DE1240014B

DE1240014B - Device for the treatment of bitumina in underground storage facilities with energies from nuclear decay

Info

Publication number: DE1240014B
Application number: DESCH31216A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Hans Lange
Original assignee: Deutsche Erdoel AG
Current assignee: Wintershall Dea Deutschland AG
Priority date: 1962-03-29
Filing date: 1962-03-29
Publication date: 1967-05-11

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND int. Cl.:FEDERAL REPUBLIC OF GERMANY int.Cl .:

,HES, HES

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFT 1240 014 Deutsche Kl.: 5a-43/24EXIT 1240 014 German class: 5a-43/24

Nummer: 1 240 014Number: 1 240 014

Aktenzeichen: Sch 31216 VI a/5 aFile number: Sch 31216 VI a / 5 a

Anmeldetag: 29. März 1962Filing date: March 29, 1962

Auslegctag: 11. Mai 1967Opening day: May 11, 1967

Im Patent 1 198 943 wird ein Atomreaktor beschrieben, der infolge spezieller konstruktiver Merkmale geeignet ist, in eine Bohrung und/oder uniertägige Lagerstätte in unkritischem Zustand eingebracht und nach strahlendichter Absicherung nach oben in den kritischen Zustand gebracht zu werden. Unter Bohrung werden auch Schächte verstanden, da Schächte auch im Bohrverfahren abgeteuft werden.In the patent 1 198 943 an atomic reactor is described, which as a result of special constructive Features is suitable to be introduced into a borehole and / or uncritical deposit in a non-critical condition and to be brought up to the critical state after radiopaque protection. Wells are also understood as wells, since wells are also sunk using the drilling process.

Im genannten Fall wird der Reaktor so ausgelegt, daß prozentual die Wärme als Hauptenergie anfällt. Die Wärmeenergie dient dazu, die Ausbeutung von Bitumenlagerstätten vorzubereiten und durchzuführen. Die SErahlungsenergien können nur im engeren Umkreis um den Reaktor wirksam werden.In the case mentioned, the reactor is designed so that the percentage of heat is the main energy. The thermal energy is used to prepare and carry out the exploitation of bitumen deposits. The radiation energies can only be effective in the immediate vicinity of the reactor.

Der durch den Neutronenfluß in der Reaktor- ■' kammer erhitzte Moderator bzw. das Kühlmittel überträgt seine Wärme in einem Wärmeaustauscher an zirkulierendes Wärmeträgermedium, z. B. Lagerstätteninhalt. Durch Wärmekreisläufe in Bohrungen zwischen einem oder mehreren Wärmeaustauschern und stetig erweiterten Abschnitten der Lagerstätte, wie im Patent 1 190 418 beschrieben, wird eine Formation schrittweise erhitzt und so deren bituminöse Inhaltsstoffe für eine rasche und vollständige Ausförderung geeignet gemacht.The flow of neutrons in the reactor- ■ ' Chamber heated moderator or the coolant transfers its heat in a heat exchanger to circulating heat transfer medium, e.g. B. Reservoir content. Through heat cycles in bores between one or more heat exchangers and continuously expanding sections of the deposit, as described in patent 1,190,418, a formation gradually heated and so their bituminous ingredients for a quick and complete removal made suitable.

Es wird hierbei vorerst vornehmlich eine Veränderung von Viskosität, Dichte, Oberflächenspannung oder auch des Aggregatzustandes, also eine physikalische Wirkung auf die bituminösen Inhaltsstoffe der Lagerstätte erzielt, und der die benötigte Wärmeenergie liefernde Reaktor dient hier als Leistungsreaktor. For the time being, there will primarily be a change in viscosity, density and surface tension or the state of aggregation, i.e. a physical effect on the bituminous constituents of the Achieved deposit, and the reactor supplying the required thermal energy serves here as a power reactor.

Neben den in erster Linie entstehenden thermischen Neutronen werden beim nuklearen Zerfall des Reaktorbrennstoffes und der gebildeten Isotopen auch andere Strahlen, vorwiegend Alpha-, Beta- und Gammastrahlen emittiert. Von diesen ist bekannt, daß sie chemische Wirkungen auf organische Stoffe, wie Bruch von Bindungen oder Bildung von freien Radikalen, auszuüben vermögen. Der Verwendung in der chemischen Technik in einem größeren Maßstab standen aber bisher die erheblichen Kosten des Strahlenmaterials und des vorgeschriebenen Strahlenschutzes entgegen.In addition to the primarily generated thermal neutrons, the nuclear decay of the Reactor fuel and the isotopes formed also other rays, mainly alpha, beta and Gamma rays emitted. These are known to have chemical effects on organic substances, such as breaking bonds or forming free radicals. Of use in chemical engineering on a larger scale, however, the considerable costs of the Radiation material and the prescribed radiation protection.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, in untertägigen Lagerstätten, in denen Schwierigkeiten der Abschirmung kaum bzw. nur in beschränktem Maße bestehen, die thermische Wirkung eines Leistungsrcaktors mit der gezielten Strahlenwirkung aus den chemonuklearen Reaktionen in einem Behandlungsverfahren zu kombinieren.The aim of the present invention is to be used in underground deposits in which difficulties There is hardly any shielding or only to a limited extent, the thermal effect of a power factor with the targeted radiation effect from the Combine chemonuclear reactions in one treatment process.

Die Vorrichtung zur Behandlung von Bitumina in Vorrichtung zur Behandlung von Bitumina in
untertägigen Lagerstätten mit Energien aus
nuklearem Zerfa]]The device for the treatment of bitumina in Device for the treatment of bitumina in
underground storage facilities with energies
nuclear Zerfa]]

Anmelder:Applicant:

Deutsche Erdöl-Aktiengesellschaft,German Oil Corporation,

Hamburg 13, Mittelweg 180Hamburg 13, Mittelweg 180

Als Erfinder benannt:
Dipl.-Ing. Hans Lange, WietzeNamed as inventor:
Dipl.-Ing. Hans Lange, Wietze

untertägigen Lagerstätten von Bohrungen aus unter Verwendung eines Leistungsreaktors ist dementsprechend gekennzeichnet durch einen zusätzlichen Strahlungsreaktor oder einen Strahlungsreaktorteii, 3er als Chemicreaktor__verwendet wird.underground reservoirs from boreholes using a power reactor is accordingly characterized by an additional radiation reactor or a radiation reactor, 3 is used as a chemical reactor.

Zur Kombination der thermischen und der chemonuklearen Behandlung in untertägigen Lagerstätten, in die ein Leistungsreaktor eingebracht ist, ergeben sich verschiedene Möglichkeiten:
1. Es kann die thermische und die strahlenchemische Behandlung getrennt durchgeführt werden.There are various options for combining thermal and chemonuclear treatment in underground storage facilities in which a power reactor is installed:
1. The thermal and radiation-chemical treatment can be carried out separately.

So können die erschöpften Brennstoffelemente des Leistungsreaktors aus diesem entfernt und an einer beliebigen Stelle im abgeschirmten Teil der Lagerstätte als Strahlungsquelle deponiert werden.In this way, the exhausted fuel elements of the power reactor can be removed from it and deposited as a radiation source at any point in the shielded part of the storage facility.

Es kann weiterhin ein Strahlungsreaktor, bestehend aus einem Behälter mit radioaktivem, also strahlendem Material im abgeschirmten Teil der Lagerstätte angebracht werden.
Durch Zugabe von Stoffen, die bei Bestrahlung Isotope bilden, zum Moderator bzw. zur Kühlflüssigkeit in der Reaktorkammer können Strahlungsquellen geschaffen werden, die im Reaktorbereich, also im Reflektor oder im Wärmeaustauscher oder auch in der Lagerstätte chemonukleare Reaktionen bewirken.
Die Isotope bildenden Stoffe können dem mit thermischer Energie zu behandelnden Material zugegeben und in der Reaktorkammer bestrahlt werden. Die Strahlungsenergie der Isotope wird dann in der Lagerstätte auf die Bitumina zur Einwirkung gebracht.A radiation reactor, consisting of a container with radioactive, i.e. radiating material, can also be installed in the shielded part of the storage facility.
By adding substances that form isotopes when irradiated to the moderator or to the cooling liquid in the reactor chamber, radiation sources can be created that cause chemonuclear reactions in the reactor area, i.e. in the reflector or in the heat exchanger or in the deposit.
The isotope-forming substances can be added to the material to be treated with thermal energy and irradiated in the reactor chamber. The radiation energy of the isotopes is then made to act on the bitumina in the deposit.

