FR3131065A1 - Process for managing nuclear waste - Google Patents
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Abstract
Procédé de gestion d’un déchet nucléaire L’invention concerne un procédé de gestion d’un déchet nucléaire (1) comprenant la mise en œuvre par des moyens de traitement de données (104) des étapes de : b1) détermination d’au moins une première caractéristique du déchet nucléaire (1) autre que relative à la radioactivité du déchet nucléaire (1), b2) détermination d’une deuxième caractéristique du déchet nucléaire (1) relative à la radioactivité du déchet nucléaire (1) à partir de données d’un capteur de radioactivité, c) attribution d’une classe de conditionnement au déchet nucléaire (1) parmi une pluralité de classes de conditionnement en fonction de la première caractéristique et de la deuxième caractéristique. Figure 1.The invention relates to a method for managing nuclear waste (1) comprising the implementation by data processing means (104) of the steps of: b1) determining at least a first characteristic of the nuclear waste (1) other than relating to the radioactivity of the nuclear waste (1), b2) determining a second characteristic of the nuclear waste (1) relating to the radioactivity of the nuclear waste (1) from data of a radioactivity sensor, c) assigning a nuclear waste conditioning class (1) from among a plurality of conditioning classes as a function of the first characteristic and of the second characteristic. Figure 1.
Description
DOMAINE TECHNIQUE GENERALGENERAL TECHNICAL AREA
La présente invention concerne le domaine du nucléaire.The present invention relates to the nuclear field.
Plus précisément, la présente invention concerne la gestion de déchets nucléaires.More specifically, the present invention relates to the management of nuclear waste.
ETAT DE L’ARTSTATE OF THE ART
En France, la loi de transition énergétique pour la croissance verte adoptée en 2015 impose une baisse de l’électricité d’origine nucléaire avec pour conséquence le démantèlement de centrales nucléaires. En effet, un objectif de la loi consiste à porter la part du nucléaire dans la production d’électricité à 50 % à l’horizon 2025. 51 installations nucléaires civiles sont actuellement à l’arrêt en France (36 du CEA, 9 d’EDF et 6 d’Orano). Le premier réacteur à eau sous pression (REP) « de série » a été mis à l’arrêt, à Fessenheim, en février 2020. Le gouvernement français prévoit la fermeture de 14 réacteurs d’ici 2035.In France, the energy transition law for green growth adopted in 2015 imposes a reduction in electricity of nuclear origin, resulting in the dismantling of nuclear power plants. Indeed, one objective of the law is to increase the share of nuclear power in electricity production to 50% by 2025. 51 civil nuclear installations are currently shut down in France (36 from the CEA, 9 from EDF and 6 from Orano). The first “series” pressurized water reactor (PWR) was shut down, in Fessenheim, in February 2020. The French government plans to close 14 reactors by 2035.
Dans le reste du monde, de nombreuses centrales nucléaires sont en cours de démantèlement ou vont être démantelées en particulier aux Etats-Unis, en Allemagne, au Japon, en Belgique et au Royaume-Unis. Le marché mondial du démantèlement peut être estimé à 300 à 600 Md€ sur un siècle, pour 450 réacteurs devant être arrêtés au cours des 50 prochaines années.In the rest of the world, many nuclear power plants are being dismantled or will be dismantled, particularly in the United States, Germany, Japan, Belgium and the United Kingdom. The global dismantling market can be estimated at €300 to €600 billion over a century, for 450 reactors to be shut down over the next 50 years.
En outre, actuellement en France, 18 centrales nucléaires et 56 réacteurs nucléaires sont en activité. Dans le monde, 443 réacteurs nucléaires sont en activité. Toutes ces centrales nécessitent régulièrement des travaux de maintenance et de modernisation.In addition, currently in France, 18 nuclear power plants and 56 nuclear reactors are in operation. Worldwide, 443 nuclear reactors are in operation. All these plants require regular maintenance and modernization work.
