DE1184293B

DE1184293B - Device for the continuous sorting of radioactive parts

Info

Publication number: DE1184293B
Application number: DEC25325A
Authority: DE
Inventors: Andre Laforet
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 1960-10-24
Filing date: 1961-10-20
Publication date: 1964-12-31

Description

Vorrichtung zum kontinuierlichen Sortieren von radioaktiven Teilen Die Erfindung betrifft die Vorrichtungen zum kontinuierlichen Sortieren von getrennten radioaktiven oder radioaktivierten Teilen entsprechend ihrer Radioaktivität, welche in praktisch konstanten Abständen auf einem mit konstanter, gegebenenfalls regelbarer Geschwindigkeit angetriebenen Förderband befördert werden und eine beliebige geometrische Form haben können. Derartige Teile können z. B. durch Stücke von radioaktiven Erzen gebildet werden.Device for the continuous sorting of radioactive parts The invention relates to the devices for the continuous sorting of separated radioactive or radioactivated parts according to their radioactivity, which in practically constant intervals on a with constant, possibly adjustable Speed driven conveyor belt can be conveyed and any geometric Can have shape. Such parts can, for. B. by pieces of radioactive ores are formed.

Es ist bekannt, derartige radioaktive oder radioaktivierte, in praktisch gleichen Abständen auf einem Förderband liegende Teile physikalisch dadurch zu trennen oder zu sortieren, daß man sie durch das Wirkungsfeld eines Radioaktivitätsdetektors in einer solchen Folge laufen läßt, daß sich in jedem Augenblick nur höchstens ein Teil in diesem Wirkungsfeld befindet, wobei der Detektor Impulse liefert, deren Zahl eine in der Zeiteinheit wachsende Funktion der Radioaktivität des sich in dem Wirkungsfeld des Detektors befindenden Teils ist. Diese Impulse werden verstärkt und steuern ein elektropneumatisches oder elektromechanisches Auswurfsystem derart, daß die in bezug auf eine bestimmte Integrationsschwelle stark radioaktiven Teile, d. h. die Teile mit einem hohen Gehalt an radioaktiven Substanzen, von den Teilen mit geringer Konzentration an radioaktiven Substanzen getrennt werden.It is known such radioactive or radioactivated, in practical to physically separate parts lying on a conveyor belt at equal distances or to sort them through the field of action of a radioactivity detector runs in such a sequence that at any moment there is only at most one Part is located in this field of action, the detector delivers pulses, whose Number a function of the radioactivity of the increasing in the unit of time The field of action of the detector is located. These impulses are strengthened and control an electropneumatic or electromechanical ejection system in such a way that that the highly radioactive parts with regard to a certain integration threshold, d. H. the parts with a high content of radioactive substances, from the parts be separated with a low concentration of radioactive substances.

Dieses bekannte Verfahren besitzt gewisse Nachteile.This known method has certain disadvantages.

Zunächst besteht die Gefahr, daß die auf die Auswurfvorrichtung von dem Integrator übertragenen Signale, deren Zahl eine Funktion der festgestellten Radioaktivität ist, Wiederholungen des Auswurfbefehls hervorrufen. Ferner kann der Synchronismus zwischen dem Augenblick der Erreichung der Detektionsschwelle in dem Integrator und dem des Vorbeigangs des Teils, welcher die Erreichung dieser Schwelle bewirkt hat, vor dem Auswerfer nicht einwandfrei hergestellt werden, da die Integrationsschwelle nach einer Dauer erreicht wird, welche von dem Gehalt des von dem Detektor beobachteten Teils an radioaktiven Substanzen abhängt. Bei einem sehr reichen, d. h. sehr radioaktiven Teil wird die Schwelle erheblich früher erreicht als bei einem Teil mit einer genau der Integrationsschwelle entsprechenden Radioaktivität, so daß der Auswurfzeitpunkt veränderlich ist.First of all, there is a risk that the ejector of signals transmitted to the integrator, the number of which is a function of the detected Radioactivity is causing repetitions of the ejection command. Furthermore, the Synchronism between the moment of reaching the detection threshold in the Integrator and that of the passing of the part which the achievement of this threshold caused not to be produced properly in front of the ejector, since the integration threshold after a duration is reached which depends on the content of the observed by the detector Partly depends on radioactive substances. With a very rich, i. H. very radioactive Part, the threshold is reached considerably earlier than with a part with an exactly radioactivity corresponding to the integration threshold, so that the time of ejection is changeable.

