DE1075233B

DE1075233B - Aufbewahrungs- und Transportbehälter fur radioaktive Flüssigkeiten

Info

Publication number: DE1075233B
Application number: DENDAT1075233D
Authority: DE
Inventors: Paris Jean Savouyaud und Jean Vertut
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 1958-08-30
Publication date: 1960-02-11
Also published as: NL102497C; NL229437A; NL242832A; NL111981C; FR1179590A; LU37594A1; DE1097584B; CH349008A; BE582132A; BE569126A

Description

DEUTSCHES

kl. 21g 21/32

INTERNAT. KL. G 21

PATENTAMT

C17166 Vnic/21g

ANMELDETAG: 1 0. J U LI 19 5 8

B EKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UND AUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 11. FEBRUAR 1960

Die Erfindung betrifft Aufbewahrungs- und Transportbehälter für radioaktive Stoffe, welche Strahlen aussenden können, gegen welche der Benutzer geschützt werden soll, wobei sich diese Stoffe in flüssigem oder praktisch flüssigem Zustand befinden (z. B. in einer Flüssigkeit suspendiert oder verflüssigt). Von derartigen Behältern betrifft die Erfindung insbesondere, wenn auch nicht ausschließlich, Behälter für den Transport radioaktiven Flüssigkeiten oder Lösungen.

Sie bezweckt insbesondere, diese Behälter so auszubilden, daß sie besser als bisher den verschiedenen Erfordernissen der Praxis entsprechen und insbesondere einen sicheren Schutz der Benutzer und eine bequemere Handhabung ermöglichen.

Hierfür besteht erfindungsgemäß ein derartiger Behälter im wesentlichen aus zwei dicken Schalen aus einem die schädlichen Strahlen absorbierenden Stoff, insbesondere Blei, welche mit einander ergänzenden Auflageflächen aufeinanderpassen, welche insbesondere durch ein Sägezahnprofil einen geradlinigen Strahlenaustritt verhindern, wobei die durch diese aufeinandergepaßten Schalen gebildete Anordnung einen Körper bildet, welcher im wesentlichen die Form eines Umdrehungsellipsoids mit lotrechter kleiner Achse hat, und der obere Teil dieser Anordnung von insbesondere schraubenförmigen, in das Innere des Behälters führenden Rohren durchdrungen wird, welche durch ihren Verlauf einen geradlinigen Strahlenaustritt aus der gebildeten Kammer verhindern.

Gemäß einem weiteren Kennzeichen der Erfindung dient zur Ausfüllung eines in der oberen Schale vorgesehenen Kamins, welcher die verschiedenen Rohre enthält, ein Gemisch von Körnern größtmöglicher Dichte, wobei dieses Gemisch einerseits durch Körner mit verhältnismäßig großen Abmessungen (z. B. Bleikugeln von S mm Durehmesser) und andererseits durch ein sehr feines Pulver gebildet wird, welches die Zwischenräume zwischen den verschiedenen Körnern ausfüllt. ^:

Die Erfindung ist unter Bezugnahme auf die Zeichnung, deren einzige Abbildung einen lotrechten Axialschnitt" eines erfindungsgemäßen Behälters für radioaktive Flüssigkeiten zeigt, beispielshalber erläutert.

Der Behälter besteht im wesentlichen aus zwei dicken Schalen, nämlich einer oberen Schale I₁ und einer unteren Schale I₂, welche durch ihre Zusammenfügung einen geschlossenen Behälter bilden, dessen Wand überall eine praktisch-konstante Dicke aufweist. Eine derartige Anordnung ermöglicht die beste Ausnutzung der Masse des die Schalen bildenden Schutzstoffes, da sie das Entstehen von Zonen kleinerer Dicke, weiche die Bildung von bevorzugten Wegen für den' Austritt der unerwünschten Strahlen begünstigen könnten, sowie das Entstehen von den Behälter Aufbewahrungs- und Transportbehälter
für radioaktive Flüssigkeiten

Anmelder:
Commissariat a l'Energie Atomique, Paris

Vertreter: Dr. phil. W. P. Radt, Patentanwalt,
Bochum, Heinrich-König-Str, 12

Beanspruchte Priorität:
Frankreich, vom 11. Juli 1957

Jean Savouyaud und Jean Vertut, Paris,
sind als Erfinder genannt worden

unnötig schwermachenden übermäßigen Dicken verhindert.