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Es können nicht fest angeordnete Brennstoff- Diese untertägige strahlenchemische Behandlung elemente des Leistungsreaktors durch Zirkulation setzt voraus, daß stark strahlende Brennstoffelemente mit dem Moderator zwischen der Reaktor- des erschöpften Leistungsreaktors zur Verfugung kammer und dem Wärmeaustauscher im letzte- stehen, mit denen die chemonukeare Behandlung ren als Strahlungsquelle dienen. 5 nach der thermischen Behandlung durchgeführt wird. Die mit thermischer und mit Strahlungsenergie Eine gleichzeitige thermische und strahlenchemische zu behandelnden Stoffe können natürlich in Behandlung in einer untertägigen Lagerstätte ist beliebiger Reihenfolge erst der einen und dann durchführbar, wenn außer dem Leistungsreaktor noch der anderen Behandlung unterzogen werden. zusätzlich eine Strahlenquelle in die Lagerstätte ein- _ _. , . , , j. ι ., _π , j ίο gebracht wird. Diese kann aus stark strahlenden er-2. Die thermische und die chemonukleare Behänd- !>_cnöpften Brennstoffelementen anderer Reaktoren lung kann gemeinsam und gleichzeitig durch- _odt/_aus definiertem Strahlenmaterial, wie z.B. geführt werden. Kobalt-60, bestehen. Man verwendet das Strahlungs-Dies kann dadurch geschehen, daß das als material vorzugsweise in Bandform von etwa 0,1 mm Wärmeträger dienende Medium direkt durch die _X5 stärke. Diese als Strahlungsreaktor dienende Strahlen-Reaktorkammer des Leistungsreaktors geleitet quelle kann untergebracht werden unmittelbar wird und dort gleichzeitig der thermischen und benachbart dem Leistungsreaktor, aber auch an jeder chemonuklearen Behandlung ausgesetzt wird. geeigneten Stelle des abgeschirmten Bereiches der Es kann das durch Strahlung zu behandelnde Bohrung, wie z. B. im Abklingraum, wo er dann nach Material durch Räume oder Leitungen geleitet 20 Erschöpfung des Leistungsreaktors durch dessen werden, die an oder in der Reaktorkammer des strahlen aktive Brennstoffelemente verstärkt oder er-Leistungsreaktors angeordnet sind. gänzt werden kann. Unter Strahlungsreaktor wird hierThis underground radiation-chemical treatment elements of the power reactor through circulation requires that strongly radiating fuel elements with the moderator between the reactor chamber of the exhausted power reactor and the heat exchanger in the last are available, with which the chemonuclear treatment ren serve as a radiation source. 5 is carried out after the thermal treatment. The substances to be treated with thermal and radiation energy at the same time can of course be treated in an underground storage facility in any order, first of all and then feasible if, in addition to the power reactor, the other treatment is also carried out. an additional radiation source in the deposit. ,. ,, j. ι., _π , j ίο is brought. This can consist of strongly radiating er-2. The thermal and chemonuclear handling!> _{Buttoned fuel elements of} other reactors development can be carried out together and simultaneously through _or _from defined radiation material, such as, for example. Cobalt-60. The radiation method can be used in that the medium, which is used as the material, preferably in the form of a ribbon of about 0.1 mm of heat carrier, is directly thrown through the _X5 . This radiation reactor chamber of the power reactor, which serves as a radiation reactor, can be accommodated directly and is exposed there to the thermal and adjacent to the power reactor, but also to any chemonuclear treatment. suitable location of the shielded area of the It can be the bore to be treated by radiation, such as. B. in the decay room, where he is then passed to material through rooms or lines 20 exhaustion of the power reactor by that, which are reinforced on or in the reactor chamber of the radiant active fuel elements or he-power reactor are arranged. can be supplemented. Under radiation reactor is here

und im folgenden eine Strahlungsquelle zur Einleitungand in the following a radiation source for introduction

Wie im Patent 1 198 943 beschrieben, werden die und Durchführung von chemischen Reaktionen mitabgebrannten, stark strahlenden Brennstoffelemente 25 tels ionisierender Kernstrahlen an geeigneten Medien oder -lösungen aus dem Reaktor in einen Behälter verstanden, z. B. chemonuklearer Reaktor, Röntgenuntergebracht, der sich in einem Raum unterhalb rohre u. ä.As described in patent 1,198,943, chemical reactions are carried out with burned off, highly radiating fuel elements 25 by means of ionizing nuclear rays on suitable media or understood solutions from the reactor into a container, e.g. B. chemonuclear reactor, housed x-ray, which is in a room below pipes and the like.

einer Sicherheitszone befindet, die etwa 500 m be- Eine direkte Kupplung von Leistungsreaktor und tragen kann, in der Regel aber wesentlich unter- Strahlungsreaktor ist gegeben, wenn die Kohlenschritten wird. In diesem Raum sollen die erschöpften 30 wasserstofföle um bzw. durch den Reflektor geführt Brennstoffelemente eine Zeitlang verbleiben, bis ihre werden, der den Reaktor umgibt. Die nach Reflexion Aktivität entsprechend dem Zerfall der kurzlebigen und teilweiser Abbremsung der Neutronen entstehen-Spaltprodukte genügend abgeklungen ist, um dann den, die verhältnismäßig dünne Schicht der Reflektorzur Aufarbeitung und Rückgewinnung des darin noch flüssigkeit durchdringenden aktiven Strahlen ("Alpha-, enthaltenen spaltbaren Materials nach über Tage 35 Beta- und Gammastrahlen) bewirken die gewünschte gebracht zu werden. Änderung Kohlenwasserstoffe. Will man die Bestrah-Es wird nun vorgeschlagen, die verbliebene Akti- lungsenergie variieren, so kann dies sehr einfach in vität der erschöpften Brennstoffelemente zu nutzen. der Weise geschehen, daß man die Behandlungszeit Die während der Abklingzeit emittierte Strahlung ändert. Will man sie beispielsweise erhöhen, so ändert wird gezielt zu chemonuklearen Reaktionen mit 40 man in bekannter Weise die Kontaktfläche und den Kohlenwasserstoffen in der Lagerstätte verwendet. Behandlungsraum.a safety zone, which is about 500 m. A direct coupling of the power reactor and can carry, as a rule, but significantly under- Radiation reactor is given when the coal steps will. In this space, the exhausted hydrogen oils should be led around or through the reflector Fuel elements remain for a while until their become surrounding the reactor. The one after reflection Activity corresponding to the decay of the short-lived and partial deceleration of the neutrons - fission products are created has decayed enough to be the relatively thin layer of the reflector Processing and recovery of the active rays ("alpha, contained fissile material after 35 days of beta and gamma rays) cause the desired to be brought. Change hydrocarbons. If one wants to vary the irradiating energy, it is now suggested to vary the remaining active energy, this can be done very easily in vity of the exhausted fuel elements. the way that you can get the treatment time The radiation emitted during the decay changes. For example, if you want to increase it, change it is targeted to chemonuclear reactions with 40 man in a known manner the contact surface and the Hydrocarbons used in the deposit. Treatment room.

Die zu behandelnden Produkte können flüssig oder Um eine besonders intensive oder auch eine abgedampf- bzw. gasförmig sein und eventuell vorher der stufte Bestrahlung des Kohlenwasserstofföles durchthermischen Wirkung des in der gleichen Bohrung zuführen, kann die Strahlenbehandlung im Abklingbefindlichen Leistungsreaktors ausgesetzt gewesen 45 behälter und im Reflektor kombiniert werden. Entsein. Die Einwirkung der Strahlung erfolgt im Ab- sprechend leitet man das Öl erst durch den Abklingklingbehälter einschließlich der Zuleitungen. Die behälter und dann durch bzw. um den Reflektor. Strahlungseinwirkung läßt sich durch großflächige Natürlich kann, wenn zweckmäßig, die Bestrahlung Anordnung der Bestrahlungsräume und -wege günstig auch in umgekehrter Reihenfolge durchgeführt gestalten. Die Wirkung der Strahlenbehandlung ist 50 werden.The products to be treated can be liquid or to create a particularly intensive or steamed or be gaseous and possibly prior to the stepped irradiation of the hydrocarbon oil through thermal If the effect of the feed in the same bore, the radiation treatment can be on the decline Power reactor has been exposed to 45 tanks and combined in the reflector. Entness. The effect of the radiation takes place in consultation, the oil is first passed through the decaying container including the supply lines. The container and then through or around the reflector. The effect of radiation can be achieved through large areas. Of course, if appropriate, radiation can be used Arrangement of the irradiation rooms and routes can also be carried out in the reverse order design. The effect of radiation treatment is to be 50.

abhängig von der verfügbaren Strahlungsintensität Das zwischen dem Leistungsreaktor und demdepending on the available radiation intensity Das between the power reactor and the

und von dem zu behandelnden Kohlenwasserstofföl. Wärmeaustauscher zirkulierende Kühlmittel, im vor-and the hydrocarbon oil to be treated. Heat exchanger circulating coolant, in the upstream

Sie kann variiert werden, unter anderem durch die liegenden Fall leichtes Wasser bzw. wäßrige LösungenIt can be varied, among other things by the lying case light water or aqueous solutions

Einwirkungsdauer oder durch Änderung von Druck oder Suspensionen, können in der ReaktorkammerDuration of action or by changing pressure or suspensions, can be done in the reactor chamber

und Temperatur. 55 auch als Moderator wirken.and temperature. 55 also act as a moderator.

