CZ2012478A3 - Stínící kompozitní stavební materiály a stavební prvky pro výstavbu objektů s nízkou interní úrovní ionizujícího záření - Google Patents
Stínící kompozitní stavební materiály a stavební prvky pro výstavbu objektů s nízkou interní úrovní ionizujícího záření Download PDFInfo
- Publication number
- CZ2012478A3 CZ2012478A3 CZ2012-478A CZ2012478A CZ2012478A3 CZ 2012478 A3 CZ2012478 A3 CZ 2012478A3 CZ 2012478 A CZ2012478 A CZ 2012478A CZ 2012478 A3 CZ2012478 A3 CZ 2012478A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- weight
- range
- building
- building elements
- materials
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
- G21F3/00—Shielding characterised by its physical form, e.g. granules, or shape of the material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B26/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing only organic binders, e.g. polymer or resin concrete
- C04B26/02—Macromolecular compounds
- C04B26/10—Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
- C04B26/14—Polyepoxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
- G21F1/00—Shielding characterised by the composition of the materials
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
- G21F1/00—Shielding characterised by the composition of the materials
- G21F1/02—Selection of uniform shielding materials
- G21F1/04—Concretes; Other hydraulic hardening materials
- G21F1/042—Concretes combined with other materials dispersed in the carrier
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
- G21F1/00—Shielding characterised by the composition of the materials
- G21F1/02—Selection of uniform shielding materials
- G21F1/10—Organic substances; Dispersions in organic carriers
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
- G21F3/00—Shielding characterised by its physical form, e.g. granules, or shape of the material
- G21F3/04—Bricks; Shields made up therefrom
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/00241—Physical properties of the materials not provided for elsewhere in C04B2111/00
- C04B2111/00258—Electromagnetic wave absorbing or shielding materials
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Building Environments (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
- Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
- Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)
Abstract
Stínicí kompozitní stavební materiály pro stavební prvky, které jsou na bázi kameniva, cementu a vody nebo na bázi kameniva a epoxidové pryskyřice, mají hmotnostní aktivitu v nich obsažených radionuklidů pro radionuklid Ra-226 nižší než 5 Bq/kg, pro radionuklid Th-228 nižší než 5 Bg/kg a pro radionuklid K40 nižší než 50 Bg/kg. Kamenivo a nerostné složky cementu jsou přitom tvořeny materiály z prvohorních geologických formací.
Description
Stínící kompozitní stavební materiály a stavební prvky pro výstavbu objektů s nízkou interní úrovní ionizujícího zářeni
Oblast techniky
Technické řešení se týká stínících kompozitních stavebních materiálů a z nich vytvořených stavebních prvků na bázi kameniva s nízkým obsahem radionuklidu a jejich využiti při konstrukci objektů s nízkou interní úrovni ionizujícího zářeni, které je uvnitř objektů dosaženo odstíněním nežádoucích účinků ionizujícího záření, zejména záření gama, elektronů a neutronů pocházejících zejména z přírodních radionuklidu uranové a thoriové rozpadové řady, přírodního radionuklidu K-40 a kosmického zářeni, a to při použití přírodních, ekologicky šetrných materiálů.
Dosavadní stav techniky
Pro účely měření veličin v jaderné a atomové fyzice je důležité sníženi nežádoucích účinků ionizujícího záření emitovaného přírodními i umělými zdroji zářeni, tzv, radiačního pozadí. K tomu je při konstrukci měřicích zařízen, v současnosti používáno především stíněni z olova o tloušťce stěny 5 až 10 cm. Nevýhodou je zdravotní závadnost olova, obsah radionuklidových nečistot, zejmena radionuklidu Cs-137 jako produktu jaderných zkoušek a havárii, obtížná manipulace kvůli velké měrné hmotnosti a vysoká cena.
V menší míře je používáno stínění ze speciální nízkopozaďové oceli o tloušťce 20 cm a více, ve které je běžný obsah radionuklidů technologickými postupy snížen. Nevýhodou je zejména obtížná dostupnost a velmi vysoká cena.
Další ojediněle používané materiály, například wolfram, se vyznačují velmi vysokou cenou a jsou proto vhodné jen pro speciální stínění malých rozměrů.
Společnou nevýhodou etínění zhotovených z kovů je složitost konstrukce. Kvůli snížení ceny a celkové hmotnosti z důvodu transportovatelnosti jsou taková stínění typicky pevnou součástí sestavy měřicího zařízení, což vyžaduje složité opracování, spojování prvků a často i nezbytné kompromisy, například kabelové průchodky snižující stínící efekt.
Současně používané stavební materiály a stavební prvky s vysokou měrnou hmotností, nerostného původu nebo kombinované, tj. s přidanými kovovými částicemi, dosud nejsou pro účely měření veličin v atomové a jaderné fyzice používány pro vysoký obsah přírodních radionuklidu zvyšujících úroveň ionizujícího záření uvnitř měřicích zařízení.
