés.However, none of the processes presented above are polyvalent and can not meet the entire need for the treatment of sodium. Expected performance requirements vary depending on the nature or amount of sodium to be treated. The choice of a process must also take into account the ultimate waste management in terms of treatment chain. In addition, most of these processes are expensive, and the investments are often significant following the safety analysis of the process. The inventors have set themselves the goal of developing a process for the treatment of sodium, easy to implement and this, whatever the element to be treated, requiring no structure or expensive reagent and low risk for the environment and operators. DISCLOSURE OF THE INVENTION The objects set and still others are achieved by the invention which proposes a method of treating sodium-based residues with controlled humidity aqueous foams containing inert gas bubbles. The method of the invention by foam filling or immersion of soda pieces is a new way compared to existing methods and offers a solution to all or part of the disadvantages of these methods.

En effet, le procédé de l'invention est polyvalent car il permet de traiter les résidus de sodium radiocontaminés ou non, sous forme de fragments ou de dépôts sur les pièces notamment métalliques de forme complexe (pièges froids) dans deux configurations que sont (i) le traitement de pièces sodées ou de résidus à base de sodium de type fragments ou résidus liquides dans un bain de mousse contenu dans des cuves de traitement ouvertes ou fermées et (ii) le remplissage direct des cuves ou tuyauteries contenant du sodium avec la mousse. Dans les deux configurations précitées, le sodium est détruit par l'eau de la mousse et transformé en soude et hydrogène. Les gaz s'échappant de la mousse sont classiquement maîtrisés par dilution ou lavage.Indeed, the process of the invention is polyvalent because it makes it possible to treat radiocontaminated or non-radiocontaminated sodium residues in the form of fragments or deposits on particularly complex-shaped metal parts (cold traps) in two configurations that are (i ) the treatment of soda-lined or fragment-based sodium residues or liquid residues in a foam bath contained in open or closed process vessels and (ii) the direct filling of the sodium-containing vessels or pipes with the foam . In the two configurations mentioned above, the sodium is destroyed by the water of the foam and converted into sodium hydroxide and hydrogen. The gases escaping from the foam are conventionally controlled by dilution or washing.

En outre, la mousse à humidité contrôlée permet de maîtriser l'apport de l'eau sur le sodium, l'élévation de température qui en résulte et la cinétique de destruction du sodium correspondante. En d'autres termes, le bain de mousse mis en oeuvre limite les projections d'aérosols de soude observés dans les autres procédés de lavage à l'eau et protège les installations et les opérateurs de l'explosion en cas d'emballement de la réaction sodium-eau. Il permet aussi de traiter des épaisseurs conséquentes contrairement au procédé gazeux (carbonatation). Ainsi, le procédé de l'invention déployable sur le terrain et peu coûteux (eau, gaz inerte, agents gélifiants/viscosants et tensioactifs) est davantage sécurisant vis- à-vis : - du risque d'explosion de l'hydrogène grâce aux propriétés confinantes de la mousse qui absorbe les ondes de choc en cas d'explosion et - de l'emballement thermique de la réaction sodium/eau grâce aux propriétés isolantes de la mousse, les parois du réacteur restant froides.In addition, the moisture-controlled foam controls the supply of water on sodium, the resulting rise in temperature and the kinetics of destruction of the corresponding sodium. In other words, the foam bath used limits the sprays of soda spray observed in other water washing processes and protects the installations and operators of the explosion in case of runaway of the sodium-water reaction. It also makes it possible to treat substantial thicknesses in contrast to the gaseous process (carbonation). Thus, the method of the invention deployable in the field and inexpensive (water, inert gas, gelling agents / viscosants and surfactants) is more secure vis-à-vis: - the risk of explosion of hydrogen through the properties confining foam that absorbs the shock waves in the event of explosion and - the thermal runaway of the sodium / water reaction due to the insulating properties of the foam, the walls of the reactor remaining cold.

Enfin, le procédé de l'invention produit de faibles quantités de soude diluée, liquide, pompable et qui peut être traitée dans une installation dédiée. De plus, si une contamination radiologique est présente, elle est piégée dans les films d'eau de la mousse et est concentrée dans une faible quantité de soude diluée après déstabilisation de la mousse par drainage. Elle est évacuée par simple pompage du liquide drainé de la mousse. Plus particulièrement, la présente invention propose un procédé pour éliminer un résidu à base de sodium consistant à mettre en contact ledit résidu à base de sodium avec une mousse aqueuse, gélifiée ou viscosée, à gaz inerte et dont l'humidité est comprise entre 4 et 20%. Dans le cadre de la présente invention, on entend par « éliminer un résidu à base de sodium », convertir ledit résidu à base de sodium en au moins un autre composé préféré et ce, de façon contrôlée. Cette élimination peut être partielle ou totale.Finally, the process of the invention produces small amounts of dilute, liquid, pumpable soda which can be treated in a dedicated installation. In addition, if radiological contamination is present, it is trapped in the water films of the foam and is concentrated in a small amount of diluted sodium hydroxide after destabilization of the foam by drainage. It is evacuated by simply pumping the drained liquid from the foam. More particularly, the present invention provides a method for removing a sodium-based residue comprising contacting said sodium-based residue with an aqueous, gelled or viscose, inert gas foam having a moisture content of from 4 to 20%. In the context of the present invention, the term "eliminate a sodium-based residue", converting said sodium-based residue to at least one other preferred compound and in a controlled manner. This elimination can be partial or total.

Avantageusement, la conversion du résidu à base de sodium suit la réaction (I) précédemment exposée. Plus avantageusement encore, lorsque l'élimination mise en oeuvre dans le cadre du procédé selon l'invention est totale, les composés préférés obtenus comprennent notamment de la soude et de l'hydrogène. A noter que d'autres composés peuvent également être obtenus lors de cette conversion et ce, en fonction de la nature du résidu à base de sodium à traiter.Advantageously, the conversion of the sodium-based residue follows the reaction (I) previously explained. Even more advantageously, when the elimination carried out in the context of the process according to the invention is complete, the preferred compounds obtained comprise, in particular, sodium hydroxide and hydrogen. Note that other compounds can also be obtained during this conversion and this, depending on the nature of the sodium-based residue to be treated.

En effet, dans le cadre de la présente invention, un résidu à base de sodium peut être tout type de résidu comprenant du sodium et typiquement rencontré dans les réacteurs de type RNR, dans les unités de recherche associées et/ou dans l'industrie du sodium métallique. Avantageusement, le résidu à base de sodium tel que traité dans le cadre de la présente invention est choisi dans le groupe constitué par un résidu de sodium métallique, un résidu d'oxyde de sodium (Na20), un résidu d'hydrure de sodium (NaH), un résidu d'un alliage contenant du sodium comme un résidu d'un alliage eutectique de sodium et de potassium (NaK) ou un de leurs mélanges. Le résidu à base de sodium peut être contaminé (par différents radioéléments) et parfois activé (radiologiquement). En variante, le résidu à base de sodium est conventionnel (au sens résidu ni contaminé, ni activé). Le résidu à base de sodium tel que traité dans le cadre de la présente invention peut se présenter sous différentes formes. Ainsi, il peut se présenter sous forme d'un dépôt, sous forme d'un fragment ou sous forme liquide.Indeed, in the context of the present invention, a sodium-based residue may be any type of residue comprising sodium and typically encountered in RNR-type reactors, in associated research units and / or in the chemical industry. metallic sodium. Advantageously, the sodium-based residue as treated in the context of the present invention is chosen from the group consisting of a metal sodium residue, a sodium oxide residue (Na 2 O), a sodium hydride residue ( NaH), a residue of an alloy containing sodium as a residue of a sodium and potassium eutectic alloy (NaK) or a mixture thereof. The sodium-based residue can be contaminated (by different radioelements) and sometimes activated (radiologically). Alternatively, the sodium-based residue is conventional (in the residue sense neither contaminated nor activated). The sodium-based residue as treated in the context of the present invention may be in various forms. Thus, it may be in the form of a deposit, in the form of a fragment or in liquid form.