Die behandelten Produkte werden anschließend Wird als Moderator Graphit eingesetzt, so können wieder im Kreislauf in der Lagerstätte geführt oder die Kühlmittel die gleichen Medien sein, wie voreventuell auch über Tage gebracht. In diesem chemo- stehend genannt.The treated products are then used as a moderator, so can circulated again in the storage facility or the coolant could be the same media as previously also brought above ground. In this it is called chemo.

nuklearen Reaktor können neben den bituminösen Wird nur Wasser als Moderator und Kühlmittelnuclear reactor can in addition to the bituminous Will only water as a moderator and coolant

Produkten der Lagerstätte also Rohöl, Teerprodukte, 60 genommen, so nimmt es, wenn auch in geringenIf crude oil and tar products are taken from the products of the deposit, then it consumes it, albeit in small amounts

Fraktionen von diesen oder Mischungen mit anderen Mengen, Strahlung in der Reaktorkammer auf undFractions of these or mixtures with other amounts, radiation in the reactor chamber on and

Kohlenwasserstoffen, auch solche anderer Bohrungen, gibt diese im Wärmeaustauscher ab. Die Wirkung derHydrocarbons, including those from other bores, are emitted in the heat exchanger. The effect of the

eventuell unter Zusatz von die Strahlencinwirkung Strahlung aus dem Wärmeaustauscher ist aber nurbut possibly with the addition of the radiation effect, radiation from the heat exchanger is only

bremsenden oder beschleunigenden bzw. lenkenden schwach.braking or accelerating or steering weak.

Zusätzen, wie Katalysatoren, behandelt werden. Die 65 Um den Wärmeaustauscher als StrahlungsreaktorAdditives, such as catalysts, are treated. The 65 around the heat exchanger as a radiation reactor

Katalysatoren, unter Umständen weitere Zusatzstoffe, stärker einsetzen zu können, wird vorgeschlagen, demCatalysts, possibly other additives, to be able to use more strongly, is proposed to the

lassen sich auch über eine getrennte Zuleitung von Moderator oder Kühlmittel Stoffe zuzusetzen, die imsubstances can also be added via a separate feed line for moderator or coolant, which are in the

über Tage dem Reaktor zuführen. Reaktor unter der Einwirkung des Spaltstoffes Isotopeadd to the reactor for days. Reactor under the influence of the fissile material isotopes

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bilden. Hierzu sind vorzugsweise wasserunlösliche lenden Stoffe können beim untertägigen Wärmekreis-Substanzen geeignet. Die entstehenden Isotope sind lauf eventuell günstig sein, indem sie chemonukleare starke Strahler, die bei der Zirkulation durch den Reaktionen auch in der Lagerstätte bewirken.
Wärmeaustauscher ihre Strahlung auf das Kohlen- Die Verlegung bzw. Erweiterung der strahlenwasserstofföl zur Wirkung bringen. Sie lassen sich 5 chemischen Behandlung in die untertägige Lagerstätte auch nach einiger Umlaufzeit in vorbereiteten Filtern selbst, eventuell unterstützt und verstärkt durch Zuim Wärmeaustauscher, d. h. in der Nähe der durch- fügung von stark strahlenden Isotopen, wie z. B. fließenden Kohlenwasserstofföle, festlegen. Argon, zum Wärmekreislaufmedium von über Tageform. For this purpose, preferably water-insoluble loin substances are suitable in the case of underground heat cycle substances. The isotopes that are created are possibly beneficial because they are chemonuclear strong emitters, which also cause reactions in the deposit during the circulation through the reactions.
Heat exchangers bring their radiation to the carbon The relocation or expansion of the radiant hydrogen oil to take effect. They can be 5 chemical treatment in the underground deposit even after a certain period of circulation in prepared filters themselves, possibly supported and reinforced by Zuim heat exchangers, ie in the vicinity of the passage of strongly radiating isotopes, such as. B. flowing hydrocarbon oils set. Argon, for the heat cycle medium from above days

Eine verstärkte Wirkung in der Funktion des aus, sei hiermit zusätzlich vorgeschlagen.
Wärmeaustauschers als Strahlungsreaktor wird erzielt, io Bei der Ausförderung des Lagerstätteninhaltes wenn der Spaltstoff dem Wasser als Suspension zu- können diese starken Strahler aber störend sein. Zu gegeben wird. Diese Suspension fließt sowohl als ihrer Elirninierung werden daher noch vor dem EinModerator wie auch als Kühlmittel durch den Reak- tritt am Bohrlochkopf Strahlungsmeßeinrichtungen torkern und den Wärmeaustauscher. und -vorrichtungen vorgesehen, beispielsweise Filter-Verein fachend ist weiterhin vorgesehen, den Spalt- 15 kammern mit Ionen austau sch harzen, Entwässerungsstoff in Form eines im Moderator bzw. Kühlmittel bzw. Entsalzungsanlagen od. dgl. Auch wenn die löslichen Salzes anzuwenden, so daß er im Leistungs- Durchführung einer strahlenchemischen Behandlung reaktor als Neutronenquelle und im Wärmeaus- in der Lagerstätte nicht ratsam oder nicht durchführtauscher als Strahlenquelle wirken kann, zwischen bar erscheint, können derartige Vorrichtungen bei denen das Kühlmittel bzw. der Moderator mit dem ao einem Kreislauf zwischen anderen Bohrungen vorgedarin gelösten Spaltstoff im Kreislauf geführt wird. sehen werden, um derartige Produkte vor der Strahlen-An increased effect in the function of the off is hereby additionally suggested.
Heat exchanger as a radiation reactor is achieved, but these strong emitters can be disruptive when conveying the contents of the deposit if the fissile material is added to the water as a suspension. To be given. This suspension flows both as its elimination, before the moderator and as a coolant through the reaction at the wellhead, radiation measuring devices and the heat exchanger. and devices provided, for example filter association is also provided, the gap 15 chambers with ions exchanging resins, dehydrating substance in the form of a moderator or coolant or desalination plants or the like. Even if the soluble salt to be used, so that He can act as a neutron source in the power implementation of a radiation chemical treatment reactor and in the heat exchanger in the storage facility inadvisable or not implemented as a radiation source, between bar appears, such devices can be in which the coolant or the moderator with the ao a circuit between others Drilled holes in which dissolved fissile material is circulated. will be seen in order to prevent such products from being exposed

Der Wärmeaustauscher kann vorteilhafterweise mit einwirkung abzufangen. Wird als Wärmeträger-Vorrichtungen, wie Kammern, Fallen, Filtern oder medium, das der Strahlenbehandlung ausgesetzt wer-Ablagerungszonen, versehen sein, die eine Verlange- den soll, ein Destillat aus den Bitumina der Lagerrung der Verweilzeit der strahlenden Stoffe in dem- 25 Stätte verwendet, so wird dieses Medium in bedeutend selben bewirken, da dadurch Korrosions- und verringertem, ungefährlichem Maße zur Bildung von Erosionsgefahren vermindert werden können. radioaktiven Substanzen neigen.The heat exchanger can advantageously intercept with action. Used as heat transfer devices, such as chambers, traps, filters or media exposed to radiation treatment - deposition zones, be provided that should demand a distillate from the bitumen in storage If the residence time of the radiating substances is used in the place, this medium becomes important the same effect, as it causes corrosion and reduced, harmless extent to the formation of Risks of erosion can be reduced. radioactive substances tend to.

Die kombinierte thermische und Strahle η behänd- Als Moderator und Reflexionsmedium für Neulung der Kohlenwasserstofföle kann, je nach der ge- tronen im Betrieb von Atomreaktoren wird hauptwünschten Wirkung, in verschiedener Weise variiert 30 sächlich Wasser — sowohl in Form von schwerem werden. Es kann sowohl die Gesamtmenge des Bi- Wasser als auch von leichtem Wasser — angewendet, tumens als auch nur eine Teilmenge desselben durch wobei bekannt ist, daß die Einwirkung in erster Linie den ganzen Wärmeaustauscher eines Leistungsreak- auf die Neutronen durch den Wasserstoff des Wassers tors oder nur durch einen größeren oder kleineren bewirkt wird. Auch wasserstoffhaltige organische Abschnitt desselben geführt werden, wobei durch die 35 Verbindungen finden als Moderatoren und Kühlmittel entsprechende Austauschfläche die thermische Wir- Anwendung. Besonders geeignet hierzu sind infolge kung verstärkt oder abgeschwächt wird. Dieses vor- ihrer hohen Strahlungsstabilität aromatische Kohlenbehandelte öl oder auch nicht vorbehandclte Öl wird Wasserstoffe der Polyphenylreihe, wie Diphenyl, ο-, anschließend durch einen Strahlungsreaktor oder Ab- m- und p-Terphenyl und p-Quarterphenyl. Andere schnitte desselben bzw. auch durch mehrere Strah- 40 Kohlenwasserstoffe, wie die Paraffin-Kohlenwasserlungsreaktoren verschiedener Stärke oder bestimmter stoffe, besitzen nicht diese Strahlungsstabilität, so daß StrahJungsart (Alpha-, Beta- oder Gamma strahl er) sie als Moderator und Reflexionsflüssigkeit für den geleitet und einer durch Variierung der Weglänge normalen Reaktorbetrieb mit geschlossenen Systemen gesteuerten Strahlungsintensität ausgesetzt. nicht geeignet sind. Bei untertägig arbeitenden Reak-The combined thermal and radiation η neatly act as a moderator and reflection medium for novelty The hydrocarbon oils can, depending on the amount of energy consumed in the operation of atomic reactors, is most desirable Effect, in different ways, varies 30 neutrally water - both in the form of heavy will. Both the total amount of bi-water and light water can be used, tumens as well as only a subset of the same by whereby it is known that the action is primarily the whole heat exchanger of a power response to the neutrons through the hydrogen of the water tors or only caused by a larger or smaller one. Also organic ones containing hydrogen Section of the same are passed, through which 35 connections take place as moderators and coolants corresponding exchange surface the thermal we application. Particularly suitable for this are as a result effect is strengthened or weakened. This aromatic carbon treated before its high radiation stability oil or oil that has not been pretreated, hydrogens of the polyphenyl series, such as diphenyl, o-, then through a radiation reactor or ab- m- and p-terphenyl and p-quarter phenyl. Other cuts through the same or through several streams of hydrocarbons, such as paraffin hydrocarbons different strengths or certain substances do not have this radiation stability, so that Type of radiation (alpha, beta or gamma emitter) they act as a moderator and reflection fluid for the and a normal reactor operation with closed systems by varying the path length exposed to controlled radiation intensity. are not suitable. In the case of reactors operating underground

