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Strahlenschutzbehälter werden üblicherweise verwendet, um radioaktive Quellen sowohl in Zeiträumen, in denen sie für eine gegebene Anwendung verwendet werden als auch in dazwischenliegenden Zeiträumen sicher zu verwahren. Sicher bedeutet dabei insbesondere, dass der Austritt radioaktiver Strahlung dann, wenn die Quelle nicht verwendet wird, in jeder Richtung auf ein vertretbares Maß reduziert ist und dann, wenn die Quelle verwendet wird, in einer streng definierten Abstrahlgeometrie erfolgt und in allen anderen, nicht dieser Abstrahlgeometrie entsprechenden Richtungen auf ein vertretbares Maß reduziert ist. Dementsprechend weisen derartige Strahlenschutzbehälter regelmäßig eine Aufnahme für die -üblicherweise verkapselteradioaktive Quelle und eine -gegebenenfalls in Zeiträumen, in denen die radioaktive Quelle nicht verwendet wird verschließbare- Blende auf, welche die Abstrahlgeometrie definiert.
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In einer Reihe von Anwendungsfällen kommt es dabei vor, dass Strahlenschutzbehälter mit unterschiedlichen Blenden verwendet werden müssen. Ein Beispiel für eine solche Anwendung sind radiometrische Füllstandmessgeräte, mit mindestens einer in einem Strahlenschutzbehälter angeordneten, radioaktiven Quelle die Strahlung in ein Raumvolumen - insbesondere einen Behälter-, dessen Füllstand, Grenzstand, Dichte und/oder Massenstrom von Materie zu überwachen ist, emittiert und mit mindestens einem dem Raumvolumen, dessen Füllstand, Grenzstand, Dichte und/oder Massenstrom von Materie zu überwachen ist, zugeordneten Detektor zum direkten oder indirekten Nachweis von Strahlung der radioaktiven Quelle oder von Wechselwirkungsprodukten der Strahlung der radioaktiven Quelle mit im Raumvolumen vorhandener Materie, wie sie beispielsweise aus der
DE 10 2014 101 373 A1 bekannt sind und bei denen die Blende an die Geometrie des Raumvolumens oder Behälters und/oder des Detektors angepasst werden muss. Dies führt dazu, dass nach dem gegenwärtigen Stand der Technik mehrere unterschiedliche Modelllinien von Strahlenschutzbehältern mit jeweils unterschiedlichen Blenden zur Erzielung unterschiedlicher Abstrahlgeometrien produziert und konfektioniert werden müssen.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, einen einfach zu produzierenden und leicht an unterschiedliche Einsatzerfordernisse anpassbaren Strahlenschutzbehälter, insbesondere für radiometrische Füllstandmesssysteme, bereitzustellen. Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Strahlenschutzbehälter mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und ein Set mit den Merkmalen des Patentanspruchs 11. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Der erfindungsgemäße Strahlenschutzbehälter hat eine Aufnahme für eine radioaktive Quelle und eine Blende zur Definition des räumlichen Abstrahlprofils der radioaktiven Quelle. Erfindungswesentlich ist, dass der Strahlenschutzbehälter aus mindestens zwei separaten Teilen besteht, wobei in einem ersten Teil des Strahlenschutzbehälters die Aufnahme für die radioaktive Quelle angeordnet ist und wobei ein zweiter Teil des Strahlenschutzbehälters entweder die Blende für die radioaktive Quelle bildet oder die Blende für die radioaktive Quelle enthält.
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Dadurch, dass die Blende erfindungsgemäß als ein separates Teil ausgeführt bzw. an einem separaten Teil angeordnet wird, müssen nur noch diese separaten Blendenteile in unterschiedlichen Varianten hergestellt und bereitgehalten werden, während alle anderen Teile des Strahlenschutzbehälters auf eine gemeinsame Ausführungsform zurückgeführt werden können. Zudem ergibt sich für den Erwerber daraus der Vorteil, dass für eine Adaption des Verwendungszwecks, z.B. der Geometrie des zu überwachenden Behältnisses bei einem radiometrischen Füllstandmessgerät, lediglich noch ein neues Blendenteil angeschafft werden muss und nicht mehr, wie bisher, ein kompletter neuer Strahlenschutzbehälter.
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Selbstverständlich kann die Aufnahme für die radioaktive Quelle für eine Beladung mit der radioaktiven Quelle von unten, d.h. aus der gewünschten Abstrahlrichtung, oder für eine Beladung mit der radioaktiven Quelle von oben d.h. aus der zur gewünschten Abstrahlrichtung entgegengesetzten Richtung eingerichtet sein.
