DE102023116382B3 - Radiation protection container with safety device and method for monitoring a radiation protection container - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Strahlenschutzbehälter mit einem Gehäuse (14) und mit einer Belade-vorrichtung (16) zur Anordnung einer radioaktiven Strahlungsquelle (18), wobei der Strahlenschutzbehälter (10) eine Sicherheitseinrichtung (12) aufweist, wobei die Sicherheitseinrichtung (12) Folgendes aufweist:- ein Überwachungsmodul (22) zur Überwachung mindestens eines Zustands des Strahlenschutzbehälters (10), wobei das Überwachungsmodul (22) ein Mittel (26) zur Erfassung der Position der Beladevorrichtung (16) aufweist,- eine Kommunikationseinrichtung (32).Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Überwachung eines Strahlenschutzbehälters (10).The invention relates to a radiation protection container with a housing (14) and with a loading device (16) for arranging a radioactive radiation source (18), the radiation protection container (10) having a safety device (12), the safety device (12) having the following :- a monitoring module (22) for monitoring at least one state of the radiation protection container (10), the monitoring module (22) having a means (26) for detecting the position of the loading device (16), - a communication device (32).The invention relates to furthermore a method for monitoring a radiation protection container (10).
Description
Die Erfindung betrifft einen Strahlenschutzbehälter gemäß Patentanspruch 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Überwachung eines Strahlenschutzbehälters gemäß Patentanspruch 8.The invention relates to a radiation protection container according to patent claim 1. The invention further relates to a method for monitoring a radiation protection container according to patent claim 8.
Ein Strahlenschutzbehälter gemäß der vorliegenden Anmeldung wird üblicherweise verwendet, um eine radioaktive Strahlungsquelle sowohl in Zeiträumen, in denen sie für eine bestimmte Anwendung verwendet werden als auch in dazwischenliegenden Zeiträumen unter anderem auch für den Transport sicher zu verwahren. Sicher bedeutet dabei insbesondere, dass der Austritt radioaktiver Strahlung dann, wenn die Strahlungsquelle nicht verwendet wird, in jeder Raumrichtung auf ein vorgeschriebenes Maß reduziert ist und dann, wenn die Strahlungsquelle verwendet wird, in einer streng definierten Abstrahlgeometrie erfolgt und in allen anderen, nicht dieser Abstrahlgeometrie entsprechenden Richtungen auf ein vorgeschriebenes Maß reduziert ist. Dementsprechend weisen derartige Strahlenschutzbehälter regelmäßig eine Aufnahme für die üblicherweise verkapselte radioaktive Strahlungsquelle und ein Austrittsfenster für die radioaktive Strahlung auf.A radiation protection container according to the present application is usually used to safely store a radioactive radiation source both during periods in which it is used for a specific application and in intermediate periods, including for transport. Safe means in particular that the emission of radioactive radiation is reduced to a prescribed level in every spatial direction when the radiation source is not used and when the radiation source is used, it occurs in a strictly defined radiation geometry and in all others, not this one Directions corresponding to the radiation geometry are reduced to a prescribed level. Accordingly, such radiation protection containers regularly have a receptacle for the usually encapsulated radioactive radiation source and an exit window for the radioactive radiation.
Ein Funktionsprinzip ist dabei, dass die Strahlungsquelle ein einem Zustand hinter Blei bewegt wird und so die Strahlung abgeschirmt wird. Im anderen Zustand wird die Strahlungsquelle über das Austrittsfenster gedreht. Das Austrittsfenster kann auch eine Blende aufweisen, die in Zeiträumen, in denen die radioaktive Strahlungsquelle nicht verwendet wird, das Austrittsfenster verschließt, und in den Zeiträumen, in denen die radioaktive Strahlungsquelle verwendet wird, das Austrittsfenster öffnet. Dabei kann durch die Blende oder die Geometrie des Austrittsfenster die Abstrahlgeometrie der radioaktiven Strahlung definiert werden.One operating principle is that the radiation source is moved to a state behind lead and so the radiation is shielded. In the other state, the radiation source is rotated over the exit window. The exit window can also have a shutter which closes the exit window during periods in which the radioactive radiation source is not used and opens the exit window during periods in which the radioactive radiation source is used. The radiation geometry of the radioactive radiation can be defined by the aperture or the geometry of the exit window.
Ein Beispiel für die Anwendung des vorliegenden Strahlenschutzbehälters sind radiometrische Messgeräte, mit mindestens einer in einem Strahlenschutzbehälter angeordneten, radioaktiven Strahlungsquelle, die Strahlung in beispielsweise einen Behälter emittiert, um einen Füllstand, Grenzstand, Dichte und/oder Massenstrom eines Mediums in dem Behälter zu erfassen. Dazu wird ein auf der gegenüberliegenden Seite des Behälters gelegener Detektor verwendet, der direkt oder indirekt die durch den Behälter gelangte Strahlung der radioaktiven Strahlungsquelle oder die Wechselwirkungsprodukte der Strahlung der radioaktiven Strahlungsquelle mit im Behälter vorhandener Materie detektiert. Eine solche Messanordnung ist beispielsweise aus der
Andere Strahlenschutzbehälter bzw. Behälter zur Aufbewahrung oder zum Transport einer radioaktiven Strahlungsquelle sind zum Beispiel aus
Die Verwendung von Strahlenschutzbehältern und darin angeordneten radioaktiven Strahlungsquellen unterliegt strengen Auflagen. Der Betrieb von Anlagen mit Strahlenschutzbehältern sollte aufgrund der Gefahr von austretender Gamma-Strahlung nur von befugten und dafür geschulten Personen erfolgen. Insgesamt sollte möglichst sichergestellt sein, dass die Strahlenschutzbehälter ordnungsgemäß und sicher betrieben werden.The use of radiation protection containers and radioactive radiation sources arranged therein is subject to strict requirements. Due to the risk of escaping gamma radiation, the operation of systems with radiation protection containers should only be carried out by authorized and trained persons. Overall, it should be ensured as far as possible that the radiation protection containers are operated properly and safely.
