CN102326209A - 放射性材料的处理 - Google Patents

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Abstract

一种放射性材料处理组件(10)，包括外壳(12)和内室(14)。该内室限定了放射性材料容纳/处理腔(16)，并且可移除地安装在所述外壳内。处理装置可从所述内室外侧操作，以处理位于所述容纳/处理腔中的放射性材料。所述外壳和所述内室中的至少一个主要由不透放射性的防护材料制成。

Description

放射性材料的处理
技术领域
本发明涉及放射性材料的处理。更具体地，本发明涉及一种放射性材料处理组件以及该放射性材料处理组件的操作方法。
背景技术
带防护设备通常用于安全处理(例如检查和/或处置)放射性材料的应用。这些设备通常由不透放射性的防护材料构成，并且限定有保持腔或处理腔，在保持腔或处理腔中可容纳并检查和/或处理放射性材料。这些设备的缺点在于，一旦已经将一种放射性材料引入处理腔中，该腔以及因此该设备就必须在其用于不同的放射性材料之前进行净化，从而防止不同放射性材料之间的交叉污染。因而除了产生大量放射性废料之外，另一相关缺点在于这些设备净化操作通常非常耗时，导致对于执行涉及多种放射性材料的连续操作(例如常规测试、实验、或小规模放射化学生产操作)而言，所需的时间无法接受地过长。或者，需要多个这些设备，不可避免地导致设施和基础结构的增加。因此在短时间内执行多次操作通常超出了大多数设施的能力。申请人相信，本发明将找到特别减轻上述缺点的应用。
发明内容
因而，根据本发明的第一方面，提供了一种放射性材料处理组件，其包括：
外壳；
内室，其限定了放射性材料容纳/处理腔，并且可移除地安装在所述外壳内；以及
处理装置，其可从所述内室外侧操作，以处理位于所述容纳/处理腔中的放射性材料，所述外壳和所述内室中的至少一个主要由不透放射性的防护材料制成。
除非另外指出，“处理”或“处置”的意思是处理和/或处置位于所述内室内的放射性材料，“处理装置”对应的意思是用于执行该处理的装置。类似地，“容纳/处理腔”指的是由内室限定的腔，当内室安装在外壳内时，在容纳/处理腔中执行放射性材料的容纳和放射性材料的上述处理。
“主要”的意思是，所述外壳和所述内室中的至少一个的诸如壁等的主要部件由不透放射性的防护材料制成。优选地，外壳主要由不透放射性的防护材料制成。因而，外壳的主要部件(例如它的壁)可以由铅制成。
该组件可包括单独可移除地安装在外壳内的多个内室。通常，该组件对于在组件中要处理的每种放射性材料包括一内室。
外壳和内室因而通常在水平截面中看去时可具有互补形状，使得内室可紧密地接收和安装在外壳内。
处理装置包括在容纳/处理腔(下文也简称为“处理腔”)内的操纵装置。操纵装置因而布置成在处理腔内执行操纵操作。操纵装置可包括一对钳等。处理装置可包括将操纵装置连接到内室的壁的附接装置。附接装置因而可构造成使得操纵装置在连接到内室的壁的同时能够运动。更具体地，附接装置可以是柔性附接装置，例如柔性罩，它们可密封地安装到内室的壁，从而保持内室的容纳完整性。因而在柔性附接装置能够挠曲或变形的程度上，限制处理装置在处理腔内的运动。
每个处理装置可以可移除地连接到其相关联的附接装置，从而能够使用与一个附接装置相关联的多个处理装置。
内室以及对应地处理腔可设有存储空间，用于存储可移除地连接到附接装置的另外的处理装置。
该组件可包括用于处理装置的控制装置。当内室安装在外壳中时，控制装置在使用中可操作以从远离处理腔的位置，优选从远离内室的位置，控制处理装置的操作。当内室安装在外壳中时，处理装置和相关联的控制装置分别在内室和外壳上分开设置，控制装置可操作地连接到其相关联的处理装置。优选地，互补的成对的处理装置和控制装置在内室和外壳的操作上相邻的壁(即，当内室安装在外壳中时相邻的壁)中设置在对应的位置。
每个控制装置可包括控制杆，控制杆的一个端部连接或可连接到处理装置，控制杆的另一端部延伸超出外壳的边界之外并且设有用户控制接口，例如手枪握把。控制杆通过枢转安装部而可枢转地安装在外壳的壁中，从而在与处理装置连接时引导处理装置的枢转运动。应理解，将控制装置连接到外壳的基座也可以由不透辐射的材料制成。通常，支座可以是铅制的球窝，具有至少100mm铅的辐射防护能力。每个处理装置可应用不同长度的控制杆，从而在处理腔中提供处理装置的不同操作范围。应理解，控制杆的长度因而还限制其相关联的处理装置在处理腔中可移位的程度，处理装置的操作范围因而通过其相关联的连接构件的可变形性和其相关联的控制杆的长度确定。
