DE1115375B

DE1115375B - Decay container for radiating isotopes

Info

Publication number: DE1115375B
Application number: DED32324A
Authority: DE
Inventors: Werner Gottschalk
Original assignee: DOLERIT BASALT AG
Current assignee: DOLERIT BASALT AG
Priority date: 1960-01-12
Filing date: 1960-01-12
Publication date: 1961-10-19

Description

Abklingbehälter für strahlende Isotope Die Erfindung bezieht sich auf einen Abklingbehälter für strahlende Isotope, bestehend aus einem Block mit von außen her zugänglichem Hohlraum und aus einem Stopfen zum Verschließen des Hohlraumes, und betrifft insbesondere einen Abklingbehälter, der nicht nur sehr billig, sondern auch außerordentlich sicher und dauerhaft in der Abschirmwirkung ist.Radiant Isotope Decay Containers The invention relates to on a decay container for radiating isotopes, consisting of a block with externally accessible cavity and a plug to close the cavity, and more particularly relates to a decay container that is not only very cheap but is also extremely safe and durable in the shielding effect.

Abklingbehälter sind allgemein bekannt und werden für die Aufbewahrung von strahlenden Isotopen od. dgl. verwendet. Gegebenenfalls können auch radioaktive Abfallstoffe mit solchen Behältern transportiert werden. Die bekannten Abklingbehälter bestehen z. B. aus hochlegiertem Stahl, z. B. Chromnickelstahl, in Verbindung mit Beton. Solche Abklingbehälter sind teuer. Die Abklingbehälter sind aber nicht nur deswegen so teuer, weil überhaupt Stahl verwendet wird, sondern auch deswegen, weil sie außerordentlich stark dimensioniert werden müssen, damit die notwendige Abschirmwirkung erzielt wird. Wenn auch die bekannten Abschirmbehälter die entstehende Gammastrahlung in genügender Weise abschirmen, so sind sie dann ungeeignet, wenn strahlende Isotope sehr lange Zeit in ihnen aufbewahrt werden müssen, weil bei langen Aufbewahrungszeiten durch Ionenaustausch und Diffusion Korrosionserscheinungen auftreten.Decay containers are well known and are used for storage of radiating isotopes or the like. Used. Optionally radioactive Waste materials are transported with such containers. The well-known decay containers exist z. B. made of high-alloy steel, e.g. B. chrome nickel steel, in conjunction with Concrete. Such decay containers are expensive. But the decay containers are not only So expensive because steel is used at all, but also because they have to be dimensioned extremely large in order to have the necessary shielding effect is achieved. Even if the well-known shielding container is responsible for the resulting gamma radiation shield in a sufficient way, they are then unsuitable when radiating isotopes must be kept in them for a very long time because of long storage times corrosion phenomena occur through ion exchange and diffusion.

Abklingbehälter, die aus einer Gummi- oder Kunstharzmasse oder aus Blei oder aus einer Gummi- oder Kunstharzmasse, die Bleipulver enthält, hergestellt sind, sind bekannt. Ebenso ist es bekannt, Behälter und Stopfen stufenartig abzusetzen. Auch die Verwendung von Basalt für Strahlensohutzzwecke ist bekannt.Decay containers made from a rubber or synthetic resin compound or from Lead or made from a rubber or synthetic resin compound that contains lead powder are known. It is also known to lower the container and stopper in stages. The use of basalt for radiation protection purposes is also known.

Bei einem Abklingbehälter für strahlende Isotope, bestehend aus einem Block mit von außen her zugänglichem Hohlraum und aus einem Stopfen zum Verschließen des Hohlraumes, bestehen gemäß der Erfindung Block und Stopfen aus Basalt.In the case of a decay container for radiating isotopes, consisting of a Block with a cavity accessible from the outside and a stopper for sealing of the cavity, according to the invention, the block and plug are made of basalt.