Pro účely výstavby obytných místností jsou v současnosti obvykle používány stavební materiály nerostného původu obsahující přírodní radionuklidy, zejména Ra-226 a Th-228 s hodnotami hmotnostních aktivit v řádu desítek Bq/kg (Becquerel/kilogram) a K-40 v řádu stovek Bq/kg. Obyvatelé jsou proto vystaveni nízkým, ale přesto nežádoucím účinkům ionizujícího záření, ať už záření gama, emitovaného ze zdí, či záření alfa a beta, emitovaného vdechovanými dceřinými produkty plynného radionuklidu Rn-222.
Stavební materiály a stavební prvky nerostného původu nebo kombinované s obvyklým obsahem přírodních radionuklidů, které úroveň ionizujícího záření zvyšují, jsou v současnosti používány pouze tam, kde obsah radionuklidů není podstatný, zejména pro odstínění silných zdrojů ionizujícího záření v technologických objektech. Zdroj záření se přitom nachází uvnitř stínění.
Podstata vynálezu
Výše uvedené nevýhody z velké části řeší stínící kompozitní stavební materiály a z nich vytvořené stavební prvky na bázi kameniva pro výstavbu objektů s nízkou interní úrovní ionizujícího záření. Podstatou nového kompozitního stavebního materiálu a stavebních prvků je, že komponenty jsou vybrány tak, že hmotnostní aktivita kompozitního materiálu je pro radionuklid Ra-226 nižší než
Rq/kg, zároveň pro radionuklid Th-229 nižší než 5 Bq/kg a zároveň pro radionuklíd K-40 nižší než 50 Bq/kg. Výběr materiálů je kontrolován měřením pomocí spektrometru záření gama.
Kamenivo a nerostné složky cementu jako základní komponenty kompozitních stavebních materiálů, a z nich vytvořených stavebních prvků, jsou výhodně tvořeny materiály z prvohorních geologických formací. V těchto velmi starých nerostných materiálech je obsah přírodních radionuklidů s dlouhými poločasy rozpadu významně snížen.
V jednom možném provedení stínící kompozitní stavební materiál a z něj vytvořené stavební prvky obsahují kamenivo v rozsahu 64% až 88% hmotn., cement v rozsahu 9% až 21% hmotn. a vodu v rozsahu 3,5% až 10% hmotn. z celkové hmotnosti čerstvé výrobní směsi. V tomto případě může být kamenivo s výhodou složeno ze zrn frakce 0-2 mm v rozsahu 41% až 51% hmotn., zrn frakce 4-8 mm v rozsahu 10% až 20% hmotn. a zrn frakce 8-11 mm v rozsahu 34% až 44% hmotn. Rovněž tak je zde možné výhodně přidat plastifikátor v rozsahu 0,1% hmotn. až 5% hmotn. z celkové hmotnosti čerstvé výrobní směsi.
V jiném možném provedení stínící kompozitní stavební materiál a z něj vytvořené stavební prvky obsahují kamenivo v rozsahu 80% až 95% hmotn. a epoxidovou pryskyřici v rozsahu 5% až 20% hmotn. z celkové hmotnosti čerstvé výrobní směsi. V tomto případě může být kamenivo s výhodou složeno ze zrn frakce 0-2 mm v rozsahu 47% až 57% hmotn., zrn frakce 4-8 mm v rozsahu 14% až 24% hmotn. a zrn frakce 8-11 mm v rozsahu 24% až 34% hmotn.
Stavební prvky z uvedených materiálů mají měrnou hmotnost nejméně 2300 kg/m3, čímž je dosaženo dostatečného stínícího efektu. Pro vysokou efektivitu výstavby mohou být stavební prvky výhodně vyráběny ve speciálních tvarech a opatřeny speciálními zámky umožňujícími suchou výstavbu různých geometrických tvarů, samonosnost, optimalizaci počtu vrstev, rozebíratelnost. Mohou být výhodně opatřeny otvory umožňujícími jednoduchou manipulaci či zpevnění vložením tyčí.
Uýhftdeu Msní je, že úroveň ieniaujíeího sároní uvnitř objektu vytvořeného z popsaných stavebních materiálů nebo z nich zhotovených stavebních prvků s nízkým obsahem radionuklidů je oproti úrovni ionizujícího záření vně objektu významně snížena.
Při použití materiálů a prvků pro účely výstavby pobytových objektů je tedy uvnitř objektů sníženo i ozáření osob ionizujícím zářením a tím i zdravotní riziko s tím spojené.
Předkládané řešení umožňuje zejména:
- jednoduché, levné a účinné snížení účinků ionizujícího záření emitovaného přírodními i umělými radionuklidy cestou výstavby objektů pomocí stavebních materiálů a stavebních prvků
- zajištění nízkého radiačního pozadí pro potřeby výzkumných, vývojových, experimentálních, metrologických, lékařských a technologických pracovišť včetně výstavby velkých stínících objektů, kde je použití dosavadních materiálů, jako je olovo, velmi drahé nebo z jiných důvodů nemožné
- realizaci i velkých odlévaných bloků manipulovatelných jeřáby, zejména pro standardizovaná řešení
- nahradit v současnosti nejvíce používaná olověná stínění, která jsou ekologicky nevhodná, prodražují výrobu zejména velkých měřicích zařízení, jejichž jsou pevnou součástí, a snižují efektivitu jejich využití, nezávislými stínícími objekty realizovanými klasickou stavební metodou
- realizovat pobytové objekty nebo místnosti s nízkou interní úrovni ionizujícího záření a snížit tak riziko stochastických bezprahových účinků ionizujícího zarem a tím riziko nádorového onemocnění.