该组件可包括至少两个处理装置。然后处理装置可安装至内室，使得它们在平面图中看去时彼此成角度地隔开。通常，它们在平面图中可彼此成直角。更具体地，该组件可包括至少两个处理装置，它们围绕各个处理装置与内室的壁的连接点的切线之间的垂直相交线设置在成角度隔开的位置，所述角度间隔通常为90°。优选地，该组件可包括两个处理装置，它们均设置在内室的不同壁中，所述壁在它们彼此相邻时围绕壁之间的垂直相交线彼此成角度地隔开(例如彼此成直角)，或者在它们彼此不相邻时围绕壁的突出部之间的垂直相交线彼此成角度地隔开(例如彼此成直角)。应理解，壁中处理装置的连接点也有效地围绕所述相交线彼此成直角隔开，该相交线有效地也是壁中处理装置的连接点的切线之间的相交线。
应理解，在上述实施方式中，与各个成角度隔开的处理装置相关联的控制装置也按照与它们相关联的处理装置相同的方式彼此成角度地隔开，并且因而位于外壳的壁中成角度隔开的位置，与成角度隔开的处理装置的位置对应。
该组件可包括外壳和内室中的观察装置，用于在内室安装在外壳内时视觉检查在处理腔内容纳并处理的放射性材料。观察装置可以呈内室和外壳的每一个的壁中的至少一个窗口的形式，该窗口在内室安装在外壳内时提供了从组件外部位置到处理腔的视线。
所述至少一个窗口可以由不透辐射材料制成。辐射防护窗口可具有等同于至少75mm铅的辐射防护能力。优选地，辐射防护窗口具有等同于大约100mm铅的辐射防护能力。内室窗口因而通常可由聚碳酸酯制成。
当组件如上所述包括成角度隔开的处理装置以及相关联的成角度隔开的控制装置时，可以在外壳的壁中、在成角度隔开的控制装置之间设置窗口或其它观察装置，该窗口因而在内室安装在外壳内时提供了穿过内室窗口进入处理腔的视线。如果如上所述在成角度隔开的壁中设置成角度隔开的处理装置，那么壁可通过在其中设置窗口的连接壁连接。连接壁可相对于所述成角度隔开的壁倾斜地定向。应理解，在该实施方式中，成角度隔开的壁因而不彼此相邻，从而围绕其突出部之间的垂直相交线成角度地隔开。
设想当组件包括上述成角度隔开的处理装置、以及相关联的成角度隔开的控制装置，并且在外壳的壁中、在成角度隔开的控制装置之间设置窗口时，组件的操作者将在使用中从与设置在成角度隔开的控制装置之间的倾斜壁中的窗口相邻的控制装置之间的位置，通过成角度隔开的控制装置操作成角度隔开的处理装置。
处理装置或者至少两个其它处理装置以及它们相关联的控制装置可以在内室和外壳中位于不同的高度。在本发明的优选实施方式中，成角度隔开的处理装置和它们相关联的成角度隔开的控制装置彼此垂直隔开。
内室可设有处理腔进入装置，用于将材料、特别是非辐射性材料引入和撤出处理腔。
通常，处理腔进入装置包括两个门组件，即，内门组件和外门组件，使得在将材料引入或撤出处理腔期间不破坏处理腔的完整性。更具体地，内室可设有至少一个Double Porte de Transfert EtancheTM(“DPTE”)端口。通常，内室设有不同尺寸的两个DPTE端口。在本发明的一优选实施方式中，内室设有至少一个105-DPTE端口和至少一个270-DPTE端口。
DPTE端口的内门可以通过处理装置操作或致动。通常，DPTE端口可位于内室中至少一个处理装置的操作范围内，使得DPTE端口的内门可通过处理装置操作，该内门位于该处理装置的操作范围内。在本发明的一优选实施方式中，至少一个DPTE端口与至少一个处理装置直接(即，垂直)对准地设置。从而，至少一个DPTE端口可设置在内室的一个壁中，该壁与内室的其中设有与所述至少一个DPTE端口相关联的处理装置的壁相对。
在使用中，当内室设有DPTE端口并且DPTE端口的门要打开时，优选将放射性材料定位在处理腔中，从而避免穿过门的辐射束。换言之，在使用中，在打开DPTE门之前，放射性材料通常位于处理腔内，使得它们不与DPTE端口直接对准。
内室还可设有：底部装载端口，其用于将材料、特别是放射性材料通过室底部装入和装出处理腔；以及关闭装置，其从处理腔内侧关闭并密封底部装载端口。装载端口可构造成接收或对接(dock)容器或罐，所述容器或罐如本发明领域已知的那样容纳要装载至处理腔中的放射性材料。关闭装置可呈盖的形式。盖因而可仅从处理腔内侧操作。盖可这样通过处理装置操作。
外壳可设有底部装载端口进入装置。当内室安装在外壳中时，底部装载端口进入装置可从组件外部与内室的底部装载端口相关联，并提供通向底部装载端口的入口。底部装载端口进入装置可包括外壳底部中的开口，该开口位于与内室的底部装载端口操作上对应的位置，并且底部装载端口进入装置可设有呈防护槽或阻塞件形式的可移除盖子，该可移除盖子在下文称为“钥匙”，可从外壳的外侧打开或移除。钥匙可在内室安装在外壳内时连接到底部装载端口的盖，并且由此可在与底部装载端口的盖连接时将其锁定在关闭位置，并且防止其打开，从而在没有抵靠底部装载端口接收或者对接容器或罐时防止底部装载端口的盖从内室内侧意外打开。通常，钥匙可通过卡口式配合接合或安置在底部装载端口的盖中。钥匙可由不透辐射或防护材料(例如具有等同于50mm铅的辐射防护能力的材料)制成。从而，钥匙在正常的关闭状态为底部装载端口提供了所需的辐射防护。