Es ist die zugrundeliegende Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Strahlenschutzbehälter sowie ein Verfahren zur Überwachung eines Strahlenschutzbehälters zur Verfügung zu stellen, mittels welchen eine möglichst sichere Verwendung eines Strahlenschutzbehälters unterstützt wird.It is the underlying object of the present invention to provide a radiation protection container and a method for monitoring a radiation protection container, by means of which the safest possible use of a radiation protection container is supported.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Weitere praktische Ausführungsformen und Vorteile sind in Verbindung mit den abhängigen Ansprüchen beschrieben.The problem is solved according to the invention with the features of the independent claims. Further practical embodiments and advantages are described in connection with the dependent claims.
Ein erfindungsgemäßer Strahlenschutzbehälter umfasst ein Gehäuse und eine Beladevorrichtung zur Anordnung einer radioaktiven Strahlungsquelle. Das Gehäuse des Strahlenschutzbehälters ist so ausgebildet, die Strahlungsintensität der radioaktiven Strahlung unter einen vorgeschriebenen Grenzwert abzuschwächen. Dazu ist das Gehäuse aus gut abschirmendem Material, wie beispielsweise Blei oder Wolfram hergestellt, welches einen Teil der radioaktiven Strahlung bzw. der Gamma-Strahlung absorbiert.A radiation protection container according to the invention comprises a housing and a loading device for arranging a radioactive radiation source. The housing of the radiation protection container is designed to attenuate the radiation intensity of the radioactive radiation below a prescribed limit. For this purpose, the housing is made of well-shielding material, such as lead or tungsten, which absorbs some of the radioactive radiation or gamma radiation.
Insbesondere ist die Beladevorrichtung beweglich in dem Strahlenschutzbehälter angeordnet und zwischen einer geöffneten Stellung zum Austritt von radioaktiver Strahlung aus dem Strahlenschutzbehälter und einer geschlossenen Stellung, wobei der Austritt von Gamma-Strahlung aus dem Strahlenschutzbehälter verhindert ist, beweglich. Damit die radioaktive Strahlung zur Nutzung gezielt aus dem ansonsten abschirmenden Gehäuse des Strahlenschutzbehälters austreten kann, ist insbesondere ein Austrittsfenster in dem Gehäuse vorgesehen. Dieses Austrittsfenster lässt möglichst ungedämpft die Gamma-Strahlung passieren, und ist derart gestaltet, dass die radioaktive Strahlung in einem definierten räumlichen Abstrahlprofil aus dem Gehäuse austritt.In particular, the loading device is movably arranged in the radiation protection container and is movable between an open position for the exit of radioactive radiation from the radiation protection container and a closed position, whereby the exit of gamma radiation from the radiation protection container is prevented. So that the radioactive radiation can exit in a targeted manner from the otherwise shielding housing of the radiation protection container for use, an exit window in particular is provided in the housing. This exit window allows the gamma radiation to pass through as undamped as possible and is designed in such a way that the radioactive radiation emerges from the housing in a defined spatial radiation profile.
Zusätzlich zu dem Austrittsfenster kann eine Blende zum Verschließen des Austrittsfensters und/oder zur Definition des räumlichen Abstrahlprofils der radioaktiven Strahlung vorgesehen sein. Das Material der Blende schirmt ähnlich wie das Gehäuse die radioaktive Strahlung ab und kann zum Freigeben und Verschließen des Austrittsfensters genutzt werden, so dass im verschlossenen Zustand die radioaktive Strahlung das Austrittsfenster nicht passieren kann bzw. entsprechend abgeschwächt wird. Im freigegebenen Zustand kann die radioaktive Strahlung das Austrittsfenster ungehindert oder möglichst ungedämpft passieren. Durch die Formgebung der Blende kann zusätzlich das räumliche Abstrahlprofil der radioaktiven Strahlung angepasst werden.In addition to the exit window, a shutter can be provided to close the exit window and/or to define the spatial radiation profile of the radioactive radiation. The material of the cover shields the radioactive radiation in a similar way to the housing and can be used to open and close the exit window, so that in the closed state the radioactive radiation cannot pass through the exit window or is correspondingly weakened. When released, the radioactive radiation can pass through the exit window unhindered or, if possible, undamped. By shaping the aperture, the spatial radiation profile of the radioactive radiation can also be adjusted.
