DE1514103C - Kollimationseinrichtung zum Ausblenden der von einem radioaktiven Körper ausgehenden Strahlung - Google Patents

Description

einander gelagert hat, wobei die Walzen je einen einer Haltevorrichtung leicht austauschbar geexzentrisch angeordneten Spalt aufweisen. Je nach haltert ist.

der Drehstellung der beiden Walzen zueinander kann Eine andere Alternative zur Lösung der vorder Durchgang verschlossen oder gesperrt werden. bezeichneten Aufgabe besteht darin, daß bei einer Zur Einstellung der Walzen auf die Freigabe des 5 Kollimationseinrichtung der eingangs erwähnten Art, Durchgangs ist eine Verriegelung vorgesehen. Nach- bei der der Innenraum des rohrförmigen Kollimatorteilig ist bei diesen bekannten Einrichtungen, daß sie teils in Längsrichtung sich ändernden Querschnitt entweder nur einen vorgegebenen Spaltquerschnitt aufweist, erfindungsgemäß der rohriörmige Kollimaaufweisen oder daß zur Einstellung verschiedener „ torteil durch eine aus einem flexiblen Kunststoff be-Spaltquerschnitte ein großer Aufwand an mecha- io stehende, streckenweise unterschiedlichen Innennischen Einrichtungen erforderlich ist. Hinzu kommt, durchmesser aufweisende Hohlfaser gebildet ist, wodaß infolge der drehbaren Lagerung der Walzen bei die Längen der Strecken unterschiedlichen hohe Anforderungen an die Genauigkeit der Her- Durchmessers mindestens gleich dem Abstand der stellung und der Lagerung gestellt werden müssen. ... dem radioaktiven Körper zugekehrten Wand des Außerdem darf der Durchmesser der Walzen nicht 15 Behälters von der von diesem Körper abgekehrten zu klein sein, damit eine möglichst genaue Ein- Wand sind, und daß die Hohlfaser in einer Rinne stellung erzielbar ist. Diese erfordert bei den not- eines prismatischen Führungsstabes mittels einer wendigen Drehbewegungen der Walzen die Be- Haltevorrichtung in Längsrichtung verschiebbar gewegung verhältnismäßig großer Massen. Die Not- ,.„ haltert ist. Dabei hat es sich als besonders zweckwendigkeit, einen Durchgang jederzeit wiederholbar 20 mäßig erwiesen, daß die Haltevorrichtung an dem genau bestimmter Spaltgröße einstellen zu können, prismatischen Führungsstab angeordnete Führungserfordert die Anordnung einer sehr genauen Ver- rollen aufweist, die mittels Fernbedienungsgeräten in riegelung. Daher ist die Einrichtung zum Unter- vertikaler Richtung verschiebbar sind,
suchen der räumlichen Verteilung der Radioaktivität .. Wie sich in der Praxis gezeigt hat, besteht der in hochaktiven bestrahlten Körpern oder Stoffen 25 große Vorzug der Kollimationseinrichtung gemäß unter Verwendung zweier koaxial angeordneter der Erfindung darin, daß der Querschnitt der Walzen mit großen Aufwendungen verbunden. Kollimatoröffnung den jeweiligen Anforderungen

Bekannt ist auch eine Kollimationseinrichtung der entsprechend beliebig_wählbar ist, da es lediglich ereingangs genannten Art zum Ausblenden der von forderlich ist, ein den jeweiligen Anforderungen enteinem stark radioaktiven Körper in einer vorge- 30 sprechend geformtes Kollimatorröhrchen einzusetzen, gebenen Richtung ausgehenden Strahlung mit einer Ein weiterer beachtlicher Vorzug der Kollimations-Abschirmwandung und einem Behälter, der eine einrichtung gemäß der Erfindung besteht darin, daß strahlenabsorbierende Flüssigkeit enthält. Diese während des Auswechselns des Kollimatorröhrchens Flüssigkeit bildet dabei einen Teil der Strahlungs- . die Abschirmwirkung erhalten bleibt,
abschirmung. Zwischen dem radioaktiven Körper 35 In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele und der von diesem Körper abgekehrten Wand des erfindungsgemäß ausgebildeter Kollimationseinrich-Flüssigkeitsbehälters ist in der Flüssigkeit ein an tungen schematisch wiedergegeben. Es zeigt
seinem Ende geschlossener rohrförmiger Kollimator- F i g. 1 die Einrichtung unter Verwendung eines teil angeordnet, dessen von Flüssigkeit freier . Kollimatorröhrchens in der Einstellung auf Strahlenkonischer Innenraum die Strahlung in seiner Längs^ 40 durchgang,