Zwar ist bereits bekannt, Basalt zum Zwecke des kerntechnischen Strahlenschutzes zu verwenden. Doch ist bisher Basalt für Abklingbehälter nicht eingesetzt worden. Während es beim kerntechnischen Strahlenschutz hauptsächlich darauf ankommt, den Strahlenaustritt wirksam zu verhindern, kommt es bei Abklingbehältern darüber hinaus noch darauf an, den Stoffaustritt aktivierter Masseteilchen zu verhindern. Diese Verhinderung des Stoffaustritts ist eine neuerkannte Eigenschaft des Basaltes, die zusammen mit den anderen bereits bekannten Eigenschaften den Basalt erst für Abklingbehälter brauchbar macht, wie es die Erfindung lehrt. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn ein möglichst ohvinfreier Feldspatbasalt von hoher Dichte verwendet wird. Solche Basalte werden z. B. in Deutschland in der Eifel und im Westerwald gefunden. Diese Basalte haben den Vorteil, daß sie in Säulen erstarrt sind. Die hierdurch bedingte kristalline Struktur des Basaltes ergibt in Verbindung mit der hohen Dichte eine gute Abschirmwirkung.It is already known to use basalt for the purpose of nuclear radiation protection to use. So far, however, basalt has not been used for decay containers. While nuclear radiation protection mainly depends on the In the case of decay containers, it is also important to effectively prevent radiation from escaping is still trying to prevent activated mass particles from escaping. These Preventing the escape of substances is a newly recognized property of basalt, which together with the other already known properties, basalt is only used for decay containers makes useful, as the invention teaches. It is particularly advantageous if a high-density feldspar basalt that is as free from ohvin as possible is used. Such Basalts are z. B. found in Germany in the Eifel and in the Westerwald. These Basalts have the advantage that they are solidified in columns. The resulting The crystalline structure of the basalt in connection with the high density results in a good shielding effect.

Da im Basalt weder Ionenaustausch noch Diffusion stattfindet, können auch bei langer Aufbewahrungsdauer keine aktiven Teilchen nach außen gelangen und keine Korrosionserscheinungen auftreten, weil der Basalt und seine einzelnen Bestandteile eine sehr geringe chemische Affinität haben.Since neither ion exchange nor diffusion takes place in basalt, can no active particles can escape even after long periods of storage no signs of corrosion occur because of the basalt and its individual components have very low chemical affinity.

Überdies sind Abklingbehälter, die gemäß der Erfindung aus Basalt hergestellt sind, wesentlich billiger als die bekannten Abklingbehälter.In addition, decay containers made of basalt according to the invention are made, much cheaper than the known decay containers.

Erstere sind außerordentlich stabil. Durch die sehr gleichmäßige Wärmeverteilung in Verbindung mit der hohen Festigkeit ist die Gefahr einer Rißbildung praktisch bedeutungslos.The former are extremely stable. Due to the very even distribution of heat in conjunction with the high strength, the risk of cracking is practical meaningless.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Fig. 1 zeigt einen Abklingbehälter in teilweise geschnittener perspektivischer Darstellung; Fig. 2 zeigt ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel für einen Abklingbehälter schematisch im Schnitt; Fig. 3 zeigt einen Verschlußstopfen; Fig. 4 zeigt ein Einsatzstück; Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für einen Abklingbehälter, der für immer dicht verschlossen werden kann; Fig. 6 zeigt ein weiteres Beispiel für einen Abklingbehälter, wobei der Verschlußstopfen mit einer Bohrung zum Angriff einer Greifzange versehen ist; Fig.7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für einen Abklingbehälter, wobei der Verschlußstopfen mit einem metallischen Einsatzstück für einen Greifer versehen ist, und Fig. 8 zeigt den Abklingbehälter gemäß Fig. 1 vergrößert und teilweise geschnitten, um einige Einzelheiten deutlich zu machen.Embodiments of the invention are with reference to the drawing described in more detail. Fig. 1 shows a decay container in partially sectioned perspective representation; Fig. 2 shows a modified embodiment for a decay container schematically in section; Fig. 3 shows a sealing plug; Fig. 4 shows an insert; Fig. 5 shows a further embodiment for a decay container that can be sealed forever; Fig. 6 shows Another example of a decay container, the sealing plug with a bore is provided for gripping forceps; Fig.7 shows Another embodiment for a decay container, wherein the sealing plug is provided with a metallic insert for a gripper, and Fig. 8 shows the decay container according to FIG. 1 enlarged and partially cut to some Make details clear.