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In einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird die Blende für die radioaktive Quelle durch eine keilförmige, zylinderförmige, kegelförmige, keilstumpfförmige oder kegelstumpfförmige Ausnehmung in dem zweiten Teil des Strahlenschutzbehälters gebildet, wobei die Spitze der keilförmigen oder kegelförmigen Ausnehmung oder die schmale Seite der keilstumpfförmigen oder kegelstumpfförmigen Ausnehmung bei geöffneter Blende der radioaktiven Quelle zugewandt ist; und zwar bevorzugt so, dass sie einander gegenüber liegen. Dies ist eine besonders einfache Art und Weise, Blenden mit unterschiedlichem Austrittswinkel für die Strahlung zu realisieren. Besonders bevorzugt sind dabei Ausführungsformen, bei denen die radioaktive Quelle, insbesondere eine ihrer Oberfläche oder ihr Zentrum, an der Spitze der keilförmigen Ausnehmung bzw. an der gedachten Spitze, die bei der gedanklichen Verlängerung des Keilstumpfes oder Kegelstumpfes in seine Verjüngungsrichtung entsteht, positioniert ist.
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Wenn die radioaktive Quelle so angeordnet ist, dass sie relativ zur Blende um eine Achse drehbar ist, die exzentrisch zur Blende, d.h. insbesondere versetzt aber parallel relativ zur Symmetrieachse einer kegelförmigen oder Spiegelebene einer keilförmigen Blende, verläuft, lässt sich ein Öffnen oder Schließen der Blende besonders leicht dadurch realisieren, dass sie in der geöffneten Position auf einer gemeinsamen, zur Drehachse parallelen Achse angeordnet sind und durch Drehung um die Drehachse die Quelle aus dem Öffnungsbereich der Blende herausgefahren wird. Dies kann in einer bevorzugten Weiterbildung dieser Ausführungsform insbesondere durch Antriebsmittel für das Durchführen der Drehbewegung angetrieben erfolgen, also beispielsweise über einen mechanischen, elektrischen oder pneumatischen Antrieb.
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Eine erste Konfiguration des Strahlenschutzbehälters, mit dem durch eine solche Drehung ein Öffnen und Schließen der Blende realisiert werden kann sieht vor, dass der zweite Teil des Strahlenschutzbehälters drehbar an dem ersten Teil des Strahlenschutzbehälters angeordnet ist. Die Blendenöffnung und die Aufnahme für die radioaktive Quelle werden dann beispielsweise jeweils exzentrisch in gleichem Abstand von der Drehachse angeordnet, so dass es eine durch Drehen erreichbare Position gibt, bei der die Aufnahme und die Blende entlang einer zur Drehachse parallelen Geraden angeordnet sind, was die geöffnete Blendenposition repräsentiert. Die Blende wird dann durch ein Wegdrehen von dieser Position geschlossen.
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Eine zweite Konfiguration des Strahlenschutzbehälters, mit dem durch eine solche Drehung ein Öffnen und Schließen der Blende realisiert werden kann sieht vor, dass der zweite Teil des Strahlenschutzbehälters an einem dritten Teil des Strahlenschutzbehälters angeordnet ist und dass der ersten Teil des Strahlenschutzbehälters drehbar in dem dritten Teil des Strahlenschutzbehälters angeordnet ist. Bei dieser Ausführungsform wird also innerhalb des dritten Teils des Strahlenschutzbehälters der Teil, der die Aufnahme für die radioaktive Quelle enthält, so drehbar angeordnet, dass es eine durch Drehen erreichbare Position gibt, bei der die Aufnahme und die Blende bzw. deren Symmerieachse entlang einer zur Drehachse parallelen Geraden angeordnet sind, was die geöffnete Blendenposition repräsentiert. Die Blende, die am dritten Teil des Strahlenschutzbehälters ortsfest bleibt, wird dann durch ein Wegdrehen des ersten Teils innerhalb des dritten Teils von dieser Position geschlossen.