为了提供进一步的辐射防护，可将一段辐射防护材料，例如铅环接合至推车中。该环可在钥匙与盖分离时为底部装载端口提供进一步的辐射防护。
为了有利于将具有放射源或样本材料的容器安全地输送至放射性材料处理组件的内室和从内室输送出，可以在外壳上设置容器装载组件，其包括用于使容器通过底部装载端口进入装置抵靠底部装载端口对接的容器移位装置。容器移位装置可操作，以将从放射性材料处理组件外侧通过外壳的底部装载端口进入装置安装在其上的容器或罐朝向内室的底部装载端口移位。通常，容器移位装置构造成支撑安装在其上的容器，而且将安装在其上的容器移位成与装载端口进入装置轴向对准。容器移位装置还可构造成将容器与装载端口进入装置轴向对准，即，垂直对准。应理解，如上所述，容器还可称为“罐”，如本领域公知的那样。
容器移位装置可包括推车，该推车由从外壳悬置的轨道支撑。推车通常构造成在其上除了接收容器之外，还在钥匙从底部装载端口进入装置移除时接收底部装载端口进入装置的钥匙。在一个实施方式中，推车可在其上设有钥匙插座，该钥匙插座在钥匙从底部装载端口进入装置移除时接收钥匙。因而在使用中，当钥匙正被移除时，钥匙插座定位成与底部装载端口和装载端口进入装置轴向对准，从而在钥匙一旦被移除就接收钥匙。推车还可构造成使得容器只能在钥匙已经从底部装载端口进入装置移除并且存放在插座中时运动到与装载端口轴向对准的位置。通常，当钥匙处于关闭或锁定位置时，推车和钥匙之间的空间关系使得钥匙通过部分延伸至由钥匙插座限定的凹部中而防止推车的水平运动，从而将其锁定在适当位置。
装载组件装置可包括用于将容器朝向处于关闭状态的底部装载端口提升的提升装置。装载组件因而可设有提升装置。提升装置可以呈机械杆或滑轮系统的形式，或者诸如液压活塞的轴向驱动装置的形式。装载组件还可构造成在且仅在其位于紧邻但是还未对接底部装载端口的预定高度时打开容器的盖，从而在整个提升和对接操作期间防止辐射暴露并保持处理腔的完整性。
可通过水平滑动板打开容器，该水平滑动板横向于提升方向在上述预定高度安装在装载组件上。滑动板通常具有直径比容器的盖大的开口和周向夹持装置。因而在使用中，盖被夹持到滑动板，容器略微下降并且盖从容器上方移除，使得打开的容器然后可被升高到其对接底部装载端口的位置。通常，底部装载端口盖然后从室内部打开，以提供通向容器内辐射源或样本材料的入口。
装载组件可构造成将不同直径的容器装入底部装载端口。在一个实施方式中，这通过以下实现：对于特定直径的每个容器将优选由不透辐射材料制成的匹配的外间隔件、环或套筒安装至提升装置，用于接收容器，该外间隔件、环或套筒具有固定的外径并且成形为与提升装置的托架以及底部装载端口开口相匹配。环或套筒因而紧密装配在容器周围，使得当容器的盖已经被移除时，容器和间隔环为内室的底部装载端口提供防辐射泄漏。
内室还可设有通向处理腔的至少一个通风入口和源自处理腔的至少一个排气出口。通风入口和排气出口可分别设有入口和出口过滤器。在本发明的一优选实施方式中，入口和出口均设有包括两个过滤元件的过滤装置，一个过滤元件位于内室内，另一个过滤元件设置在内室外侧，位于内室与外壳之间的空间中。设想通过该布置，可以在不破坏处理腔的完整性的情况下替换和维修过滤器以及互换内室。优选地，过滤装置定位成使得每个内过滤元件与至少一个处理装置成一条线，或者在其操作范围内，使得可通过处理装置从处理腔内侧维修和替换每个过滤装置中的内过滤元件，而不破坏处理腔的完整性。
内室上的入口过滤装置可具有呈外壳中开口的形式的对应的服务接入装置，该开口可通过不透辐射的塞或阻塞件防护，从而防止辐射通过入口及其相关联的过滤装置发射。阻塞件可以是可移除的，从而允许通过所述接入装置替换外入口过滤元件。
排气出口和外过滤装置也可具有用于替换外排气过滤元件的服务接入装置，该服务接入装置可大致按照与入口上的塞或阻塞件相同的方式通过铅塞或阻塞件防护，从而防止辐射通过出口发射。排气出口过滤装置的外过滤元件可通过排气管线连接到实验室或者容纳放射性材料处理组件的其它地点的通风系统。排气管线通常可穿过服务接入装置的塞，从而防止辐射通过塞从处理腔经排气出口泄漏。在一优选实施方式中，这可通过以下实现：引导排气管线穿过塞沿着特别设计的空间(通常呈曲径或迷宫通道的形式)，使得排气管线容易通过，但是防止辐射通过塞泄漏。
在使用中，由于空气通过排气出口流出至通风系统中，在处理腔内生成低压。因而空气从外壳中内室外的周围空气通过通风被吸入内室，因此也从外壳外通过通风被吸入内室，从而生成从外壳外侧到内室中的未污染的空气的净流入。
