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EP3284094A1 - Procédé de conditionnement de déchets radioactifs - Google Patents

Procédé de conditionnement de déchets radioactifs

Info

Publication number
EP3284094A1
EP3284094A1 EP16714930.1A EP16714930A EP3284094A1 EP 3284094 A1 EP3284094 A1 EP 3284094A1 EP 16714930 A EP16714930 A EP 16714930A EP 3284094 A1 EP3284094 A1 EP 3284094A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
mixture
test sample
transfer surface
radioactive waste
water
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP16714930.1A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Christian Delavaud
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Innoveox
Original Assignee
Innoveox
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Innoveox filed Critical Innoveox
Publication of EP3284094A1 publication Critical patent/EP3284094A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F9/00—Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
    • G21F9/28—Treating solids
    • G21F9/30—Processing
    • G21F9/301—Processing by fixation in stable solid media
    • G21F9/302—Processing by fixation in stable solid media in an inorganic matrix
    • G21F9/304—Cement or cement-like matrix
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F9/00—Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
    • G21F9/28—Treating solids
    • G21F9/34—Disposal of solid waste
    • G21F9/36—Disposal of solid waste by packaging; by baling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • C04B28/04—Portland cements
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • C04B28/06—Aluminous cements

Definitions

  • the present invention relates to a method of packaging radioactive waste implementing a characterization step.
  • Radioactive waste management contributes to the safety of human health and the environment.
  • the radioactive waste is packaged in the form of packages to ensure the confinement of the radioactivity, ensuring the mechanical and chemical strength of the package useful for storage safety.
  • EP 2 624 257 A2 discloses a method of treating radioactive waste comprising the following steps:
  • test sample comprising dry radioactive waste, water and a binder
  • the packaging method has one or more of the following characteristics, taken in isolation or according to any combination (s) technically possible (s): the mixing and the production of the test sample are two distinct steps,
  • the method further comprises a selection step, the test sample being selected if the test sample fulfills one or more given criteria, a composition of the mixture being selected by means of the characterization step,
  • the criteria given are at least one of the following criteria:
  • a mass of test sample residues during the characterization step is less than 10 grams per 100 square centimeters (cm 2 ) of transfer area, or more particularly less than 7 grams per 100 square centimeters (cm 2 ) of transfer surface,
  • a representative duration of the flow is less than 200 seconds
  • a flow rate is equivalent to the displacement of at least 100 millimeters (mm) of a mass greater than 50 kilograms (kg) of mixture per hour,
  • the method further comprises a step of pervibration of the mixture with the aid of at least one vibrating needle having a main axis, the vibrating needle comprising an eccentric weight relative to the main axis rotating in a direction of rotation; predetermined frequency,
  • the predetermined frequency is between 10,000 revolutions per minute and 20,000 revolutions per minute
  • the method further comprises a step of observing a release of air from the mixture, the pervibration step of the mixture being stopped when a release of air from the mixture ceases to be observed,
  • the process further comprises a step of determining the density of the mixture
  • the transfer surface comprises at least two layers, one of the layers being a coating composed of at least 95% of natural rubber,
  • the transfer surface has a slope with an inclination of between 8 ° and 20 °
  • the method further comprises a step of striking the transfer surface
  • the method further comprises a step of mechanically vibrating the transfer surface, and
  • the method comprises a step of moistening the transfer surface before the adhesion and / or flow characterization step of the test sample on the transfer surface;
  • the method further comprises a step of detecting the presence of setting inhibitors, for example zinc, in the test sample,
  • the radioactive waste of the test sample consists of a mixture of bottom ash and ash, the mass percentage of bottom ash in the mixture being between 0.7 and 0.8,
  • a mass ratio of the radioactive waste with respect to the binder of between 2.5 and 3, and
  • a mass ratio of water to binder of between 0.77 and 0.97, and
  • the test sample further comprises a plasticizer.
  • FIG. 1 a schematic view of a device making it possible to implement an example of a method of conditioning radioactive waste
  • FIG. 2 a schematic view of a part of the device of FIG. 1 allowing the implementation of a step of pervibration of a mixture
  • FIG. 3 a flowchart of an exemplary implementation of a method for packaging radioactive waste
  • FIG. 4 is a flow diagram of an exemplary implementation of a step of characterizing the behavior of a transfer member.
  • FIG. 10 A device 10 suitable for implementing an example of a radioactive waste conditioning method is shown in FIG.
  • the device 10 comprises a kneader 12, a member for feeding radioactive waste 14, a member for feeding a binder 16, a water inlet 18, a conditioning unit 20 and a transfer member 22. According to In the example of Figure 1, the device 10 further comprises at least one inlet 24 of one or more chemical additives.
  • the mixer 12 is able to mix a set of substances to obtain a mixture.
  • the mixer 12 comprises a tank 26, a cover 28, at least one mixing member 30, a cleaning member 32 and an outlet chute 34.
  • the tank 26 defines an interior volume 35.
  • the tank 26 is suitable for storing all the substances to be kneaded, and then the mixture, in the internal volume 35.
  • the tank 26 comprises, for example, a side wall 36 defining an upper end 38 and a lower end 40 for the tank 26, and a bottom 42.
  • the bottom 42 is connected to the side wall 36 at the lower end 40 .
  • the side wall 36 is cylindrical in shape with a circular base.
  • the bottom 42 has a circular shape having the same radius as the cylinder formed by the side wall 36.
  • the bottom 42 is provided with at least one opening provided to receive a sensor monitoring the hygrometry of the substance within the tank 26.
  • the bottom 42 also defines an orifice 44.
  • the orifice 44 is able to let a substance leave the tank 26 towards the outlet chute 34.
  • the orifice 44 is an orifice in contact with the lateral wall 36.
  • the orifice 44 is a central orifice.
  • the tank 26 is made, for example, of stainless steel.
  • the cover 28 is adapted to close the tank 26 at the upper end 38 of the tank 26.
  • the cover 28 is a disk of size greater than or equal to the base circle of the side wall 36.
  • the cover 28 is integral with the side wall 36 or rests on the side wall 36 at the upper end 38.
  • the hood 28 is also configured to accommodate the arrivals of material in the tank 26.
  • the cover 28 defines at least three holes 46.
  • the holes 46 delimited by the cap 28 are connected to the radioactive waste feed member 14, to the feed member of a binder 16 and to the arrival of water 18.
  • the hood 28 and the tank 26 are made of the same material.
  • the cover 28 is made, according to the example of Figure 1, stainless steel.
  • the kneading member 30 is able to knead a substance located in the internal volume 35 of the tank 26.
  • the kneading member 30 is disposed in the interior volume 35 of the tank 26.
  • the mixing member 30 is mounted on the hood 28.
  • the kneading member 30 is adapted to be rotated by a motor.
  • the mixing member 30 is, for example, a worm gear.
  • the worm train is an organ comprising several arms with scrapers.
  • the arms of the worm gear are elongated between the cover 28 and the bottom 42 of the tank 26.
  • the kneading member 30 is also made of stainless steel.
  • the kneading member 30 is coated with a coating composed of at least 95% natural rubber.
  • Natural rubber is a linear polymer of cis-1,4-polyisoprene denomination of formula (C 5 H 8 ) n .
  • the cleaning member 32 is configured to spray the interior volume of the tank 26 with a liquid.
  • the cleaning member 32 is able to spray the side wall 36 of the tank 26, the bottom 42 and the hood 28.
  • the cleaning member 32 is, for example, a set of nozzles mounted on the mixing member 26.
  • the nozzles are oriented towards the side wall 36 of the tank 26, the bottom 42 and the hood 28.
  • the nozzles scan the internal volume 35, when the worm gear is rotated.
  • the outlet chute 34 is adapted to prevent or to let a substance leave the tank 26.
  • the outlet chute 34 extends between two ends.
  • the outlet chute 34 defines at one end an upper opening 48 and at a second end a lower opening 50.
  • the outlet chute 34 is connected to the bottom 42 of the tank 26 at the orifice 44.
  • the outlet chute 34 has at least two positions: an open position and a closed position. When the outlet chute 34 is in the closed position, the outlet chute 34 prevents the exit of any substance contained in the tank 26. When the outlet chute 34 is in the open position, the outlet chute 34 is an outlet of the tank 26.
  • the outlet chute 34 is, for example, stainless steel.
  • the radioactive waste feed member 14 is capable of bringing radioactive waste to the mixer 12.
  • the radioactive waste feed member 14 and the mixer 12 are configured so that the radioactive waste is poured into the internal volume 35 of the tank 26.
  • the radioactive waste feed member 14 is able to measure the quantity of radioactive waste poured into the interior volume of the tank 26 and to stop pouring radioactive waste when a predetermined quantity is reached.
  • the waste feed member 14 is elongated between two ends.
  • a first end is connected to a radioactive waste storage area and a second end is connected to one of the holes 46 defined in the cover 28.
  • the first end of the waste feed member 14 has at least one open position, allowing the radioactive waste from the storage area to pass to the waste feed member 14, and a closed position, preventing the passage of radioactive waste.
  • the radioactive waste feed member 14 is one or more handling screws placed end to end.
  • Each handling screw comprises a trough defining an interior volume and a screw without a core capable of rotating in the interior volume of the trough.
  • Each handling screw is provided with a device for measuring the mass of material contained in the interior volume of the trough.
  • the member for feeding a binder 16 is capable of supplying a binder to the kneader 12.
  • the binder feeding member 16 and the kneader 12 are configured so that the binder is poured into the inner volume 35 of the tank 26.
  • the binder feed member 16 is adapted to measure the amount of binder poured into the inner volume of the vat 26 and to stop pouring binder when a predetermined amount is reached.
  • the member for feeding a binder 16 is similar to the waste feed member 14, with the exception of the following differences.
  • the first end of the feeder member of a binder 16 is connected to a binder storage area.
  • the second end of the feed member of a binder 16 is connected to one of the holes 46 defined in the different cover of the hole, to which the radioactive waste feed member 14 is connected.
  • the water inlet 18 is adapted to pour water into the interior volume 35 of the tank 26.
  • the water inlet 18 is configured to measure the amount of water poured into the interior volume 35 of the tank 26 and stop pouring water when a predetermined amount is reached.
  • the water inlet 18 is, for example, a pipe having two ends. At a first end, the water inlet 18 is connected to a water distribution system. At the other end, the water inlet 18 is connected to one of the holes 46 defined in the cover 24 of the mixer 12. The water inlet 18 is configured so that water flows from the connected end a water distribution system at the end connected to the mixer 12.
  • the water inlet 18 comprises a water retaining member 52.
  • the water retaining member has at least one open position, capable of allowing the water to circulate in the water inlet, and a position closed, suitable for preventing water from flowing into the water supply.
  • the water retaining member 52 is a non-return valve located between the two ends of the pipe. A system for measuring the amount of water that the water retaining member 52 has passed.
  • the conditioning unit 20 comprises at least one container 54, a filling unit 56, a measuring device 58, at least one vibrating needle 60 shown in FIG. 2 and a support 61.
  • the container 54 is configured to store a substance comprising radioactive waste.
  • the container 54 has the shape of a cylinder having as a director a vertical axis and as a base a disc having a radius.
  • the container 54 defines an interior volume.
  • the container 54 is made of a material comprising concrete or metal, for example alloy steel.
  • the container 54 has a capacity of between 100 and 1000 liters.
  • the filling unit 56 is able to pour a substance into the container 54.
  • the filling unit 56 comprises a cap 62 provided with a valve 64.
  • the cap 62 is a disk of radius greater than the radius of the container 54.
  • the cap 62 defines an orifice.
  • the cap 62 is able to be moved between two positions: a filling position and a rest position.
  • the cap 62 rests on the upper end of the container 54, so that the cap 62 covers the container 54.
  • the cap In the rest position, the cap no longer rests on the container 54 and is removed from the container 54. In the rest position, the interior volume of the container 54 is then accessible through its upper end.
  • the valve 64 is located at the orifice defined by the cap 62.
  • the valve 64 has at least two positions: a closed position and an open position.
  • valve 64 When the valve 64 is closed and the cap 62 is in the filling position, the cap 62 hermetically closes the container 54. When the valve 64 is open and the cap 62 is in the filling position, a substance can be introduced into the container. container 54 by the valve 64.
  • the filling unit 56 is, for example, made of stainless steel.
  • the measuring device 58 is configured to measure the filling volume and mass of the container 54.
  • the measuring device 58 comprises a balance 66, a laser metrology device 68 and a calculator 70.
  • the balance 66 is able to measure the mass of any substance included in the interior volume of the container 54.
  • the laser metrology device 68 is able to measure the filling height of the container 54.
  • the laser metrology device 68 is configured to read inside the container 54.
  • the computer 70 is able to calculate the density of any substance in the interior volume of the container 54.
  • the computer 70 is connected to the balance 66 and to the laser metrology device 68.
  • the computer 70 receives as input the mass measured by the balance 66 and the height measured by the laser metrology device 68.
  • the vibrating needle 60 is configured to generate vibrations.
  • the vibrating needle 60 shown in FIGS. 1 and 2, comprises a body 72, a counterweight 74, a rotation system 76 and an external connection 78.
  • the body 72 has substantially the shape of a closed rigid tube elongated along a main axis X.
  • the body 72 defines an interior volume.
  • the vibrating needle 60 extends mainly along the main axis X of the body 72.
  • the body 72 has two ends 80, 81.
  • the body 72 comprises a connection system 82.
  • the connection system 82 allows the connection of the external connection 78 to the body 72 of the vibrating needle 60.
  • the body 72 is made of a material comprising stainless steel.
  • the weight 74 is located in the interior volume of the body 72.
  • the weight 74 is eccentric with respect to the main axis X of the body 72 of the vibrating needle 60.
  • the center of gravity of the weight 74 is not located on the main axis X of the body 72 of the vibrating needle 60.
  • the weight 74 is able to be rotated by the rotation system 76.
  • the rotation of the weight 74 takes place around the main axis X of the body 72 of the vibrating needle 60.
  • the rotation of the flyweight 74 is implemented at a predetermined frequency.
  • the rotation system 76 is, for example, a rod connecting the weight 74 to the connection system 82.
  • the rod is adapted to be rotated about the X axis by a motor.
  • the rotation system 76 is a rotor of a motor along the X axis on which is mounted the flyweight 74 or a compressed air system setting up a flow of air capable of driving the weight 74 in rotation around the X axis.
  • the external connection 78 is able to activate the rotation system 76.
  • the outer connection 78 of the vibrating needle 60 is located outside the internal volume of the body 72.
  • the external connection 78 is connected to the body 72 of the vibrating needle 60 at the connection system 82.
  • connection system 78 is a motor, an electric motor or a compressed air system.
  • connection system 82 is then a driving device, an electrical socket or an opening defined by the body 72.
  • the support 61 is configured to hold the vibrating needle 60.