Eine Wirkungssteigerung der verfügbaren Strah- 45 toren zur thermischen und chemonuklearen Beeinlungsintensität läßt sich auch dadurch schaffen, daß flussung des bituminösen Inhaltes einer Lagerstätte im Reaktorraum oberhalb und unterhalb der Reaktor- ist deren Verwendung als Moderator und Reflexionskammer 50 bis 100 mm hohe Räume vorgesehen flüssigkeit nicht nur möglich, sondern auch im Sinne werden, durch die das zu behandelnde Kohlenwasser- des gewünschten Effektes brauchbar. Die Möglichkeit Stoffgemisch geleitet und der intensiven Bestrahlung 50 ist dadurch gegeben, daß das Medium im raschen aus dem Bereich der Reaktorkammer ausgesetzt wird. Durchlauf durch den strahlenden Bereich geführtAn increase in the effectiveness of the available radiators for the intensity of thermal and chemonuclear effects can also be created by the flow of the bituminous content of a deposit In the reactor space above and below the reactor, their use as a moderator and reflection chamber 50 to 100 mm high spaces is not only possible, but also in the sense of liquid through which the hydrocarbon to be treated of the desired effect can be used. The possibility Mixture of substances passed and the intense irradiation 50 is given by the fact that the medium is in rapid is exposed from the area of the reactor chamber. Pass through the radiant area

Es kann weiterhin auch direkt über oder unter der wird, eine dauernde Bestrahlung der immer gleichenIt can continue directly above or below the will, a continuous irradiation of the same

Reaktorkammer und mit dieser unmittelbar verbunden Menge demnach vermieden wird.Reactor chamber and with this directly connected amount is therefore avoided.

eine weitere Kammer angeordnet werden, die im Es wird also weiterhin vorgeschlagen, den als Strahlenbereich der thermischen Neutronen und der 55 Wärmeträgermedium dienenden Lagerstätteninhaltanother chamber can be arranged, which in It is therefore still proposed as the Radiation range of the thermal neutrons and the storage capacity 55 serving the heat transfer medium

gebildeten kurzlebigen Isotope liegt, deren Wirkung im direkten Durchfluß durch die Reaktorkammer,short-lived isotopes formed, the effect of which is in direct flow through the reactor chamber,

durch zusätzlich eingebrachten Spaltstoff erhöht wer- anschließend durch den Reflektor und von dort inby additionally introduced fissile material are then increased through the reflector and from there into

den kann. Durch diese Kammer umfassende oder sie die Lagerstätte zu leiten, wobei das Medium nichtcan. Comprehensive through this chamber or to conduct the reservoir, whereby the medium is not

durchlaufende Rohre wird das Öl der Strahlenwirkung nur als Moderator und Kühlflüssigkeit bzw. als ausgesetzt. 60 Reflexionsflüssigkeit dient, sondern gleichzeitig auchContinuous pipes are the oil of the radiation effect only as a moderator and cooling liquid or as exposed. 60 reflection liquid is used, but also at the same time

Der Lagerstätteninhalt kann außer den bituminösen durch die Einwirkung der Neutronen und der Alpha-, Stoffen auch andere Stoffe enthalten, beispielsweise Beta- und Gammastrahlen erwärmt und chemisch, anorganische Salze, Suspensionen oder Beimengungen, unter anderem im Sinne einer Viskositätsvermindeteils im Öl selbst oder in der als Randwasser bezeich- rung, verändert wird. Eine selektive bzw. gezielte neten wäßrigen Phase gelöst bzw. suspendiert. Es 65 Strahlenbehandlung des Mediums in der Reaktormuß nun damit gerechnet werden, daß manche dieser kammer und im Reflektor wird bei fixierter Austritts-Stoffe bei der Strahlenbehandlung stark strahlende öffnung aus dem Reaktorbereich ermöglicht durch Isotope mit langer Halbwertszeit bilden. Diese strah- Änderung der Durchflußmenge und damit der Tem-In addition to the bituminous deposits, the content of the deposit can be affected by the action of neutrons and alpha, Substances also contain other substances, for example beta and gamma rays heated and chemically, inorganic salts, suspensions or admixtures, among other things in the sense of a viscosity-reducing part in the oil itself or in what is called the edge water. A selective or targeted Neten aqueous phase dissolved or suspended. There 65 radiation treatment of the medium in the reactor must Now it can be expected that some of this chamber and in the reflector will be fixed with exit substances In the radiation treatment, a strongly radiating opening from the reactor area is made possible through Form isotopes with a long half-life. This strah- change in the flow rate and thus the temperature

peratur, des Druckes und der Verweilzeit. Eine Len- Im Nornialfall sind die Umleitnocken des Ver-temperature, pressure and dwell time. In the normal case, the diverting cams of the

kung der Behandlung ergibt sich auch durch Auswahl teilers 3 nach Position 5 gestellt, so daß das Wärme-effect of the treatment is also made by selecting divider 3 according to item 5, so that the heat

und Gestaltung der Fließwege im Reaktor und durch trägermedium über Fließweg 6 von unten in denand design of the flow paths in the reactor and through the carrier medium via flow path 6 from below into the

die Art der Schutzhüllen des Reaktorbrennstoffes Wärmeaustauscher 7 eintreten kann. Im Wärmeaus-the nature of the protective sheaths of the reactor fuel heat exchanger 7 can occur. In the heat

sowie durch die Beimengung von fremden Stoffen 5 tauscher 7 findet eine Bestrahlung des durchfließendenas well as the admixture of foreign substances 5 exchanger 7 takes place irradiation of the flowing through

oder Katalysatoren. Der Zusammensetzung des Wärmeträgermediums aus dem Kühlmittel, das mitor catalysts. The composition of the heat transfer medium from the coolant with

Wärmeträgermediums ist hier besondere Beachtung dem Spaltstoff 8 in der Reaktorkammer 9 im kri-The heat transfer medium here is particularly important to the fissile material 8 in the reactor chamber 9 in the critical

zu schenken. Als Reaktorgifte bekannte Stoffe, die tischen Zustand war, statt. Vom Wärmeaustauscher 7to give. Substances known as reactor poisons, the table condition was held. From the heat exchanger 7

eventuell in dem bituminösen Lagerstätteninhalt bzw. gelangt das darin erhitzte Wärmeträgermedium überpossibly in the bituminous reservoir contents or the heat transfer medium heated therein passes over

im Randwasser anwesend sein können, müssen vor io Leitung 10 in den zusätzlichen Strahlungsreaktor 11.may be present in the edge water, must be before line 10 in the additional radiation reactor 11.

dem Eintritt in den Reaktor entfernt werden, des- Er besteht — wie schon oben angegeben — aus starkthe entry into the reactor are removed, it consists - as already stated above - from strong

gleichen kann es erforderlich sein, Stoffe, die stark strahlenden Isotopen, beispielsweise Co-60, das inIn the same way, it may be necessary to use substances that contain strongly radiating isotopes, for example Co-60, which is found in

strahlende Isotope bilden, zu entfernen. Zu ihrer Ab- Bandform aufgebracht worden ist. Zur Durchführungform radiating isotopes, remove them. Has been applied to their Ab- tape form. To carry out

trennung können Vorrichtungen dienen, wie sie weiter unterschiedlicher Bestrahlungsreaktionen sind ver-separation, devices can serve as they are further different irradiation reactions

oben bereits aufgeführt wurden. 15 schiedene Schaltwege vorgesehen.have already been listed above. 15 different switching paths are provided.

