AT224768B - Vorrichtung zur Erzeugung kurzzeitiger Neutronenimpulse - Google Patents

Description

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  Vorrichtung zur Erzeugung kurzzeitiger Neutronenimpulse 
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung für die Erzeugung kurzzeitiger, hoher Neutronen- impulse. Derartige Anordnungen sind z. B. von besonderem Interesse für medizinische Zwecke sowie für die Herstellung und Untersuchung von kurzlebigen Isotopen. 



   Bei den zu diesem Zweck bekannten Vorrichtungen treffen energiereiche Strahlen oder Teilchen auf bestimmte Elemente, in denen Kemprozesse unter Freisetzung von Neutronen ausgelöst werden. Werden diese Strahlen oder Teilchen aus radioaktiven Stoffen gewonnen, so besitzt das neben den Neutronen ins- gesamt auftretende Strahlungsspektrum eine meist unerwünschte Intensität ; werden entsprechende Teil- chen künstlich in einer Beschleunigungsanlage erzeugt, so ist ein verhältnismässig recht grosser technischer
Aufwand vorauszusetzen. Auf jeden Fall sind die so erzielbaren Neutronenintensitäten begrenzt und sehr viel kleiner als z. B. in Kernreaktoren. 



   In Kernreaktoren wird im allgemeinen eine Kettenreaktion, d. h., ein Neutronenfluss erzeugt, der über eine möglichst lange Zeit einen konstanten Wert haben soll, da   unteranderem eingleichmässiger     Neutronenflussfüreine   gleichmässige Leistungsabgabe erforderlich ist. Für eine kurzzeitige Erzeugung von   hohen Neutronenimpulsen sind   derartige Reaktoren jedoch nicht ohne weiteres geeignet, d. h., nicht ohne erhebliche konstruktive Änderungen. 



     Die erfindungsgemässe Anordnung, durch die   die gestellte Aufgabe gelöst werden soll, besteht aus einem im Innern eines gasdichten Behälters untergebrachten unterkritischen Menge hochangereicherten, homogen oder heterogen mit einem Moderator gemischten Spaltstoffes und von aussen durch das Innere des   Behälters und der Spaltstoffmenge   geführten Kanälen   od. dgl.,   durch die eine vorgegebene Menge zusätzlichen Spaltstoffes, die zusammen mit der Spaltstoffmenge im Behälter eine überkritische Menge bildet, mit vorgegebener Geschwindigkeit hindurchführbar ist. 



   Als Moderator käme z. B. Berylliumoxyd oder Kohlenstoff in Frage, aber auch eine organische Flüssigkeit. Die Menge des Brennstoff-Moderator-Gemisches wird dabei so gewählt, dass der Reaktor mit Si-   cherheit unterkritisch ist. Dieser Reaktionsraum ist   von einem oder mehreren Kanälen durchdrungen, durch die unter Einwirkung der Schwerkraft oder einer Hilfskraft eine genau definierte   zusätzliche Menge von   Spaltstoff hindurchfliessen kann, so dass für die Dauer dieser Spaltstoffbewegung durch den Reaktionsraum die gesamte Anordnung überkritisch wird, d. h., dass während dieser Zeit ein Neutronenimpuls frei wird, der in seiner Intensität von der Menge des zusätzlich eingeführten Spaltstoffes abhängig ist. Die Durchlaufzeit des zusätzlichen Spaltstoffes ist dabei frei wählbar.

   Im einfachsten Fall lässt man den Spaltstoff   z.   B. in Kugelform frei durch einen der Kanäle fallen, was zur Erzeugung eines kurzen Impulses ausreicht. 



  Die Durchlaufgeschwindigkeit des zusätzlichen Spaltstoffes lässt sich aber auch mit einfachen Mitteln variieren, z. B. durch Vergrösserung des Widerstandes innerhalb der Kanäle. Dieses kann etwa durch ein gesteuertes Einblasen eines Inertgases erreicht werden. Durch entsprechende Veränderung der Strömungsgeschwindigkeit dieses Inertgases lässt sich leicht jede beliebige Durchlaufzeit für den zusätzlichen Spalt-   stoffeinstellen, d. h.,   es lassen sich Neutronenimpulse von beliebiger Dauer erzielen. Mit dem gesteuer- 

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 ten Einblasen des Inertgases kann nach Bedarf wahlweise entweder eine beschleunigte Durchleitung des zusätzlichen Spaltstoffes (Hindurchtreiben) oder ein verzögerter Durchtritt desselben erzielt werden. 



   Im folgenden sei an Hand der Figuren und einem durchgerechneten Beispiel der Gedanke der vorliegenden Erfindung im einzelnen beschrieben. 



   Der gasdichte Reaktionsraum sei als Hohlkugel l ausgebildet mit einem Durchmesser von beispielsweise 40 cm ; Als Spaltstoff 2   findethochangereichertes Uran als Urankarbid in   Graphit 3 eingebettet,   z. B.   ebenfalls in Kugelform, Verwendung. Eine zentrale, gegen den Kugelinhalt gasdicht verschweisste senkrechte Bohrung 4, die beiderseits durch Schleusen 5 abschliessbar ist, dient als Fallweg für eine kleinere Kugel, die in einer gasdichten Hülle 6 eine solche Menge Spaltstoff 7 enthält, dass während des Durchfallens eine Reaktivität von beispielsweise + 230 Promille entsteht. 



   Die im Gemisch entstehende Temperatur kann beliebig abgeführt werden, da ausreichend Zeit hiefür zur Verfügung steht, z. B. durch Anblasen der Anordnung mit Kühlluft. 



    PATENTANSPRÜCHE :    
1. Verfahren zur Erzeugung kurzzeitiger Neutronenimpulse von definierter Dauer unter Benutzung einer im Innern eines gasdichten Behälters untergebrachten unterkritischen Menge hochangereicherten homogen oder heterogen mit einem Moderator gemischten Spaltstoffes und von aussen durch das Innere des Behälters und der Spaltstoffmenge geführten Kanälen od. dgl., dadurch gekennzeichnet, dass eine vorgegebene Menge zusätzlichen Spaltstoffes, die zusammen mit der Spaltstoffmenge eine überkritische Masse bildet, mit definierter Geschwindigkeit bzw. innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalles als Ganzes durch das Innere des Behälters hindurchgeführt wird.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzliche Spaltstoffmenge unter Einwirkung ihres Eigengewichtes im freien Fall durch die Kanäle od. dgl. hindurchfällt.

   3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzliche Spaltstoffmenge durch Einwirkung eines Druckmittels, insbesondere eines inerten Gases, durch die Kanäle od. dgl. verzögert oder beschleunigt hindurchgeführt wird.