Prix Découverte D.F Torgerson : Innovations en matière de déclassement des installations

David Gaunt, George Al Haddad, Jeffrey Fortin, Kuwar Dalal et Tom Vaughan

Pour la transformation numérique du déclassement et de l’assainissement environnemental par l’équipe Innovations.

Le serveur de jumeaux numériques des LNC a été mis en ligne en juin/juillet 2022, créant ainsi la base de données de nuages de points des LNC. Cela a permis d’effectuer des visites virtuelles, ce qui économise du temps de planification et améliore la précision des données sur le terrain.

Cette transformation numérique a fourni des renseignements précieux pour la planification du déclassement et les efforts de nettoyage des radiations. Il a également fait preuve d’originalité et d’ingéniosité en intégrant différentes sources de données pour l’analyse.

Prix Découverte D.F Torgerson : Évaluation de la variation de la résistivité électrique

Mark Luloff et Jeffrey Olfert 

Pour l’impact de la variation de résistivité électrique sur l’évaluation de l’écart entre le canal pour le combustible et la calandre. 

Auparavant, il n’était pas possible de mesurer avec une grande précision la résistivité électrique dans l’environnement de la cellule chaude et les variations de résistivité électrique de la matière irradiée (+/- < 5 %) n’étaient pas observables. Ce travail a permis de développer et de mettre en œuvre cette capacité dans les LNC. Grâce au travail, l’évolution de la résistivité électrique a été corrélée à l’évolution de la microstructure du tube de pression du réacteur, et la capacité de mesure de la résistivité électrique est utilisée pour caractériser davantage la microstructure du tube de pression (PT), à une fraction du coût des examens destructifs. Les travaux futurs devraient tirer profit des études sur le taux de fissuration par hydruration retardée et la pénétration de l’hydrogène. Les résultats de la résistivité électrique dans les cellules ont permis d’utiliser une modélisation analytique pour simuler la réponse de la sonde à courants de Foucault dans les tubes de pression et les tubes de calandre (CT), ce qui permet d’étudier l’effet de nombreux paramètres pertinents. Cela représente une fraction du coût d’une étude empirique à l’aide d’échantillons physiques. Grâce à ce travail, des améliorations sont également apportées à la précision de la mesure des écarts au niveau des tubes de pression et de calandre, ce qui a permis aux services publics de démontrer une grande confiance dans cette mesure auprès de la Commission canadienne de sûreté nucléaire.

Dès le début, cette recherche a été financée à 100 % par l’entremise du Groupe des propriétaires de CANDU (COG), et son succès a permis d’effectuer d’autres travaux commerciaux du COG et de suivre le travail directement avec les services publics. Au cours des deux dernières années, les candidats ont été régulièrement invités à faire des présentations sur le sujet lors de séminaires de l’industrie et sont maintenant reconnus comme des experts par celle-ci. L’expertise des candidats dans ce domaine a été spécifiquement reconnue par les plus hauts cadres de Bruce Power lors d’un récent projet commercial. Des articles sur ce sujet ont également été publiés dans la littérature ouverte, et d’autres articles sont prévus dans les mois/années à venir.

Prix Découverte D.F Torgerson : L’impression 3D à l’aide du dioxyde d’uranium

Anil Prasad, Catherine Thiriet, Daniel Cluff, James Crigger, Jeffrey Battersby, Nikolas Kotsios et Reeghan Osmond 

Pour l’impression 3D à l’aide du dioxyde d’uranium. 

Le projet « Impression 3D à l’aide du dioxyde d’uranium » est proposé en reconnaissance de la réussite exceptionnelle de l’équipe de recherche sur le développement du combustible, qui a réussi à imprimer en 3D, en toute sécurité, du dioxyde d’uranium naturel radioactif (UO₂). Le travail est le point culminant de plusieurs années de recherche spécialisée, qui a commencé en 2017, et de plusieurs itérations de développement, s’appuyant sur l’impression 3D d’autres matériaux connexes, y compris la zircone inerte et la thorine radioactive.