Es ist natürlich auch möglich, statt der Bitumina Die linke Seite der Fig. 1 zeigt eine Schaltung,It is of course also possible instead of the bitumens. The left side of Fig. 1 shows a circuit,

aus der Lagerstätte fremde Kohlenwasserstoff- bei der beispielsweise am Ausgang 12 ein wenigerForeign hydrocarbons from the deposit, for example at the exit 12, a less

gemische zu verwenden, die durch den Reaktor ge- behandeltes und bei dem tiefer gelegenen Ausgangto use mixtures that are treated by the reactor and at the lower exit

führt werden, aber durch eine Umschaltung der Leit- 13 infolge einer längeren Bestrahlungszeit ein starkleads, but by switching the guide 13 as a result of a longer irradiation time a strong

wege nicht in die Lagerstätte eintreten, sondern im 20 bestrahltes Wärmeträgermedium in die Lagerstättepaths do not enter the deposit, but in the 20 irradiated heat transfer medium into the deposit

Ringraum zwischen zwei Bohrrohren wieder zu Tage eintreten kann.Annular space between two drill pipes can re-emerge.

treten können. In diesem Fall ist die Strahleneinwir- Auf der rechten Seite der Fig. 1 ist eine Schalt-can kick. In this case, the radiation exposure is on the right side of Fig. 1 is a switching

kung, da die Gemische nicht so komplex wie die weise dargestellt, bei der einmal ein Teilstrom deskung, since the mixtures are not as complex as the way shown in which once a partial flow of the

natürlichen Bitumina gewählt werden, übersichtlicher; Wärmeträgermediums über Leitung 14 und dennatural bitumens are chosen more clearly; Heat transfer medium via line 14 and the

es kann unter anderem Spaltung und Polymerisation 25 Mischinjektor IS über Öffnung 16 in den unteren,it can, among other things, cleavage and polymerization 25 Mixing injector IS via opening 16 in the lower,

eintreten. größeren Abschnitt des Strahlungsreaktors 11 ein-enter. larger section of the radiation reactor 11

Eine vorgesehene zweite Einspeiseleitung wird die treten kann, von wo das Medium nach Bestrahlung Möglichkeiten, zusätzliche Verbindungen zu schaffen, aus Öffnung 13 in die Lagerstätte gelangt. Ein anderer, vergrößern, z. B. durch Einführung eines Reaktions- wenig erwärmter Teilstrom aus dem Wärmeauspartners, der mit den unter Einwirkung der Strahlung 30 tauscher 7 kann über Leitung 17 und den oberen, entstandenen Produkten Reaktionen eingehen kann. kleineren Abschnitt des Strahlungsreaktors 11 bei Öff-A second feed line is provided which can enter from where the medium after irradiation Opportunities to create additional connections entered the reservoir from opening 13. Another, enlarge, e.g. B. by introducing a reaction-little heated partial flow from the heat partner, the exchanger 7 exposed to the radiation 30 can be connected via line 17 and the upper, resulting products can react. smaller section of the radiation reactor 11 when open

Es ist auch möglich, daß mit starken Röntgen- nung 18 in die Lagerstätte eintreten. Trennblech 19It is also possible for 18 to enter the deposit with strong x-rays. Divider 19

röhren oder mit anderen Einrichtungen für die Er- unterteilt den Strahlungsreaktor in zwei Abteilungen,tubes or with other facilities for the er- divides the radiation reactor into two compartments,

zeugung von harten Strahlen das Wärmeträgermedium die eine verschieden starke Dosierung der Bestrah-generation of hard rays the heat transfer medium, which requires a different dose of irradiation

am Bohrlochkopf behandelt wird. 35 lung ermöglichen.is treated at the wellhead. 35 enable.

Es wird sich empfehlen, die Eignung des Wärme- Im Patent 1198 943 ist eine Reservemenge an trägermediums als Moderator bzw. Kühlmittel und Spaltstoff vorgesehen, die zu einem gewünschten als Reflexionsflüssigkeit laufend zu überprüfen, da Zeitpunkt in die Reaktorkammer zusätzlich zu dem seine Zusammensetzung, je nachdem das Material dort vorhandenen SpaltstofE eingebracht werden kann, aus strukturliohen oder aus strukturtiefen Abschnitten 40 um den Ablauf der Spaltreaktion eventuell beliebig der Lagerstätte stammt, Schwankungen bzw. Ände- hoch zu steigern. Diese Maßnahme wird wirkungslos, rungen unterworfen sein kann. Diese Prüfung kann wenn das Spaltmaterial in gelöster Form Anwendung mit einem kleinen Strahlungsreaktor über Tage durch- findet und die Reaktorkammer entleert ist, beispielsgeführt werden. Als Modellreaktor kann beispiels- weise weil der erschöpfte Spaltstoff in einen Abweise eine Röntgenröhre oder eine kleine Kobalt- 45 klingbehälter gebracht wurde, um dort als Strahlungsquelle dienen, wobei eine solche genügen kann, die reaktor zu dienen.It is recommended to check the suitability of the heat carrier medium provided as a moderator or coolant and fissile material that lead to a desired to be checked continuously as reflection liquid, since the time in the reactor chamber in addition to that its composition, depending on whether the material can be introduced into the existing fissile material, from structurally or structurally deep sections 40 around the course of the cleavage reaction, possibly arbitrarily originates from the deposit to increase fluctuations or changes. This measure will be ineffective, may be subject to constraints. This test can be performed when the fissile material is in solution with a small radiation reactor over days and the reactor chamber is emptied, exemplified will. As a model reactor, for example, the exhausted fissile material can be placed in a deflector An X-ray tube or a small cobalt-blade container was brought to there as a radiation source serve, whereby one such may be sufficient to serve the reactor.

größenordnungsmäßig zur Bestrahlung von 1 cm³/h Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung ausreicht. Hinter dem Versuchsreaktor werden zwei sind, um trotzdem eine forcierte Spaltreaktion durchZählrohre am Anfang und am Ende einer Meßstrecke führen zu können, in den Reservekammern 20 und 21 angebracht, aus deren Differenz nach einer längeren 50 in Fig. 1 zwei getrennte Reservespaltstoffmassen Fließzeit festgestellt werden kann, ob Isotope mit vorgesehen, die gleichzeitig durch das Treibmittel 22 langen Halbwertszeiten gebildet wurden. in die Reaktorkammer 9 eingebracht werden könnenof the order of magnitude for irradiation of 1 cm ³ / h according to a further proposal of the invention is sufficient. Behind the test reactor, two separate flow times can be determined from the difference in reserve chambers 20 and 21 so that a forced fission reaction can still be carried out through counting tubes at the beginning and end of a measuring section whether isotopes are provided which were simultaneously formed by the propellant 22 with long half-lives. can be introduced into the reactor chamber 9

Beispielsweise Ausführungsformen von Vorrich- und dabei eine kritische bis überkritische MasseFor example, embodiments of device and thereby a critical to supercritical mass

tungen zur Durchführung der vorgeschlagenen Ver- bilden.for the implementation of the proposed training.

fahren sind in den Fig. 1 bis 6 dargestellt, die an- 55 Die Schutzhülle23 aus nichtrostendem Stahl hatdrive are shown in Figs. 1 to 6, which has 55 The protective cover23 made of stainless steel

schließend beschrieben werden. die Aufgabe, bei einer eingetretenen Leckage alsare finally described. the task of acting as a

Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung zur Kombination Sammelgefäß zu dienen und über eine Signaleinrich-Fig. 1 shows a device for combining collecting vessel and serving via a signal device

eines Leistungsreaktors zur thermischen Behandlung tung 24 Anzeige zu geben.a power reactor for thermal treatment device 24 to give display.

der Bitumina mit verschieden angeordneten Strah- In F i g. 2 ist der Strahlungsreaktor 11 vollkommenof the bitumens with differently arranged beams. 2, the radiation reactor 11 is perfect

lungsquellen zur Strahlenbehandlung derselben. 60 getrennt vom Leistungsreaktor und den dazugehörigensources for radiation treatment of the same. 60 separated from the power reactor and the associated

Mit der Leitung 2 innerhalb der Rohrtour 1 wird Vorrichtungen eingebaut. Er ist am Steigrohr 2, inner-With the line 2 within the pipe tour 1 devices are installed. He is on riser 2, inside

das Wärmeträgermedium dem Verteiler 3 zugeführt. halb der Rohrtour 1, befestigt und kann mit diesemthe heat transfer medium is fed to the distributor 3. half of the pipe tour 1, attached and can with this

Es kann bei einer Stellung gemäß Position 4 direkt in zusammen ein- und ausgebaut werden. Dieses ist die Lagerstätte geleitet werden. Diese Schaltung wird vorteilhaft, wenn als Strahlungsquelle ein starkerIt can be installed and removed directly in a position according to position 4. This is the deposit will be managed. This circuit is advantageous if a strong radiation source is used

benutzt, wenn der Leistungsreaktor ohne Anwärmung 65 Strahler, z.B. ein Gammastrahler von hoher HaIb-used if the power reactor has 65 emitters without heating, e.g. a gamma emitter with a high

des Wärmeträgermediums umfahren werden muß, Wertszeit, verwendet wird, der in mehreren Bohrungenof the heat transfer medium must be bypassed, value time, is used in several holes

um etwa in der Nähe des Reaktors anstehende zum Einsatz kommen kann. Auch das in einemto be used around the reactor. That too in one

Wärmespitzen abzubauen. Abklingbehälter befindliche erschöpfte SpaltmaterialReduce heat peaks. Exhausted fissure material located in the decay container

9 109 10

aus dem Leistungsreaktor kann hier eingefüllt oder den beiden Rohrtouren 42 und 48 wird innerhalb derfrom the power reactor can be filled here or the two pipe tours 42 and 48 is within the

befestigt werden. thixotropen Flüssigkeit 47 ein Ringpacker 49 ein-be attached. thixotropic liquid 47 a ring packer 49 a

Da der Aufbau eines Strahlungsreaktors sehr ein- gebaut, von dem ein Proberohr 50 bis über TageBecause the construction of a radiation reactor is very built in, from which a sample tube 50 to above days

fach ist, wird im folgenden bei Benennung eines geführt wird, so daß auch von dieser Stelle aussubject is, in the following, when naming a, is carried out, so that from this point as well

Strahlungsreaktors nicht mehr unterschieden zwischen 5 jederzeit eine Kontrolle auf radioaktive StrahlungRadiation reactor no longer differentiated between 5 at any time a control for radioactive radiation

einem Reaktor mit festem strahlendem Stoff, z. B. möglich ist.a reactor with solid radiating material, e.g. B. is possible.

