DE1084465B - Formstein fuer lose zusammenzusetzende Strahlenschutzwaende zum Hantieren mit radioaktiven Isotopen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Formstein, der für lose zusammenzusetzende Strahlenschutzschirme oder -wände bestimmt ist, wie sie beim Hantieren mit radioaktiven Isotopen- gebraucht werden. Es sind Formsteine aus strahlenabsorbierendem Werkstoff bekannt, deren Stoß- und Lagerflächen zum Zwecke der Fugenbrechung und des Formschlusses benachbarter Steine um eine Mittellinie satteldachförmig ab- bzw. entsprechend eingewinkelt sind. Ziel der Erfindung ist es, einen Formstein zu schaffen, der besser als die bisher bekannten und vorgeschlagenen den zahlreichen Anforderungen entspricht, die an eine vielfältige Anwendbarkeit solcher Steine, an ihre Handlichkeit sowie an die Standfestigkeit und den raschen Umbau der aus ihnen provisorischen Wände Isotopenkammern gestellt werden.

Bausteine mit satteldachförmig gewinkelten Stoß- und Lagerflächen sind für den Aufbau von gewöhnlichem ortsfestem Mauerwerk seit langem bekannt. Dabei besitzen die öffnungswinkel der Satteldachform der Grund- und Deckflächen einen gewissen Wert (z. B. 138 oder 141°) und die öffnungswinkel der einander gegenüberliegenden Stirnseiten einen anderen Wert (z. B. 117 oder 121°), der mehr oder weniger vom Zufall bestimmt war und der zwar den Aufbau geradliniger Mauern gestattet, nicht aber den Bau von Winkeln oder Vielecksformen, so daß zum Eckenbau Spezialsteine zu Hilfe genommen werden mußten. Der Verband der verschiedenen Schichten des Mauerwerks untereinander erfolgte mittels Stangen oder Ausgußmassen, für deren Einbringen in den Formstein entsprechende Durchtrittsöffnungen vorgesehen worden sind. Für lose zusammenzusetzende, gerade und winklige Strahlenschutzwände, wie sie in Isotopenlaboratorien in den verschiedensten Grundformen schnell auf- und abgebaut werden müssen, sind die Formen dieser, für ortsfestes Mauerwerk bestimmten Bausteine deshalb auch nicht geeignet.

Vielmehr hat man zum Aufbauen von Strahlenschutzwänden und von provisorischen Isotopenbehältern in Laboratorien usw. sogenannten »Strahlenschutzziegel« aus Blei benutzt, die lose zusammenliegen und entweder mit Nut und Feder ineinandergreifen oder die eingangs geschilderten satteldachförmig gewinkelten Stoß- und Lagerflächen besitzen. Bei diesen Formsteinen sind die Öffnungswinkel der sattelförmigen Stirnflächen entweder spitz- oder rechtwinklig, was für den Aufbau gerader Wände auch ausreicht, für die Bildung geknickter Wände oder rings geschlossener Isotopenkammem aber besondere Eckverbindungen und Anschlußstücke, also eine mehr oder weniger große Anzahl zusätzlicher Spezialsteine erfordert, durch die die Anfertigung und Lagerhal-Formstein für lose zusammenzusetzende

Strahlensehutzwände zum Hantieren

mit radioaktiven Isotopen

Anmelder:

RudolfAlberti,
St. Andreasberg, Wäschegrund 463

Dr. Rudolf Sigmund, Göttingen,

Dr. Hans Götting, Bad Lauterbexg (Harz),

und Rudolf Alberti, St. Andreasberg,

sind als Erfinder genannt worden

tung der Steine sowie der Zusammenbau der Schutzwände erschwert wurden.

Die Erfindung soll diesen Mängeln abhelfen, um angesichts der von Tag zu Tag stärker anwachsenden Verwendung radioaktiver Isotopen auf vielen Gebieten des modernen Lebens die Gefahrenquellen zu verringern, die dadurch gegeben sind, daß notwendigerweise immer mehr Personen sehr unterschiedlicher Vorbildung mit den gefährlichen Stoffen hantieren müssen. Es wurde gefunden, daß zur Erreichung dieses Zieles in erster Linie folgende Anforderungen erfüllt werden müssen, denen jedoch die bisher für den Ausbau provisorischer Strahlenschutzwände benutzten Formsteine nur mangelhaft gerecht werden:

Zunächst ist es im Interesse bequemen Aufbaues und schnellen Umbaues sowie einfacher Lagerhaltung erwünscht, im wesentlichen mit einer einzigen Formsteinsorte auszukommen: Beim schnellen Umbau, wie er zuweilen im »heißen« - Laboratorium erforderlich ist, soll kein Suchen nach geeigneten Paßsteinen notwendig sein, sondern die vorhandenen Steine sollen immer und in den verschiedensten Kombinationen passen. Dazu gehört, daß man mit demselben Baustein sowohl gerade als auch geknickte Abschirmwände erstellen kann. Denn beide Fälle kommen in vielfältiger Abwandlung und Kombination ständig vor. Ferner sollen die Bausteine im Verband durch gegenseitigen Eingriff auch ohne Mörtel oder Hilfsgestänge eine genügend standfeste Abschirmwand bilden. Und schließlich sollen mit ein und demselben Formsteintyp

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auch Isotopenkammern, die entweder rings oder auch nur einseitig geschlossen sind, mit Wänden von mehreren Steindicken lückenlos aufgebaut werden können.