richtung durchtreten läßt (französische Patentschrift Fig. 2 die Einrichtung nach Fig. 1 mit gesperr-1 417 425 und »Paper« der »Third International tem Strahlendurchgang in der Stellung zum EntConference on the Peaceful Uses of Atomic Energy«, nehmen des Kollimatorröhrchens,
Genf, 31. August bis 9. September 1964, P/399, von ^ Fig. 3 eine Haltevorrichtung für ein Kollimator-M. J. Higatsberger et al.: »Burn-up determina- 45 röhrchen der Einrichtung nach Fig. 1 in perspektion of nuclear fuel by high resolution gamma- .tivischer Darstellung,

spectroscopy«). Der Nachteil dieser bekannten Ein- . .F i g. 4 eine andere Haltevorrichtung für ein

richtungen besteht jedoch darin, daß es nicht mög- kollimatorröhrchen der Einrichtung nach F i g. 1 in

lieh ist, den Querschnitt der Kollimatoröffnung den Seitenansicht mit Auslenkvorrichtung,
im allgemeinen sehr unterschiedlichen Bedingungen 50 F i g. 5 eine weitere Ausführungsform der Ein-

mit der erforderlichen Genauigkeit anzupassen. richtung unter Verwendung eines Hohlfadens aus

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kollimations- hinreichend flexiblem Werkstoff in der Einstellung

einrichtung zum Ausblenden der von einem vor- auf Strahlendurchgang,

bestimmten Bereich eines radioaktiven Körpers in F i g. 6 die Einrichtung nach F i g. 4 mit untereiner vorgegebenen Richtung ausgehenden Strahlung 55 brochenem Strahlendurchgang,

zu schaffen, die einfach in ihrem Aufbau und leicht _; Wie aus der Zeichnung hervorgeht, ist der Be-

zu handhaben ist, mit der jedoch gleichwohl zur hälter 1 zur Aufnahme der strahlenabsorbierenden

Anpassung an unterschiedliche Bedingungen unter- Flüssigkeit 2 — beispielsweise Quecksilber — in der

schiedlich definierte Spaltquerschnitte wiederholbar , aus Beton, Stahl oder einem sonstigen strahleneingestellt werden können. 60 absorbierenden Werkstoff gebildeten Abschirm-

Diese Aufgabe wird bei einer Kollimationseinrich- wand 3 einer Heißen Zelle angeordnet. Der Betung der eingangs erwähnten Art gemäß der Erfin- hälter 1 weist eine Einlaß- und Abflußöffnung 4 für dung dadurch gelöst, daß der rohrförmige Kollimator- die strahlenabsorbierende Flüssigkeit auf. Diese teil derart ausgebildet ist und aus einem solchen , ,öffnung 4 ist so ausgebildet, daß sie zugleich zum Werkstoff besteht, daß das mittlere spezifische Ge- 65 Einsetzen und zum Entnehmen einer zur unwicht dieses Kollimatorteils dem spezifischen Ge- verschiebbaren Halterung eines Kollimatorröhrwicht der strahlenabsorbierenden Flüssigkeit ent- chens 5 vorgesehenen Haltevorrichtung 6 dienen spricht, und daß der rohrförmige Kollimatorteil in kann. Das Kollimatorröhrchen 5 weist an den Enden

