AT206541B - Verfahren zur Herstellung einer keramischen Schutzplatte gegen ionisierende Strahlung - Google Patents

Description

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  Verfahren zur Herstellung einer keramischen Schutzplatte gegen ionisierende Strahlung 
Es sind bereits Schutzstoffe gegen ionisierende Strahlung beschrieben, welche dadurch gekennzeich- net sind, dass als Absorptionsmittel Abfall- oder teilweise Abfall- bzw. im weiteren Erzeugungsprozess schwer verarbeitbare Materialien verwendet werden, welche bei   Bleiverhüttungs-u.   ähnl. Prozessen an- fallen und in beliebiger Kombination die Elemente Pb, Fe, Sn, Si, Ca, Sb, As, Mn, Mg, Al, W, Cr,   Cu,   Zn, Na, Ag, Ni, Cd, Li, Ti, entweder in elementarer Form, vorwiegend jedoch in Verbindungen, wie Oxyde, Sulfide bzw. auch komplexen Bindungen, enthalten, und die in Verbindung mit verschiede- nen anorganischen und organischen,   kalt-und warmverarbeitbaren Trägermitteln,   allenfalls unter An- wendung von Druck verarbeitet werden. 



   Schutzverputze für   Röntgen- und   radiologische Arbeitsplätze. in denen als Absorptionsmittel die erwähnten Materialien verwendet werden, ersetzen nicht nur die bisher üblichen Barytverputze, sondern ermöglichen auch die Erzielung einer Herabsetzung des Bedarfes an Trägermitteln und eine allgemeine Gewichtsverminderung des Baues. Diese Anwendungsweise stellt jedoch keine Ideallösung dar, da dieselbe allzusehr von individueller manueller Arbeit abhängig ist, welche keine vollkommene Homogenität der Absorptionswand gewährleistet. Es erscheint daher   unerlässlich.   ein solches Trägermittel zu erstellen. welches in technischer Hinsicht einwandfrei wäre und die Verwendung einer möglichst grossen Absorptionsmittelmenge ermöglichen wurde, da dadurch eine maximale Wirksamkeit bei minimalen Materialgewicht erzielt werden könnte.

   Es ist ferner erforderlich, dass das so erstellte Material (Erzeugnis) eine maximale Homogenität und Erzeugungskonstanz aufweist, welche genaue Werte des geforderten Blei- äquivalentes gewährleisten würde. 



   Es wurde daher das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung von keramischen Schutzformsteinen, z. B. Schutzfliesen oder Schutzbelagplatten verschiedener Form, ausgearbeitet. Als Bindemittel werden gemäss der Erfindung wässerige Aluminiumsilikate bzw. deren Anhydride oder Aluminiumoxyde und Siliziumoxyde und als   Absorbeilt die vorstehend angeführten Materialien   verwendet. Der wesentliche Vorzug dieser Verwendung und der Hauptgedanke der vorliegenden Erfindung beruhen darin, dass das Absorptionsmittel bei diesem Erzeugungsverfahren aktiv an der Reaktion mit dem Bindemittel zur Bildung des keramischen Scherbens teilnimmt. Das Bindemittel verliert dabei seine eigentliche Aufgabe und wird so unter Entstehung neuer Gebilde unmittelbar selbst zum Absorbenten.

   Diese Tatsache wurde durch Versuche erwiesen, bei denen die keramische Belagplatte als gänzlich homogenes Absorptionsmaterial in Erscheinung tritt. Ein weiterer wesentlicher Vorteil dieses Verfahrens liegt darin, dass der Anteil des Absorptionsmateriales bei der Herstellung dieses Erzeugnisses selbst einen hohen Prozentsatz bis über 90   %   bilden kann, wodurch ein sehr hohes Äquivalent erzielt wird, ohne Beeinträchtigung der Güte des Erzeugnisses in bezug auf Aussehen und Festigkeit. 



   Aus dem Angeführten geht klar die hervorragende Rolle des Bindemittels hervor, welches von Aluminiumsilikaten gebildet   wird, z. B.   von keramischen Tonen geeigneter Zusammensetzung. Vornehmlich in diesem Falle müssen dieselben durch eine bestimmte chemische Zusammensetzung   gekennzeichnet-   sein, da dieselben an der Reaktion im festen Zustand mit dem zugesetzten Absorptionsmittel teilnehmen. Die Verfestigung des Erzeugnisses erfolgt im üblichen keramischen Verfahren,   d. i.   durch Brennen in normalen keramischen Öfen auf eine bestimmte Temperatur.

   Mit Rücksicht auf die heterogene Zusammensetzung des Gemisches spielt hier eine grosse Rolle auch die Höhe der Ausbrennung, damit das fertige Erzeugnis eine genügende Festigkeit aufweist, sowie alle geforderten körperlichen Eigenschaften 

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 (Form, gerade Kanten und Flächen u. dgl.) einhält. Als günstig haben sich Brenntemperaturen von über
5800 C erwiesen. 



   Ferner hängt von der chemischen Zusammensetzung und vom Verhältnis zum Absorptionsmittel hauptsächlich das endgültige gute Aussehen des Erzeugnisses mit   nohem   Bleiäquivalent ab. Bei den angestellten Proben wurde   ermittelt, dass sich,   molar   ausgedrückt,   das Verhältnis zwischen Aluminiumoxyd,
Siliziumoxyd und den Oxyden der übrigen Elemente in folgenden Grenzen bewegen muss :
6,   0-9, 5 (PbO. R 03). 1 AI 0. 2, 0-2. 8 Sl0   worin als R20S aus einer ganzen Reihe von Oxyden noch die folgenden wirksamen Oxyde   : Sb203'Fe203'     Aszo,   erwogen werden. Diese gegebenenfalls in elementarer Form auftretenden Elemente, oder in Form anderer Verbindungen, werden zur Einhaltung des Mischverhältnisses in den angeführten Oxyden ausge- drückt. 



