FR2524689A1

FR2524689A1 - Underground storage of vitrified radioactive waste - which is formed into glass fibre cables for winding on storage reels to allow subsequent retrieval

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Publication number: FR2524689A1
Application number: FR8205464A
Authority: FR
Original assignee: LEUCHTAG RICHARD
Current assignee: LEUCHTAG RICHARD
Priority date: 1982-03-30
Filing date: 1982-03-30
Publication date: 1983-10-07

Abstract

Radioactive waste is mixed with inert components and formed into vitreous compsn. which is melted and formed into fibres. The fibres are combined into a cable which is sufficiently flexible to be wound onto a support. Leaders are provided at each end of the cable for feeding it to the support and for retrieving it. The cable is lowered underground and wound onto the support for storage. The method allows long term storage of nuclear waste away from the biosphere. The cable can be retrieved if the underground storage location becomes unsafe, or for extn. of nuclides, or for addn. of further waste.

Description

Le problème du stockage des déchets nucléaires aussi bien de sources militaires que civiles, devient actuellement si aigu qu'une plus ample progression, en particulier dans le domaine du développement de l'énergie nucléaire, est menacée. Les solutions proposées jusqu maintenant étaient généralement basées sur la destruction irrémédiable des déchets. Les problèmes et incertitudes associés à une telle destruction sont clairement résumés dans la circulaire 779 du Service des Etudes Géologiques intitulée "Geologic Disposal of High-Level Radioactive
Wastes... Earth-Science Perspectives," de J. B. Bredehoeft et autres.Selon ces auteurs, on estime que lton disposera, dans les années 2000 , de 476.000 ensembles de combustible usé , occupant 3.000 m3, si on les traite comme des déchets de haut niveau, et un ordre de grandeur supérieur dans des déchets de niveau intermédiaire. La toxicité de ces déchets est illustréepar le fait que la quantité d'eau qu'il faudrait pour diluer les déchets dans les aunées 2000 à des niveaux considérés comme étant sûrs est le double de la quantité d'eau franche en stockage global. L'urgence du problème est illustrée par la découverte que des niveaux croissants de radionuclides artificiels dans les Lacs Erié et Ontario ont été suivis jusqu'à la Crique de Cattaraugus, qui passe par une installation d'attente de stockage de déchets à West Walley, New York (Industrial Research/
Development, Juillet 1978, parge 46).The problem of storage of nuclear waste from both military and civilian sources is currently becoming so acute that further progress, particularly in the area of nuclear energy development, is threatened. The solutions proposed so far have generally been based on the irremediable destruction of waste. The problems and uncertainties associated with such destruction are clearly summarized in circular 779 of the Service des Etudes Géologiques entitled "Geologic Disposal of High-Level Radioactive
Wastes ... Earth-Science Perspectives, "by JB Bredehoeft et al. According to these authors, it is estimated that in the 2000s, 476,000 sets of spent fuel, occupying 3,000 m3, would be available if treated as waste. high level, and an order of magnitude higher in intermediate level wastes. The toxicity of this wastes is illustrated by the fact that the amount of water it would take to dilute the wastes in the 2000 alder to levels considered to be safe is double the amount of free water in global storage. The urgency of the problem is illustrated by the discovery that increasing levels of artificial radionuclides in Lakes Erie and Ontario have been tracked to the Cattaraugus Creek, which passes by a waste storage holding facility in West Walley, New York (Industrial Research /
Development, July 1978, parge 46).

La dimension de l'espace nécessaire pour recevoir de tels déchets ne serait que d'environ 10 km3 , mais des erreurs dans le choix de l'emplacement et de la conception des installations pour l'obtenir seraient très sévères. The size of the space required to receive such waste would only be around 10 km3, but errors in the choice of location and the design of the facilities to obtain it would be very serious.

Les caractéristiques critiques à considérer sont les petits systèmes de faillesou de fractures extrêmement difficiles à détecter. Bien que des techniques pour une caractérisation non destructrice du siteaieftrécemment été proposées,ces systèmes nécessitent d'être encore affinés.Critical features to consider are small fault or fracture systems that are extremely difficult to detect. Although techniques for non-destructive site characterization have recently been proposed, these systems need to be further refined.

En plus des problèmes posés par la nature du site avant stockage des déchets, l'effet d'une perturbation mécanique, chimique et thermique provenant des déchets eux-mêmes doit être prévu . Des cartouches filtrantes de déchets de haut niveau peuvent produire 5 kW de chaleur dix années après retraitement, et il peut falloir cent ans pour que cette quantité diminue à 0,5 kW. Il n'existe aucun modèle adéquat des effets de chaleur produite sur cent ans. In addition to the problems posed by the nature of the site before storage of the waste, the effect of mechanical, chemical and thermal disturbance from the waste itself must be expected. High level waste filter cartridges can produce 5 kW of heat ten years after reprocessing, and it may take a hundred years for this amount to decrease to 0.5 kW. There is no adequate model for the effects of heat produced over a hundred years.

La forme des déchets pendant le stockage a bien entendu une importance cruciale. Actuellement, il semble être bien accepté que les déchets de haut niveau du retraitement puissent être coulés sous forme de billettes de verre, le verre ayant une très faible lixiviabilité
(Marsily et autres, 1977, Energy Research & Development
Administration 1976, page 7). Néanmoins, certains agents contaminants seront libérés et la nature du verre lui-même peut changer par suite des radiations, donc l'allure de la lixiviation changera sans aucun doute avec le temps.The shape of the waste during storage is of course of crucial importance. Currently, it seems to be well accepted that high level waste from reprocessing can be poured in the form of glass billets, the glass having very low leachability
(Marsily et al., 1977, Energy Research & Development
Administration 1976, page 7). However, some contaminants will be released and the nature of the glass itself may change as a result of radiation, so the pace of leaching will undoubtedly change over time.

Il existe des lacunes importantes dans notre connaissance des systèmes de transport, clest-à-dire concernant le parcours par lequel les agents contaminants libérés peuvent atteindre la biosphère. Les problèmes dans ce domaine comprennent le manque de connaissance des fractures, naturelles ou manufacturées, ainsi que des mesures de I'effet de la hauteur du fluide et de la perméabilité de la roche ou du sol où sont stockées les billettes . On ne dispose pas de beaucoup de données, donc la description complète de l'écoulement des eaux souterraines est un problème qui attend toujours une solution. There are significant gaps in our knowledge of transport systems, that is, the path by which the released contaminants can reach the biosphere. Problems in this area include the lack of knowledge of fractures, natural or manufactured, as well as measurements of the effect of the height of the fluid and the permeability of the rock or soil where the billets are stored. There is not a lot of data, so the full description of the groundwater flow is a problem that still awaits a solution.

Le but bien entendu, est de contenir les déchets et de les empêcher d'atteindre la biosphère jusqu'à ce qu'ils ne soient plus dangereux. Des estimations ont été faites sur le temps pendant lequel les déchets doivent être stockés afin de ne plus produire de dégradation
Le strontium 90 et le césium 137 constitueront 99,' de l'accumulation de curie projetée vers les années 2020, mais cela se réduira à un millionième de la radio-activité initiale dans six cents ans. Cependant, la toxicité de l'iode 129 et du radium et des éléments actinides restera bien pendant plus de dix millions d'années. Ferruccio Gera, en 1975, dans "Geochemical Behavior of Long-Lived Radioactive Wastes : U.S.Energy Research and Development
Administration, Oak Ridge National Laboratory, report
ORNL TM-4481," à la page 14, a considéré que de garantir une retenue pendant plus de cinq millions d'années était "nettement impossible car des prédictions géologiques totalement fiables du détail requis sur de si longues périodes de temps sont au-delà des capacités actuelles".The aim, of course, is to contain the waste and prevent it from reaching the biosphere until it is no longer dangerous. Estimates have been made of the time during which waste must be stored in order to avoid further degradation
Strontium 90 and cesium 137 will constitute 99% of the projected curia buildup around the 2020s, but this will reduce to one millionth of the initial radioactivity in six hundred years. However, the toxicity of iodine 129 and radium and actinide elements will remain well for more than ten million years. Ferruccio Gera, in 1975, in "Geochemical Behavior of Long-Lived Radioactive Wastes: USEnergy Research and Development
Administration, Oak Ridge National Laboratory, report
ORNL TM-4481, "on page 14, considered that securing restraint for more than five million years was" clearly impossible because fully reliable geological predictions of the detail required over such long periods of time are beyond of current capabilities. "