Erfindungsgemäß weist der Strahlenschutzbehälter eine Sicherheitseinrichtung auf, wobei die Sicherheitseinrichtung ein Überwachungsmodul zur Überwachung mindestens eines Zustands des Strahlenschutzbehälters umfasst. Erfindungsgemäß weist das Überwachungsmodul ein Mittel zur Erfassung der Position der Beladevorrichtung auf. Insbesondere kann dabei ermittelt werden, ob sich die Beladevorrichtung in einer geöffneten Stellung befindet, in welcher Strahlung aus der Beladevorrichtung austritt oder in einer geschlossenen Stellung, in welcher keine Strahlung austritt. Insbesondere kann auch erkannt werden, ob die Beladevorrichtung in den Strahlenschutzbehälter eingesetzt ist oder ob die Beladevorrichtung entfernt ist. Wie im Folgenden noch erläutert, handelt es sich bei dem Zustand des Strahlenschutzbehälters insbesondere auch um die Position des Strahlenschutzbehälters und wie vorstehend beschrieben um die Position der Beladevorrichtung und damit indirekt um die Position der Strahlungsquelle.According to the invention, the radiation protection container has a safety device, the safety device comprising a monitoring module for monitoring at least one state of the radiation protection container. According to the invention, the monitoring module has a means for detecting the position of the loading device. In particular, it can be determined whether the loading device is in an open position in which radiation emerges from the loading device or in a closed position in which no radiation emerges. In particular, it can also be recognized whether the loading device is inserted into the radiation protection container or whether the loading device is removed. As explained below, the state of the radiation protection container is in particular also the position of the radiation protection container and, as described above, the position of the loading device and thus indirectly the position of the radiation source.
Ferner weist die Sicherheitseinrichtung eine Kommunikationseinrichtung auf. Die Kommunikationseinheit dient zur Übertragung der vom Überwachungsmodul erfassten Werte an eine übergeordnete Einheit. Die Informationen werden insbesondere an eine übergeordnete Einheit, wie eine Cloud oder eine Leitwarte übermittelt.Furthermore, the safety device has a communication device. The communication unit is used to transmit the values recorded by the monitoring module to a higher-level unit. The information is transmitted in particular to a higher-level unit, such as a cloud or a control room.
Die Übermittlung kann drahtgebunden, z.B. über das HART-Protokoll, den 4-20 mA Standard, PA/FF oder APL erfolgen. Alternativ dient die Kommunikationseinrichtung zur drahtlosen Übertragung von Informationen. Die drahtlose Übermittlung kann insbesondere unter Verwendung einer Schmalbandfunktechnologie (LoRa, Sigfox, NB-IOT), über eine GSM-Mobilfunkverbindung und/oder über Bluetooth erfolgen.The transmission can be wired, e.g. via the HART protocol, the 4-20 mA standard, PA/FF or APL. Alternatively, the communication device is used for wireless transmission of information. The wireless transmission can take place in particular using narrow-band radio technology (LoRa, Sigfox, NB-IOT), via a GSM mobile phone connection and/or via Bluetooth.
Insbesondere kann die Kommunikationseinrichtung die Informationen auch an einen Detektor für radioaktive Strahlung senden. Der zum Strahlenschutzbehälter korrespondierende Detektor befindet sich üblicherweise in der Nähe des Strahlenschutzbehälters, sodass eine Übertragung der Information über ein Signal erfolgen kann, welches nur eine geringe Reichweite hat, wodurch Energie gespart werden kann. Der Detektor verfügt dann über eine Kommunikationseinrichtung, welche das Signal an eine weiter entfernte übergeordnete Einheit - drahtlos oder drahtgebunden - leitet.In particular, the communication device can also send the information to a detector for radioactive radiation. The detector corresponding to the radiation protection container is usually located near the radiation protection container, so that the information can be transmitted via a signal that only has a short range, which can save energy. The detector then has a communication device which directs the signal to a more distant higher-level unit - wireless or wired.
Mittels der Überwachungseinrichtung können - wie nachfolgend erläutert - sicherheitsrelevante Parameter des Strahlenschutzbehälters erfasst werden und dann mittels der Kommunikationseinrichtung direkt weitergeleitet werden. Dadurch wird es ermöglicht während des Einsatzes des Strahlenschutzbehälters diesen zu überwachen und bestimmte Eigenschaften während des Betriebs, d.h. insbesondere mit Strahlungsquelle, nachzuverfolgen.As explained below, safety-relevant parameters of the radiation protection container can be recorded using the monitoring device and then forwarded directly using the communication device. This makes it possible to monitor the radiation protection container during use and to track certain properties during operation, i.e. in particular with a radiation source.