如前所述，外壳可具有诸如铅的不透辐射或防护材料制成的壁。优选地，外壳包括铅壁、铅底板和铅顶板，包括互锁的铅块或实心铅板，它们由高完整性的支撑框架支撑。
内室可具有不锈钢的壁。
外壳的辐射防护能力对于其壁可等同于至少50mm的铅。
在外壳的相邻壁之间的相交处，存在辐射发射危险，因为辐射束可能穿过相交处的低辐射防护的开口和/或部分(在本发明领域中通称为“束径”)，因此可设置另外的辐射防护。
外壳还可设有托架，内室可在托架上被输送至外壳内或输送出外壳。在外壳内，通过将室固定至外壳内的稳定支座上，可将室稳定在托架上。
外壳还可设有通向其内部的进入装置。更具体地，外壳可设有至少一个主门，内室通过主门插入外壳中。在本发明的一优选实施方式中，外壳的门是可滑动地竖直移位的活板门，其操作可通过配重装置控制。
外壳还可设有辅助门，当内室安装在外壳中时，辅助门提供通向内室中DPTE端口的入口。辅助门因而优选布置在外壳中的适当位置，该位置与当内室安装在外壳中时内室中DPTE端口的位置对应。在本发明的一优选实施方式中，至少一个DPTE端口，通常是270-DPTE端口，设置在内室的在操作上与外壳的主门相邻的壁中，从而主门提供通向该DPTE端口的入口。
外壳的门的辐射防护能力可等同于至少50mm铅。
内室除了设有处理装置之外，可设有用于将附加服务(例如电、气、真空、水和压缩空气)链接到处理腔的连接装置。该连接装置优选构造成使得将附加服务链接到处理腔在连接或断开期间的任何时刻都不会破坏处理腔的完整性。用于连接上述服务的连接装置优选设置在一个壁中，该壁优选是设置DPTE端口的壁。在这样设置连接装置的实施方式中，DPTE端口优选是270-DPTE端口，壁优选是内室的、在操作上与外壳的主门相邻的壁。
外壳可设有用于容纳辐射检测和/或辐射监控仪器的腔。腔可以由辐射防护能力等同于50mm铅的辐射防护材料制成。内室也可设有辐射检测和/或监控仪器。
外壳可设有内室照明装置，照明装置通过内室窗口为内室提供光。照明装置可以呈设置在电灯插座中的电灯的形式，每个电灯插座安装在由辐射防护能力等同于50mm铅的辐射防护材料制成的基座上，呈塞或槽的形式，该塞或槽以防止辐射泄漏的方式从外部通过外壳的顶部配合。
组件可具有告警装置，例如一个以上的报警器。至少一个报警器可与辐射检测和/或监控仪器协同操作，并且可构造成指示来自组件的辐射发射的不可接受的水平。另一报警器可与通风系统协同操作，以指示通风空气流动的故障或不充分。
根据本发明的第二方面，提供了一种操作根据本发明第一方面的放射性材料处理组件，以处理其中的放射性材料的方法，该方法包括：
将内室插入所述组件的所述外壳中；
从所述外壳外部的位置处理所述内室的所述容纳/处理腔内的放射性材料；以及
从所述外壳移除所述内室。
所述方法可包括：在从所述外壳移除初始的或第一内室之后将第二内室插入所述外壳中，并且处理所述第二内室的所述容纳/处理腔内的不同的第二放射性材料，所述第二放射性材料不同于初始的或第一放射性材料，例如具有不同于第一放射性材料的辐射发射性。
所述方法还可包括：分别在进而装载入或插入所述外壳的第三和进一步的内室中，提供不同于第一和第二放射性材料的第三和进一步的放射性材料。
在本发明的一优选实施方式中，所述方法可包括：在组件的相同内室的组件中处理相似的放射性材料，并且在组件的分离的内室的组件中处理不同的放射性材料。
所述方法可包括：在内室已经插入外壳之后将放射性材料装载至其相关联的内室中。可选地，所述方法可包括：在内室已经插入外壳之前将放射性材料装载至其相关联的内室中。
所述方法还可包括：在内室从外壳移除之前将放射性材料从其相关联的内室移除。可选地，所述方法可包括：在内室从外壳移除之后将放射性材料从其相关联的内室移除。
当所述材料是“温和”的辐射体，即仅发射足以通过内室自身的防护能力容纳的低强度辐射时，特别有利的是在从外壳移除内室之后将放射性材料装载入和/移除出内室。
所述方法还可包括在从外壳移除内室之后并且在其中插入另一内室之前净化外壳。
所述方法还包括在从外壳移除内室之后净化内室。
所述方法还可包括在从外壳移除内室之前或之后密封内室，以保持其完整性。
附图说明
现在参照以下附图更详细地描述本发明。
附图中：
图1示出根据本发明的组装好的放射性材料处理组件的正视图；
图2示出了图1的处理组件的一侧视图；
图3示出了图1和2的处理组件的后视图；
图4示出了图1至3的处理组件的另一侧视图；
图5示出了图1至4的处理组件的水平截面；
图6示出了图1至5的处理组件的分解透视图；并且
图7示出了图1至6的处理组件的容器装载组件的局部剖切侧视图，并且用阴影线示出了辐射防护材料的部分。
具体实施方式
在图中，附图标记10总体上表示根据本发明的放射性材料处理组件。