La science de la prédiction géologique est limitée par la supposition de la constance des allures des procédés et les données incomplètes; les données dans les enregistrements séismiques aux Etats Unis d'Amérique ne remontent qu'à deux cents ans. En conséquence, "une validation d'un modèle de gestion de déchets pendant le temps concerné ne sera jamais possible", selon cet auteur. Même des prédictions de routine de procédés sur cent ans ont varié de bonnes à mauvaises. Des modèles prophétiques, étape essentielle pour choisir un site et gérer les déchets, ont des composants qui sont, de façon inhérente, imprévisibles actuellement . En conséquence, ces modèles ne pourront donner une seule réponse au destin des déchets radioactifs dans les dépôts géologiques, mais plutôt un spectre de différents résultats basés sur des suppositions incertaines concernant le futur. The science of geological prediction is limited by the assumption of the consistency of process paces and incomplete data; the data in the seismic records in the United States of America go back only two hundred years. Consequently, "validation of a waste management model during the time concerned will never be possible", according to this author. Even routine predictions of procedures over a hundred years have ranged from good to bad. Prophetic models, an essential step in choosing a site and managing waste, have components that are inherently unpredictable today. Consequently, these models will not be able to give a single answer to the fate of radioactive waste in geological repositories, but rather a spectrum of different results based on uncertain assumptions about the future.

Comme on l'a noté ci-dessus, la pensée actuelle est basée sur le concept de l'incorporation des déchets nucléaires dans du verre puis de stocker le verre de façon irrécupérable, sous forme de billettes, dans un espace approprié de stockage, une épaisseur sensible de terre formant le blindage. Dans ce concept, la seule défense contre lsaccès d'eau, qui pourrait solubiliser le matériau radio-actif, conduisant à son transport vers la biosphère, est le choix d'un site stable. Cependant, comme l'ont fait remarquer les découvertes de ces dernières années, la croûte terrestre n'est pas stationnaire. Des tremblements de terre ont été notés dans toute l'histoire enregistrée, et sont bien plus fréquents le long de certaines lignes de faille bien connues, mais on ne connait pas de tremblements de terre importants dans des régions précédemment "à l'abri".Le fait que la surface de la terre se compose de plaques tectoniques est plus important, lesquelles plaques se déplacent à la surface du produit en fusion situé en dessous, et se heurtent les unes avec les autres. La collision entre les plaques donne lieu à des chaînes de montagnes et autres types de déformation importante de la croûte. De telles actions ont lieu à la fois lentement sur les temps géologiques et de façon abrupte. Malheureusement, la durée pendant laquelle les déchets nucléaires doivent être sauvegardés est comparable aux périodes géologiques sur lesquelles mêmes des changements lents mais importants de la forme de la croûte de la terre peuvent avoir lieu. Le temps de dix millions d'années a déjà été mentionné ci-dessus.On a fait remarque qu'un retraitement amélioré pouvait réduire la période concernée à environ mille ans; cela peut réduire mais non pas éliminer les incertitudes. Il est par conséquent impossible de projeter la sécurité des déchets radioactifs de haut niveau stockés de façon irrémédiable ou irrécupérable pendant de si longues périodes de temps. As noted above, current thinking is based on the concept of incorporating nuclear waste into glass and then storing the glass beyond repair, in the form of billets, in an appropriate storage space, a appreciable thickness of earth forming the shield. In this concept, the only defense against access to water, which could dissolve the radioactive material, leading to its transport to the biosphere, is the choice of a stable site. However, as the discoveries of recent years have pointed out, the earth's crust is not stationary. Earthquakes have been noted throughout recorded history, and are much more common along certain well-known fault lines, but there are no known major earthquakes in previously "sheltered" areas. More importantly, the fact that the surface of the earth is made up of tectonic plates, which plates move on the surface of the molten product below, and collide with each other. The collision between the plates gives rise to mountain ranges and other types of significant crustal deformation. Such actions take place both slowly over geological times and abruptly. Unfortunately, the length of time nuclear waste must be saved is comparable to the geological periods over which even slow but significant changes in the shape of the earth's crust can take place. The time of ten million years has already been mentioned above. It has been pointed out that improved reprocessing could reduce the period concerned to around a thousand years; this can reduce but not eliminate uncertainties. It is therefore impossible to project the safety of high level radioactive waste stored in an irreversible or irrecoverable manner for such long periods of time.

Néanmoins, des propositions continuent à être avancées, demandant le stockage de telles billettes de verre dans des cavernes de roche dure ou dans des mines de sel qui, évidemment, n'ont pas reçu d'eau souterraine depuis de longues périodes de temps. De telles propositions proviennent non seulement des Etats Unis d'Amérique mais également d'autres pays. Par exemple, Frank Feates et Norman Keen de la division de technologie de Atomic Energy Research
Establishment, Harwell, Grande-Bretagne, publiant dans le
New Scientist du 16 Février 1978, proposent que les déchets liquides soient convertis en verre et enfermés dans des cylindres d'acier de 60 cm de diamètre et d'environ 3 mètres de long, chacun contenant environ 1,4 tonnes de verre. Ils considèrent que le verre nécessitera probablement un refroidissement pendant plusieurs années avant destruction finale.Comme dépôt de tels cylindres, des emplacements sur ou en dessous du fond des océans semblent être un procédé très sûr, selon ces auteurs. Ils considèrent également favorablement l'étude de la destruction dans des formations de sel ou des formations d'argile ou de roche dure, suggérant que le dépôt soit à au moins 300 mètres de profondeur afin de se trouver en dessous du niveau de pergélisol dans tout âge glaciaire futur. Même ainsi, ils ne proposent pas que la destruction soit effectuée à ce moment, mais plutôt que d'autres données soient accumulées. Ils suggèrent que des petits trous soient percés afin de rechercher les structures de fracturesen utilisant des techniques de télévision et diverses techniques physiques.Nevertheless, proposals continue to be put forward, requesting the storage of such glass billets in hard rock caves or in salt mines which, obviously, have not received groundwater for long periods of time. Such proposals come not only from the United States of America but also from other countries. For example, Frank Feates and Norman Keen from the technology division of Atomic Energy Research
Establishment, Harwell, Great Britain, publishing in the
New Scientist of February 16, 1978, proposed that liquid waste be converted into glass and enclosed in steel cylinders 60 cm in diameter and about 3 meters long, each containing about 1.4 tonnes of glass. They consider that glass will likely require cooling for several years before final destruction. As depositing such cylinders, locations on or below the ocean floor seem to be a very safe process, according to these authors. They also favorably consider the study of destruction in salt formations or clay or hard rock formations, suggesting that the deposit be at least 300 meters deep in order to be below permafrost level throughout future ice age. Even so, they do not suggest that the destruction be done at this time, but rather that other data be accumulated. They suggest that small holes be drilled to search for fracture structures using television techniques and various physical techniques.

En plus des problèmes du stockage, il commence à y avoir des difficultés dans le transport, sur terre, des déchets nucléaires. Les dangers perçus ont conduit à des lois et ordonnances restreignant le passage des véhicules transportant des charges radio-actives , par exemple, à
New York, dans le New Jersey et le Connecticut (New York
Times, 17 Avril 1978).In addition to storage problems, there are beginning to be difficulties in transporting nuclear waste over land. The perceived dangers have led to laws and ordinances restricting the passage of vehicles carrying radioactive charges, for example, to
New York, New Jersey and Connecticut (New York
Times, April 17, 1978).

