DE1428745A1 - Duennwandige Panzerung gegen nukleare und andere Strahlungen - Google Patents

Description

• Dünnwandige Panzerung gegen nukleare und andere Strahlungen

  Es ist bekannt, Gebäude und auch Faltzeuge mittels dickerer

  Panzerung, welche 1 m und mehr betragen können, gegen nukleare Strahlung zu schützen. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Strahlenschutzpanzerung mit VerhältnismäAip dünner Wandstärke von ungefähr 5 bis 2o cm, welche es gestattet, mehrere Schutzfunktionen gleichzeitig auszuüben.
• Diese Panzerung soll wirksam sein: 1) gegen Neutronen, Beta- und Gamma-Strahlen 2) gegen den Hitzestoß einer Atomexplosion 3) gegen Beschuß 4) gegen Radarstrahlen Weiterhin soll sie möglichst leicht sein.
• Die in den vier Punkten angefügten Schutzmaßnahmen scheinen z un# *lciist technologisch nicht kombinierbar. Aufg rund der in der Erfindung getroffenen Maßnahme ergibt-:sich jedoch, daß eine Vorrichtung möglich Ist, bei der überraschenderweise alles Ad9nahmen miteinander vereinigt werden können, ohne daß die Wi rkF:,imk.eit einer einzelnen Maßnahme herabgesetzt wird, fas wird fl*lr Gien vorliegenden fall eine Prinzerung vorgeschlagen, welche: au,: mehreren hintereinander liegenden Platten besteht, wc,1.f: i f1 i e e inzelneri !'Litten ver,#ich i edene Funkt i oneri zu illiernehmen haben. Ein solches Plattensystem ist in der Fig. 1 wiedergegeben. In Fig.2 ist gezeigt, daß eine oder mehrere Platteri zu einem Kammersystem ausbaubar sind und in dieses Kammersystem absorbierende oder moderierende Flüssigkeiten eingebracht werden können. Es lassen sich auch drei oder mehrere Platten zu einem Mehrfach-Kammersystem, wie in Fig. 3 gezeigt, ausgestalten, so daß sich die Wirksamkeit der absorbierenden und/oder moderierenden Flüssigkeiten erhöht. _ Die bei einer Atomexplosion auftretende Strahlung besteht in der Hauptsache aus einem Gemisch sehr schneller Neutronen, Beta- und Gamma-Strahlen. Die schnellen Neutronen müssen 3n langsame Neutronen überführt und dann so weit absorbiert werden, daß sie biologisch nicht mehr schädlich sind.
• Das Plattensystem hat in Einzelplatten für diesen Fall-folgende Funktionen zu übernehmen: a) Abbremsen der schnellen Neutronen durch inelastische Streuung b) Abbramsung intermediärer Neutronen durch elastische Streuung c) Absorption der thermischen Neutronen durch Elemente mit hohem Absorptionsquerschnitt d) Absorption der von außen eindringenden und der neu entstehenden Gammastrahlen.
• Das Plattensystem nach Fig. 1 hat demnach folgende Aufgabe und Zusammensetzung: Platte 10 Abbremsen der schnellen Neutronen:. .-Zusammensetzung der Platte: a) Kohlenwasserstoffharz . b) Glasfaserverstärkter Kunststoff c) Füller, bestehend aus anorganischen Substanzen mit Wolfram, Thor, Eisen, Barium u.ae.
• Als Füller können weiterhin zum Einfangen der ersten Gruppe der entstehenden langäamdn Neutronen Elemente der seltenen Erden hinzugenommen werden. -Der Fülleranteil soll max. 3o `ä betragen. Anteil Anteil der seltenen Erden tirii;ef,'Ihr 2 gerechnet auf "e -3- Platte 11 und 12 Die Platten haben die Aufgabe, die intermediären Neutronen weiterhin abzubremsen und die in größerer Zahl entstehenden langsamen Neutronen zusätzlich einzufangen. In die Harze dieser Platten werden zu 2o % Füller der bei Platte 1o angegebenen Substanzen eingemischt,jedoch weiterhin Bor Und Graphit als zusätzliche Elemente hinzugenommen. Desgleichen können organische Substanzen wie Diphenyl u.a. als zusätzliche Stoffe mit eingebaut werden. Der Anteil der Füller, welcher die langsamen Neutronen absorbiert, wird auf 1o % erhöht. Platte 13 Diese Platte hat die Aufgabe, die noch vorhandenen langsamen Neutronen und zusätzlich Gamma-Strahlen zu absorbieren.