   Falls das Absorptionsmittel gänzlich unplastisch ist, muss sich das Bindemittel durch eine bestimmte
Plastizität kennzeichnen. Es ist dies die Fähigkeit dieses Mittels, das Absorptionsmittel zu binden und mit demselben einen plastischen Teig bzw. ein plastisches, formbares Gemisch zu bilden. Von der Pla-   stizität   des zubereiteten Gemisches hängen sodann die gute Ausformung und die Festigkeit des Erzeug- nisses im Rohzustand ab, welche seine Handhabung ermöglichen. Das angeführte Verfahren erfüllt diese
Bedingung in vollkommener Weise, da Plastizität eine typische Eigenschaft wässeriger Aluminiumsili- kate, also Tone, ist.

   In den nachstehenden Beispielen wurden   JJ-Staube     d. i.   ein Abfallmaterial, welches bei einer hohen Oxydation des Bleis abfällt und hauptsächlich Bleioxyde enthält   unoAcsenstaube   verarbeitet. 



   Verschiedene gegenseitige Kombinationen der Absorptionsmittel mit dem Bindemittel ergeben Be- lagplatten mit Absorptionsvermögen gegenüber ionisierender Strahlung mit dem geforderten Bleiäquiva- lent, so dass sich dieselben als Schutzmaterial für ärztliche Röntgenarbeitsplätze und für technische radio- logische Arbeitsplätze eignen. 



   Ausführungsbeispiele : 
 EMI2.1 
 
<tb> 
<tb> Gemisch <SEP> Nr. <SEP> 1. <SEP> 2. <SEP> 3.
<tb> Mischverhältnisse <SEP> 90 <SEP> Gew.-Teile <SEP> 44 <SEP> Gew.-Teile <SEP> 90 <SEP> Gew.-Teile
<tb> JJ-Staube <SEP> JJ-Staube <SEP> Arsenstaube
<tb> 10 <SEP> Gew.-Teile <SEP> 36 <SEP> Gew.-Teile <SEP> 10 <SEP> Gew.-Teile <SEP> 
<tb> Bindemittel <SEP> Arsenstaube <SEP> Bindemittel
<tb> 20 <SEP> Gew.-Teile
<tb> Bindemittel
<tb> Brenntemperatur <SEP> 600  <SEP> C <SEP> 640  <SEP> C <SEP> 6900 <SEP> C <SEP> 
<tb> Hygroskopizität <SEP> 8% <SEP> 12% <SEP> 14% <SEP> 
<tb> Volumengewicht <SEP> g/cm <SEP> 4. <SEP> 8 <SEP> 3. <SEP> 61 <SEP> I <SEP> 2. <SEP> 89 <SEP> 
<tb> Schrumpfung <SEP> 2, <SEP> 1 <SEP> 0,9 <SEP> 1, <SEP> 1 <SEP> 
<tb> Aussehen <SEP> sehr <SEP> gut <SEP> sehr <SEP> gut.

   <SEP> sehr <SEP> gut
<tb> Festigkeit <SEP> gut <SEP> gut <SEP> gut
<tb> Bleiáquivalent <SEP> (mm <SEP> Pb)
<tb> bei <SEP> 150 <SEP> kV <SEP> 2,78 <SEP> 1,98 <SEP> 1,17
<tb> Dicke <SEP> der <SEP> Platte <SEP> mm <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> 10
<tb> 
 
Abschliessend sei noch erwähnt, dass bereits vorgeschlagen wurde, Kacheln oder Fliesen zum Bekleiden einer aus gewöhnlichem Baustoff errichteten Wand zum Schutz gegen ionisierende Strahlung zu verwenden. Es wird angegeben, dass derartige Kacheln beispielsweise aus Ton hergestellt sein können, der mit Schutzstoffen, insbesondere Baryt, innig verrührt und gemischt wird. Ein anderer bekannter Vorschlag betrifft ein Verfahren zur Herstellung keramischer Massen, gemäss dem als Schutzstoffe Metalloxyde verwendet werden, die ein höheres spez.

   Gewicht als 5 haben, bei Temperaturen unter 10000 beständig sind und im Porzellanofen nicht als Flussmittel dienen. 

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   In beiden Fällen bestehen jedoch gegenüber dem Erfindungsgegenstand wesentliche Unterschiede in den verwendeten Materialien, der Technologie und den Eigenschaften des Enderzeugnisses.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH : Verfahren zur Herstellung einer keramischen Schutzplatte gegen ionisierende Strahlung, deren strahlenabsorbierender Bestandteil ein Abfallmaterial ist, welches bei Bleiverhüttungsprozessen anfällt und in beliebiger Kombination die Elemente Pb, Fe, Sn, Si, Ca, Sb, As, Mg, Mn, AI, W, Cr, Cu, Zn, Na, Ag, Ni, Cd, Si, Ti, enthält, dadurch gekennzeichnet, dass der Absorptionsstoffmitdenalskeramisches Bindemittel dienenden wässerigen Aluminiumsilikaten bzw. deren Anhydriden oder Aluminiumoxyden EMI3.1