Un certain nombre d'aùteurs ont également émis l'idée que les isotopes fissiles (uranium 235 et plutonium) de cycles d'usines atomiques, du fait de leur possibilité d'utilisation dans des armes nucléaires, deviennent des cibles pour des terroristes ou des mattres-chanteurs. A number of authors have also suggested that fissile isotopes (uranium 235 and plutonium) of atomic factory cycles, because of their potential for use in nuclear weapons, become targets for terrorists or blackmailers.

Cela impose la condition supplémentaire d'un compte strict des déchets pendant la destruction, condition difficile à satisfaire quand de grands nombres de billettes doivent être traités
Des procédés de préparation de corps en verre fondu ainsi que des compositions appropriées ont reçu une attention considérable, J. R. Grover et autres dans le brevet U.S. NO 3 321 409 proposant de mélanger un déchet radio-actif liquide à une poudre sèche dans un récipient, en retirant l'eau et en chauffant le produit jusqu'à la fusion pour former un verre.Joseph Kivel et autres dans le brevet U.S. NO 3 364 148 fabriquent une source d'énergie radio-active en enfermant un matériau radio-actif insoluble dans une matrice continue et thermofusible contenant au moins 9296 en poids de silice, la partie périphérique de la matrice étant exempte de matériau radio-actif. H. D. Bixby dans le brevet U.S. NO 3 249 551 enseigne la destruction de déchets radio-actifs de haut niveau en mélangeant les déchets dans l'argile et en cuisant le mélange pour obtenir un corps de céramique; le corps de céramique est alors couvert d'émail. F. C. Arrance dans le brevet U.S.This imposes the additional condition of a strict waste account during destruction, a condition which is difficult to meet when large numbers of billets have to be processed.
Methods for preparing molten glass bodies as well as suitable compositions have received considerable attention, JR Grover and others in US Pat. No. 3,321,409 proposing to mix a liquid radioactive waste with a dry powder in a container, removing water and heating the product until it melts to form a glass.Joseph Kivel and others in US Patent No. 3,364,148 manufacture a radioactive energy source by enclosing an insoluble radioactive material in a continuous and hot-melt matrix containing at least 9296 by weight of silica, the peripheral part of the matrix being free of radioactive material. HD Bixby in US Patent No. 3,249,551 teaches the destruction of high level radioactive waste by mixing the waste in clay and firing the mixture to obtain a ceramic body; the ceramic body is then covered with enamel. FC Arrives in the US patent

NO 3 093 593 détruit les déchets radio-actifs en les mélangeant avec des matières céramiques, en ajoutant de l'eau au mélange, en configurant en pièces poreuses, en précuisant les pièces pour détruire la capacité d'échange d'ions des matières céramiques, en saturant les pièces des déchets radio-actifs par absorption, en séchant et en cuisant finalement. NO 3,093,593 destroys radioactive waste by mixing it with ceramic materials, adding water to the mixture, configuring in porous pieces, precooking the pieces to destroy the ion exchange capacity of ceramic materials , saturating the pieces of radioactive waste by absorption, drying and finally cooking.

Kuan-Han Sun et autres décrivent la préparation d'une compostion de verre de fluophosphate radio-actif ainsi que la production de fibres de verre à partir de celui-ci , dans le brevet U.S. N 3 373 116. Selon les inventeurs, le verre peut être utilisé soit sous forme de fibres fines ou de petites nmMicSesdeerre entant que combustible pour des réacteurs nucléaires. W. W. Schulz et autres dans le brevet U.S. NO 4 020 004 décrivent la fabrication d'un verre au borosilicate où est incorporé du césium radio-actif.Werner Hild et autres dans le brevet U.S. NO 3 971 717 proposent de former des blocs de verre solide contenant des déchets radio-actifs puis de les placer dans l'eau afin de conditionner l'eau, ce conditionnement concernant la stérilisation et facilitant l'aptitude à la filtration des boues. Kuan-Han Sun et al. Describe the preparation of a composition of radioactive fluophosphate glass and the production of glass fibers therefrom, in US Patent No. 3,373,116. According to the inventors, glass can be used either as fine fibers or as small nmMicSesdeerre as fuel for nuclear reactors. WW Schulz and others in US patent NO 4,020,004 describe the manufacture of a borosilicate glass in which radioactive cesium is incorporated. Werner Hild and others in US patent NO 3,971,717 propose to form blocks of solid glass containing radioactive waste and then placing them in water in order to condition the water, this conditioning relating to sterilization and facilitating the filterability of the sludge.

Comme cela est évident à la lecture de ce qui précède, l'incorporation de déchets radio-actifs dans un verre, en particulier du type borosilicate, a reçu une attention considérable, basée apparemment sur la croyance que le verre est essentiellement inattaquable par les eaux souterraines; on ne sait pas encore si le verre est réellement imperméable à l'attaque par l'eau sur des périodes de temps s'détendant sur des millions d'années. As is evident from the above, the incorporation of radioactive waste into glass, particularly of the borosilicate type, has received considerable attention, apparently based on the belief that glass is essentially unassailable by water underground; it is not yet known whether glass is really impermeable to attack by water over periods of time spanning millions of years.

En fait, des essais accélérés à de hautes pressions et températures par G. J. McCarthy et autres indiquent, au contraire, qu'un tel verre est d'abord sujet à une décoloration et à la formation de fissures et enfin, à fracture et cristallisation (Chemical and Engineering News, 1er Juin 1978, page 28). De plus, le concept du stockage souterrain est également considéré plus ou moins favorablement, mais comme on l'a mentionné ci-dessus, on commence à réaliserque l'intégrité de la région du stockage ne peut être prédite à un certain degré de certitude, donc cette solution au problème de la destruction des déchets doit être considérée comme présentant des défauts. D'autres modes de destruction, comme une cuisson des déchets dans l'orbite solaire ont également été proposés, mais cela n'est pas économiquement possible actuellement. Il est évident que soit une nouvelle tentative ou une tentative perfectionnée, éliminant les problèmes ci-dessus, est nécessaire.In fact, accelerated tests at high pressures and temperatures by GJ McCarthy et al indicate, on the contrary, that such a glass is first subject to discoloration and the formation of cracks and finally to fracture and crystallization (Chemical and Engineering News, June 1, 1978, page 28). In addition, the concept of underground storage is also viewed more or less favorably, but as mentioned above, we are beginning to realize that the integrity of the storage area cannot be predicted with any degree of certainty, therefore this solution to the problem of the destruction of waste must be considered as having defects. Other methods of destruction, such as cooking waste in the solar orbit have also been proposed, but this is not currently economically possible. It is obvious that either a retry or an improved attempt, eliminating the above problems, is necessary.

Selon l'invention, les déchets nucléaires sont incorporés dans un verre par tout procédé pratique ou conventionnel, et le mélange fondu est étiré en fibres. According to the invention, the nuclear waste is incorporated into a glass by any practical or conventional process, and the molten mixture is drawn into fibers.

De préférence, une masse d'eau est prévue pour le stockage à relativement court terme des fibres, pendant lequel l'intensité des radiations diminue rapidement, l'évacuation de la chaleur produite dans le processus étant plus facilement effectuée en ce stade du traitement qu'en un stade plus avancé.Preferably, a body of water is provided for the relatively short-term storage of the fibers, during which the radiation intensity decreases rapidly, the evacuation of the heat produced in the process being more easily carried out at this stage of the treatment than 'in a more advanced stage.