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Besonders bevorzugt ist es wenn mindestens ein Teil des Strahlenschutzbehälters mindestens einen Vorsprung aufweist, wobei entweder der Vorsprung in eine entsprechende, d.h. komplementäre Ausnehmung eines anderen Teils des Strahlenschutzbehälters eingreift oder der Vorsprung des Strahlenschutzbehälters einen anderen Teil des Strahlenschutzbehälters zumindest abschnittsweise übergreift, so dass in beiden Fällen die Trennlinie zwischen dem entsprechenden Teilen des Strahlenschutzbehälters des Strahlenschutzbehälters nichtlinear verläuft, sondern gestuft, abgewinkelt oder gekrümmt ist. Auf diese Weise wird ein Austreten von „Leckstrahlung“, die frei durch einen zwischen dem ersten Teil und dem zweiten Teil des Strahlenschutzbehälters verbleibenden Spalt propagiert, sicher verhindert.
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Demselben Zweck dient auch die vorteilhafte Maßnahme, dass die Aufnahme für die radioaktive Quelle relativ zur Trennlinie zwischen dem ersten Teil des Strahlenschutzbehälters und dem zweiten Teil des Strahlenschutzbehälters zurückgesetzt ist.
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Insbesondere kann sie dann auch unter einer Schicht Blei angeordnet sein.
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Zur Verbindung des ersten Teils des Strahlenschutzbehälters mit dem zweiten Teil des Strahlenschutzbehälters hat es sich bewährt, dass der erste Teil des Strahlenschutzbehälters und der zweite Teil des Strahlenschutzbehälters aufeinander aufgeschraubt oder miteinander verrastet sind.
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Insbesondere dann, wenn der Strahlenschutzbehälter Blei als wesentlichen Bestandteil zur Abschirmung aufweist, was vorteilhaft ist, ist es bevorzugt, dass der erste Teil des Strahlenschutzbehälters und der zweite Teil des Strahlenschutzbehälters -beispielsweise durch Ummantelung mit einer Schicht aus einem Material mit einem möglichst hohen Schmelzpunkthermetisch voneinander getrennt sind, so dass ein Materialübertritt vom ersten Teil des Strahlenschutzbehälters zum zweiten Teil des Strahlenschutzbehälters oder umgekehrt verhindert wird.
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Das erfindungsgemäße Set umfasst einen ersten Teil eines Strahlenschutzbehälters, in dem eine Aufnahme für eine radioaktive Quelle angeordnet ist und mehrere gegeneinander austauschbare zweite Teile des Strahlenschutzbehälters, die jeweils entweder die Blende für die radioaktive Quelle bilden oder die Blende für die radioaktive Quelle enthalten. Durch die Bereitstellung eines solchen Sets erhält der Anwender einen hochflexibel einsetzbaren Strahlenschutzbehälter und muss nicht länger für jede Blendenkonfiguration einen separaten Strahlenschutzbehälter erwerben. Beispielsweise können die Blendenöffnungswinkel der zweiten Teile des Strahlenschutzbehälters variieren.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Figuren, die Ausführungsbeispiele der Erfindung zeigen, näher erläutert. Es zeigt:
- 1: einen Querschnitt durch einen ersten Strahlenschutzbehälter, und
- 2: einen Querschnitt durch einen zweiten Strahlenschutzbehälter.
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1 zeigt einen Querschnitt durch einen ersten Strahlenschutzbehälter 10, dessen Außenkontur zylindersymmetrisch ist, wobei der Querschnitt durch eine Ebene läuft, in der die gedachte Zylinderachse liegt. Der Strahlenschutzbehälter 10 hat einen ersten Teil 11, der stirnseitig eine Aufnahme 13 für eine radioaktive Quelle aufweist. Die Aufnahme 13 kann somit von unten her, entgegen ihrer gewünschten Abstrahlrichtung, mit der radioaktiven Quelle beladen werden. Ferner weist der Strahlenschutzbehälter 10 einen zweiten Teil 12 auf, der eine kegelförmige Ausnehmung als Blende 15 zur Definition des räumlichen Abstrahlprofils der radioaktiven Quelle umfasst.
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Der zweite Teil 12 des Strahlenschutzbehälters 10 ist an einem dritten Teil 16 des Strahlenschutzbehälters 10 angeordnet, der Vorsprünge 14 hat, die einen Abschnitt des zweiten Teils 12 des Strahlenschutzbehälters 10 übergreifen. Die Trennlinie zwischen dem zweiten Teil 12 des Strahlenschutzbehälters 10 und dem dritten Teil des Strahlenschutzbehälters 10 verläuft somit nichtlinear, sondern gestuft bzw. abgewinkelt.