Allen diesen Forderungen wird nun ein Formstein der geschilderten doppelt satteldachförmig gewinkelten Grundform gerecht, bei dem erfindungsgemäß alle Ab- und Einwinkelungen 120° betragen. Ein solcher, also für den Aufbau von Sechseckformen geeigneter Block vereinigt die oben aufgezählten Eigenschaften, die gerade für den Aufbau provisorischer Schutzwände in Isotopenlaboratorien von Bedeutung sind, die aber den bisher für solche Zwecke verwendeten Formsteinen höchstens teilweise, niemals aber gemeinsam zukamen. Das gilt einmal für die Möglichkeit, mit ein und derselben Formsteinsorte wahlweise gerade und geknickte Abschirmwände bzw. rings geschlossene Isotopenkammern aufbauen zu können, was infolge der hierfür nicht geeigneten Öffnungswinkel der Stirnsattelflächen der bisher verwendeten »Strahlenschutzziegel« nicht möglich war; und das gilt weiter für die im Interesse der Standfestigkeit lose aufgebauter Schutzwände wünschenswerte Verzahnung der einander benachbarten Formsteine gleicher Sorte. Wenn die Höhe der Seitenwände der Förmsteine die Hälfte ihrer Länge beträgt, können sie außer in liegender auch in aufrecht stehender, dann also zwei Schichten übereingreifender Lage zusammengesetzt werden, was mit den bisher bekannten doppelt satteldachförmig gewinkelten Bausteinen infolge der unterschiedlichen Üffhungswinkel einerseits an den Stirnflächen und andererseits an den Grund- und Deckflächen gleichfalls nicht möglich war.

Wenn man außer der genannten Winkelbemessung an den verschiedenen Sattelflächen des Formsteines auch noch die Länge der Seitenwände zu ihrem Abstand voneinander im Verhältnis 1 '.¹UY^ bemißt, so ist es möglich, gleichfalls mit ein und derselben Formsteinsorte auch mehrere eng anschließende konzentrische Ringe, also Isotopenkammern mit Wänden von mehreren Steindicken lückenlos aufzubauen, eine Möglichkeit, die ohne Zuhilfenahme einer mehr oder weniger großen Anzahl von Spezial- und Ergängungssteinen bei den bisher bekannten Formsteinen für lose zusammenzusetzende Strahlenschutzwände nicht gegeben war.

Um einer lose aufgebauten Schutzwand gute Standfestigkeit auf der Grundfläche, z. B. einem Tisch, zu verleihen, können auch noch weitere von der geschilderten Grundform abgeleitete Steinformen verwendet werden, bei denen eine oder mehrere der gewinkelten Stoß- und Lagerflächen durch eine ebene Fläche ersetzt sind. Auf diese Weise ergeben sich Formsteine, die als Grundsteine, als obere Abschlußsteine oder als seitliche Abschluß steine für die Stirnseite einer Abschirmwand dienen können. Eine besonders bewährte Form eines solchen Grundsteines ist unten flach, besitzt aber oben wiederum die konkave Satteldachfortn eines Winkels von 120°.

Bei dickeren Wänden, die aus mehreren hintereinanderliegenden Steinreihen aufgebaut sind, kann, unter Ausnutzung der überall vorhandenen Winkel von 120°, eine Verzahnung in der Querrichtung auch dadurch erreicht werden, daß über zwei hintereinanderliegende Reihen von Steinen mit oberen Einwinkelungen rittlings ein gleicher Formstein in umgekehrter Lage gesetzt wird, der die darunter befindlichen Steine somit klammerartig verbindet.

Strahlenschutz-Formsteine der geschilderten Gestalt, können z.B.gemahlenen Schwerspat als strahlenschützenden Grundstoff enthalten. Auch können Hohlseine mit geeigneter Strahlenschutzfüllung verwendet werden.

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung werden an Hand der Zeichnungen beschrieben: Die Fig. 1 und 2 zeigen einmal in liegender Lage und einmal in aufrecht stehender Lage zwei blockartige Formsteine nach der Erfindung in schaubildlicher Darstellung.

