DE1169597B - Mit Reflexionsspiegeln ausgestattetes Beobachtungsfenster fuer kernphysikalische Reaktionsraeume - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: G 21

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

Deutsche KL: 21g-21/32

E 21778 VIII c/21g
28. September 1961
6. Mai 1964

Bestandteil sogenannter heißer Laboratorien und der Aufbereitungsanlagen für Kernbrennstoffe sind die heißen Zellen, in denen Materialien hoher Radioaktivität, vom Operateur durch die strahlenabschirmenden Wände der Zelle getrennt, gehandhabt werden müssen. Hierzu sind ferngesteuerte Bedienungseinrichtungen vorgesehen, deren Bewegungen von außen her genau und räumlich richtig beobachtbar sein müssen. Deshalb sind die Zellen mit entsprechenden Beobachtungseinrichtungen ausgestattet, von denen eine Art die flüssigkeitsgefüllten Fenster sind.

Flüssigkeitsgefüllte Fenster gestatten im allgemeinen eine gute räumliche Beobachtung der Vorgänge in der Zelle. Leider beträgt die Lichtübertragung kaum mehr als 50%, sie verschlechtert sich noch im Laufe der Zeit durch Trübungs- und Verfärbungserscheinungen im Glas infolge der radioaktiven Bestrahlung. Im übrigen sind für höhere Radioaktivitäten verwendbare Fenster sehr teuer. Ein grundsätzlicher Nachteil der Fenstersysteme ist die stets vorhandene geometrische und chromatische Aberration. In dieser Hinsicht sind optische Systeme mit Reflexionsspiegeln vorteilhafter, da ihr Lichtübertragungswert bei etwa 80% an Stelle von 50% für das Fenstersystem liegt. Weiter läßt es sich einrichten, daß man mit einer erheblich kleineren Glasmenge (etwa 10%) als bei den üblichen Fenstern auskommt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein mit Reflexionsspiegeln ausgestattetes Beobachtungsfenster für kernphysikalische Reaktionsräume, insbesondere für strahlenbelastete Experimentierzellen, zu schaffen, das neben den genannten Merkmalen eine gute Abschirmung für das optische System und den Operateur sowohl in als auch außer Betrieb gewährt, diesem sogar gestattet, im Betrieb unter Beibehaltung eines wenn auch beschränkten Beobachtungsfeldes, ungefährdet Spiegel auszuwechseln. Das Beobachtungsfenster ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch eine in einen auswechselbaren Block der Zellenwand mit in der Wandebene waagerecht liegende Achse eingebaute, drehbare Trommel aus Abschirmmaterial mit diametral einander gegenüberliegenden Schaufenstern und zwei, von dem einen Fenster ausgehenden und im anderen Fenster endenden, rautenförmig um die Trommelwelle verlaufenden Lichtstrahlenkanälen, deren äußere und innere Wandungen mit der Trommel verbundene Reflexionsspiegel tragen, wobei die Räume zwischen den äußeren Spiegeln und dem Außenrand der Trommel einerseits und den inneren Spiegeln und der Trommelwelle andererseits mit Abschirmmaterial ausgefüllt sind.

Mit Reflexionsspiegeln ausgestattetes
Beobachtungsfenster für kernphysikalische
Reaktionsräume

Anmelder:

Europäische Atomgemeinschaft (EURATOM),
Brüssel

Vertreter:

Dipl.-Ing. R. Müller-Börner,

Berlin 33, PodbielskiaHee 68

und Dipl.-Ing. H.-H. Wey, München 22,

Patentanwälte

Als Erfinder benannt:

Guy Baudiffier, Besozzo, Varese (Italien)

Beanspruchte Priorität:

Belgien vom 2. März 1961 (478 107)

Im einzelnen entfällt auf jeden Rautenastabschnitt der Lichtstrahlenkanäle ein Reflexionsspiegelpaar. Die nach innen zu liegenden Spiegel stoßen in einer durch die Rotationsachse der Trommel gelegten Waagerechtebene an der Schaufensterseite spitz zusammen.

