Présentation des cellules hautes activités

1. Présentation des cellules hautes activités Mathieu QUICLET Architecte intégration Procédé Bâtiment SPIRAL 2 Section Faisceaux Radioactifs Elargie Roscoff le 13 Octobre 2009

2. Ordre du jour Concept de cellules hautes activités standards, Exigences particulières de la cellule de production de SPIRAL 2, Présentation du bloc cellules de SPIRAL 2

3. Cellules chaudes standards blindage Télémanipulateur maître-esclave confinement hublot

4. Cellules chaudes standards • Les principaux d’un cellule constituants sont : • Télémanipulateur-lourd : robot commandé par boitier depuis l’extérieur de la cellule (a maxima 300 kg)

5. Cellules chaudes standards • Les principaux d’un cellule constituants sont : • Télémanipulateurs maîtres-esclaves (a maxima 20 kg),

6. Cellules chaudes standards • Les principaux d’un cellule constituants sont : • Des hublots (fenêtre de vision blindée) :

7. Cellules chaudes standards Pièces noyées dans les voiles • Les principaux d’un cellule constituants sont : • Un cuvelage Inox (étanchéité et décontamination) :

8. Cellules chaudes standards • Une cellule est caractérisée par : • sa zone avant :

9. Cellules chaudes standards • Une cellule est caractérisée : • par sa zone arrière :

10. Cellules chaudes standards • Que fait on dans une cellule haute activité : • Travailler sur des éléments radioactifs notamment afin de réaliser : • des études sur les matériaux (notamment caractéristiques en fonction de l’irradiation subit), • Des études et montage sur des combustibles pour des réacteurs de recherche (OSIRIS, ORPHEE, RJH), • Travaux sur la limitation des déchets nucléaires (transmutation notamment), • Traitement des déchets (découpe, chimique,..).

11. Cellules chaudes standards • Que fait on dans une cellule haute activité : • exemple :

12. Cellules chaudes standards • Dans une cellule haute activité « standard », l’Inox est roi et le gamma est prépondérant (très peu de neutron et uniquement de basse énergie). La téléopération est réalisée sur des éléments radioactifs de petite (quelques centimètres) à moyenne (inférieur à 1 m et/ ou 1 T)

13. Ordre du jour Concept de cellules hautes activités standards, Exigences particulières et conception associée de la casemate de production de SPIRAL 2, Présentation du bloc cellules de SPIRAL 2

14. Exigences particulières de la casemate • Durant un tir, les exigences particulières ci après ont été identifiées : • Très fort flux de neutrons de haute énergie (5.1013n/s centré sur 14 MeV, • Apport thermique important dans le canal • Fort DeD gamma, • Matériau pyrophorique monté à environ 2000 °C (UCx), • Modules de production et traversées à la haute tension, • Positionnement des lignes notamment LHE, • Masse et dimensions des éléments radioactifs transportés.

15. Conception envisagée pour la casemate • Vis-à-vis de l’exigence liée au flux neutron : • Pour une bonne protection vis-à-vis de la zone avant, plutôt que de mettre en œuvre des voiles de 3 m d’épaisseur, la mise en place d’un canal permet de limiter les dimensions de la casemate et de conserver des équipements standards (hublots, télémanipulateurs maîtres-esclaves, caméras panoramique,…)

16. Conception envisagée pour la casemate • Vis-à-vis de l’exigence liée au flux neutron : • Pour limiter l’activation et le « vieillissement » des équipements internes de la cellule, des dalles biologiques recouvrent le canal, • Au niveau du module de production, les parois biologiques sont amovibles afin de permettre leurs remplacement futur un matériau spécifique est envisagé.

17. Conception envisagée pour la casemate • Le canal par contre implique un apport thermique important dans une zone confinée. Il est envisagée d’avoir un traitement d’air pour refroidir le canal. Cela oblige à avoir de fort taux de renouvellement. • Vis-à-vis de l’exigence liée au fort DeD gamma : • Utilisation d’un béton standard ou d’un béton lourd avec une épaisseur moindre. • Traversées de servitudes adaptées (plomb/béton,…), • Vis-à-vis de l’exigence liée à l’aspect pyrophorique de l’UCx : • Inertage à l’Azote de la casemate de production. • Circuits de refroidissement de l’ECS en double paroi,

18. Conception envisagée pour la casemate • Vis-à-vis de l’exigence liée à l’aspect HT : • Les traversées HT sont verticales et non blindée. De ce fait, le local sous casemate est rouge en période de tir et jaune/orange hors tir. • Module de production à la HT : les parois de protections biologiques sont éloignées, le cuvelage ne peut être en aluminium (ionisation), mise en place d’isolateurs sous le module,