Les fibres sont alors formées en faisceau ou câble, le diamètre des fibres et le nombre de fibres dans le câble étant tels que le câble soit flexible et puisse être enroulé sur un support. Le câble est amené par une gaine souterraine, à une tête de puits et par un puits allant profondément dans la terre, à une chambre de stockage où un dispositif d'enroulement enroule le câble flexible sur un support pour un stockage à long terme. Un dispositif accumulateur pour le stockage temporaire d'une partie du câble est prévu entre l'installation de fabrication du câble et la gaine pour tenir compte des inégalités momentanées entre les allures de fabrication et le transport à travers la gaine: un autre de ces dispositifs accumulateurs est installé, pour une raison semblable, à la tête de puits. Les processus de fabrication et de transport sont totalement télécommandés.Pendant le transport et le stockage, l'information critique concernant l'état du câble est reçue d'un système de surveillance se trouvant dans le câble. The fibers are then formed in bundle or cable, the diameter of the fibers and the number of fibers in the cable being such that the cable is flexible and can be wound on a support. The cable is brought by an underground sheath, to a wellhead and by a well going deep into the ground, to a storage chamber where a winding device winds the flexible cable on a support for long-term storage. An accumulator device for the temporary storage of part of the cable is provided between the cable manufacturing installation and the sheath to take account of the momentary inequalities between the manufacturing paces and the transport through the sheath: another of these devices accumulators is installed, for a similar reason, at the wellhead. The manufacturing and transportation processes are fully remote controlled. During transportation and storage, critical information regarding the condition of the cable is received from a monitoring system in the cable.

Le câble est conçu de façon à pouvoir être retiré du support vers la surface de lierre si le système de surveillance indique que l'intégrité de la chambre de stockage est en danger ou présente une brèche. Le câble peut également être récupéré pour récueillir des isotopes ou pour incorporer des déchets nucléaires supplémentaires quand l'activité de ce câble a diminué. Tant qu'il n'y a pas de motif ayant une importance économique pour la récupération du câble, il peut être laissé indéfiniment en place. L'amenée du câble à l'installation recevant les déchets puis à la chambre de stockage est facilitée en prévoyant des conducteurs, c'est-à-dire des segments non radio-actifs du câble, aux extrémités avant et arrière de celui-ci. La flexibilité du câble est améliorée en le formant aplati, c'est-à-dire sous la forme d'une bande. The cable is designed so that it can be removed from the support towards the ivy surface if the monitoring system indicates that the integrity of the storage chamber is in danger or presents a breach. The cable can also be recovered to collect isotopes or to incorporate additional nuclear waste when the activity of this cable has decreased. As long as there is no reason of economic importance for the recovery of the cable, it can be left in place indefinitely. The cable is brought to the installation receiving the waste and then to the storage chamber is facilitated by providing conductors, that is to say non-radioactive segments of the cable, at the front and rear ends thereof. . The flexibility of the cable is improved by forming it flattened, that is to say in the form of a strip.

Le câble peut être codé en couleur pour l'identification et peut être revêtu pour retenir les fragments de verre.The cable can be color coded for identification and can be coated to hold glass fragments.

Des variations longitudinales des spectres de radiations peuvent être utilisées pour donner une plus ample information pour caractériser et identifier les emplacements le long du câble.Longitudinal variations in the radiation spectra can be used to give further information to characterize and identify the locations along the cable.

Le transfert des déchets nucléaires de l'installation de fabrication et son dispositif accumulateur à la tête de puits est facilité en prévoyant un conduit souterrain par lequel le câble peut être amené à l'aide des conducteurs. Comme cela est évident, un câble est bien plus facilement transporté automatiquement du réservoir de fusion à la tête de puits que ne peuvent l'être des billettes de verre. Avec les déchets nucléaires sous forme d'un câble transportable par un conduit, le problème du transport de déchets nucléaires au-dessus de la terre est totalement éliminé. Il est de même évident que le problème du compte pour un seul câble est bien moins important que si l'on doit garder la trace des milliers de billettes qu'il remplace. The transfer of nuclear waste from the manufacturing installation and its accumulator device to the wellhead is facilitated by providing an underground conduit through which the cable can be brought using the conductors. As is obvious, a cable is much more easily transported automatically from the melting tank to the wellhead than can be glass billets. With nuclear waste in the form of a cable transportable by a conduit, the problem of transporting nuclear waste above the earth is completely eliminated. It is also obvious that the problem of the account for a single cable is much less important than if one has to keep track of the thousands of billets it replaces.

L'intégrité du câble peut être surveillée au moyen d'impulsions de lumière transmises à travers des fibres optiques associées au câble. The integrity of the cable can be monitored by means of light pulses transmitted through optical fibers associated with the cable.

Le conduit souterrain est placé suffisamment loin en dessous de la surface de la terre pour que celle-ci forme un écran pour toutes les radiations des déchets nucléaires, à l'exception d'une partie minimum. La profondeur optimale pour la gaine est déterminée au mieux soitpar des mesures sur des configurations simulées ou par l'adaptation de codes existants de calcul à un modèle de source linéaire . Les principes du blindage sont décrits dans L. Wang Lau, Elements of Nuclear Reactor Engineering,
Gordon and Breach, New York, 1974, où la solution formelle d'un tel modèle est donnée. Cependant, des calculs grossiers basés sur desrèglespratiques également données par
Lau suffisent à donner une estimation de la profondeur requise.Ils indiquent qu'une profondeur équivalente à 2,5 mètres de béton atténuera les rayons gamma d'un facteur de 108 et le flux de neutrons de 1025. Les particules béta et alpha et les ions lourds sont arrêtés bien plus facilement que ceux-ci. La profondeur réelle requise dépendra de la nature du sol couvrant la gaine et un facteur supplémentaire de sécurité pour tenir compte d'une éventualité telle qu'unie érosion du sol et un creusement par des animaux et des êtres humains intrus sera nécessaire, mais une profondeur de 4 à 5 mètres peut être totalement satisfaisante.The underground conduit is placed far enough below the earth's surface that it forms a screen for all radiation from nuclear waste, with the exception of a minimum part. The optimal depth for the cladding is best determined either by measurements on simulated configurations or by the adaptation of existing calculation codes to a linear source model. The principles of shielding are described in L. Wang Lau, Elements of Nuclear Reactor Engineering,
Gordon and Breach, New York, 1974, where the formal solution of such a model is given. However, rough calculations based on practical rules also given by
Lau suffices to give an estimate of the required depth. They indicate that a depth equivalent to 2.5 meters of concrete will attenuate the gamma rays by a factor of 108 and the neutron flux by 1025. The beta and alpha particles and the heavy ions are arrested much more easily than these. The actual depth required will depend on the nature of the soil covering the sheath and an additional safety factor to account for a possibility such as even soil erosion and digging by intruding animals and humans will be necessary, but a depth 4 to 5 meters can be completely satisfactory.

En conséquence, la présente invention a pour objet un procédé de formation de déchets nucléaires en fibres de verre puis en un câble flexible, qui peut être stocké de façon récupérable dans un dépôt souterrain. Consequently, the present invention relates to a process for forming nuclear waste into glass fibers and then into a flexible cable, which can be stored in a recoverable manner in an underground deposit.

La présente invention a pour autre objet un procédé pour augmenter l'utilisation d'un dépôt souterrain pour le stockage de déchets nucléaires, en récupérant périodiquement les déchets après diminution partielle de leur activité, et en ajoutant d'autres déchets nucléaires. Another subject of the present invention is a method for increasing the use of an underground deposit for the storage of nuclear waste, by periodically recovering the waste after partial reduction in their activity, and by adding other nuclear waste.

La présente invention a pour autre objet important un câble en fibres de verre contenant des déchets nucléaires, le câble étant suffisamment flexible pour être enroulé sur un support dans un dépôt profond en dessous de la surface de la terre, avec un moyen pour récupérer ce câble si une récupération devient souhaitable ou nécessaire. Another important object of the present invention is a glass fiber cable containing nuclear waste, the cable being flexible enough to be wound on a support in a deep deposit below the surface of the earth, with a means for recovering this cable. if recovery becomes desirable or necessary.

Un objet important de l'invention concerne une
installation pour incorporer les déchets nucléaires dans les fibres de verre, la formation de ces fibres en un câble flexible, le transport du câble souterrain jusqu une tête de puits, la chute de ce câble dans un dépôt profond en dessous de la surface de la terre, l'enroulement du câble sur un support et la récupération du câble du dépôt si cette récupération devient souhaitable ou nécessaire.An important object of the invention relates to a
installation for incorporating nuclear waste into glass fibers, forming these fibers into a flexible cable, transporting the underground cable to a wellhead, dropping this cable into a deep deposit below the surface of the earth , winding the cable on a support and recovering the cable from the depot if this recovery becomes desirable or necessary.

