DD225811B1 - Anordnung zur probengewinnung aus stabfoermigen radioaktiven elementen - Google Patents

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Probengewinnung aus stabförmigen radioaktiven Elementen. Insbesondere ist siezur Probengewinnung aus stabförmigen Elementen, wie Brennstäbe oder Cluster, von Kernreaktoren geeignet.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Nach einigen Betriebsjahren von Kernanlagen interessiert dem Betreiber der Zustand der Hauptausrüstungen, besonders des nuklearen Teils, um daraus Schlußfolgerungen für die Sicherheit und die Ökonomie des weiteren Betriebes zu ziehen. So sind auch umfassende Kenntnisse aller Parameter der stabförmigen Elemente aus Kernreaktoren (Brennstäbe und Clusterfinger) von großer Bedeutung. Um zu den genannten Erkenntnissen zu gelangen, sind aus den genannten Elementen Proben zu gewinnen. Dies erfolgt dann mit einem Trennverfahren frei innerhalb einer Heißen Zelle. Als Trennverfahren wären zu nennen:

— Scheren

— Sägen

— Fräsen

— Drehen (Abstechen)

— Ultraschallverfahren

— Laserstrahl

— Elektroerosiv

— Schleifen

Diese Verfahren sind jedoch mit einer Reihe von Nachteilen behaftet, so versagen sie entweder bei der Bearbeitung extrem harter Werkstoffe (Keramik, Karbide usw.) oder sind mit einem hohen technologisch-technischen Aufwand verbunden. Das Schleifverfahren, welches allgemein angewendet wird, hat die Nachteile, daß die Aerosolkonzentration in der Raumluft der Heißen Zelle sehr hoch ist und daß eine hohe Kontamination auf den Oberflächen der gesamten Heißen Zelle auftrifft. Diese Nachteile erhöhen wesentlich das Strahlenschutzrisiko sowie die Kosten für eine spätere durchzuführende Dekontamination. Aus dem Stand der Technik konnte die DE-OS 3012542 ermittelt werden, in der ein fernbedienbares Probenentnahmegerät, insbesondere für die Ermittlung von Aktivitätsprofilen in kontaminierten Materialoberflächen mit dazugehörigen Verfahren beschrieben ist. Diese Erfindung beinhaltet die Ermittlung von Aktivitätsprofilen in kontaminierten Materialoberflächen und der chemischen Zusammensetzung oberflächennaher Schichten, wobei für jede Probe mittels eines Sensors, der ein mit einem Elektrolyt getränktes Schwämmchen enthält, von dem zu untersuchenden Oberflächenbereich elektrolytisch eine Materialschicht abgetragen und das abgetragene Material für eine nachfolgende chemische Analyse und/oder Analyse seiner Radioaktivität in den Sensorschwämmchen aufgenommen wird, um aus einer Mehrzahl aufeinanderfolgender Proben ein Aktivitätsprofil des Oberflächenbereiches zu erstellen.

Diese technische Lösung ist jedoch zur Probengewinnung aus stabförmigen radioaktiven Elementen nicht geeignet und somit für die Aufgabenstellung der eingereichten Erfindung nicht anwendbar.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, eine Anordnung zur Probengewinnung aus stabförmigen radioaktiven Elementen zu schaffen, um dann diese Proben werkstofftechnischen und radiochemischen sowie kernphysikalischen Untersuchungen zu unterziehen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die technische Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zu entwickeln, mit der es möglich ist, im Inneren der Heißen Zelle Proben aus stabförmigen radioaktiven Elementen zu gewinnen, ohne daß es zu einer Dekontamination der Heißen Zelle kommt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß innerhalb der Heißen Zelle eine vollständig gekapselte, mit einer Sichtscheibe versehene Box, angeordnet ist. An dieser Box ist eine bewegliche Spannvorrichtung zur definierten Lagefixierung des stabförmigen Elementes angeordnet. Durch eine Exzenterspannvorrichtung wird dann die bewegliche Spannvorrichtung mit dem stabförmigen Element arretiert. Eine untere Spannvorrichtung dient zur Führung des stabförmigen Elementes sowie zur Verspannung des unteren Teiles des Elements. Zur Trennung der stabförmigen Elemente ist eine zweifach gelagerte Diamanttrennschleifscheibe, die über eine senkrecht stehende Antriebswelle mit einem Antriebsmotor verbunden ist, in die Box eingebracht. Die notwendige Kühlung wird über eine Kühlwasserzufuhrleitung und eine Kühlwasserabfuhrleitung realisiert