Diese Lösung bringt auch den Vorteil mit sich, daß die Strahleneinfallöffnung an der heißen Seite des Zellwandblockes durch eine senkrechte Glasplatte abgedichtet werden kann, die nur halb so groß ausfällt wie die Dicke der Zellwand.

Die Zeichnung veranschaulicht schematisch ein Ausführungsbeispiel eines Beobachtungsfensters nach der Erfindung. Es zeigt

F i g. 1 einen Querschnitt durch das Beobachtungsfenster in der Betriebsstellung und

F i g. 2 einen Teillängsschnitt und eine Teildraufsicht auf das Beobachtungsfenster nach Fig. 1 nach der Linie /-/.

Gemäß den Fig. 1 und 2 ist das Beobachtungsfenster nach der Erfindung gekennzeichnet durch die in den auswechselbaren Block 1 der Zellenwand 2 mit in der Wandebene waagerecht hegender Achse eingebaute, drehbare Trommel 3 mit den beiden einander diametral gegenüberliegenden Schaufenstern 4,5. Innerhalb der Trommel befinden sich zwei von

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dem einen Fenster ausgehende und im anderen Fenster endende, rautenförmig um die Trommelwelle 6 verlaufende Lichtstrahlenkanäle 7, 8. An den äußeren und inneren Wandungen der Kanäle sind insgesamt vier Spiegelpaare, bestehend aus den Reflexionsspiegeln 7 α bis Id bzw. 8 a bis 8 d befestigt.

Die schalenartigen Partien 9, 10 der Trommel im Raum zwischen den äußeren Reflexionsspiegeln 7 b, Id bzw. 8b, Sd und dem Außenrand der Trommel Id sowie die Partie 11 zwischen den inneren Reflexionsspiegeln la, Ic bzw. Sa, 8c und der Trommelwelle 6 besteht aus Abschirmmaterial. Partie 11 weist die Gestalt eines doppelpnsmatischen Balkens auf, der die Trommel von ihrer einen Stirnplatte 12 bis zur anderen Stirnplatte 13 durchsetzt (vgl. Fig. 2).

Als Bau- und Abschirmungsmaterial zugleich für die Teile 9, 10, 11a und den Block 1 dient Gußeisen. Die Flanken des Balkenteils bestehen aus Bleistücken Ub. Die Ausladung des Balkens nach oben und unten ist so groß gewählt, daß die Schauseite des Fensters (vgl. Auge 32) gegen direkt einfallende radioaktive Strahlung abgeschirmt ist.

Die Reflexionsspiegel sitzen mit elastischen Ab-Standsscheiben 14 auf den Trommelteilen auf; sie sind mit ihnen durch Senkschrauben 15 und Abdeckrahmen 16 verbunden (vgl. Fig. 2). Die achsnahen Spiegel la, Ic bzw. 8a, 8c stoßen in der durch die Rotationsachse der Trommel führenden Waagerechtebene spitz zusammen.

Weiter sind die beiden Schaufenster 4, 5 durch Senkschrauben 17 und Abdeckrahmen 18 mit der Abschirmung, nämlich den Trommelschalen 9, 10, verbunden. Die Vorderkanten der Schalen sind durch Bleirahmen 19 gegen Strahlung besonders verstärkt.

Während an der Schauseite des dort kugelförmig aufgewölbten Blockes 1 eine fensterlose öffnung 20 vorgesehen ist, ist die Fensteröffnung 21 an der heißen Seite des Blockes durch eine Glasplatte 22 mit Dichtung 23 und Rahmen 24 verschlossen. Anschläge 25, die in der Betonzellwand 2 verankert sind, sichern den Block und damit das ganze Fenster gegen Horizontalverschiebung. Der Anschlag an der Operateurseite der Wand ist lösbar, so daß der ganze Fensterblock aus der Wand herausgenommen werden kann.

