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Platten- oder ziegelfärmige Bauelemente
Die Erfindung bezieht sich auf Bauelemente in Form von Platten, Ziegeln oder ähnlichen Körpern, welche aus strahlungsschwächendem bzw. strahlungsabsorbierendem Material bestehen und zur Herstel- lung von Bauten und Baugruppen aller Art wie Wänden, Zwischenwänden, Decken, Abschirmungen usw. dienen, die Schutz gegen Strahlungen, insbesondere gegen Röntgen-, Gamma-und/oder Neutronen- strahlungen bieten sollen.
Es ist bekannt, derartige plattenförmige oder ähnliche Bauelemente aus Beton, Schwerbeton, Baryt- beton od. dgl. herzustellen und mit schwalbenschwanzförmigen Randprofilen zu versehen, welche beim
Zusammenbau der Platten ineinandergreifen, um ein Durchtreten von Strahlen durch die Fugen der zu- sammengesetzten Bauelemente zu verhindern. Um dabei zu. erreichen, dass auch schräg auf die Platten einfallende Strahlen stets mindestens die volle Wandstärke zu durchdringen haben, muss der Neigungswinkel der Schwalbenschwanzprofile hinreichend spitz, nämlich 600 oder geringer sein. Dadurch ergeben sich verhältnismässig komplizierte Formen der Bauelemente, welche schwierig herstellbar sind und vor allem den Nachteil haben, dass sich die spitzen Ecken und Kanten der Randprofil leicht abstossen.
Solche Beschädigungen der Bauelemente müssen bei Strahlenschutzbauten aber unbedingt vermieden werden, weil schadhafte Stellen hier nicht nur die mechanische Festigkeit, sondern vor allem auch die gewünschte sichere Abschirmung gegen die schädlichen Strahlungen gefährden. Durch die Erfindung wird bezweckt, diesen Übelstand zu beseitigen.
Zu diesem Zweck geht die Erfindung von der an sich beim Zusammenfügen von Platten od. dgl. bekannten Verbindung mittels Nuten und Federn aus. Die Platen, Steine usw. sind dabei an einer oder mehreren Seiten mit durchlaufenden Nuten versehen, in welche passende Federn, Leisten oder Keile etwa mit der Hälfte ihres Querschnittes eingelegt werden. Mit der andern Querschnittshälfte greifen die Federn od. dgl. in die entsprechenden Nuten der benachbarten Bauelemente ein.
Erfindungsgemäss werden nun die aus strahlungsschwächendem bzw. -absorbierendem Material bestehenden Bauelemente an einer oder mehreren Seiten mit Nuten versehen, in welche entsprechende, ebenfalls aus strahlungsschwächendem bzw. -absorbierendem Material bestehende Federn eingelegt werden, deren Strahlenschwächungs- bzw. Absorptionsvermögen jedoch um so viel grösser als dasjenige der Bauelemente ist, dass auch an den Fugenstellen des zusammengesetzten Baukörpers mindestens das gleiche Bleiäquivalent erzielt wird wie an den vollen Stellen der Bauelemente.
Dadurch wird erreicht, dass man einfach herstellbare Bauelemente ohne spitzwinklige, leicht zu beschädigende Ecken und Kanten verwenden kann, ohne dass die Strahlenschutzwirkung in den Fugen beeinträchtigt wird. Die Federn erfüllen dabei eine zweifache Funktion, indem sie einerseits zusammen mit den Nuten die mechanische Verbindung der Bauelemente herbeiführen und anderseits ein stärkeres Durchdringen von Strahlungen in den Fugen verhindern. Diese vorteilhafte Wirkung wird auch dann erzielt, wenn die Federn nur lose in die Nuten der Bauelemente eingelegt werden, sogar wenn die Fugen leicht klaffen. Daher eignet sich die Erfindung auch besonders zur Herstellung von aus einzelnen Bauelementen baukastenartig zusammensetzbaren und auseinandernehmbaren Baukörpern wie z. B. versetzbaren, im Trockenbauverfahren aufstellbaren Strahlenschutzwänden für Laboratoriumszwecke usw.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung durch verschiedene Ausführungsbeispiele erläutert.
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Fig. 1 zeigt in perspektivischer Darstellung zwei zusammengefügte Bauelemente von bisher üblicher
Form, während Fig. 2 - 6 in perspektivischer Darstellung jeweils zwei zusammengefügte Bauelemente mit Nuten und Federn gemäss der Erfindung veranschaulichen.
Die in Fig. 1 dargestellten bekannten Bauelemente 1 haben schwalbenschwanzförmige Randprofile, i deren Schrägflächen 2 in einem Winkel von 60 gegen die Horizontale geneigt sind. Die Stärke des
Steines oder der Platte 1 ist mit. d bezeichnet. Ein schräg einfallender Strahl muss dann im ungünstigsten
Falle, wenn er genau in Richtung der schrägen Fuge verläuft, immer noch eine Materialzone von der gleichen Länge d wie ein senkrecht auftreffender Strahl durchdringen. Man erkennt aber auch die ge- fährlichen spitzen Winkel und Kanten der Platten- oder Steinränder.
Im Gegensatz dazu bestehen die in den Fig. 2-6 dargestellten, erfindungsgemäss ausgebildeten
Bauelemente aus Platten oder Steinen 3, 7, 11,15 bzw. 19, deren Seiten im wesentlichen rechtwinklig zu den Hauptflächen verlaufen und mit Quernuten 4,8, 12,16 bzw. 20 sowie mit Längsnuten 5, 9, 13,17 bzw.
21 versehen sind. Die Nuten können an einer, an mehreren oder auch an allen vier Randseiten der Plat- ten bzw. Steine od. dgl. angeordnet sein.