  • the support 61 is able to move the vibrating needle (s) 60 between at least two positions: a rest position, in which the vibrating needle 60 is not in the interior volume of the container 54 and the vibrating needle 60 n prevents the cap 62 from closing the container 54, and a pervibration position, wherein the vibrating needle 60 is, at least partially, in the interior volume of the container 54 when the cap 62 is in the rest position.
  • a rest position in which the vibrating needle 60 is not in the interior volume of the container 54 and the vibrating needle 60 n prevents the cap 62 from closing the container 54
  • a pervibration position wherein the vibrating needle 60 is, at least partially, in the interior volume of the container 54 when the cap 62 is in the rest position.
  • the support 61 is controlled automatically or manually.
  • the support 61 is made, for example, of stainless steel.
  • the transfer member 22 is configured to transfer a substance from the kneader 12 to the conditioning unit 20.
  • the transfer member 22 connects the kneader 12 to the conditioning unit 20.
  • the transfer member 22 comprises two ends. A first end is connected to the output chute 34 of the mixer 12. A second end is connected to the filling unit 56 of the conditioning unit 20.
  • the transfer member 22 is a casting channel.
  • the transfer member 22 has a transfer surface 84.
  • the transfer surface 84 is able to be in contact with a substance leaving the mixer 12.
  • the transfer surface 84 has a slope. In this case, the slope is linear.
  • the transfer surface 84 forms an angle ⁇ , said angle of inclination, with any horizontal plane.
  • the angle a is between 8 ° and 20 °.
  • understood it is understood on the one hand that the angle a is greater than or equal to 8 ° and on the other hand that the angle a is less than or equal to 20 °. It is defined the vertical of the place by a vertical axis Z at the second end of the transfer member 22, connected to the filling unit 56.
  • the angle a is the angle between the X axis and the slope of the transfer surface 84.
  • the transfer surface 84 is such that, at any point on the transfer surface 84, a plane tangential to the transfer surface 84 forms an angle of between 8 and 20 ° to the horizontal plane.
  • the transfer surface 84 has at least two layers 86 and 88.
  • One of the layers 86 is a coating composed of at least 95% natural rubber.
  • the transfer member 22 comprises at least one vibrator 90 and / or a percussion system 92.
  • the vibrator 90 is configured to vibrate the transfer surface 84.
  • the vibrator 90 is, for example, in contact with the transfer surface 84.
  • the percussion system 92 is configured to strike the transfer surface 84.
  • the percussion system 92 includes, for example, a plurality of percussion members adapted to strike the transfer surface 84 at a plurality of points.
  • the transfer member 22 comprises a washing device of the transfer surface 84.
  • the arrival of chemical adjuvant 24 is adapted to pour a chemical adjuvant into the interior volume of the tank 26.
  • the arrival of chemical adjuvant 24 is configured to measure the amount of chemical adjuvant dispensed and to stop pouring the chemical adjuvant when a predetermined quantity is reached.
  • the arrival of chemical adjuvant 24 is, for example, similar to the water inlet 18, with the exception of the following difference. At one end, the arrival of chemical adjuvant 24 is connected to a chemical adjuvant storage tank, and not to a water distribution system.
  • the arrival of chemical adjuvant 24 comprises a chemical adjuvant retaining member 94, similar to the water retaining member 52 of the water inlet 18.
  • the packaging method is, for example, implemented by the device 10 described above.
  • Radioactive waste is a material for which no use is intended and which contains radionuclides in concentrations above the values that the competent authorities consider permissible in materials suitable for non-controlled use.
  • the conditioning process applies to a substance having an activity greater than one hundred becquerels per gram and a half-life greater than 100 days.
  • the radioactive waste is dry radioactive waste of the ash, slag and dust type with a density of less than 1.7.
  • Slag is a solid residue from coal combustion. Ashes are solid residues from the combustion of organic matter, that is to say one of the constituent chemical elements is the carbon element.
  • the binder is a composite Portland cement comprising at least 65% clinker.
  • the binder is an aluminous cement, comprising clinker and calcium aluminates.
  • One (or more) adjuvant (s) is a plasticizer.
  • a plasticizer is a substance added to formulations of different types of materials to make materials more flexible, stronger, more resilient and / or easier to handle.
  • the plasticizer is based on modified polycarboxylate and phosphonate or modified polycarboxylate.
  • the adjuvant (s) present preferably at least one is a thinner, a retardant or an air hunter.
  • a fluidizer improves the ultimate strength of a mixture comprising it.
  • a retardant delays the setting of a mixture comprising it.
  • An air hunter facilitates the expulsion of air within the mixture.
  • the method comprises the following steps:
  • the step of transporting the radioactive waste 100 consists in conveying a predetermined quantity of radioactive waste into the mixer 12.
  • the step of transporting the radioactive waste 100 is carried out by the radioactive waste feed member 14.
  • the output chute 34 of the mixer 12 is in the closed position.
  • the water retaining member 52 and the chemical adjuvant retaining member 94 are in the closed position.
  • the feed member 14 is not active.
  • a step of detecting radioactive waste in a detection volume takes place.
  • the detection volume is included in the interior volume of the trough.
  • the detection volume is for example the set of points located at a distance from the end of the waste feed member 14 connected to the mixer 12. The distance mentioned above is, for example, half distance from the ends of the waste delivery member 14. If radioactive waste is detected in the detection volume at the beginning of the radioactive waste transport step 100, the first end of the delivery member waste 14 is placed in the closed position.
  • the first end of the waste delivery member 14 is opened.
  • the member for bringing radioactive waste 14 is activated.
  • the soulless screw rotates in the interior volume of the trough. Radioactive waste is moved, by the waste delivery member 14, in a direction from the radioactive waste storage area to the mixer 12.
  • the first end of the waste feed member 14 is moved to the closed position. The member for bringing radioactive waste 14 is deactivated.
  • a quantity of radioactive waste is contained in the interior volume of the trough.
  • the filling of the interior volume of the trough is between 30% and a determined rate greater than 50%.
  • a mass representative of the mass of the quantity of waste contained in the interior volume of the trough is measured.
  • the mass is, for example, the mass of the quantity of radioactive waste contained in the internal volume of the trough or the mass of the trough and the radioactive waste.
  • the value of the mass is then equal to an initial value.
  • the radioactive waste feed member 14 is activated, so that the radioactive waste in the internal volume of the radioactive waste feed member 14 moves towards the mixer 12.
  • the radioactive waste having reached the second end of the waste feed member is poured into the tank 26 of the mixer 12 through one of the holes 46 of the cover 28.
  • the previously measured mass is monitored.
  • the mass measured above is measured continuously or regularly, that is to say at time intervals strictly less than 15 ms.
  • the quantity of radioactive waste poured into the mixer 12 at a given moment is calculated by subtracting the initial value of the mass and the value of the mass measured at this given moment.
  • the supply member 14 of the radioactive waste is stopped when the amount of radioactive waste poured into the mixer 12 reaches a predetermined value.
  • the step of transporting the radioactive waste 100 is completed.
  • the radioactive waste feed member 14 is not deactivated at the time of measuring the initial mass.
  • the radioactive waste feed member 14 is activated and deactivated at regular intervals. At each deactivation of the radioactive waste feed member 14, the mass is measured and the quantity of radioactive waste poured into the kneader 12 calculated. If the quantity of radioactive waste poured into the mixer 12 is greater than or equal to the predetermined value, then the radioactive waste feed member 14 is not reactivated and the step of transporting the radioactive waste 100 is completed.
  • the internal volume 35 of the tank 26 of the mixer 12 contains a predetermined quantity of radioactive waste.
  • the step of conveying the binder 102 consists of conveying a predetermined quantity of binder into the mixer 12.
  • the binder delivery step 102 is performed by the binder supply member 16.
  • the outlet chute 34 of the mixer 12 is in the closed position.
  • the water retaining member 52 and the chemical adjuvant retaining member 94 are in the closed position.
  • the feeder member of the binder 16 is not active.
  • the step of transporting the binder 102 is implemented in a manner similar to the step of transporting the radioactive waste 100, to except that the step is carried out by the binder supply member 16, and not the radioactive waste feed member 14.
  • the interior volume of the tank 26 of the kneader 12 contains a predetermined amount of binder.
  • the steps of transporting radioactive waste 100 and binder 102 take place in parallel or one after the other.
  • the first kneading step 104 consists in kneading the radioactive waste and the binder in the interior volume of the tank 26 of the kneader.
  • the first kneading step 104 takes place after the steps of transporting radioactive waste 100 and binder 102.
  • the first kneading step 104 takes place in the inner volume 35 of the tank 26 of the kneader 12 with the kneading member 30. .
  • the inner volume 35 of the tank 26 of the kneader 12 contains radioactive waste and binder.
  • the water retaining member 52 and the chemical adjuvant retaining member 94 are in the closed position.
  • the outlet chute 34 of the mixer 12 is in the closed position.
  • the radioactive waste feed members 14 and the binder 16 are deactivated.
  • the kneading member 30 is activated.
  • the kneading member 30 kneads the radioactive waste and the binder into the inner volume of the tank, i.e. the kneading member 30 stirs together the radioactive waste and the binder.
  • the mixing of the radioactive waste and the binder is carried out for a predetermined duration, between 2 and 4 minutes, and / or until a criterion is fulfilled.
  • the criterion is, for example, that the intensity of the supply current of the motor of the mixing member 30 reaches a constant value within 5%.
  • the mixing member 30 is provided to rotate at a given speed.
  • the intensity of the motor supply current is representative of the resistance of the mixture relative to the mixing member 30.
  • the interior volume 35 of the tank 26 comprises a premix of radioactive waste and binder.
  • the water conveying step 106 consists in conveying a predetermined quantity of water into the interior volume of the tank 26 of the kneader 12.
  • the outlet chute 34 of the kneader 12 is in the closed position and the interior volume of the tank comprises a premix of radioactive waste and binder.
  • the water retaining member 52 is in the closed position.
  • the water conveying step 106 takes place after the first mixing step 104.
  • the water conveying step 106 is carried out by the water inlet 18.
  • the water retaining member 52 has moved to the open position. Water is then poured by the water inlet 18 into the interior volume 35 of the tank 26 of the mixer 12. The quantity of water exceeding the water retaining member 52 is measured by the system allowing measure the amount of water that has passed the device.
  • the water retaining member 52 When the amount of water having exceeded the water retaining member 52 reaches the predetermined value, the water retaining member 52 is moved to the closed position.
  • the water having passed the water retaining member 52 arrives in the interior volume 35 of the tank 26 of the kneader 12 during the water conveying step 106.
  • the interior volume 35 of the tank 26 comprises a predetermined amount of water and the premixing of radioactive waste and binder.
  • the step of conveying adjuvant 108 consists in conveying a predetermined quantity of one or more adjuvants into the interior volume of the tank 26 of the kneader 12.
  • the outlet chute 34 of the kneader 12 is in the closed position and the interior volume of the tank comprises a premix of radioactive waste and binder.
  • the chemical adjuvant retaining member 94 is in the closed position.
  • the adjuvant carrying step 108 takes place, for example, after the first kneading step 104.
  • the adjuvant carrying step 108 is carried out by the adjuvant inflow (s) 24.
  • the step is described for adjuvant arrival 24.
  • the step of conveying the adjuvant 108 is complete.
  • the adjuvant delivery step 108 is carried out in a manner similar to the water delivery step 106, except that the step delivery of adjuvant 108 is carried out by the arrival of adjuvant 26 and adjuvant retaining member 94.
  • the step is repeated for each adjuvant input 24.
  • the steps for each adjuvant input 24 can take place at the same time or one after the other.
  • the interior volume of the vessel 26 comprises a predetermined amount of the adjuvant (s) and the premixing of radioactive waste and binder.
  • the second kneading step 1 10 consists of kneading the premixing of radioactive waste and binder, water and any additives to form a mixture 122.
  • the second kneading step 1 10 takes place after the steps of conveying water 106 and adjuvant 108.
  • the second kneading step 1 10 takes place in the inner volume 35 of the tank 26 of the kneader 12 with the organ kneading 30.
  • the inner volume 35 of the tank 26 of the kneader contains water, the premix of radioactive waste and binder, and optionally one or more adjuvants.
  • the water retaining member 52 and the chemical adjuvant retaining member 94 are in the closed position.
  • the radioactive waste feed members 14 and the binder 16 are deactivated.
  • the outlet chute 34 of the mixer 12 is in the closed position.
  • the kneading member 30 is activated.
  • the mixing member 30 mixes the water, the premixing of radioactive waste and binder, and the chemical adjuvant in the inner volume of the tank 26.
  • the mixing member 30 stirs together the water, the mixture radioactive waste and binder, and the chemical adjuvant, to form the mixture.
  • the mixing of the water, the premixing of the radioactive waste and the binder, and the chemical adjuvant is carried out for a predetermined duration, between 4 and 6 minutes, and / or until a criterion is fulfilled. .
  • the criterion is, for example, that the intensity of the supply current of the motor of the mixing member 30 reaches a constant value within 5%.
  • the senor at the bottom 42 of the tank 26 monitors the hygrometry of the mixture within the tank 26. If the hygrometry of the mixture is too low, water is added by the arrival of 18. This allows in particular to increase the plasticity of the mixture.
  • the plasticity of the mixture is calculated in particular from the intensity of the motor supply current of the mixing member 30.
  • the inner volume 35 of the tank 26 comprises a mixture 122 of radioactive waste, binder, water and any adjuvant.
  • the transfer step 1 12 consists of transferring the mixture 122 of the kneader 12 to the conditioning unit 20.
  • the transfer step 1 12 is performed by the outlet chute 34 and the transfer member 22.
  • the transfer step 1 12 takes place after the second mixing step 1 10.
  • the outlet chute 34 is in the closed position.
  • the water retaining member 52 and the chemical adjuvant retaining member 94 are in the closed position.
  • the radioactive waste feed members 14 and the binder 16 are deactivated.
  • the cap 62 of the filling unit 56 is in the filling position.
  • the valve 64 of the filling unit 56 is in the closed position.
  • the tank 26 contains in its interior volume 35 the mixture 122 of radioactive waste, binder, water and optional adjuvant.
  • the transfer surface 84 is moistened.
  • the humidification is carried out by the washing system of the transfer surface 84.
  • the washing system of the transfer surface 84 sprinkles the transfer surface 84 with water. Water flows on the transfer surface, apart from residual humidification.
  • the residual humidification corresponds, for example, to a mass of water of between 100 g and 150 g per 1 m 2 of transfer surface 84.
  • the outlet chute 34 of the mixer 12 is moved to the open position.
  • the mixture 122 of radioactive waste, binder, water and optional adjuvant leaves the tank 26 through the outlet chute 34.
  • the mixture 122 of radioactive waste, binder, water and optional adjuvant is able to flow to the transfer member 22.
  • the mixture 122 of radioactive waste, binder, water and optional adjuvant contacts the transfer surface 84 of the transfer member 22, and more particularly with the coating 86 composed of at least 95% natural rubber.