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— in der Zeichnung nicht dargestellte — nicht lös- führungsform der erfindungsgemäß ausgebildeten bare Verschlüsse aus einem möglichst strahlen- Einrichtung ist das Kollimatorröhrchen 5 in aus zwei durchlässigen Werkstoff auf. Wie am besten aus prismatischen Stäben 9 gebildeten Führungsstücken Fig. 3 erkennbar ist, besteht die Haltevorrichtung 6 14 und 15 geführt. Die Gesamtlänge der Führungsfür das Kollimatorröhrchen 5 aus zwei mit Rinnen 7 5 stücke 14 und 15 ist dabei kleiner als der Abstand und 8 versehenen prismatischen Stäben 9, von denen zwischen der dem Innenraum der Heißen Zelle zuin F i g. 3 nur einer dargestellt ist. Die parallel zur gekehrten Wandung und der dem abzuschirmenden Längsachse gerichtete Rinne 8 dient zur Aufnahme Raum zugekehrten Wandung. Die beiden Führungsdes Kollimatorröhrchens 5. Die Rinnen 7 sind, quer stücke 14 und 15 sind in an sich bekannter Weise an zur Rinne 8 verlaufend, so angeordnet, daß die io einem zur Auflage dienenden Formstück 16 lösbar Rinne 8 über hinreichend kurze Strecken in Ver- so befestigt, daß das Mittelstück des Kollimatorbindung mit der strahlenabsorbierenden Flüssigkeit 2 röhrchens 5 freischwebend geführt ist. Damit auf das steht. Die beiden prismatischen Stäbe 9 werden nach Kollimatorröhrchen 5 infolge des Auftriebs der Einlegen des Kollimatorröhrchens 5 mittels be- strahlenabsorbierenden Flüssigkeit 2 keine Biegekannter — in der Zeichnung nicht dargestellter — 15 kräfte ausgeübt werden, ist gemäß der Erfindung das lösbarer Verbindungen miteinander verbunden. Zur Kollimatorröhrchen 5 aus einem solchen Werkstoff Verdrängung der Flüssigkeit 2 zwischen der dem und mit einer solchen Wandstärke ausgebildet, daß abzuschirmenden Raum und dem abgeschirmten sein mittleres spezifisches Gewicht gleich dem Raum zugekehrten Wandung des Behälters und der spezifischen Gewicht der strahlenabsorbierenden aus den prismatischen Stäben 9 gebildeten Halte- so Flüssigkeit 2 ist. Als Werkstoff für das Kollimatorvorrichtung sind an den Wandungen Formstücke 9 α röhrchen 5 hat sich bei der Verwendung von Queckaus einem Werkstoff von einer geringen Masse — silber als strahlenabsorbierende Flüssigkeit Platin als beispielsweise aus Epoxydharz — angeordnet. Zur besonders geeignet erwiesen. Etwa in der Mitte des Lagerung der Haltevorrichtung 6 in dem Behälter 1 Kollimatorröhrchens greift der Kopf 17 der Schubsind an der Haltevorrichtung seitlich zwei Zapfen 10 25 stange 18 eines Exzenters 19 an. Der mittlere Teil und 11 mit gemeinsamer Achse so angeordnet, daß des Kollimatorröhrchens 5 kann somit mittels einer die Achse senkrecht zur Längsachse der Halte- durch Fernbedienung betätigbaren Kurbel autovorrichtung durch den Schwerpunkt der aus den matisch oder von Hand periodisch auf und ab bebeiden prismatischen Stäben 9 gebildeten Halte- wegt werden. Dadurch wird eine periodische vorrichtung verläuft. An den Wandungen des Be- 30 Änderung des Strahlendurchgangs hervorgerufen, die hälters 1 sind — wie in der Zeichnung nicht dar- es ermöglicht, die Strahlungsintensität der zu untergestellt ist — Lager so angeordnet, daß nach Ein- suchenden Strahlungsquelle ohne Verfälschung der setzen der Haltevorrichtung 6 mittels der Zapfen 10 durch den Untergrund hervorgerufenen Strahlung zu und 11 das in der Haltevorrichtung angeordnete ermitteln. Zur leichteren Entnahme des Formstückes Kollimatorröhrchen 5 um eine waagerechte, senk- 35 16 ist die dem abzuschirmenden Raum zugekehrte recht zum Strahlendurchgang verlaufende Achse aus- Fläche abgerundet. Das Formstück 16 ist mittels — geschwenkt werden kann. Zur Einstellung auf in der Zeichnung nicht dargestellter — Zapfen aus-Strahlendurchgang ist eine zeichnerisch nicht wieder- schwenkbar in dem Behälter 1 gelagert,