Die Sicherheitseinrichtung weist insbesondere eine Kommunikationseinrichtung zur drahtlosen Kommunikation und ferner einen Energiespeicher auf. Mittels des Energiespeichers werden insbesondere das mindestens eine Überwachungsmodul und/oder die Kommunikationseinrichtung mit Energie versorgt. Bei dem Energiespeicher handelt es sich entweder um eine Batterie oder um einen Akkumulator. Mit dem Akkumulator kann z.B. ein Solarmodul oder ein Energy-Harvesting-Modul verbunden sein, welches bei Verwendung des Strahlenschutzbehälters Energie erzeugt und zum Betrieb bereitstellt. Insgesamt handelt es sich dann bei der Sicherheitseinrichtung um eine autarke Sicherheitseinrichtung, welche ohne externe, kabelgebundene Energieversorgung und ohne drahtgebundene Kommunikationseinrichtung auskommt. Damit ist ein Strahlungsbehälter mit einer solchen Sicherheitseinrichtung sehr flexibel einsetzbar und die Sicherheitsreinrichtung kann zur Verbesserung der Sicherheit an sämtlichen Orten verwendet werden, die fern einer externen Energieversorgung liegen, wie z.B. auch während des Transportes oder bei der Entsorgung.The security device has in particular a communication device for wireless communication and also an energy storage device. In particular, the at least one monitoring module and/or the communication device are supplied with energy by means of the energy storage. The energy storage is either a battery or an accumulator. For example, a solar module or an energy harvesting module can be connected to the accumulator, which generates energy and makes it available for operation when the radiation protection container is used. Overall, the safety device is then a self-sufficient safety device, which does not require an external, wired power supply or a wired communication device. This means that a radiation container with such a safety device can be used very flexibly and the safety device can be used to improve safety in all locations that are far from an external energy supply, such as during transport or during disposal.
In einer praktischen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Strahlenschutzbehälters weist das Überwachungsmodul ein Mittel zur Positionserkennung des Strahlenschutzbehälters auf. Das Mittel zur Positionserkennung kann insbesondere als satellitengestützte Positionsermittlungseinrichtung ausgebildet sein. Durch eine derartige Ausgestaltung der Positionsermittlungseinrichtung kann in der Regel weltweit eine absolute geographische Position ermittelt verwendet werden. Beispielhaft seien an dieser Stelle GPS, GLONASS und GALILEO als mögliche Positionsermittlungseinrichtungen benannt. Zusätzlich oder alternativ kann die Positionsermittlungseinrichtung geeignet aus gebildet sein, Positionsdaten, welche von einem Drahtlosnetzwerk zur Verfügung gestellt werden, auszuwerten. Solche Daten können bspw. die Verfügbarkeit und Lokalisierung von WLAN-Signalen in einer individuellen standortabhängigen Kombination sein.In a practical embodiment of the radiation protection container according to the invention, the monitoring module has a means for detecting the position of the radiation protection container. The means for position detection can in particular be designed as a satellite-based position determination device. With such a design of the position determination device, an absolute geographical position can generally be determined worldwide. GPS, GLONASS and GALILEO are examples of possible position determination devices. Additionally or alternatively, the position determination device can be suitably designed be to evaluate position data provided by a wireless network. Such data can be, for example, the availability and localization of WLAN signals in an individual location-dependent combination.
Alternativ kann es sich um bei dem Mittel zur Positionserkennung um einen Kontaktschalter handeln, welcher bei Entfernen des Strahlenschutzbehälters z.B. von einem Behälter erkennt, dass sich der Strahlenschutzbehälter nicht mehr an seiner vorgesehenen Position befindet. Sobald der Kontaktschalter erkennt, dass der Strahlenschutzbehälter entfernt wurde, wird eine entsprechende Information generiert.Alternatively, the position detection means can be a contact switch which, when the radiation protection container is removed, for example from a container, detects that the radiation protection container is no longer in its intended position. As soon as the contact switch detects that the radiation protection container has been removed, corresponding information is generated.
Die Positionsinformation kann dann insbesondere über die Kommunikationseinrichtung an eine übergeordnete Einheit gesendet werden. Insbesondere wird permanent der Standort des Strahlenschutzbehälters übertragen. Wie nachfolgend noch in Zusammenhang mit dem Verfahren erläutert, wird insbesondere dann, wenn ermittelt wird, dass sich der Strahlenschutzbehälter außerhalb eines vorher definierten Bereiches befindet (Stichwort: Geofencing), eine Meldung an eine dafür zuständige Person generiert. Das GPS-Modul wird insbesondere mittels des Energiespeichers mit Energie versorgt.The position information can then be sent to a higher-level unit, in particular via the communication device. In particular, the location of the radiation protection container is permanently transmitted. As explained below in connection with the method, a message is generated to a responsible person, especially if it is determined that the radiation protection container is outside a previously defined area (keyword: geofencing). The GPS module is supplied with energy in particular by means of the energy storage.
Durch die Erfassung einer Position des Strahlenschutzbehälters kann die Sicherheit insofern erhöht werden, als dass schnell erkannt wird, wenn der Strahlenschutzbehälter seine vorgesehene Position verlässt, z.B. wenn er entwendet wird. Die ständige Positionserkennung erleichtert ferner allgemein die Nachverfolgung des Strahlenschutzbehälters. Der Weg des Strahlenschutzbehälters kann während des gesamten Lieferprozesses von der Befüllung bis zur Auslieferung und auch beim Rücktransport bis zur Entsorgung verfolgt werden.By detecting a position of the radiation protection container, security can be increased in that it is quickly recognized when the radiation protection container leaves its intended position, for example if it is stolen. The constant position detection also generally facilitates tracking of the radiation protection container. The path of the radiation protection container can be traced throughout the entire delivery process from filling to delivery and also during return transport to disposal.