  • the vibrator 90 is activated.
  • the vibrator 90 mechanically vibrates the transfer surface 84.
  • the coating of the transfer surface is subjected to mechanical vibration.
  • the coating enters into oscillation.
  • the coating returns to an initial position, thanks to a shape memory of the coating of the transfer surface.
  • the mixture 122 is able to flow in contact with the transfer surface 84, for example on the transfer surface.
  • the mixture 122 flows to the filling unit 56 of the conditioning unit 20.
  • Residues of the mixture 122 remain in contact with the transfer surface 84 and do not reach the conditioning unit 20.
  • the mixture residues represent less than 10 grams per 100 cm 2 of transfer surface 84, and preferably less than 7 grams per 100 cm 2 of surface.
  • the percussion system 92 of the transfer surface 84 is activated.
  • the transfer surface 84 is impacted by the percussion system 92.
  • the percussion members of the percussion system 89 strike the transfer surface 84 at a given frequency.
  • the frequency is between 1500 Hz and 3000 Hz.
  • the force applied by the percussion system 92 on the transfer surface is between 700 N and 900 N, and more particularly equal to 800 N at 5%.
  • the vibrator 90 and the percussion system 92 are activated.
  • the mixture 122 is mainly located at the filling unit 56 at the valve 64 in the closed position. Residues of the mixture are in contact with the transfer surface 84.
  • the off-residue mixture 122 is hereinafter referred to as the mixture 122.
  • the valve 64 of the filling unit 56 is in the open position.
  • the filling stage 1 14 consists of filling the container 54 with the mixture 122.
  • the filling stage 1 14 is carried out by the filling unit 56 and the measuring device 58.
  • the cap 62 is in the filling position.
  • the mixture 122 is at the filling unit 56.
  • the mixture 122 is not in the container.
  • the filling step 1 14 takes place after the transfer step.
  • a tare of the balance 66 is made. In the case where the valve 64 of the filling unit is in the closed position, the valve 64 is moved to the open position. Otherwise, the valve 64 remains in the open position.
  • the mixture 122 enters the interior volume of the container 54 through the valve 64.
  • the balance 66 raises the mass of mixture introduced into the container 54 and the laser metrology device 68 the filling height of the container 54.
  • the calculator 70 then calculates the density of the mixture 122 contained in the container 54. Information contributing to a regulatory filling of the container 54 container 54 are obtained.
  • a mass monitoring step measured by the balance 66 is started.
  • the valve 64 is closed.
  • the density of the mixture 122 contained in the container 54 is then calculated.
  • the mixture 122 is in the interior volume of the container 54.
  • the perversion stage 1 16 consists in applying a strong internal vibration to the mixture 122 within the container 54.
  • the pervibration stage 1 16 is provided to increase the compactness of the mixture 122. A greater quantity of mixture 122, therefore of radioactive waste, is suitable for storage in the container 54.
  • the container 54 is filled with the mixture 122.
  • the cap 62 is in the filling position.
  • the perversion stage 1 16 takes place after the filling stage 1 14.
  • the cap 62 is moved to the rest position. Then, the support 61 moves the vibrating needle (s) 60 into a perverted position. The vibrating needle (s) 60 are then at least partially immersed in the mixture 122 in the interior volume of the container 54.
  • the vibrating needle 60 is such that its main axis X is parallel to the vertical of the place, therefore to the main axis container 54.
  • the rotation system 76 is activated.
  • the weight 74 is rotated about the main axis X of the vibrating needle 91 at a given frequency, for example between 10,000 revolutions per minute and 20,000 revolutions per minute.
  • each vibrating needle 60 causes a pervibration of the mixture 122 in the container 54, that is to say a strong internal vibration of the mixture. This increases the compactness of the mixture. The mixture then takes a more compact layout. The smaller elements of the mixture are placed between the larger elements.
  • the support 61 moves the vibrating needle 60 within the mixture 122.
  • This embodiment corresponds in particular to the case where there is not an immobile configuration of the vibrating needle or hands, in which the one or more Vibrating needles are able to vibrate the entire mixture.
  • the step of observing a gas evolution 1 18 consists of observing the presence or absence of a gas evolution during the pervibration stage 1 16.
  • the observation step 1 18 takes place at the same time as the perversion step 1 16.
  • Release of gas from the mixture 122 into the interior volume of the container 54 is observed.
  • the observation is performed via a camera by a computer to process the images and / or an observer.
  • the gas evolution is for example visible to the naked eye, for example the release of gas is cloudy relative to the air.
  • the evolution of gas is visible by a reduction in the height of the mixture contained in the container 54.
  • the decrease in height is observed by the laser metrology device 68.
  • the vibrating needle 60 is deactivated.
  • the support 61 moves each vibrating needle 60 in the rest position.
  • the perversion step 1 16 of the mixture 122 and the step of observation of a gassing 1 18 end.
  • the density of the mixture 122 in the container 54 is modified by the pervibration step 1 16.
  • a new measurement of the filling of the container 54 is implemented by the laser metrology device 68.
  • the density is then recalculated by the calculator 70.
  • the new density is estimated from the density of the mixture before the perversion stage 1 16 of the mixture 122.
  • the density of the mixture before the perversion stage 1 16 of the mixture 122 is, for example, between 1.27 kg / m 3 and 1.7 kg / m 3 .
  • the density is multiplied by 1.27.
  • the density is multiplied by a factor of between 1.1 to 1 20.
  • the interior volume of the container 54 comprises the mixture 122.
  • the mixture 122 is more compact than before the pervbing step 1 16.
  • the density of the mixture 122 has increased during the perversion stage 1 16.
  • the step of closing the container 120 consists in placing a lid on the container 54.
  • the mixture 122 is in the interior volume of the container 54.
  • the closing step of the container 120 takes place after the pervbing step 1 16 and the observation step d gaseous release 1 18.
  • the lid is a disc radius the radius of the container 54.
  • the lid is deposited on the container 54 using a crane. The lid engages with the top end of the container 54.
  • the lid defines a hole, intended to insert a plug.
  • the cap is made of the same material as the lid.
  • the container 54 containing the mixture 122 comprising radioactive waste is closed in a package.
  • the mixture 122 solidifies, that is to say that the mixture takes a definitive form.
  • the mixture is completely solidified after a period of less than or equal to 29 days after the end of the pervibration stage 16.
  • the mixture 122 has a compressive strength of between MPa and 35 MPa.
  • the cap is inserted into the lid after the solidification time of the mixture.
  • the package is suitable for storage.
  • the radioactive waste conditioning device 10 is regularly washed. However, the entire packaging device 10 is not completely washed once.
  • a washing step of the transfer member 22 and the tank 26 of the kneader 12 takes place at the end of each packaging process.
  • the cleaning member 32 of the kneader 12 and the washing device of the transfer surface 84 are activated.
  • the interior volume 35 of the tank 26 and the transfer surface 84 are sprayed with charged water.
  • the charged water is a water densified by solid charges, including charges obtained by washing sand and / or bottom ash.
  • the internal volume 35 of the tank 26 and the transfer surface 84 are rinsed with clear water.
  • the cleaning member 32 of the kneader 12 and the washing device of the transfer surface 84 are always activated.
  • the internal volume 35 of the tank 26 and the transfer surface 84 are sprayed with high-pressure clear water between 10 and 20 MPa.
  • the ratio of the mass of residues after the washing step to the mass of residues before the washing step is between 0.001 and 0.01.
  • the amounts of radioactive waste, binder, water and optional adjuvant are predetermined.
  • a technique for determining a possible combination of radioactive waste, binder, water and optional adjuvant mixture 122 is to characterize the behavior of the transfer member 22, in particular with respect to the step 1 12 for transferring the mixture of the kneader 12 to the conditioning unit 20.
  • the characterization step implements the transfer surface 84 or a surface modeling the transfer surface 84.
  • the surface modeling the transfer surface 84 has the same structure and the same composition. Subsequently, the surface used during the characterization step in all the aforementioned cases is called "transfer surface 84".
  • the step of producing a test sample 130 consists in producing a test sample having a composition representative of a possibility of mixing as part of the radioactive waste conditioning process.
  • the test sample includes dry radioactive waste, water and a binder.
  • the test sample comprises at least one chemical adjuvant.
  • the chemical adjuvant is, for example, a plasticizer, making it possible to increase the flow of the test sample on the transfer surface.
  • the dry radioactive waste, the water, the binder and any adjuvant (s) are kneaded so as to form a mixture.
  • the radioactive waste of the test sample is a mixture of bottom ash and ash.
  • the mass percentage of bottom ash is between 0.7 and 0.8.
  • the test sample has a mass ratio of the radioactive waste with respect to the binder of between 2.5 and 3, and more particularly equal to 2.75.
  • the test sample has a mass ratio of water to binder of 0.77 to 0.97. More particularly, in the case where the mass percentage of bottom ash is between 0.7 and 0.75, and more particularly equal to 0.7, then the mass ratio of water relative to the binder is between 0.87. and 0.97.
  • the mass ratio of water relative to the binder is between 0.77 and 0, 90.
  • the test sample has a water content of between 10 and 35 liters per cubic meter. If the mixture has a satisfactory plastic behavior, the water content is reduced with monitoring of the hygrometry of the mixture.
  • the water is used in particular for the hydration of radioactive waste and the insertion of adjuvant.
  • the increase in water content causes undesirable effects for the compressive strength of the test sample after solidification.
  • the water content is therefore a sign that it is important to control, in particular thanks to a sensor according to the hygrometry of the mixture 122.
  • test sample as described below is made.
  • test samples of varied composition or the same composition are made at the same time.
  • the detection step 132 consists of detecting setting inhibitors, for example zinc, in the test sample.
  • Zinc is a setting inhibitor, i.e., zinc is capable of retarding the solidification of the mixture.
  • a setting inhibitor also decreases the internal bonds of the mixture.
  • the presence of inhibitor in the mixture causes a loss of compressive strength of the mixture after solidification of the mixture.
  • the moistening step 134 consists in moistening the transfer surface 84.
  • Humidifying consists, for example, in providing on the transfer surface 84 a mass of water of between 100 g and 200 g per 1 m 2 of transfer surface 84.
  • Humidification of the transfer surface improves in particular the flow of the test sample on the transfer surface 84.
  • the transfer surface 84 is wetted.
  • the characterization step 136 consists in characterizing the adhesion and / or the flow of the test sample on the transfer surface 84. At the beginning of the characterization step 136, the transfer surface 84 is moistened and the test sample is made. The characterization step 136 takes place after the steps of producing a test sample 130 and humidification 134.
  • the transfer surface 84 is at a temperature between 15 ° C and 30 ° C.
  • the pressure near the transfer surface 84 is between 450 hPa and 1013.25 hPa.
  • the test sample is also in contact with a gas, for example air.
  • the gas has a relative humidity of between 10 and 65%.
  • test sample is contacted with the transfer surface 84.
  • test sample is contacted with the transfer surface 84 in a single step.
  • test sample is subjected to a free fall of a distance greater than or equal to 200 mm before reaching the transfer surface.
  • test sample To characterize the adhesion of the test sample to the transfer surface 84, a given amount of test sample is contacted with the transfer surface 84.
  • the quantity of test sample brought into contact with the transfer surface has, for example, a mass greater than 20 grams per 100 cm 2 of transfer surface 84, and more particularly a mass greater than 200 grams per 100 cm 2 of surface area. transfer 84.
  • an observation step 138 takes place.
  • the observation step 138 consists in monitoring the presence or absence of a flow of the test sample on the transfer surface 84.
  • the presence or absence of a flow of the test sample on the transfer surface 84 is detected by measuring a mass of the material on the transfer surface 84. As the mass decreases, a flow of the test sample on the transfer surface is observed. When the mass is constant, there is no presence of a flow of the test sample on the transfer surface.
  • the presence or absence of a flow of the test sample on the transfer surface 84 is monitored by an operator or by an image analysis calculator.
  • a time representative of the flow of the test sample is measured.
  • the representative time is, for example, the time taken by the test sample to travel one meter.
  • Two marks are placed on the contact surface 84.
  • the two marks are placed lower than the whole part of the contact surface 84 with which the test sample is brought into contact.
  • the marks are substantially perpendicular to the axis connecting the two ends of the transfer member.
  • the marks traverse in one direction the transfer member.
  • the marks are parallel.
  • the markers are spaced one meter apart.
  • the measurements are made with respect to the front of the test sample, the front of the sample being a part of the test sample which passes the marker first.
  • the edge of the sample is likely to vary within the test sample.
  • the marks are for example detectors.
  • a chronometer initialized to zero is started.
  • the timer is stopped.
  • test sample does not reach one of the markers in a predetermined time, then it is assumed that the test sample has a zero flow on the transfer surface 84.
  • the step comprises measuring a duration of flow over a distance other than one meter.
  • the representative duration is then the duration of the flow divided by the distance expressed in meters.
  • test sample's time to travel one meter the more it is considered that the flow of the test sample on the transfer surface 84 is important.
  • a predictable flow rate of the mixture is calculated from the distance between the two marks, the mass of the sample and the characteristic time of the flow.
  • the mass of test sample residues and / or the representative flow velocity of the test sample are known.
  • the step of percussion and / or mechanical vibration 140 consists of striking and / or vibrating the transfer surface 84.
  • the percussion stage and / or setting mechanical vibration 140 increases the flow capacities and decreases the adhesion of the test sample to the transfer surface 84.
  • the step of producing the test sample was performed.
  • the percussion and / or mechanical vibration stage 140 begins before or at the same time as the test sample is brought into contact with the transfer surface.
  • the vibrator 90 and / or the percussion system 92 are activated.
  • the vibrator 90 drives the transfer surface 84 into mechanical vibration.
  • the vibrator 90 oscillates at a frequency less than or equal to 3000 Hz.
  • the amplitude of the vibration is less than or equal to 100 mm.
  • the transfer surface 84 is struck by the percussion system 92 at regular intervals.
  • the percussion frequency is less than or equal to 3000 Hz.
  • the transfer surface 84 is displaced by a distance of between 5 mm and 30 mm at the point where the transfer surface 84 is impacted by the system. percussion 92.
  • the vibrator 90 and / or the percussion system 92 are deactivated.
  • all the steps described above are repeated a predetermined number of times.
  • the selection step 142 consists in selecting one or more test samples fulfilling one or more criteria.
  • the mass of test sample residues during the characterization step 136 is less than 10 grams per 100 cm 2 of transfer surface, or more particularly less than 7 grams per 100 cm 2 of transfer surface, - the representative duration the flow is less than 200 seconds, and - the predicted flow is equivalent to the displacement of at least 100 mm of a mass greater than 50 kg of mixture 122 per hour.
  • test sample is selected if it fulfills only one of the preceding criteria.
  • test sample or samples are discriminated according to given criteria. If no test sample meets the criteria and is not selected at the selection step 142, the steps are restarted from the step 130 of producing a test sample.