Ferner kann infolge des Wertes der Zeitkonstanten der dem Auswurfsystem zugeordneten elektronischen Einheiten ein Teil ausgeschieden werden, wenn er an die Stelle des Auswurfsystems, welches unvermeidlieh eine gewisse Trägheit besitzt, zwischen zwei Betätigungen desselben,kommt.Furthermore, due to the value of the time constant, the ejection system Associated electronic units a part will be eliminated when it is sent to the place of the ejection system, which inevitably has a certain inertia, between two actuations of the same comes.

Es besteht also letzten Endes die Gefahr, daß der Auswurf zu früh oder zu spät erfolgt, selbst wenn die Wiederholungen 'von Signalen für ein und denselben Teil berücksichtigt werden.In the end, there is a risk that the sputum will be expectorated too early or occurs too late, even if the repetitions' of signals for one and the same Part to be taken into account.

Um diesen Nachteilen abzuhelfen, wird erfindungsgemäß auf die Auswurfeinrichtung von dem radioaktiven Teil nur ein einziges Signal übertragen, und außerdem wird diese Übertragung erst in dem genauen Zeitpunkt des Vorbeigangs dieses Teils vor dem Auswerfer vorgenommen.-Hierfür wird die durch dieses einzige Signal gelieferte Information gespeichert; sie- wird erst im Augenblick des Vorbeigangs des radioaktiven Teils vor einem außerhalb des Feldes des Detektors liegenden Festpunkt ausgegeben, und die Betätigung des Auswerfers durch diese Information wird während eines Zeitraums verzögert, welcher gleich der Laufzeit der Teile auf dem Förderband zwischen diesem Festpunkt und dem Auswurfpunkt ist-Gemäß der Erfindung ist ein @Einzelsortiergerät für radioaktive Mineralstücke mit .einem an einem Förderband angebrachten Strahlendetektor und einer von diesem gesteuerten Auswurfvorrichtung gekennzeichnet durch die Vereinigung der folgenden Merkmale: a) Strahlendetektor mit einem an sich bekannten Integrator mit eingestelltem Schwellenwert zur Feststellung der Radioaktivität des Mineralstückes; b) Signalgeber für den Durchgang des Mineralstückes, z. B. eine Fotozelle; c) ein Speicherwerk, das dem Integrator und dem Signalgeber nachgeschaltet und das von dem Integrator bei Erreichen des Schwellenwertes gesperrt und vom Signalgeber entsperrt wird; d) ein Auswerfer, der über einen Verstärker und einen weiteren Speicher mit dem Speicherwerk verbunden ist, wobei der Speicher die Weitergabe des Impulses um eine Zeit verzögert, die D ist, wobei D der Abstand zwischen dem Signalgeber und dem Auswerfer und V die Geschwindigkeit des Förderbandes ist.In order to remedy these disadvantages, according to the invention, only a single signal is transmitted from the radioactive part to the ejection device, and this transmission is only carried out at the precise point in time when this part passes in front of the ejector. For this purpose, the information supplied by this single signal is stored ; it is only issued at the moment the radioactive part passes in front of a fixed point lying outside the field of the detector, and the actuation of the ejector by this information is delayed for a period of time which is equal to the running time of the parts on the conveyor belt between this fixed point and the According to the invention, a single sorting device for radioactive mineral pieces with a radiation detector attached to a conveyor belt and an ejection device controlled by this is characterized by the combination of the following features: Radioactivity of the mineral piece; b) Signal generator for the passage of the mineral piece, e.g. B. a photocell; c) a storage unit which is connected downstream of the integrator and the signal transmitter and which is blocked by the integrator when the threshold value is reached and unblocked by the signal transmitter; d) an ejector, which is connected to the storage unit via an amplifier and a further memory, the memory delaying the forwarding of the pulse by a time which is D , where D is the distance between the signal generator and the ejector and V is the speed of the Conveyor belt is.