Dans le cadre d'un dépôt, ce dernier peut présenter une épaisseur maximale très variable, notamment comprise entre 0,1 mm et 30 cm, notamment entre 1 mm et 15 cm et, en particulier, entre 2 mm et 5 cm. Un tel dépôt peut également remplir un tronçon d'appareillage ou un tronçon de tuyauteries. Typiquement, un tel dépôt peut être obtenu après aérosolisation du sodium sur les surfaces telles que les zones froides en phase gaz. Dans le cadre d'un fragment, ce dernier peut présenter une taille et une forme très variables. Avantageusement, la taille maximale que peut présenter un fragment de résidu à base de sodium est comprise entre 0,1 cm et 60 cm, notamment entre 1 cm et 40 cm et, en particulier, entre 2 cm et 30 cm.In the context of a deposit, the latter may have a very variable maximum thickness, especially between 0.1 mm and 30 cm, in particular between 1 mm and 15 cm and, in particular, between 2 mm and 5 cm. Such a deposit can also fill a section of equipment or a section of pipes. Typically, such a deposit can be obtained after aerosolization of sodium on surfaces such as cold zones in the gas phase. In the context of a fragment, the latter may have a very variable size and shape. Advantageously, the maximum size that can present a fragment of sodium-based residue is between 0.1 cm and 60 cm, especially between 1 cm and 40 cm and, in particular, between 2 cm and 30 cm.

Le résidu à base de sodium peut également se présenter sous forme liquide à température ambiante ; c'est notamment le cas pour l'alliage eutectique de NaK contenu dans certains équipements des RNR comme les enveloppes de pièges froids et d'autres équipements (détecteur, virus, barboteur ...).The sodium-based residue may also be in liquid form at room temperature; this is particularly the case for the eutectic alloy of NaK contained in certain equipment of the RNRs such as envelopes of cold traps and other equipment (detector, virus, bubbler ...).

Le procédé de traitement selon la présente invention met en oeuvre une mousse aqueuse, gélifiée ou viscosée, à gaz inerte et dont l'humidité est comprise entre 4 et 20%. Par « mousse aqueuse, gélifiée ou viscosée, à gaz inerte », on entend avantageusement une mousse constituée d'une dispersion de bulles de gaz inerte dans une solution aqueuse moussante comprenant : - de 0,2 à 2% en poids d'un agent tensioactif organique moussant ou d'un mélange d'agents tensioactifs organiques moussants par rapport au poids total de la solution, et - de 0,05 à 0,5 % en poids d'un agent gélifiant ou viscosant, organique ou d'un mélange d'agents gélifiants ou viscosants, organiques par rapport au poids total de la solution. De par sa composition, la mousse de traitement utilisée dans le cadre du procédé selon la présente invention dispose des avantages des mousses à durée de vie contrôlée classiquement utilisées dans le traitement de décontamination radioactive (voir, à cet effet, la demande internationale WO 2004/008463 au nom du CEA et de la COGEMA, publiée le 22 janvier 2004). Par « gaz inerte », on entend un gaz inerte vis-à-vis de l'hydrogène qui se dégage lors de la réaction du sodium avec l'eau de la solution aqueuse moussante. En d'autres termes, le gaz mis en oeuvre pour générer la mousse utilisée dans le procédé selon l'invention doit être un gaz dépourvu d'oxygène. Avantageusement, un tel gaz est choisi dans le groupe constitué par l'hélium, l'argon et l'azote. Dans une forme de mise en oeuvre de la présente invention, la solution aqueuse moussante est uniquement constituée (i) de 0,2 à 2% en poids d'un agent tensioactif organique moussant ou d'un mélange d'agents tensioactifs moussants par rapport au poids total de la solution, (ii) de 0,05 à 0,5 % en poids d'un agent gélifiant ou viscosant, organique ou d'un mélange d'agents gélifiants ou viscosants, organiques par rapport au poids total de la solution et (iii) d'eau. Par « eau », on entend aussi bien l'eau du robinet que l'eau désionisée, et l'eau distillée, acidifiées ou basiques.The treatment method according to the present invention uses an aqueous foam, gelled or viscose, inert gas and whose moisture is between 4 and 20%. The expression "aqueous, gelled or viscous foam with an inert gas" advantageously means a foam consisting of a dispersion of inert gas bubbles in an aqueous foaming solution comprising: from 0.2 to 2% by weight of an agent foaming organic surfactant or a mixture of foaming organic surfactants with respect to the total weight of the solution, and - from 0.05 to 0.5% by weight of an organic gelling or viscosifying agent or a mixture gelling or viscosifying agents, organic with respect to the total weight of the solution. By virtue of its composition, the treatment foam used in the context of the process according to the present invention has the advantages of the controlled-life-time foams conventionally used in the radioactive decontamination treatment (see, for this purpose, the international application WO 2004 / 008463 on behalf of CEA and COGEMA, published on 22 January 2004). By "inert gas" is meant a hydrogen-inert gas which is evolved during the reaction of sodium with the water of the foaming aqueous solution. In other words, the gas used to generate the foam used in the process according to the invention must be an oxygen-free gas. Advantageously, such a gas is selected from the group consisting of helium, argon and nitrogen. In one embodiment of the present invention, the foaming aqueous solution consists only of (i) 0.2 to 2% by weight of a foaming organic surfactant or a mixture of foaming surfactants relative to to the total weight of the solution, (ii) from 0.05 to 0.5% by weight of an organic gelling or viscosifying agent or a mixture of organic gelling or viscosifying agents with respect to the total weight of the solution and (iii) water. By "water" is meant both tap water and deionized water, and distilled water, acidified or basic.