Es hat sich gezeigt, daß die obige Anordnung unter Berücksichtigung der erforderlichen Stabilität besonders zweckmäßig in Gestalt eines Umdrehungsellipsiods oder eines ähnlichen Körpers erhalten werden kann, welcher durch die Drehung einer Ellipse oder einer entsprechenden ovalen Kurve um ihre kleine lotrechte Achse erzeugt wird.

Die Schalen I₁ und I₂ sind so ausgebildet, daß sie aufeinanderpassen, und um eine Bildung von geradlinigen Wegen zu verhindern, längs welcher die schädlichen Strahlen austreten könnten, erhalten die Verdungsflächen der Schalen einander ergänzende gewellte Profile, welche vorzugsweise die Form von konzen^ irischen V-förmigen Kränzen haben, wodurch aufeinanderfolgende konische Auflageflächen 2 mit abwechselnder Schräglage entstehen.

Die Schalen I₁ und I₂ sind z. B, aus Blei und enthalten einen Behälter 3 aus rostfreiem Stahl, welcher durch zwei stumpf aneinandergeschweißte schalenförmige Hälften gebildet wird und unmittelbar die radioaktive Flüssigkeit enthalten kann.

Die Schalen sind in einem äußeren Stahlgestell oder -käfig 4 gefaßt, welcher leicht auseinandernehmbar und sehr kräftig ist und z. B. durch zwei Ringe gebildet wird, welche miteinander durch Ständerhälften verbunden sind, welche sich der äußeren Form der Schale anschmiegen und paarweise durch Anordnungen mit Bolzen 5 und Muttern 6 festgezogen werden.

Es ist zweckmäßig noch ein anderer entfernbarer Käfig 7 vorgesehen, ,welcher den Sc.hutz des oberen Teils des Behälters bei einem Fall gewährleistet und den Transport der Anordnung, erleichtert. Dieser Käfig enthält insbesondere zwei kreuzförmig angeordnete Bügel, welche den oberen Teil übergreifen. An der auf

909· 729·/353

der lotrechten Achse der Anordnung liegenden Verbindungsstelle dieser beiden Bügel befindet sich eine öse 8 zur Aufnahme eines Heberinges 9.

Das Innere des Behälters 3 ist mit dem außerhalb der Schale I₁ liegenden Raum durch eine Anordnung von Rohren 10 verbunden, welche die Schale durchdringen und schraubenförmig gewunden sind, um die Herstellung von geradlinigen Leckflächen zwischen dem Innenraum und dem Außenraum der Kammer unmöglich zu machen.

Es sind drei Rohre 10 vorhanden, nämlich zunächst ein Rohr 1O₁ zur Füllung und Entleerung des Behälters, welches bis auf den Boden des Behälters 3 reicht und außen an einen kleinen Trichter 11 angeschlossen ist, welcher in der weiter unten erläuterten Weise verschlossen werden kann.

Das zweite Rohr 1O₂ gestattet die Abfuhr der Luftblasen aus dem Behälter 3" während seiner Füllung und die Herstellung eines Überdrucks innerhalb des Behälters bei seiner Entleerung. Dieses Rohr ist mit einem Schwimmersystem%2t mit einem Nadelventil 13 versehen, welches bei einer beliebigen Schräglage des Behälters das Rohr verschließt, sobald die Füllung einen gegebenen Wert erreicht hat.

Ein drittes Rohr 1O₃ gestattet, den Innenraum des Behälters 3 mit der Außenluft zu verbinden, selbst wenn das Nadelventil 13 das -Rohr 1O₂ verschließt, damit z. B. die in dem Rohr 1O₁ enthaltene Flüssigkeit in den Behälter 3 fließen kann, wenn dieser Verschluß hergestellt ist, oder um einen Ausgleich zwischen dem in dem Behälter herrschenden Druck und dem Außendruck herzustellen, z. B. wenn die Temperatur der Anordnung angestiegen ist.