Vorzugsweise ist der Detektor ein Szintillationszähler, und zwar von der bekannten Bauart, mit einem mit Thallium aktivierten Natrium-Jodid-Kristall. Das Speicherwerk wird vorzugsweise gebildet durch eine Vorrichtung mit einem magnetischen Ringkörper mit rechteckiger Hystereseschleife. Der Signalgeber, z. B. eine Fotozelle, ist außerhalb der Überwachungszone des Detektors, aber in Förderrichtung unmittelbar an diese anschließend, angeordnet. .Preferably the detector is a scintillation counter from of the known type, with a sodium iodide crystal activated with thallium. The storage unit is preferably formed by a device with a magnetic Ring body with a rectangular hysteresis loop. The signal transmitter, e.g. B. a photocell, is outside the monitoring zone of the detector, but directly in the conveying direction following this, arranged. .

In der Zeichnung ist schematisch ein Ausführungsbeispiel eines Einzelsortiergerätes für radioaktive Mineralstücke dargestellt.The drawing shows an exemplary embodiment of a single sorting device shown for radioactive mineral pieces.

Die z. B. zum Sortieren von Stücken von radioaktiven Erzen bestimmte Anlage enthält in an sich bekannter Weise in Förderband 1, welches sich in dem Sinn des Pfeils F mit einer konstanten Geschwindigkeit V bewegt und durch Rollen oder Walzen gehalten und angetrieben wird, von denen nur eine am Ende liegende Rolle oder Walze 2 dargestellt ist. Auf dieses Band 1 werden in praktisch konstanten Abständen 1 durch einen nicht dargestellten, z. B. durch einen Bunker gebildeten Verteiler gemäß ihrer Radioaktivität zu sortierende Stücke C verteilt.The z. B. for sorting pieces of radioactive ores certain system contains in a known manner in conveyor belt 1, which moves in the direction of arrow F at a constant speed V and is held and driven by rollers or cylinders, of which only one on End lying roll or roller 2 is shown. On this tape 1 are in practically constant intervals 1 by a not shown, z. B. distributed according to their radioactivity to be sorted pieces C distributed by a bunker distributor.

Die Sortiervorrichtung enthält erfindungsgemäß an dem Band 1 einen Radioaktivitätsdetektor 3 (welcher z. B. in bekannter Weise durch einen Szintillatorkristall aus mit Thallium aktiviertem Natriumjodid und durch einen Fotovervielfacher gebildet wird), wobei das Wirkungsfeld 4 dieses Detektors, dessen Grenzen gestrichelt dargestellt sind, so gewählt ist, daß seine Breite J über dem Band kleiner als die Abstände 1 ist, so daß sich höchstens ein einziges Stück C in dem Feld 4 befindet.According to the invention, the sorting device contains a radioactivity detector 3 on the belt 1 (which, for example, is formed in a known manner by a scintillator crystal made of sodium iodide activated with thallium and by a photomultiplier), the field of action 4 of this detector, the boundaries of which are shown in dashed lines, so is chosen that its width J over the band is smaller than the distances 1, so that at most a single piece C is in the field 4 .

Ferner sind Einrichtungen zur Feststellung des Vorbeigangs des Stückes C vorgesehen, welche durch eine Fotozelle 5 gebildet werden, welche außerhalb des Wirkungsfeldes 4 in der Nähe des in der Bewegungsrichtung hinteren Endes desselben liegt.Furthermore, devices for detecting the passage of the piece C are provided, which are formed by a photocell 5 which is located outside the field of action 4 in the vicinity of the rear end of the same in the direction of movement.