La mousse telle que mise en oeuvre dans le cadre de la présente invention présente une humidité comprise entre 4 et 20%. Pour rappel, une mousse est souvent caractérisée par son foisonnement défini, dans les conditions normales de température et de pression, par la relation (V) suivante : F = (VOlgaz + Volliquide)/V011iquide = VOlmousse/V011iquide (V) Par conséquent, l'humidité d'une mousse correspond à l'inverse de son foisonnement et donc est définie par le rapport Volliquide/Volmousse- Les mousses de traitement préparées dans le cadre de l'invention, comme les mousses décrites dans la demande internationale WO 2004/008463, permettent une économie sur les effluents liquides générés après traitement et drainage total de la mousse. Les mousses utilisées dans le cadre de la présente invention présentent un foisonnement compris entre 5 et 25 et, avantageusement, compris entre 7 et 20, ce qui correspond à une fraction liquide ou humidité de la mousse comprise entre 4 et 20% et, avantageusement, comprise entre 5 et 14%. A noter que le volume de liquide (Volliquide) dans les rapports ci-dessus correspond aux volumes des différents composés mélangés initialement pour préparer la solution aqueuse moussante et, en particulier, à la somme du volume du ou des agent(s) tensioactif(s) organique(s) moussant(s), du volume du ou des agent(s) gélifiant(s) ou viscosant(s), organique(s) et du volume d'eau. Les mousses de traitement préparées dans le cadre de l'invention permettent, par exemple, de traiter en remplissage de grands volumes contenant des résidus de sodium tels que précédemment définis, de 100 m3, avec 5 m3 à 14 m3 de liquide. De fait, peu d'effluents liquides à traiter par la suite sont produits. Il en découle une simplification en termes de filière globale du traitement du sodium. Enfin, comme présenté dans la partie expérimentale ci-après, les inventeurs ont pu observer trois types de traitement en fonction de l'humidité de la mousse utilisée : - pour une mousse initialement faiblement humide i.e. présentant une humidité inférieure ou égale à 8%, notamment comprise entre 4 et 8% et, en particulier, comprise entre 5 et 7%, il a été observé une destruction lente du sodium en quelques heures à une température au sein de la mousse comprise entre 100°C et 170°C. Les gaz dégagés, tels qu'hydrogène, vapeurs d'eau et vapeurs de soude, sont d'abord piégés dans la mousse sous formes de poches sans risque d'explosion au sein de la mousse. Puis ils sont évacués sous forme de bulles ou de petites fumerolles au sommet de la mousse et peuvent être récupérés par des systèmes de traitement des gaz ; - pour une mousse initialement plus humide i.e. présentant une humidité supérieure ou égale à 12%, notamment comprise entre 12 et 20% et, en particulier, comprise entre 12 et 15%, il a été observé une destruction rapide en quelques minutes avec une température au sein de la mousse supérieure à 300°C. La réaction est plus violente mais étouffée par les propriétés d'absorption des ondes de choc et de confinement de la mousse ; et - pour une mousse à humidité intermédiaire i.e. présentant une humidité comprise entre 8 et 12%, il a été observé une destruction du sodium à vitesse modérée en quelques dizaines de minutes. Ces trois gammes d'humidité peuvent être avantageusement et indifféremment utilisées pour traiter des résidus à base de sodium selon l'invention. L'homme du métier saura choisir la gamme la mieux adaptée en fonction principalement de la nature du résidu à base de sodium et ce, sans faire preuve d'un effort inventif particulier au vu de l'enseignement de la présente invention.The foam as implemented in the context of the present invention has a moisture of between 4 and 20%. As a reminder, a foam is often characterized by its defined expansion, under normal conditions of temperature and pressure, by the following relationship (V): F = (VOlgaz + Volliquide) / V011iquide = VOlmousse / V011iquide (V) Therefore, the moisture of a foam corresponds to the inverse of its expansion and therefore is defined by the ratio Volliquide / Volmousse- The treatment foams prepared in the context of the invention, such as the foams described in the international application WO 2004 / 008463, allow a saving on liquid effluents generated after treatment and total drainage of the foam. The foams used in the context of the present invention have an abundance of between 5 and 25 and, advantageously, of between 7 and 20, which corresponds to a liquid fraction or moisture of the foam of between 4 and 20% and, advantageously, between 5 and 14%. It should be noted that the volume of liquid (Volliquide) in the above ratios corresponds to the volumes of the various compounds initially mixed to prepare the foaming aqueous solution and, in particular, to the sum of the volume of the surfactant (s) (s) ) foaming organic (s), the volume of the gelling agent (s) or viscosity (s), organic (s) and the volume of water. The treatment foams prepared in the context of the invention make it possible, for example, to treat in filling large volumes containing sodium residues as defined above, of 100 m 3, with 5 m 3 to 14 m 3 of liquid. In fact, few liquid effluents to be treated later are produced. This leads to a simplification in terms of the global sodium treatment sector. Finally, as presented in the experimental section below, the inventors were able to observe three types of treatment depending on the humidity of the foam used: for an initially low-humidity foam, ie having a humidity of less than or equal to 8%, especially between 4 and 8% and, in particular, between 5 and 7%, it has been observed a slow destruction of sodium in a few hours at a temperature in the foam between 100 ° C and 170 ° C. The gases released, such as hydrogen, water vapor and sodium vapors, are first trapped in the foam in the form of pockets without risk of explosion within the foam. Then they are evacuated as bubbles or small fumaroles at the top of the foam and can be recovered by gas treatment systems; for an initially moister foam, ie having a humidity greater than or equal to 12%, especially between 12 and 20% and in particular between 12 and 15%, it was observed a rapid destruction in a few minutes with a temperature in the foam above 300 ° C. The reaction is more violent but suffocated by the absorption properties of the shock waves and confinement of the foam; and for an i.e. intermediate humidity foam having a moisture content of between 8 and 12%, it has been observed a destruction of sodium at a moderate speed in a few tens of minutes. These three ranges of moisture can be advantageously and indifferently used to treat sodium-based residues according to the invention. Those skilled in the art will be able to choose the most suitable range depending mainly on the nature of the sodium-based residue, and this without any particular inventive effort in view of the teaching of the present invention.

La solution aqueuse moussante constituant la mousse mise en oeuvre dans le cadre de la présente invention comprend au moins un agent tensioactif organique moussant. Par « tensioactif organique », on entend une molécule organique comportant une partie lipophile (apolaire) et une partie hydrophile (polaire). Par « tensioactif organique moussant », on entend un tensioactif organique tel que précédemment défini présentant en outre un équilibre hydrophile/lipophile (ou HLB pour « Hydrophilic- Lipophilic Balance ») compris entre 3 et 8. Pour rappel, la valeur HLB d'un tensioactif peut facilement être obtenue grâce à la formule de Davies (« A quantitative kinetic theory of emulsion type, I. Physical chemistry of the emulsifying agent » Gas/Liquid and Liquid/Liquid Interface. Proceedings of the International Congress of Surface Activity (1957): 426-438) et aux tables de HLB pour différents groupes chimiques, disponibles pour l'homme du métier. Plus particulièrement, la solution aqueuse moussante constituant la mousse mise en oeuvre dans le cadre de la présente invention peut comprendre un seul agent tensioactif organique moussant ou un mélange d'au moins deux agents tensioactifs organiques moussants choisi(s) parmi les tensioactifs moussants non ioniques, les tensioactifs moussants anioniques ou cationiques, les tensioactifs amphotères, les tensioactifs de structure de type Bolaforme, les tensioactifs de structure de type Gemini et les surfactants polymériques.The foaming aqueous solution constituting the foam used in the context of the present invention comprises at least one foaming organic surfactant. By "organic surfactant" is meant an organic molecule comprising a lipophilic part (apolar) and a hydrophilic part (polar). By "foaming organic surfactant" is meant an organic surfactant as defined above, further having a hydrophilic / lipophilic balance (or HLB for "Hydrophilic-Lipophilic Balance") of between 3 and 8. As a reminder, the HLB value of a The surfactant can be easily obtained by means of the Davies formula ("A quantitative kinetic theory of emulsion type", "Physical Chemistry of the Emulsifying Agent", "Gas / Liquid and Liquid / Liquid Interface" Proceedings of the International Congress of Surface Activity (1957). : 426-438) and HLB tables for different chemical groups, available to those skilled in the art. More particularly, the aqueous foaming solution constituting the foam used in the context of the present invention may comprise a single foaming organic surfactant or a mixture of at least two foaming organic surfactants chosen from nonionic foaming surfactants. anionic or cationic foaming surfactants, amphoteric surfactants, Bolaform type surfactants, Gemini type surfactants and polymeric surfactants.