19. Conception envisagée pour la casemate • Vis-à-vis de l’exigence liée à l’aspect Positionnement de la LHE : • La ligne LHE doit arriver sur le module de production qui doit être démonté par téléopération. Cette ligne rend la mise en place de télémanipulateur maître-esclave standard impossible. Il faut donc passer par la mise en place d’un Télé Assisté par Ordinateur

20. Conception envisagée pour la casemate • Vis-à-vis de l’exigence liée à la masse des éléments radioactifs transportés : • Le module de production fait 8 T. les moyens de manutentions envisagés sont : • Un chariot, • Des unités de levage, • Les ECS et le convertisseur font environ 150 kg. Les moyens de manutentions sont : • Télémanipulateur-lourd, • Outillage spécifique tel que table coulissante, • Unité de levage.

21. Ordre du jour Concept de cellules hautes activités standards, Exigences particulières et conception associée de la casemate de production de SPIRAL 2, Présentation du bloc cellules de SPIRAL 2

22. Bloc cellules SPIRAL 2 Salle de production GANIL LBE 50 m LHE 70 m 15 m Locaux procédés du Bâtiment de production (phase 2)

23. Bloc cellules SPIRAL 2 Zone de maintenance et entreposage Zone des déchets LHE Faisceau de deutons Salle de production

24. Bloc cellules SPIRAL 2 • La casemate est équipée notamment de : • 2 hublots, • 9 télémanipulateurs maîtres-esclaves (a maxima), • Caméras panoramiques, • Un robot, • Une unité de levage de 8 T, • De dalles amovibles • D’une petites zones d’entreposages

25. Bloc cellules SPIRAL 2 Casemate de production Bras télémanipulateurs Module de production

26. Bloc cellules SPIRAL 2 Casemate de production

27. Bloc cellules SPIRAL 2 Connecteurs HT Connecteurs ECS Connecteurs convertisseur Système d’accouplement du module Système de fermeture des vannes Connecteurs pompage Système d’accouplement du module

28. Bloc cellules SPIRAL 2 • Conception envisagée pour la protection biologique amovible : • Préfabrication de dalles en béton lourd amovible autour du module de production, • Mise en place d’une superstructure porteuse motorisée avec des dalles de béton lourd au niveau de la porte autour du module, • Mise en place de voile de la casemate de 1,2 m d’épaisseur, • La dalle supportant le module pourrait être démontable.

29. Bloc cellules SPIRAL 2 • Conception envisagée pour l’inertage de la casemate de production : • Inertage à l’azote en boucle fermée afin de respecter les rejets cheminée (activation de l’air), • Mise en place d’un système de refroidissement de l’azote, • L’étanchéité des cellules doit être excellente (entre 10-3 et 5.10-4 V/h de taux de fuite). • Conception envisagée pour le cuvelage afin de garantir la bonne étanchéité et la décontamination des cellules : • Le cuvelage est prévu en acier inoxydable, • La teneur en impuretés (notamment Cobalt) doit être minimisée,

30. Bloc cellules SPIRAL 2 • Présentation de la cellule de maintenance/entreposage : • Cette cellule permet la décroissance d’un module après irradiation, • Le montage d’un nouvel ECS, convertisseur,.. • La réparation d’un module, • L’oxydation des cibles d’UCx. • Pour se faire, la cellule est équipée de : • 3 hublots, • potentiellement jusqu’à 12 télémanipulateurs maîtres-esclaves, • Un télémanipulateur-lourd, • Une unité de levage de 8 T, • 2 plateaux tournants afin d’accéder aux différentes faces des modules, • De plusieurs zones d’entreposage des ECS irradiés.

31. Equipements de la casemate de production

32. Bloc cellules SPIRAL 2 • Présentation de la cellule de déchet : • Cette cellule permet la mise au gabarit des déchets, • Le trie des déchets, • La mise en conteneur, • Pour se faire, la cellule est équipée de : • 2 hublots, • potentiellement jusqu’à 6 télémanipulateurs maîtres-esclaves, • Une unité de levage de 8 T, • Une machine de mise au gabarit,

33. Equipements de la casemate de production

34. Bloc cellules SPIRAL 2 • Présentation de la cellule sas supérieur : • Cette cellule permet l’introduction d’équipement neuf en cellule, • La caractérisation des déchets, • La mise des déchets en caisson IP2 et emballage, • La maintenance de tous les équipements de cellules. • Pour se faire, la cellule est équipée de : • 3 hublots, • potentiellement jusqu’à 20 télémanipulateurs maîtres-esclaves, • Une unité de levage de 8 T, • Une spectrométrie gamma pour les déchets, • Des accostages pour les emballages,

35. Equipements de la casemate de production

36. Equipements de la casemate de production