La présente invention a pour autre objet important une installation telle que décrite ayant une masse d'eau équipée de dispositifs de traitement de fibres, et avec une région de stockage d'accumulation où les fibres peuvent être stockées immédiatement après avoir été étirées, pour attendre pendant la période initiale où l'émission de chaleur est au maximum et pour enlever la chaleur produite pendant cette période, avant assemblage dans le câble. Another important object of the present invention is an installation as described having a body of water equipped with fiber treatment devices, and with an accumulation storage region where the fibers can be stored immediately after being stretched, to wait during the initial period when the heat emission is at a maximum and to remove the heat produced during this period, before assembly in the cable.

Un autre objet important de l'invention concerne le système unique de surveillance qui teste continuellement l'intégrité et l'état du câble par le passage et la modulation d'impulsions de lumière qui sont transmises le long des fibres optiques contenues dans les câbles le long des fibres radio-actives. Another important object of the invention relates to the unique monitoring system which continuously tests the integrity and condition of the cable by the passage and modulation of light pulses which are transmitted along the optical fibers contained in the cables. along radioactive fibers.

L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaitront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels
- la figure 1 est une vue en perspective d'un câble selon l'invention;
- la figure 2 est une vue en coupe du câble de la figure 1 dans un conduit selon l'invention; et
- la figure 3 est une vue schématique d'une installation pour la fabrication, le transport et le stockage d'un câble selon l'invention.The invention will be better understood, and other objects, characteristics, details and advantages thereof will appear more clearly during the explanatory description which follows, made with reference to the appended schematic drawings given solely by way of example illustrating a embodiment of the invention and in which
- Figure 1 is a perspective view of a cable according to the invention;
- Figure 2 is a sectional view of the cable of Figure 1 in a conduit according to the invention; and
- Figure 3 is a schematic view of an installation for the manufacture, transport and storage of a cable according to the invention.

La figure 1 montre un câble selon l'invention, et il est généralement indiqué par le repère 11, ce câble étant composé de fibres d'un matériau vitreux tel qu'un verre au borosilicate, la composition de ce matériau vitreux contenant des déchets radio-actifs. Les fibres sont suffisamment minces et le nombre des fibres dans ce câble est tel que le câble puisse être enroulé sur un support. Le diamètre des fibres peut varier largement, selon le nombre dans le câble et la courbure du support où le câble doit être monté. Cependant, le diamètre moyen des fibres peut être de l'ordre de 100 à 20QyU
Le câble 11 a une section centrale radio-active 12 qui peut atteindre plusieurs kilomètres de long.L'extrémité arrière 13 et l'extrémité avant 14 de la section centrale 12 se confondent avec des conducteurs non radioactifs 15 et 16 aux limites indiquées, les fibres dans le câble s'étendant d'une extrémité du câble à l'autre.Figure 1 shows a cable according to the invention, and it is generally indicated by the reference 11, this cable being composed of fibers of a vitreous material such as a borosilicate glass, the composition of this vitreous material containing radio waste -active. The fibers are sufficiently thin and the number of fibers in this cable is such that the cable can be wound on a support. The diameter of the fibers can vary widely, depending on the number in the cable and the curvature of the support where the cable is to be mounted. However, the average fiber diameter can be of the order of 100 to 20QyU
The cable 11 has a radioactive central section 12 which can reach several kilometers in length. The rear end 13 and the front end 14 of the central section 12 merge with non-radioactive conductors 15 and 16 at the limits indicated, the fibers in the cable extending from one end of the cable to the other.

Les fibres 17, comme on peut le voir sur la figure 2, peuvent être tressées, tissées ou autrement en faisceaux pourformer le cable 11. Les sections conductrices ou menantes des fibres sont formées en étirant d'abord une certaine longueur de verre ordinaire, puis sans rupture de continuité, la section longue consistant en un mélange de verre et de déchets radio-actifs , en enfin de nouveau une certaine longueur contenant du verre seul. The fibers 17, as can be seen in FIG. 2, can be braided, woven or otherwise in bundles to form the cable 11. The conductive or leading sections of the fibers are formed by first stretching a certain length of ordinary glass, then without break in continuity, the long section consisting of a mixture of glass and radioactive waste, finally again a certain length containing glass alone.

Quand ces fibres sont câblées ensemble, le câble résultant est ainsi pourvu de conducteurs non radio-actifs à ses deux extrémités. Le câble 11 peut être codé en couleur par incorporation de pigments appropriés dans la composition ou en enduisant une ou plusieurs des fibres d'une couche vitreuse 18 où est incorporé un tel pigment.When these fibers are wired together, the resulting cable is thus provided with non-radioactive conductors at its two ends. The cable 11 can be color coded by incorporating suitable pigments into the composition or by coating one or more of the fibers with a vitreous layer 18 in which such a pigment is incorporated.

Le cable Il peut avoir toute forme pratique en coupe transversale mais une configuration généralement plate, telle que le câble ait la forme d'une bande, est préférée, à la fois pour améliorer les caractéristiques de transfert de chaleur ainsi que la flexibilité nécessaire pour enrouler ce câble sur un support. The cable It can have any practical shape in cross section but a generally flat configuration, such that the cable has the shape of a strip, is preferred, both to improve the heat transfer characteristics as well as the flexibility necessary for winding this cable on a support.

La figure 2 montre la configuration en bande
Tandis que le câble Il ne doit pas nécessairement être recouvert, une enveloppe 19 en un matériau flexible comme du polytétrafluoroéthylène peut être prévue, de préférence sous forme de mailles pour la ventilation, cette enveloppe servant à retenir les fragments de fibre pouvant être produits pendant le traitement et le transport du câble.Figure 2 shows the strip configuration
While the cable It does not necessarily have to be covered, an envelope 19 made of a flexible material such as polytetrafluoroethylene can be provided, preferably in the form of mesh for ventilation, this envelope serving to retain the fragments of fiber that can be produced during the cable processing and transportation.

Etant donné les dangers importants mis en cause dans la fabrication, le transport et le stockage du câble, il est extrêmement important que des moyens soient prévus pour surveiller la condition du câble, la continuité, le manque de fissures et la température du câble étant des caractéristiques particulièrement importantes. De plus, étant donné les dangers bien reconnus du vol de matériaux radio-actifs par des terroristes, par exemple, il est essentiel que la présence réelle ainsi que l'emplacement du câble soient surveillés . De tels moyens de surveillance sont représentés par des fibres optiques 21, qui sont agencées pour former une boucle complète de façon qu'une impulsion de lumière puisse être envoyée dans la boucle pour surveiller son retour.Par un agencement approprié, de tels moyens de surveillance peuvent être adaptés à donner une indication de l'emplacement d'une rupture dans la câble, si une telle rupture se produit. La présence de fissures microscopiques multiples dans la fibre de surveillance, symptômatiques d'une condition semblable des fibres transportant les déchets, sera signalée par l'augmentation de l'atténuation optique. De même, il est essentiel que la température du câble ne dépasse pas les limites spécifiées. Given the significant dangers involved in the manufacture, transport and storage of the cable, it is extremely important that means are provided to monitor the condition of the cable, continuity, lack of cracks and temperature of the cable being particularly important features. In addition, given the well-recognized dangers of theft of radioactive materials by terrorists, for example, it is essential that the actual presence and location of the cable be monitored. Such monitoring means are represented by optical fibers 21, which are arranged to form a complete loop so that a pulse of light can be sent into the loop to monitor its return. By suitable arrangement, such monitoring means may be adapted to give an indication of the location of a break in the cable, if such a break occurs. The presence of multiple microscopic cracks in the monitoring fiber, symptomatic of a similar condition of the fibers transporting the waste, will be signaled by the increase in optical attenuation. Likewise, it is essential that the cable temperature does not exceed the specified limits.