• Die Zusammensetzung ist ähnlich wie bei Platte 1o, 11 und 12. Ein Teil der Glasfaserverstärkung kann in wechselseitigen Lagen durch Graphitgewebe ersetzt werden. Weiterhin muß der Anteil der seltenen Erden auf im maximum 25 % erhöht werden, wobei vorzugsweise eine Verbindung von Gadolinium allein oder ein Verbindungsgemisch aus Gadolinium, Europium und Samarium verwendet wird. Zu diesem Gemisch kommen noch Verbindungen, welche mindestens 1o $ an Verbindungen aus schweren Elementen enthalten, vorzugsweise Barium und Blei.
• Die Abbremsung der schnellen Neutronen soll so weit in den Platten 1o, 11 und 12 erfolgen, daß höchstens ein Rest von o,ol $ vorhanden ist und in der Schicht 1o alle langsamen Neutronen abgefangen sind. Die Dämpfung der Schicht 13 beträgt bei einer Dicke von 2o mm, mindestens 1o hoch -6. Die Dicke des gesamten Plattensystems richtet sich nach der von außen eindringenden und zu vernichtenden Energie. Die Gesamtdicke soll im Mittei 5 bis 2o cm betragen.
• Der bei einer Atomexplosion auftretende Hitzestoß macht es notwendig, zumindest die Platte 1o zusätzlich so auszubilden, daß eine kurzzeitige Hitzewelle die Außenplatte der Panzerung nicht total zerstören kann. Dies wird dadurch erreicht, daß anstelleder Glasfaserverstärkung ein Gewebe aus reinem Sio2, beispielsweise Silan genommen wird. Dieses Silangewebe wird abwechslungsweise mit einem Graphitgewebe kombiniert.
• Die Beschußsicherheit sämtlicher Platten wird dadurch erreicht, daß alle Platten wie 1o, 11, 12, 13 mindestens 5o % Glasfaserverstärkung besitzen, wobei die Glasfaserverstärkung einen derartigen Finish tragen muß, daß eine möglichst gute Haftung zwischen Glasfaser und Harze entsteht, so daß die bei Beschuß auftretenden Schockwellen den Verband Glasfaserharze nicht lösen können. Vorzugsweise werden hierfür bei den Kohlenwasserstoffharzen Vinylsilan-Verbindungen verwendet.
• Für die Radarabsorption muß die Platte 1o in ihrer Zusammensetzung &derart eingestellt werden, daß sie den Wellenwiderstand des freien Raumes möglichst gut in den Wellenwiderstand dernachfolgenden Plattensysteme transformiert. Vorzugsweise wird ein Verfahren benutzt, wie es beispielsweise in dem 2'x lambda/4 Absorber (Patent 2o/64 - E 18 17o) bzw. dem metallwandlosen Absorber (Patentanmeldung E 16 822) beschrieben ist. Zu diesem Zweck müssen zwischen die Platten 1o und 11 Spezialschichten geschaltet werden, deren Dicken ungefähr 2 mm betragen und die dielektrische und/oder magnetische Füllstoffe enthalten. Die Dicke der Platte 1o beträgt in dem vorliegenden Fall 5 bis 7 mm und stellt den ersten Lambda/4 Transformator des Radar-Absorbers dar. In Fig. 2 wird gezeigt, daß es möglich ist, einen Teil des Plattensystems, beispielsweise die Platten 11 und 12 durch eine Kammer 15 zu ersetzen, in die eine Flüssigkeit eingefüllt werden kann. Das Kammersystem ist mit einem Einlaß- und Auslaßventil versehen, so daß je nach Bedarf die Flüssigkeit gewechselt werden kann.
• Als Flüssigkeit wird ein Gemisch aus leichtem und schwerem Wasser vorgeschlagen, wobei das Verhältnis je nach der Energie des Neutronengemisches variiert. Weiterhin lassen sich der Füllflüssigkeit Salzlösungen zusetzen, z.B. seltene Erden, insbesondere Gadolinium, Europium, Samarium, Ferner zeigt sich die Verwendung von Aufschwemmungen aus Graphit=und anderen anorganischen Materialien vorteilhaft.
• In Fig. 2 hat die Platte 14 einen ähnlichen Aufbau wie der der Plaxtte der Fig. 1, desgleichen die Platte 16 einen Aufbau wie die Platte 13 der Fig. 1. In Fig. 3 ist ein Doppelkammersystea mit erhöhter Wirkung gezeichnet, wobei die Einzelteile folgende Aufgabe erfüllen müssen: Platte 17 übernimmt die Aufgabe der Platte 1o bzw. 14. Das Kammersystem 18 erhält eine Füllung, welche hauptsächlich eine moderierende Füllung mittels inelastischer und elastischer Streuung die Neutronen bremst. Die Platte 19 übernimmt die Aufgaben der. Platte 11 und 12. Die Kammer 2o erhält eine Füllung, welche die intermediären und thermischen Neutronen gleichzeitig beeinflußt. Die Platte 21 übernimmt die Aufgabe der Platte 13.