该组件包括外壳12和内室14(在图4、5和6中详细地示出)，内室14可移除地安装在外壳12内部的轨道(未示出)上，轨道有利于将内室14插入外壳12中。内室14通过连接到设置在外壳12内的锚固或稳定支座(未示出)而稳定在外壳12内的轨道上。
内室14是不锈钢的，限定有容纳/处理腔16(下文也简称为“处理腔16”)，处理腔16在使用中容纳待在组件10中处理或维护的放射性材料。内室14设有聚碳酸酯窗口22，窗口22构成内室14的斜定向的上壁。
如图5中最清楚示出的那样，内室和外壳在水平截面中具有互补的形状。更具体地，内室14和外壳12分别具有两个侧壁(分别是18a、18c和20a、20c)、两个端壁(分别是18b、18d和20b、20d)和一个倾斜壁(分别是18e和20e)。当内室14安装在外壳中时，侧壁18a、20a和18c、20c，端壁18b、20b和18d、20d，以及倾斜壁18e、20e因而处于彼此相邻的位置。
外腔12的侧壁20a和20c、端壁20b和20d以及倾斜壁20e是铅制的，通常由被高完整性支撑框架支撑的互锁铅块或实心铅板构成。外腔12还具有铅底板和铅顶。
窗口24设置在外壳12的倾斜侧壁20e中，该窗口具有等同于100mm铅的辐射防护能力，并且提供了穿过内室窗口22进入处理腔16的视线。
呈钳26形式的处理装置通过柔性罩30连接到内室14的壁18b、18c。互补的控制装置28均包括控制杆28.1和手枪握把式用户接口28.2，并且通过铅的球窝32连接到外壳12的壁20b、20c，球窝32使控制装置28可在壁20b、20c中枢转并轴向(滑动地)移位。壁18b的钳26处于与壁18c的钳26不同的高度。
控制装置28的杆28.1可移除地操作连接至它们的相关钳26，使得通过手枪握把28.2的操作控制钳26的夹持动作，并且使得通过杆28.1在窝32中的枢转和滑动移位来引导钳26的移位。
钳26和它们的相关控制装置28分别定位在内室的壁18b、18c和外壳的相邻壁20b、20c中，壁18b、18c和20b、20c围绕壁18b、18c和20b、20c的突出部“P”之间的相交垂直线“I1”和“I2”，相对彼此矩形定向。钳26和它们的相关柔性罩30以及控制装置28因而有效地相对彼此矩形定向或者大致横向定向。
内室14设有两个DPTE端口，包括270-DPTE端口34.1和105-DPTE端口34.2，它们分别设置在内室14的侧壁18d和18a中。DPTE端口34.1、34.2分别与在内室14的侧壁18b和18c中的处理装置26对准。
外壳12的端壁20d呈滑动门布置的形式，包括可滑动地平行安装在轨道38中的上门板36a和下门板36b，轨道38形成支撑外壳12的高完整性支撑框架39的部分。门板36a、36b通过一对在滑轮(未示出)上运行的连接缆线控制，使得每个板36a和36b形成另一个的配重，并且板36a、36b能够容易地朝向或远离彼此滑动移位，从而选择性地允许进入外壳12的内部。
内室14包括由盖42关闭的底部装载端口40，盖42只能从处理腔16内部打开。端口40构造成在其中接收或装入通常呈罐45形式的放射性材料容器，用于将放射性材料和其它材料装入和装出腔16。
外壳12设有底部装载端口进入装置41(图7)，当内室14安装在外壳12内时，通过该底部装载端口进入装置能够从外壳12的外部进入内室14的端口40。端口进入装置41呈外壳12的铅底板中的开口的形式，该开口通过可移除的铅防护罩或下文称为钥匙43的槽关闭，钥匙43在覆盖开口时通过卡口式配合43.1连接到底部装载端口40的盖42，从而当与其连接时将盖42锁定在适当位置并且防止盖42打开。这样，钥匙43将盖42锁定在端口40的正常关闭状态。钥匙43可通过手柄46.5操作。钥匙43的一部分43.2是铅的，因而在与盖42接合时为底部装载端口40和底部装载端口进入装置41提供了辐射防护。
外壳12还设有容器装载组件46，组件46包括推车46.2，推车46.2被支撑在连接到外壳12的水平轨道46.3上。推车46.2设有安装在推车46.2的一端上的容器移位装置46.1，并且设有位于推车46.2的另一端上的底部装载端口钥匙插座46.4。推车46.2的安装有钥匙插座46.4的端部设有铅环46.6(只能看到一部分)，铅环46.6在钥匙43与盖42分离时提供了进一步的辐射防护。移位装置46.1包括具有托架44.4的提升机构44，托架44.4连接到可滑动地安装到移位装置46.1的竖直柱44.1上的套筒44.3。在使用中，罐45支撑在托架44.4上，托架44.4可通过一对在滑轮44.2上运行的连接缆线(未示出)穿过端口进入装置41与内室14的端口14轴向对准地竖直移位。
