DD156989A1 - Vorrichtung zur aktivierung fester stoffe in inhomogenen neutronenstrahlungsfeldern - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung einer weitgehend homogenen und definierten Verteilung der Strahlenwirkung, insbesondere zur Aktivierung und Dotierung grosser Mengen fester Stoffe vorzugsweise mittels Neutronenstrahlung. Es ist das Ziel der Erfindung, die Aktivierung fester Stoffe mit Neutronen effektiver zu gestalten und eine bessere homogene Verteilung der Aktivierungsdichte ueber das Volumen der festen Stoffe zu erreichen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur definierten und homogenen Aktivierung fester Stoffe in inhomogenen Neutronenstrahlungsfeldern zu schaffen, mit denen die Wirkungen der Inhomogenitaeten der Strahlungsfelder durch die Bewegung der festen Stoffe ausgeglichen werden, so dass indentische Bedingungen fuer alle in der Bestrahlungseinrichtung befindlichen festen Stoffe entstehen. Die Loesung besteht aus einem radial nicht bewegbarem Vorschubsystem, Koppelgliedern, Abstuetzungen und Antrieben zur Drehung der festen Stoffe um ihre Achse und um die Achse einer Halteeinrichtung, in der die festen Stoffe angeordnet sind.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung einer weitgehend homogenen und definierten Verteilung der Strahlenwirkung, insbesondere zur Aktivierung und Dotierung großer Mengen fester Stoffe vorzugsweise mittels·· 'neutronenstrahlung» '

Die Anwendung der Erfindung ist in folgenden Gebieten gegeben; Isotopenproduktion _t Aktivierungsanalyse, Dotierung von Festkörpern und Halbleitern, Dosiserzeugung für medizinische und biologische Zwecke, Untersuchungen mechanischer und festkörperphysikaliseher Eigenschaften sowie Ermittlung der Zusammensetzung und Verteilung chemischer Elemente und ihrer Verbindungen in Werkstoffen«

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es ist bereits eine Vorrichtung zuta gezielten Einbringen von Dotierungsmaterial in einen Halbleiterkristallstab auf radiogenem Wege bekannt. Sie besteht aus einer mit einer Bestrahlungsquelle verbundenen'Bestrahlungskammer,, in der mindestens eine drehbare und axial verschiebbare angetriebene Haltevorrichtung für den lotrecht eingespannten Halbleiterkristallstab angeordnet ist (DL - O$ 2 438 710). .

Mit dieser Lösung werden für feste Stoffe größerer Abmessungen die Wirkungen der Ifeldinhomogenitäten und des Selbstabsorptionseffektes nicht genügend ausgeglichen, so daß die Homogenität der Verteilung der Dotierungsträgerkonzentration über das gesamte Volumen des bestrahlten festen Stoffes nicht befriedigen kann. Wegen der geringen Bestückungsmöglichkeit weist die Vorrichtung nur eine niedrige Effektivität auf. Insbesondere bei Halbleiterkristallstäben großen Durchmessers

und größerer Länge ist die Anwendimg dieser Lösung nicht mehr gegebene

Ziel der Erfindung .

Es ist das Ziel der Erfindung, die Aktivierung fester Stoffe mit Neutronen effektiver zu gestalten -und eine besser'© homogene Verteilung der Aktivierungsdichte über das Volumen der festen Stoffe zu erreichen«.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur definierten und homogenen Aktivierung fester Stoffe in inhomogenen Neutronenstrahlungsfeldern zu schaffen_s mit denen die Wirkungen .der Inhomogenitäten ' der Strahlungsfelder durch die Bewegung der festen Stoffe ausgeglichen werden, so daß identische Bedingungen für alle in der Bestrahlungseinrichtung befindlichen festen Stoffe entstehen«

Erfindungsgemäß wir-d die Aufgabe dadurch gelöst₈ daß an dem radial nicht bewegbaren Vorschubsystem mehrere Antriebe und eine dem Durchmesser der Bestrahlungsein-» richtung entsprechende Führung angebracht sind? an der sich mehrere Koppelglieder-befinden, daß je ein dem Durchmesser der Bsstrahlungseinrichtung entsprechender Front- und Endring mit einem Zentralrohr miteinander verbunden sind, in dem mehrere Wellen angeordnet siiidg die über Kupplungen an die Antriebe ankoppelbar sind, daß am Frontring eine Welle über ein Getriebe mit einem Antriebsrad für die Halteeinrichtung und eine weitere Welle mit einem weiteren Getriebe für die Dreh«* bewegungen der festen Stoff© um ihre Längsachsen verbunden sind_? daß Front- und Eadring mit Rollen sur Ab» Stützung·an der Bestrahlungseinrichtung versehen sind

und daß am Eadring Angriffspunkte für Eingriffe der Koppelglieder und am Frontring Koppelglieder zur Ankopplung eines weiteren Endringes vorgesehen sind»

Eine vorteilhafte Lösung ergibt sich dadurch«, daß nur ein Antrieb für die Drehbewegungen vorgesehen ist_s der über nur eine Welle und ein Getriebe die Drehung sowohl der Halteeinrichtung als auch der festen Stoffe Um ihre Drehachsen realisiert*