  • the step of characterizing the behavior of the transfer member makes it possible to select a mixing composition as part of a process for packaging radioactive waste.
  • the flow and / or adhesion criteria notably value the fact that a majority of the mixture reaches the conditioning unit 20 from the kneader 12 in a reasonable time.
  • the adhesion criterion also accounts for the mixture residues on the transfer surface 84 after the transfer step 112 between the kneader 12 and the conditioning unit 20. By decreasing the adhesion of the mixture to the transfer surface the washing of the transfer surface 84 is facilitated and the amount of rinsing water used is decreased.
  • a similar composition is a composition having the same mass percentages as the test sample to 2%.
  • the device 10 does not include a water inlet 18 and one or more adjuvant inputs 24 separated.
  • the device 10 comprises an inlet of water and adjuvant (s) comprising two ends. The entry of water and adjuvant (s) is connected at one end to the mixer 12. The inlet of water and adjuvant (s) is connected at a second end to a mixing tank.
  • the mixing tank comprises an outlet, a water inlet and optionally adjuvant entrances.
  • the outlet has a restraint system, having at least two positions: an open position, to let the water and the adjuvant out of the mixing tank, and a closed position, to prevent the water and the adjuvant from coming out of the mixing tank.
  • the number of entries is equal to one plus the number of adjuvants.
  • Each inlet is used to dose the amount of water or adjuvant poured into the mixing tank.
  • the packaging process is the same as above except for the water supply 106 and the adjuvant 108 delivery stages.
  • the water supply 106 and the adjuvant delivery 108 steps are replaced by a liquid delivery step.
  • the retaining system of the mixing tank is in the closed position. Water and any additives are poured into the mixing tank in predetermined amounts through the mixing tank inlets. Then, the retaining system of the mixing tank is moved to the open position. The water and any additives are poured into the tank 26 of the kneader 12.
  • the characterization step is the same as before.
  • the method of conditioning radioactive waste comprises the following steps:
  • test sample comprising dry radioactive waste, water and a binder
  • kneading in a kneader 12 dry radioactive waste, water and a binder to form the mixture 122,

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Abstract

L'invention concerne un procédé de conditionnement de déchets radioactifs, le procédé comprenant les étapes suivantes : - malaxage dans un malaxeur (12) de déchets radioactifs secs, d'eau et d'un liant pour former un mélange (122), - transfert du mélange (122) depuis le malaxeur (12) vers une unité de conditionnement (20), le mélange (122) étant en contact avec une surface de transfert (84) d'un organe de transfert (22), - réalisation d'un échantillon test comprenant des déchets radioactifs secs, de l'eau et un liant, et - caractérisation d'adhérence et/ou d'écoulement de l'échantillon test sur la surface de transfert (84).

Description

Procédé de conditionnement de déchets radioactifs
La présente invention concerne un procédé de conditionnement de déchets radioactifs mettant en œuvre une étape de caractérisation.
La gestion des déchets radioactifs concourt à la sécurité de la santé humaine et de l'environnement. Pour cela, selon un exemple connu, les déchets radioactifs sont conditionnés sous forme de colis pour assurer le confinement de la radioactivité, en garantissant la résistance mécanique et chimique du colis utile à la sûreté du stockage.
Le document EP 2 624 257 A2 décrit un procédé de traitement de déchets radioactifs comprenant les étapes suivantes :
- malaxage de ciment et de déchets radioactifs dans un conteneur par rotation d'une pâle d'agitation à une vitesse de rotation comprise dans un intervalle prédéterminé,
- surveillance d'une valeur d'un courant de commande pour commander la pâle d'agitation pendant le malaxage,
- obtention d'un produit mélangé avec du ciment incluant les déchets radioactifs et le ciment par malaxage jusqu'à ce que la valeur surveillée du courant de commande commence à augmenter d'une valeur donnée, et
- solidification du produit mélangé avec du ciment pour fabriquer un produit solidifié avec du ciment.
Cependant, il est difficile de choisir une composition du produit mélangé avec le ciment et les déchets compatible avec les exigences de performance du procédé de traitement.
A cet effet, il est proposé un procédé de conditionnement de déchets radioactifs, le procédé comprenant les étapes suivantes :
- malaxage dans un malaxeur de déchets radioactifs secs, d'eau et d'un liant pour former un mélange,
- transfert du mélange depuis le malaxeur vers une unité de conditionnement, le mélange étant en contact avec une surface de transfert d'un organe de transfert,
- réalisation d'un échantillon test comprenant des déchets radioactifs secs, de l'eau et un liant, et
- caractérisation d'adhérence et/ou d'écoulement de l'échantillon test sur la surface de transfert.
Selon des modes de réalisation particuliers de l'invention, le procédé de conditionnement présente l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toute(s) combinaison(s) techniquement possible(s) : - le malaxage et la réalisation de l'échantillon test sont deux étapes distinctes,
- le procédé comprend, en outre, une étape de sélection, l'échantillon test étant sélectionné si l'échantillon test remplit un ou plusieurs critères donnés, une composition du mélange étant sélectionnée grâce à l'étape de caractérisation,
- si aucun échantillon test n'est sélectionné à l'étape de sélection, les étapes de réalisation d'un échantillon test et de caractérisation d'adhérence et/ou d'écoulement de l'échantillon test sur la surface de transfert sont réitérées,
- les critères donnés sont l'un au moins des critères suivants :
• une masse de résidus d'échantillon test lors de l'étape de caractérisation est inférieure à 10 grammes pour 100 centimètres carré (cm2) de surface de transfert, ou plus particulièrement inférieure à 7 grammes pour 100 centimètres carré (cm2) de surface de transfert,
• une durée représentative de l'écoulement est inférieure à 200 secondes, et
• un débit équivaut au déplacement d'au moins 100 millimètres (mm) d'une masse supérieure à 50 kilogrammes (kg) de mélange par heure,
- le procédé comprend, en outre, une étape de pervibration du mélange à l'aide d'au moins une aiguille vibrante présentant un axe principal, l'aiguille vibrante comportant une masselotte excentrée par rapport à l'axe principal entrant en rotation à une fréquence prédéterminée,
- lors de l'étape de pervibration du mélange, la fréquence prédéterminée est comprise entre 10 000 tours par minute et 20 000 tours par minute,
- le procédé comprend, en outre, une étape d'observation d'un dégagement d'air provenant du mélange, l'étape de pervibration du mélange étant arrêtée lorsqu'un dégagement d'air provenant du mélange cesse d'être observé,
- le procédé comprend, en outre, une étape de détermination de la masse volumique du mélange,
- l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes est vérifiée :
• la surface de transfert comporte au moins deux couches, une des couches étant un revêtement composé d'au moins 95% de caoutchouc naturel,
• la surface de transfert présente une pente d'une inclinaison comprise entre 8° et 20°,
• le procédé comprend, en outre, une étape de percussion de la surface de transfert,
• le procédé comprend, en outre, une étape de mise en vibration mécanique de la surface de transfert, et • le procédé comprend une étape d'humidification de la surface de transfert avant l'étape de caractérisation d'adhérence et/ou d'écoulement de l'échantillon test sur la surface de transfert,
- le procédé comprend, en outre, une étape de détection de présence d'inhibants de prise, par exemple du zinc, dans l'échantillon test,
- les déchets radioactifs de l'échantillon test consistent en un mélange de mâchefers et de cendres, le pourcentage massique en mâchefers dans le mélange étant compris entre 0,7 et 0,8,
- l'échantillon test présente au moins l'une des caractéristiques suivantes :
· une teneur en eau comprise entre 10 et 35 litres par mètres cube (L.m 3),
• un rapport massique des déchets radioactifs par rapport au liant compris entre 2,5 et 3, et
• un rapport massique de l'eau par rapport au liant compris entre 0,77 et 0,97, et
- l'échantillon test comprend, en outre, un plastifiant.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit de modes de réalisation de l'invention, donnée à titre d'exemple uniquement et en référence aux dessins qui sont :
- figure 1 , une vue schématique d'un dispositif permettant de mettre en œuvre un exemple de procédé de conditionnement de déchets radioactifs,
- figure 2, une vue schématique d'une partie du dispositif de la figure 1 permettant la mise en œuvre d'une étape de pervibration d'un mélange,
- figure 3, un organigramme d'un exemple de mise en œuvre d'un procédé de conditionnement de déchets radioactifs, et
- figure 4, un organigramme d'un exemple de mise en œuvre d'une étape de caractérisation du comportement d'un organe de transfert.
Un dispositif 10 propre à mettre en œuvre un exemple de procédé de conditionnement de déchets radioactifs est représenté à la figure 1 .
Le dispositif 10 comprend un malaxeur 12, un organe d'amenée des déchets radioactifs 14, un organe d'amenée d'un liant 16, une arrivée d'eau 18, une unité de conditionnement 20 et un organe de transfert 22. Selon l'exemple de la figure 1 , le dispositif 10 comprend, en outre, au moins une arrivée 24 d'un ou plusieurs adjuvants chimiques.
Le malaxeur 12 est propre à malaxer un ensemble de substances pour obtenir un mélange. Dans l'exemple décrit, le malaxeur 12 comprend une cuve 26, un capot 28, au moins un organe de malaxage 30, un organe de nettoyage 32 et une goulotte de sortie 34.
La cuve 26 définit un volume intérieur 35.
La cuve 26 est propre à stocker l'ensemble des substances à malaxer, puis le mélange, dans le volume intérieur 35.
La cuve 26 comprend, par exemple, une paroi latérale 36 définissant une extrémité supérieure 38 et une extrémité inférieure 40 pour la cuve 26, et un fond 42. Le fond 42 est relié à la paroi latérale 36 au niveau de l'extrémité inférieure 40.
La paroi latérale 36 est de forme cylindrique à base circulaire.
Le fond 42 a une forme circulaire ayant le même rayon que le cylindre formé par la paroi latérale 36.
Le fond 42 est pourvu d'au moins une ouverture prévue pour accueillir un capteur surveillant l'hygrométrie de la substance au sein de la cuve 26.
Le fond 42 délimite également un orifice 44. L'orifice 44 est propre à laisser une substance sortir de la cuve 26 vers la goulotte de sortie 34.
L'orifice 44 est un orifice au contact de la paroi latérale 36.
En variante, l'orifice 44 est un orifice central.
La cuve 26 est réalisée, par exemple, en acier inoxydable.
Le capot 28 est propre à fermer la cuve 26 au niveau de l'extrémité supérieure 38 de la cuve 26.
Le capot 28 est un disque de taille supérieure ou égale au cercle de base de la paroi latérale 36.
Le capot 28 est monobloc avec la paroi latérale 36 ou repose sur la paroi latérale 36 au niveau de l'extrémité supérieure 38.
Le capot 28 est également configuré pour accueillir les arrivées de matière dans la cuve 26.
Le capot 28 définit au moins trois trous 46. Les trous 46 délimités par le capot 28 sont reliés à l'organe d'amenée des déchets radioactifs 14, à l'organe d'amenée d'un liant 16 et à l'arrivée d'eau 18.
Le capot 28 et la cuve 26 sont réalisés dans le même matériau. Le capot 28 est réalisé, selon l'exemple de la figure 1 , en acier inoxydable.
L'organe de malaxage 30 est apte à malaxer une substance située dans le volume intérieur 35 de la cuve 26.
L'organe de malaxage 30 est disposé dans le volume intérieur 35 de la cuve 26.
L'organe de malaxage 30 est monté sur le capot 28. L'organe de malaxage 30 est propre à être mis en rotation par un moteur.
L'organe de malaxage 30 est, par exemple, un train valseur. Le train valseur est un organe comprenant plusieurs bras dotés de racleurs. Les bras du train valseur sont allongés entre le capot 28 et le fond 42 de la cuve 26.
L'organe de malaxage 30 est également réalisé en acier inoxydable.
L'organe de malaxage 30 est recouvert d'un revêtement composé d'au moins 95% de caoutchouc naturel. Le caoutchouc naturel est un polymère linéaire de dénomination cis-1 ,4-polyisoprène de formule (C5H8)n.
L'organe de nettoyage 32 est configuré pour asperger d'un liquide le volume intérieur 35 de la cuve 26.
L'organe de nettoyage 32 est apte à asperger la paroi latérale 36 de la cuve 26, le fond 42 et le capot 28.
L'organe de nettoyage 32 est, par exemple, un ensemble de buses montées sur l'organe de malaxage 26. Les buses sont orientées vers la paroi latérale 36 de la cuve 26, le fond 42 et le capot 28. Les buses balayent le volume intérieur 35, lorsque le train valseur est mis en rotation.
La goulotte de sortie 34 est propre à empêcher ou à laisser une substance sortir de la cuve 26.
La goulotte de sortie 34 s'étend entre deux extrémités.
La goulotte de sortie 34 définit en une première extrémité une ouverture supérieure 48 et en une deuxième extrémité une ouverture inférieure 50.
Au niveau de l'ouverture supérieure 48, la goulotte de sortie 34 est reliée au fond 42 de la cuve 26 au niveau de l'orifice 44.
La goulotte de sortie 34 présente au moins deux positions : une position ouverte et une position fermée. Lorsque la goulotte de sortie 34 est en position fermée, la goulotte de sortie 34 empêche la sortie de toute substance contenue dans la cuve 26. Lorsque la goulotte de sortie 34 est en position ouverte, la goulotte de sortie 34 est une sortie de la cuve 26.
La goulotte de sortie 34 est, par exemple, en acier inoxydable.
L'organe d'amenée des déchets radioactifs 14 est apte à amener des déchets radioactifs vers le malaxeur 12. L'organe d'amenée des déchets radioactifs 14 et le malaxeur 12 sont configurés pour que les déchets radioactifs soient versés dans le volume intérieur 35 de la cuve 26.
L'organe d'amenée des déchets radioactifs 14 est apte à mesurer la quantité de déchets radioactifs versés dans le volume intérieur 35 de la cuve 26 et à arrêter de verser des déchets radioactifs quand une quantité prédéterminée est atteinte. L'organe d'amenée des déchets 14 est allongé entre deux extrémités.
Une première extrémité est reliée à une zone de stockage de déchets radioactifs et une deuxième extrémité est reliée à un des trous 46 définis dans le capot 28.
La première extrémité de l'organe d'amenée des déchets 14 présente au moins une position ouverte, permettant de laisser passer les déchets radioactifs de la zone de stockage à l'organe d'amenée des déchets 14, et une position fermée, empêchant le passage des déchets radioactifs.
Dans l'exemple décrit, l'organe d'amenée des déchets radioactifs 14 est une ou plusieurs vis de manutention mises bout à bout. Chaque vis de manutention comprend une auge définissant un volume intérieur et une vis sans âme apte à entrer en rotation dans le volume intérieur de l'auge. Chaque vis de manutention est pourvue d'un dispositif de mesure de la masse de matière contenue dans le volume intérieur de l'auge.