Objasnění výkresů
Na přiložených obr. 1 - 4 jsou znázorněny příklady provedení stavebních prvků a jejich aplikace.
Να Obr.1 jo axonometrický pohled na první typ tvárnice c rozměry 200 x 200 x 100 mm. Na obr. 2 je axonometrický pohled na druhý typ tvárnice s rozměry 400 x 200 x 100 mm. Na obr. 3 je axonometrický pohled na prvek s rozměry 1600 x 100 x 100 mm vhodný jako první typ překladu pro konstrukci stropu objektu. Na obr. 4 je axonometrický pohled na prvek s rozměry 1600 x 100 x 100 mm vhodný jako druhý typ překladu pro konstrukci stropu objektu bez podélných zámků.
Na obr. 5 je jako příklad provedení objektu s nízkou interní úrovní ionizujícího záření ze stavebních materiálů a prvků podle předkládaného řešení uveden axonometrický pohled na měřicí kobku pro měření velkého objemu materiálů, látek a předmětů o velmi nízkých aktivitách.
Příklady uskutečnění vynálezu
Předkládané řešení se týká stínících kompozitních stavebních materiálů a z nich vytvořených stavebních prvků na bázi kameniva s nízkým obsahem radionuklidů pro výstavbu objektů s nízkou interní úrovní ionizujícího zarem.
Kamenivo a nerostné složky cementu jako základní komponenty kompozitních stavebních materiálů a z nich vytvořených stavební prvků jsou výhodné tvořeny materiály z prvohorních geologických formací. V těchto velmi starých nerostných materiálech je obsah přírodních radionuklidů s dlouhými poločasy rozpadu významně snížen.
Komponenty stavebního materiálu musí být vybrány tak, aby výsledná hmotnostní aktivita kompozitního materiálu byla pro radionuklid Ra-226 nižší než 5 Bq/kg, zároveň pro radionuklid Th-228 nižší než 5 Bq/kg a zároveň pro radionuklid K-40 nižší než 50 Bq/kg. Výběr materiálů je kontrolován měřením pomoci germaniového spektrometru záření gama.
Z komponent splňujících tyto podmínky lze pak připravit kompozitní stavební materiál a z něj vyrobit stavební prvky sestávající z kameniva v rozsahu 64% až 88% hmotn., cementu v rozsahu 9% až 21% hmotn. a vody v rozsahu 3,5% az 10% hmotn. z celkové hmotnosti čerstvé výrobní směsi. Je například výhodné, je-li kamenivo složeno ze zrn frakce 0-2 mm v rozsahu 41% až 51% hmotn., zrn frakce 4-8 mm v rozsahu 10% až 20% hmotn. a zrn frakce 8-11 mm v rozsahu 34% až 44% hmotn. Aby bylo dosaženo výhodného složení jednotlivých frakcí zrn kameniva, lze do směsi přidat plastifikátor v rozsahu 0,1% hmotn. až 5% hmotn. z celkové hmotnosti čerstvé výrobní směsi, což umožní její lepší zpracovatelnost.
Z komponent splňujících výše uvedené podmínky lze zhotovit i kompozitní stavební materiál a z něj vyrobit stavební prvky sestávající z kameniva v rozsahu 80% až 95% hmotn. a epoxidové pryskyřice v rozsahu 5% až 20% hmotn. z celkové hmotnosti čerstvé výrobní směsi. Je například výhodné, je-li kamenivo složeno ze zrn frakce 0-2 mm v rozsahu 47% až 57% hmotn., zrn frakce 4-8 mm v rozsahu 14% až 24% hmotn. a zrn frakce 8-11 mm v rozsahu 24% až 34% hmotn.
Obsah radionuklidů v materiálech pro výrobu stínících kompozitních stavebních materiálů a v hotových stavebních prvcích z nich vytvořených je stanovován a ověřován měřením pomocí germaniového spektrometru záření gama.
Jak bylo uvedeno, při výrobě stínících kompozitních stavebních materiálů a prvků lze použít směs kameniva, cementu a vody, příp. plastifikátoru ci směs kameniva a epoxidové pryskyřice. Při použití pryskyřice je obsah radionuklidů ve stavebních materiálech a z nich vytvořených stavebních prvcích nižší a tím i radiační pozadí ve vystavěných objektech ještě nižší než při použití cementu, avšak cena takových stavebních materiálů a prvků je výrazně vyšší. Volbou druhu stavebních materiálů a prvků nebo jejich kombinací lze dosáhnout pro každý konkrétní případ výstavby objektu s nízkou interní úrovní ionizujícího záření optimálního poměru výkon/cena. Druh stavebního materiálu a prvku využívající pryskyřici dosahuje oproti stavebnímu prvku s cementem vyšší pevnosti a nosnosti a je proto výhodně používán převážně pro překlady určené ke stavbě stropů objektů.