Claims (7)

1. Paten anspxgghe `l"Vorrichtung zum Schutz gegen nukleare Strahlung; Hitzewellen und Radarstrahlung dadurch gekennzeichnett daß verschiedene Platten aus moderierendem und absorbierendem Glasfaserverstärktem Kunststoffmaterial mit variierender Füllung hintereinander angeordnet sind" wobei die von außen kommende Strahlung kontinuierlich gebremst und/oder vernichtet wird. 3.
2. Vorrichtung zum Schutz gegen nukleare Strahlung, Hitzewellen und Radarstrahlung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet$ daß einzelne Platten räumlich voneinander getrennt werden, so daß ein Kammersyetem entsteht.
3. 3. Vorrichtung zum Schutz gegen nukleare Strahlung, Hitzewellen und Radarstrahlung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Platten derart voneinander getrennt werden, daß ein Doppel- oder Mehrfachkammersystem entsteht.
4. 4. Vorrichtung zum Schutz gegen nukleare Strahlung, Hitzewellen und Radarstrahlung, nach Ansrpueh 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, ; daß die äußeren Platten 1o, 14 und 17 zusätzlich gegen Hitze-wellen resistent sind und aus reinem Sio2 - Gewebe, welches gegebenenfalls mit (;raphitgfwebe durchsetzt sein kann, aufgebaut sind.
5. 5. Vorrichtung zum :Schutz gegen nukleare )trahlung,, Hitzewellen und Radarstrahlucig nach AnsF,rucli 1 bi-; la dadurch gekennzeichnet. daß die Platten 1o, 14 und 17 als ersten Lambda/4 Transformator-, eines Radarabsorbers aufgebaut sind.
6. 6. Vorrichtung zum Schutz gegen nukleare Strahlung, Hitzewellen und Radarstrahlung nach Anspruch 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, da£ zwischen die Platten 1o und 11 oder hinter die Platten 14 und 17 ein zweiter Lambda/4 Transformator eines Radarabsorbers geschaltet ist.
7. 7. Vorrichtung zum Schutz gegen nukleare Strahlung, Hitzewellen und Radarstrahlung nach Anspruch 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit in den Kammern 15, 18 und 2o aus einem Gemisch von schwerem und leichtem Wasser besteht, Salze von seltenen Erden und/oder Aufschwemmung von Graphit und Bolcabit enthalten und/oder Emulsionen aus organischen Substanzen. B. Vorrichtung zum Schutz gegen nukleare Strahlung, Hitzewellen und Radarstrahlung nach Anspruch 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, daß die Platte 13 als Füller, Elemente oder Verbindung mit hohem absorbierenden Querschnitt enthalten, insbesondere seltene Erden wie Gadolinium, Europium und Samarium und darüber hinaus schwere Elemente oder Verbindungen beispielsweise aus Blei oder Barium.