AT208471B - Schutzstoff gegen ionisierende Strahlung - Google Patents

Description

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  Schutzstoff gegen ionisierende Strahlung 
Hochquantige unsichtbare Strahlungen, wie z. B. Röntgenstrahlen, weisen ausser andern charakte- ristischen Eigenschaften auch spezifische biologische Wirkungen auf den lebenden Organismus und die blutbildenden Organe auf. Die destruktive Einwirkung dieser energetisch reichen Strahlung auf die Zelle macht sich in der Regel durch eine Verlangsamung ihrer Teilung, allmähliche Verkümmerung und schliesslich direkt oder indirekt durch Absterben geltend. Die entstehenden Brandwunden, Hautentzün- dungen, Schädigungen des Blutes und der blutbildenden Organe sind Begleiterscheinungen bei der röntgenologischen und   radiologische   Arbeit, so dass allseitiger Schutz der Arbeitsstellen auf diesen
Gebieten unerlässlich ist. 



   Das Schutzprinzip gegen ionisierende Strahlung ergibt sich, allgemein gesprochen, aus den Absorptionseigenschaften der Massen und ist in erster Reihe von der Zusammensetzung des Absorptionsstoffes, von der Wellenlänge der verwendeten Strahlung, von der spezifischen Masse des Stoffes und schliesslich von der Dicke der Schutzschicht abhängig. Diesen theoretischen Voraussetzungen der Homogenität des   Absorptionsmil1eus   steht in der praktischen Anwendung jedoch die Heterogenität der Masse entgegen, die naturgemäss eine Funktion des relativen Auftretens einzelner Elemente in einem gegebenen Absorptionsmilieu, also der eigentlichen Zusammensetzung der Absorptionsmasse, ist. Es ist daher verständlich, dass als Absorptionsmittel vorzugsweise solche Stoffe in Betracht kommen, die hochatomige Elemente enthalten und eine bedeutende spezifische Masse aufweisen.

   Der Absorptionsgrundstoff für ionisierende Strahlungen ist Blei, welches in der Regel in Form von Folien, Platten oder Blöcken zum Schutz gegen direkte und Streustrahlung verwendet wird. Bautechnisch dient diesem Zwecke Barytbeton, Barytputz, Ziegel, Platten der Type Kämpe-Lorey und Mauerwerk überhaupt.

   Den Grundanteil von Schutzbaustoffen bildet in der Regel Baryt, im wesentlichen schwefelsaures Barium,   BaS04   mit Zusatz von Bariumoxyd, BaO, mit einer spezifischen Masse von   4, 5 g/cm3.   Die bisherige allgemeine Verwendung von Baryt entweder im Verputz oder in Platten führte jedoch zu seinem übergrossen Verbrauch auf Kosten seiner Verwendung in andern wichtigen Industriezweigen (Schwerchemie, Papierindustrie   u.   a. ), so dass sich das Bestreben geltend machte, einen   solchen Absorptionsstoff   herzustellen, der sowohl im Bauwesen als auch in der allgemeinen Technik des Schutzes gegen ionisierende Strahlung Anwendung finden könnte. 



   Es wurde weiters vorgeschlagen, Schutzstoffe auf Basis von Eisenschlacken zu erstellen, u. zw. z. B. als Verputz, bestehend aus einer Mischung von Schlacke, Sand und Zement unter Beigabe von Wasser. 



   Die Durchforschung verschiedener Massen und Materialien, insbesondere der Abfallmaterialien aus Bleiverhüttungsprozessen und ähnlichen Aufbereitungen hat gerade im Hinblick auf deren atomare Zusammensetzung erwiesen, dass diese Abfallstoffe, teilweisen Abfallstoffe oder allenfalls im weiteren Erzeugungsvorgang schwer verarbeitbaren Stoffe nicht nur hohe   Absorptionseigenschaften   aufweisen, sondern auch in verschiedenen Trägerstoffen anorganischer oder organischer Herkunft die Verwirklichung eines wirksamen Schutzes gegen ionisierende Strahlung ermöglichen. Diese Materialien enthalten Elemente einerseits in elementarer Form, vorwiegend jedoch in Form von Oxyden und Sulfiden, ferner komplexer Verbindungen oder amphoterner Bindungen infolge der Menge von Elementen. Es sind dies z.

   B. folgende Materialien : a) ausgesiebtes   Bleigekratz   als Bestandteil eines im Bleihüttenprozess verarbeitbaren Materials, ent- haltend die nachfolgenden Elemente : Fe, Pb, Sn, Si, GU, Mn, Mg, Al, W, Cr, Zn, Na, Ag, Ni, überwiegend in Form von Oxyden bzw. in andern Bindungen und teilweise auch in Elementarform, 

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 b) Bleistaube nach hoher Oxydation, enthaltend Pb,   AI,   Cu, Ag, Ca, Sn, Bi, Fe, Zn, überwiegend in Form von Oxyden, c) Arsenstaube als ausschliessliches Abfallmaterial des angeführten Erzeugungsvorganges, enthaltend
Pb, Sn, Cs, Ag, Si, Cd, As, Sn,   Cu,   Fe, Mg, Zn, Na, Li, wahrscheinlich in Oxydform, ge- gebenenfalls auch in andern Bindungen, d) grüne ungeröstete Kiese, enthaltend Fe, Cu, Zn, Si, As, Sn, Sb, Mn, Al, Ag, Mg, Cu, Cd, Ti,
Ni, W in Form von Oxyden, Sulfiden,

   allenfalls auch in andern Bindungen. 