Stínící vlastnosti stavebních prvků jsou určeny jejich vysokou měrnou hmotností, které je dosahováno vysokým podílem kameniva s přesně danou a granulometrickou analýzou určenou stabilní křivkou zrnitosti.
Příkladem eměei stavebních prvků obsahující kamenivo, cement, vodu a jako výhodné provedení i plastifikátor, která splňuje výše uvedené limity výsledné hmotnostní aktivity, je směs sestávající z:
12,2% hmotnosti čerstvé směsi z cementu,
6,7% hmotnosti čerstvé směsi z vody,
0,3% hmotnosti čerstvé směsi z plastifikátoru a 80,8% hmotnosti čerstvé směsi ze suchého kameniva.
Takto připravená směs vykazuje vlastnosti vhodné pro výstavbu stěn a podlah objektů s nízkou interní úrovní ionizujícího záření.
Jiným příkladem stavebních prvků ze směsi splňující výše uvedené limity výsledné hmotnostní aktivity, je směs sestávající z:
88% hmotnosti čerstvé směsi z kameniva a
12% hmotnosti čerstvé směsi z epoxidové pryskyřice.
Takto připravená směs vykazuje vlastnosti vhodné pro výstavbu překladů stropů objektů s nízkou interní úrovní ionizujícího záření.
Příklady konkrétního výhodného provedení stavebních prvků s nízkým obsahem radionuklidů jedné soustavy jsou uvedené na přiložených výkresech. Jedná se o tvárnice A prvního typu na Obr. 1, tvárnice B druhého typu na Obr. 2, překlady C prvního typu na Obr. 3 a překlady D druhého typu na Obr. 4. Postup jejich výroby je obvyklý postup jako při vytváření obdobných prvků plněním směsí do připravených forem za průběžného vibrování.
Tvárnice A prvního typu na Obr. 1, mají čtvercovou podstavu a jsou na horní a spodní straně opatřeny speciálním zámkem. Tento zámek je na horní podstavě tvořen průběžným výstupkem 1.1, který je veden v podélné ose tvárnice A a druhým výstupkem 1.2 vedeným středem tvárnice A kolmo na průběžný výstupek 1/L Na spodní podstavě je symetricky proti průběžnému výstupku 1Ί. vytvořeno průběžné vybráním 1.3 a proti druhému výstupku 1.2 druhé vybrání 14.
Tvárnice B druhého typu na Obr. 2 má obdélníkovou podstavu, která má v dané soustavě shodnou šířku jako tvárnice A a její délka je rovna dvojnásobku délky tvárnice Λ Tvárnice B je analogicky opatřena na horní podstavě zámkem tvořeným průběžným výstupkem 1.1 v podélné ose tvárnice B a druhými výstupky 12 vedenými kolmo na první průběžný výstupek 1Ί.. V tomto případě jsou krajní druhé výstupky 1.2 umístěny ve stejné vzdálenosti d od kraje jako u tvárnice A a mezi druhými výstupky 1.2 je vzdálenost 2d. Spodní podstava je opět opatřena symetricky proti průběžnému výstupku 1.1 vytvořeným průběžným vybráním 12 a proti druhým výstupkům 1.2 vytvořenými druhými vybráními 14.
Překlady C prvního typu jsou ve tvaru hranolů o délce L a jsou opatřeny na horní podstavě zámkem tvořeným ve směru podélné osy průběžným výstupkem VI. a druhými výstupky 1.2 kolmými na průběžný výstupek 1J.. Vzdálenost krajních druhých výstupků 1.2 od kraje překladu C je d a vzdálenost mezi vnitřními druhými výstupky 1.2 je 2d. Na spodní straně překladu C jsou proti krajním druhým výstupkům 1.2 vytvořena druhá vybrání 1.4 a proti průběžnému prvnímu výstupku 1J. je pouze u krajů překladu C vytvořeno průběžné vybrání 12 o celkové délce 2d. Šířka překladu C je rovna d.
Překlady D druhého typu jsou rovněž ve tvaru hranolů o délce L a jsou opatřeny na horní podstavě zámkem tvořeným druhými výstupky 12 umístěnými kolmo na podélnou osu překladu D. Vzdálenost krajních druhých výstupků 12 od kraje překladu D je d a vzdálenost mezi vnitřními druhými výstupky 12 je 2d. Na spodní straně překladu D jsou proti krajním druhým výstupkům 12 vytvořena druha vybrání 14. Šířka překladu D je rovna d.
Všechny průběžné výstupky 1.1 a druhé výstupky 12 mají průřez ve tvaru rovnoramenného trojúhelníka a všechna druhá vybrání 12, 14 jsou rovněž ve tvaru rovnoramenného trojúhelníka o velikosti pro těsné zapadnutí do příslušného prvního či druhého výstupku 1.1, 12.