Der Abklingbehälter gemäß Fig.1 besteht aus einem quaderförmigen Basaltblock 1 ` mit ebenen Seitenflächen. Eine der quadratischen Schmalflächen dient als Grundfläche 2, auf der der Abklingbehälter in der Regel steht. In den Basaltblock 1 ist ein zylindrischer Hohlraum in der Art eines Sacklochs eingebohrt, so daß sich ein topfartiger Behälter ergibt, in den z. B. eine Flasche 4 mit einem strahlenden Isotop eingestellt werden kann. Der Hohlraum 3 ist durch einen Verschlußstopfen 5 nach außen hin abgeschlossen. Der Hohlraum 3 und der Verschlußstopfen 5 sind beide mit stufenartigen Absätzen versehen, die in Verbindung mit der Wandstärke des Basaltblocks 1 und der Dicke des Verschlußstopfens 5 so ausgebildet sind, daß jeder von irgendeinem Punkt des Hohlraumes 3 nach außen führende Strahl wenigstens die zur Strahlenabschirmung erforderliche Mindestdicke durchdringt. Auf diese Weise wird erreicht, daß der Spalt zwischen dem Verschlußstopfen 5 und dem Basaltblock 1 keinerlei Strahlung unmittelbar durchtreten läßt. Der Verschlußstopfen 5 ist in seinem oberen Teil mit einem tellerartigen Deckel 6 versehen, der in der schon beschriebenen Weise stufenartig abgesetzt ist und dabei gleichzeitig einen Bund zur Auflege des Verschlußstopfens 5 bildet. In diesem Zusammenhang wird auf Fig. 8 verwiesen, aus der ersichtlich ist, daß der Spalt 7 zwischen dem eigentlichen Verschlußstopfen 5 und der Innenwand des Behälters 1 verhältnismäßig eng ist, während der Spalt 8 zwischen dem tellerartigen Deckel 6 des Verschlußstopfens 5 und der Innenwand des Basaltblocks 1 größer ist. Der Spalt 8 ist so groß, daß eine Greiferzange von oben her eindringen kann, um den tellerartigen Deckel 6 des Verschlußstopfens 5 zu ergreifen und den Verschlußstopfen 5 nach oben herauszuheben. Der Bund 9 an der Unterkante des tellerartigen Deckels 6 des Verschlußstopfens 5 liegt auf dem Bund 10 in der Innenwandung des Basaltblocks 1 auf und trägt den Verschlußstopfen 5. Wenn aus Gründen derAbschirmung weitere treppenartige Absätze gemäß Fig. 1 vorgesehen werden, ist es zweckmäßig, an diesen weiteren treppenartigen Absätzen Spielraum zu lassen, damit die Auflage am Bund 9, 10 nicht unbestimmt wird. Die Oberkante 11 des tellerartigen Deckels 6 liegt, wenn der Verschlußstopfen 5 zum Abschluß des Hohlraums 3 in den Basaltblock 1 eingesetzt ist, ein wenig unterhalb der Oberkante 12 desBasaltblocks1, damit derVerschlußstopfen 5, wennmehrere Abklingbehälter übereinandergestapelt werden, nicht mechanisch belastet wird.The decay container according to Figure 1 consists of a cuboid basalt block 1 `with flat sides. One of the square narrow surfaces serves as the base 2, on which the decay container usually stands. In the basalt block 1 is a cylindrical cavity drilled in the manner of a blind hole, so that a pot-like Container results in the z. B. set a bottle 4 with a radiating isotope can be. The cavity 3 is closed to the outside by a sealing plug 5. The cavity 3 and the plug 5 are both with step-like shoulders provided, which in connection with the wall thickness of the basalt block 1 and the thickness of the plug 5 are formed so that each of any point of the Cavity 3 outwardly leading beam at least the necessary for radiation shielding Minimum thickness penetrates. In this way it is achieved that the gap between the stopper 5 and the basalt block 1 do not pass any radiation directly leaves. The sealing plug 5 is in its upper part with a plate-like lid 6 provided, which is stepped off in the manner already described and thereby at the same time forms a collar for placing the stopper 5. In this context Reference is made to Fig. 8, from which it can be seen that the gap 7 between the actual stopper 5 and the inner wall of the container 1 relatively is narrow, while the gap 8 between the plate-like cover 6 of the stopper 5 and the inner wall of the basalt block 1 is larger. The gap 8 is so large that a gripper can penetrate from above to the plate-like cover 6 of the To take the plug 5 and lift the plug 5 upwards. The collar 9 on the lower edge of the plate-like cover 6 of the sealing plug 5 rests on the collar 10 in the inner wall of the basalt block 1 and carries the stopper 5. If further step-like paragraphs according to Fig. 1 are provided for reasons of shielding it is advisable to leave room at these additional stair-like paragraphs to leave, so that the edition on the federal government 9, 10 is not indefinite. The top edge 11 of the plate-like lid 6 is when the plug 5 to complete the Cavity 3 is inserted into the basalt block 1, a little below the top edge 12 of the basalt block 1 so that the sealing plug 5 when several decay containers are stacked on top of one another is not mechanically stressed.

