DE1913716U - Durchflussbestrahlungsvorrichtung. - Google Patents

Description

RA.08W3H7.2.65

Patentanwalt
Dr. Han- Ulrich May

8München2
Ottosir. Ισ-Tel. 593682

B. 1062-3 München, den 17. FeO= 1965

Dr.M./Eh

0-1-6-58/182

Commissariat ä l*Energie Atomique in Paris / !Frankreich

Burehf !^bestrahlungsvorrichtung

Die Neuerung betrifft ein Gerät zur dauernden Bestrahlung eines Mediums mit energiereichen ionisierenden Strahlen, insbesondere beschleunigten Elektronen.

]?ür diesen Zweck sind Geräte bekannt, die im wesentlichen aus einer Quelle für die ionisierenden Strahlen und einer Bestrahlungskammer bestehen, die von dem zu bestrahlenden Medium durchströmt wird und an einem Seil ihres Umfangs eine Öffnung aufweist, die von einem der Quelle gegenüber angeordneten ebenen Fenster verschlossen ist, das genügend dünn ist, um für die Strahlung ohne merkliche Absorption durchlässig zu sein, und genügend widerstandsfähig, um von dem in der Bestrahlungskammer strömenden Medium nicht verformt zu werden.

Bei diesen bekannten Geräten stellt man im allgemeinen bei ihrer Verwendung zur Bestrahlung von !Flüssigkeiten eine Koagulation der Flüssigkeit am Fenster der Bestrahlungskammer fest.

Diese Koagulation führt zur Bildung einer die von der Quelle ausgesandte Strahlung teilweise absorbierenden Schicht, die sich schließlich zersetzen kann.

Die !Teuerung bezweckt insbesondere die Behebung dieser Nachteile.

Zu diesem Zweck umfaßt die Bestrahlungsvorrichtung gemäß der Neuerung eine Bestrahlungskammer, die mit einem Kreislauf des zu bestrahlenden Mediums und einer außerhalb der Kammer und gegenüber einem für die Strahlung ohne merkliche Absorption durchlässigen Fenster angeordneten Strahlungsquelle besteht, wobei das die Bestrahlungskammer bildende zylindrische Eohr eine von einem Fenster aus wenig, absorbierendem Material verschlossene Öffnung mit dem gleichen Krümmungsdurchmesser wie das zylindrische Eohr, im Inneren des Rohrs eine Abstreich- und Rührvorrichtung und an der der Quelle gegenüberliegenden Außenseite des Rohrs eine Kühlvorrichtung für das durch die Bestrahlungskammer strömende Medium aufweist.

Gemäß einem Merkmal der Neuerung besteht die Vorrichtung zum Abstreichen und Rühren aus einer Anzahl von Blättern, die von einer im Rohr koaxialen Welle getragen werden und so bemessen sind, daß ihr Außenende die Innenwand des Eohrs und des Fensters wischt.

Gemäß einem anderen Merkmal der !Teuerung besteht die Kühlvorrichtung aus einer von einem Kühlmedium durchströmten Kammer, die das die Bestrahlungslcainiiier bildende Rohr mit Ausnahme des Fensters über einen Seil der Bohrlänge umgibt.

Die Neuerung umfaßt auch die im folgenden beschriebenen Merkmale und ihre verschiedenen mögliehen Kombinationen.

Eine Bestrahlungsvorrichtung gemäß der Neuerung ist nur als Beispiel in der beigefügten Zeichnung dargestellt, worin:

Fig. 1 eine Vorderansicht, teilweise im Schnitt, einer neuerungsgemäßen Vorrichtung und
Fig. 2 ein Schnitt gemäß aa der l?ig. 1 sind.

Die Vorrichtung gemäß der Neuerung, wie sie in !ig. 1 dargestellt ist, besteht im wesentlichen aus einer von dem zu bestrahlenden Medium durchströmten Bestrahlungskammer, die von einem zylindrischen Rohr 1 gebildet wird, das eine rechteckige Öffnung 1.1 aufweist, die von einem starren Fenster 2 verschlossen ist, das gegenüber einer außerhalb der Kammer befindlichen

(-Kanone) Strahlungsquelle, 25.3. einer Elektronensehleuder/3, angeordnet ist. Das starre Fenster 2 besteht aus einem genügend widerstandsfähigen Material, so daß es durch den Druck des in der Kammer strömenden Mediums nicht verformt wird, jedoch genügend dünn ist, daß die Strahlung von der Strahlenquelle 3 ohne merkliche Absorption hindurehtreten kann, und weist den gleichen Krümmungsradius wie das zylindrische Eohr 1 auf. <

Das Rohr 1 ist außerdem an. seinen "beiden Enden jeweils mit einer Zuleitung 1„ und einer Ableitung 1-, für die Zu- und Ableitung des Mediums versehen, das der von der Strahlenquelle 3» z.B. einer Elektronenschleuder, ausgesandten Strahlung unterworfen werden soll, wenn es durch die Bestrahlungskammer strömt. Me Quelle für die ionisierende Strahlung ist vorzugsweise längs des Fensters 2 beweglich und gewährleistet so eine dauernde Bestrahlung der in der Bestrahlungskammer 1 strömenden Flüssigkeit.

