l’élimination des déchets radioactifs issus des accélérateurs ......des rn aux valeurs suisses...
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The LHC: Citius, Altius, Fortius…
James Gillies, Head, communication group, CERN
27 November 2006
Recherche et dRecherche et déécouverte couverte -- Education, formation, collaboration Education, formation, collaboration -- Technologie et innovationTechnologie et innovation
L’élimination des déchets radioactifsissus des accélérateurs du CERN
Yvon ALGOET – CERN/DGS/RP/RW4ème Forum Européen de Radioprotectique, La Grande Motte, 15-17 septembre 2010.
MethodologySommaire
Le CERN et le LHC en quelques chiffres…
La gestion des déchets radioactifs au CERN
L’inventaire radiologique: les outils
Les filières d’élimination: 2 exemples
Quelques projets
Conclusion
Le CERN et son complexe d’accélérateurs
Des installations situées sur les territoires suisse et français…
MethodologyLe LHC dans son tunnel: un circuit très rapide (11000 tours par seconde) à 100 m sous terre
MethodologyLe chaud et le froid…
Température en exploitation: -271°C
Collision dans l’expérience ALICE
Température atteinte lors des collisions: > 109 T centre soleil.
MethodologyLes grands détecteurs: ALICE, ATLAS, CMS, LHCb
2 détecteurs « généralistes »: ATLAS, CMS
2 détecteurs « spécialisés »: LHCb et ALICE
Methodology
L‘exploitation du LHC est possible grâce à la collaboration de milliers d'instituts dans le monde, qui mettent leurs ordinateurs à disposition du CERN pour l'analyse des données
Le traitement des données issues des collisions...
MethodologyPlusieurs milliers de scientifiques chaque jour sur les sites du CERN
20 États Membres Européens et environ 60 pays collaborent aux projets scientifiques du CERN
MethodologyMais il n’y a pas que le LHC…
Avant d’installer une nouvelle expérience, il faut démanteler les anciennes installations et s’occuper des déchets radioactifs ainsi générés!!!
Déchets technologiques: les tubes fluos
Démantèlement d’une ligne de faisceau (WANF)
MethodologyLa section Radioactive Waste du CERN(DGS/RP/RW) 1/2
Missions opérationnelles
• Recevoir, pré-conditionner (réduire le volume), trier par nature, caractériser, entreposer temporairement, assurer la traçabilité(ISRAM: Information System on Radioactive Materials)
• Eliminer les déchets radioactifs du CERN selon les procédures en vigueur ou à élaborer
• Conseiller les producteurs de déchets pour limiter les quantités générées et respecter les spécifications d’acceptation RW dans les ateliers et les entreposages dédiés.
MethodologyLa section Radioactive Waste du CERN(DGS/RP/RW) 2/2
• Chercher des solutions et ouvrir des filières d’élimination pour les déchets « particuliers »
• Elaborer des méthodes de caractérisation pour l’inventaire radiologique
• Réaliser l’étude et le zonage déchets des installations «françaises »
Missions de recherche et développement
MethodologyLes déchets radioactifs du CERN: définition
Déchets Français: déclarés radioactifs ou conventionnels selon l’étude et le zonage déchets, à confirmer par des mesures.
Déchets Suisses: déclarés radioactifs si sortant de zone réglementée et mesurés comme tels (DdD, contamination surfacique, A
massique et totale avec LE par RN)
Actuellement (Convention de 2000), la nationalité des déchets
est définie par leur territorialité. Evolution imminente.
Les déchets radioactifs du CERN: nationalité
Les déchets radioactifs au CERN: gestion
Free-release Entreposage ultime
Projet
Matérialisation du zonage déchets du LHC(extrait du volet 5 de l’étude déchets)
Sections courbes du LHC
Absorbeurs de faisceau
Expérience CMS
MethodologyL’inventaire radiologique: les outils
• Spectrométrie :- en laboratoire sur échantillons (LABSOCS) - sur des objets entiers (ISOCS)- in situ pour « dégrossir » (In1k – sonde LaBr3)
• Calculs théoriques:- calculs analytiques à partir des formules d’activation.- prédictions par simulation « Monte-Carlo »
• Un « mix » des 2:- normalisation des activités calculées par MC / activités mesurées dans les échantillons: « empreintes digitales » permettant de calculer le terme source et d’estimer la contribution des RN difficilement mesurables - 55Fe, 99Tc…
MethodologyFilière d’élimination: « free-release »Impératifs réglementaires actuels:
- candidats: déchets suisses
- conditions selon ORaP (*): DdD 10 cm < 0.1 µSv/h et Cs < VD
et As < LE et AAA < 100 LE par mois.