Avantageusement, la solution aqueuse moussante mise en oeuvre dans le cadre de la présente invention comprend un seul agent tensioactif ou un mélange d'au moins deux agents tensioactifs choisi(s) parmi les tensioactifs moussants non ioniques et les tensioactifs amphotères. En d'autres termes, cette solution aqueuse moussante peut contenir au moins un tensioactif moussant non ionique et/ou au moins un agent tensioactif amphotère. Dans une première variante de la présente invention, l'agent tensioactif mis en oeuvre est un tensioactif non ionique moussant. Les tensioactifs non-ioniques (ou neutres) sont des composés dont les propriétés tensioactives, notamment l'hydrophilie, sont apportées par des groupements fonctionnels non chargés tels qu'un alcool, un éther, un ester ou encore un amide, contenant des hétéroatomes tels que l'azote ou l'oxygène. En raison de la faible contribution hydrophile de ces fonctions, les composés tensioactifs non-ioniques sont le plus souvent polyfonctionnels. A titre de tensioactifs non-ioniques moussants, il est possible d'employer les tensioactifs non ioniques moussants décrits dans la demande internationale WO 2004/008463. Un tel tensioactif est, par exemple, choisi dans la famille des alkylpolyglucosides ou des alkylpolyétherglucosides, dérivés naturels du glucose et biodégradables. Ce sont par exemple l'« ORAMIX CG-110 » de la société SEPPIC, ou encore le « Glucopon 215 CS » de la société COGNIS. Dans une deuxième variante de la présente invention, l'agent tensioactif mis en oeuvre est un tensioactif amphotère. Les tensioactifs amphotères sont des composés se comportant à la fois comme un acide ou comme une base selon le milieu dans lequel ils sont placés. A titre de tensioactifs amphotères, il est possible d'utiliser le lauroamphodiacétate de disodium ; les bétaînes ou les sulfobétaînes comme l'alkylamidopropylbétaïne, la laurylhydroxysulfobétaîne, les alkylamidopropylhydroxysulfobétaînes, comme l'« AMONYL 675 SB » commercialisé par la société SEPPIC ; ou les amine-oxydes comme l'« AROMOX MCD-W », cocodiméthylamine oxyde commercialisée par la société AKZO NOBEL. Dans la solution aqueuse moussante constituant la mousse mise en oeuvre dans le cadre de la présente invention, l'agent tensioactif ou le mélange d'au moins deux agents tensioactifs est présent à raison de 0,2 à 2 % en poids, notamment de 0,4 à 1,5 % en poids et, en particulier, de 0,6 à 1 % en poids par rapport au poids total de la solution. Enfin, la solution moussante constituant la mousse mise en oeuvre dans le cadre de la présente invention comprend, en plus du (ou des) agent(s) tensioactif(s) précédemment cité(s), un agent gélifiant ou viscosant, organique ou un mélange d'au moins deux agents gélifiants ou viscosants, organiques dans une teneur comprise entre 0,05% et 0,5% en poids et notamment comprise entre 0,1% et 0,4% en poids par rapport au poids total de la solution. Avantageusement, un tel agent gélifiant organique est un agent biodégradable et pseudo-plastique permettant à la mousse d'être aisément pulvérisable et de présenter une durée de vie comprise entre 10 min et 6 h. Ce (ou ces) agent(s) gélifiant(s) ou viscosant(s) est(sont), plus particulièrement, choisi(s) parmi les polymères hydrosolubles, les hydrocolloïdes ou les hétéropolysaccharides tels que, par exemple, la famille des polymères polyglucosidiques à chaînes ramifiées trisaccharidiques, comme la gomme de xanthane Rhodopol 23 commercialisée par Rhodia. 11(s) peu(ven)t être aussi choisi(s) parmi les dérivés cellulosiques comme la CarboxyMéthylCellulose ou les polysaccharides contenant du glucose comme seul monomère, par exemple l'Amigel commercialisé par Alban Muller International.30 Dans le procédé selon l'invention, la mise en contact entre le résidu à base de sodium et la mousse aqueuse, gélifiée ou viscosée, à gaz inerte et à humidité comprise entre 4 et 20% peut être réalisée de différentes façons. Dans un 1er mode de réalisation, la mise en contact consiste à immerger le résidu à base de sodium tel que précédemment défini dans un bain de mousse aqueuse, gélifiée ou viscosée, à gaz inerte et à humidité telle que précédemment définie, comprise entre 4 et 20%. Ce 1er mode de réalisation peut être utilisé pour des résidus de sodium présents sur des pièces facilement déplaçables, pour des résidus de sodium sous forme de fragments ou encore pour des résidus de sodium sous forme liquide. Dans ce dernier cas, le résidu à base de sodium liquide et notamment l'alliage eutectique de NaK peut être versé dans un bain de mousse. Le bain de mousse utilisé dans ce 1er mode de réalisation est généré préalablement à la mise en contact et ce, dans des cuves ouvertes ou fermées. Le bain de mousse se présente avantageusement sous forme d'une colonne de mousse également appelée « puits de mousse » ou « puits de lavage ». Typiquement, cette colonne de mousse présente une hauteur totale d'au moins 120 cm et notamment d'au moins 2 m. Les pièces contaminées par des résidus à base de sodium ou les résidus à base de sodium sous forme de fragments sont placés au coeur de la mousse dans la colonne, à une profondeur d'immersion d'au moins 60 cm et notamment d'au moins 1 m par rapport à la surface de la colonne de mousse et à une hauteur d'au moins 60 cm et notamment d'au moins 1 m par rapport au bas de la colonne de mousse. Dans un 2nd mode de réalisation, la mise en contact consiste à remplir (« en statique ») des structures contenant au moins un résidu à base de sodium tel que précédemment défini avec une mousse aqueuse, gélifiée ou viscosée, à gaz inerte et à humidité comprise entre 4 et 20% telle que précédemment définie ou à faire circuler (« en dynamique »), dans de telles structures, ladite mousse. Ces structures sont notamment choisies dans le groupe constitué par des cuves, des tuyaux et des enceintes. Ce 2nd mode de réalisation est particulièrement adapté pour le traitement des éléments contaminés par des résidus de sodium et difficiles d'accès. En effet, la mousse limite les volumes morts de liquide, en occupant tout l'espace et en mouillant toutes les surfaces comme les tuyaux, les serpentins de refroidissement et autres appareillages en milieu ou en ciel de cuve. Quel que soit le mode de réalisation mis en oeuvre pour réaliser le contact entre le résidu à base de sodium et la mousse de traitement, cette dernière peut être aisément préparée, à température ambiante (i.e. à une température de l'ordre de 23°C ± 5°C), par des techniques connues de l'homme du métier. La première étape de ce procédé de préparation consiste à mélanger ensemble l'eau, le (ou les) agent(s) tensioactif(s) moussant(s) et le (ou les) agent(s) gélifiant(s) ou viscosant(s), organique(s), avant génération de la mousse. Ce mélange peut être effectué par ajout des composants en une seule fois, par groupe ou les uns après les autres. La seconde étape de ce procédé de préparation consiste à générer la mousse. Cette étape peut être réalisée par tout système de génération de mousse de l'art antérieur et connu de l'homme du métier. Il s'agit de tout dispositif assurant le mélange gaz-liquide, notamment par agitation mécanique, par barbotage, par mélangeur statique contenant des billes ou non, des dispositifs décrits dans la demande de brevet FR-A-2 817 170, ou tout autre dispositif notamment les systèmes à buses ou venturi permettant des débits importants généralement compris entre 1 et 1000 m3/h. Après drainage total en quelques heures et notamment après 1 à 10 h, à température comprise entre 20°C et 50°C, ledit drainage étant contrôlé grâce au(x) agent(s) gélifiant(s) ou viscosant(s), organique(s) présent(s) dans la mousse aqueuse à humidité contrôlée telle que précédemment définie, cette dernière transforme rapidement les composés sodés en soude liquide sans explosion grâce aux bulles de gaz inerte. La soude résultante se retrouve dans un volume réduit d'effluent liquide à traiter.Advantageously, the aqueous foaming solution used in the context of the present invention comprises a single surfactant or a mixture of at least two surfactants chosen from nonionic foaming surfactants and amphoteric surfactants. In other words, this foaming aqueous solution may contain at least one nonionic foaming surfactant and / or at least one amphoteric surfactant. In a first variant of the present invention, the surfactant used is a foaming nonionic surfactant. Nonionic (or neutral) surfactants are compounds whose surface-active properties, in particular hydrophilicity, are provided by unfilled functional groups such as an alcohol, an ether, an ester or an amide, containing heteroatoms such as than nitrogen or oxygen. Because of the low hydrophilic contribution of these functions, the nonionic surfactant compounds are most often polyfunctional. As foaming nonionic surfactants, it is possible to use the foaming nonionic surfactants described in the international application WO 2004/008463. Such a surfactant is, for example, selected from the family of alkylpolyglucosides or alkylpolyetherglucosides, natural derivatives of glucose and biodegradable. These are, for example, the "ORAMIX CG-110" from the company SEPPIC, or the "Glucopon 215 CS" from the company COGNIS. In a second variant of the present invention, the surfactant used is an amphoteric surfactant. Amphoteric surfactants are compounds that act as either an acid or a base depending on the medium in which they are placed. As amphoteric surfactants, it is possible to use disodium lauroamphodiacetate; betaines or sulfobetaines such as alkylamidopropylbetaine, laurylhydroxysulfobetaine, alkylamidopropylhydroxysulfobetaines, such as "AMONYL 675 SB" marketed by the company SEPPIC; or amine oxides such as "AROMOX MCD-W", cocodimethylamine oxide marketed by AKZO NOBEL. In the foaming aqueous solution constituting the foam used in the context of the present invention, the surfactant or the mixture of at least two surfactants is present in a proportion of from 0.2 to 2% by weight, in particular from 0 to , 4 to 1.5% by weight and, in particular, from 0.6 to 1% by weight relative to the total weight of the solution. Finally, the foaming solution constituting the foam used in the context of the present invention comprises, in addition to the surfactant (s) mentioned above, an organic gelling or viscosifying agent or a mixture of at least two organic gelling or viscosifying agents in a content of between 0.05% and 0.5% by weight and in particular between 0.1% and 0.4% by weight relative to the total weight of the solution. Advantageously, such an organic gelling agent is a biodegradable and pseudo-plastic agent allowing the foam to be easily sprayable and to have a shelf life of between 10 min and 6 h. This (or these) agent (s) gelling (s) or viscosant (s) is (are), more particularly, selected from water-soluble polymers, hydrocolloids or heteropolysaccharides such as, for example, the family of polymers polyglucosides with branched trisaccharide chains, such as Rhodopol 23 xanthan gum marketed by Rhodia. 11 (s) can also be chosen from cellulose derivatives such as CarboxyMethylCellulose or polysaccharides containing glucose as the only monomer, for example Amigel marketed by Alban Muller International.30 In the process according to According to the invention, the contact between the sodium-based residue and the aqueous, gelled or viscose foam with inert gas and at a moisture content of between 4 and 20% can be carried out in different ways. In a first embodiment, the bringing into contact consists in immersing the sodium-based residue as defined above in an aqueous, gelled or viscose foam bath with an inert gas and with a moisture content as defined above, of between 4 and 20%. This first embodiment can be used for sodium residues present on easily movable parts, for sodium residues in the form of fragments or for sodium residues in liquid form. In the latter case, the residue based on liquid sodium and in particular the eutectic NaK alloy can be poured into a foam bath. The foam bath used in this first embodiment is generated prior to contacting and this, in open or closed tanks. The foam bath is advantageously in the form of a foam column also called "foam well" or "wash well". Typically, this foam column has a total height of at least 120 cm and in particular at least 2 m. Parts contaminated with sodium-based residues or fragment-based sodium residues are placed in the core of the foam in the column, at a depth of immersion of at least 60 cm and in particular at least 1 m with respect to the surface of the foam column and at a height of at least 60 cm and in particular at least 1 m from the bottom of the foam column. In a second embodiment, the placing in contact consists in filling ("in static") structures containing at least one sodium-based residue as previously defined with an aqueous, gelled or viscose foam, with inert gas and with moisture. between 4 and 20% as previously defined or to circulate ("dynamic"), in such structures, said foam. These structures are chosen in the group consisting of tanks, pipes and enclosures. This second embodiment is particularly suitable for the treatment of elements contaminated with sodium residues and difficult to access. Foam limits dead liquid volumes, occupying the entire space and wetting all surfaces such as pipes, cooling coils and other equipment in the middle or in the tank. Whatever the embodiment used to make the contact between the sodium-based residue and the treatment foam, the latter can be easily prepared at room temperature (ie at a temperature of the order of 23 ° C. ± 5 ° C), by techniques known to those skilled in the art. The first step of this preparation process consists in mixing together the water, the surfactant (s) surfactant (s) foaming (s) and the (s) gelling agent (s) or viscose (s) ( s), organic (s), before generation of the foam. This mixing can be done by adding the components at once, in groups or one after the other. The second step of this preparation process consists in generating the foam. This step can be carried out by any prior art foam generation system known to those skilled in the art. This is any device ensuring the gas-liquid mixture, in particular by mechanical stirring, by bubbling, by static mixer containing balls or not, devices described in the patent application FR-A-2,817,170, or any other device including nozzle or venturi systems for large flows generally between 1 and 1000 m3 / h. After total drainage in a few hours, and especially after 1 to 10 hours, at a temperature of between 20 ° C. and 50 ° C., said drainage being controlled by means of the gelling agent (s) or viscosity agent (s), organic (s) present (s) in the controlled humidity aqueous foam as defined above, the latter quickly transforms the soda compounds in liquid soda without explosion thanks to the bubbles of inert gas. The resulting soda is found in a reduced volume of liquid effluent to be treated.