An dem Band ist ferner ein Auswurfsystem mit einem Auswerfer 6 vorgesehen, welches z. B. ein Elektroventil 7a enthält, welches bei seiner Betätigung in einer Flasche 7 enthaltene Druckluft liefert, um über einen Betätigungsstab 7 b den Auswerfer 6 zu betätigen, welcher in der durch den Pfeil F angegebenen Laufrichtung des Bandes um eine Strecke D hinter der Fotozelle 5 angeordnet ist. Ferner sind an beliebigen Stellen elektronische Einheiten angeordnet, nämlich ein (in der englischen technischen Literatur im allgemeinen »ratemeter« genannter) Integrator mit Schwellenwert 8, welcher die von dem Detektor 3 über die Leitung 12 empfangenen Impulse integriert und ein Signal abgibt, wenn die integrierte Radioaktivität für ein sich in dem Feld 4 befindendes Stück C einen bestimmten Schwellenwert übersteigt.An ejection system with an ejector 6 is also provided on the belt, which z. B. includes a solenoid valve 7a, which provides, when operated in a bottle 7 contained compressed air to b to actuate the ejector 6 via an actuating rod 7 which is in the direction indicated by the arrow F direction of the strip by a distance D behind the photocell 5 is arranged. Furthermore, electronic units are arranged at any point, namely an integrator (generally referred to as "ratemeter" in English technical literature) with threshold value 8, which integrates the pulses received from detector 3 via line 12 and emits a signal when the integrated Radioactivity for a piece C located in field 4 exceeds a certain threshold value.

Ein z. B. durch eine Vorrichtung mit einem magnetischen Ringkörper mit rechteckiger Hystereseschleife gebildetes Speicherwerk 9 kippt ein erstes Mal und verriegelt sich, wenn es von dem Integrator 8 durch die Leitung 13 ein Signal empfängt, welches einer Überschreitung des bestimmten Schwellenwertes der Radioaktivität für die von dem Integrator integrierte Radioaktivität entspricht, und kippt ein zweites Mal, wobei es sich entriegelt, wenn es von der Fotozelle 5 durch die Leitung 14 ein Signal infolge des Vorbei= gangs eines Stückes C vor der Zelle empfängt.A z. B. formed by a device with a magnetic ring body with a rectangular hysteresis loop memory unit 9 tilts a first time and locks when it receives a signal from the integrator 8 through the line 13 , which indicates that the certain threshold value of radioactivity for the integrator has been exceeded integrated radioactivity corresponds, and tilts a second time, unlocking when it receives a signal from the photocell 5 through the line 14 as a result of the passage of a piece C in front of the cell.

Ein Verstärker 10 verstärkt die Ausgangsgröße des Speicherwerkes 9, welche er über die Leitung 15 empfängt.An amplifier 10 amplifies the output of the storage unit 9, which it receives via the line 15.

Schließlich ist noch eine Vergrößerungsvorrichtung oder ein zweites Speicherwerk 11 vorgesehen, welches durch die Leitung 16 die Ausgangsgröße des Verstärkers 10 empfängt und durch die Leitung 17 das Elektroventil 7 a betätigt. Die Verzögerungsvorrichtung 11 kann z. B. durch einen Flip-Flop-Generator, einen Sperrschwinger usw. ausgebildet werden, wobei die durch sie eingeführte Verzögerung gleich der Laufzeit eines Stückes C zwischen der Zelle 5 und dem Auswerfer 6 ist, d. h. gleich dem Quotienten D-aus der Entfernung D zwischen der Zelle und dem Auswerfer und der Laufgeschwindigkeit V des Bandes.Finally, a magnifying device or a second storage unit 11 is also provided, which receives via line 16 the output of the amplifier 10 and through the line 17, the electrovalve 7 is operated a. The delay device 11 can, for. B. be formed by a flip-flop generator, a blocking oscillator, etc., the delay introduced by them is equal to the transit time of a piece C between the cell 5 and the ejector 6, ie equal to the quotient D-from the distance D between the cell and the ejector and the running speed V of the belt.

Eine z. B. aus Bleisteinen bestehende Abschirmung 18 schützt den Detektor 3 gegen Störstrahlungen.A z. B. made of lead stones shield 18 protects the detector 3 against radiated interference.