Der Werkstoff für den Basaltbehälter 1 und den Verschlußstopfen 5 ist, wie erwähnt, olivinfreier Feldspatbasalt mit einem spezifischen Gewicht von 3 bis 3,6. Vorzugsweise wird säulenförmig erstarrter Basalt verwendet, der unter Vermeidung der Anwendung von Schlagwerkzeugen gebrochen und dann mechanisch bearbeitet ist. Die mechanische Bearbeitung erfolgt vorteilhaft auf Fräsmaschinen, Sägemaschinen oder Schleifmaschinen mit bronzegebundenen Diamantwerkzeugen unter ständiger Wasserspülung. Wesentlich ist, daß die fertigen Werkstücke absolut frei von Rissen sind. Um im Hinblick auf diese Bedingung die Herstellungskosten gering zu halten, ist es erforderlich, daß nur solche Basaltblöcke in mechanische Bearbeitung genommen werden, die frei von Rissen sind.The material for the basalt container 1 and the stopper 5 is, as mentioned, olivine-free feldspar basalt with a specific weight of 3 to 3.6. Preferably, columnar solidified basalt is used, which is below Avoiding the use of striking tools broken and then machined is. The mechanical processing is advantageously carried out on milling machines, sawing machines or grinding machines with bronze-bonded diamond tools that are constantly flushed with water. It is essential that the finished workpieces are absolutely free of cracks. To im In view of this condition to keep the manufacturing costs low, it is necessary to that only those basalt blocks are taken into mechanical processing that are free of cracks are.

Die äußere Form des Basaltblocks 1 kann beliebig gewählt werden. Zweckmäßig sind jedoch prismatische Formen, da diese einfacher zu bearbeiten sind. Aus den gleichen Gründen ist es vorteilhaft, die inneren Hohlräume zylindrisch auszubilden. Selbstverständlich können in einem einzigen Basaltblock auch mehrere zylindrische Bohrungen untergebracht werden, so daß praktisch mehrere Abklingbehälter in einem einzigen Block vereint sind. Im übrigen können die Abklingbehälter gemäß der Erfindung in der verschiedensten Form ausgeführt werden.The outer shape of the basalt block 1 can be chosen as desired. Appropriate however, they are prismatic shapes because they are easier to work with. From the For the same reasons, it is advantageous to design the inner cavities cylindrical. Of course, several cylindrical basalt blocks can also be used in a single basalt block Holes are accommodated, so that practically several decay containers in one are united in a single block. In addition, the decay container according to the invention be carried out in the most varied of forms.

Fig. 2 zeigt eine sehr einfache Ausführungsform, bei der in einem Basaltblock 13 mit zylindrischem Hohlraum 14 ein Verschlußstopfen5 mit tellerartigem Deckel 6 so sitzt, daß der tellerartige Deckel 6 auf dem oberen Rand des Basaltblocks 13 aufliegt. Weil die in einem Abklingbehälter aufzubewahrenden Gefäße verschiedene Größe haben können, kann der Abklingbehälter gemäß Fig.3 leicht den jeweiligen Erfordernissen dadurch angepaßt werden, daß man zum Ausgleich verschiedener Höhen verschiedene Verschlußstopfen 5 bzw. 5' wählt, die sich durch die Länge der in den Hohlraum 14 hineinragenden Körper voneinander unterscheiden. Zum Ausgleich verschiedener Breiten können gemäß Fig. 4 besondere rohrförmige Einsatzstücke 15 verwendet werden, die in denHohlraum 14 eingesetzt werden können und ihrerseits eine engere Bohrung zum Einsetzen eines schmaleren Gefäßes aufweisen.Fig. 2 shows a very simple embodiment in which in a Basalt block 13 with a cylindrical cavity 14 a stopper 5 with a plate-like Lid 6 sits so that the plate-like lid 6 on the upper edge of the basalt block 13 rests. Because the vessels to be kept in a decay container are different Can have size, the decay container according to Figure 3 can easily meet the respective requirements be adapted by using different heights to compensate for different heights Sealing plug 5 or 5 'selects, which are determined by the length of the in the cavity 14 distinguish protruding bodies from each other. To compensate for different widths 4 special tubular inserts 15 can be used according to FIG can be inserted into the cavity 14 and in turn a narrower bore for the Have a narrower vessel inserted.

Bei einer Ausführungsform gemäß Fig. 5 liegt die Oberkante 11 des tellerartigen Deckels 6 des Verschlußstopfens 5 so tief unter der Oberkante 12 des Basaltblocks 13, daß sich eine Mulde ergibt, die, wenn der Abklingbehälter zur Abfallbeseitigung für immer verschlossen werden soll, mit einem Betonstopfen 15 verschlossen werden kann.In an embodiment according to FIG. 5, the upper edge 11 of the plate-like lid 6 of the plug 5 so deep below the upper edge 12 of the Basalt blocks 13 that results in a trough which, if the decay container for waste disposal to be closed forever, be closed with a concrete plug 15 can.