在正常的关闭或锁定位置(未示出)，钥匙43通过互补的卡口式配合43.1与设置在盖42上的卡口式配合(未示出)接合。在关闭或锁定位置，钥匙43部分延伸至由插座46.4限定的凹部中，使得当钥匙43与盖42接合时防止推车46.2及其罐45和移位装置46.1的水平运动，从而将推车46.2有效地锁定在适当位置。因而，只能在通过从盖42移除钥匙43(即，拧下钥匙43)并将其装入推车46.2上的插座46.4而将钥匙43解锁时，推车46.2才能将罐45移动至与端口40轴向对准的位置，如图7所示。在钥匙43已经这样存放之后，推车46.2侧向滑动，从而使罐45与端口40轴向对准。
装载组件46还设有侧向或水平的滑动板46.5，该滑动板46.5可操作以移除罐45的盖45.1。在使用中，提升机构44将仍处于关闭状态的由类似的不透辐射或防护材料制成的罐45及其盖45.1朝向端口40提升。当盖45.1位于横向安装在推车上的水平滑动板46.5的高度时，盖45.1被滑动板46.5的夹持机构(未示出)夹持，并且从罐45移除，使得罐45打开。打开的罐45然后被进一步升高至其抵靠端口40的对接位置。罐45的对接位置通常位于的高度使得罐45的上表面基本齐平于或者略微高于腔16内侧上的底部装载端口40的边缘。优选地，盖42仅在罐45处于该位置时从室14的内侧打开，从而提供通向罐45内的辐射源或样本材料的入口。在该构造中，避免了来自罐45内的任何源或放射性材料的辐射泄漏，并且避免了从处理腔16内穿过端口40的材料的任何意外溢出或者被污染仪器的掉落。
装载组件46还构造成将不同直径的罐与端口40对接。对于直径小于最大容许直径的每个罐45，设置匹配的外间隔环或套筒45.2，其优选由类似的不透辐射材料制成，并且具有与托架44.4和端口40匹配的外径和形状。这样，间隔件45.2紧密地装配在罐45周围，使得当盖45.1被移除时，罐45和间隔件45.2不变地为内室14的端口40提供防辐射泄漏。
应理解，在使用中，在放射源或样本已经输送出罐45或输送回罐45内之后，按照前文对于装载操作所述的步骤的相反顺序，端口40将被盖42从室14内侧关闭，罐45将下降，用其自身的盖45.1关闭并且从装载端口和进入装置41移除。然后钥匙43将放回原处并与盖42再次接合，从而尽快恢复正常的完整状态。
外壳12还设有成铅旋转门48形式的通向105-DPTE端口34.2的进入装置，铅旋转门48在与内室的侧壁18a中的105-DPTE端口34.2的位置对应的位置关闭外壳12的侧壁20a中的进入开口50。
腔52设置为外壳12的部分，腔52设有用于监控组件10的辐射放射的辐射监控检测仪器(不可见)。在优选实施方式中，辐射检测仪器可以是检测任何电离辐射的所谓的电离室。应理解，在该实施方式中，腔52可以自身是电离室。组件还设有呈报警器(未示出)形式的告警装置，该告警装置与腔52中的辐射监控检测装置相关联，并且构造成指示来自组件10的不可接收的辐射放射水平。
内室14在其端壁18d上设有服务连接装置54，服务连接装置和用于向内室传输诸如电、气、真空、水和压缩空气的服务的外部服务传输装置可连接到端壁18d。连接装置54优选包括用于这些服务的每一种的传输装置的连接端口。
内室14设有通向腔16的通风入口56和源自腔的排气出口58。对于入口56和出口58的每一个，设置包括两个过滤元件的过滤装置(未示出)，一个过滤元件在室14内部，另一个过滤元件在室14外部，但是仍位于外壳20内并与内部过滤元件流动联通。在每个过滤装置中内部过滤元件的服务和替换可通过处理装置28从腔16内部进行，即，不会破坏腔完整性。
内室14的通风入口56上的过滤装置具有呈外壳20中的开口形式的对应的服务接入装置，该开口通过铅塞或阻塞件56.1防护。阻塞件56.1可移除，以允许通过服务接入装置替换外入口过滤元件。
排气出口58上的过滤装置在外壳20中具有通过铅塞或阻塞件58.1防护的类似的服务接入装置，用于替换外排气过滤元件。排气出口58的外排气过滤元件通过排气管线连接到实验室或者容纳处理组件10的类似地点的通风系统。通过塞58.1经塞58.1中的迷宫通路引导排气管线，使其防辐射泄漏。
在使用中，为了处理特定类型和特定目的的放射性材料，将内室14在装载状态(即，或者预加载特定的放射性材料，或者保留先前对于相同放射性材料的操作)穿过滑动门装置36插入外壳12中。可选地，内室14在空载状态插入外壳12中，之后通过底部装载端口40将放射性材料装载至处理腔16中。其它非放射性样本材料和仪器通常通过DPTE端口34.1、34.2装载。当内室14已经插入外壳12中时，控制装置28连接到它们相关联的处理装置26，并且通过在通过控制装置28控制处理装置26时，通过处理装置26的操作进行放射性材料的处理。
在完成后，放射性材料以及其它废料通过底部装载端口40和/或DPTE端口34.1、34.2从处理腔16卸载。内室14随后被密封并从外壳12移除。