Le procédé selon la présente invention est particulièrement adapté au traitement des surfaces notamment métalliques, souillées par des composés sodés, radioactifs ou non. Il trouve tout particulièrement un intérêt dans le traitement d'installations nucléaires de grands volumes, de géométrie complexe ou inaccessibles pour lesquelles une économie de réactifs chimiques utilisés et d'effluents liquides est nécessaire. Par exemple, le procédé selon l'invention permet de décontaminer en sodium l'intérieur des cuves de RNR contenant du sodium et présentant un volume compris entre 100 et 500 m3. Par conséquent, il trouve un intérêt dans le cadre du démantèlement et/ou de la maintenance des réacteurs nucléaires rapides, passés, présents et à venir. L'invention s'applique pour éliminer, en toute sécurité et de façon économique, les résidus de sodium ou de ses composés, rencontrés dans ces installations. Ainsi, l'invention s'applique à la décontamination/destruction du sodium lors de l'exploitation/maintenance ou du démantèlement des réacteurs nucléaires refroidis au sodium ou des installations de recherche associées ou encore des installations utilisant du sodium ou son eutectique NaK.The method according to the present invention is particularly suitable for the treatment of particularly metallic surfaces, soiled by soda compounds, radioactive or not. It is particularly interesting in the treatment of nuclear installations of large volumes, complex geometry or inaccessible for which an economy of chemical reagents used and liquid effluents is necessary. For example, the process according to the invention makes it possible to decontaminate sodium inside the sodium-containing RNR tanks having a volume of between 100 and 500 m 3. Therefore, it finds an interest in the dismantling and / or maintenance of fast nuclear reactors, past, present and future. The invention applies to eliminate, safely and economically, the sodium residues or its compounds encountered in these facilities. Thus, the invention applies to the decontamination / destruction of sodium during the operation / maintenance or dismantling of sodium-cooled nuclear reactors or associated research facilities or facilities using sodium or its eutectic NaK.

