AT355145B - Brandsicherer werkstoff zur abschirmung von neutronen - Google Patents

Description

  



   3. Werkstoff nach Anspruch 2,   dadurch gekennzeichnet,   dass die Abbinderegler neutronenabsorbierende Stoffe sind, beispielsweise Borsäurelösungen. 

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   : 4. Werkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass er als neutronenabsorbierendes Material in an sich bekannter Weise Borkarbid enthält.

Claims (1)

1. <Desc/Clms Page number 1>

   Die Erfindung betrifft einen brandsicheren Werkstoff zur Abschirmung von Neutronen mit einem Gehalt an einem neutronenabsorbierenden Material.

   Zur Abschirmung von Neutronen in Kernreaktoren, Neutronengeneratoren und Neutronenquellen wird bisher immer eine Kombination eines Moderators zur Abbremsung der schnellen Neutronen und eines Materials zur Absorption der abgebremsten Neutronen verwendet. Als Absorbermaterial werden Verbindungen von Elementen mit hohem Einfangsquerschnitt für Neutronen, wie z. B. Gadolinium, Samarium, Cadmium, Lithium oder Bor, eingesetzt. Als Moderator verwendet man stets einen Stoff mit hohem Wasserstoffgehalt. In der Praxis ist dies meist Wasser, Paraffin, Stearin oder ein Kunststoff.

   Zum Einsatz von Neutronenquellen bzw. Neutronengeneratoren in mobilen Einrichtungen sowie zur Erhöhung der Sicherheit in Kernreaktoranlagen wird angestrebt, die Abschirmungen bzw. Transport- und Aufbewahrungsbehälter brandfest zu gestalten. Die bis jetzt verwendeten Moderatoren werden jedoch durch erhöhte Temperaturen und Flammeneinwirkung zerstört. Dies geschieht durch Verdampfen, Schmelzen oder Ausbrennen des Moderators.

   Erfindungsgemäss wird nun ein brandsicherer Werkstoff zur Abschirmung von Neutronen mit einem Gehalt an einem neutronenabsorbierenden Material vorgeschlagen, der dadurch gekennzeichnet ist, dass er aus einem bis zu 50 Gew.-% neutronenabsorbierendes Material enthaltenden Mineralstoff auf Kalziumsulfat-Basis besteht, der gleichzeitig neutronenbremsende und mineralbindende Eigenschaften besitzt.

   Der Abbindevorgang bei Kalziumsulfat-Mörtel beruht bekanntlich auf dem Auskristallisieren von Kalziumsulfat-Dihydrat. Man kann damit beliebig formbare Stücke durch Abbinden des Mörtelstoffes mit Wasser erzeugen. Bei der Herstellung komplizierter Abschirmungen ist es wichtig, das Abbinden des Kalziumsulfat-Mörtels durch verschiedene Zusätze beeinflussen zu können. Es ist günstig, als Regulator Borsäure zu verwenden, weil man auf diese Weise in das Formstück zusätzlich Bor als Neutronenabsorber einführen kann. Dem Kalziumsulfat-Mörtel werden neutronenabsorbierende Füllsoffe beigemengt. Hiezu kann man z. B. Oxyde oder Karbide der seltenen Erden, ferner Lithiumnitrid oder -silikat, Kadmiumoxyd od. ähnl temperaturbeständige Stoffe verwenden.

   Der Anteil an Neutronen absorbierenden Stoffen kann hiebei, wie bereits erwähnt, bis zu 50 Gew.-% betragen.

   Als optimaler Füllstoff ist Borkarbid anzusehen. Borkarbid ist-wie bekannt-gegen hohe Temperaturen sehr beständig. Im Bor wird auch-im Gegensatz zu andern Neutronenabsorbermate- rialien-praktisch keine y-Sekundärstrahlung durch Neutroneneinwirkung erzeugt.

   Das folgende Beispiel dient zur näheren Erläuterung der Erfindung.

   Beispiel : Es wurden probeweise Formstücke aus Kalziumsulfat-Dihydrat und Borkarbid hergestellt. Eine Mischung von 75% Kalziumsulfat-Halbhydrat und 25% Borkarbid wurde in eine gesättigte wässerige Borsäurelösung geschüttet, dann wurde der Brei in eine entsprechend gestaltete Form gegossen und zum Abbinden stehen gelassen. Daraus erhielt man Formstücke mit mehr als 3% Wasserstoff und 17% Bor.

   Die Abschirmung, erzielt durch die Abbremsung der schnellen Neutronen im Wasserstoff und die Absorption der langsamen Neutronen im Bor, war sehr gut. Die Formstücke zeichneten sich sowohl durch mechanische Festigkeit als auch durch Beständigkeit gegen Flammeneinwirkung und hohe Temperaturen aus.

   Bei praktischen Erprobungen einer aus dem erfindungsgemässen Werkstoff hergestellten Kugel wurde festgestellt, dass diese die Einwirkung der heissen Flamme eines Schweissbrenners unversehrt überstand.

   PATENTANSPRÜCHE : 1. Brandsicherer Werkstoff zur Abschirmung von Neutronen mit einem Gehalt an einem neutronenabsorbierenden Material, dadurch gekennzeichnet, dass er aus einem bis zu 50 Gew.-% neutronenabsorbierendes Material enthaltenden Mineralstoff auf Kalziumsulfat-Basis besteht, der gleichzeitig neutronenbremsende und mineralbindende Eigenschaften besitzt.

   2. Werkstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er Zusätze zur Regelung des Abbindens des Kalziumsulfat-Mörtels enthält. **WARNUNG** Ende CLMS Feld Kannt Anfang DESC uberlappen**.