Je výhodné, je-li u stavebních tvárnic A a B a u překladů C opatřených zámky skládajícími se z průběžného výstupku TI, druhých výstupků 12 a k nim příslušejících vybrání 12, 14, alespoň v jednom jejich křížení, nejlépe v krajních, vytvořen průchozí manipulační a zpevňovací otvor 2. Tyto otvory 2 slouží pro možné prostrčení keueuýoh či laminátových zpevňujících tyčí. Otvory 2 současno sloun pro usnadnění manipulace s tvárnicemi, a to jak pro instalaci, tak pro deinstalaci.
Takto vytvořené stavební prvky umožňují rychlé řešení krizových událostí, vzhledem k velmi rychlému transportu prvků a výstavbě objektů, efektivní výstavbu objektů vzhledem k modulární výjimečnosti, rozebíratelnost objektů, optimalizaci počtu vrstev prvků, řešení různých geometrických uspořádání, vestavby, rekonstrukce a modernizace stávajících objektů. Výhodou je rovněž pevnost a odolnost i velkých objektů s ohledem na mechanické vlastnosti stavebních prvků a systém skládání. Stavební prvky díky výstupkům a vybráním tvoří samonosnou konstrukci, kterou lze dodatečně posílit vertikálními kovovými či laminátovými pruty, což řeší např. požadavky na seismicitu, postačující je suchá výstavba. Je možné rovněž barevné řešení stavebních prvků a další povrchová úprava, např. úprava pro snadnou dekontaminaci.
Příkladem objektu s nízkou interní úrovní ionizujícího záření, vystavěného pomocí stavebních prvků, je kobka pro měření nízkoaktivních odpadních materiálů o objemu cca 0,5 m3, zobrazená na Obr. 5. Měřicí kobka se skládá z podlahy 3 o celkové tloušťce 60 cm, sestavené ze stínících tvárnic s nízkým obsahem radionuklidů a podložené protiradonovou izolací, ze stěn 4 o celkové tloušťce 40 cm, sestavených z tvárnic s nízkým obsahem radionuklidů a vyztužených nerezovými tyčemi s nízkým obsahem radionuklidů a stropu 5 o tloušťce 60 cm, sestaveného z překladů s nízkým obsahem radionuklidů. Měřicí kobka je opatřena dvěma posuvnými dveřmi 6, která se skládají z rámů 7, vyrobených z oceli s nízkým obsahem radionuklidů a vyplněných tvárnicemi s nízkým obsahem radionuklidů o tloušťce 20 cm. Kvůli menší tloušťce dveří 6 jsou provedeny přesahy 8 podlahy 3 o 150 cm za dveře 6 vně kobky tak, aby bylo odstíněno nežádoucí záření, pronikající do kobky dveřmi 6.
Předložená soustava stavebních prvků zhotovených ze stavebních materiálů s nízkým obsahem radionuklidů svým provedením umožňuje jednoduchou konstrukci i rozměrných objektů různého geometrického uspořádání. Vhodné geometrické uspořádáni těchto stavebních prvků způsobuje významné zeslabení externího ionizujícího záření přírodního i umělého původu, a to při minimálním příspěvku ionizujícího záření pocházejícího materiálu vlastních stavebních prvku, takže výsledná úroveň ionizujícího záření uvnitř vystavěného objektu je významné snížena.
Výhodným uspořádáním je taková geometrie objektu a takový počet vrstev jednotlivých stavebních prvků objektu nebo taková tloušťka odlitého stavebního materiálu, při nichž je dosažený stupeň interní úrovně ionizujícího záření optimalizován pro danou lokalitu a účel.
Pro měřicí účely je výhodou takové provedení objektu, kdy je detekční cast měřicího zařízení umístěna nezávisle, samostatně a kompletně uvnitř stínícího objektu, bez pevného či obtížně rozebíratelného spojení s objektem, coz umožňuje zjednodušení konstrukce, snadnou manipulaci a transportovatelnost samostatného měřicího zařízení a tedy vyšší efektivitu jeho využití. Umožněna je tak náhrada tradičních kovových stínění, která jsou pevnou součástí měřicích systémů.
Zvýšené efektivity využití měřicích systémů sestávajících ze samostatných stínících objektů a měřicích zařízení lze dosáhnout nejen transportovatelnost. měřicího zařízení, ale i transportovatelností vlastního stínícího objektu vzhledem k jeho rozebíratelnosti.
Rozebiratelnost objektů umožňující opakované použití stavebních prvku je spolu s nízkými nároký na likvidaci těchto prvků složených převážně z přírodních materiálů ekologicky šetrným řešením.
Stavební prvky dle uvedeného přikladu jsou samonosné a umožňuji vystavět objekt s minimální tloušťkou stěn a podlahy 20 cm a neomezenou maximální tloušťkou stěn a podlahy. Minimální tloušťka stropu činí 10 cm, maximální je dana roztečí a profilem překladů, které určuji nosnost daného profilu. Příkladné překlady uvedené na Obr. 3 a 4 umožňuji svou nosností umístění stavebních prvků nad tento překlad až do celkové tlouštky stropu 80cm. Pevnost a nosnost prvků dosažená jejich složením a rovněž speciálním postupem jejich přípravy je dostatečná k zajištění bezpečného provozu objektů s nízkým pozadím.