L'organe d'amenée d'un liant 16 est apte à amener un liant vers le malaxeur 12. L'organe d'amenée d'un liant 16 et le malaxeur 12 sont configurés pour que le liant soit versé dans le volume intérieur 35 de la cuve 26.
L'organe d'amenée du liant 16 est apte à mesurer la quantité de liant versé dans le volume intérieur 35 de la cuve 26 et à arrêter de verser du liant quand une quantité prédéterminée est atteinte.
Dans l'exemple décrit, l'organe d'amenée d'un liant 16 est similaire à l'organe d'amenée des déchets 14, à l'exception des différences suivantes. La première extrémité de l'organe d'amenée d'un liant 16 est reliée à une zone de stockage de liant. La deuxième extrémité de l'organe d'amenée d'un liant 16 est reliée à un des trous 46 définis dans le capot différent du trou, auquel est relié l'organe d'amenée de déchets radioactifs 14.
L'arrivée d'eau 18 est propre à verser de l'eau dans le volume intérieur 35 de la cuve 26. L'arrivée d'eau 18 est configurée pour mesurer la quantité d'eau versée dans le volume intérieur 35 de la cuve 26 et à arrêter de verser de l'eau quand une quantité prédéterminée est atteinte.
L'arrivée d'eau 18 est, par exemple, un tuyau ayant deux extrémités. A une première extrémité, l'arrivée d'eau 18 est reliée à un système de distribution d'eau. A l'autre extrémité, l'arrivée d'eau 18 est reliée à un des trous 46 défini dans le capot 24 du malaxeur 12. L'arrivée d'eau 18 est configurée pour que de l'eau circule de l'extrémité reliée à un système de distribution d'eau à l'extrémité reliée au malaxeur 12.
L'arrivée d'eau 18 comprend un organe de retenue d'eau 52. L'organe de retenue d'eau présente au moins une position ouverte, propre à laisser circuler l'eau dans l'arrivée d'eau, et une position fermée, propre à empêcher l'eau de circuler dans l'arrivée d'eau 18. L'organe de retenue d'eau 52 est une valve anti-retour située entre les deux extrémités du tuyau. Un système permet de mesurer la quantité d'eau que l'organe de retenue d'eau 52 a laissé passer.
L'unité de conditionnement 20 comprend au moins un conteneur 54, une unité de remplissage 56, un dispositif de mesure 58, au moins une aiguille vibrante 60 représentée sur la figure 2 et un support 61 .
Le conteneur 54 est configuré pour stocker une substance comprenant des déchets radioactifs.
Dans l'exemple décrit, le conteneur 54 présente la forme d'un cylindre ayant pour directrice un axe vertical et pour base un disque présentant un rayon. Le conteneur 54 définit un volume intérieur.
Le conteneur 54 est réalisé en un matériau comportant du béton ou du métal, par exemple de l'acier allié.
Le conteneur 54 a une contenance comprise entre 100 et 1000 litres.
L'unité de remplissage 56 est apte à verser une substance dans le conteneur 54.
L'unité de remplissage 56 comprend une coiffe 62 munie d'un clapet 64.
Dans l'exemple décrit, la coiffe 62 est un disque de rayon supérieur au rayon du conteneur 54.
La coiffe 62 délimite un orifice.
La coiffe 62 est apte à être déplacée entre deux positions : une position de remplissage et une position de repos.
Dans la position de remplissage, la coiffe 62 repose sur l'extrémité supérieure du conteneur 54, pour que la coiffe 62 recouvre le conteneur 54.
Dans la position de repos, la coiffe ne repose plus sur le conteneur 54 et est éloignée du conteneur 54. Dans la position de repos, le volume intérieur du conteneur 54 est alors accessible par son extrémité supérieure.
Le clapet 64 est situé au niveau de l'orifice défini par la coiffe 62. Le clapet 64 présente au moins deux positions : une position fermée et une position ouverte.
Lorsque le clapet 64 est fermé et que la coiffe 62 est en position de remplissage, la coiffe 62 ferme hermétiquement le conteneur 54. Lorsque le clapet 64 est ouvert et que la coiffe 62 est en position de remplissage, une substance peut être introduite dans le conteneur 54 par le clapet 64.
L'unité de remplissage 56 est, par exemple, en acier inoxydable.
Le dispositif de mesure 58 est configuré pour mesurer le remplissage en volume et en masse du conteneur 54. Le dispositif de mesure 58 comprend une balance 66, un dispositif de métrologie laser 68 et un calculateur 70.
La balance 66 est apte à mesurer la masse de toute substance comprise dans le volume intérieur du conteneur 54.
Le dispositif de métrologie laser 68 est apte à mesurer la hauteur de remplissage du conteneur 54. Le dispositif de métrologie laser 68 est configuré pour lire à l'intérieur du conteneur 54.
Le calculateur 70 est apte à calculer la masse volumique de toute substance dans le volume intérieur du conteneur 54. Le calculateur 70 est relié à la balance 66 et au dispositif de métrologie laser 68. Le calculateur 70 reçoit en entrée la masse mesurée par la balance 66 et la hauteur mesurée par le dispositif de métrologie laser 68.
L'aiguille vibrante 60 est configurée pour générer des vibrations.
L'aiguille vibrante 60, représentée sur les figures 1 et 2, comprend un corps 72, une masselotte 74, un système de mise en rotation 76 et un raccordement extérieur 78.
Le corps 72 a sensiblement la forme d'un tube rigide fermé allongé suivant un axe principal X. Le corps 72 définit un volume intérieur.
L'aiguille vibrante 60 s'étend principalement selon l'axe principal X du corps 72.
Le corps 72 possède deux extrémités 80, 81 .
A une extrémité 80, le corps 72 comprend un système de raccordement 82. Le système de raccordement 82 permet la connexion du raccordement extérieure 78 au corps 72 de l'aiguille vibrante 60.
Le corps 72 est réalisé en une matière comprenant de l'acier inoxydable.
La masselotte 74 est située dans le volume intérieur du corps 72.
La masselotte 74 est excentrée par rapport à l'axe principal X du corps 72 de l'aiguille vibrante 60.
Le centre de gravité de la masselotte 74 n'est pas situé sur l'axe principal X du corps 72 de l'aiguille vibrante 60.
La masselotte 74 est apte à être mise en rotation par le système de mise en rotation 76.
La rotation de la masselotte 74 a lieu autour de l'axe principal X du corps 72 de l'aiguille vibrante 60.
La rotation de la masselotte 74 est mise en œuvre à une fréquence prédéterminée.
Le système de mise en rotation 76 est, par exemple, une tige reliant la masselotte 74 au système de raccordement 82.
La tige est apte à être entraînée en rotation autour de l'axe X par un moteur. En variante, le système de mise en rotation 76 est un rotor d'un moteur selon l'axe X sur lequel est monté la masselotte 74 ou un système d'air comprimé mettant en place un flux d'air apte à entraîner la masselotte 74 en rotation autour de l'axe X.
Le raccordement extérieur 78 est apte à activer le système de mise en rotation 76. Le raccordement extérieur 78 de l'aiguille vibrante 60 est situé à l'extérieur du volume intérieur du corps 72.
Le raccordement extérieur 78 est relié au corps 72 de l'aiguille vibrante 60 au niveau du système de raccordement 82.
Selon la nature du système de mise en rotation 76, le raccordement extérieure 78 est un moteur, un moteur électrique ou un système d'air comprimé. Le système de raccordement 82 est alors un dispositif d'entraînement, une prise électrique ou une ouverture définie par le corps 72.
Le support 61 est configuré pour maintenir l'aiguille vibrante 60.
Le support 61 est apte à déplacer la ou les aiguilles vibrantes 60 entre au moins deux positions : une position de repos, dans laquelle l'aiguille vibrante 60 n'est pas dans le volume intérieur du conteneur 54 et que l'aiguille vibrante 60 n'empêche pas la coiffe 62 de fermer le conteneur 54, et une position de pervibration, dans laquelle l'aiguille vibrante 60 est, au moins partiellement, dans le volume intérieur du conteneur 54 lorsque la coiffe 62 est en position de repos. Lorsque l'aiguille vibrante 60 est en position de pervibration, la coiffe 62 est en position de repos.
Le support 61 est commandé automatiquement ou manuellement.
Le support 61 est réalisé, par exemple, en acier inoxydable.
L'organe de transfert 22 est configuré pour transférer une substance du malaxeur 12 à l'unité de conditionnement 20.
L'organe de transfert 22 relie le malaxeur 12 à l'unité de conditionnement 20.
En particulier, l'organe de transfert 22 comprend deux extrémités. Une première extrémité est reliée à la goulotte de sortie 34 du malaxeur 12. Une deuxième extrémité est reliée à l'unité de remplissage 56 de l'unité de conditionnement 20.
Dans l'exemple décrit, l'organe de transfert 22 est un canal de coulée.
L'organe de transfert 22 présente une surface de transfert 84. La surface de transfert 84 est propre à être en contact avec une substance sortant du malaxeur 12.
La surface de transfert 84 présente une pente. En l'occurrence, la pente est linéaire. La surface de transfert 84 forme un angle a, dit angle d'inclinaison, avec tout plan horizontal. L'angle a est compris entre 8° et 20°. Par l'expression « compris », il est entendu d'une part que l'angle a est supérieur ou égal à 8° et d'autre part que l'angle a est inférieur ou égal à 20°. Il est défini la verticale du lieu par un axe vertical Z au niveau de la deuxième extrémité de l'organe de transfert 22, reliée à l'unité de remplissage 56. Il existe un axe horizontal X perpendiculaire à l'axe Z et passant par la deuxième extrémité de l'organe de transfert 22, reliée à l'unité de remplissage 56, pour que le plan vertical contenant l'axe horizontal X ait une intersection non nulle avec le canal de coulée. L'angle a est l'angle entre l'axe X et la pente de la surface de transfert 84.
Dans un autre mode de réalisation, la surface de transfert 84 est telle, qu'en tout point de la surface de transfert 84, un plan tangent à la surface de transfert 84 forme un angle compris entre 8 et 20° avec le plan horizontal.
La surface de transfert 84 comporte au moins deux couches 86 et 88.
Une des couches 86 est un revêtement composé d'au moins 95% de caoutchouc naturel.
L'organe de transfert 22 comprend au moins un vibreur 90 et/ou un système de percussion 92.
Le vibreur 90 est configuré pour mettre en vibration la surface de transfert 84. Le vibreur 90 est, par exemple, en contact avec la surface de transfert 84.
Le système de percussion 92 est configuré pour percuter la surface de transfert 84. Le système de percussion 92 comprend, par exemple, plusieurs organes de percussion apte à percuter la surface de transfert 84 en plusieurs points.
Dans un mode de réalisation, l'organe de transfert 22 comprend un dispositif de lavage de la surface de transfert 84.
L'arrivée d'adjuvant chimique 24 est propre à verser un adjuvant chimique dans le volume intérieur 35 de la cuve 26. L'arrivée d'adjuvant chimique 24 est configurée pour mesurer la quantité d'adjuvant chimique versée et à arrêter de verser de l'adjuvant chimique quand une quantité prédéterminée est atteinte.
L'arrivée d'adjuvant chimique 24 est, par exemple, similaire à l'arrivée d'eau 18, à l'exception de la différence suivante. A une extrémité, l'arrivée d'adjuvant chimique 24 est reliée à une cuve de stockage d'adjuvant chimique, et non à un système de distribution d'eau.
L'arrivée d'adjuvant chimique 24 comprend un organe de retenue d'adjuvant chimique 94, similaire à l'organe de retenue d'eau 52 de l'arrivée d'eau 18.
Un exemple de procédé de conditionnement de déchets radioactifs va maintenant être décrit, en regard de la figure 3. Le procédé de conditionnement est, par exemple, mis en œuvre par le dispositif 10 décrit précédemment.
Dans l'exemple décrit, les déchets radioactifs, le liant et l'adjuvant vont maintenant être décrits. Un déchet radioactif est une matière pour laquelle aucune utilisation n'est prévue et qui contient des radionucléides en concentrations supérieures aux valeurs que les autorités compétentes considèrent comme admissibles dans des matériaux propres à une utilisation sans contrôle.
Le procédé de conditionnement s'applique à une substance ayant une activité supérieure à cent becquerels par gramme et d'une demi-vie supérieure à 100 jours.
Dans l'exemple décrit, les déchets radioactifs sont des déchets radioactifs secs, du type cendres, mâchefers et poussières de densité inférieure à 1 ,7.
Les mâchefers sont des résidus solides de la combustion du charbon. Les cendres sont des résidus solides de la combustion de matières organiques, c'est-à-dire dont l'un des éléments chimiques constitutifs est l'élément carbone.
Le liant est un ciment Portland composé, comprenant au moins 65% de clinker. En variante, le liant est un ciment alumineux, comprenant du clinker et des aluminates de calcium.
Un (ou plusieurs) adjuvant(s) est un plastifiant.
Un plastifiant est une substance ajouté aux formulations de différents types de matériaux pour rendre les matériaux plus flexibles, plus résistants, plus résilients et/ou plus faciles à manipuler.
Dans l'exemple décrit, le plastifiant est à base de polycarboxylate et de phosphonate modifiés ou de polycarboxylate modifié.
Parmi le ou les adjuvants présents, de préférence au moins un est un fluidifiant, un retardant ou un chasseur d'air.
Un fluidifiant améliore la résistance mécanique finale d'un mélange le comprenant. Un retardant retarde la prise d'un mélange le comprenant.
Un chasseur d'air facilite l'expulsion d'air au sein du mélange.
Le procédé comprend les étapes suivantes :
- une étape d'acheminement des déchets radioactifs 100,
- une étape d'acheminement du liant 102,
- une première étape de malaxage 104,
- une étape d'acheminement d'eau 106,
- une étape d'acheminement d'adjuvant 108,
- une deuxième étape de malaxage 1 10,
- une étape de transfert 1 12,
- une étape de remplissage 1 14,
- une étape de pervibration 1 16,
- une étape d'observation d'un dégagement gazeux 1 18, et - une étape de fermeture du conteneur 120.
L'étape d'acheminement des déchets radioactifs 100 consiste à acheminer une quantité prédéterminée de déchets radioactifs dans le malaxeur 12.
L'étape d'acheminement des déchets radioactifs 100 est réalisée par l'organe d'amenée des déchets radioactifs 14.
Au début de l'étape d'acheminement des déchets radioactifs 100, la goulotte de sortie 34 du malaxeur 12 est en position fermée. L'organe de retenue d'eau 52 et l'organe de retenue d'adjuvant chimique 94 sont en position fermée. L'organe d'amenée des déchets 14 n'est pas actif.