In Fig. 6 befindet sich im Basaltblock 13 ein Verschlußstopfen 5, in dessen tellerartigem Deckel 6 ein Sackloch 16 vorgesehen ist, um das Angreifen einer von oben eingesenkten Greifzange zu ermöglichen. Bei dieser Ausführung kann der in Fig. 8 mit 8 bezeichnete Spalt sehr eng ausgebildet werden.In Fig. 6 there is a plug 5 in the basalt block 13, in the plate-like cover 6 a blind hole 16 is provided in order to grip a gripping pliers sunk in from above. In this version the gap designated by 8 in FIG. 8 can be made very narrow.

Gemäß Fig. 7 kann aber auch in den tellerartigen Deckel 6 ein metallisches Einsatzstück 17 vorgesehen sein, das mit Gewinde oder Ösen versehen ist, damit besondere Vorrichtungen zum Abheben des Verschlußstopfens 5 angreifen können. Das Einsatzstück 17 kann eingepreßt, eingeklebt, einzementiert oder sonstwie befestigt sein.According to FIG. 7, however, a metallic cover can also be used in the plate-like cover 6 Insert 17 may be provided, which is provided with threads or eyelets, so that special Devices for lifting the plug 5 can attack. The insert 17 can be pressed in, glued in, cemented in or otherwise attached.

Wenn die erfindungsgemäßen Abklingbehälter rauhem Betrieb oder beim Transport der Gefahr des Rüttelns ausgesetzt sind, können die Abklingbehälter in Blechkästen eingesetzt werden oder außen mit Kunststoff belegt oder beklebt werden, damit harte Stöße gedämpft werden.If the decay container according to the invention rough operation or when Transport are exposed to the risk of jolting, the decay containers in Metal boxes are used or covered or glued with plastic on the outside, so that hard shocks are dampened.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Abklingbehältcr for radiating isotopes, consisting of a block with an externally accessible cavity and a stopper for closing the cavity, characterized in that the block (1) and stopper (5) are made of basalt (Fig. 1). 2. decay container according to claim 1, characterized in that the basalt block (1) prismatic, z. B. cuboid, with a parallel to the Prisrnenachse cylindrical cavity (3) is provided (Fig. 1). 3. decay container according to claim 2, characterized in that the basalt plug (5) is cylindrical (Fig. 1). 4. decay container according to claims 2 and 3, characterized in that the cylindrical cavity (3) and the cylindrical basalt plug (5) are stepped (z. B. at 9, 10) so that the interface between the cavity (3 ) and its basalt plug (5) nowhere contains a straight line extending outwards from the cavity (3) (Fig. 8). 5. decay container according to claim 4, characterized in that the step-like shoulder (10) on the cylindrical cavity (3) and the correspondingly formed step-shaped shoulder (9) on the basalt plug (5) are formed as a collar and the basalt plug (5) with his outer collar (9) on the inner collar (10) of the cavity (3) is supported (Fig. 8). 6. decay container according to claims 4 and 5, characterized in that each of any point of the cavity (3) outgoing, outwardly leading beam penetrates at least the minimum thickness required for radiation shielding. 7. decay container according to claim 6, characterized in that the basalt plug (5) at the outer end has a plate-like cover (6) on which the collar (9) is provided (Fig. 8). B. decay container according to claim 7, characterized in that the plate (6) is so thick that its upper edge (11) after the insertion of the basalt plug (5) into the cavity (3) to complete the same below the upper edge (12) of the Basalt blocks (1) lies (Fig. 8). 9. decay container according to claims 1 to 8, characterized in that the gap (8) between the basalt plug (5) and the basalt block (1) at the upper edge of the basalt plug (5) is so large that gripping pliers can be inserted, to grab the basalt plug (5) (Fig. 8). 10. decay container according to claims 1 to 9, characterized in that the basalt plug (5) with means, for. B. a central blind hole (16 in Fig. 6) or a metallic insert (17 in Fig. 7) is provided with thread or eyelet, which allow it to be gripped. 11. decay container according to claims 1 to 10, characterized in that the upper edge (11) of the basalt plug (5) after insertion into the cavity (3) so deeply under the upper edge (12) of the basalt block (1) is that results in a trough that can be filled with concrete (15) to close the decay container forever (Fig. 5). Documents considered: German Auslegeschrift No. 1057 770; French Patent Nos. 1168 251, 1190 311; Belgian Patent No. 493,942; U.S. Patent No. 2,857,524.