本发明试图提供一种多用途放射性材料处理或容纳组件(或热室)，其与传统的容纳设备相比，使用的多功能性增加，特别是在缩短净化时间和对其中的不同放射性材料进行操作所需的时间(包括连续操作之间的停工时间)的方面。因而以下被认为是所描述的本发明的优点：对于在组件中处理的每个放射性材料使用单独的内室避免或者明显减少了在处理其中的不同放射性材料之前净化组件的要求，从而能够进行一系列操作而不需要延长的净化操作(其延迟了这些操作的连续进行)，并且不用担心连续操作之间的交叉污染。
与本发明领域中通常使用的共面布置相比，处理装置26和相关联的控制装置28的成角度间隔定位，以及在外壳中的倾斜定向壁20e中设置窗口24，如前所述，有利于在处理腔16中执行操作并增加多用性。更具体地，处理装置和相关联的控制装置的成角度定位，以及它们在不同高度的定位具有这样的效果：处理腔中的处理装置的操作范围重叠，互补的处理装置和相关联的控制装置之下或之上或者室角落中不存在申请人意识到的传统处理设备中所具有的所谓的“死空间”。另外，与内室窗口结合的外壳窗口的倾斜定位在内室的所有区域中提供了更好的可视性，从而提供了具有内室的优化空间利用的紧凑处理组件。
除了底部装载端口之外，即使在内室安装在外壳中时，通过包括外组件的端壁20b的滑动门36a、36b、以及旋转门48而方便地利于进出外壳，旋转门48在内室安装在外壳内时提供通向内室的105-DPTE门34.2的入口。
另外，在容易通过该门组件互换内室的方面，提供了滑动门36a、36b的明显优点。内室的这种互换可以仅通过以下进行：如前所述移除控制装置28和内室14顶部上的外过滤元件，之后松开组件框架上的支座。相比之下，在申请人已知的传统设备中，移除内舱或腔(如果有的话)需要至少部分拆卸防护壁和顶，即使是在现有技术中发现的所谓模块化装置中也是如此。
以下被认为是本发明的优点：当对不同的放射性材料进行一系列操作或常规测试时，由于组件的内室的可互换性而只需要使用一个组件。传统上，为了对不同的放射性材料进行操作，需要多个传统容纳设备：每种放射性材料或者每组相容的材料需要一个设备，并且不可避免地复制处理仪器的至少大多数。本发明的组件因而在以下方面紧凑：通过对于不同的内室使用仅一个组件和单个紧凑的存储空间(通常只需要等同于不超过10mm铅的防护并且在存储期间不需通风)而在实验室或者其所设置的任何其它位置节省了空间。
所述的本发明的进一步优点在于：尽管连续地互换内室，也通过组件保持了高度的容纳完整性。这是由于内室的底部装载端口和外壳的相关联的容器移位装置的构造，该构造在安装于外壳内时能够将放射性材料安全从容地装入和装出内室。上述通风入口和排气口的构造也有助于保持高度的容纳完整性。该高度容纳完整性与内室的可互换性相结合产生的明显优点在于：在对于不同放射性材料的连续操作之间避免了交叉污染。
所述本发明的又一优点在于，内室可对于操作相同放射性材料再次使用，并且不需要丢弃。这也减少了由净化产生的放射性废料的产量。
本发明的进一步优点在于，每个内室在其中设有其自身的处理装置。这样能够根据在各个室中要进行的服务的要求而在该室中设置选择性的处理和其它服务。在每个内室中单独地使用处理装置和其它服务装置进一步减少了组件的净化需求。
本发明的另一优点在于，如果需要净化内室，该净化可如下进行：用柔性附接装置(或罩)代替手套，而且在DPTE端口中安装手套，从而能够进行手动净化。
本发明的另一优点在于，装载组件的放射性材料容器移位装置构造成总是在直立状态处理容器或罐，从而进一步减小辐射暴露的危险。
该组件在以下方面是受到进一步认可的：诸如Perspex TM或者聚碳酸酯屏的其它防护装置可设置在具有最小防护的部分，从而提供进一步保护而防止辐射暴露。
为了阐释这些优点中的一些，申请人在根据本发明的原型处理组件或设备上设定：内室通常可在少于四小时内由一个或两个人互换。这包括将所有处理装置和其它外部装置以及服务连接从移除的内室拆下，并且在替代内室已经插入并装配之后重新附接所有处理装置和其它外部装置以及服务连接，但是不包括所需的容器检查，例如在内室已经从外壳移除时对内室周围的辐射水平测量，以及对于内室外部的可能污染获取样本涂片。还包括从外壳移除铅防护的某些部分，例如通风端口阻塞件56.1和58.1，以分别从入口和出口通风管线断开并移除外过滤元件。这占原型处理设备的外壳防护所用的铅的总质量的大约3％。
相比之下，根据污染类型已经渗透和/或附接至设备内壁的程度，为了准备传统的处理设备(其不具备本发明的可互换内室的特征)以处理不同的放射性类型，包括根据本领域公知的标准为了下一类型净化并准备设备所需的动作，通常需要至少一周，在一些情况下达到几个月。