Fig. 1 zeigt einen solchen Block aus einer mit einer Schwerspat-Mischung gefüllten Eisenblech-Hohlform, die an der linken Ecke ausgebrochen gezeichnet ist. Der Block ist an seinen beiden Längsseiten begrenzt durch Rechtecke ABCD und BFGH. Die untere Lagerfläche CDHG ist eingewinkelt bis zur Mittellinie JK, und dementsprechend ist die obere Lagerfläche um die Mittellinie LM satteldachförmig abgewinkelt. Die Punkte / und L bilden zugleich die Mittellinie der Einwinkelung der vorderen Stirnfläche, und die Punkte M und K die Mittellinie der Abwinkelung der gegenüberliegenden Stirnseite.

Fig. 2 zeigt einen Block gleicher Gestalt, aber aufrecht gestellt.

Fig. 3 und 4 zeigen einen derartigen Block in Aufsich bzw. in Stirnansicht. Der Winkel α beträgt an sämtlichen Lager- und Stoßflächen 120°. Bei der dargestellten Ausführungsform ist ferner die Höhe h der Seitenwände gleich ihrer halben Länge und gleich den Schenkelprojektionen α der Ab- und Einwinkelungen. Fig. 5 ist in Seitenansicht des gleichen Blocks, wobei ein im lose zusammengesetzten Mauerverband anschließender Block gestrichelt angedeutet ist. Die Lage der einzelnen Punkte ergibt sich aus den eingetragenen Buchstaben, die denen der Fig. 1 entsprechen. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das den Aufbau eng anschließender konzentrischer Ringe ermöglichende Verhältnis der Länge / der Seitenwände zur Breite b des Blocks 1: ¹Zs Yz- Infolgedessen ist auch die Länge I gleich der doppelten Projektion α der Stirnseitenschenkel auf die Grundfläche (Fig. 3).

Fig. 6 zeigt einen von der Grundform gemäß den Fig. 1 bis 5 abgeleiteten Block als Grundstein mit flacher Unterseite und satteldachförmig abgewinkelter Oberseite in Stirnansicht, die Fig. 6 a einen entsprechenden Grundstein mit eingewinkelter Oberseite ebenfalls in Stirnansicht und Fig. 7 einen weiteren Sonderstein mit einer flachen Stirnseite in Aufsicht.

Die weiteren Figuren zeigen einige Beispiele für den Zusammenbau von Schutzwänden und -kammern mittels der Formsteine nach der Erfindung:

Fig. 8 zeigt zwei zusammengesetzte Normalblöcke, von denen der untere liegend versetzt ist und der obere hochkant auf diesem steht.

Fig. 9 zeigt einen Eckaufbau aus mehreren zusammengesetzten Einheitsformsteinen nach der Erfindung im Grundriß, wie er z. B. für die Herstellung einer provisorischen Isotopenkammer in einer Laboratoriumsecke vor den Wänden 3 und 4 benutzt wird. Während die Steine 5, 6 und 7 liegen, ist der Stein 8 aufgestellt. In ihrer Gesamtheit umschließt die so gebildete Mauer den abgeschirmten Raum 9.

Fig. 10 zeigt eine andere Art der Zusammensetzung dreier Blöcke im Grundriß.

Fig. 11 zeigt einen provisorischen Isotopenbehälter mit der Grundrißform eines geschlossenen Sechseckes; die Behälterwand ist aus Sicherheitsgründen aus zwei Steinreihen hintereinander gebildet, hat also doppelte Steindicke. In der Mitte bleibt der abgeschirmte Raum 10 frei. Man erkennt, daß durch das gewählte Verhältnis der Länge zur Breite der Blöcke ein lückenloses Aneinanderfügen konzentrischer Sechseckringe möglich ist.

Fig. 12 zeigt von der Seite gesehen einen Teil einer lose zusammengesetzten Strahlenschutzwand aus Formsteinen 11 bis 17 nach der Erfindung. Die Steine sind dabei teilweise hochkant gestellt, wodurch sich eine besonders gute innere Verzahnung des Verbandes, d. h. ein gewisser Zusammenhalt der verschiedenen horizontalen Schichten miteinander ohne weitere Hilfsmittel als die Einheits-Formsteine selbst, ergibt.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Formstein aus strahlenabsorbierendem Werkstoff für lose zusammenzusetzende, zum Hantieren mit radioaktiven Isotopen gebrauchte Abschirmwände, dessen Stoß- und Lagerflächen zum Zwecke der Fugenbrechung und des Formschlusses benachbarter Steine um eine Mittellinie satteldachförmig ab- bzw. entsprechend eingewinkelt sind,

dadurch gekennzeichnet, daß alle Ab- und Einwinkelungen 120° betragen.

2. Formstein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Seitenwände zu ihrem Abstand voneinander im Verhältnis 1: ¹Zs Y$ steht.

3. Formstein nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der Seitenwände die Hälfte ihrer Länge beträgt.

4. Zusatzformstein für Abschirmwände aus Formsteinen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere der Stoß- oder Lagerflächen eben sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 901 238;
österreichische Patentschrift Nr. 143 532;
britische Patentschrift Nr. 221 468;
USA.-Patentschrift Nr. 1 661 946;
»Nucleonics«, Maiheft 1955, S. 84.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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