Die Endstücke der verschiedenen Rohre sind an eine an der Schalenhälfte I₁ befestigten Tragplatte 14 angeschlossen.

Der Verschluß des Trichters 11 kann schnell aus der Ferne insbesondere mit Hilfe von Stangen durch die Betätigung eines Stöpsels 15, welcher eine an dem erweiterten Teil des Trichters angeordnete torische Dichtung 16 abplatten kann, auf folgende Weise erhalten werden:

Der Stöpsel 15 ist an einem lotrechten Stab 17 befestigt, längs welchem ein Paßstück 18 gleiten kann, welches eine Schraubendruckfeder 19 mehr oder weniger zusammendrücken kann, welche den Stab umgibt und zwischen dem Paßstück und dem Stöpsel angeordnet ist. Zwei Finger 20 sind an dem Paßstück 18 auf einer Achse 2O₁ schwenkbar. Das Profil dieser Finger ist so ausgebildet, daß sich ihre Mittellinie bei Annäherung an das Ende der Finger immer mehr von dieser Achse entfernt, wobei gleichzeitig ihre radiale Dicke etwas abnehmen kann. Zwei kreisförmige Rollen 21 sind auf einer an der Platte 14 befestigten waagerechten gemeinsamen Achse drehbar.

Wenn daher der Stöpsel 15 auf die Dichtung 16 gelegt wird, genügt es, die Finger 20 zwischen die festen Rollen 21 und den Stöpsel zu bringen, um den Stöpsel stärker anzudrücken, was die Druckkraft vergrößert, mit welcher der Stöpsel die torische Dichtung 16 abplattet, wodurch eine sehr wirksame Abdichtung erhalten wird.

Der mechanische Schutz der Tragplatte und ihrer Zubehörteile wird durch einen auf die Tragplatte 14 geschraubten Deckel 22 gewährleistet.

Die Rohre 10 können natürlich unmittelbar in den die Schale I₁ bildenden absorbierenden Stoff eingebettet sein.

Vorzugsweise sind sie jedoch in einem Kamin 23 untergebracht, welcher zweckmäßig einen Absatz 23_X aufweist, um die etwaigen Leckflächen zu brechen. Dieser Kamin ist in der oberen Schale ausgearbeitet und wird später mit Schrot des gleichen Stoffs ausgefüllt.

Um diesem Schrot die größtmögliche Dichte und somit das beste Absorptionsvermögen für schädliche Strahlen zu geben, wird er zweckmäßig durch ein Gemisch von Stückchen mit verhältnismäßig großen Abmessungen und einem sehr feinen Pulver gebildet.

ίο So werden z. B. zur Herstellung des den Kamin 23 anfüllenden Bleischrots 24 Kugeln von 5 mm Durchmesser und ein Bleipulver benutzt, dessen Teilchen z. B. Abmessungen haben, welche höchstens gleich Yio mm sind. Die Dichte eines derartigen Schrots übersteigt 9 g/cm³.

Ein derartiger Behälter weist gegenüber den bekannten Behältern zahlreiche Vorteile auf, insbesondere folgende:

Abdichtung: Versuche haben gezeigt, daß der Behälter ein molekulares Vakuum während 72 Stunden aufrechterhält.

Sicherheit bei der Füllung: Das Nadelventil 13 verschließt das Rohr 2O₂ unabhängig von der Stellung des Behälters, wenn dieser z. B. zu drei Vierteln voll ist.

Handhabung: Die gewählte Form macht den Behälter praktisch standfest und gestattet die Herstellung eines Verhältnisses zwischen dem transportierten Volumen und dem Gesamtgewicht, welches bei gleichem Schutz erheblich größer als bei bekannten Behältern ist (bei einer Dicke der Bleischicht von 15,5 cm

. kann mit einem Behälter von nur 1200 kg ein Fassungsvermögen von 121 erhalten werden, was praktisch den Transport von 91 radioaktiver Flüssigkeit gestattet). Schutz: Infolge der gleichmäßigen Dicke der absorbierenden Wand und der praktischen Unmöglichkeit der Bildung von Leckflächen für die schädlichen Strahlen ist der Schutz sehr gleichmäßig.