Dans ce but, des moyens surveillant la température tels qu'une cellule d'un colorant thermosensible ou des cristaux liquides 22 peuvent être prévus comme adjoint au câble 11.To this end, means monitoring the temperature such as a cell of a heat-sensitive dye or liquid crystals 22 can be provided as an adjunct to the cable 11.

Une telle cellule modulera les impulsions de lumière traversant le circuit de fibres optiques avec une information concernant la température à l'emplacement de la cellule. Avantageusement, les moyens surveillant la température et surveillant l'intégrité 22 et 21 peuvent être incorporés dans l'enveloppe 19 afin de faire partie du câble 11; l'emplacement des fibres de surveillance aux extrémités de la section transversale du câble diminue l'exposition aux radiations.Such a cell will modulate the pulses of light passing through the fiber optic circuit with information about the temperature at the cell location. Advantageously, the means monitoring the temperature and monitoring the integrity 22 and 21 can be incorporated in the casing 19 in order to form part of the cable 11; the location of the monitoring fibers at the ends of the cable cross-section reduces the exposure to radiation.

Une installation pour la fabrication, le -transport et le stockage du câble selon l'invention est représentée sur la figure 3. En général, une telle installation sera placée près d'une source de matériau de déchets radioactifs, comme un réacteur nucléaire en fonctionnement, une installation de retraitement ou un stockage d'attente de déchets radio-actifs dans le site de fabrication. A l'installation selon l'invention, représentée sous forme schématique sur la figure 3, comme on l'a noté ci-dessus, est associée une source 23 de déchets radio-actifs d'où les déchets sont amenés à un mélangeur 24 pour être mélangés à des composants pour préparer une composition vitreuse.Il est inutile de dire que toutes les opérations avec les substances radio-activesteffectuées dans l'installation selon I'inventiontsont effectuées à la machine avec commande à distance, donc l'exposition du personnel aux radiations est totalement évitée. Cependant, comme les connexions initiales sont vers les conducteurs non radioactifs, on peut les faire à la main ce qui évite une complexité inutile. An installation for manufacturing, transporting and storing the cable according to the invention is shown in FIG. 3. In general, such an installation will be placed near a source of radioactive waste material, such as a functioning nuclear reactor. , a reprocessing facility or a holding facility for radioactive waste at the manufacturing site. With the installation according to the invention, shown in schematic form in FIG. 3, as noted above, is associated a source 23 of radioactive waste from which the waste is brought to a mixer 24 for be mixed with components to prepare a vitreous composition. Needless to say, all operations with radioactive substances are carried out in the installation according to the invention, which are carried out by machine with remote control, therefore the exposure of personnel to radiation is completely avoided. However, as the initial connections are to the non-radioactive conductors, they can be made by hand which avoids unnecessary complexity.

Du mélangeur, les fibres sont transférées au réservoir de fusion 26 et le produit fondu est étiré en fibres à l'étage de fabrication de fibres indiqué par le repère 27. Les fibres peuvent être produites par extrusion ou par étirage ou par une combinaison des deux. Un grand nombre de fibres sont simultanément étirées. D'abord, la vanne 26a de la figure 3 est ouverte et des fibres de verre ordinaire sont étirées à la longueur souhaitée pour la section de conducteur initial . La vanne 26b est alors ouverte et la vanne 26a fermée, forçant la sortie des fibres à devenir radio-active tandis que la fibre reste continue. Quand la section radio-active de chaque fibre a atteint la longueur souhaitée, la vanne 26a est de nouveau ouverte et la vanne 26b fermée, et le conducteur final est étiré.Les fibres passent lentement à travers un baind'eau27apourpermettre le déclin de la plus grande partie de la radio-activité à court terme. Les fibres individuelles sont alors mises en faisceau enuncSble à l'étage 28 de fabrication de câbles. From the blender, the fibers are transferred to the melting tank 26 and the molten product is drawn into fibers at the fiber-making stage indicated by item 27. The fibers can be produced by extrusion or by drawing or by a combination of the two . A large number of fibers are simultaneously drawn. First, the valve 26a in Figure 3 is opened and ordinary glass fibers are drawn to the length desired for the initial conductor section. The valve 26b is then open and the valve 26a closed, forcing the fiber outlet to become radioactive while the fiber remains continuous. When the radioactive section of each fiber has reached the desired length, the valve 26a is opened again and the valve 26b closed, and the final conductor is drawn out. The fibers pass slowly through a water bath27to allow the decline of the most much of the short-term radioactivity. The individual fibers are then bundled enuncSble on stage 28 of cable manufacturing.

Il peut ne pas toujours être possible de faire correspondre la vitesse du transport dans la gaine avec le débit de sortie du moyen de fabrication. Un stockage tampon ou accumulateur à court terme est par conséquent prévu dans la partie de fabrication de l'installation, cette partie de fabrication étant généralement indiquée par le repère 29. L'étage tampon ou accumulateur à court terme est indiqué par le repère 31. It may not always be possible to match the speed of transport in the sheath with the output flow of the manufacturing means. A short-term buffer or accumulator storage is therefore provided in the manufacturing part of the installation, this manufacturing part being generally indicated by the reference 29. The buffer or short-term accumulator stage is indicated by the reference 31.

Le câble selon l'invention est destiné à un stockage à long terme, en particulier pour un stockage souterrain. Un emplacement approprié pour un tel stockage souterrain peut ne pas être immédiatement adjacent à la source de déchets nucléaires, ce qui pose donc le problème du transport du câble entre l'installation de fabrication 29 et l'installation de stockage souterrain généralement indiquée par le repère 32. Le transport des produits radioactifs, et en particulier des déchets, est hérissé de problèmes graves provenant du fait que la radio-activité produite et émanant de tels produits est extrêmement dangereuse pour la biosphère et en particulier pour les êtres humains. Récemment, un certain nombre de gouvernements ont fait passer des lois prohibant ou restreignant le transport de tels produits dans les zones géographiques correspondantes.La forme du câble selon l'invention offre un moyen particulièrement avantageux pour résoudre ce problème. Un conduit blindé 33 est prévu entre l'installation de fabrication 29 et une tête de puits 34 placée audessus de la région de stockage 32. La possibilité de récupérer les déchets dans ce système rend la stabilité géologique de la formation bien moins critique que lors de la destruction par des billettes, qui sont irrécupérables.Pour cette raison, on peut s'attendre à ce qu'un site approprié puisse être trouvé à quelques dizaines de kilomètres, pratiquement de toute source de déchets radioactifs. Leblindage préféré est la terre 36, le conduit 33 étant disposé suffisamment profondément dans la terre pour que la quantité de radiations traversant le blindage soit considérée comme étant sûre sur la base du trafic et de l'usage terrestre au-dessus, environ 4-5mètres comme on l'a indiqué ci-dessus étant suffisants. Il est envisagé que le conduit 33 soit placé en général dans des installations appartenant à l'Etat à l'endroit de voies de chemin de fer désaffectées ou dans d'autres régions où le trafic au-dessus du conduit peut être contrôlé afin de mieux garantir que l'exposition aux radiations sera maintenue dans des limites sûres.Le conduit 33, comme on peut le voir sur la figure 2, est pourvu de dispositifs tels qu'un rouleau 37 pour supporter le cable Il pour un transport à faible frottement de ce câble à travers le conduit 33. The cable according to the invention is intended for long-term storage, in particular for underground storage. A suitable location for such underground storage may not be immediately adjacent to the source of nuclear waste, which therefore poses the problem of transporting the cable between the manufacturing installation 29 and the underground storage installation generally indicated by the reference. 32. The transport of radioactive products, and in particular of waste, is fraught with serious problems arising from the fact that the radioactivity produced and emanating from such products is extremely dangerous for the biosphere and in particular for human beings. Recently, a number of governments have passed laws prohibiting or restricting the transport of such products in the corresponding geographical areas. The shape of the cable according to the invention offers a particularly advantageous means of solving this problem. An armored conduit 33 is provided between the manufacturing installation 29 and a wellhead 34 placed above the storage region 32. The possibility of recovering the waste in this system makes the geological stability of the formation much less critical than during destruction by billets, which are unrecoverable. For this reason, it can be expected that a suitable site can be found a few tens of kilometers away, from practically any source of radioactive waste. The preferred shield is ground 36, the conduit 33 being disposed deep enough in the ground for the amount of radiation passing through the shield to be considered safe based on traffic and land use above it, approximately 4-5 meters as stated above being sufficient. It is envisaged that conduit 33 will generally be placed in state owned facilities at the location of disused railway tracks or in other regions where traffic over the conduit can be controlled to better ensure that the radiation exposure will be kept within safe limits. The conduit 33, as can be seen in FIG. 2, is provided with devices such as a roller 37 to support the cable II for low friction transport of this cable through the conduit 33.