gegebene bekannte Verriegelung vorgesehen, die Eine weitere Ausführungsform einer erfindungsmittels bekannter Fernbedienungsgeräte betätigbar 40 gemäß ausgebildeten Einrichtung ist in F i g. 5 darist. Verschiebt man nun das Brennelement 12 in die gestellt. Wie aus der Zeichnung hervorgeht, ist bei Höhe des Kollimatorröhrchens 5, so fällt die durch- dieser Ausführungsform an der unteren Seite eines gehende Strahlung auf einen gegenüber dem anderen prismatischen Stabes 20 in einer in Längsachse des Ende des Kollimatorröhrchens angeordneten Emp- Stabes geführten, in der Zeichnung nicht dargestellfänger 13. 45 ten Rinne ein von einer außerhalb des Flüssigkeits-Ein besonderer Vorteil dieser erfindungsgemäß behälters 1 angeordneten Fadenspannrolle 21 zuausgebildeten Einrichtung besteht darin, daß die geführter Hohlfaden 22 geführt. Der Hohlfaden 22 Haltevorrichtung mit dem Kollimatorröhrchen — ist mittels an dem prismatischen Führungstab 20 wie in F i g. 2 dargestellt ist — zur Sperrung des angeordneter Führungsrollen 23, 24 und 25 so ge-Strahlendurchgangs nach Lösen der Verriegelung 50 führt, daß die von dem Brennelement 12 heraus der Arbeitsstellung ausgeschwenkt werden kann. kommenden Strahlen nur entlang der Fadenführung Wie aus der Zeichnung gleichfalls hervorgeht, ist die vom Innenraum der Heißen Zelle zum abzuschirmenöffnung 4 des Behälters 1 so ausgebildet, daß die den Raum hin Durchgang haben. Der Faden 22 wird Haltevorrichtung 6 mit dem Kollimatorröhrchen 5 daher im hinreichenden Abstand zur Zuführung in durch diese öffnung entnommen werden kann. Da- 55 einem Winkel zur Fadenspannrolle zurückgeführt, her kann im Bedarfsfall während eines Unter- dessen Scheitelpunkt innerhalb der strahlenabsorsuchungsvorganges entweder nach Auswechseln des bierenden Flüssigkeit 2 liegt. Wie in F i g. 6 angebisher verwendeten Kollimatorröhrchens und dem deutet, sind die Führungsrollen 23, 24 und 25 in Einsetzen eines Kollimatorröhrchens mit einem den senkrechter Richtung mittels in der Zeichnung Untersuchungen jeweils angepaßten Querschnitt oder 60 nicht dargestellter Fernbedienungsgeräte verschiebdurch Einsetzen einer anderen Haltevorrichtung mit bar angeordnet. Durch Verschiebung der Führungseinem Kollimatorröhrchen mit anderem Innen- rollen entgegen der infolge des Auftriebs auf den durchmesser die Untersuchung nach kurzfristiger Faden ausgeübten Kräfte wird die Fadenzuführung Unterbrechung fortgesetzt werden. Ein ganz be- streckenweise aus ihrer geradlinigen, vom Innensonderer Vorteil der erfindungsgemäß ausgebildeten 65 raum der Heißen Zelle zum abzuschirmenden Raum Einrichtung besteht somit darin, daß eine Anpassung hin verlaufenden Richtung verschoben. Dadurch ist an die jeweiligen Strahlungsverteilungen möglich ist. es möglich, während der Messung den Strahlen-Nacheiner anderen, in F i g. 4 dargestellten Aus- durchgang auf den in Fig. 6 mit α und b be-