Co-60, oder einem Reaktor mit einem Röhrensystem Innerhalb des durch die Rohrtour 48 geschaffenenCo-60, or a reactor with a tube system within the created by the tube tour 48

bei der Verwendung von strahlenden Stoffen in flüs- Raumes werden der Abklingbehälter 52 und derWhen using radiating substances in the fluid space, the decay container 52 and the

siger Form oder die Anwendung von Strahlen- Vorratsbehälter 53 in der Haltevorrichtung 54 sosiger form or the use of radiation storage container 53 in the holding device 54 so

Spendern, wie Röntgenröhren oder Neutronen- io eingebaut, daß beide später nach Entfernung desDonors, such as X-ray tubes or neutrons, built-in that both later after the removal of the

beschleunigern. Deckels 51 aus dem Raum der Rohrtour 48 so aus-speed up. Cover 51 from the space of the pipe tour 48 so

Nach F i g. 2 ist auch folgender Fließweg vorge- gebaut werden können, daß die Unterbringung inAccording to FIG. 2, the following flow path can also be built so that accommodation in

sehen: strahlensichere Transportbehälter noch in der Boh-see: radiation-proof transport containers still in the drilling

Das Wärmeträgermedium fließt aus dem Steig- rung möglich ist.The heat transfer medium flows from which an increase is possible.

rohr 2, bei Schaltstellung 25, über Kanal 6 zur Ein- 15 Soll eine Teilmenge des gelösten Spaltmaterials trittsöffnung in den Wärmeaustauscher 7 des Lei- aus dem tiefer gelegenen, hier nicht gezeigten Reakstungsreaktors. Aus der Öffnung 27 gelangt das aus tor ausgewechselt werden, so wird über Leitung 55 dem Wärmeaustauscher kommende, angewärmte und eine geeignete Flüssigkeit, beispielsweise Benzin, vorbestrahlte Wärmeträgermedium in den Raum 28 oder ein Inertgas in den Vorratsbehälter 53 ein- und steigt durch die Öffnung 29 zum Kopf des ao gepreßt und dadurch frischer Spaltstoff über die Lei-Strahlungsreaktors 11 und verläßt ihn durch die öff- tung 56 aus dem Vorratsbehälter in die Reaktornung 30, um aus der öffnung 31 in die Lagerstätte kammer (nicht gezeigt) gedrückt. Der aus dem Rezu gelangen. Wird ein getrenntes Medium zum Wärme- aktor verdrängte Spaltstoff kann gleichzeitig über trägermedium benötigt, so kann dieses über die die Leitung 61 in den Abklingbehälter 52 abgelassen Leitung 14 und den Durchlaß 31 in die Kammer 28 25 werden,
eintreten. Die im Abklingbehälter 52 gelagerten Spalt-tube 2, in switching position 25, via channel 6 to 15 target a partial amount of the dissolved fissile material inlet opening into the heat exchanger 7 of the conduit from the lower-lying, not shown here reaction reactor. From the opening 27, the gate to be exchanged passes through line 55, heated and a suitable liquid, for example gasoline, pre-irradiated heat transfer medium, enters the space 28 or an inert gas into the storage container 53 and rises through the opening 29 Pressed to the head of the ao and thereby fresh fissile material over the Lei radiation reactor 11 and leaves it through the opening 56 from the storage container into the reactor 30 to be pressed out of the opening 31 into the storage chamber (not shown). To get out of the Rezu. If a separate medium for the heat actuator displaced fissile material can be required at the same time via the carrier medium, this can be drained via the line 61 into the decaying container 52, line 14 and the passage 31 into the chamber 28 25,
enter. The cleavage stored in the decay container 52

Die nachgebenden Trennstege 32 brauchen ledig- produkte können, wie weiter oben beschrieben, ihreThe yielding separating webs 32 need single products, as described above, theirs

lieh eine Abdichtung gegen eine Druckdifferenz zu Strahlungsenergie an das durch die Rohrtour 2 zumlent a seal against a pressure difference to radiant energy to the through the pipe tour 2 to

bilden, die nur den Fließwiderstand in einem Abteil Reaktor geführte Wärmeträgermedium abgeben; derform, which only give off the flow resistance in a compartment reactor-led heat transfer medium; the

des Strahlungsreaktors ausmacht. 30 Abklingbehälter 52 kann also als Strahlungsreaktorof the radiation reactor. 30 decay container 52 can thus be used as a radiation reactor

Die Steigrohre 2 stützen sich über den Dichtungs- dienen,The riser pipes 2 are supported by the sealing elements,

ring 33 auf den Ring 34 ab. Wenn dieser Strahlungs reaktor 52 nicht zur Ein-ring 33 on the ring 34. If this radiation reactor 52 is not used for

Die Anwendung von Spaltstoff in gelöster Form wirkung auf das Wärmeträgermedium benötigt hat den Vorteil, daß seine Menge und damit seine wird, kann von über Tage über die Leitungen 57 Energie in der Reaktorkammer beliebig verändert 35 und 58 ein beliebiges Medium, z. B. Kohlenwasserwerden kann. Das bedingt aber, daß eine gewisse stoffe, zur Strahlenbehandlung mittels eines Röhren-Vorratsmenge zur Verfügung steht, die man aus systems durch den Abklingbehälter 52 geleitet Sicherheitsgründen ebenfalls unter Tage unterbringen werden.The application of fissile material in dissolved form has an effect on the heat transfer medium has the advantage that its quantity, and thus its volume, can be transported from above ground via the lines 57 Any energy in the reactor chamber changed 35 and 58 any medium, e.g. B. become hydrocarbons can. But this requires that a certain amount of substances for radiation treatment by means of a tube supply is available, which is passed from systems through the decay tank 52 will also be placed underground for security reasons.

wird. Eine zweckmäßige Ausgestaltung des Bohrloch- Soll am Ende der Abklingzeit der gesamte Spaltabschnittes, in dem der Spaltstoffvorrat und der 4° stoff aus der Bohrung entfernt werden, so kann das Abklingbehälter zusammen angeordnet sind, ist in geschehen durch Demontage des Abklingbehälters 52 Fig. 3 gezeigt. oder dadurch, daß der Spaltstoff aus dem Abkling-will. An appropriate configuration of the borehole target at the end of the decay time of the entire gap section, by removing the stock of fissile material and the 4 ° material from the hole, this can be done Decay containers are arranged together is done by dismantling the decay container 52 Fig. 3 shown. or by the fact that the fissile material from the decaying

Die Rohrtour 42 wird bis unterhalb des untersten behälter 52 über Leitung 59 mittels einer Flüssigkeit Wasserhorizonts mit einer Zementierung 43 versehen. und der Leitung 60 in strahlensichere Transport-Unmittelbar unter dem Ende der Zementierung ist 45 behälter verdrängt wird. Wenn im Laufe der Spaltdie perforierte Ringkammer 44 angeordnet, die über prozesse im Abklingbehälter 52 gasförmige Produkte die beiden Leitungen 45 und 46 von über Tage durch- entstanden sind, so können diese über die Leitung gespült und kontrolliert werden kann, so daß eine 59 nach über Tage abgelassen werden. Mit Absperrradioaktive Verseuchung vom unteren Teil der Boh- schieber 62 kann der Zufluß zum Reaktor abgestellt rung her sofort ermittelt werden kann. 50 werden.The pipe tour 42 is up to below the lowermost container 52 via line 59 by means of a liquid Provided the water horizon with a cementation 43. and conduit 60 in radiation-safe transportation immediately under the end of the cementation is 45 container is displaced. If in the course of the cleavage the Perforated annular chamber 44 arranged, the processes in the decay container 52 gaseous products the two lines 45 and 46 have come through from above ground, so these can be via the line can be flushed and checked so that a 59 can be drained after days. With shut-off radioactive Contamination from the lower part of the slide gate 62 can shut off the flow to the reactor tion can be determined immediately. Turn 50.