Le câble est suffisamment flexible pour pouvoir être transporté autour des coudes comme le montre la figure 3. The cable is flexible enough to be transported around the elbows as shown in Figure 3.

De même, comme le câble 11 émettra en général des quantités sensibles de chaleur, on peut faire circuler de l'air de refroidissement à travers le conduit, une source d'air de refroidissement ou autre fluide de refroidissement étant indiquée comme entrant dans le conduit 33 par le tube 38 et en en sortant par le tube 38a. Dans l'agencement représenté sur la figure 3, le fluide de refroidissement introduit par le tube 38 sert également à refroidir le câble Il pendant le stockage d'accumulation aux étages 39 et 31.Likewise, since the cable 11 will generally emit appreciable amounts of heat, it is possible to circulate cooling air through the duct, a source of cooling air or other cooling fluid being indicated as entering the duct. 33 through tube 38 and out of it through tube 38a. In the arrangement shown in FIG. 3, the cooling fluid introduced by the tube 38 also serves to cool the cable II during the storage of accumulation on stages 39 and 31.

Les chambres de stockage sont conçues pour un usage maximum des courants d'air de convexion entraînés par les gradients de température présents pour transférer la chaleur aux parois des chambres. Le câble Il est abaissé à travers le puits vertical 41 dans la chambre de stockage 32 où des dispositifs de support 43, de préférence sous forme de rouleaux coniques, et un moyen automatique d'enroulement 44 sont prévuspour placer le câble Il et le conducteur avant 14 sur le support 43. Un seul conduit et une seule installation de réception de déchets peuvent alimenter un amas de plusieurs dépôts.The storage chambers are designed for maximum use of the convection air currents entrained by the temperature gradients present to transfer the heat to the walls of the chambers. The cable II is lowered through the vertical well 41 in the storage chamber 32 where support devices 43, preferably in the form of conical rollers, and an automatic winding means 44 are provided for placing the cable II and the front conductor 14 on the support 43. A single conduit and a single waste reception installation can supply a pile of several deposits.

Comme on l'a noté ci-dessus, la durée pendant laquelle le câble doit être stocké est si importante que l'intégrité de la chambre 32 peut être menacée ou même rompue par des processus thermiques , géologiques ou hydrologiques imprévus malgré sa sécurité initiale apparente. En conséquence par conséquent, des moyens pour récupérer le câble Il de la chambre de stockage 32 doivent être prévus; l'étage de stockage tampon 39 est prévu dans ce but; le conducteur de câble arrière 15 est fixé à la tête de puits et est construit de façon à pouvoir récupérer le contenu de la chambre 32.La chambre de tête de puits et le conduit offrent suffisamment d'espace pour que, si une récupération dans des buts de sécurité devient nécessaire, ils puissent ensemble recevoir tout le contenu de la chambre 32 pendant un temps suffisant pour qu'un autre emplacement de stockage puisse être développé. As noted above, the length of time the cable must be stored is so important that the integrity of chamber 32 can be threatened or even broken by unforeseen thermal, geological or hydrological processes despite its apparent initial safety . Consequently consequently, means for recovering the cable II from the storage chamber 32 must be provided; the buffer storage stage 39 is provided for this purpose; the rear cable conductor 15 is fixed to the wellhead and is constructed so as to be able to recover the contents of the chamber 32.The wellhead chamber and the conduit offer sufficient space so that, if recovery in security purposes becomes necessary, they can together receive the entire contents of the chamber 32 for a time sufficient for another storage location to be developed.

Une récupération peut être nécessaire ou souhaitasse dans d'autres buts, par exemple pour récolter les isotopes présents dans les déchets nucléaires. De tels radioisotopes recueillis ou récoltés peuvent être utiles dans la production d'énergie, le traitement médical et le diagnostic, et dans d'autres applications possibles. Un exemple d'une application à grande échelle qui est recherchée est le traitement des eaux d'égoûts par exposition à des rayons gamma du césium 137. Des moyens pour une telle récolte sont indiqués par l'étage 44'dans l'installation de fabrication 29. Dans ce but, il est nécessaire que le conduit 33 soit construit pour un transfert à deux voies du câble. Les trajets dans la phase de récupération sont indiqués en pointillé.Après avoir recueilli l'isotope souhaité, les composants restants peuvent être recyclés vers le mélangeur 24, pour de nouveau la fabrication d'un câble de fibres. On peut également vouloir récupérer le câble pour utiliser avantageusement le fait que sa radioactivité a diminué à un niveau tel qu'il n'est plus économique de lui donner de l'espace de stockage. Dans de telles circonstances, le câble peut être recyclé au mélangeur 24 où il est recombiné à des déchets radioactifs supplémentaires de la source 23, puis il est de nouveau envoyé à travers le processus de fabrication. Recovery may be necessary or desired for other purposes, for example to collect isotopes present in nuclear waste. Such collected or harvested radioisotopes can be useful in power generation, medical treatment and diagnosis, and in other possible applications. An example of a large-scale application which is sought is the treatment of sewage by exposure to gamma rays of cesium 137. Means for such a harvest are indicated by stage 44 ′ in the manufacturing installation 29. For this purpose, it is necessary that the conduit 33 is constructed for a two-way transfer of the cable. The routes in the recovery phase are indicated in dotted lines. After collecting the desired isotope, the remaining components can be recycled to the mixer 24, again to manufacture a fiber cable. One may also want to recover the cable to advantageously use the fact that its radioactivity has decreased to a level such that it is no longer economical to give it storage space. Under such circumstances, the cable can be recycled to the mixer 24 where it is recombined with additional radioactive waste from the source 23, then it is again sent through the manufacturing process.

Alternativement, le contenu inerte de la fibre peut être diminué, de préférence en utilisant l'étage de récolte 44t dans ce but.Alternatively, the inert content of the fiber can be reduced, preferably by using the harvesting stage 44t for this purpose.

Le câble, son procédé de fabrication et l'installation comprenant la chambre de stockage présentent l'avantage majeur de pouvoir être surveillés très précisément, comme le montre la station de surveillance 46, pour être sûr de l'intégrité du câble, de sa température et de la température de l'espace de stockage 32. Cette station ou console est le terminal pour toutes les paires de fibres de surveillance incorporées dans un câble. Là, les impulsions lumineuses de diodes photo-émettrices ou de lasers sont transmises dans le câble et,si l'intégrité du câble n'a pas été interrompue, elles sont reçues de ce câble. The cable, its manufacturing process and the installation comprising the storage chamber have the major advantage of being able to be monitored very precisely, as shown by the monitoring station 46, to be sure of the integrity of the cable, of its temperature. and the temperature of the storage space 32. This station or console is the terminal for all the pairs of monitoring fibers incorporated in a cable. There, the light pulses of light emitting diodes or lasers are transmitted in the cable and, if the integrity of the cable has not been interrupted, they are received from this cable.