Lorsqu’une centrale nucléaire est exploitée, entretenue, modernisée ou démantelée, une grande quantité de déchets nucléaires est générée. Ces déchets nucléaires sont différents les uns des autres. Ils sont composés de matériaux différents, présentent une radioactivité de différents types et intensités et peuvent contenir différentes substances polluantes. Ces déchets nucléaires doivent ainsi être séparés et triés d’une façon appropriée à leurs spécificités pour ensuite les stocker sur le long terme, les jeter ou les recycler. Pour cela, les déchets nucléaires doivent donc être inspectés, analysés, classifiés, déplacés, etc… Actuellement, le tri des déchets nucléaires est mis en œuvre par des humains et/ou à l’aide de machines qui nécessitent l’intervention d’un opérateur humain. De nombreux opérateurs sont nécessaires car ces derniers ne doivent pas travailler pendant plus d’une certaine durée pour limiter leur exposition à la radioactivité. Le processus de tri est donc coûteux et peut impliquer des dangers pour les opérateurs. En outre, des erreurs humaines peuvent avoir lieu et des déchets recyclables sont régulièrement jetés. Cela peut également avoir de graves conséquences lorsque des déchets qui ne sont pas censés être conditionnés ensemble le sont et réagissent ensemble de sorte à générer des substances dangereuses. De plus, les déchets nucléaires ne sont pas disposés de façon optimale dans les conteneurs de stockage et le nombre de conteneurs de stockage est alors très important. Aussi, des déchets nucléaires supplémentaires sont générés car le matériel utilisé par l’opérateur pour le tri devient un déchet nucléaire.When a nuclear power plant is operated, maintained, modernized or dismantled, a large amount of nuclear waste is generated. These nuclear wastes are different from each other. They are composed of different materials, show radioactivity of different types and intensities and may contain different polluting substances. This nuclear waste must therefore be separated and sorted in a way appropriate to its specificities and then stored for the long term, discarded or recycled. For this, nuclear waste must therefore be inspected, analysed, classified, moved, etc. Currently, the sorting of nuclear waste is implemented by humans and/or using machines which require the intervention of a human operator. Many operators are needed because they must not work for more than a certain time to limit their exposure to radioactivity. The sorting process is therefore costly and may involve hazards for operators. In addition, human errors can take place and recyclable waste is regularly thrown away. It can also have serious consequences when waste that is not meant to be packaged together does and reacts together to generate hazardous substances. In addition, the nuclear waste is not optimally arranged in the storage containers and the number of storage containers is then very large. Also, additional nuclear waste is generated because the material used by the operator for sorting becomes nuclear waste.
De surcroît, pour trier les déchets nucléaires, il est nécessaire d’acquérir des informations les concernant. Actuellement, un déchet nucléaire est sélectionné manuellement dans une pile de déchets nucléaires. Puis, le déchet nucléaire est photographié sans qu’aucune analyse de la photographie ne soit mise en œuvre. Aussi, des informations concernant le matériau du déchet sont acquises via des capteurs spécifiques ou sont déterminées à l’œil nu par un opérateur ou par analyse poussée en laboratoire. Ces modes de réalisation sont chronophages et les informations enregistrées par les opérateurs peuvent être erronées ou lacunaires.In addition, to sort nuclear waste, it is necessary to acquire information about it. Currently, nuclear waste is manually selected from a pile of nuclear waste. Then, the nuclear waste is photographed without any analysis of the photograph being implemented. Also, information concerning the material of the waste is acquired via specific sensors or is determined with the naked eye by an operator or by extensive analysis in the laboratory. These embodiments are time-consuming and the information recorded by the operators may be erroneous or incomplete.
Par ailleurs, des méthodes de gestion et de tri de déchets existent dans le cadre de l’industrie traditionnelle de déchets (non nucléaires). Cependant, ces méthodes ne sont pas adaptées aux particularités des déchets nucléaires.In addition, waste management and sorting methods exist within the framework of the traditional (non-nuclear) waste industry. However, these methods are not adapted to the particularities of nuclear waste.
Dans l’industrie automobile, des objets circulent sur un convoyeur, sont identifiés puis attrapés par des bras robots pour être disposé au bon endroit (i.e. en général assemblés à d’autres pièces). Cependant, ces objets ont des formes prédéterminées, des destinations prédéterminées, et ne sont pas radioactifs.In the automotive industry, objects circulate on a conveyor, are identified and then picked up by robot arms to be placed in the right place (i.e. generally assembled with other parts). However, these objects have predetermined shapes, predetermined destinations, and are not radioactive.
Enfin, dans le domaine de la livraison de colis, des objets sont disposés dans des cartons. Cependant, ces objets ont des formes régulières et ne sont pas radioactifs. En outre, il n’y a pas de problématique d’optimisation de la disposition de plusieurs objets dans un carton puisqu’un carton contient généralement un seul objet et le temps de stockage est très cours, généralement uniquement dans le but du transport.Finally, in the field of parcel delivery, objects are placed in boxes. However, these objects have regular shapes and are not radioactive. In addition, there is no problem of optimizing the arrangement of several objects in a box since a box generally contains a single object and the storage time is very short, generally only for the purpose of transport.