Um die die Bohrung umschließende Zementschicht Eine Vorrichtung, um die besonders intensive 43 durch irgendwelche Erschütterungen nicht zu ge- Strahlung im Leistungsreaktor für die strahlenfährden und trotzdem auch eine Abdichtung vom chemische Behandlung der Kohlenwasserstoffe zuunteren Teil der Bohrung sicher zu erreichen, wird sätzlich einzusetzen, ist in F i g. 4 dargestellt. Es sind unterhalb der Spülkammer 44 bis zum Fuß der Rohr- 55 hierzu direkt in der Reaktorkammer 9 des Leistungstour 42 eine hochviskose thixotrope Flüssigkeit 47 reaktors am Kopf zwei Halbrundräume 64 und 68 zwischen der Rohrtour 42 und der Bohrlochwand und am Fuß ein runder Raum 66 zur Aufnahme des eingefüllt. zu bestrahlenden Mediums vorgesehen. Das aus demAround the layer of cement surrounding the hole A device around the particularly intense 43 Not to be affected by any vibrations. Radiation in the power reactor for the radiation hazards and still a seal from the chemical treatment of the hydrocarbons To safely reach part of the borehole is additionally used, is shown in FIG. 4 shown. There are a highly viscous thixotropic liquid 47 reactor at the top two semicircular spaces 64 and 68 below the rinsing chamber 44 up to the foot of the pipe 55 a round space 66 for receiving the filled. to be irradiated medium provided. That from the

In die Rohrtour 42 wird die Rohrtour 1 eingebaut. Wärmeaustauscher 7 oder dem Strahlungsreaktor 11The pipe tour 1 is installed in the pipe tour 42. Heat exchanger 7 or the radiation reactor 11

Diese wird in einer von Fall zu Fall festzulegenden 60 kommende erhitzte Wärmeträgermedium fließt durchThis is in a case to be determined 60 coming heated heat transfer medium flows through

Tiefe mit einer äußeren Rohrtour 48 verbunden, und den Kanal 63 in den halbrunden Raum 64, gelangtDepth connected to an outer pipe tour 48, and the channel 63 in the semicircular space 64, arrives

zwar derartig, daß der Innenraum der Rohrtour 48 über Kanal 65 in den unteren Bestrahlungsraum 66in such a way that the interior of the pipe tour 48 enters the lower irradiation chamber 66 via channel 65

einen in sich geschlossenen Raum bildet, der mit und von dort über Kanal 67 in den zweiten halb-forms a self-contained space, which with and from there via channel 67 into the second half

einem Deckel 51 abgedichtet ist. runden Raum 68. In diesen drei Räumen wird dasa cover 51 is sealed. round room 68. In these three rooms that will be

Mit der Rohrtour 1 wird der Reaktor bis in die 65 Wärmeträgermedium einer besonders intensivenWith pipe tour 1, the reactor becomes a particularly intensive heat transfer medium down to the 65th heat transfer medium

Lagerstätte abgesenkt. Die Rohrtour 1 wird strecken- Strahlung aus dem Reaktorkern 8 ausgesetzt undDeposit lowered. The pipe tour 1 is exposed to stretch radiation from the reactor core 8 and

weise mit Zement oder mit einer hochviskosen fließt dann durch Leitung 69 aus dem Reaktor in diewise with cement or with a highly viscous then flows through line 69 from the reactor into the

Flüssigkeit gegen das Gebirge abgedichtet. Zwischen Lagerstätte.Liquid sealed against the mountains. Between deposit.

11 1211 12

Die Rohre 65 und 67 können auch durch einen Katalysatoren oder überhaupt Chemikalien, die ringförmigen Spalt um die Reaktorkammer ersetzt eine Verbindung mit den eingeführten Wärmeträgerwerden, medien einleiten bzw. eingehen sollen, heranzu-The tubes 65 and 67 can also be through a catalysts or any chemicals that annular gap around the reactor chamber replaces a connection with the introduced heat transfer medium, media should be introduced or received,

Es ist auch möglich, wie F i g. 5 zeigt, die Reaktor- führen.It is also possible, as shown in FIG. 5 shows the reactor lead.

kammer 9 nach oben oder unten durch den Raum 70 5 Das Wesentliche ist, daß das als Moderator und zu erweitern, um die intensive Strahlung im Leistungs- Kühlmittel dienende Wärmeträgermedium den Rereaktor 9 zur zusätzlichen Strahlenbehandlung zu aktor nur einmal durchläuft. Aus der Reaktorverwerten. Zu diesem Zweck werden die Sammel- kammer 9 können die eingeführten Medien aus den rohre 71 und 72 mit ihren Heizschlangen 73 in diese Öffnungen 77 a, 776 und 77 c· entweichen. Die Ausgebildeten Räume 70 bis zum Kopf oder Fuß der io trittsöffnungen sind so gewählt, daß die Hauptmenge Reaktorkammer 9 geführt, und zwar derartig, daß aus den Offnungen 77 a herauskommt, aus den Öffder Spaltstoff8 (in zwei beispielhaften Anordnungs- nungen776 aber nur so viele Anteile des Mediums formen 8 a und 8 b gezeigt) bis an die Heizschlangen ausfließen, daß die Bourdonfeder 76 für den Regel-73 herangebracht wird. Die Sammelrohre 71 und 72 stab 75 eine regelnde Bewegung herbeiführt. Aus können mit dem Wärmeaustauscher (nicht gezeigt) 15 den Öffnungen 77 c sollen in der Reaktorkammer 9 zusammengeschaltet werden und bilden dann eine entstandene Gase entweichen können.
Einheit. Die Abzugskanäle aus den Öffnungen 77a bis 77 cchamber 9 up or down through the room 70 5 The essential thing is that as a moderator and expand to the intense radiation in the power coolant serving heat transfer medium passes through the reeactor 9 for additional radiation treatment to actuator only once. Recycle from the reactor. For this purpose the collecting chamber 9 allows the introduced media to escape from the pipes 71 and 72 with their heating coils 73 into these openings 77a, 776 and 77c. The formed spaces 70 up to the head or foot of the outlet openings are chosen so that the majority of the reactor chamber 9 is guided in such a way that from the openings 77 a comes out of the opening fissile material 8 (but only as many in two exemplary arrangements776 Parts of the medium form 8 a and 8 b shown) to flow out to the heating coils that the Bourdon tube 76 for the rule-73 is brought up. The headers 71 and 72 rod 75 brings about a regulating movement. From can with the heat exchanger (not shown) 15 the openings 77 c are to be interconnected in the reactor chamber 9 and then form a resultant gases can escape.
Unit. The drainage channels from the openings 77a to 77c

Position 74 ist ein Schutzblech für die Sammel- werden durch die gewellten Bleche 78 λ und 78 b Item 74 is a protective sheet for the collection are through the corrugated sheets 78 λ and 78 b

rohre 71 und 72. gebildet.tubes 71 and 72nd formed.

Die F i g. 6 zeigt einen chemonuklearen Leistungs- 20 Im Fuß der Reaktorkammer 9, um die Regelreaktor, bei dem der Moderator und das Kühlmittel einrichtung 75 und 76, gehen die gewellten Bleche gleichzeitig das durchlaufende Wärmeträgermedium 78a und 7Hb in die Fußbleche 79a und 79b über, sind, das sind z. B. die aus der Lagerstätte stammen- Da auf beiden Seiten der Bleche 78a und 7Sb bzw. den Bitumina bzw. deren Fraktionen oder lager- 79 a und 79 b praktisch die gleichen Drücke herrstättenfremde Kohlenwasserstoffgemische, die nach 25 sehen, können sie in der Wandstärke sehr dünn geWunsch zusammengestellt werden können, um sie halten werden. Sie können sogar in Wellenform ausdurch Einwirken von Druck, Strahlung, Wärme und gebildet sein, so daß sie bei geringer Erhöhung des Katalysatoren in andere gewünschte Verbindungen fnnendruckes ihren Durchmesser nicht unwesentumzuformen. lieh vergrößern. Sie legen sich hierbei in die eben-The F i g. 6 shows a chemonuclear power 20 In the foot of the reactor chamber 9, around the control reactor, in which the moderator and the coolant device 75 and 76, the corrugated sheets are simultaneously the heat transfer medium 78a and 7Hb passing through into the base sheets 79a and 79b , these are z. B. those originating from the deposit- Since on both sides of the sheets 78a and 7Sb or the bitumens or their fractions or stock- 79 a and 79 b practically the same pressures from non-origin hydrocarbon mixtures that see after 25, they can in the wall thickness can be put together very thinly to hold them. They can even be formed in wave form by the action of pressure, radiation, and heat, so that with a slight increase in the catalyst they change their diameter to a not insignificant extent into other desired compounds under internal pressure. lent enlarge. You lie down in the

Das in dem Steigrohr 2 einfließende Wärmeträger- 30 falls mehr oder weniger stark wellenförmig geführteThe heat transfer medium 30 flowing into the riser pipe 2 is guided in a more or less wave-shaped manner

medium tritt über die Kanäle 6 in den Wärme- Innenfläche des Reflektors 26.The medium enters the inner surface of the reflector 26 via the channels 6.

austauscher 7 und gelangt in die Reaktorkammer 9, Dieser Reflektor 26 ist aus Segmenten aus ge-exchanger 7 and enters the reactor chamber 9, This reflector 26 is made of segments from

wo es den Reaktorbrennstoff 8 umfließt. Der Durch- eignetem, widerstandsfähigem Material mit großerwhere it flows around the reactor fuel 8. The suitable, resistant material with large

messer des Reaktors und das Verhältnis der Spalt- Wandstärke hergestellt und lehnt sich gegen die aus-diameter of the reactor and the ratio of the gap wall thickness and leans against the

stoffmenge zum Moderator sind so gewählt, daß das 35 betonierte Wand 86 unten in der Bohrung an. EsAmount of material to the moderator are chosen so that the 35 concreted wall 86 down in the hole. It