Les fibres sensibles à la température passent dans et hors de cellules de détection consistant en matériaux optiquement thermo-actifs, soit des colorants ou des cristaux liquides, qui modulent la lumière selon la température à leur emplacement. Des fissures ou le développement d'autres imperfections dans le verre, symptômatiques de dégradation possible du câble, peuvent être observés àlasuitede l'atténuataon résultante de la lumière.Par ailleurs, sur la base de l'information fournie par le moyen de surveillance ou moniteur 46 au moyen de commande à distance 47, le fonctionnement de l'installation de fabrication 29, l'alimentation en fluide de refroidissement vers cette installation à la tête de puits 34 et l'espace de stockage 32 peuvent être ajustés et des décisions concernant la récupération possible du câble peuvent être effectuées sur une base d'auto-contrôle.The temperature-sensitive fibers pass in and out of detection cells consisting of optically heat-active materials, either dyes or liquid crystals, which modulate light according to the temperature at their location. Cracks or the development of other imperfections in the glass, symptomatic of possible cable degradation, can be observed as a result of the resulting attenuation of the light. On the other hand, on the basis of the information provided by the monitoring means or monitor 46 by means of remote control 47, the operation of the manufacturing installation 29, the supply of cooling fluid to this installation at the wellhead 34 and the storage space 32 can be adjusted and decisions regarding the Possible cable recovery can be performed on a self-checking basis.

Comme cela est évident à la lecture de ce qui précède, le procédé, l'installation et le câble selon l'invention permettent d'incorporer des déchets radioactifs sous une forme telle que les déchets peuvent être transportés sans danger, ni pour l'environnement ni pour ses habitants, et de stocker les déchets dans des conditions telles que l'on puisse tenir compte de changements anticipés et non anticipés. Les techniques d'incorporation des déchets dans du verre sont bien connues et la connaissance et l'adresse mises en cause dans leur traitement en fibres et câbles sont bien comprises. Le procédé peut être adapté pour que des isotopes valables puissent être récupérés du câble et si on le souhaite la chaleur émise par les déchets pendant le stockage peut être utilisée. As is evident from reading the above, the method, the installation and the cable according to the invention make it possible to incorporate radioactive waste in a form such that the waste can be transported without danger, nor for the environment nor for its inhabitants, and to store waste in conditions such that one can take into account anticipated and unanticipated changes. The techniques for incorporating waste into glass are well known and the knowledge and skill involved in treating them in fibers and cables is well understood. The method can be adapted so that valid isotopes can be recovered from the cable and if desired the heat emitted by the waste during storage can be used.

Claims

1.- A method for long-term storage of radioactive waste, of the type where said waste is first transformed into a vitreous composition containing suitable inert components such as diluents and is melted, characterized in that it comprises stages of:

forming said molten fiber composition;

forming said fibers into a cable of selected length and having front and rear ends, the diameter of said fibers and the number of fibers being such that said cable is flexible enough to be wound on a support means;

forming conductive means at the front end of said cable for bringing said cable to said support means and the rear end for recovering said cable from said support means; and

lower said cable to a region having sufficient shielding to protect the biosphere,

winding said cable on said support means in said region and storing said cable on said support means, said method making it possible to recover said cable if this region becomes unsafe for the storage of said cable and for further processing.

2.- Method according to claim 1, characterized in that it further comprises the step of storing the aforementioned fibers in a body of water before manufacture in a cable, the storage in said mass continuing for a period long enough for that the heat emission rate falls to a selected value and to allow inspection to ensure that said fibers can function satisfactorily.

3.- Method according to claim 1, characterized in that it further comprises the step of temporarily storing the above-mentioned cable in a buffer storage area after its manufacture and before lowering said cable to the aforementioned region , said temporary storage serving to smooth out the differences between the manufacturing paces of said cable and its lowering towards said region.

4.- Method according to any one of the preceding claims, characterized in that it further comprises the steps of recovering the above cable from the above region after a time such that the amount of a nuclide constituting the origin of a major source of radiation from said cable has significantly decreased, the fibers are melted, the composition is readjusted and the step according to claim 1 is repeated.

5.- Method according to claim 4, characterized in that the aforementioned readjustment consists in collecting the useful isotopes produced during storage.

6.- Method according to claim 4, characterized in that the aforementioned readjustment comprises an at least partial removal of the inert components to increase the concentration of radioactive materials in the aforementioned vitreous composition.

7.- Method according to claim 4, characterized in that the aforementioned readjustment comprises the addition of other radioactive waste to increase the concentration of radioactive material in the aforementioned vitreous composition.

8.- Method according to claim 1, characterized in that it further comprises the step of monitoring the integrity of the aforementioned cable.

9.- Method according to any one of claims 1 or 8, characterized in that it further comprises the step of providing optical fibers in the aforementioned cable, arranged and constructed to transmit optical signals both to the forward and backward along said cable, so as to allow monitoring of said cable by optical means.

10.- Method according to claim 1, characterized in that it further comprises the step of monitoring the temperature of the aforementioned cable.

11.- Cable in a vitreous composition containing radioactive waste, characterized in that it consists of fibers (17) with a diameter, a number and an arrangement such that said cable (11) is sufficiently flexible to be wound on support means, said cable having a front end (14) and a rear end (13), said front end being provided with conductive means (16) for winding said cable on said support means and said rear end being provided with conductive means (15) for recovering said cable from said support means.

12.- Cable according to claim 11, characterized in that the means at the front and rear ends are flexible conductors of fibers in non-radioactive vitreous composition.

13.- Cable according to claim 11, characterized in that the aforementioned support means is constructed to be cooled as well as the aforementioned cable during its storage on said support means.

14.- Cable according to claim 11, characterized in that it further comprises a means (21) for monitoring its integrity, the term "integrity" being taken to understand the continuity of said cable as well as its presence.

15.- Cable according to claim 14, characterized in that the aforementioned monitoring means is optical.

16.- Cable according to claim 14, characterized in that the aforementioned monitoring means comprises optical fibers.

17.- Cable according to claim 11, characterized in that it has the shape of a flat strip to improve the removal of heat and its flexibility.

18.- Cable according to claim 11, characterized in that it further comprises means (22) for monitoring its temperature.

19.- Cable according to claim 11, characterized in that it is color coded for its identification.

20.- Cable according to claim 11, characterized in that it also contains radioactive markers for its identification.

21.- Cable according to claim 11, characterized in that it further contains a coating (19) for retaining fragments of fiber which can be produced during manufacture or transport.

22.- Cable according to claim 11, characterized in that the diameter of the aforementioned fibers represents from 100 to 200

23.- Installation for the manufacture of a flexible cable in a glassy composition containing radioactive waste and for the long-term storage of said cable, characterized in that it comprises

means (24) for combining said radioactive waste with inert components into a glass composition and for melting said composition;

means (27) for forming said melted flexible fiber composition;

means (28) for forming said fibers into a flexible cable having a front end and a rear end;

a storage space (32) deep in the ground for long-term storage of said cable;

a well (41) leading from the surface of the earth to said storage space; ;

a wellhead (34) on the surface of the earth and above said well;

means (43, 44) in said storage space for winding said cable on its support means;

means (39) for recovering said cable from said storage space; and

conduit means (33) protected from the passage of radiation for transporting said cable through it, from the shaping means to the wellhead.

24.- Installation according to claim 23, characterized in that it further comprises an accumulation region (31) between the aforementioned device and the aforementioned storage space for a temporary residence of said cable, said accumulation region being connected to said storage space and to said device by the aforementioned shielded conduit.

25.- Installation according to claim 23, characterized in that it further comprises a remote and close monitoring means (46) to determine the integrity and location of the cable.

26.- Installation according to claim 23, characterized in that it further comprises a remote and close means for determining the temperature of the cable.

27.- Installation according to claim 23, characterized in that it further comprises a means for attaching conductors to the aforementioned cable, at its front and rear ends.

28.- Installation according to claim 23, characterized in that a major part of the aforementioned conduit means is sufficiently far below the surface of the earth to be essentially protected by said earth against a major amount of radiation reaching the surface from the cable in said conduit means, so as to eliminate the possibility of dangers caused by the surface transport of radioactive waste.