Les réacteurs d’énergie nucléaire conventionnels sont alimentés en UO₂ sous forme de cylindres empilés dans des éléments combustibles pour former des grappes de combustible. Si la forme cylindrique du combustible présente l’avantage d’être facile à produire (c.-à-d., le pressage et le frittage d’une pastille de combustible cylindrique droite est une méthode établie), il s’avère nécessaire de trouver un compromis avec le gradient de température subi par les pastilles de combustible en cours d’utilisation, en raison de la très mauvaise conductivité thermique de l’UO₂. L’industrie nucléaire cherchant à augmenter la température du liquide de refroidissement du réacteur pour augmenter l’efficacité, une nouvelle conception de combustible est nécessaire pour tolérer l’augmentation des températures de fonctionnement. L’application du processus d’impression 3D pour créer un objet tridimensionnel couche par couche à l’aide de plastique et d’une conception générée par ordinateur peut être appliquée à la fabrication de combustible nucléaire, découvrant ainsi une technique qui peut imprimer de nouvelles géométries afin d’améliorer la sécurité et la performance des réacteurs futurs.

Prix Découverte D.F Torgerson : Démonstration de production d’hydrogène propre

Adrian Vega, Amir Motamed Dashliborun, Blessing Ibeh, David Ouellette, Hongqiang Li, Lorne Stolberg, Mitchell Morrison, Randy Bent, Sam Suppiah, Stacey Reinwald, et Wenyu Zhang

Pour la première démonstration réussie à l’échelle du laboratoire du processus thermochimique complet de chlorure de cuivre hybride pour une production d’hydrogène propre.

La nécessité de produire de l’hydrogène à grande échelle au Canada sans produire de gaz à effet de serre devient chaque jour plus importante. Le processus de production d’hydrogène thermochimique de chlorure de cuivre hybride (connu sous le nom de HCuTEC™) utilise à la fois la chaleur et l’électricité pour produire de l’hydrogène et de l’oxygène. Le processus est assez complexe, puisqu’il consiste en quatre étapes qui comportent de multiples flux et équipements. En avril 2018, le processus a été étudié dans plusieurs laboratoires depuis de nombreuses années, mais une seule des quatre étapes du processus a été démontrée à petite échelle.

La principale réalisation est qu’à partir d’étapes rudimentaires en laboratoire, l’équipe de projet des LNC a développé le processus complet à la fin du mois de mars 2022, au point que les quatre étapes ont été démontrées et intégrées dans un processus à l’échelle du laboratoire qui peut produire 100 grammes d’hydrogène par jour. Le projet comprenait également une simulation de modèle de processus exclusive et unique, ainsi qu’une intégration optimisée de la gestion de la chaleur des processus avec diverses sources de chaleur et d’électricité.

L’équipe du projet a déployé des efforts exceptionnels pour transformer une démonstration rudimentaire à l’échelle du laboratoire en une démonstration complète, exclusive et entièrement intégrée de toutes les étapes à l’échelle du laboratoire. Grâce à leurs efforts, des données suffisantes seront disponibles pour poursuivre le développement du processus, de l’échelle actuelle du laboratoire à une usine pilote ou à une échelle commerciale. Des partenaires industriels externes ont exprimé leur intérêt à travailler avec les LNC pour développer davantage ce processus et construire une usine pilote qui produira 50 kg/jour d’hydrogène.

Prix Découverte D.F Torgerson : Équipe de la salle de filtration Bowser du bâtiment 204

Équipe de la salle de filtration Bowser du bâtiment 204

Pour le travail d’équipe sur le projet de la salle de filtration Bowser. 

L’équipe responsable du bâtiment 204 a élaboré une stratégie novatrice et ingénieuse pour retirer environ 6 500 kg de réservoirs et de composants très actifs de la salle de filtration Bowser. Un plan d’enlèvement faisant appel à des ouvriers a été remplacé par une stratégie visant à créer un accès séparé à la salle Bowser, à utiliser des robots pour effectuer les enlèvements et à construire l’infrastructure personnalisée nécessaire à côté du nouveau point d’accès à l’extérieur du bâtiment. Les travaux viennent de s’achever et sont considérés comme une réussite incroyable et un exemple éclatant des capacités de classe mondiale en matière de démantèlement d’installation.