Selon un mode de réalisation, en parallèle, une étape de détection de déchets radioactifs dans un volume de détection se déroule. Le volume de détection est compris dans le volume intérieur de l'auge. Le volume de détection est par exemple l'ensemble des points situés à moins d'une certaine distance de l'extrémité de l'organe d'amenée des déchets 14 reliée au malaxeur 12. La distance précitée est, par exemple, à mi-distance des extrémités de l'organe d'amenée des déchets 14. Si des déchets radioactifs sont détectés dans le volume de détection dès le début de l'étape d'acheminement des déchets radioactifs 100, la première extrémité de l'organe d'amenée des déchets 14 est placée en position fermée.
Si aucun déchet radioactif n'est détecté dans le volume de détection au début de l'étape d'acheminement des déchets radioactifs 100, la première extrémité de l'organe d'amenée des déchets 14 est ouverte. L'organe d'amenée des déchets radioactifs 14 est activé. La vis sans âme entre en rotation dans le volume intérieur de l'auge. Des déchets radioactifs sont déplacés, par l'organe d'amenée des déchets 14, dans une direction allant de la zone de stockage des déchets radioactifs vers le malaxeur 12. Lorsque des déchets radioactifs sont détectés dans le volume de détection, la première extrémité de l'organe d'amenée des déchets 14 est passée en position fermée. L'organe d'amenée des déchets radioactifs 14 est désactivé.
Une quantité de déchets radioactifs est contenue dans le volume intérieur de l'auge. Le remplissage du volume intérieur de l'auge est compris entre 30% et un taux déterminé supérieur à 50%.
Une masse représentative de la masse de la quantité de déchets contenus dans le volume intérieur de l'auge est mesurée. La masse est, par exemple, la masse de la quantité de déchets radioactifs contenus dans le volume intérieur de l'auge ou la masse de l'auge et les déchets radioactifs. La valeur de la masse est alors égale à une valeur initiale. L'organe d'amenée des déchets radioactifs 14 est activé, pour que les déchets radioactifs dans le volume intérieur de l'organe d'amenée des déchets radioactifs 14 se déplacent vers le malaxeur 12. Les déchets radioactifs ayant atteint la deuxième extrémité de l'organe d'amenée des déchets sont versés dans la cuve 26 du malaxeur 12 par un des trous 46 du capot 28.
La masse préalablement mesurée est surveillée. La masse mesurée ci-dessus est mesurée continûment ou régulièrement, c'est-à-dire à des intervalles de temps strictement inférieurs à 15 ms.
La quantité de déchets radioactifs versés dans le malaxeur 12 à un moment donné est calculée par la soustraction de la valeur initiale de la masse et la valeur de la masse mesurée à ce moment donné.
L'organe d'amenée 14 des déchets radioactifs est arrêté lorsque la quantité de déchets radioactifs versés dans le malaxeur 12 atteint une valeur prédéterminée. L'étape d'acheminement des déchets radioactifs 100 est terminée.
En variante, l'organe d'amenée des déchets radioactifs 14 n'est pas désactivé au moment de la mesure de la masse initiale.
Dans un autre mode de réalisation, l'organe d'amenée des déchets radioactifs 14 est activé puis désactivé à intervalle régulier. A chaque désactivation de l'organe d'amenée des déchets radioactifs 14, la masse est mesurée et la quantité de déchets radioactifs versés dans le malaxeur 12 calculée. Si la quantité de déchets radioactifs versés dans le malaxeur 12 est supérieure ou égale à la valeur prédéterminée, alors l'organe d'amenée des déchets radioactifs 14 n'est pas réactivé et l'étape d'acheminement des déchets radioactifs 100 est terminée.
A la fin de l'étape d'acheminement des déchets radioactifs 100, le volume intérieur 35 de la cuve 26 du malaxeur 12 contient une quantité prédéterminée de déchets radioactifs.
L'étape d'acheminement du liant 102 consiste à acheminer une quantité prédéterminée de liant dans le malaxeur 12.
L'étape d'acheminement de liant 102 est réalisée par l'organe d'amenée de liant 16.
Au début de l'étape d'acheminement du liant 102, la goulotte de sortie 34 du malaxeur 12 est en position fermée. L'organe de retenue d'eau 52 et l'organe de retenue d'adjuvant chimique 94 sont en position fermée. L'organe d'amenée du liant 16 n'est pas actif.
Selon un mode de réalisation, l'étape d'acheminement du liant 102 est mise en œuvre de manière similaire à l'étape d'acheminement des déchets radioactifs 100, à l'exception du fait que l'étape est mise en œuvre par l'organe d'amenée de liant 16, et non l'organe d'amenée des déchets radioactifs 14.
A la fin de l'étape d'acheminement de liant 102, le volume intérieur 35 de la cuve 26 du malaxeur 12 contient une quantité prédéterminée de liant.
Les étapes d'acheminement de déchets radioactifs 100 et de liant 102 ont lieu en parallèle ou l'une après l'autre.
La première étape de malaxage 104 consiste à malaxer les déchets radioactifs et le liant dans le volume intérieur 35 de la cuve 26 du malaxeur.
La première étape de malaxage 104 se déroule après les étapes d'acheminement de déchets radioactifs 100 et de liant 102. La première étape de malaxage 104 se déroule dans le volume intérieur 35 de la cuve 26 du malaxeur 12 avec l'organe de malaxage 30.
Au début de la première étape de malaxage 104, le volume intérieur 35 de la cuve 26 du malaxeur 12 contient des déchets radioactifs et du liant. L'organe de retenue d'eau 52 et l'organe de retenue d'adjuvant chimique 94 sont en position fermée. La goulotte de sortie 34 du malaxeur 12 est en position fermée. Les organes d'amenée des déchets radioactifs 14 et du liant 16 sont désactivés.
L'organe de malaxage 30 est activé. L'organe de malaxage 30 malaxe les déchets radioactifs et le liant dans le volume intérieur 35 de la cuve, c'est-à-dire que l'organe de malaxage 30 remue ensemble les déchets radioactifs et le liant.
Le malaxage des déchets radioactifs et du liant est réalisé pendant une durée prédéterminée, comprise entre 2 et 4 minutes, et/ou jusqu'à ce qu'un critère soit rempli.
Le critère est, par exemple, que l'intensité du courant d'alimentation du moteur de l'organe de malaxage 30 atteint une valeur constante à 5% près.
Dans un mode de réalisation, l'organe de malaxage 30 est prévu pour entrer en rotation à une vitesse donnée. L'intensité du courant d'alimentation du moteur est représentative de la résistance du mélange par rapport à l'organe de malaxage 30.
A la fin de la première étape de malaxage 104, le volume intérieur 35 de la cuve 26 comprend un mélange préalable de déchets radioactifs et de liant.
L'étape d'acheminement d'eau 106 consiste à acheminer une quantité prédéterminée d'eau jusque dans le volume intérieur 35 de la cuve 26 du malaxeur 12.
Au début de l'étape d'acheminement d'eau 106, la goulotte de sortie 34 du malaxeur 12 est en position fermée et le volume intérieur de la cuve comprend un mélange préalable de déchets radioactifs et de liant. L'organe de retenue d'eau 52 est en position fermée. L'étape d'acheminement d'eau 106 se déroule après la première étape de malaxage 104. L'étape d'acheminement d'eau 106 est mise en œuvre par l'arrivée d'eau 18.
L'organe de retenue d'eau 52 est passé en position ouverte. De l'eau est alors versée par l'arrivée d'eau 18 dans le volume intérieur 35 de la cuve 26 du malaxeur 12. La quantité d'eau dépassant l'organe de retenue d'eau 52 est mesurée par le système permettant de mesurer la quantité d'eau ayant dépassé le dispositif.
Lorsque la quantité d'eau ayant dépassée l'organe de retenue d'eau 52 atteint la valeur prédéterminée, l'organe de retenue d'eau 52 est passé en position fermée.
L'eau ayant passé l'organe de retenue d'eau 52 arrive dans le volume intérieur 35 de la cuve 26 du malaxeur 12 pendant l'étape d'acheminement d'eau 106.
A la fin de l'étape d'acheminement d'eau 106, le volume intérieur 35 de la cuve 26 comprend une quantité prédéterminée d'eau et le mélange préalable de déchets radioactifs et de liant.
L'étape d'acheminement d'adjuvant 108 consiste à acheminer une quantité prédéterminée d'un ou plusieurs adjuvants jusque dans le volume intérieur 35 de la cuve 26 du malaxeur 12.
Au début de l'étape d'acheminement d'adjuvant 108, la goulotte de sortie 34 du malaxeur 12 est en position fermée et le volume intérieur de la cuve comprend un mélange préalable de déchets radioactifs et de liant. L'organe de retenue d'adjuvant chimique 94 est en position fermée.
L'étape d'acheminement d'adjuvant 108 se déroule, par exemple, après la première étape de malaxage 104. L'étape d'acheminement d'adjuvant 108 est mise en œuvre par la ou les arrivées d'adjuvant 24.
L'étape est décrite pour une arrivée d'adjuvant 24.
Si la quantité prédéterminée est égale à une valeur nulle, alors l'étape d'acheminement de l'adjuvant 108 est terminée.
Si la quantité prédéterminée est différente de la valeur nulle, l'étape d'acheminement d'adjuvant 108 est mise en œuvre de manière similaire à l'étape d'acheminement d'eau 106, à l'exception du fait que l'étape d'acheminement d'adjuvant 108 est mise en œuvre par l'arrivée d'adjuvant 26 et l'organe de retenue d'adjuvant 94.
Si le dispositif 10 comprend plusieurs entrées d'adjuvant 24, alors l'étape est répétée pour chaque entrée d'adjuvant 24. Les étapes pour chaque entrée d'adjuvant 24 peuvent avoir lieu en même temps ou l'une après l'autre. A la fin de l'étape d'acheminement d'adjuvant, le volume intérieur 35 de la cuve 26 comprend une quantité prédéterminée du ou des adjuvants et le mélange préalable de déchets radioactifs et de liant.
La deuxième étape de malaxage 1 10 consiste à malaxer le mélange préalable de déchets radioactifs et de liant, de l'eau et des éventuels adjuvants pour former un mélange 122.
La deuxième étape de malaxage 1 10 se déroule après les étapes d'acheminement d'eau 106 et d'adjuvant 108. La deuxième étape de malaxage 1 10 se déroule dans le volume intérieur 35 de la cuve 26 du malaxeur 12 avec l'organe de malaxage 30.
Au début de la deuxième étape de malaxage 1 10, le volume intérieur 35 de la cuve 26 du malaxeur contient de l'eau, le mélange préalable de déchets radioactifs et de liant, et éventuellement un ou plusieurs adjuvants. L'organe de retenue d'eau 52 et l'organe de retenue d'adjuvant chimique 94 sont en position fermée. Les organes d'amenée des déchets radioactifs 14 et du liant 16 sont désactivés. La goulotte de sortie 34 du malaxeur 12 est en position fermée.
L'organe de malaxage 30 est activé. L'organe de malaxage 30 malaxe l'eau, le mélange préalable de déchets radioactifs et de liant, et l'adjuvant chimique dans le volume intérieur 35 de la cuve 26. L'organe de malaxage 30 remue ensemble l'eau, le mélange préalable de déchets radioactifs et de liant, et l'adjuvant chimique, pour former le mélange 122.
Le malaxage de l'eau, du mélange préalable de déchets radioactifs et de liant, et de l'adjuvant chimique est réalisé pendant une durée prédéterminée, comprise entre 4 et 6 minutes, et/ou jusqu'à ce qu'un critère soit rempli.
Le critère est, par exemple, que l'intensité du courant d'alimentation du moteur de l'organe de malaxage 30 atteint une valeur constante à 5% près.
Dans un mode de réalisation, le capteur au fond 42 de la cuve 26 surveille l'hygrométrie du mélange au sein de la cuve 26. Si l'hygrométrie du mélange est trop faible, de l'eau est ajoutée par l'arrivée d'eau 18. Cela permet notamment d'augmenter la plasticité du mélange.
La plasticité du mélange est calculée notamment à partir de l'intensité du courant d'alimentation du moteur de l'organe de malaxage 30.
A la fin de la deuxième étape de malaxage 1 10, le volume intérieur 35 de la cuve 26 comprend un mélange 122 de déchets radioactifs, de liant, d'eau et d'adjuvant éventuel.
L'étape de transfert 1 12 consiste à transférer le mélange 122 du malaxeur 12 à l'unité de conditionnement 20. L'étape de transfert 1 12 est réalisée par la goulotte de sortie 34 et l'organe de transfert 22. L'étape de transfert 1 12 se déroule après la deuxième étape de malaxage 1 10.
Au début de l'étape de transfert 1 12, la goulotte de sortie 34 est en position fermée. L'organe de retenue d'eau 52 et l'organe de retenue d'adjuvant chimique 94 sont en position fermée. Les organes d'amenée des déchets radioactifs 14 et du liant 16 sont désactivés. La coiffe 62 de l'unité de remplissage 56 est en position de remplissage. Le clapet 64 de l'unité de remplissage 56 est en position fermée. La cuve 26 contient en son volume intérieur 35 le mélange 122 de déchets radioactifs, de liant, d'eau et d'adjuvant éventuel.
La surface de transfert 84 est humidifiée. Dans l'exemple décrit, l'humidification est réalisée par le système de lavage de la surface de transfert 84. Le système de lavage de la surface de transfert 84 asperge la surface de transfert 84 d'eau. L'eau s'écoule sur la surface de transfert, en dehors d'une humidification résiduelle. L'humidification résiduelle correspond, par exemple, à une masse d'eau comprise entre 100 g et 150 g pour 1 m2 de surface de transfert 84.
La goulotte de sortie 34 du malaxeur 12 est passée en position ouverte. Le mélange 122 de déchets radioactifs, de liant, d'eau et d'adjuvant éventuel sort de la cuve 26 par la goulotte de sortie 34.
Le mélange 122 de déchets radioactifs, de liant, d'eau et d'adjuvant éventuel est apte à couler jusqu'à l'organe de transfert 22. Le mélange 122 de déchets radioactifs, de liant, d'eau et d'adjuvant éventuel entre en contact avec la surface de transfert 84 de l'organe de transfert 22, et plus particulièrement avec le revêtement 86 composé d'au moins 95% de caoutchouc naturel.
Le vibreur 90 est activé. Le vibreur 90 met en vibration mécanique la surface de transfert 84.
Le revêtement de la surface de transfert est soumis à la vibration mécanique. Le revêtement entre en oscillation. Le revêtement présente un retour dans une position initiale, grâce à une mémoire de forme du revêtement de la surface de transfert. Le mélange 122 est apte à s'écouler en contact avec la surface de transfert 84, par exemple sur la surface de transfert. Le mélange 122 s'écoule jusqu'à l'unité de remplissage 56 de l'unité de conditionnement 20.