β e * 5' ® · * *
V možném provedení obeahujo sestava objektu kromě stavebních prvků podle předkládaného řešení také další doplňkové běžné konstrukční prvky umožňující například pohyb vstupních a výstupních částí objektů, jako jsou napr. dveře.
V dalším možném provedení, kde není plná rozebiratelnost potřebná, může být podlaha či jiná část objektu vytvořena odlitím z materiálu s nízkým obsahem radionuklidů, který má shodné složení jako stavební prvky s nízkým obsahem radionuklidů.
Eliminace zvyšování pozadí uvnitř objektu s nízkým pozadím průnikem radioaktivního plynu Rn-222 a jeho dceřiných produktů lze dosáhnout ve výhodném provedení aplikací protiradonové izolace pod podlahu objektu, či na širší podlahové ploše v místě lokalizace objektu, a výměnou vzduchu uvnitř objektu pomocí filtroventilačního zařízení spolu se zabezpečením mírného přetlaku cisteneho vzduchu uvnitř objektu.
Je možné vystavět i velké objekty umožňují efektivní měření velkého množství materiálů, látek a předmětů obsahujících radionuklidy s velmi nízkou radioaktivitou na úrovni přírodního radiačního pozadí.
Průmyslová využitelnost
Předkládané řešení je použitelné pro výstavbu stínících objektů pro měření materiálů, látek a předmětů s obsahem radionuklidů o velmi nízkých aktivitách. Taková měření se běžně provádějí jak v laboratorních podmínkách, tak v podmínkách průmyslových, zejména při měření materiálů, látek a předmětu vzniklých při provozu či likvidaci jaderných zařízení pro účely jejich uvádění do životního prostředí bez další regulace, nebo pro ukládání na úložištích. Predkladane řešení je rovněž použitelné pro výstavbu obytných objektů či pobytových místnosti se sníženým rizikem stochastických účinků ionizujícího záření.
Claims (9)
1. Stínící kompozitní stavební materiály a stavební prvky pro výstavbu objektů s nízkou interní úrovní ionizujícího záření, kde stínící kompozitní stavební materiály a stavební prvky jsou na bázi kameniva, cementu a vody vyznačující se tím, že hmotnostní aktivita v nich obsažených radionuklidů je pro radionuklid Ra-226 nižší než 5 Bq/kg, zároveň pro radionuklid Th-228 nižší než 5 Bq/kg a zároveň pro radionuklid K-40 nižší než 50 Bq/kg.
2. Stínící kompozitní stavební materiály a stavební prvky podle nároku 1 vyznačující se tím, že kamenivo a nerostné složky cementu jsou tvořeny materiály z prvohorních geologických formací.
3. Stínící kompozitní stavební materiály a stavební prvky podle nároku 1 nebo 2 vyznačující se tím, že obsahují kamenivo v rozsahu 64% až 88% hmotn., cement v rozsahu 9% až 21% hmotn. a vodu v rozsahu 3,5% až 10% hmotn. z celkové hmotnosti čerstvé výrobní směsi.
4. Stínící kompozitní stavební materiály a stavební prvky podle nároku 3 vyznačující se tím, že kamenivo obsahuje zrna frakce 0-2 mm v rozsahu 41% až 51% hmotn., zrna frakce 4-8 mm v rozsahu 10% až 20% hmotn. a zrna frakce 8-11 mm v rozsahu 34% až 44% hmotn.
5. Stínící kompozitní stavební materiály a stavební prvky podle nároku 3 nebo 4 vyznačující se tím, že obsahují plastifikátor v rozsahu 0,1% hmotn. až 5% hmotn. z celkové hmotnosti čerstvé výrobní směsi.
6. Stínící kompozitní stavební materiály a stavební prvky pro výstavbu objektů s nízkou interní úrovní ionizujícího záření, kde stínící kompozitní stavební materiály a stavební prvky jsou na bázi kameniva a epoxidové pryskyřice vyznačující se tím, že hmotnostní aktivita v nich obsažených radionuklidů je pro radionuklid Ra-226 nižší než 5 Bq/kg, zároveň pro radionuklid Th-228 nižší než 5 Bq/kg a zároveň pro radionuklid K-40 nižší než 50 Bq/kg.
7 Stínící kompozitní stavební materiály a stavební prvky podle nároku 6 vyznačující se tím, že kamenivo je vybráno z prvohorních geologických formací.
8. Stínící kompozitní stavební materiály a stavební prvky podle nároku 6 nebo 7, vyznačující se tím, že obsahují kamenivo v rozsahu 80% až 95% hmotn. a epoxidovou pryskyřici v rozsahu 5% až 20% hmotn. z celkové hmotnosti čerstvé výrobní směsi.
9. Stínící kompozitní stavební materiály a stavební prvky podle nároku 8 vyznačující se tím, že kamenivo obsahuje zrna frakce 0-2 mm v rozsahu 47% až 57% hmotn., zrna frakce 4-8 mm v rozsahu 14% až 24% hmotn. a zrna frakce 8-11 mm v rozsahu 24% až 34% hmotn.