Durch die Vorschubsstange wird der Motor an den Bestrahlungskanal herangefahren« Die an den Motor angekoppelten und mit festen Stoffen bestückten Halteeinrichtungen tau-» chen in den Bestrahlungskanal ein» Das Einschalten des Motors bewirkt an den angekoppelten Halteeinrichtungen deren Drehung und gleichzeitig die Drehung der festen Stoffe«, Dabei ist es angebracht, die Anzahl der Umdrehungen während des Bestrahlungsvorganges sowohl der festen Stoffe als auch der Haltevorrichtungen vorzugsweise größer als den reziproken Wert des sulässigen Feh-

r

lers der Inhomogenitäten der Aktivierungsdichte der festen Stoffe und ein Verhältnis der Drehzahlen der beiden Drehbewegungen vorzugsweise größer oder gleich Zwei zu machen· Der Bestrahlungskanal weist vorzugsweise einen kreisförmigen Querschnitt auf» Damit wird eine optimale Nutzung des Raumes für Bestrahlungsswecke ermöglicht. Die Sicherung der Halteeinrichtung als (ganzes gegen Verdrehen-wird, vom Vorschubsystem übernommen·

Ausfübrungsbeispiel

Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel nähex^ erläuterte. Die zugehörige Zeichnung zeigt die Ansicht der Vorrichtung als üeilschnitt« Es wird eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben, bei der mit nur einem Antrieb und nur einer Antriebswelle die

Drehung des Bestrahlungsgutes im zwei Drehachsen gewährleistet ist _β

Die Vorrichtung soll die Bestrahlung und aen Bewegungsvorgang beim Durchzug der festen Stoffe durch das Bestrahlungsfeld im Bestrählungskanal gewährleisten· Sie besteht ans einer Haltevorrichtung und einem Antriebssystem mit der Vorschubsstange für die axialen Bewegungen und der Dreheinrichtung»

Die festen Stoffe_s vorzugsweise Silizium-Einkristallstä^ bej werden in Bestrahlungskassetten eingebracht* Der'Be-Strahlungskanal 1 hat vorteilhafterweise kreisförmigen Querschnitte

Das Binfahren des Bestrahlungsgutes in den Bestrahlungskanal 1 erfolgt mittels einer Vorschubstange 3» an der ein© Zentrierung 4 und eis, Elektromotor 5 angeordnet sinde Über Klinken 6 und ein© Kupplung 7 sind die Zentrier rung 4 und die Welle des Elektromotors 5 Eiitr der Halteeinrichtung verbunden« Diese besteht aus einem Frontring 8_S der über ein Zentralrohr 9 ait einem Endring 10 verbunden ist* Im Zentralrohr 9 ist eine Welle 11 angeordnet_s die über die Kupplung 7 mit dem Elektromotor 5 Verbindung hat« Am Frontring 8 ist ein Getriebe 12 angebracht_s das von der Welle 11 getrieben wird« Der Abgang des Getriebes 12 ist einerseits mit einem um das Zentralrohr angeordnetes, Flansch 13 zur Realisierung der Drehbewegung des Kassettenträgers um seine Achse .verbunden· Andererseits wird über Planetenräder die Drehung der einzelnen Kassetten 2 um ihre eigene Achse ermöglicht« Am Endring 10 befinden sich Andruckteller 14 für die Kassetten 2 und Fallen 15 zum Eingriff der Klinken 6 der Zentrierung 4_e Zum Ankoppeln mehrerer- Halteeinrichtungen aneinander sind am Frontring 8 ebenfalls Klinken angebracht« Front- und Endring 8_S 10 sind mit Rollen 16 zur Abstützung an dem Bestrahlungskanal 1 versehen«,

Claims (2)

1. — 5 —

   Erf indungs anspruch

   1_β Vorrichtung zur Bestrahlung fester Stoffe in einer Bestrahlu&gseinrichtung, bestehend aus einem Vorschubsystem sowie einer Halte- und Dreheinrichtung, .gekennzeichnet dadurch, daß an dem radial nicht bewegbaren Vorschubsystem mehrere Antriebe und eine dem Durchmesser der Bestrahlungseinrichtung entsprechende Führung angebracht sind, an der sich mehrere Koppelglieder befinden, daß je ein dem Durchmesser der Bestrahlungseinrichtung entsprechender Front- und Endring mit einem Zentralrohr miteinander verbunden sind, in dem mehrere Wellen angeordnet sind, die über Kupplungen an die Antriebe ankoppelbar sind, daß am Frontring eine Welle über ein Getriebe mit einem Antriebsrad für die Halteeinrichtung und eine weitere Welle mit einem weiteren Getriebe für die Drehbewegungen der festen Stoffe um ihre Längsachsen verbunden sind, daß Front- und Endring mit Rollen zur Abstützung an der Bestrahlungseinrichtung versehen sind und daß am Endring Angriffspunkte' für Eingriffe der Koppelglieder und am Frontring Koppelglieder zur Ankopplung eines weiteren Endringes vorgesehen sind.
2. 2«, Vorrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß nur ein Antrieb für die Drehbewegungen vorgesehen ist, der über nur eine Welle und ein Getriebe die Drehung sowohl der Badeeinrichtung* als auch der festen Stoffe um ihre Drehachsen realisierte

   Hierzu ,/7 Seite Zeichnung