L'invention s'applique en particulier sur les « installations sodium » en exploitation ou démantèlement constituées de circuits qui ont été en contact avec des dérivés de sodium et ce, dans le cadre de la circulation, du stockage, du piégeage, du balayage, etc ... Ces installations comprennent principalement : - des capacités (cuves, réservoirs ...) présentant du sodium résiduel sous forme de films et/ou des rétentions qui pourraient être traitées par remplissage avec la mousse de l'invention (bain de mousse) ; - des équipements (tampons Knitt des pièges froids, barboteurs, indicateurs de bouchage, vannes...) à géométrie complexes qui contiennent des dépôts ou du sodium dans leur structure interne et qui peuvent être traités par immersion dans la mousse de l'invention dans une cuve dédiée ; et - de gros composants (pompes et les échangeurs primaires par exemple) qui peuvent être traités par immersion dans des puits de lavage dédiés remplis de mousse de l'invention. En-dehors des installations des RNR utilisant du sodium comme caloporteur, on retrouve ce composé dans des boucles d'essai des centres de recherches pour le nucléaire mais aussi dans les centrales solaires et dans l'industrie du sodium métallique. Le procédé selon la présente invention s'applique de fait à la décontamination/destruction du sodium lors de l'exploitation/maintenance ou du démantèlement de toutes ces activités.30 D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront encore à la lecture des exemples ci-après donnés à titre illustratif et non limitatif et faisant référence aux figures annexées.The invention applies in particular to "sodium installations" in operation or dismantling constituted by circuits which have been in contact with sodium derivatives and, in the context of circulation, storage, trapping, sweeping, etc. These installations mainly comprise: - capacities (tanks, tanks, etc.) having residual sodium in the form of films and / or retentions which could be treated by filling with the foam of the invention (foam bath ); equipment (cold trapping knitt pads, bubblers, plugging indicators, valves, etc.) with complex geometry that contain deposits or sodium in their internal structure and which can be treated by immersion in the foam of the invention in a dedicated tank and - large components (pumps and primary exchangers for example) which can be treated by immersion in dedicated foam-filled washing wells of the invention. Apart from the installations of the RNRs using sodium as coolant, this compound is found in test loops of the nuclear research centers but also in the solar power plants and in the metal sodium industry. The process according to the present invention applies in fact to the decontamination / destruction of sodium during the operation / maintenance or the dismantling of all these activities. Other features and advantages of the present invention will become apparent upon reading the examples given below by way of illustration and not limitation and referring to the accompanying figures.

BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS Les Figures 1A et 1B sont des présentations des équipements expérimentaux mis en oeuvre. Plus particulièrement, la Figure 1A est une schématisation de l'installation vue de dessus et la Figure 1B est une représentation schématisée des différents éléments présents dans le bécher dans lequel la mousse traitante est générée.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figures 1A and 1B are presentations of the experimental equipment used. More particularly, Figure 1A is a schematic view of the plant seen from above and Figure 1B is a schematic representation of the various elements present in the beaker in which the treating foam is generated.

La Figure 2 présente l'évolution de la température dans le bécher au sein de la mousse en fonction du temps pour le traitement d'un morceau entier de sodium de 10 g avec une mousse à 8% d'humidité. La Figure 3 présente l'évolution de la température dans le bécher au sein de la mousse en fonction du temps pour le traitement de gros morceaux de sodium de 10 g avec une mousse à 8% d'humidité. La Figure 4 présente l'évolution en fonction du temps de la température au centre de la mousse et en bordure de cette dernière lors du traitement d'un tronçon de tuyauterie en inox de diamètre 50 mm plein de sodium avec une mousse à 8% d'humidité.Figure 2 shows the evolution of the temperature in the beaker within the foam as a function of time for the treatment of a whole piece of 10 g sodium with an 8% moisture foam. Figure 3 shows the evolution of the temperature in the beaker within the foam as a function of time for the treatment of 10 g large pieces of sodium with a foam at 8% humidity. Figure 4 shows the evolution as a function of time of the temperature at the center of the foam and at the edge of the latter during the treatment of a section of stainless steel pipe of diameter 50 mm full of sodium with a foam at 8% d 'humidity.

La Figure 5 présente l'évolution de la température au sein de la mousse lors du traitement d'un tronçon de tuyauterie en inox de diamètre 50 mm plein de sodium avec une mousse à 12% d'humidité, cette évolution est suivie non seulement en fonction du temps mais aussi en fonction du positionnement en hauteur du panier dans lequel le tronçon est placé.25 EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS I. Formulation utilisée pour la mousse. La composition de la solution moussante lors des expériences présentées ci-après est la suivante : - 7 g/I de tensioactif moussant GLUCOPON 215 Cs, 1 à 3 g/I de XANTHANE pour moduler la durée de vie de la mousse, eau déminéralisée, et - azote.Figure 5 shows the evolution of the temperature within the foam during the treatment of a section of stainless steel pipe of 50 mm diameter full of sodium with a 12% humidity foam, this evolution is followed not only in function of time but also according to the height positioning of the basket in which the section is placed. DETAILED DESCRIPTION OF PARTICULAR EMBODIMENTS I. Formulation used for the foam. The composition of the foaming solution during the experiments presented below is as follows: 7 g / l of GLUCOPON 215 Cs foaming surfactant, 1 to 3 g / l of XANTHANE for modulating the lifetime of the foam, demineralized water, and - nitrogen.

II. Protocope opératoire et schémas de principe. Tel que schématisé à la Figure 1A, les solutions moussantes 1 sont préparées en laboratoire et directement transportées dans des jerricans de 10 litres sur le lieu de traitement (sas rigide en plexiglas 2) pour être reliées au générateur de mousse 3 (aspiration pompe liquide).II. Operative protocol and schematics. As shown diagrammatically in FIG. 1A, the foaming solutions 1 are prepared in the laboratory and directly transported in 10 liter jerricans at the treatment site (rigid plexiglass lock 2) to be connected to the foam generator 3 (liquid pump suction). .

Le gaz injecté dans le générateur de mousse est de l'azote (deux bouteilles 200 bars 4), l'air ayant été proscrit pour l'essai (risque de présence d'oxygène qui pourrait réagir avec l'hydrogène issu de la réaction). La mousse à foisonnement contrôlé est générée puis remplit un récipient en plastique de 50 litres (ou 30 litres) type béchers ouverts et gradués au litre 5, dans lequel est réalisé le traitement de différents déchets sodés. Un système de lèchefrite 6 et un système d'évacuation des effluents 7 permettent de gérer la mousse débordant du bécher 5 et une caméra 8 est placée de façon à enregistrer les expériences. Au niveau du bécher 5 (Figure 1B), une grille de sécurité 9 placée dans ce dernier évite le contact direct du sodium avec le liquide drainé. Un panier en treillis métallique 10, réceptionnant l'échantillon sodique est suspendu à un système de levage 11 comprenant un dynamomètre électronique raccordé au plafond du sas à l'aide d'un système de poulie, la manoeuvre de descente ou de remontée étant réalisée à l'extérieur du sas. Le panier est descendu progressivement dans le bain de mousse jusqu'à une hauteur suffisante pour laisser un « matelas » de mousse en-dessous et au-dessus. Une sonde de température 12 et, accessoirement, une sonde de pH 13 plongeant dans le bain de mousse permettent de suivre respectivement l'évolution de la température et celle du pH en cours d'expériences. Par ailleurs, divers échantillons de sodium ont été préparés. Il s'agit de sodium seul en masse ou en copeaux ou encore de tronçons de tuyauterie métallique contenant du sodium (en film, en rétention ou rempli totalement) en limitant la masse de sodium, les quantités étant de l'ordre de la dizaine ou centaine de grammes. Lors d'un essai, plusieurs mesures ont été prévues : - la température : un relevé de température du sodium et aussi du contenant métallique, lorsqu'il est présent, est effectué par affichage déporté à l'extérieur du sas ; - le volume de mousse : la graduation du bécher permet de visualiser le dégagement de H2 et de vapeur par différence avec le volume initial ; et - la masse : une balance placée sous le bécher permet de quantifier la perte de masse du sodium.The gas injected into the foam generator is nitrogen (two bottles 200 bar 4), the air having been proscribed for the test (risk of presence of oxygen which could react with the hydrogen resulting from the reaction) . The controlled expansion foam is generated then fills a plastic container of 50 liters (or 30 liters) type beakers open and graduated to the liter 5, in which is carried out the treatment of different soda waste. A drip tray system 6 and an effluent evacuation system 7 make it possible to manage the overflowing foam of the beaker 5 and a camera 8 is placed so as to record the experiments. At the level of the beaker 5 (FIG. 1B), a safety grid 9 placed in the latter avoids the direct contact of the sodium with the drained liquid. A wire mesh basket 10, receiving the sodium sample, is suspended from a hoisting system 11 comprising an electronic dynamometer connected to the ceiling of the airlock with the aid of a pulley system, the descent or ascent maneuver being carried out at the outside of the airlock. The basket gradually descended into the foam bath to a height sufficient to leave a "mattress" of foam below and above. A temperature probe 12 and, incidentally, a pH probe 13 immersed in the foam bath make it possible to follow respectively the evolution of the temperature and that of the pH during experiments. In addition, various sodium samples have been prepared. It is sodium alone in mass or chips or sections of metal piping containing sodium (film, retention or completely filled) by limiting the mass of sodium, the quantities being of the order of ten or hundred grams. During a test, several measurements have been planned: - the temperature: a temperature reading of the sodium and also of the metal container, when it is present, is carried out by remote display outside the airlock; the volume of foam: the graduation of the beaker makes it possible to visualize the evolution of H2 and of vapor by difference with the initial volume; and - the mass: a balance placed under the beaker makes it possible to quantify the mass loss of the sodium.