En conséquence, il manque actuellement des solutions pour la gestion de déchets nucléaires qui soient moins onéreuses, moins dangereuses pour l’homme, plus rapides et plus optimales.As a result, there is currently a lack of solutions for the management of nuclear waste that are less expensive, less dangerous for humans, faster and more optimal.
PRESENTATION DE L’INVENTIONPRESENTATION OF THE INVENTION
La présente invention se rapporte ainsi selon un premier aspect à un procédé de gestion d’un déchet nucléaire comprenant la mise en œuvre par des moyens de traitement de données des étapes de :The present invention thus relates, according to a first aspect, to a method for managing nuclear waste comprising the implementation by data processing means of the steps of:
b1) détermination d’au moins une première caractéristique du déchet nucléaire autre que relative à la radioactivité du déchet nucléaire,b1) determination of at least one first characteristic of the nuclear waste other than relating to the radioactivity of the nuclear waste,
b2) détermination d’une deuxième caractéristique du déchet nucléaire relative à la radioactivité du déchet nucléaire à partir de données d’un capteur de radioactivité,b2) determination of a second characteristic of the nuclear waste relating to the radioactivity of the nuclear waste from data from a radioactivity sensor,
c) attribution d’une classe de conditionnement au déchet nucléaire parmi une pluralité de classes de conditionnement en fonction de la première caractéristique et de la deuxième caractéristique.c) allocation of a nuclear waste conditioning class among a plurality of conditioning classes as a function of the first characteristic and of the second characteristic.
Selon des caractéristiques avantageuses et non limitatives :According to advantageous and non-limiting characteristics:
Le procédé comprend en outre une étape (d) de conditionnement du déchet nucléaire en fonction de la classe de conditionnement du déchet nucléaire.The method further comprises a step (d) of conditioning the nuclear waste according to the conditioning class of the nuclear waste.
Le procédé comprend une étape (d0) préalable à l’étape (d) comprenant la disposition du déchet nucléaire dans une zone d’attente dans laquelle une pluralité de déchets nucléaires peut être disposée, une étape de calcul de disposition spatiale de déchets nucléaires dans un conteneur en fonction de l’ensemble des déchets nucléaires disposés dans la zone d’attente et une étape de disposition du déchet nucléaire dans le conteneur en fonction de la disposition spatiale de déchets nucléaires.The method comprises a step (d0) prior to step (d) comprising the arrangement of the nuclear waste in a waiting zone in which a plurality of nuclear waste can be placed, a step of calculating the spatial arrangement of nuclear waste in a container according to all the nuclear waste arranged in the waiting zone and a step for disposing of the nuclear waste in the container according to the spatial arrangement of the nuclear waste.
L’étape (d) comprend une étape (d1) de broyage du déchet nucléaire avec d’autres déchets nucléaires de la même classe de conditionnement.Step (d) includes a step (d1) of shredding the nuclear waste with other nuclear waste of the same conditioning class.
La deuxième caractéristique est un niveau de radioactivité du déchet nucléaire parmi une pluralité de niveaux de radioactivité.The second characteristic is a radioactivity level of the nuclear waste among a plurality of radioactivity levels.
La première caractéristique est une caractéristique relative à la composition du déchet nucléaire et est déterminée à l’étape (b1) à partir de données d’un capteur de composition et/ou d’une classification d’une image du déchet nucléaire.The first characteristic is a characteristic relating to the composition of the nuclear waste and is determined in step (b1) from data from a composition sensor and/or from a classification of an image of the nuclear waste.
La première caractéristique est un matériau.The first characteristic is a material.
Le procédé comprend une étape (a4) de détermination du poids du déchet nucléaire.The method comprises a step (a4) of determining the weight of the nuclear waste.
Le procédé comprend une étape (a7) de détermination d’un type du déchet nucléaire.The method comprises a step (a7) of determining a type of nuclear waste.
Le procédé comprend une étape (a6) de détermination de paramètres géométriques du déchet nucléaire à partir d’une image du déchet nucléaire, les paramètres géométriques comprenant des dimensions, un volume et/ou une surface externe du déchet nucléaire.The method comprises a step (a6) of determining geometric parameters of the nuclear waste from an image of the nuclear waste, the geometric parameters comprising dimensions, a volume and/or an external surface of the nuclear waste.