Die Position der Beladevorrichtung kann insbesondere mittels eines Kontaktschalters erfasst werden, wobei ein Kontakt hergestellt ist, wenn die Beladevorrichtung in den Strahlenschutzbehälter eingesetzt ist. Ebenso kann ein Kontaktschalter zur Erkennung der Position (geöffnet/geschlossen) der Beladevorrichtung relativ zum Gehäuse genutzt werden. Die Beladevorrichtung dient insbesondere dazu die Strahlungsquelle ein- bzw. auszuschalten, entsprechend kann die Beladevorrichtung auch als Betätigungselement bezeichnet werden.The position of the loading device can be detected in particular by means of a contact switch, with contact being made when the loading device is inserted into the radiation protection container. A contact switch can also be used to detect the position (open/closed) of the loading device relative to the housing. The loading device serves in particular to switch the radiation source on or off; accordingly, the loading device can also be referred to as an actuating element.
Über die Position der Beladevorrichtung ist eine Aussage darüber möglich, ob der Strahlenschutzbehälter überhaupt mit einer Strahlungsquelle beladen sein kann und wenn ja, ob sich die Beladevorrichtung in der geöffneten Stellung oder der geschlossenen Stellung befindet und entsprechend, ob gerade radioaktive Strahlung aus dem Strahlenschutzbehälter austritt oder nicht. Dies ist zum Beispiel in dem Fall relevant, in welchem ein Zugang zu einer Anlage ermöglicht werden muss, und sichergestellt sein muss, dann keine radioaktive Strahlung austreten kann.The position of the loading device makes it possible to say whether the radiation protection container can actually be loaded with a radiation source and, if so, whether the loading device is in the open position or the closed position and accordingly whether radioactive radiation is currently emerging from the radiation protection container not. This is relevant, for example, in the case in which access to a facility must be made possible and it must be ensured that no radioactive radiation can escape.
Alternativ oder ergänzend dazu kann die Sicherheitseinrichtung einen Sensor zur Detektion von radioaktiver Strahlung aufweisen. Mit dem Sensor kann insbesondere direkt ermittelt werden, ob eine radioaktive Strahlungsquelle in dem Strahlenschutzbehälter angeordnet ist. Der Sensor kann insbesondere so angeordnet sein, dass er in jeder Stellung der Beladevorrichtung das Vorhandensein von Strahlung misst und/oder derart, dass er im Bereich des Austrittsfensters angeordnet ist, um zu detektieren, ob sich die Beladevorrichtung in einer geöffneten Stellung befindet oder nicht.Alternatively or in addition to this, the safety device can have a sensor for detecting radioactive radiation. In particular, the sensor can be used to directly determine whether a radioactive radiation source is arranged in the radiation protection container. The sensor can in particular be arranged in such a way that it measures the presence of radiation in every position of the loading device and/or in such a way that it is arranged in the area of the exit window in order to detect whether the loading device is in an open position or not.
Die Sicherheit kann ebenfalls erhöht werden, wenn das Überwachungsmodul einen Temperatursensor aufweist. Die zur Abschirmung der radioaktiven Strahlung verwendeten Materialien für das Gehäuse haben häufig im Vergleich zu Eisen oder Stahl relativ niedrige Schmelzpunkte. So hat beispielsweise das gut zur Abschirmung geeignete Material Blei einen Schmelzpunkt von 327,5 °C, so dass die Formstabilität schon bei Temperaturen von 100 °C bis 200 °C erheblich abnimmt und das Blei an seinem Schmelzpunkt gänzlich seine Form verliert und zerfließt. Verliert das Material des Gehäuses zum Beispiel im Brandfall oder in Umgebungen mit erhöhten Umgebungstemperaturen jedoch seine Form und/oder zerfließt, kann die radioaktive Strahlung nicht mehr sicher und kontrolliert durch das Gehäuse abgeschirmt werden und ein sicherer Betrieb des Strahlenschutzbehälters ist nicht mehr möglich. Eine möglichst frühzeitige Erkennung von zu hoher Temperatur ist daher wichtig zur Gewährleistung der Sicherheit.Security can also be increased if the monitoring module has a temperature sensor. The housing materials used to shield radioactive radiation often have relatively low melting points compared to iron or steel. For example, the material lead, which is well suited for shielding, has a melting point of 327.5 °C, so that the dimensional stability decreases significantly at temperatures of 100 °C to 200 °C and the lead completely loses its shape and melts at its melting point. However, if the material of the housing loses its shape and/or melts, for example in the event of a fire or in environments with elevated ambient temperatures, the radioactive radiation can no longer be shielded safely and in a controlled manner by the housing and safe operation of the radiation protection container is no longer possible. Detecting excessive temperatures as early as possible is therefore important to ensure safety.
Alternativ oder in Ergänzung dazu kann das Überwachungsmodul einen Feuchtigkeitssensor aufweisen. Die Detektion von Feuchtigkeit ist insofern relevant, als durch die Feuchtigkeit einzelne Bestandteile des Strahlenschutzbehälters korrodieren können, insbesondere die Blende oder das Beladerohr, welche dann nicht mehr ordnungsgemäß öffnet und vor allem schließt bzw. sich bewegen lässt, und dann ein Austritt radioaktiver Strahlung möglich ist.Alternatively or in addition to this, the monitoring module can have a moisture sensor. The detection of moisture is relevant in that the moisture can cause individual components of the radiation protection container to corrode, in particular the aperture or the loading pipe, which then no longer opens properly and, above all, closes or can be moved, and radioactive radiation can then escape .