Prix Découverte D.F Torgerson : Essai d’éclatement biaxial

Alex Reavie, Chris Straubel, Dan McDonald, David Dean, David Poff, Eric Sansoucy, Jeffrey DeJong, Joey Zhou, Kurt Stoll, Michael Gharghouri, Noel Harrison, Paul Joynes, Robert Standring, Sherry Laroche, Toban Verdun, Tyler Campbell, Tyler Miles et Zia Haque

Pour le travail sur la relaxation de la contrainte biaxiale et l’essai d’éclatement de la gaine combustible irradiée du réacteur à eau légère (REL). 

Cette équipe a fait preuve d’un dévouement, d’une innovation et d’une capacité à résoudre les problèmes exceptionnels, dans un délai serré, au cours du développement d’un appareil unique d’éclatement biaxial (BBA) pour les essais mécaniques de la gaine combustible irradiée du réacteur à eau légère (REL), dans le cadre d’un contrat commercial. Cet appareil unique utilise des technologies de pointe qui, combinées, permettent de mesurer et de contrôler la déformation et la vitesse de déformation d’un échantillon de gaine combustible irradiée à des températures spécifiques.

Des compétences exceptionnelles en résolution de problèmes et un travail d’équipe ont été démontrés, car les pièces d’équipement nouvellement développées ont été utilisées pour la première fois pour produire des résultats uniques pour le client commercial. Les défis techniques ont dû être surmontés grâce à la démonstration de la capacité des LNC à effectuer des essais d’éclatement biaxial et de relaxation de contrainte sur une gaine combustible irradiée. Cette technologie prend en charge la croissance future des activités des LNC dans le domaine du REL.

Prix Réalisation exceptionnelle : Retrait du réservoir de stockage actif

Équipe de retrait du réservoir de stockage actif

Pour le travail d’équipe sur le retrait du réservoir de stockage actif.

Le 26 novembre 2022, l’équipe a réussi à enlever le réservoir de stockage actif dans l’un des laboratoires vieillissants des LCR. Cette réalisation a été le point culminant de deux ans et demi de planification qui impliquait la détermination de la portée, la caractérisation et l’exécution de plusieurs plans de travail.

Les travaux sur le terrain pour retirer le réservoir ont commencé à l’automne 2020, lorsque l’équipe a construit une maquette du réservoir et a été formée pour recueillir des images et des échantillons du contenu du réservoir. L’équipe a obtenu en toute sécurité les images et les échantillons requis en décembre 2020; du contenu liquide a été découvert dans le talon du réservoir. À l’aide de ces données, l’équipe a élaboré trois plans de travail : vidanger le réservoir de son contenu dangereux, retirer le blindage en brique de plomb entourant le réservoir et retirer le réservoir du bâtiment.

Cette réalisation démontre l’excellence dans la planification et l’exécution de travaux radiologiques à haut risque. Afin d’assurer la sécurité des travailleurs et de réduire la dose reçue par les travailleurs, l’équipe a élaboré une maquette pour tester leur méthodologie et leur équipement avant l’exécution. L’équipe a également conçu un système de pompage à distance, ainsi qu’un château de transport spécial pour les liquides. Cette approche a non seulement augmenté la sécurité du travail, mais a également réduit considérablement la durée de l’exécution sur le terrain, ce qui correspondait directement à une dose beaucoup plus faible pour les travailleurs.

C’est la première fois, dans le cadre du programme de déclassement moderne des LNC, que l’on procède à l’évaluation, à la caractérisation et à l’enlèvement d’un contenu liquide aussi actif dans une ancienne cuve.

Prix Réalisation exceptionnelle : L’équipe d’excellence en matière de sécurité

Alexandra McClelland, Ali Golbabai, Andre Gervais, Angela Coulas, Barb Schrader, Brad Wasmund, Brendan Barber, Brent Keetch, Chad Charbonneau, Cliff Lutz, Dan Arnold, Derek Campbell, Don Pardy, Don Prymak, Eric Broughton, James Harrington, Jason Costello, Jason DeRuiter, Javin DeVreede, Jeff Collin, Joanna Sullivan, Leslie Fleury, Melanie McFadden, Patricia Verch, Patrick Harrison, Rob Quittenton, Robyn Mercer, Scott Cameron, Sean Gamley, Shane Kuehl, Stephanie Clement, Ted Wieclawek, Tom Reynard et Troy Wilson

Pour le travail au sein de l’équipe d’excellence en matière de sécurité des LNC.