Le procédé comprend une étape (a8) de découpe du déchet nucléaire si un paramètre géométrique dudit déchet nucléaire est supérieur à un seuil du paramètre géométrique dudit déchet nucléaire ou si le poids dudit déchet nucléaire est supérieur à un seuil de poids.The method comprises a step (a8) of cutting the nuclear waste if a geometric parameter of said nuclear waste is greater than a threshold of the geometric parameter of said nuclear waste or if the weight of said nuclear waste is greater than a weight threshold.
Des paramètres géométriques du déchet nucléaire sont obtenus à partir de l’analyse d’une image 3D du déchet nucléaire.Geometric parameters of the nuclear waste are obtained from the analysis of a 3D image of the nuclear waste.
L’image 3D est construite à partir d’une pluralité d’images 2D obtenues par rotation du déchet nucléaire par rapport à une caméra ou à partir d’une carte de profondeur acquise par une caméra de profondeur.The 3D image is constructed from a plurality of 2D images obtained by rotation of the nuclear waste relative to a camera or from a depth map acquired by a depth camera.
Le procédé comprend une étape préalable (a1) d’identification du déchet nucléaire à partir d’une image d’une pluralité de déchets nucléaires, le procédé étant mis en œuvre pour au moins un déchet nucléaire de ladite pluralité de déchets nucléaires.The method comprises a preliminary step (a1) of identifying the nuclear waste from an image of a plurality of nuclear waste, the method being implemented for at least one nuclear waste of said plurality of nuclear waste.
Selon un deuxième aspect, l’invention concerne un système de gestion d’un déchet nucléaire comprenant des moyens de traitement de données configurés pour déterminer au moins une première caractéristique du déchet nucléaire autre que relative à la radioactivité du déchet nucléaire, déterminer une deuxième caractéristique du déchet nucléaire relative à la radioactivité du déchet nucléaire à partir de données d’un capteur de radioactivité et attribuer une classe de conditionnement au déchet nucléaire parmi une pluralité de classes de conditionnement en fonction de la première caractéristique et de la deuxième caractéristique.According to a second aspect, the invention relates to a nuclear waste management system comprising data processing means configured to determine at least one first characteristic of the nuclear waste other than relating to the radioactivity of the nuclear waste, to determine a second characteristic of the nuclear waste relating to the radioactivity of the nuclear waste based on data from a radioactivity sensor and assigning a conditioning class to the nuclear waste among a plurality of conditioning classes according to the first characteristic and the second characteristic.
Selon des caractéristiques avantageuses et non limitatives :According to advantageous and non-limiting characteristics:
Le système comprend un appareil de découpe configuré pour découper le déchet nucléaire.The system includes a cutting apparatus configured to cut the nuclear waste.
Le système comprend au moins un capteur de radioactivité configuré pour acquérir des données de capteur de radioactivité du déchet nucléaire et une caméra configurée pour acquérir au moins une image du déchet nucléaire.The system includes at least one radioactivity sensor configured to acquire radioactivity sensor data from the nuclear waste and a camera configured to acquire at least one image of the nuclear waste.
PRESENTATION DES FIGURESPRESENTATION OF FIGURES
D’autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre d’un mode de réalisation préférentiel. Cette description sera donnée en référence aux figures annexées dont :Other characteristics and advantages of the present invention will appear on reading the following description of a preferred embodiment. This description will be given with reference to the appended figures including:
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La
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La
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Claims (17)
b1) détermination d’au moins une première caractéristique du déchet nucléaire (1) autre que relative à la radioactivité du déchet nucléaire (1),
b2) détermination d’une deuxième caractéristique du déchet nucléaire (1) relative à la radioactivité du déchet nucléaire (1) à partir de données d’un capteur de radioactivité,
c) attribution d’une classe de conditionnement au déchet nucléaire (1) parmi une pluralité de classes de conditionnement en fonction de la première caractéristique et de la deuxième caractéristique.Method for managing nuclear waste (1) comprising the implementation by data processing means (104) of the steps of:
b1) determination of at least one first characteristic of the nuclear waste (1) other than relating to the radioactivity of the nuclear waste (1),
b2) determination of a second characteristic of the nuclear waste (1) relating to the radioactivity of the nuclear waste (1) from data from a radioactivity sensor,
c) allocation of a nuclear waste conditioning class (1) among a plurality of conditioning classes as a function of the first characteristic and of the second characteristic.
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