Mechanische Stoßfestigkeit: Ein Versuch, welcher darin bestand, den Behälter von einem mit einer Geschwindigkeit von 45 km/h fahrenden Fahrzeug fallen zu lassen, hat das ausgezeichnete Verhalten des Behälters erwiesen, dessen Dichtigkeitseigenschaften in keiner Weise beeinträchtigt wurden.

Claims

Patentansprüche:

1. Aufbewahrungs- und Transportbehälter für radioaktive Flüssigkeiten, dadurch gekennzeichnet, daß er im wesentlichen aus zwei dicken Schalen (I₁, I₂) aus einem strahlenabsorbierenden Stoff besteht, welche mit einander ergänzenden Auflageflächen, die einen geradlinigen Strahlenaustritt verhindern, aufeinanderpassen, wobei die Schalen einen Körper bilden, welcher im wesentlichen die Form eines Umdrehungsellipsoids mit lotrechter kleiner Achse hat, und der obere Teil der Anordnung von Rohren (1O₁,1O₂,1O₃) durchdrungen wird, die in das Innere des Behälters führen und deren Verlauf einen geradlinigen Strahlenaustritt verhindert.

2. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einander ergänzenden Auflageflächen, mit denen die Schalen (I₁, I₂) aufeinanderpassen, Sägezahnprofile (2) haben.

3. Behälter nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch einen innerhalb der aufeinanderpassenden Schalen (I₁, I₂) angeordneten, insbesondere aus rostfreiem Stahl bestehenden dichten Behälter (3).

4. Behälter nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß er außerhalb der aufeinanderpassenden Schalen (I₁, I₂) wenigstens ein ins-

besondere aus Stahl bestehendes Gestell zum Schutz und/oder zum Zusammenziehen der Schalen aufweist, welches kräftig und leicht auseinandernehmbar ist.

5. Behälter nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die seinen oberen Teil durchdringenden Rohre (1O₁, 1O₂, 1O₃) wenigstens auf einem Teil ihrer Länge schraubenförmig sind.

6. Behälter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens drei Rohre (1O₁, 1O₂, 1O₃) vorhanden sind, nämlich ein erstes, bis auf den Boden des Behälters reichendes Rohr (1O₁) zur Füllung und Entleerung, ein zweites Rohr (1O₂), welches mit einem geführten Schwimmersystem (12) mit Nadelventil (13) versehen ist, welches uii- *5 abhängig von der Schräglage des Behälters das Rohr verschließt, sobald die Füllung des Behälters einen gegebenen Wert erreicht, und ein drittes Rohr (1O₃), durch das der Innenraum des Behälters mit der Außenluft verbunden werden kann, selbst ao wenn das Nadelventil (12) das zweite Rohr (1O₂) verschließt.

7. Behälter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sein Entleerungs- und Füllrohr (1O₁) mit einem Stöpsel (15) mit Selbstpressung mit aus der Ferne betätigbaren Nocken (20) versehen ist, welcher eine an dem erweiterten Teil eines mit diesem Rohr verbundenen Trichters (11) angeordnete torische Dichtung (16) abplatten kann.

8. Behälter nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in dem oberen Teil der durch das Aufeinanderpassen der Schalen gebildeten Kammer ein Kamin (23) ausgespart ist, in welchem die verschiedenen Rohre (1O₁, 1O₂, 1O₃) angeordnet sind, wobei dieser Kamin mit einem strahlenabsorbierenden Gemisch (24) gefüllt ist, welches einerseits durch Körner mit verhältnismäßig großen Abmessungen und andererseits durch ein sehr feines Pulver gebildet wird, welches die Zwischenräume zwischen diesen Körnern ausfüllt.

9. Behälter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Körner durch Bleikugeln gebildet werden, deren Durchmesser größenordnungsmäßig S mm beträgt, und daß das Pulver aus Teilchen besteht, deren größte Abmessung nicht V10 mm übersteigt.

10. Behälter nach Anspruch 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die den Kamin (23) innen begrenzende Oberfläche zur Brechung der etwaigen Leckflächen wenigstens einen Absatz (23_t) aufweist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen