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Abschirmung für Strahlenquellen Die Erfindung bezieht sich auf eine
Abschirmung für Strahlenquellen, bestehend aus einem Doppelmantel aus Blech, dessen
Innenraum durch waagerechtliegende Folien in Kammern unterteilt ist, die mit Strahlenabschirrnmaterialien
gefällt sind.
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Bei der Planung von Kernreaktoren und den zugehörigen Anlagen ist
ein wesentlicher Punkt der Schutz gegen die bei und nach dem Betrieb eines Reaktors
auftretende intensive Neutronen- und Gammastrahlun-. Durch die Abschirmung wird
dafür C
gesorgt, daß die Strahlenbelastung bereits unmittel-D bar am Reaktor
eine vorgegebeneToleranzdosis nicht übersteigt.
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Ganz allgemein richtet sich die Auswahl des Schildmaterials nach der
Strahlung, gegen die man sich schützen will. Bei der Abschirmung von Kernreaktoren,
insbesondere in Fällen, in denen eine Raumbeschränkuno, eine besonders kleine Abschirmung
notwendig macht, muß auf extrem schweres Material zurückgegriffen werden. Die Abschirmung
einer Strahlenquelle kann jedoch nicht allein nach physikalischen Gesichtspunkten
ausgelegt werden. Während für ortsfeste Reaktoren das Gewicht und das Volumen gegenüber
den Kosten meist eine untergeordnete Rolle spielen, ist bei den sehr kompakt gebauten
beweglichen Reaktoren dies nicht mehr der Fall. Für solche Abschirmungen besteht
die Aufagbe, in einem vorgegebenen Absorbervolumen oder Gewicht die vorhandene Strahlung
auf eine zulässige Dosisleistun g zu bringen.
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Es ist bereits bekannt, eine Strahlenabschirmung in Schichten von
verschiedenen Materialien aufzuteilen. Durch Kombination von spezifisch schweren
und leichten Schichten können die Kosten, das Volumen oder das Gewicht optimalisiert
werden.
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Es ist auch bekannt, spezifisch absorbierende Zwischenlager zu verwenden.
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Bei Kernreaktoren auf Fahrzeugen, wie beispielsweise bei Schiffsreaktoren,
muß auf eine mögliche Demontage der Abschirmung Wert gelegt werden, um beispielsweise
ein Austauschen von Anlagenteilen und Reparaturen am Kernreaktor zu ermöglichen.
Stationäre Kernreaktoren werden im allgemeinen mit einem biologischen Schirm aus
Beton bzw. Schwerstbeton versehen. Kleinere Anlagen dagegen werden auch mit einer
Bleiummantelung und zusätzlich zur Neutron--nabschirmung mit Wasserkammern um-eben.
Für Abschirrnungen von Schiffsreaktoren ist es auch bekannt, Grauguß zu verwenden.
Solche Abschirmungen bestehen im allgemeinen aus einem Doppelmantel, dessen Mantelteile
verschraubt oder sonstwie miteinander befestigt werden. Der Innenraum, des Doppelmantels
ist durch waa-gerechtliegende Folien in Kammern unterteilt. Diese Kammern sind mit
Strahlenabschirmmaterialien irefüllt.
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Ein großer Nachteil besteht darin, daß auf Grund der nicht glatten
Oberflächen, hervorgerufen durch die Verschraubungen oder durch ähnliche Befestigungsmittel,
die Oberflächen der Abschirmungen sehr schwierig, zu dekontaminieren sind. Weitere
Nachteile sind darin zu erblicken, daß diese Abschirmteile schwer zu verankern sind,
um die erheblichen Beschleunigungskräfte aufnehmen zu können, die etwa bei Schlingern,
Stampfen oder bei einem Rammstoß u. dgl. entstehen können.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die oben aufgezeigten Nachteile
zu vermeiden. Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß an der Innenseite der
Außenwand und an der Innenseite der Innenwand des Doppelmantels U-förmige Profileisen
so angebracht sind, daß sie mit einem Schenkel an der Unterseite der Folien anlie-en
und mit beiden Schenkeln an dem jeweiligen Mantel einen Hohlraum bilden, wobei der
an den Folien nicht anliegende Schenkel der Profileisen mit dem Mantelblech fest
verbunden ist.
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Gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Abschirinwand nach der Erfindung
wird der Doppelmantel als Schweißkonstraktion ausgeführt.
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Die Abschirmung nach der Erfindung ermöglicht es, die verschiedenartigsten
Abschinnmaterialien zu verwenden. So läßt sich beispielsweise auch Beton oder Schwerstbeton
für bewegliche oder auf Fahrzeugen befindliche Kernreaktoren verwenden.
In
Weiterbildung der Erfindung sind an den Außenseiten des Doppelmantels jeweils ober-
oder unterhalb eines U-förinigen Proffleisens Haltevorrichtungen und Führungsleisten
für fernbedienbare Schneid- oder Schweißgeräte angeordnet. Die Profile können zweckmäßig
aus Eisenblechen bestehen.
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Der Vorteil der Abschirmung gemäß der Erfindung besteht insbesondere
in der Möglichkeit, sie auf einfache und weitgehend strahlensichere Weise demontieren
zu können. Nach der Erfindung wird die äußere Haut des Doppelmantels von einem Blechzylinder
gebildet, der eine glatte Oberfläche besitzt und der daher leicht dekontaminierbar
ist. Hierdurch wird die Ablagerung von Staub, welcher radioaktiv sein kann, an der
Außenseite der Abschirmung weitgehend vermieden. Die Anordnung nach der Erfindung
ermöglicht ferner eine einfache Verbindung mit Bauteilen der Umgebung, wie beispielsweise
des Schiffskörpers od. dgl. Die Größen und Gewichte der einzelnen bzw. segmentförmigen
Abschirmungsstücke richten sich nach den Transportmöglichkeiten, d. h. nach
den räumlichen Gegebenheiten und den zur Verfügung stehenden Hebezeugen. Es ist
vorteilhaft, die Gewichte der Abschirmungsstücke so auszulegen, daß sie z. B. bei
Schiffsreaktoren im Fall der Demontage durch bordeigene Mittel transportiert werden
können.
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Die an den Innenseiten der Wandungen des Doppelmantels angeordneten
U-förmigen oder ähnlich ausgebildeten Blechprofile dienen bei der Montage gleichzeitig
als Halterungen für die Folien, welche aus dünnen Eisenblechen bestehen können.
Diese Bleche dienen gleichzeitig als Abschluß zum Doppelmantel, sie liegen bei der
Montage auf den Blechprofilen. Die Abschirmungsstücke werden somit durch den Doppelmantel
und durch die Folien begrenzt. Durch diese Begrenzung wird daher die Größe der Abschirmungsstücke,
bestimmt. Dem durch die Blechprofile gebildeten Hohlraum fällt gemäß der Erfindung
die Aufgabe zu, ein einwandfreies Brennschneiden und Wiederverschweißen zu ermöglichen,
was durch den aus Abschirmungsgründen möglichst klein zu haltenden Hohlraum zwischen
Mantelblech und Blechprofil erreicht wird.
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Es ist zu beachten, daß gemäß der Erfindung nur die dem Trennblech
entgegengesetzte Seite des Profilbleches mit dem Mantelblech fest verbunden ist.
Das Trennblech hingegen kann mit dem Mantel beispielsweise durch Schweißen fest
verbunden werden. Es ist auch möglich, an einer Seite des Trennbleches Moniereisen
anzubringen, die das - Trennblech mit der Abschirinungsmasse, wie beispielsweise
Schwerstbeton, verbinden. Um eine Bildung des Abschirmstoffes des benachbarten Abschirinungsstückes
mit dem Trennblech zu vermeiden, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, die dem
anderen Abschirmungsstück zugekehrte Seite des Trennbleches mit einem Antibindemittel,
wie beispielsweise Schalungsöl, zu versehen.
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Gemäß der Erfindung ist es auch möglich, die Trennfolien aus Kunststoff
od. dgl. herzustellen. Es ist jedoch darauf zu achten, daß die strahlenabschirmende
Wirkun- an den Trennstellen hierdurch nicht verschlechtert wird und der Vorteil
dieser Bauweise, nämlich ein absolut sattes Aufliegen des Abschirmstoffes an den
Trennstellen, und zwar ohne schwierige und teure Paßarbeiten, verlorengeht. Die
Abschirmun- nach der Erfinduno, kann sowohl für einae-C C, C
ge a stampfte
als auch für bekannte vorgefertigte Abschirmstoffe, wie etwa Gußringe oder mit Wasser
oder mit Kunststoff gefüllte Tanks, welche selbst auch aus Kunststoff bestehen können,
verwendet werden. Es ist auch eine Kombination aus diesen Möglichkeiten ausführbar.
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Mit Hilfe der Abschirmung nach der Erfindung ist die Möglichkeit gegeben,
trotz Anwendung einer kompakten Schweißkonstruktion bei einer Demontage oder bei
Reparaturen am Reaktor oder anderen Strahlungsgeräten die Abschirmung in einzelne
leicht transportierbare Bauteile zu zerlegen und in einfacher Weise wieder
zusammen u auen.
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Die Erfindung ermöglicht auch einen teilweisen Abbau der Abschirmung,
so daß bestimmte erforderlicheStellen, beispielsweise des Reaktordruckgefäßes, zugänglich
werden.
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Zur näheren Erläuterung der Erfindung ist in F i g. 1 ein Schnitt
durch einen Teil einer Abschirmung dargestellt. F i g. 2 zeigt die Anwendung
einer Abschirmung nach der Erfindung bei einem Kernreaktor.
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In F i g. 1 befinden sich zwischen dem Doppelmantel
1 Strahlenabschirmmaterialien 2, wie etwa Beton oder Schwerstbeton. Der Doppelmantel
1 kann aus handelsüblichen Blechen hergestellt werden. Die Schweißnähte
3 des Doppelmantels 1 können an beliebigen Stellen liegen. Zwischen
den Strahlenabschirmmaterialien 2, die als Segmente ausgebildet sind, befinden sich
Folien 4. Diese Folien können aus Kunststoff oder aus Eisenblechen bestehen. Sie
können mit den Wandungen 1 verschweißt oder sonstwie befestigt werden. Unterhalb
der Folien befinden sich U-förmig ausgebildete Blechprofile 5. Die Blechprofile
5 sind lediglich am unteren Schenkel 6 mit denWandungen
1 befestigt. Der durch die U-förinigen Profile und der Wandung abgegrenzte
Hohlraum ist frei von Abschirmmaterialien. An den Außenwandungen des Doppelmantels
befinden sich Führungsrollen oder Leisten 7 für die Anbringung von Schneidbrennem
oder Schweißgeräten 8. Die Führungsrollen oder -leisten 7 sind in
einer solchen Höhe vom U-förmigen Profil 5 angeordnet, daß mit Hilfe eines
aus Strahlungsgründen fernbedienbaren Schneidbrenners oder eines Schweißgerätes
ein Schneiden oder Verschweißen der Wandungen des Doppelmantels an den durch die
Profile vorbestimmten Stellen möglich wird. Um eine leichte Demontage der Abschirmungsstücke
nach dem Schneiden zu ermöglichen, befindet sich unterhalb der Trennfolien 4 ein
Antibindemittel, etwa Schalungsöl. Das Trennblech oder die Trennfolien 4 können
mit den Mantelblechen verschweißt, wie bei 11 dargestellt oder mit Moniereisen
9 versehen sein. Die Wandung des Reaktordruckgefäßes ist mit 10 bezeichnet.
In der F i g. 1 ist lediglich eine senkrechte Unterteilung der Abschirmungsstücke
dargestellt. Eine waagrechte Unterteilung kann in gleicher Weise, wie in F i
g. 1 dargestellt, erfolgen.
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In F i g. 2 ist das Reaktordruckgefäß 20 mit dem Reaktorkern
21 von einer Abschirmung umgeben, welche aus einem geschweißten Doppelmantel 22
besteht. Die in diesem Doppelmantel befindlichen Abschirmmaterialien 23,
die auch aus verschiedenen Tanks oderKammern24 bestehenkönnen,sind durch Folien25
in Segmente aufgeteilt. Unterhalb der Folien25 befinden sich gemäß der Erfindung
an den Innenseiten der Mäntel U-förinig ausgebildete Profile26. Zur Halterung der
Schneid- bzw. Schweißgeräte
befinden sich an den Wandungen des
Doppelmantels Befestigungsvorrichtungen 27.