申请人还发现，具有至少六个内室的容量并且设有所述不超过10mm铅的防护的典型的内室存储空间，将占用大约与其自身处理组件相等的占地面积。

Claims (20)

1.一种放射性材料处理组件，其包括：
外壳；
内室，其限定了放射性材料容纳/处理腔，并且可移除地安装在所述外壳内；以及
处理装置，其可从所述内室外侧操作，以处理位于所述容纳/处理腔中的放射性材料，所述外壳和所述内室中的至少一个主要由不透放射性的防护材料制成。
2.根据权利要求1所述的组件，其中，所述处理装置包括在所述容纳/处理腔内的操纵装置、将所述操纵装置连接到所述内室的壁的附接装置，所述附接装置构造成使所述操纵装置能够运动。
3.根据权利要求2所述的组件，该组件包括用于所述处理装置的控制装置，所述控制装置在使用中可操作以从远离所述容纳/处理腔的位置，控制所述处理装置的操作。
4.根据权利要求3所述的组件，其中，所述控制装置包括控制杆，所述控制杆的一个端部连接到所述处理装置，所述控制杆的另一端部延伸超出所述外壳的边界之外并且设有用户控制接口。
5.根据权利要求4所述的组件，其中，所述控制杆通过枢转安装部而可枢转地安装在所述外壳的壁中，从而引导所述处理装置的枢转运动。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的组件，其中，设置两个所述处理装置，所述处理装置安装至所述内室，使得在平面图中看去时所述处理装置彼此成角度地隔开。
7.根据权利要求6所述的组件，该组件包括在所述外壳和所述内室中的观察装置，该观察装置用于在所述内室安装在所述外壳内时视觉检查在所述容纳/处理腔内容纳并处理的放射性材料。
8.根据权利要求7所述的组件，其中，所述观察装置呈在所述内室和所述外壳的每一个的壁中的至少一个窗口的形式，该窗口在所述内室安装在所述外壳内时提供了从所述组件外部的位置到所述容纳/处理腔的视线。
9.根据权利要求8所述的组件，其中，至少一个所述窗口由不透辐射材料制成，该不透辐射材料具有等同于至少75mm铅的辐射防护能力。
10.根据权利要求6至9中任一项所述的组件，其中，所述处理装置在所述内室和所述外壳中位于不同的高度，由此所述处理装置彼此垂直隔开。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的组件，其中，所述内室设有容纳/处理腔进入装置，该容纳/处理腔进入装置用于将材料引入和撤出所述容纳/处理腔。
12.根据权利要求11所述的组件，其中，所述容纳/处理腔进入装置包括内门组件和外门组件，使得在将材料引入或撤出所述容纳/处理腔期间不破坏所述容纳/处理腔的完整性。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的组件，其中，所述内室设有：底部装载端口，其用于将材料通过所述室的底部装入和装出所述容纳/处理腔；以及关闭装置，其从所述容纳/处理腔内侧关闭并密封所述底部装载端口。
14.根据权利要求13所述的组件，其中，所述外壳设有底部装载端口进入装置，当所述内室安装在所述外壳中时，所述底部装载端口进入装置从所述组件的外部与所述内室的所述底部装载端口相关联，并提供通向所述底部装载端口的入口。
15.根据权利要求14所述的组件，其中，在所述外壳上设置容器装载组件，该容器装载组件包括用于使容器通过所述底部装载端口进入装置对接所述底部装载端口的容器移位装置。
16.根据权利要求15所述的组件，其中，所述装载组件装置包括用于将容器朝向所述底部装载端口提升的提升装置。
17.根据权利要求16所述的组件，其中，所述装载组件构造成将不同直径的容器对接所述底部装载端口，这通过以下实现：对于特定直径的每个容器将用于接收所述容器的匹配的外间隔件、环或套筒安装至所述提升装置，该外间隔件、环或套筒具有固定的外径并且成形为与所述提升装置的托架以及所述底部装载端口开口相匹配。
18.根据权利要求1至17中任一项所述的组件，其中，所述内室设有通向所述容纳/处理腔的至少一个通风入口和源自所述容纳/处理腔的至少一个排气出口，所述通风入口和排气出口分别设有入口和出口过滤器。
19.一种操作根据权利要求1至18中任一项所述的放射性材料处理组件，以处理其中的放射性材料的方法，该方法包括：
将内室插入所述组件的所述外壳中；
从所述外壳外部的位置处理所述内室的所述容纳/处理腔内的放射性材料；以及
从所述外壳移除所述内室。
20.根据权利要求19所述的方法，该方法包括：在从所述外壳移除初始的或第一内室之后将第二内室插入所述外壳中，并且处理所述第二内室的所述容纳/处理腔内的不同的第二放射性材料，所述第二放射性材料不同于初始的或第一放射性材料。
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