Des résidus du mélange 122 restent en contact avec la surface de transfert 84 et n'atteignent pas l'unité de conditionnement 20. Les résidus de mélange représentent moins de 10 grammes pour 100 cm2 de surface de transfert 84, et préférentiellement moins de 7 grammes pour 100 cm2 de surface. En variante, le système de percussion 92 de la surface de transfert 84 est activé. Ainsi la surface de transfert 84 est percutée par le système de percussion 92. Les organes de percussion du système de percussion 89 percutent la surface de transfert 84 à une fréquence donnée. La fréquence est comprise entre 1 500 Hz et 3 000 Hz. La force appliquée par le système de percussion 92 sur la surface de transfert est comprise entre 700 N et 900 N, et plus particulièrement égale à 800 N à 5% près.
Dans un autre mode de réalisation, le vibreur 90 et le système de percussion 92 sont activés.
A la fin de l'étape de transfert 1 12, le mélange 122 est majoritairement situé à l'unité de remplissage 56 au niveau du clapet 64 en position fermée. Des résidus du mélange sont en contact avec la surface de transfert 84. Le mélange 122 hors résidus est appelé par la suite le mélange 122.
En variante, le clapet 64 de l'unité de remplissage 56 est en position ouverte. L'étape de remplissage 1 14 consiste à remplir le conteneur 54 du mélange 122. L'étape de remplissage 1 14 est réalisée par l'unité de remplissage 56 et le dispositif de mesure 58.
Au début de l'étape de remplissage 1 14, la coiffe 62 est en position de remplissage. Le mélange 122 est au niveau de l'unité de remplissage 56. Le mélange 122 n'est pas dans le conteneur. L'étape de remplissage 1 14 se déroule après l'étape de transfert.
Au début de l'étape de remplissage 1 14, une tare de la balance 66 est réalisée. Dans le cas où le clapet 64 de l'unité de remplissage est en position fermée, le clapet 64 est passé en position ouverte. Sinon, le clapet 64 reste en position ouverte.
Le mélange 122 entre dans le volume intérieur du conteneur 54 par le clapet 64. Lorsque la masse calculée par la balance 66 n'augmente plus et/ou lorsque le mélange 122 est visuellement entièrement entré dans le volume intérieur du conteneur 54, la balance 66 relève la masse de mélange introduit dans le conteneur 54 et le dispositif de métrologie laser 68 la hauteur de remplissage du conteneur 54. Le calculateur 70 calcule alors la masse volumique du mélange 122 contenu dans le conteneur 54. Des informations concourant à un remplissage réglementaire du conteneur 54 sont obtenues.
En variante, en parallèle de l'étape de remplissage 1 14, une étape de surveillance de la masse mesurée par la balance 66 est démarrée. Lorsque la masse mesurée par la balance 66 atteint une valeur donnée, le clapet 64 est refermé. La masse volumique du mélange 122 contenu dans le conteneur 54 est alors calculée. A la fin de l'étape de remplissage 1 14, le mélange 122 est dans le volume intérieur du conteneur 54.
L'étape de pervibration 1 16 consiste à appliquer une forte vibration interne au mélange 122 au sein du conteneur 54. L'étape de pervibration 1 16 est prévue pour augmenter la compacité du mélange 122. Une plus grande quantité de mélange 122, donc de déchets radioactifs, est apte à être stockée dans le conteneur 54.
Au début de l'étape de pervibration 1 16, le conteneur 54 est rempli du mélange 122. La coiffe 62 est en position de remplissage.
L'étape de pervibration 1 16 se déroule après l'étape de remplissage 1 14.
La coiffe 62 est déplacée en position de repos. Puis, le support 61 déplace la ou les aiguilles vibrantes 60 en position de pervibration. La ou les aiguilles vibrantes 60 sont alors au moins partiellement immergées dans le mélange 122 dans le volume intérieur du conteneur 54. L'aiguille vibrante 60 est telle que son axe principal X est parallèle à la verticale du lieu, donc à l'axe principal du conteneur 54.
Le système de mise en rotation 76 est activé. La masselotte 74 est mise en rotation autour de l'axe principal X de l'aiguille vibrante 91 à une fréquence donnée, par exemple comprise entre 10 000 tours par minute et 20 000 tours par minute.
L'activation de chaque aiguille vibrante 60 entraîne une pervibration du mélange 122 dans le conteneur 54, c'est-à-dire une forte vibration interne du mélange. Cela augmente la compacité du mélange. Le mélange prend alors une disposition plus compacte. Les éléments plus petits du mélange se placent entre les éléments plus gros.
Dans un mode de réalisation, le support 61 déplace l'aiguille vibrante 60 au sein du mélange 122. Ce mode de réalisation correspond notamment au cas où il n'existe pas une configuration immobile de la ou les aiguilles vibrantes, dans laquelle la ou les aiguilles vibrantes sont aptes à faire vibrer l'ensemble du mélange.
L'étape d'observation d'un dégagement gazeux 1 18 consiste à observer la présence ou non d'un dégagement gazeux pendant l'étape de pervibration 1 16.
L'étape d'observation 1 18 se déroule en même temps que l'étape de pervibration 1 16.
Un dégagement de gaz du mélange 122 dans le volume intérieur du conteneur 54 est observé. L'observation est réalisée via une caméra par un calculateur permettant de traiter les images et/ou un observateur. Le dégagement de gaz est par exemple visible à l'œil nu, par exemple le dégagement de gaz est trouble par rapport à l'air.
Dans un autre mode de réalisation, le dégagement de gaz est visible par une diminution de la hauteur du mélange contenu dans le conteneur 54. La diminution de la hauteur est observée par le dispositif de métrologie laser 68. Lorsqu'un dégagement d'air du mélange 122 cesse d'être observé, l'aiguille vibrante 60 est désactivée. Le support 61 déplace chaque aiguille vibrante 60 en position de repos. L'étape de pervibration 1 16 du mélange 122 et l'étape d'observation d'un dégagement gazeux 1 18 prennent fin.
La masse volumique du mélange 122 dans le conteneur 54 est modifiée par l'étape de pervibration 1 16. Une nouvelle mesure du remplissage du conteneur 54 est mise en oeuvre par le dispositif de métrologie laser 68. La masse volumique est alors recalculée par le calculateur 70.
En variante, la nouvelle masse volumique est estimée à partir de la masse volumique du mélange avant l'étape de pervibration 1 16 du mélange 122. La masse volumique du mélange avant l'étape de pervibration 1 16 du mélange 122 est, par exemple, comprise entre 1 ,27 kg/m3 et 1 ,7 kg/m3.
Pour un mélange 122 dans lequel les déchets radioactifs consistent en un mélange de mâchefers et de cendres, dans lequel le pourcentage massique en mâchefers est sensiblement égal à 0,7, la masse volumique est multipliée par 1 ,27.
Pour un mélange 122 dans lequel les déchets radioactifs consistent en un mélange de mâchefers et de cendres, dans lequel le pourcentage massique en mâchefers est sensiblement égal à 0,8, la masse volumique est multipliée par un facteur compris entre 1 ,1 1 et 1 ,20.
A la fin de l'étape de pervibration 1 16, le volume intérieur du conteneur 54 comprend le mélange 122. Le mélange 122 est plus compact qu'avant l'étape de pervibration 1 16. La masse volumique du mélange 122 a augmenté pendant l'étape de pervibration 1 16.
L'étape de fermeture du conteneur 120 consiste à placer un couvercle sur le conteneur 54.
Au début de l'étape de fermeture du conteneur 120, le mélange 122 est dans le volume intérieur du conteneur 54. L'étape de fermeture du conteneur 120 se déroule après l'étape de pervibration 1 16 et l'étape d'observation d'un dégagement gazeux 1 18.
Le couvercle est un disque de rayon le rayon du conteneur 54. Dans l'exemple décrit, le couvercle est déposé sur le conteneur 54 à l'aide d'une grue. Le couvercle s'emboîte avec l'extrémité supérieure du conteneur 54.
Le couvercle définit un trou, prévu pour insérer un bouchon. Le bouchon est réalisé dans le même matériau que le couvercle.
A la fin de l'étape de fermeture du conteneur 120, le conteneur 54 contenant le mélange 122 comprenant des déchets radioactifs est fermé en un colis. Le mélange 122 se solidifie, c'est-à-dire que le mélange prend une forme définitive. Dans l'exemple décrit, le mélange est entièrement solidifié après une durée inférieure ou égale à 29 jours après la fin de l'étape de pervibration 16. Après solidification complète du mélange 122, le mélange 122 a une résistance à la compression comprise entre 8 MPa et 35 MPa.
Le bouchon est inséré au couvercle après la durée de solidification du mélange. Le colis est apte à être stocké.
De plus, le dispositif de conditionnement des déchets radioactifs 10 est régulièrement lavé. Pour autant, l'ensemble du dispositif de conditionnement 10 n'est pas entièrement lavé en une fois.
Dans l'exemple décrit, une étape de lavage de l'organe de transfert 22 et la cuve 26 du malaxeur 12 a lieu à la fin de chaque procédé de conditionnement. Il y a des résidus de mélange 122 au contact de la surface de transfert 84 de l'organe de transfert 22 et/ou dans le volume intérieur 35 la cuve 26 du malaxeur 12.
Au début de l'étape de lavage, l'organe de nettoyage 32 du malaxeur 12 et le dispositif de lavage de la surface de transfert 84 sont activés.
Dans un premier temps, le volume intérieur 35 de la cuve 26 et la surface de transfert 84 sont aspergés d'eau chargée.
L'eau chargée est une eau densifiée par des charges solides, notamment des charges obtenues par lavage de sable et/ou de mâchefers.
Dans un second temps, le volume intérieur 35 de la cuve 26 et la surface de transfert 84 sont rincés avec de l'eau claire.
Dans la suite de l'étape de lavage, l'organe de nettoyage 32 du malaxeur 12 et le dispositif de lavage de la surface de transfert 84 sont toujours activés. Le volume intérieur 35 de la cuve 26 et la surface de transfert 84 sont aspergés d'eau claire à haute pression, comprise entre 10 et 20 MPa.
L'ensemble des eaux utilisées pendant l'étape de lavage sont récoltées et traitées.
A la fin de l'étape de lavage, la quantité de résidus au contact de la cuve 26 du malaxeur 12 et la surface de transfert 84 a diminué. Le rapport de la masse de résidus après l'étape de lavage sur la masse de résidus avant l'étape de lavage est compris entre 0,001 et 0,01 .
Lors du procédé de conditionnement de déchets radioactifs décrit précédemment, les quantités de déchets radioactifs, de liant, d'eau et d'adjuvant éventuel sont prédéterminées.
Une technique pour déterminer une combinaison possible en déchets radioactifs, liant, eau et adjuvant éventuel du mélange 122 est de caractériser le comportement de l'organe de transfert 22, notamment par rapport à l'étape 1 12 de transfert du mélange du malaxeur 12 à l'unité de conditionnement 20.
Une étape de caractérisation du comportement de l'organe de transfert 22 va maintenant être décrite en regard de la figure 4.
Pour caractériser le comportement de l'organe de transfert 22, l'étape de caractérisation met en œuvre la surface de transfert 84 ou une surface modélisant la surface de transfert 84. La surface modélisant la surface de transfert 84 présente la même structure et la même composition. Par la suite, la surface utilisée pendant l'étape de caractérisation dans tous les cas précités est dénommée « surface de transfert 84 ».
L'étape de caractérisation du comportement de l'organe de transfert comprend les étapes suivantes :
- une étape de réalisation d'un échantillon test 130,
- une étape de détection 132,
- une étape d'humidification 134,
- une étape de caractérisation 136,
- une étape d'observation 138,
- une étape de percussion et/ou mise en vibration 140, et
- une étape de sélection 142.
L'étape de réalisation d'un échantillon test 130 consiste en la réalisation d'un échantillon test ayant une composition représentative d'une possibilité de mélange dans le cadre du procédé de conditionnement de déchets radioactifs.
L'échantillon test comprend des déchets radioactifs secs, de l'eau et un liant.
Dans un mode de réalisation, l'échantillon test comprend au moins un adjuvant chimique. L'adjuvant chimique est par exemple un plastifiant, permettant d'augmenter l'écoulement de l'échantillon test sur la surface de transfert.
Les déchets radioactifs secs, l'eau, le liant et le ou les adjuvants éventuels sont malaxés de telle sorte à former un mélange.
Dans l'exemple décrit, les déchets radioactifs de l'échantillon test sont un mélange de mâchefers et de cendres. Le pourcentage massique en mâchefers est compris entre 0,7 et 0,8.
L'échantillon test présente un rapport massique des déchets radioactifs par rapport au liant compris entre 2,5 et 3, et plus particulièrement égal à 2,75.
L'échantillon test présente un rapport massique de l'eau par rapport au liant compris entre 0,77 et 0,97. Plus particulièrement, dans le cas où le pourcentage massique en mâchefers est compris entre 0,7 et 0,75, et plus particulièrement égal à 0,7, alors le rapport massique de l'eau par rapport au liant est compris entre 0,87 et 0,97.
Dans le cas où le pourcentage massique en mâchefers est compris entre 0,75 et 0,8, et plus particulièrement égal à 0,8, alors le rapport massique de l'eau par rapport au liant est compris entre 0,77 et 0,90.
L'échantillon test présente une teneur en eau comprise entre 10 et 35 litres par mètre cube. Si le mélange a un comportement plastique satisfaisant, la teneur en eau est réduite avec une surveillance de l'hygrométrie du mélange.
L'eau sert notamment à l'hydratation des déchets radioactifs et à l'insertion d'adjuvant. Cependant, l'augmentation de la teneur en eau entraîne des effets indésirables pour la résistance à la compression de l'échantillon test après sa solidification. La teneur en eau est donc un indice qu'il est important de contrôler, notamment grâce à un capteur suivant l'hygrométrie du mélange 122.
A la fin de l'étape de réalisation de l'échantillon test, un échantillon test tel que décrit ci-dessous est réalisé.
En variante, plusieurs échantillons tests de composition variée ou de même composition sont réalisés en même temps.
Dans un mode de réalisation, l'étape de détection 132 consiste en la détection d'inhibants de prise, par exemple du zinc, dans l'échantillon test.
Le zinc est un inhibant de prise, c'est-à-dire que le zinc est propre à retarder la solidification du mélange.
Un inhibant de prise diminue également les liaisons internes du mélange. La présence d'inhibant dans le mélange entraîne une perte de résistance à la compression du mélange après solidification du mélange.
Lorsqu'un inhibant de prise est détecté, la teneur en eau du mélange est diminuée.
L'étape d'humidification 134 consiste à humidifier la surface de transfert 84.
Humidifier consiste, par exemple, à apporter sur la surface de transfert 84 une masse d'eau comprise entre 100 g et 200 g pour 1 m2 de surface de transfert 84.
L'humidification de la surface de transfert améliore notamment l'écoulement de l'échantillon test sur la surface de transfert 84.
Après l'étape d'humidification 134, la surface de transfert 84 est humidifiée.
L'étape de caractérisation 136 consiste à caractériser l'adhérence et/ou l'écoulement de l'échantillon test sur la surface de transfert 84. Au début de l'étape de caractérisation 136, la surface de transfert 84 est humidifiée et l'échantillon test est réalisé. L'étape de caractérisation 136 se déroule après les étapes de réalisation d'un échantillon test 130 et d'humidification 134.