Weiterhin kann das Überwachungsmodul einen Vibrationssensor aufweisen. Aufgrund von Vibrationen, welche von der Anlage stammen können oder ggf. von einem Erdbeben, oder in Form eines Schocks oder einer Schlageinwirkung, kann es zum Lösen von Teilen kommen, sodass ggf. eine Überprüfung des Strahlenschutzbehälters notwendig wird.Furthermore, the monitoring module can have a vibration sensor. Due to vibrations, which can come from the system or possibly from an earthquake, or in the form of a shock or impact, parts can come loose, which may make it necessary to check the radiation protection container.
Das Überwachungsmodul kann auch ein Mittel aufweisen, mittels welchem ein Öffnen oder Schließen eines Deckels des Strahlenschutzbehälters detektiert wird.The monitoring module can also have a means by which an opening or closing of a lid of the radiation protection container is detected.
In einer weiteren praktischen Ausführungsform des Strahlenschutzbehälters ist die die Sicherheitseinrichtung mit dem Grundkörper des Strahlenschutzbehälters verbunden. Insbesondere ist die Sicherheitseinrichtung mit dem Grundkörper verschraubt. Vorzugsweise ist die Sicherheitseinrichtung in dem Bereich an dem Grundkörper angeordnet, in welchem Beladerohr aus dem Grundkörper ragt. An dieser Position können viele der sicherheitsrelevanten Parameter erfasst werden, wie z.B. die Position des Strahlenschutzbehälters selbst, die Stellung der Beladevorrichtung, die Temperatur, etc.In a further practical embodiment of the radiation protection container, the safety device is connected to the base body of the radiation protection container. In particular, the safety device is screwed to the base body. The safety device is preferably arranged on the base body in the area in which the loading pipe protrudes from the base body. At this position, many of the safety-relevant parameters can be recorded, such as the position of the radiation protection container itself, the position of the loading device, the temperature, etc.
Die Sicherheitseinrichtung kann an bestehende Strahlenschutzbehälter nachträglich montiert werden (Nachrüstmodul).The safety device can be retrofitted to existing radiation protection containers (retrofit module).
Insbesondere ragt die Beladevorrichtung rohrförmig in den Grundkörper des Strahlenschutzbehälters hinein. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Sicherheitseinrichtung insbesondere zumindest teilweise mechanisch an dem in den Grundkörper hineinragendem Ende der Beladevorrichtung angebracht ist und nur zugänglich ist, wenn die Beladevorrichtung aus dem Grundkörper entnommen ist. Dadurch wird bewirkt, dass mittels der Sicherheitseinrichtung bzw. dem Überwachungsmodul ein Entfernen der Beladevorrichtung erkannt wird, bevor die Sicherheitseinrichtung erreicht und manipuliert bzw. entfernt werden kann. Alternativ könnte zumindest ein Teil der Sicherheitseinrichtung auch in einem Deckel angeordnet sein. Wobei auch bei Öffnen des Deckels (zur Seite schieben oder wenden) die Sicherheitseinrichtung ist dann noch immer mit dem Grundkörper verbunden ist und erfassen kann, ob die Position der Beladevorrichtung verändert wird.In particular, the loading device projects in a tubular shape into the base body of the radiation protection container. It can also be provided that the safety device is in particular attached at least partially mechanically to the end of the loading device that projects into the base body and is only accessible when the loading device is removed from the base body. This ensures that removal of the loading device is detected by means of the safety device or the monitoring module before the safety device can be reached and manipulated or removed. Alternatively, at least part of the safety device could also be arranged in a lid. Even when the lid is opened (pushed to the side or turned), the safety device is still connected to the base body and can detect whether the position of the loading device is changed.
Insbesondere ist vorgesehen, dass die Sicherheitseinrichtung Mittel zur Überprüfung des Montagezustands der Sicherheitseinrichtung selbst aufweist. Zum einen könnte über einen Taster oder per Software ein Systemcheck ausgelöst werden und das Ergebnis dann z.B. per Funk weitergeleitet und/oder als optisches und/oder akustisches Signal an der Sicherheitseinrichtung ausgegeben werden.In particular, it is provided that the safety device has means for checking the assembly state of the safety device itself. On the one hand, a system check could be triggered via a button or software and the result could then be forwarded via radio, for example, and/or output as a visual and/or acoustic signal to the safety device.