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Der erste Teil 11 ist drehbar um die Achse A in dem dritten Teil 16 des Strahlenschutzbehälters 10 gelagert. Die Achse A fällt nicht mit der nicht dargestellten Symmetrieachse der kegelförmigen Blende 15 zusammen, sondern verläuft parallel zu dieser und ist also exzentrisch zur Blende 15 angeordnet.
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In der in 1 dargestellten Situation sind die Aufnahme 13 für die radioaktive Quelle und die Blende 15 entlang einer gedachten, zur Drehachse A parallelen Geraden angeordnet, die mit der Symmetrieachse der Blende 15 zusammenfällt, was die geöffnete Blendenposition repräsentiert. Die Blende 15, die am dritten Teil 16 des Strahlenschutzbehälters 10 ortsfest bleibt, wird dann durch ein Wegdrehen des ersten Teils 11 innerhalb des dritten Teils von dieser Position geschlossen.
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2 zeigt einen Querschnitt durch einen zweiten Strahlenschutzbehälter 20, dessen Außenkontur ebenfalls zylindersymmetrisch ist, wobei der Querschnitt durch eine Ebene läuft, in der die gedachte Zylinderachse liegt. Der Strahlenschutzbehälter 20 hat einen ersten Teil 21, der leicht zurückgesetzt zu seiner Stirnseite eine Aufnahme 23 für eine radioaktive Quelle aufweist. Die Aufnahme 23 kann von oben her, d.h. in ihrer gewünschten Abstrahlrichtung, mit der radioaktiven Quelle beladen werden, die dann durch Einführen eines dritten Teils 26 in die Aufnahme 23 in dieser Richtung ebenfalls abgeschirmt wird. Ferner weist der Strahlenschutzbehälter 20 einen zweiten Teil 22 auf, der eine kegelstumpfförmige Ausnehmung als Blende 25 zur Definition des räumlichen Abstrahlprofils der radioaktiven Quelle umfasst.
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Der zweite Teil 22 des Strahlenschutzbehälters 20 ist stirnseitig an dem ersten Teil 21 des Strahlenschutzbehälters 20 angeordnet und hat einen zentralen Vorsprung 24, der in eine entsprechende, komplementäre Ausnehmung des ersten Teils 21 des Strahlenschutzbehälters 20 eingreift. Die Trennlinie zwischen dem zweiten Teil 22 des Strahlenschutzbehälters 20 und dem ersten Teil 21 des Strahlenschutzbehälters 20 verläuft somit nichtlinear, sondern gestuft bzw. abgewinkelt.
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Der zweite Teil 22 ist drehbar um die Achse A' an dem ersten Teil 21 des Strahlenschutzbehälters 20 gelagert. Die Achse A' fällt nicht mit der nicht dargestellten Symmetrieachse der kegelstumpfförmigen Blende 25 zusammen, sondern verläuft parallel zu dieser und ist also exzentrisch zur Blende 25 bzw. deren Symmetrieachse angeordnet.
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Die Aufnahme 23 befindet sich in demselben Abstand zur Drehachse A' wie die Symmetrieachse der kegelstumpfförmigen Blende 25 und ist ferner so im ersten Teil 21 angeordnet, dass es eine Verdrehposition des ersten Teils 21 relativ zum zweiten Teil 22 bei Drehung um die Drehachse A'gibt, in der die Aufnahme 23 für die radioaktive Quelle und die Blende 25 entlang einer gedachten, zur Drehachse A' parallelen Geraden angeordnet, die mit der Symmetrieachse der Blende 15 zusammenfällt, was die geöffnete Blendenposition repräsentiert.
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Zudem ist die Aufnahme 23 derart im ersten Teil 21 angeordnet, dass die gedachten Verlängerungen der aufeinander zulaufende Seitenwände der kegelstumpfförmigen Ausnehmung im zweiten Teil 22, die die Blende bildet, sich im Mittelpunkt der radioaktiven Quelle schneiden, wenn diese in der Ausnehmung 23 angeordnet ist.
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Die Blende 25, die am ersten Teil 21 des Strahlenschutzbehälters 20 drehbar angeordnet ist, wird dann durch ein Wegdrehen des zweiten Teils 21 relativ zum ersten Teil 11 von der in 2 gezeigten geöffneten Blendenposition geschlossen.
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Bezugszeichenliste
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- 10,20
- Strahlenschutzbehälter
- 11,21
- erster Teil
- 12,22
- zweiter Teil
- 13,23
- Aufnahme
- 14,24
- Vorsprung
- 15,25
- Blende
- 16,26
- dritter Teil
- A,A'
- Drehachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102014101373 A1 [0002]