Wärmeträgermedium mit dem Spaltstoff in der Kam- können daher trotz der verhältnismäßig dünnenHeat transfer medium with the fissile material in the chamber can therefore despite the relatively thin

mer in den kritischen Zustand kommt. Der umhüllte Wandstärke der Bleche 78 α und 78 b große Drückealways comes into critical condition. The enveloped wall thickness of the sheets 78 α and 78 b large pressures

Kernbrennstoff 8 kann in Form von Röhrchen, Fäden in der Reaktorkammer 9 beherrscht werden.Nuclear fuel 8 can be mastered in the reactor chamber 9 in the form of tubes, threads.

oder Kugeln verwendet werden. Als Umhüllung die- Um am Fuß und am Kopf der Reaktorkammer 9or balls can be used. As a cover, the um at the foot and at the top of the reactor chamber 9

nen z. B. Glas, rostfreier Stahl oder Stoffe, die einen 40 ebenfalls die auftretenden Druckkräfte beherrschennen z. B. glass, stainless steel or materials that also master the pressure forces that occur

besonders kleinen Durchmesser der Reaktorkammer zu können, wird an dem Bohrrohr 1 das KopfstückTo be able to use a particularly small diameter of the reactor chamber, the head piece on the drill pipe 1

für das Kritischwerden zulassen. 80 befestigt. Dieses Kopfstück 80 dient gleichzeitigallow for criticality. 80 attached. This head piece 80 serves at the same time

Der chemonukleare Leistungsreaktor wird im un- im Verbindungskonus 81 als tragendes Element fürThe chemonuclear power reactor is used in the connecting cone 81 as a supporting element for

kritischen Zustand eingebaut; jedoch kann er nicht den Wärmeaustauscher 7, an dem die Bleche 78acritical condition installed; however, he can not the heat exchanger 7, on which the plates 78a

ohne Kohlenwasserstoffüllung eingebaut werden, da 45 und 78 b befestigt sind.can be installed without hydrocarbon filling, as 45 and 78 b are attached.

er sonst von dem unter Tage herrschenden Druck Damit die gewellten Ausführungen der Bleche zusammengepreßt würde. Aus diesem Grund wird 78a und 7Hb und des Reflektors 26 immer in der er zunächst mit einer sehr viskosen Mischung von richtigen Stellung zueinander stehen, erhält das Kohlenwasserstoffen, wie Paraffin, schweres Ma- Kopfstück 80 den Führungsnocken 82, der durch den schinenöl, aufgefüllt, dem in feiner Suspension Re- 50 Einführungsschlitz 83 geführt wird,
aktorgifte beigemischt worden sind. Dieser so vor- Am Fuß der Reaktorkammer 9 ist an dem Blech bereitete Reaktor wird eingebaut und nach strahlen- 79 b das Fußstück 84 befestigt, das sich auf der Bohrsicherer Einzementierung kritisch gemacht. Hierzu lochsohle abstützt, wodurch auch von unten alle werden die obengenannten stark viskosen Gemische Kräfte aus der Reaktorkammer 9 aufgenommen wermit den Reaktorgiften ausgespült. 55 den können.he otherwise from the pressure prevailing underground so that the corrugated versions of the sheets would be pressed together. For this reason, 78a and 7Hb and the reflector 26 are always in the right position to each other with a very viscous mixture, the hydrocarbons, such as paraffin, receive heavy Ma headpiece 80 the guide cam 82, which is filled by the machine oil, which is guided in fine suspension Re- 50 insertion slot 83,
actuator poisons have been added. This reactor, which has been prepared in this way at the foot of the reactor chamber 9 is installed on the sheet metal, and after radiating 79 b the foot piece 84 is attached, which makes itself critical on the drilling-safe cementation. For this purpose, the bottom of the hole is supported, as a result of which all of the above-mentioned highly viscous mixtures forces are absorbed from the reactor chamber 9 from below, which are flushed out with the reactor poisons. 55 den can.

Der Regelstab 75 hat die Aufgabe, über z. B. In den Schnitten α und b ist dargelegt, wie beiThe control rod 75 has the task of z. B. In the sections α and b it is shown how at

einem Bourdonrohr 76 Ubertemperaturen oder Über- Druckerhöhung die gewellten Bleche 78 a und 78 b a Bourdon tube 76 excess temperatures or excess pressure increase the corrugated sheets 78 a and 78 b

drücke zu vermeiden und außerdem den Verlust an bei Vergrößerung des Innendruckes eine flachereto avoid pressure and also the loss of a flatter one when the internal pressure is increased

verbrauchtem Spaltstoff auszugleichen. Form annehmen, so daß damit die Möglichkeit be-to compensate for used fissile material. Take shape so that the possibility

Das durchfließende Medium erhält in der Reaktor- 60 steht, sie im gewellten Zustand mit kleinem Durchkammer 9 als Kühlmittel und Moderator eine hohe messer in die Bohrung einzufahren und nach EinErwärmung und eine starke Bestrahlung aus Alpha-, fahren in den vorbereiteten Reflektor durch Druck-Beta- und Gammastrahlen. Die hier herrschenden erhöhung von innen eine Vergrößerung des Reaktor-Bedingungen sind maßgebend für die angestrebten kammerdurchmessers 9 zu erzielen.
Umwandlungen der durchgeleiteten Medien. Es ist 65 In der Fig. 6 wird auf der rechten Seite ein auch bei diesem Reaktor möglich, durch eine schmaler Spalt 87 zwischen der Reflektorwand 26 Sonderleitung 14 (s. Fig. 1) in die Reaktorkammer und dem äußeren Reaktorblech78a gezeigt sowie getrennt zusätzliche Medien, wie Kohlenwasserstoffe, auf der linken Seite ein vergrößerter Spalt 88, eben-The flowing medium receives in the reactor 60 stands, it is in the corrugated state with a small through-chamber 9 as coolant and moderator to retract a high knife into the bore and after warming up and strong radiation from alpha, drive into the prepared reflector by pressure beta - and gamma rays. The increase prevailing here from the inside, an increase in the reactor conditions, are decisive for the desired chamber diameter 9 to be achieved.
Conversions of transmitted media. In FIG. 6, a special line 14 (see FIG. 1) into the reactor chamber and the outer reactor sheet 78a is shown on the right-hand side, as well as additional media separately like hydrocarbons, on the left side an enlarged gap 88, also

Reflektorwand 26Reflector wall 26

und Reaktorfalls zwischen
blech 78 α.and reactor if between
sheet 78 α.

Normalerweise fließt das Wärmeträgermedium aus der Öffnung 13 in die Lagerstätte. Der Packer 89 verhindert das Eintreten der Flüssigkeit in den Ringraum 85 zwischen den Rohren 1 und 2. Wird aber der Packer 89 ausgebaut, so kann bei Schließen der Öffnung 13 das behandelte Medium durch Verbindung mit dem Ringraum 85 in diesem bis zu Tage steigen und nicht in die Lagerstätte eintreten.Normally, the heat transfer medium flows out of the opening 13 into the deposit. The packer 89 prevents the entry of the liquid into the annular space 85 between the tubes 1 and 2. But will the packer 89 is expanded, so when the opening 13 is closed, the treated medium can be connected with the annular space 85 rise in this up to days and do not enter the deposit.

Die wellige Form der Reaktorkammerwände 78 a und 78 6 laßt sich auch so ausnutzen, daß der Reaktor bei gleichem Außen- und Innendruck seinen kleinsten Durchmeser hat und hierbei im unkritischen Zustand ist; erst wenn der innere Druck vergrößert wird und damit durch Aufgehen der Wellen im Mantel der Durchmesser des Reaktorkernes 9 größer wird, kommt der Reaktor in einen kritischen Zustand. Nach Verbrauch des spaltbaren Materials in der Kernkammer kann mit dem Steigerohr 2 der Wärmeaustauscher 16 aus seinem konischen Sitz 81 gezogen werden und nimmt hierbei die leicht verformbaren Reaktorwände 78 a und 78 b mit dem Spaltstoff durch das Bohrrohr 1 nach über Tage.The wavy shape of the reactor chamber walls 78 a and 78 6 can also be used so that the reactor has its smallest diameter with the same external and internal pressure and is in a non-critical state; only when the internal pressure is increased and thus the diameter of the reactor core 9 increases due to the expansion of the waves in the jacket does the reactor come into a critical state. After the fissile material in the core chamber has been consumed, the heat exchanger 16 can be pulled out of its conical seat 81 with the riser pipe 2, taking the easily deformable reactor walls 78 a and 78 b with the fissile material through the drill pipe 1 to the surface.

Claims

Patent claims:

1. Device for the treatment of bitumina in underground deposits from boreholes using a power reactor, characterized by an additional Radiation reactor or radiation reactor part that is used as a chemical reactor.

2. Apparatus according to claim 1, characterized by arranged at the head of the combustion chamber (9) Irradiation chambers (64, 68) and an irradiation chamber provided at the foot of the combustion chamber (66).

3. Apparatus according to claim 1, characterized by an enlarged reactor chamber (70), whose upper part, provided with pipe coils (71, 72), serves as a radiation reactor.

4. Apparatus according to claim 1, characterized by a reactor chamber (9) for receiving the encased reactor fuel (8), the reflector (26) consisting of movably connected segments, the elastic lining sheets (78 a, 786) and the sump sheets (79 a, 796) as well as the openings (77a, 776 and 77c).

For this purpose 2 sheets of drawings