Ein ungewolltes und unautorisiertes Entfernen der Sicherheitseinrichtung wird insbesondere sofort detektiert und an eine übergeordnete Einheit übertragen. Elektronischen Komponenten der Sicherheitseinrichtung sind dabei so angeordnet, dass sie erst nach einem Entfernen der Sicherungseinrichtung vom Behälter zugänglich sind, sodass vorab eine Ausschaltung der Elektronik nur schwer möglich ist.An unwanted and unauthorized removal of the safety device is immediately detected and transmitted to a higher-level unit. Electronic components of the safety device are arranged in such a way that they are only accessible after the safety device has been removed from the container, so that it is difficult to switch off the electronics beforehand.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Überwachung eines Strahlenschutzbehälters, insbesondere eines wie vorstehend beschriebenen Strahlenschutzbehälters. Dabei wird mittels einer Sicherheitseinrichtung mit einem Überwachungsmodul ein Zustand des Strahlenschutzbehälters erfasst und zwar wird als Zustand eine Position der Beladevorrichtung erfasst und die korrespondierend zu dem erfassten Zustand erfassten Werte werden drahtlos an eine übergeordnete Einheit übermittelt. Insbesondere wird die Energie dafür von einem Energiespeicher bereitgestellt und das Betreiben der Sicherheitseinrichtung funktioniert autark.The invention also relates to a method for monitoring a radiation protection container, in particular a radiation protection container as described above. In this case, a state of the radiation protection container is recorded by means of a safety device with a monitoring module, namely a position of the loading device is recorded as the state and the values recorded corresponding to the recorded state are transmitted wirelessly to a higher-level unit. In particular, the energy for this is provided by an energy storage device and the operation of the safety device is self-sufficient.
Wie vorstehend schon beschrieben, kann damit der Zustand des Strahlenschutzbehälters auch an Orten, an welchen keine kabelgebundenen Strom- oder Kommunikationsnetz vorhanden sind oder nur eine unzuverlässige Stromversorgung zur Verfügung steht, überwacht werden. Dies gilt insbesondere auch während des Transportes des Strahlenschutzbehälters.As already described above, the condition of the radiation protection container can also be monitored in places where there is no wired power or communication network or where only an unreliable power supply is available. This applies in particular during the transport of the radiation protection container.
Insbesondere wird als Zustand eine Position des Strahlenschutzbehälters erfasst. Ebenso können die Temperatur, das Eindringen von Feuchtigkeit und/oder Vibrationen erfasst und übertragen werden. Insbesondere werden die einzelnen erfassten Werte permanent erfasst. Die Übertragung der Werte kann dann ebenfalls permanent erfolgen oder es kann jeweils nur eine Übertragung erfolgen, wenn eine Änderung eines Wertes erfasst wird. Dazu kann die Sicherheitseinrichtung zusätzlich eine Auswerteeinheit aufweisen.In particular, a position of the radiation protection container is recorded as a state. The temperature, the penetration of moisture and/or vibrations can also be recorded and transmitted. In particular, the individual recorded values are permanently recorded. The values can then also be transferred permanently or only one transfer can take place when a change in a value is detected. For this purpose, the safety device can additionally have an evaluation unit.
In einer praktischen Ausführungsform des Verfahrens werden die von der Sicherheitseinrichtung erfassten Werte bestimmten Ereignissen zugeordnet, und abhängig vom zugeordneten Ereignis wird eine Meldung ausgegeben. Die detektierten Werte werden mit anderen Worten je nach Relevanz für die Sicherheit klassifiziert und abhängig davon wird entschieden in welcher Form eine Meldung erfolgen muss. Es wird dabei insbesondere erfasst, um welchen Wert es sich handelt (z.B. Position des Strahlenschutzbehälters oder Temperatur) und ob der Wert innerhalb oder außerhalb eines vorgegebenen Wertebereichs liegt. Eine Meldung kann insbesondere sein, dass der geänderte Zustand nur ausgegeben wird, zum Beispiel auf einer Anzeige oder dass eine Benachrichtigung an eine dafür zuständige Person versendet wird und/oder dass ein Alarm, z.B. in Form eines akustischen und/oder optischen Signals ausgegeben wird.In a practical embodiment of the method, the values recorded by the safety device are assigned to specific events, and a message is output depending on the assigned event. In other words, the detected values are classified depending on their relevance to security and, depending on this, a decision is made in which form a report must be made. In particular, it is recorded which value is involved (e.g. position of the radiation protection container or temperature) and whether the value is within or outside a predetermined value range. A message can in particular be that the changed state is only output, for example on a display or that a notification is sent to a person responsible for it and/or that an alarm is issued, for example in the form of an acoustic and/or optical signal.
Für die Position des Strahlenschutzbehälters kann dies konkret so aussehen, dass wenn erkannt wird, dass der Strahlenschutzbehälter einen definierten zulässigen Bereich verlässt, dies dem Ereignis „Unautorisierte Position des Strahlenschutzbehälters“ oder „Strahlenschutzbehälter wurde außerhalb des Überwachungsbereichs geortet“ zugeordnet wird und dann eine Benachrichtigung an den Strahlenschutzbeauftragten versendet wird.For the position of the radiation protection container, this can specifically look like this: if it is detected that the radiation protection container leaves a defined permissible area, this is the event “Unauthorized position of the radiation protection container ters” or “radiation protection container was located outside the monitoring area” and a notification is then sent to the radiation protection officer.
Im Folgenden werden in Verbindung mit den Figuren weitere praktische Ausführungsformen und Vorteile beschrieben. Es zeigen:
-
1 einen Strahlenschutzbehälter mit einer Sicherheitseinrichtung in einer schematischen Darstellung im Querschnitt, -
2 eine Sicherheitseinrichtung in einer schematischen Darstellung, -
3 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens.
-
1 a radiation protection container with a safety device in a schematic representation in cross section, -
2 a safety device in a schematic representation, -
3 a flowchart of a procedure.