Unterhalb der Box ist im Bereich der unteren Spannvorrichtung ein Probenbehälter zur Aufnahme der gewonnenen Probe angeordnet.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1: die erfindungsgemäße Anordnung mit einem stabförmigen radioaktiven Element

Fig. 2: die erfindungsgemäße Anordnung im Schnitt

Fig. 3: die erfindungsgemäße Anordnung innerhalb der Heißen Zelle

Zur Probengewinnung aus stabförmigen radioaktiven Elementen, insbesondere aus Brennstäben oder Clustern, ist innerhalb der Heißen Zelle 17 eines Kernreaktors eine vollständig gekapselte Box 10 angeordnet. An dieser Box 10, die mit einer Sichtscheibe 11 versehen ist, sind eine bewegliche Spannvorrichtung 2, die das stabförmige Element 1 in eine definierte Lage fixiert, eine Exzenterspannvorrichtung 3, die zur Arretierung der beweglichen Spannvorrichtung 2 dient, sowie eine untere Spannvorrichtung 6, die das untere Teil des stabförmigen Elementes 1 spannt und fixiert, angebracht. Zur Trennung der stabförmigen Elemente 1 ist eine Diamanttrennschleifscheibe 12, die über eine senkrecht stehende Antriebswelle 8 mit einem Antriebsmotor 7 verbunden ist, in die Box 10 eingebracht. Über die Lager 9 ist die Antriebswelle 8 zweifach gelagert. Die Vorschubbegrenzung der Diamanttrennschleifscheibe 12 erfolgt über vorher eingestellte Endlagenschalter. Der Antriebsmotor ist dabei für eine Trennschleifgeschwindigkeit von 30 m/s ausgelegt. Das erforderliche Kühlwasser wird über eine Kühlwasserzufuhrleitung 4 in die Box 10 eingebracht und über eine Kühlwasserabfuhrleitung 5 abgeführt. Eine Klarsicht der Sichtscheibe 11 wird durch Zugabe von Netzmitteln in das Kühlwasser erreicht. Nach dem Durchtrennen der stabförmigen Elemente 1 können einerseits kleinere Proben 16 in der Box 10 verbleiben oder andererseits mit Hilfe der bewegJichen Spannvorrichtung 2, nach Entfernung des Reststückes des stabförmigen Elementes 1, wobei die Exzenterspannvorrichtung 3 gelöst sein muß, die dann die Probe 16 ergreift, definiert in den Probenbehälter 15 abgelegt wird. Hierbei ist natürlich auch die untere Spannvorrichtung 6 gelöst. Dieser Probenbehälter 15 läßt sich dann bei einem Gewicht von maximal 5 kg mittels Manipulator aus der Heißen Zelle 17 entfernen. Bei einem Gewicht 5kg sind die Hebezeuge der Heißen Zelle einzusetzen. Eine Kontamination tritt nur im Inneren der Box 10, im Abwasserfilter 13 und bedingt aber unter Verschluß im Probenbehälter 15 sowie im Bergungsrohr 18 auf. Geringe Spuren an Aerosolen, die aus der Box 10 entweichen könnten, werden im Luftfilter 14 abgefangen bzw. über den Tresorschachtwasserablaß 20 des Tresorschachtes 19 abgeführt.

Die erfindungsgemäße Anordnung zeichnet sich besonders dadurch aus, daß keine Kontamination der Heißen Zelle auftritt und somit Dekontaminationskosten eingespart werden und das Strahlenschutzrisiko beträchtlich verringert wird.

Claims (2)

1. Anordnung zur Probengewinnung aus stabförmigen radioaktiven Elementen innerhalb der Heißen Zelle auf Grundlage des Diamanttrennschleifens, gekennzeichnet dadurch, daß innerhalb der Heißen Zelle (17) eine, vollständig gekapselte. Box (10) angeordnet ist, an der eine bewegliche Spannvorrichtung (2) zur definierten Lagefixierung des stabförmigen Elementes (1), eine Exzenterspannvorrichtung (3) zur Arretierung der beweglichen Spannvorrichtung (2) sowie eine untere Spannvorrichtung (6), die das untere Teil des stabförmigen Elementes (1) spannt und führt, angebracht sind.

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