Die Bestrahlungsvorrichtung umfaßt außerdem Einrichtungen zur Regelung der Temperatur des bestrahlten Mediums. Diese Einrich«· tungen bestehen vorzugsweise aus einer Kammer 4, die von der der Quelle 3 gegenüberliegenden Rohrwand und einem bezüglich des Rohrs 1 exzentrischen Mantel 5 begrenzt wird. Die Kammer 4, die einen sichelförmigen Querschnitt aufweist, wird von einem Kühlmedium, z.B. Wasser, durchströmt, das durch eine Zuleitung 5 ^ in die Kammer ein und durch eine Leitung 5p aus der Kammer abgeleitet wird, wobei diese beiden Leitungen am unteren bzw. oberen Teil der Kammer 5 angeordnet sind.

Durch den Umlauf des Kühlmediums der Kammer 4 kann die zu bestrahlende Flüssigkeit in der Nähe einer gewünschten Temperatur gehalten werden. Eine solche Maßnahme erweist sich insbesondere im Fall der Behandlung organischer Flüssigkeiten als notwendig. Tatsächlich sind diese letzteren gegenüber einem Temperaturanstieg sehr empfindlieh und müssen zweckmäßigerweise innerhalb von ihrer Wärmebeständigkeit angemessenen Temperaturgrenzen gehalten werden.

Gemäß der !Teuerung ist ferner die Vorrichtung im Inneren der Bestrahlungskammer mit einer Vorrichtung versehen, um das Fenster 2 innen dauernd abzuwischen und so gegliche Abscheidung an seiner Innenwand zu verhindern und die in der BestraELungskammer enthaltene Flüssigkeit zu durchmischen. Vorzugsweise besteht diese Vorrichtung, wie in Fig. 1 gezeigt, aus einer Anzahl von Blättern 6, die von einer zum zylindrischen Bohr 1 koaxialen Welle 7 getragen und beispielsweise durch einen nicht gezeigten Motor gedreht werden. Die Abdichtung zwischen der Welle und dem Rohr 1 wird auf bekannte Weise durch Stopfbüchse oder auf jede entsprechende Weise vorgenommen. Die Blätter 6 sind so angeordnet, daß sie bei der Drehung der Welle 7 an der Innenseite des Fensters 2 entlangstreichen und so das Abwischen des Fensters bewirken, ohne auf dieses mechanisch einzuwirken. Diese Blätter sorgen einerseits für die Verhinderung jeder Abscheidung, die von der Quelle 3 ausgesandte Strahlung absorbieren könnte, und anderer seits für die Aufrechterhaltung der Homogenität des zu bestrahlenden Mediums, so daß es der Strahlungswirkung bei maximaler Ausbeute ausgesetzt ist.

Vorrichtung G-emäß der !Teuerung wird das Fenster 2 der BestrahlungsjasnsmEK aus einem Material wie "Inox", Titan oder dgl. hergestellt und vorzugsweise am Eohr 1 angeschweißt. Stattdessen kann das Fenster auch unter Zwischenschaltung einer strahlungsbeständigen Dichtung, z.B. aus Glimmer, mittels Flanschen am Eohr 1 befestigt sein.

Außerdem sind "bei einer Ausfuhrungsform der Feuerung die Zu- und Ableitungen 1p und 1, für die Zuführung und Abführung des zu bestrahlenden Mediums in die BestraBungskammer und aus dieser heraus in Schrägriehtungen bezüglich der Längsachse des Bohxs und so tangential wie möglich zu diesem Rohr angeordnet, um jede für' ein gutes Funktionieren der Yorrichtung schädliche Wirbelbewegung zu vermeiden.

Gemäß der !Teuerung ist die oben beschriebene Bestrahlungsvorrichtung außerdem mit Hilfseinrichtungen versehen, die die Menge des durch die Kammer 4 strömenden Kühlmediums, die Umdrehungsgeschwindigkeit des Rührer-Abstreifers (der durch die Blätter 6 gebildet wird) und gegebenenfalls die Überstreichungsgeschwindigkeit des Strahlenbündels beeinflussen, letztere im Pail daß dieses von einem Teilchenbeschleuniger erzeugt wird, insbesondere aus beschleunigten Elektronen.