La surface de transfert 84 est à une température comprise entre 15°C et 30°C. La pression à proximité de la surface de transfert 84 est comprise entre 450 hPa et 1 013,25 hPa.
L'échantillon test est également en contact avec un gaz, par exemple de l'air. Le gaz a une humidité relative comprise entre 10 et 65 %.
La pesanteur est égale à la pesanteur terrestre.
Pendant l'étape de caractérisation 136, l'échantillon test est mis en contact avec la surface de transfert 84.
L'échantillon test est mis en contact avec la surface de transfert 84 en une seule étape.
Dans un mode de réalisation, l'échantillon test est soumis à une chute libre d'une distance supérieure ou égale à 200 mm avant d'atteindre la surface de transfert 84
Pour caractériser l'adhérence de l'échantillon test sur la surface de transfert 84, une quantité donnée d'échantillon test est mise en contact avec la surface de transfert 84.
La quantité d'échantillon test mise en contact avec la surface de transfert a, par exemple, une masse supérieure à 20 grammes pour 100 cm2 de surface de transfert 84, et plus particulièrement une masse supérieure à 200 grammes pour 100 cm2 de surface de transfert 84.
En parallèle de l'étape de caractérisation 136, une étape d'observation 138 se déroule. L'étape d'observation 138 consiste en la surveillance de la présence ou non d'un écoulement de l'échantillon test sur la surface de transfert 84.
La présence ou non d'un écoulement de l'échantillon test sur la surface de transfert 84 est détectée par la mesure d'une masse de la matière sur la surface de transfert 84. Lorsque la masse diminue, un écoulement de l'échantillon test sur la surface de transfert est observé. Lorsque la masse est constante, il n'y a pas présence d'un écoulement de l'échantillon test sur la surface de transfert.
En variante, la présence ou non d'un écoulement de l'échantillon test sur la surface de transfert 84 est surveillée par un opérateur ou par un calculateur par analyse d'images.
Lorsqu'il y a absence d'écoulement de l'échantillon test sur la surface de transfert 84, une partie de l'échantillon test restent en contact avec la surface de transfert 84. La partie de l'échantillon test restant en contact avec la surface de transfert 84 est des résidus. Les résidus sont récupérés. La masse des résidus est calculée. Plus la masse des résidus est élevée, plus il est considéré que l'adhérence de l'échantillon test sur la surface de transfert 84 est importante.
Pour caractériser l'écoulement de l'échantillon test sur la surface de transfert 84, une durée représentative de l'écoulement de l'échantillon test est mesurée.
La durée représentative est, par exemple, le temps que met l'échantillon test à parcourir un mètre.
Deux repères sont placés sur la surface de contact 84. Les deux repères sont placés plus bas que l'ensemble de la partie de la surface de contact 84 avec laquelle l'échantillon test est mis en contact. Les repères sont sensiblement perpendiculaires à l'axe reliant les deux extrémités de l'organe de transfert. Les repères traversent dans une direction l'organe de transfert. Les repères sont parallèles. Les repères sont espacés d'un mètre.
Dans l'exemple décrit, les mesures sont faites par rapport au front de l'échantillon test, le front de l'échantillon étant une partie de l'échantillon test qui passe le repère en premier. Au cours de l'écoulement de l'échantillon test, le front de l'échantillon est susceptible de varier au sein de l'échantillon test.
Les repères sont par exemple des détecteurs. Lorsqu'un passage de matière est observé par un premier repère, un chronomètre initialisé à zéro est mis en route. Lorsqu'un passage de matière est observé par le deuxième repère, le chronomètre est arrêté.
Si l'échantillon test n'atteint pas un des repères en une durée prédéterminée, alors il est considéré que l'échantillon test a un écoulement nul sur la surface de transfert 84.
En variante, l'étape comprend la mesure d'une durée de l'écoulement sur une distance différente de un mètre. La durée représentative est alors la durée de l'écoulement divisé par la distance exprimée en mètre.
Plus le temps que met l'échantillon test à parcourir un mètre est faible, plus il est considéré que l'écoulement de l'échantillon test sur la surface de transfert 84 est important.
Un débit prévisible du mélange est calculé à partir de la distance entre les deux repères, la masse de l'échantillon et le temps caractéristique de l'écoulement.
En variante, seul l'écoulement ou l'adhérence est caractérisé.
A la fin de l'étape de caractérisation 136, la masse de résidus d'échantillon test et/ou la vitesse représentative de l'écoulement de l'échantillon test sont connues.
L'étape de percussion et/ou mise en vibration mécanique 140 consiste à percuter et/ou mettre en vibration la surface de transfert 84. L'étape de percussion et/ou mise en vibration mécanique 140 augmente notamment les capacités d'écoulement et diminue l'adhérence de l'échantillon test sur la surface de transfert 84.
Avant l'étape de percussion et/ou mise en vibration mécanique 140, l'étape de réalisation de l'échantillon test a été effectuée.
L'étape de percussion et/ou mise en vibration mécanique 140 commence avant ou en même temps que l'échantillon test est mis en contact avec la surface de transfert.
Au début de l'étape de percussion et/ou mise en vibration mécanique 140, le vibreur 90 et/ou le système de percussion 92 sont activés.
Le vibreur 90 entraîne la surface de transfert 84 en vibration mécanique. Dans l'exemple décrit, le vibreur 90 oscille à une fréquence inférieure ou égale à 3 000 Hz. L'amplitude de la vibration est inférieure ou égale à 100 mm.
Dans l'exemple décrit, la surface de transfert 84 est percutée par le système de percussion 92 à intervalles réguliers. La fréquence des percussions est inférieure ou égale à 3 000 Hz. A chaque percussion, la surface de transfert 84 est déplacée d'une distance comprise entre 5 mm et 30 mm à l'endroit où la surface de transfert 84 est percutée par le système de percussion 92.
Lorsque la présence d'écoulement n'est pas ou plus observée, le vibreur 90 et/ou le système de percussion 92 sont désactivés.
A la fin de l'étape de percussion et/ou mise en vibration mécanique 140, l'écoulement de l'échantillon test sur la surface de transfert 84 est terminé.
Dans un mode de réalisation, l'ensemble des étapes décrites ci-dessus sont répétées un nombre prédéterminée de fois.
L'étape de sélection 142 consiste à sélectionner un ou plusieurs échantillons tests remplissant un ou plusieurs critères.
Dans l'exemple décrit, les critères donnés sont les suivants :
la masse de résidus d'échantillon test lors de l'étape de caractérisation 136 est inférieure à 10 grammes pour 100 cm2 de surface de transfert, ou plus particulièrement inférieure à 7 grammes pour 100 cm2 de surface de transfert, - la durée représentative de l'écoulement est inférieure à 200 secondes, et - le débit prévisible équivaut au déplacement d'au moins 100 mm d'une masse supérieure à 50kg de mélange 122 par heure.
En variante, l'échantillon test est sélectionné s'il ne remplit qu'un seul des critères précédents.
A la fin de l'étape de sélection 142, le ou les échantillons tests sont discriminés selon des critères donnés. Si aucun échantillon test ne remplit les critères et n'est sélectionné à l'étape de sélection 142, les étapes sont recommencées à partir de l'étape de réalisation 130 d'un échantillon test.
L'étape de caractérisation du comportement de l'organe de transfert permet de sélectionner une composition de mélange dans le cadre d'un procédé de conditionnement de déchets radioactifs. Les critères d'écoulement et/ou d'adhérence valorisent notamment le fait qu'une majorité du mélange atteint l'unité de conditionnement 20 à partir du malaxeur 12 en un temps raisonnable. Le critère d'adhérence rend également compte des résidus de mélange sur la surface de transfert 84 après l'étape de transfert 1 12 entre le malaxeur 12 et l'unité de conditionnement 20. En diminuant l'adhérence du mélange à la surface de transfert, le lavage de la surface de transfert 84 est facilité et la quantité des eaux de rinçage utilisée est diminuée.
Le procédé de conditionnement de déchets radioactifs avec un mélange ayant une composition similaire à un des échantillons tests remplissant les critères donnés est mis en œuvre. Une composition similaire est une composition ayant les mêmes pourcentages massiques que l'échantillon test à 2% près.
En variante, le dispositif 10 ne comprend pas une entrée d'eau 18 et une ou plusieurs entrées d'adjuvant 24 séparées. Le dispositif 10 comprend une entrée d'eau et d'adjuvant(s) comprenant deux extrémités. L'entrée d'eau et d'adjuvant(s) est reliée en une première extrémité au malaxeur 12. L'entrée d'eau et d'adjuvant(s) est reliée en une deuxième extrémité à une cuve de mélange.
La cuve de mélange comprend une sortie, une entrée d'eau et éventuellement des entrées d'adjuvant. La sortie possède un système de retenue, possédant au moins deux positions : une position ouverte, pour laisser l'eau et l'adjuvant sortir de la cuve de mélange, et une position fermée, pour empêcher l'eau et l'adjuvant de sortir de la cuve de mélange. Le nombre d'entrées est égal à un plus le nombre d'adjuvants. Chaque entrée permet de doser la quantité d'eau ou d'adjuvant versée dans la cuve de mélange.
Le procédé de conditionnement est le même que précédemment à l'exception des étapes d'acheminement d'eau 106 et d'acheminement d'adjuvant 108.
Les étapes d'acheminement d'eau 106 et d'acheminement d'adjuvant 108 sont remplacées par une étape d'acheminement de liquide. Le système de retenue de la cuve de mélange est en position fermée. L'eau et les adjuvants éventuels sont versés dans la cuve de mélange dans des quantités prédéterminées par les entrées de la cuve de mélange. Puis, le système de retenue de la cuve de mélange est passé en position ouverte. L'eau et les adjuvants éventuels sont versés dans la cuve 26 du malaxeur 12.
L'étape de caractérisation est la même que précédemment. Le procédé de conditionnement de déchets radioactifs comprend les étapes suivantes :
- réalisation d'au moins un échantillon test comprenant des déchets radioactifs secs, de l'eau et un liant,
- caractérisation d'adhérence et/ou d'écoulement de l'échantillon test sur une surface de transfert 84 d'un organe de transfert 22,
- sélection d'une composition d'un mélange à partir de l'étape de caractérisation,
- malaxage dans un malaxeur 12 de déchets radioactifs secs, d'eau et d'un liant pour former le mélange 122,
- transfert du mélange 122 depuis le malaxeur 12 vers une unité de conditionnement 20, le mélange 122 étant en contact avec la surface de transfert 84 de l'organe de transfert 22.

Claims

REVENDICATIONS
1 .- Procédé de conditionnement de déchets radioactifs, le procédé comprenant les étapes suivantes :
- malaxage dans un malaxeur (12) de déchets radioactifs secs, d'eau et d'un liant pour former un mélange (122),
- transfert du mélange (122) depuis le malaxeur (12) vers une unité de conditionnement (20), le mélange (122) étant en contact avec une surface de transfert (84) d'un organe de transfert (22),
- réalisation d'un échantillon test comprenant des déchets radioactifs secs, de l'eau et un liant, et
- caractérisation d'adhérence et/ou d'écoulement de l'échantillon test sur la surface de transfert (84).
2.- Procédé selon la revendication 1 , dans lequel le malaxage et la réalisation de l'échantillon test sont deux étapes distinctes.
3. - Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le procédé comprend, en outre, une étape de sélection (142), l'échantillon test étant sélectionné si l'échantillon test remplit un ou plusieurs critères donnés, une composition du mélange (122) étant sélectionnée grâce à l'étape de caractérisation.
4. - Procédé selon la revendication 3, dans lequel si aucun échantillon test n'est sélectionné à l'étape de sélection (142), les étapes de réalisation d'un échantillon test et de caractérisation d'adhérence et/ou d'écoulement de l'échantillon test sur la surface de transfert (84) sont réitérées.
5. - Procédé selon la revendication 3 ou 4, dans lequel les critères donnés sont l'un au moins des critères suivants :
- une masse de résidus d'échantillon test lors de l'étape de caractérisation est inférieure à 10 grammes pour 100 centimètres carré (cm2) de surface de transfert, ou plus particulièrement inférieure à 7 grammes pour 100 centimètres carré (cm2) de surface de transfert,
- une durée représentative de l'écoulement est inférieure à 200 secondes, et - un débit équivaut au déplacement d'au moins 100 millimètres (mm) d'une masse supérieure à 50 kilogrammes (kg) de mélange par heure.
6. - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel le procédé comprend, en outre, une étape de pervibration du mélange (122) à l'aide d'au moins une aiguille vibrante (60) présentant un axe principal (X), l'aiguille vibrante (60) comportant une masselotte (74) excentrée par rapport à l'axe principal (X) entrant en rotation à une fréquence prédéterminée.
7. - Procédé selon la revendication 6, dans lequel, lors de l'étape de pervibration du mélange (122), la fréquence prédéterminée est comprise entre 10 000 tours par minute et 20 000 tours par minute.
8. - Procédé selon la revendication 6 ou 7, dans lequel le procédé comprend, en outre, une étape d'observation d'un dégagement d'air provenant du mélange (122), l'étape de pervibration du mélange (122) étant arrêtée lorsqu'un dégagement d'air provenant du mélange (122) cesse d'être observé.
9. - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel le procédé comprend, en outre, une étape de détermination de la masse volumique du mélange (122).
10. - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes est vérifiée :
- la surface de transfert (84) comporte au moins deux couches (86, 88), une des couches (86) étant un revêtement composé d'au moins 95% de caoutchouc naturel,
- la surface de transfert (84) présente une pente d'une inclinaison comprise entre 8° et 20°,
- le procédé comprend, en outre, une étape de percussion de la surface de transfert (84),
- le procédé comprend, en outre, une étape de mise en vibration mécanique de la surface de transfert (84), et
- le procédé comprend une étape d'humidification de la surface de transfert (84) avant l'étape de caractérisation d'adhérence et/ou d'écoulement de l'échantillon test sur la surface de transfert (84).
1 1 . - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, dans lequel le procédé comprend, en outre, une étape de détection de présence d'inhibants de prise, par exemple du zinc, dans l'échantillon test.
12. - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 1 1 , dans lequel les déchets radioactifs de l'échantillon test consistent en un mélange de mâchefers et de cendres, le pourcentage massique en mâchefers dans le mélange (122) étant compris entre 0,7 et 0,8.
13. - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, dans lequel l'échantillon test présente au moins l'une des caractéristiques suivantes :
- une teneur en eau comprise entre 10 et 35 litres par mètres cube (L.m 3),
- un rapport massique des déchets radioactifs par rapport au liant compris entre 2,5 et 3, et
- un rapport massique de l'eau par rapport au liant compris entre 0,77 et 0,97.
14. - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, dans lequel l'échantillon test comprend, en outre, un plastifiant.
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