III. Exemples de traitement. 111.1. Traitement lent sur un morceau de sodium de 10 g. Ce traitement a été réalisé avec une mousse à 6% d'humidité dans laquelle est plongé un morceau entier de sodium de 10 g.III. Examples of treatment. 111.1. Slow treatment on a piece of sodium of 10 g. This treatment was performed with a 6% moisture foam in which is immersed an entire piece of 10 g sodium.

Durée de traitement total : 2 heures. Température maximale atteinte au coeur du sodium : 160°C après quelques minutes. Conclusion : Réaction lente sans montée brutale de température ni dégagement de fumée. La mousse formée a une tenue dans le temps très satisfaisante et le sodium métallique a complètement disparu. 111.2. Traitement optimal sur un morceau de sodium de 10 g. Ce traitement a été réalisé dans les mêmes conditions que celui de l'exemple 111.1 à l'exception de l'utilisation d'une mousse plus humide : humidité de 8%.Total treatment time: 2 hours. Maximum temperature reached in the heart of sodium: 160 ° C after a few minutes. Conclusion: Slow reaction without sudden rise in temperature or smoke release. The foam formed has a very satisfactory behavior over time and the metallic sodium has completely disappeared. 111.2. Optimal treatment on a piece of sodium of 10 g. This treatment was carried out under the same conditions as that of Example 111.1 with the exception of the use of a wetter foam: humidity of 8%.

Durée de traitement total : 50 minutes. Température atteinte en pallier : après une montée progressive (dissolution lente), une température de 177°C est atteinte avec dégagements importants de bulles puis de fumerolles de vapeurs du type geysers mais sans projection de mousse. Un pic de température à 350°C est relevé avant de voir une production de fines bulles associée à une baisse de température (Figure 2). Phénomènes observés : Une auto-cicatrisation de la mousse (celle-ci se reforme autour du sodium) avec une forme de battement marquant l'alternance entre le contact du film d'eau avec le sodium et la production de petits pics de température. De petites fumerolles type geysers sont observées. Il s'agit de fissures dans la mousse laissant échapper un filet de vapeur (eau ou soude) marquant une réaction au sein de la mousse assez importante. Conclusion : Une cinétique plus rapide est observée. La réaction est contenue au sein de la mousse. Une humidité de 8% de la mousse est très satisfaisante pour la destruction du sodium. 111.3. Traitement rapide sur de gros morceaux de sodium. De gros morceaux de sodium de 10 g ont été traités avec une mousse présentant une humidité de 8%. Durée de traitement total : 6 minutes.Total processing time: 50 minutes. Temperature reached in mitigate: after a gradual rise (slow dissolution), a temperature of 177 ° C is reached with large releases of bubbles and steam fumaroles of the geyser type but without foam projection. A peak temperature at 350 ° C is noted before seeing a production of fine bubbles associated with a drop in temperature (Figure 2). Phenomena observed: A self-healing of the foam (this one is reformed around the sodium) with a form of beat marking the alternation between the contact of the film of water with the sodium and the production of small peaks of temperature. Small fumaroles like geysers are observed. These are cracks in the foam leaving a trickle of steam (water or soda) marking a reaction in the rather large foam. Conclusion: Faster kinetics are observed. The reaction is contained within the foam. A moisture of 8% of the foam is very satisfactory for the destruction of sodium. 111.3. Fast treatment on large pieces of sodium. Large pieces of 10 g sodium were treated with a foam having a moisture content of 8%. Total treatment time: 6 minutes.

Phénomènes observés : Une très forte réaction a dû se produire après 3 minutes au sein de la mousse avec une température mesurée à plus de 600°C et un fort dégagement de fumée. Traitement d'un feu sodium (quelques grammes) : Dans le cadre de cet essai, le panier a été remonté à l'air libre alors qu'il restait encore du sodium. Un début de feu s'est produit suite au contact avec l'air. Ce feu a été immédiatement éteint en replongeant le panier dans le bain de mousse dans lequel le traitement a pu être terminé (Figure 3). 111.4. Traitement d'un tronçon de tuyauterie contaminé par des dépôts de sodium. Un tronçon de tuyauterie en inox de diamètre 50 mm présentant sur toute la surface interne des rétentions de sodium avec une épaisseur pouvant aller jusqu'à 5 mm a été traité avec une mousse à 8% d'humidité. Le traitement a été effectué en 22 minutes avec un pic de température à 500°C sans phénomène remarquable. Aucune dégradation n'a été observée sur l'inox. 111.5. Traitement d'un tronçon de tuyauterie rempli de sodium. A. Traitement avec mousse à 8% d'humidité. Un tronçon de tuyauterie en inox de diamètre 50 mm plein de sodium (49 g) a été traité avec une mousse à 8% d'humidité. Durée de traitement : 40 minutes environ. Phénomènes observés : Il a été noté une montée progressive de la température jusqu'à un pallier de 100°C (fusion superficielle du sodium concomitante à l'ébullition du film d'eau) et ensuite jusqu'à 200°C avant une montée jusqu'à 270°C (au centre de la mousse) et des fumerolles. Aucune dégradation n'a été observée sur l'inox (Figure 4). Conclusion : Réaction totale qui démontre le caractère drainant et confinant de la mousse (effet soupape en fonction de la hauteur du « matelas »). Par ailleurs, un abattage des vapeurs de soude se produit lors de leur remontée à travers les chemins préférentiels (poches). B. Traitement avec mousse à 12% d'humidité. Ce traitement a été réalisé dans les mêmes conditions que celui de l'exemple 111.5.A à l'exception de l'utilisation d'une mousse plus humide : humidité de 12%.Phenomena observed: A very strong reaction must have occurred after 3 minutes in the foam with a temperature measured at more than 600 ° C and a strong smoke release. Treatment of a sodium fire (a few grams): As part of this test, the basket was returned to the open air while there was still sodium. A start of fire occurred following contact with the air. This fire was immediately extinguished by plunging the basket back into the foam bath in which the treatment could be completed (Figure 3). 111.4. Treatment of a pipe section contaminated by sodium deposits. A section of stainless steel tubing with a diameter of 50 mm has sodium retentions with a thickness of up to 5 mm over the entire internal surface and has been treated with a foam with 8% moisture content. The treatment was carried out in 22 minutes with a peak temperature at 500 ° C without remarkable phenomenon. No degradation was observed on the stainless steel. 111.5. Treatment of a pipe section filled with sodium. A. Treatment with 8% moisture foam. A 50 mm diameter stainless steel pipe section full of sodium (49 g) was treated with 8% moisture foam. Duration of treatment: 40 minutes Phenomena observed: It was noted a gradual rise in temperature up to a plateau of 100 ° C (superficial melting of concomitant sodium boiling water film) and then up to 200 ° C before a rise to at 270 ° C (at the center of the foam) and fumaroles. No degradation was observed on the stainless steel (Figure 4). Conclusion: Total reaction that demonstrates the draining and confining nature of the foam (valve effect depending on the height of the "mattress"). In addition, felling of soda vapors occurs during their ascent through the preferential paths (pockets). B. Treatment with 12% moisture foam. This treatment was carried out under the same conditions as that of Example 111.5.A with the exception of the use of a wetter foam: humidity of 12%.