Als Beispiel einer besonderen Anwendung der in den iig. 1 und dargestellten Bestrahlungsvorrichtung sei die Bestrahlung von Kautschuklatex zum Zweck der Vulkanisation angeführt. In einer dafür bestimmten- Anlage wird ein Linearbeschleuniger für Elektronen von 1,3 MeY Energie bei einer Stromstärke von 3 mA und 4 Überstreichungen pro Sekunde über die Länge eines Fensters von 60 cm verwendet. Der Latexdurchsatζ wird in dieser Anlage bei 60 l/Std., die Umdrehungsgeschwindigkeit der Wischvorrichtung (Blätter) bei 1 Umdrehung/Sek. und die durch Leitungswasser bewirkte Kühlung bei einem Durchsatz von 1000 l/Std. gehalten.

Bei diesem Latexdurchsatz, dieser Umdrehungsgeschwindigkeit der Wischvorrichtung und dem angegebenen Kühlwasserdurchsatz stellt man keinerlei merkliche Erwärmung der latex fest, und deren Temperatur bleibt unter 40° C.

Außerdem wurde beim Auseinandernehmen keinerlei Abscheidung von latex an der das Fenster der Bestrahlungskammer bildenden Metall— membran festgestellt, während sich beim Auseinandernehmen bekannter Vorrichtungen eine merkliche Schicht von schwammigem koaguliertem Latex an den ebenen Penstern der Bestrahlungskammer zeigte.

Die Bestrahlungsvorrichtung gemäß der leuerung besitzt infolge ihrer besonderen Bauweise zahlreiche Vorteile, von denen insbesondere die folgenden hervorgehoben seien:

a) Regelung der Temperatur der bestrahlten Flüssigkeit mittels ,eines strömenden Kühlmediums;

b) keine Koagulation der bestrahlten Flüssigkeit an der Innenseite des Fensters, da diese dauernd gewischt wird;

c) Aufrechterhaltung der Homogenität der bestrahlten Flüssigkeit.

Claims (4)

Schutzansprüche

1.) Bestrahlungsvorrichtung, "bestehend aus einer mit einem Kreis des zu bestrahlenden Mediums verbundenen Bestrahlungskammer, einer Strahlenquelle, die außerhalb der Kammer und gegenüber einem Fenster derselben angeordnet ist, durch das die Strahlung ohne wesentliche Absorption hindurchgeht, und einer Vorrichtung zur Kühlung des durch die Kammer strömenden Mediums, dadurch gekennzeichnet, daß sie in dem die Bestrahlungskammer bildenden zylindrischen Rohr (1) eine öffnung (11) aufweist, die von einem Fenster (2) aus wenig absorbierendem Material und mit dem gleichen Krümmungsradius wie das zylindrische Bohr (1) verschlossen ist, im Inneren des Rohrs eine Vorrichtung (6) zum Kühren und Abwischen und an der der Strahlenquelle (3) gegenüberliegenden Außenseite des Rohrs eine Kühlkammer (4) aufweist, die von einem Kühlmedium durchströmt wird und das Rohr (1) mit Ausnahme des Fensters (2) über einen feil der Rohrlänge umgibt.

2.) Bestrahlungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Abwischen und Rühren aus einer Anzahl von Blättern (6) besteht, die von einer im Inneren des Rohrs (1) koaxial angeordneten Welle (7) getragen werden und so bemessen sind, daß ihre Außenenden die Innenwand des Rohrs (1) und des Fensters (2) abstreicht.

3.) Bestrahlungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestrahlungskammer mit einem Kreis des zu be-

strahlenden Mediums durch zwei jeweils an den Rohrenden angeordnete, gegenüber der Rohrlängsachse geneigten und zum Rohr im wesentlichen tangentialen Rohrstutzen (Ig» 1*) verbunden ist, um jede Wirbelbildung zu vermeiden.

4.) Strahlungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sieh die Kühlkammer (4) zwischen dem Rohr (1) der Bestrahlungskammer und einem dazu exzentrischen und auf der dem fenster (2) und der Strahlenquelle (3) gegenüberliegenden Rohrseite angeordneten Mantel (5) befindet, einen sichelförmigen Querschnitt aufweist und mit einem Kreis für das Kühlmedium durch zwei Rohrstutzen (5-j und 5₂) verbunden ist, die durch den Mantel (5) in der Hahe von dessen Enden einmünden.