Die obige physikalische Sortiervorrichtung arbeitet folgendermaßen: Die Stücke C treten einzeln in das Wirkungsfeld 4 des Detektors 3 so ein, daß sich nur ein einziges Stück C gleichzeitig in diesem Feld befindet. Der Detektor 3 sendet während des Verweilens eines jeden Stückes C in seinem Wirkungsfeld 4 Impulse aus, deren Zahl mit der Radioaktivität dieses Stückes zunimmt. Diese Impulse werden in dem mit einem Schwellenwert arbeitenden Integrator 8 integriert, und wenn die integrierte oder kumulierte Zahl einen vorbestimmten Wert übersteigt, welcher der für die Trennung zwischen an radioaktiven Substanzen reichen Stücken und an derartigen Substanzen armen Stücken gewählten Trennschwelle entspricht, wird ein Verriegelungssignal von dem Integrator 8 auf den Speicher 9 über die Leitung 13 übertragen. Der Speicher wird dann verriegelt und kann kein anderes Signal mehr von dem Integrator 8 empfangen, wodurch jede Wiederholung vermieden wird, welche Sortierfehler verursachen könnte, da das Speicherwerk 9 keine anderen Signale mehr empfängt, welche während der übrigen Zeit des Durchlaufs des Stückes durch das Feld 4 ausgesandt werden könnten.The above physical sorting device works as follows: The pieces C enter the field of action 4 of the detector 3 one by one in such a way that only a single piece C is in this field at a time. The detector 3 sends out 4 pulses while each piece C remains in its field of action, the number of which increases with the radioactivity of this piece. These pulses are integrated in the threshold integrator 8, and when the integrated or cumulative number exceeds a predetermined value which corresponds to the separation threshold chosen for the separation between pieces rich in radioactive substances and pieces poor in such substances, a locking signal of the integrator 8 is transmitted to the memory 9 via the line 13. The memory is then locked and can no longer receive any other signal from the integrator 8 , thereby avoiding any repetition which could cause sorting errors, since the storage unit 9 no longer receives any other signals which during the rest of the time the piece is passing through the field 4 could be sent out.

Wenn das Stück C nach dem Verlassen des Feldes 4 vor die Fotozelle 5 kommt, überträgt diese durch die Leitung 14 auf das Speicherwerk 9 einen Impuls, welcher dieses entsperrt und die in ihm gespeicherte Information freigibt. Gleichzeitig wird das Speicherwerk 9 wieder fähig, ein neues Signal einer Überschreitung des Schwellenwertes zu registrieren, welche von dem ein nächstes Stück C beobachtenden Detektor 3 kommt.When the piece C comes in front of the photocell 5 after leaving the field 4 , this transmits a pulse through the line 14 to the storage unit 9 , which unlocks it and releases the information stored in it. At the same time, the storage unit 9 is again able to register a new signal that the threshold value has been exceeded, which comes from the detector 3 observing a next piece C.

Die so freigegebene Information wird durch die Leitung 15 von dem Speicherwerk 9 auf den Verstärker 10 übertragen. Dieser verstärkt sie und überträgt sie durch die Leitung 16 auf die Verzögerungseinheit oder das zweite Speicherwerk 11, welches nach einer Zeit, welche gleich D- ist, das Elektroventil 7 a betätigt, wodurch der Auswerfer 6 genau in dem Zeitpunkt ausgelöst wird, in welchem das Stück C vor dem Auswerfer 6 vorbeikommt, dessen Radioaktivität durch den Detektor 3 und den Integrator 8 bestimmt wurde, falls diese die Trennschwelle überschreitet. Dieses Stück wird in einem an der Stelle des Auswerfers 6 angeordneten Behälter aufgefangen.The information released in this way is through the line 15 of the Storage unit 9 is transferred to the amplifier 10. This reinforces it and transmits it it through the line 16 to the delay unit or the second storage unit 11, which after a time which is equal to D-, actuates the solenoid valve 7 a, whereby the ejector 6 is triggered exactly at the time in which the piece C passes in front of the ejector 6, the radioactivity of which is detected by the detector 3 and the integrator 8 was determined if this exceeds the cut-off threshold. This Piece is caught in a container arranged at the location of the ejector 6.