Wie F i g. 2 zeigt, besteht der Fensterblock 1 im einzelnen aus drei Teilen, nämlich dem Mittelteil la und den an diesem lösbar befestigten Stirnwänden 1 b, ic. Zur Befestigung dienen Schrauben, von denen der Einfachheit halber nur die Schraube 26 dargestellt ist. Die Stirnwände weisen zentrale Wülste 27, 28 zur Aufnahme der Lagerschalen 29, 30, in denen die Trommel, d. h. das drehbare Spiegelsystem mit seiner Welle 6, ruht. Die Antriebsmechanik kann z. B. ein Kegelradantrieb mit Handrad und Sperre sein.

An der Innenseite weisen die Stirnplatten 12, 13 der Trommel eine Reihe konzentrischer ringförmiger Stege 31 auf, die in entsprechende Nuten der Stirnwände Ib, ic des Blockes unter Belassung eines mäanderförmigen Spaltes eingreifen. Es entsteht so eine Art Labyrinthdichtung, die die radial auf die Trommel auftreffende radioaktive Strahlung zurückhält.

Wie erwähnt, steht das Spiegelsystem in F i g. 1 in der Beobachtungs- bzw. Betriebsstellung. Der Strahlengang entspricht dann, für beide Kanäle spiegelbildlich, dem mit Pfeilen versehenen Linienzug. Das Bild erscheint in der richtigen Orientierung. Bis auf die beiden Spiegel 7 a, Sa sind alle Spiegel gut gegen radioaktive Strahlung abgeschirmt.

Wird die Trommel um 90° gedreht, stehen die Trommelschalen 9, 10 senkrecht und wirken als Abschirmung gegen die Strahlung. Alle Spiegel sind in dieser Stellung, der Ruhestellung der Trommel, vollständig strahlengeschützt. Sollen die der radioaktiven Strahlung direkt ausgesetzten Spiegel la, 8a z. B. infolge Trübung ausgewechselt werden, wird die Trommel aus der in F i g. 1 eingezeichneten Stellung um mindestens 180° gedreht, so daß Senkschrauben und Rahmen durch das Schauloch 20 gelöst werden können. Gleichwohl läßt sich durch den nichtbetroffenen Kanal zumindest ein Ausschnitt des beobachteten Bildes weiterverfolgen.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Mit Reflexionsspiegeln ausgestattetes Beobachtungsfenster für kernphysikalische Reaktionsräume, gekennzeichnet durch eine in einen auswechselbaren Block (1) der Zellenwand (2) mit in der Wandebene waagerecht liegender Achse eingebaute, drehbare Trommel (3) aus Abschirmmaterial mit diametral einander gegenüberliegenden Schaufenstern (4, 5) und zwei, von dem einen Fenster ausgehenden und im anderen Fenster endenden, rautenförmig um die Trommelwelle (6) verlaufenden Lichtstrahlenkanälen (7,8), deren äußere und innere Wandungen mit der Trommel verbundene Reflexionsspiegel (la bis Id, 8a bis Sd) tragen, wobei die Räume (9, 10) zwischen den äußeren Reflexionsspiegeln (7 b, Id bzw. Sb, 8d) und dem Außenrand der Trommel einerseits und der Raum (11) zwischen den inneren Reflexionsspiegeln (la, Ic, 8a, 8c) und der Trommelwelle andererseits mit Abschirmmaterial ausgefüllt sind.

2. Beobachtungsfenster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Rautenastabschnitt der Lichtstrahlenkanäle ein Reflexionsspiegelpaar eingebaut ist und die inneren Spiegel in der durch die Rotationsachse der Trommel führenden Waagerechtebene spitz zusammenstoßen.

3. Beobachtungsfenster nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das von den inneren Reflexionsspiegeln eingeschlossene Abschirmmaterial um die Trommelwelle die Trommel von einer Stirnseite zu anderen in Gestalt eines doppelprismatischen Verbindungsbalkens durchsetzt, dessen Ausladung (U b) nach oben und unten — gesehen von den Schaufenstern bei in Beobachtungsstellung stehender Trommel — so groß ist, daß die Schauseite gegen radioaktive Strahlung abgeschirmt ist.

In Betracht gezogene Druckschriften: Französische Patentschrift Nr. 1231076.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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