Durée de traitement total : 1 heure environ. Phénomènes observés : En position médiane, la réaction est progressive. En position basse, la réaction devient plus violente (fumerolles et fumées, température jusqu'à 350-400°C) mais toujours confinée. Le positionnement en hauteur du panier devient donc un des paramètres de pilotage de la réaction sodium-eau. Aucune dégradation n'a été observée sur l'inox (Figure 5). Conclusion : Cet exemple apporte la preuve d'un traitement rapide au sein du milieu confinant de la mousse.Total treatment time: about 1 hour. Phenomena observed: In the median position, the reaction is progressive. In the low position, the reaction becomes more violent (fumaroles and smoke, temperature up to 350-400 ° C) but still confined. The positioning in height of the basket thus becomes one of the control parameters of the sodium-water reaction. No degradation was observed on stainless steel (Figure 5). Conclusion: This example provides evidence of rapid treatment within the confining environment of the foam.

IV. Conclusion des essais. La mousse détruit en statique à la fois le sodium sous formes de fragments (vitesse influencée par la surface développée), de dépôts de 5 mm (tube) ou de galettes pleines. Des rétentions de sodium simulées par les tubes pleins sont également traitables.IV. Conclusion of the tests. The foam statically destroys both the sodium in the form of fragments (velocity influenced by the developed surface), 5 mm deposits (tube) or solid slabs. Sodium retentions simulated by solid tubes are also treatable.

La mousse agit lentement à 6% (une heure pour 10 g en un seul morceau) et commence à être plus rapide à 8% d'humidité (10 à 50 g en quelques minutes) et encore plus rapide à 12% d'humidité (quelques dizaines de secondes). Les calories dégagées par la réaction thermique servent à réchauffer l'eau de la mousse. On note généralement un palier de quelques minutes vers 100°C témoignant de la coexistence de 2 phénomènes : chaleur absorbée pour fusion superficielle du sodium et vaporisation de l'eau des films de mousses. L'ensemble des gaz dégagés reste confiné au départ selon la quantité de mousse initiale. Les gaz se dégagent progressivement sous forme de bulles à la surface de la mousse ou de fumerolles intermittentes entre 100°C et 160°C.The foam works slowly at 6% (one hour for 10 g in one piece) and starts to be faster at 8% humidity (10 to 50 g in a few minutes) and even faster at 12% humidity ( a few tens of seconds). The calories released by the thermal reaction are used to heat the water of the foam. There is usually a plateau of a few minutes around 100 ° C testifying to the coexistence of two phenomena: heat absorbed for superficial melting of sodium and vaporization of water foams films. All the gases released remain confined initially according to the amount of initial foam. The gases are progressively released in the form of bubbles on the surface of the foam or intermittent fumaroles between 100 ° C and 160 ° C.

Il est recommandé de noyer initialement les déchets sodés sous un matelas de mousse de plus de 60 cm de haut (déchets au moins à 60 cm de profondeur au coeur de la mousse et à 60 cm au-dessus du niveau bas). La montée du niveau de mousse traduit la production de gaz confinés : hydrogène, vapeur d'eau et vapeur de soude au sein de la mousse.It is recommended to initially sink the sod waste under a foam mattress more than 60 cm high (waste at least 60 cm deep in the heart of the foam and 60 cm above the low level). The rising level of foam translates the production of confined gases: hydrogen, water vapor and sodium vapor within the foam.

La mousse refroidit la zone réactionnelle par apport d'eau. Pour les traitements rapides avec une mousse humide 12%), le confinement de la réaction violente est assuré, la mousse jouant son rôle d'atténuation des ondes de chocs et de capture des gouttelettes d'aérosol.The foam cools the reaction zone by adding water. For fast treatments with a 12% wet foam), the confinement of the violent reaction is ensured, the foam playing its role of attenuation of shock waves and capture of aerosol droplets.

Les parois de la cuve de traitement restent froides (distances déchets- parois supérieures à 30 cm). Le contrôle de la fin de réaction correspond à un niveau stabilisé de la mousse, à l'absence de bulles ou fumerolles à la surface du volume de mousse et à la diminution de la température. Il n'y a plus de production d'hydrogène ou de vapeur de soude.The walls of the treatment tank remain cold (waste-wall distances greater than 30 cm). Control of the end of the reaction corresponds to a stabilized level of the foam, the absence of bubbles or fumaroles on the surface of the foam volume and the decrease in temperature. There is no more production of hydrogen or soda.

Claims

CLAIMS1) A method for removing a sodium-based residue comprising contacting said sodium-based residue with an aqueous, gelled or viscose, inert gas foam having a moisture content of between 4 and 20%.

2) Process according to claim 1, characterized in that said sodium-based residue is selected from the group consisting of a metal sodium residue, a sodium oxide residue (Na2O), a sodium hydride residue ( NaH), a residue of an alloy containing sodium or a mixture thereof.

3) Process according to claim 1 or 2, characterized in that said sodium-based residue is in the form of a deposit, in the form of a fragment or in liquid form.

4) Process according to any one of claims 1 to 3, characterized in that said foam consists of a dispersion of inert gas bubbles in an aqueous foaming solution comprising: - from 0.2 to 2% by weight of a foaming organic surfactant or a mixture of foaming organic surfactants with respect to the total weight of the solution, and - from 0.05 to 0.5% by weight of an organic gelling or viscosifying agent or a mixture of gelling agents or viscosants, organic with respect to the total weight of the solution.

5) Process according to any one of claims 1 to 4, characterized in that said inert gas is selected from the group consisting of helium, argon and nitrogen.

6) Process according to any one of the preceding claims, characterized in that the moisture of said foam is between 5 and 14%.

7) Process according to any one of claims 4 to 6, characterized in that said foaming aqueous solution comprises a single surfactant or a mixture of at least two surfactants chosen from nonionic foaming surfactants and surfactants amphoteric.

8) Process according to any one of claims 4 to 7, characterized in that said foaming aqueous solution comprises an organic gelling or viscosifying agent or a mixture of organic gelling or viscosifying agents chosen from water-soluble polymers, hydrocolloids, heteropolysaccharides, cellulose derivatives and polysaccharides containing glucose as the sole monomer.

9) Process according to any one of the preceding claims, characterized in that said contacting comprises immersing the sodium-based residue in a bath of aqueous foam, gelled or viscose, inert gas and humidity between 4 and 20%.

10) Process according to any one of claims 1 to 8, characterized in that said contacting comprises filling structures containing at least one residue based on sodium with an aqueous foam, gelled or viscose, inert gas and humidity of between 4 and 20% or to circulate, in such structures, said foam.

11) Method according to any one of the preceding claims, characterized in that said method is applicable to the decontamination / destruction of sodium during operation / maintenance or dismantling - sodium-cooled nuclear reactors or research facilities associated - nuclear research centers; - in solar power plants and - in the metal sodium industry.