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2012-478A CZ305447B6 (cs) | 2012-07-12 | 2012-07-12 | Stínicí kompozitní stavební materiál pro stavební prvky na výstavbu objektů s nízkou interní úrovní ionizujícího záření |
| EP13176226.2A EP2684855B1 (en) | 2012-07-12 | 2013-07-11 | Shielding composite building materials with a low internal level of ionising radiation |
| LTEP13176226.2T LT2684855T (lt) | 2012-07-12 | 2013-07-11 | Žemo vidinio jonizuojančiosios spinduliuotės lygio ekranuojančios kompozicinės statybinės medžiagos |
| CA2821148A CA2821148A1 (en) | 2012-07-12 | 2013-07-12 | Shielding composite building materials with a low internal level of ionising radiation |
| US13/941,237 US20140027676A1 (en) | 2012-07-12 | 2013-07-12 | Shielding composite building materials with a low internal level of ionising radiation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2012-478A CZ305447B6 (cs) | 2012-07-12 | 2012-07-12 | Stínicí kompozitní stavební materiál pro stavební prvky na výstavbu objektů s nízkou interní úrovní ionizujícího záření |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ2012478A3 true CZ2012478A3 (cs) | 2014-09-10 |
| CZ305447B6 CZ305447B6 (cs) | 2015-09-23 |
Family
ID=48783033
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2012-478A CZ305447B6 (cs) | 2012-07-12 | 2012-07-12 | Stínicí kompozitní stavební materiál pro stavební prvky na výstavbu objektů s nízkou interní úrovní ionizujícího záření |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20140027676A1 (cs) |
| EP (1) | EP2684855B1 (cs) |
| CA (1) | CA2821148A1 (cs) |
| CZ (1) | CZ305447B6 (cs) |
| LT (1) | LT2684855T (cs) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ307779B6 (cs) * | 2018-05-18 | 2019-04-24 | Vf, A.S. | Stínicí kompozitní stavební materiál pro ochranu před ionizujícím zářením |
| CN112543979A (zh) * | 2018-08-14 | 2021-03-23 | 诺信公司 | 渗透有粘结剂的电离辐射屏蔽面板、电离辐射屏蔽面板的构造方法以及采用此类面板的x射线检查系统 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112037956A (zh) * | 2015-06-19 | 2020-12-04 | 南京中硼联康医疗科技有限公司 | 用于屏蔽放射性射线的屏蔽材料及其制备方法 |
| CN105178643B (zh) * | 2015-08-19 | 2018-08-31 | 盐城工业职业技术学院 | 防止核扩散污染的核电站主房体 |
| CN109284514A (zh) * | 2017-07-21 | 2019-01-29 | 中国辐射防护研究院 | 一种大空间低本底放射实验室的设计与建造方法 |
| CN115043604B (zh) * | 2022-07-15 | 2023-01-06 | 中国建筑材料科学研究总院有限公司 | 一种低本底水泥的制备方法及低本底水泥 |
Family Cites Families (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE913000C (de) * | 1943-07-08 | 1954-06-08 | Dr Boris Rajewsky | Bauelement oder Bauteil zum Schutz gegen Neutronen- und ª†-Strahlung |
| BE568236A (cs) * | 1957-06-03 | |||
| GB1073716A (en) * | 1964-06-19 | 1967-06-28 | Zentralinstitut Fuer Kernforsc | Low radiation level chamber |
| FR1603362A (en) * | 1968-09-16 | 1971-04-13 | Radiation shield for x-rays from barium sul-phate | |
| JPS60114796A (ja) * | 1983-11-28 | 1985-06-21 | フジタ工業株式会社 | 低放射化コンクリ−ト |
| DE3821684A1 (de) * | 1988-06-28 | 1990-02-08 | Martin Dr Westarp | Baustoff zur herstellung von schutzraumbauten |
| CN1044614C (zh) * | 1991-07-09 | 1999-08-11 | 四川省崇庆县建新防水粉末厂 | 隔热镇水粉生产方法 |
| US5416333A (en) * | 1993-06-03 | 1995-05-16 | Greenspan; Ehud | Medium density hydrogenous materials for shielding against nuclear radiation |
| PL173086B1 (pl) * | 1993-06-25 | 1998-01-30 | Marceli Cyrkiewicz | Sposób otrzymywania masy ceramicznopodobnej zdolnej do pochłaniania promieniowania i masa ceramicznopodobna pochłaniająca promieniowanie |
| AT405773B (de) * | 1996-05-08 | 1999-11-25 | Hascic Wladimir Dr | Strahlenschutzmaterial mit neutronen-absorber |
| CZ20002849A3 (cs) * | 1999-02-03 | 2001-04-11 | Stork Screens B. V. | Způsob výroby krytu opatřeného stíněním proti rušivému záření a stínící materiál |
| RU2194678C2 (ru) * | 2001-03-27 | 2002-12-20 | Пензенская государственная архитектурно-строительная академия | Полимербетон для защиты от радиации |
| US7233012B2 (en) * | 2003-06-18 | 2007-06-19 | Eckert & Ziegler Isotope Products, Inc. | Flexible radiation source and compact storage and shielding container |
| US7232599B2 (en) * | 2004-02-03 | 2007-06-19 | Alberto Nieto | Friable sandstone structural blocks |
| DE112006002706T5 (de) * | 2005-10-14 | 2008-11-20 | Limited Liability Company "Organiks-Kvarc" | Heilraum zur nichtmedikamentösen Behandlung |