Der Querschnitt der Nuten entspricht der Hälfte des Querschnittes der in sie einzulegenden Federn.
Die Querschnitte dieser Federn und damit auch die Nutquerschnitte können verschiedenartig geformt sein.
Dabei wird man bestrebt sein, die Federn so schwach wie möglich zu halten, weil ihr Material teurer ist als dasjenige der eigentlichen Bauelemente. Gemäss Fig. 2 haben die Federn 6 einen kreisrunden und die
Nuten 4,5 einen halbkreisförmigen Querschnitt. Die in Fig. 3 gezeigten Federn 10 sind oval, diejenigen gemäss Fig. 4 linsenförmig im Querschnitt. Weitere Beispiele bilden die quadratisch profilierten Federn
18 gemäss Fig. 5 und die Federn 22 mit rhombischem Querschnitt gemäss Fig. 6.
Die Federn sind nun erfindungsgemäss aus einem Material hergestellt, welches ein höheres Bleiäqui- valent hat als das Material, aus dem die eigentlichen Platten, Steine oder sonstigen Baukörper bestehen.
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Feder sind.
Das strahlenschwächende bzw. strahlenabsorbierende Material kann natürlich je nach den Anforde- rungen an den gewünschten Strahlenschutz und je nach der Stärke und Art der Strahlungen verschieden gewählt werden. Wesentlich ist aber stets, dass das Material der Federn so gewählt wird, dass die Feder trotz ihrer geringeren Stärke und der daraus folgenden geringeren Durchgangstiefe der zu absorbierenden Strahlen mindestens das gleiche Absorptionsvermögen wie die eigentlichen Bauelemente hat, in deren Fugen sie eingelegt ist. Aus der Beziehung
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für die erforderlichen Bleiäquivalente des jeweiligen Strahlenschutzmaterials.
Wenn beispielsweise zum Schutz gegen Streustrahlungen nur geringere Bleiäquivalente erforderlich sind, kann man zur Herstellung der Bauelemente ein Material von geringerer Dichte verwenden, wie z. B.
Beton, Schwerbeton, Schwerstbeton, Barytbeton od. dgl. Die Feder kann in diesem Falle aus einem dichteren Material bzw. aus einem Stoff mit höherem Atomgewicht, z. B. aus Eisen oder aus Schwerbeton, Baryt- beton, Kunststein, Steinholz, Kunststoff od. dgl., welches mit fein verteilten Zusatzstoffen hohen Atomgewichtes angereichert ist, hergestellt werden. Bei stärkeren Anforderungen an das Strahlenabsorptionsvermögen der Schutzwände oder sonstigen Baukörper können die Bauelemente aus einem Material bestehen, welches sowohl Grundstoffe mit niedrigem oder mittlerem Atomgewicht wie z. B. Schwerspat, Sand, Kies od. dgl. und Bindemittel wie Zement, Kunstharz od. dgl. als auch fein verteilte Stoffe mit hohem Atomgewicht wie Schwermetalle oder Schwermetallverbindungen, vorzugsweise Blei oder Bleiverbindungen enthält.
Beispielsweise bestehen die Bauelemente in einem solchen Falle aus Beton od. dgl., welcher mit Bleiteilchen durchsetzt ist. Die Federn, deren Material erfindungsgemäss ein höheres Blei- äquivalent haben muss, können dann z. B. aus reinem Blei hergestellt werden.
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Die Anfertigung der Platten, Steine oder sonstigen Bauelemente und der zugehörigen Federn kann auf beliebige Weise geschehen. Die Federn können lose mit den Bauelementen geliefert und erst beim Versetzen der Schutzwände usw. eingelegt werden. Man kann aber auch die Federn schon in der Fabrik an zwei benachbarten Seiten eines Bauelementes in den Nuten befestigen, so dass beim Aufbau der Schutzwände od. dgl. die fertigen Platten, Steine usw. nur noch passend zusammengesetzt werden müssen. Bei stärker beanspruchten Federn oder bei Verwendung von Federmaterial geringerer Festigkeit kann man die Federn mit einem Oberflächenschutz, z. B. mit einem Mantel aus Blech od. dgl. versehen. Dadurch kann ein Ausbröckeln von Material oder eine sonstige Beschädigung der Federn vermieden werden.
Selbstverständlich beschränkt sich die Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebenen und in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiele, sondern sie umfasst alle möglichen Varianten im Rahmen des wesentlichen Erfindungsgedankens. Die Form und Grösse der Platten, Steine od. dgl. und der Nuten sowie der Federn können je nach Erfordernis gewählt werden. Die Bauelemente können, wie bereits erwähnt, nur lose zusammengefügt werden, so dass sie als provisorische und jederzeit wieder auseinandernehmbare Schutzwände od. dgl. verwendet werden können. Man kann aber auch mit Hilfe von Mörtel, Kitt od. dgl. feste Verbindungen zwischen den einzelnen Bauelementen herstellen, wenn es sich um bleibende Bauten, Baugruppen 00. dgl. handelt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Platten- oder ziege1förmige oder ähnliche Bauelemente aus strahlungsschwächendem bzw. -ab- sorbierendem Material zur Herstellung von Strahlenschutzbauten und Bauteilen aller Art wie Wänden, Decken usw. zum Schutz gegen Strahlungen, insbesondere gegen Röntgen-, Gamma und/oder Neutronenstrahlungen, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauelemente an einer oder mehreren Seiten mit Nuten versehen sind, in welche entsprechende Federn aus einem strahlungsschwächenden bzw. -absorbierenden Material eingelegt werden, dessen Bleiäquivalent um so viel höher als dasjenige der Bauelemente ist, dass die Federn in den Fugen der Bauelemente mindestens das gleiche Strahlungsschwächungs- bzw. Absorptionsvermögen wie die Bauelemente haben.