  Es wurde gefunden, dass diese und denselben verwandte Materialien in Verbindung mit verschiedenen 
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 der Ausführung als Schutzbewurf bzw. Baumaterial in Verbindung mit Zement, keramischen Verkleidungen, Paneelen und Füllungen in Verbindung mit Holzsägespänen, Papiermasse   u. dgl.   



   Demzufolge ist ein Schutzstoff gegen ionisierende Strahlung mit einem anorganischen oder organischen, kalt und warm, allenfalls unter Anwendung von Druck, verarbeitbaren Trägermittel dadurch gekennzeichnet, dass der strahlenabsorbierende Bestandteil ein Abfallmaterial ist, welches bei Blei-   verhüttungsprozessen   anfällt und in beliebiger Kombination die Elemente Pb, Fe, Sn, Si, Cs, Sb, As, 
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 jedoch in Verbindungen, wie Oxyden, Sulfiden und allenfalls auch komplexen Bindungen, enthält. 



   In erster Reihe sind dies Verputze, die aus Eisen-Portlandzement und Absorptionsmittel, unter Zusatz von Wasser auf Mörtelkonsistenz zubereitet wurden, worauf dieser Mörtel in der üblichen Weise aufgetragen wurde, die nachstehende Tabelle führt Ausführungsbeispiele solcher Verputze sowie die Prüfergebnisse mit denselben auf dem   in Betracht kommenden Fachgebiet von Spannungen 100-180 kV an :   
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<tb> 
<tb> Material <SEP> Mischungsverhältnis <SEP> Vol. <SEP> Gew. <SEP> dmm <SEP> Bleiäquivalent <SEP> Druckmit <SEP> Zement <SEP> g/cm <SEP> mm <SEP> Pb <SEP> festigkeit
<tb> bei <SEP> Spannung <SEP> kV <SEP> kg/cm
<tb> 100 <SEP> 150 <SEP> 180
<tb> Bleigekrätz <SEP> 1 <SEP> : <SEP> 3 <SEP> 2, <SEP> 97 <SEP> 20 <SEP> 2, <SEP> 71 <SEP> 2,75 <SEP> 2,73 <SEP> 69, <SEP> 8 <SEP> 
<tb> 1 <SEP> :

   <SEP> 4 <SEP> 3, <SEP> 04 <SEP> 20 <SEP> 3, <SEP> 03 <SEP> 3, <SEP> 13 <SEP> 3, <SEP> 13 <SEP> 91, <SEP> 4 <SEP> 
<tb> 1 <SEP> : <SEP> 5 <SEP> 3, <SEP> 08 <SEP> 20 <SEP> 3, <SEP> 08 <SEP> 3, <SEP> 16 <SEP> 3, <SEP> 16 <SEP> 102, <SEP> 2 <SEP> 
<tb> 1 <SEP> : <SEP> 6 <SEP> 3, <SEP> 13 <SEP> 20 <SEP> 3, <SEP> 29 <SEP> 3, <SEP> 37 <SEP> 3, <SEP> 33 <SEP> 80, <SEP> 4 <SEP> 
<tb> Arsenstaube <SEP> 1 <SEP> : <SEP> 5 <SEP> 2,22 <SEP> 20 <SEP> 1,74 <SEP> 1, <SEP> 46 <SEP> 1,20 <SEP> 48,2
<tb> 
 Die angeführten Angaben des Volumengewichtes, Bleiäquivalentes mm Pb, Druckfestigkeit sind keine konstanten Werte, da dieselben von der Konsistenz des Materials, seiner Aufbereitung, Körnung und Mischung abhängen und sich in den   gleichen Variationsgrenzen bewegen, wie   dies bei den Barytverputzen der Fall ist. 



   Wird Radiumgammastrahlung und Strahlung seiner Transmutationsprodukte mit Gesamtfilterung 
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<tb> 
<tb> Material <SEP> Mischungsverhältnis <SEP> Verputzdicke <SEP> Halbwertschicht
<tb> mit <SEP> Zement <SEP> mm <SEP> Dcm
<tb> Bleigekrätz <SEP> 1 <SEP> :3 <SEP> 1,14 <SEP> 7,9
<tb> 1 <SEP> : <SEP> 4 <SEP> 1, <SEP> 17 <SEP> 6, <SEP> 0 <SEP> 
<tb> 1 <SEP> : <SEP> 5 <SEP> 1, <SEP> 14 <SEP> 5, <SEP> 6 <SEP> 
<tb> 1 <SEP> : <SEP> 6 <SEP> 1, <SEP> 07 <SEP> 5, <SEP> 4 <SEP> 
<tb> Arsenstaube <SEP> 1 <SEP> : <SEP> 5 <SEP> 1, <SEP> 11 <SEP> 8, <SEP> 4 <SEP> 
<tb> 
 

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<tb> 
<tb> man <SEP> einen <SEP> Barytputz <SEP> im <SEP> Mischungsverhältnis <SEP> 1 <SEP> :

   <SEP> 3, <SEP> Dicke <SEP> 1, <SEP> 31,Baryt............. <SEP> 100% <SEP> 
<tb> Zement......... <SEP> 33- <SEP> 79je <SEP> 
<tb> Bewurfgewicht..... <SEP> 28 <SEP> - <SEP> 6fP/o <SEP> 
<tb> 
 
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