In
Der Strahlenschutzbehälter 10 weist ein Gehäuse 14 auf. Das Gehäuse 14 ist vorliegend aus Stahl oder Edelstahl, befüllt mit Blei. In das Gehäuse 14 ist eine Beladevorrichtung 16 eingesetzt, wobei die Beladevorrichtung 16 eine radioaktive Strahlungsquelle 18 umfasst. Das Gehäuse 14 weist ein Austrittsfenster 20 für radioaktive Strahlung auf. Die Beladevorrichtung 16 ist beweglich in dem Grundkörper 14 aufgenommen und je nach Stellung der Beladevorrichtung 16 kann die radioaktive Strahlungsquelle so positioniert werden, dass radioaktive Strahlung aus dem Austrittsfenster 20 austritt (geöffnete Stellung) wie hier in
Vorliegend weist der Strahlenschutzbehälter 10 zudem die Sicherheitseinrichtung 12 auf. Die Sicherheitseinrichtung 12 ist so an dem Gehäuse 14 angeordnet, dass sie den Bereich, in welchem die Beladevorrichtung 16 aus dem Gehäuse 14 hervorragt und an welchem die Beladevorrichtung 16 an einem Hebel 19 betätigt werden kann, umgibt. Zum Schutz der Sicherheitseinrichtung 12 und der Beladevorrichtung 16 weist der Strahlenschutzbehälter 10 zusätzlich in dieser Ausführungsform noch einen Deckel 21 auf.In the present case, the
Die Sicherheitseinrichtung 12 ist schematisch in
Die Sicherheitseinrichtung 12 weist zudem einen Energiespeicher 30, eine Kommunikationseinrichtung 32 und eine Auswerteeinheit 34 auf.The
Der Energiespeicher 30 ist vorliegend mit dem Überwachungsmodul 22 verbunden und versorgt die einzelnen Mittel 24, 26, 28 bzw. Sensoren mit Energie. Der Energiespeicher 30 ist auch mit einer Kommunikationseinrichtung 32 und der Auswerteeinheit 34 verbunden und versorgt diese mit Energie.In the present case, the
Die Auswerteeinheit 34 ist zur Datenübertragung mit dem Überwachungsmodul 22 und der Kommunikationseinrichtung 32 verbunden. Die Auswerteeinheit 34 dient zur Aufnahme und Aufbereitung der erfassten Werte des Überwachungsmoduls 22.The
Die Kommunikationseinrichtung 32 übermittelt die von dem Überwachungsmodul 22 ermittelten und von der Auswerteinheit 34 aufbereiteten Werte drahtlos an eine übergeordnete Einheit.The
In
Der erfasste Zustand bzw. erfasste Wert wird in Schritt S2 mittels der Kommunikationseinrichtung 32 drahtlos an eine übergeordnete Einheit übertragen. Die Übertragung kann dabei jeweils nach einem festgelegten Zeitintervall erfolgen und/oder auf eine Wertänderung hin.The detected state or detected value is transmitted wirelessly to a higher-level unit in step S2 by means of the
Dort wird der übermittelte Wert in Schritt S3 ausgewertet und einem bestimmten Ereignis zugeordnet bzw. klassifiziert. In Schritt S4 wird dabei abgefragt, ob der sicherheitsrelevante Wert außerhalb eines definierten Bereiches liegt. Wenn nein (n), dann erfolgt in Schritt S5 eine Ausgabe des Wertes.There the transmitted value is evaluated in step S3 and assigned or classified to a specific event. In step S4, a query is made as to whether the safety-relevant value is outside a defined range. If no (n), then the value is output in step S5.
Wird in Schritt S4 festgestellt, dass eine Überschreitung eines Wertes vorliegt (y) und der Wert außerhalb definierter Grenzen liegt, so wird in Schritt S6 eine Meldung ausgegeben, beispielsweise in Form einer Benachrichtigung einer zuständigen Person oder eines Alarms.If it is determined in step S4 that a value has been exceeded (y) and the value is outside defined limits, a message is issued in step S6, for example in the form of a notification to a responsible person or an alarm.
BezugszeichenlisteReference symbol list
- 1010
- StrahlenschutzbehälterRadiation protection container
- 1212
- SicherheitseinrichtungSafety device
- 1414
- GehäuseHousing
- 1616
- Beladevorrichtungloading device
- 1818
- radioaktive Strahlungsquelleradioactive radiation source
- 1919
- Hebellever
- 2020
- Austrittsfensterexit window
- 2121
- Deckel Lid
- 2222
- ÜberwachungsmodulMonitoring module
- 2424
- Mittel zur Überprüfung der Position des StrahlenschutzbehältersMeans for checking the position of the radiation protection container
- 2626
- Mittel zur Überprüfung der Stellung der BeladeeinrichtungMeans for checking the position of the loading device
- 2828
- TemperatursensorTemperature sensor
- 3030
- EnergiespeicherEnergy storage
- 3232
- KommunikationseinrichtungCommunication facility
- 3434
- AuswerteeinheitEvaluation unit
Claims (10)
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|---|---|---|---|
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Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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- 2023-06-22 DE DE102023116382.5A patent/DE102023116382B3/en active Active
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