Für ein an radioaktiven Substanzen armes Stück wird dagegen die Radioaktivitätsschwelle während seines Vorbeigangs durch das Feld 4 des Detektors 3 nicht erreicht, so daß das Speicherwerk 9 nicht betätigt wird. Der Auswerfer 6 wird daher beim Vorbeigang dieses Stückes vor ihm nicht betätigt, so daß dieses seinen Weg auf dem Förderband 1 fortsetzt, wie bei C1 dargestellt, und in einem nicht dargestellten Behälter aufgefangen wird, welcher an dem der Scheibe 12 benachbarten Ende des Bandes 1 angeordnet ist.For a piece poor in radioactive substances, however, the radioactivity threshold is not reached while it is passing through the field 4 of the detector 3, so that the storage unit 9 is not actuated. The ejector 6 is therefore not actuated when this piece passes in front of it, so that it continues its way on the conveyor belt 1, as shown at C1, and is collected in a container, not shown, which is located at the end of the belt 1 adjacent to the disk 12 is arranged.

Falls Einrichtungen zur Regelung der Laufgeschwindigkeit V des Bandes 1 und/oder des Abstandes D zwischen der Fotozelle 5 und dem Auswerfer 6 vorgesehen sind, müssen auch Einrichtungen zur Regelung der durch die Verzögerungseinheit 11 eingeführten Verzögerung D- vorgesehen werden. Hierfür kann z. B. die Zeitkonstante einer Verzögerungsvorrichtung mit einem Flip-Flop-Generator leicht dadurch veränderlich gemacht werden, daß in diesem ein veränderlicher Widerstand oder ein veränderlicher Kondensator vorgesehen wird.If devices for regulating the running speed V of the strip 1 and / or the distance D between the photocell 5 and the ejector 6 are provided, devices for regulating the delay D- introduced by the delay unit 11 must also be provided. For this, z. B. the time constant of a delay device with a flip-flop generator can easily be made variable in that a variable resistor or capacitor is provided therein.

Es ist also mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung möglich, den Auswurf der Stücke an einer festen Stelle, nämlich an der Stelle des Auswerfers 6, vorzunehmen, deren Radioaktivität über einem bestimmten Schwellenwert liegt, und zwar unabhängig von dem Zeipunkt, an welchem die Trennschwelle durch die kumulierte Radioaktivität während des Durchgangs des Stückes C durch das Wirkungsfeld 4 des Detektors 3 erreicht wird.It is therefore possible with a device according to the invention, the ejection of the pieces at a fixed point, namely at the point of the ejector 6, whose radioactivity is above a certain threshold, independently from the point at which the cut-off point due to the accumulated radioactivity reached during the passage of the piece C through the field of action 4 of the detector 3 will.

Claims

Claims: 1. Individual sorting device for radioactive mineral pieces with a radiation detector attached to a conveyor belt and an ejection device controlled by this, characterized by the combination of the following features: a) radiation detector (3) with a known integrator (8) with a set threshold value for determining the Radioactivity of the mineral piece; b) signal transmitter (5) for the passage of the mineral piece, e.g. B. a photocell; c) a storage unit (9) which is connected downstream of the integrator (8) and the signal transmitter (5); d) an ejector (7) which is connected to the storage unit (9) via an amplifier (10) and a further memory (11).

2. Single sorting device according to claim 1, characterized in that the radiation detector (3) is a scintillation counter is.

3. Individual sorting device according to claim 1 or 2, characterized in that the Storage unit (9) co-formed by a device with a magnetic ring body whose magnetization is characterized by an approximately rectangular hysteresis loop is.

4. Individual sorting device according to claim 1 to 3, characterized in that the signal transmitter (5), for. B. a photocell, outside the monitoring zone (4) of the detector (3), but in the conveying direction directly adjoining this, is arranged. Considered publications: "Fundamentals and Application of Nuclear Technology", Vol. 1 (1958), VDI-Verlag, pp. 125 to 132.