- si élimination hors de Suisse, la législation locale doit être au moins aussi restrictive que la législation Suisse.
- aval de l’autorité de sûreté Suisse.
(*) Ordonnance Suisse sur la Radioprotection 814.501
MethodologyFilière d’élimination: « free-release »Fusion des bobines de cuivre des ISR(*) chez STUDSVIK (S)(*) ISR: Intersecting Storage Rings, accélérateur démantelé en 1980 dont le tunnel sert d’entreposage temporaire pour les déchets du CERN
1. Projet pilote mené en 2005 sur 14 t. de Cu:
- niveau d’activité des bobines TFA, mais « points chauds »- la fusion permet d’homogénéiser l’activité- activité résiduelle < seuils de libération suédois, identiques pour la plupart des RN aux valeurs suisses (ex: 1000 Bq/kg pour le 60Co)=> recyclage du cuivre dans le domaine public- les impuretés sont concentrées et bloquées dans les scories => déchets radioactifs ultimes
Ce projet a été une réussite…
MethodologyFilière d’élimination: « free-release »Fusion des bobines de cuivre des ISR chez STUDSVIK (S)
2. Opération « grandeur nature » en 2007 sur 270 t. de Cu
« conventionnel » 9 fûts scories
MethodologyFilière d’élimination: entreposage ultimeElimination des cibles de l’installation ISOLDE
Isolde: production d’une large gamme de radioisotopes pour la physique nucléaire
Comment: bombardement à 1.4 GeV de cibles de différentes natures pour générer des ions radioactifs à partir de réactions de spallation
Les produits de spallation diffusent à travers le matériau constituant la cible vers une source d’ions puis sont accélérés et transportés vers les stations expérimentales.
Cu sample
MethodologyFilière d’élimination: entreposage ultimeElimination des cibles de l’installation ISOLDE
- Démantèlement in-situ d’une soixantaine de cibles selon une procédure très précise (application du principe ALARA)
- Tri et conditionnement séparés des différents composants:cible et source d’ions, composants alu, incinérables
(céramiques), métaux
- Caractérisation radiologique par simulation « Monte-Carlo » et spectrométrie sur des échantillons
- Elimination vers pour décontamination et fusion (alu)
Démantèlement des
Démantèlement cible ISOLDE (pré-étude avec cible inactive)
23 séquences2 heures/cible
REX dosimétrie8 µSv/mSv.h-1
contact cible
MethodologyLes projets1. RWTC: Radioactive Waste Treatment Center
Pourquoi? les installations actuelles ne sont pas adaptées aux flux de déchets futurs, elles ne permettent pas de traiter tous les types de déchets du CERN, les entreposages sont proches de la saturation…
Comment? - consultance externe pour estimer les volumes et types de déchets générés dans les 15 années et définir le périmètre du RWTC- rédaction d’un cahier des charges pour la construction et l’intégration des équipements ainsi définis- construction avec maîtrise d’ouvrage par l’organisme de consultance
Quand? fin 2013
RWTC: Radioactive Waste Treatment Center
MethodologyLes projets2. Elimination du premier lot de déchets TFA vers l’ANDRA
- élaboration de la liste des déchets candidats à l’élimination et constitution de lots « homogènes »
- élaboration de l’inventaire radiologique
- rédaction du dossier d’acceptation par l’ANDRA
- élaboration d’un contrat cadre entre l’ANDRA et le CERN
- réunions techniques – échanges entre l’ANDRA et le CERN pour réaliser l’exercice, le CERN ayant un statut particulier de « petit gros producteur ou gros petit producteur »
- calendrier: 1er lot au départ pour l’ANDRA fin 2010…
MethodologyConclusion
Il est compliqué d’avoir deux concepts de gestion des déchets…
Le CERN et les états-hôtes ont élaboré une convention relative à la protection contre les rayonnements ionisants et àla sûreté des installations.
La politique de gestion des déchets du CERN profitera de cette convention par l’introduction d’une doctrine qui sera commune à l’ensemble des sites de l’Organisation.
MethodologyContacts, informations…
http://user.web.cern.ch/user/Welcome.asphttp://public.web.cern.ch/public/
Vous cherchez un emploi en radioprotection?https://ert.cern.ch/browse_www/wd_pds?p_web_site_id=1
La section DGS/RP/RW:[email protected] [email protected]@cern.ch
The LHC: Citius, Altius, Fortius…
James Gillies, Head, communication group, CERN
27 November 2006
Je vous remercie de votre attention!