| US20080016053A1 (en) * | 2006-07-14 | 2008-01-17 | Bea Systems, Inc. | Administration Console to Select Rank Factors |
| JP4532447B2 (ja) * | 2006-08-02 | 2010-08-25 | 株式会社間組 | 中性子遮蔽用コンクリート |
| DE102008056469B4 (de) * | 2008-11-04 | 2010-08-05 | Bauhaus-Universität Weimar F.A. Finger - Institut für Baustoffkunde | Verwendung einer Baustoffmischung und Baustoffmischung |
| CN102093005A (zh) * | 2010-12-17 | 2011-06-15 | 舟山市石磊石材有限公司 | 人造石及其制作方法 |
-
2012
- 2012-07-12 CZ CZ2012-478A patent/CZ305447B6/cs unknown
-
2013
- 2013-07-11 EP EP13176226.2A patent/EP2684855B1/en active Active
- 2013-07-11 LT LTEP13176226.2T patent/LT2684855T/lt unknown
- 2013-07-12 CA CA2821148A patent/CA2821148A1/en not_active Abandoned
- 2013-07-12 US US13/941,237 patent/US20140027676A1/en not_active Abandoned
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ307779B6 (cs) * | 2018-05-18 | 2019-04-24 | Vf, A.S. | Stínicí kompozitní stavební materiál pro ochranu před ionizujícím zářením |
| CN112543979A (zh) * | 2018-08-14 | 2021-03-23 | 诺信公司 | 渗透有粘结剂的电离辐射屏蔽面板、电离辐射屏蔽面板的构造方法以及采用此类面板的x射线检查系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20140027676A1 (en) | 2014-01-30 |
| EP2684855A2 (en) | 2014-01-15 |
| CZ305447B6 (cs) | 2015-09-23 |
| EP2684855B1 (en) | 2020-09-09 |
| CA2821148A1 (en) | 2014-01-12 |
| EP2684855A3 (en) | 2014-09-03 |
| LT2684855T (lt) | 2020-12-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CZ2012478A3 (cs) | Stínící kompozitní stavební materiály a stavební prvky pro výstavbu objektů s nízkou interní úrovní ionizujícího záření | |
| Baykara et al. | Assessments of natural radioactivity and radiological hazards in construction materials used in Elazig, Turkey | |
| Azreen et al. | Simulation of ultra-high-performance concrete mixed with hematite and barite aggregates using Monte Carlo for dry cask storage | |
| Pavlidou et al. | Natural radioactivity of granites used as building materials | |
| Han et al. | Assessment of gamma radiation shielding properties of concrete containers containing recycled coarse aggregates | |
| Marocchi et al. | Natural radionuclides content and radiological hazard of commercial ornamental stones: an integrated radiometric and mineralogical-petrographic study | |
| Moharram et al. | External exposure doses due to gamma emitting natural radionuclides in some Egyptian building materials | |
| Kovler | Radioactive materials | |
| Kansouh | Radiation distribution through serpentine concrete using local materials and its application as a reactor biological shield | |
| Higgy et al. | Radionuclide content of building materials and associated gamma dose rates in Egyptian dwellings | |
| Izmestiev et al. | Application of void-free filling technology for additional safety barriers creation during uranium-graphite reactors decommissioning | |
| Kovler et al. | Basic aspects of natural radioactivity | |
| Jaha et al. | Ionizing radiation shielding efficacy of common mortar and concrete used in Bangladeshi dwellings | |
| Malkapur et al. | Virgin and waste polymer incorporated concrete mixes for enhanced neutron radiation shielding characteristics | |
| Barescut et al. | Natural radioactivity in Italian ceramic tiles | |
| Olarinoye et al. | Estimation of indoor gamma radiation dose rate from concrete blocks constructed from tin mine tailings | |
| Torres‐González et al. | Characterization and radioactive evaluation of the concrete from a radiotherapy bunker | |
| Craeye | Early-age thermo-mechanical behaviour of concrete Supercontainers for radwaste disposal | |
| Fior et al. | Activity measurements of radon from construction materials | |
| Sidelnikova et al. | Radiation-related hygienic assessment of construction materials in urbanized complexes in the Volgograd region | |
| De Beer et al. | Upgrading the neutron radiography facility in South Africa (SANRAD): Concrete shielding design characteristics | |
| CZ25018U1 (cs) | Stínící kompozitní stavební materiály pro stavební prvky pro výstavbu objektů s nízkou interní úrovní ionizujícího zářeni | |
| Ajayi et al. | Assessment of radiological hazard indices of building materials in Ogbomoso, South-West Nigeria | |
| Kuzmanović et al. | The influence of building material structure on radon emanation | |
| Nuccetelli et al. | Legislative aspects |