L’Initiative d’excellence en matière de sécurité (SE) a été introduite en 2021-2022 pour répondre au besoin d’une culture de sécurité améliorée dans les LNC. La vision est basée sur cinq principes (autonomisation, communication, participation, collaboration et responsabilité), qui s’harmonisent avec les valeurs fondamentales des LNC. Un plan de stratégie et de mise en œuvre de l’excellence en matière de sécurité a été élaboré, et comprend 15 objectifs et 68 mesures à prendre sur une période de quatre ans. Chaque objectif et mesure est basé sur un besoin ou une lacune de l’entreprise, tel qu’identifié par le personnel des LNC.

La mise en œuvre de la stratégie est dirigée par l’équipe d’excellence en matière de sécurité (SET). Les membres l’équipe d’excellence en matière de sécurité ont été soigneusement choisis parmi divers sites en fonction de leurs capacités de leadership, de leur pensée axée sur la sécurité et d’autres critères sélectionnés pour agir en tant que gardiens de la sécurité. Tous les membres l’équipe d’excellence en matière de sécurité ont démontré un véritable engagement envers la sécurité et les LNC, en consacrant bénévolement leur temps à la mise en œuvre de la stratégie.

L’exercice financier 2022-2023 a marqué la première année de mise en œuvre. Dix-sept mesures étaient prévues pour la première année et l’équipe d’excellence en matière de sécurité a fait preuve d’une performance exceptionnelle et a dépassé les attentes en menant à bien 21 mesures au cours de l’exercice 2022-23. Dix-sept mesures ont été achevées dans les délais prévus, quatre mesures pour l’année à venir ont été mises en œuvre et achevées plus tôt que prévu, et certaines mesures ont fourni des résultats supérieurs à ceux prévus. Grâce à l’achèvement de ces mesures, l’équipe d’excellence en matière de sécurité et les LNC réalisent des améliorations dans la culture de sécurité organisationnelle.

Prix Réalisation exceptionnelle : Système de séchage de silos verticaux

Anders Barvestal, Giles Danis, Jon Sanders, Jonathan Bartley, Jonathan Fitzpatrick, Josh McLellan, Kapil Vaidya, Ken Landreau, Kris Penner, Roman Lungu, et Tibor Molnar

Pour la conception et l’exploitation d’un système de séchage de silos verticaux.

Depuis les années 1960, le combustible nucléaire usé est stocké dans des conteneurs de stockage placés dans des silos verticaux en sous-sol dans les zones de gestion des déchets (ZGD) des LCR. Au cours des activités préliminaires de terrain menées dans le cadre du projet d’emballage et de stockage du combustible (FPS), il a été confirmé qu’un silo vertical renfermait un conteneur de stockage qui était coincé dans sa position de stockage et s’était dégradé.

Une approche de la meilleure technique disponible a été utilisée pour déterminer la méthode de traitement du combustible dégradé et la méthode sélectionnée était la stabilisation in situ et l’élimination des liquides. Une équipe multidisciplinaire de la succursale d’ingénierie des fluides a été formée pour développer une capacité de séchage appropriée, en tenant compte d’un certain nombre de contraintes, y compris un accès limité au silo vertical en raison de contraintes d’espace, des niveaux élevés de contamination radiologique, une dégradation importante du combustible d’uranium et le potentiel de production d’hydrogène.

Grâce à une collaboration étendue entre les équipes de conception et les opérations, le concept de système de séchage des silos verticaux (THDS) a été développé. Le système de séchage se compose d’un système de recirculation d’argon en boucle fermée qui utilise une soufflerie rotative pour le flux de processus, un déshumidificateur pour condenser et éliminer l’humidité, des filtres HEPA pour éliminer tout contaminant entraîné par le gaz porteur, une alimentation en argon comprimé et un silo vertical d’oxygène par le biais d’une interface personnalisée et le système est vérifié pour assurer une fuite minimale d’argon. Les réchauffeurs à résistance électrique chauffent l’argon avant d’entrer dans la structure de stockage souterraine.

Maintenir ce silo vertical dégradé à l’état sec diminue considérablement la responsabilité d’EACL en réduisant tout impact environnemental potentiel jusqu’à ce que les capacités soient disponibles pour éliminer tout le contenu du silo vertical. Les opérations menées dans la ZGD se sont traduites par une inspection supplémentaire par caméra à fibre optique de suivi en juillet 2023 et ont confirmé que les conditions du silo vertical n’avaient pas changé et que ce dernier restait sec. Le THDS demeure disponible pour un déploiement futur si de l’eau est observée dans le silo vertical à l’avenir.

Prix Réalisation exceptionnelle : Le lancement du Centre canadien pour la sécurité de l’hydrogène

Alison Jones, Helmut Fritzsche, Ian Castillo, Kanchan Dutta, Kim Beres, Lee Gardner, Marco Bazelatto, Nirmal Gnanapragasam, Sam Suppiah, Steve McGee, et Zhe Liang

Pour l’organisation à l’échelle nationale de l’atelier sur la sécurité liée à l’hydrogène et le lancement du Centre canadien pour la sécurité de l’hydrogène. 

L’hydrogène est un outil primordial pour la décarbonisation, dans un contexte où les pays s’engagent à atteindre zéro émission d’ici 2050. Alors que de plus en plus d’industries et de secteurs de marché commencent à utiliser l’hydrogène et, par conséquent, à élargir l’infrastructure de l’hydrogène, il est impératif d’avoir une approche plus cohérente en matière de sécurité de l’hydrogène (c.-à-d., pratiques de sécurité robustes et normalisées, solutions techniques aux défis existants de travailler avec l’hydrogène, codes et normes pour un déploiement rapide de l’hydrogène).

En réponse à ce besoin, les LNC, en collaboration avec EACL, ont organisé avec succès un atelier national sur la sécurité liée à l’hydrogène à Ottawa, en Ontario, le 24 novembre. Le 25 novembre 2022, une visite des installations de science de l’hydrogène et des matériaux aux Laboratoires de Chalk River a également été organisée.

L’atelier visait à cerner les besoins émergents du paysage canadien de la sécurité liée à l’hydrogène, ainsi que les principaux problèmes qui ont une incidence sur la progression du déploiement de l’hydrogène au Canada. De plus, cet événement a servi à mettre en valeur les capacités et le leadership des LNC en matière de recherche et de développement de l’hydrogène auprès des communautés de l’hydrogène et du nucléaire. Au total, 68 participants canadiens et internationaux, y compris des développeurs de technologie, des associations industrielles, des représentants du gouvernement, des organismes de réglementation, des laboratoires nationaux, des universités et des fournisseurs de services, ont participé à l’atelier. L’événement a été décrit par les participants comme ayant un impact pour consolider toutes les parties prenantes canadiennes pertinentes afin d’amorcer une discussion très nécessaire pour le pays. Les principaux points de vue de l’atelier sur les questions, les capacités, les lacunes et les actions ont été documentés dans un rapport consolidé qui a ensuite été distribué aux participants après l’atelier.

À partir des conclusions de l’atelier, le concept du Centre canadien pour la sécurité de l’hydrogène a été créé. Le concept du Centre a été lancé lors de la Convention sur l’hydrogène tenue à Edmonton en avril 2023. L’objectif du Centre canadien pour la sécurité de l’hydrogène (CH₂SC) est d’aider les industries qui découvrent l’hydrogène à l’adopter en toute sécurité en tant que combustible, transporteur d’énergie et matière première, par le biais de développement de solutions de sécurité tangibles. Le développement de la solution vise une nouvelle industrie de l’hydrogène qui grandit au-delà des limites traditionnelles et exclusives de l’industrie actuelle de l’hydrogène – les producteurs et les manutentionnaires de gaz. Cela contribuera à une adoption plus large de l’hydrogène dans le plus grand nombre d’industries possible et, à terme, l’industrie de l’hydrogène établie devrait également y participer.