zeichneten Strecken der Gesamtstrecke a + b + c zu unterbrechen. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn Untersuchungen kurzfristig unterbrochen werden sollen. Der prismatische Stab 20 ist mittels senkrecht zur Richtung der Führungsrinne angeordneter Zapfen 10,11 drehbar in dem Flüssigkeitsbehälter 1 gelagert und mittels einer nicht dargestellten Ver-

riegelung feststellbar. Statt der in der Zeichnung dargestellten Anordnung der Führungsrollen kann selbstverständlich jede andere Anordnung gewählt werden, die es ermöglicht, Fadenzuführung und Rückführung auf solchen getrennten Wegen vorzunehmen, daß ein Strahlendurchgang nur längs einer Fadenführung erfolgen kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (3)

1 2 gebenen Bereich eines radioaktiven Körpers in einer Patentansprüche: vorbestimmten Richtung ausgehenden Strahlung mit einem in einer Abschirmwandung angeordneten Be-

1. Kollimationseinrichtung zum Ausblenden halter, der eine einen Teil der Strahlenabschirmung der von einem vorgegebenen Bereich eines radio- 5 bildende strahlenabsorbierende Flüssigkeit enthält, aktiven Körpers in einer vorbestimmten Richtung und mit einem zwischen dem radioaktiven Körper ausgehenden Strahlung mit einem in einer Ab- und der von diesem Körper abgekehrten Wand des schirmwandung angeordneten Behälter, der eine Flüssigkeitsbehälters in der Flüssigkeit angeordneten, einen Teil der Strahlenabschirmung bildende an seinen beiden Enden jeweils durch eine dünne strahlenabsorbierende Flüssigkeit enthält, und io Wandung aus strahlendurchlässigem Werkstoff abgemit einem zwischen dem radioaktiven Körper schlossenen rohrförmigen Kollimatorteil, dessen von und der von diesem Körper abgekehrten Wand Flüssigkeit freier Innenraum die Strahlung in seiner des Flüssigkeitsbehälters in der Flüssigkeit an- Längsrichtung durchtreten läßt.

geordneten, an seinen beiden Enden jeweils Derartige Kollimationseinrichtungen werden ins-

durch eine dünne Wandung aus strahlen- 15 besondere zur Untersuchung von Brennelementen durchlässigem Werkstoff abgeschlossenen rohr- verwendet, die in Kernreaktoren eingesetzt werden, förmigen Kollimatorteil, dessen von Flüssigkeit Solche Brennelemente weisen häufig Stellen mit freier Innenraum die Strahlung in seiner Längs- unterschiedlicher Strahlung, insbesondere Gammarichtung durchtreten läßt, dadurch gekenn- Strahlungsquellen mit örtlich unterschiedlicher Inzeichnet, daß der rohrförmige Kollimator- 20 tensität, auf. Es ist häufig erforderlich, diese Brennteil (5) derart ausgebildet ist und aus einem elemente auf die von ihnen ausgesandte Strahlung zu solchen Werkstoff besteht, daß das mittlere untersuchen und dabei Intensität und Ort der . spezifische Gewicht dieses Kollimatorteils (5) dem Gammastrahlungsquellen festzustellen. Ebenso ist es spezifischen Gewicht der strahlenabsorbierenden erwünscht, Brennelemente, die bei gewissen Reaktor-Flüssigkeit (2) entspricht, und daß der rohr- 25 typen wiederholt eingesetzt werden, vor ihrem erförmige Kollimatorteil (5) in einer Haltevorrich- neuten Einsetzen in einen Reaktor auf Gammatung (6) leicht austauschbar gehaltert ist. Strahlungsquellen zu untersuchen. Für diese Unter-

2. Kollimationseinrichtung zum Ausblenden suchungen ist es erforderlich, einen verhältnismäßig der von einem vorgegebenen Bereich eines radio- kleinen Bereich des zu-untersuchenden Elements abaktiven Körpers in einer vorbestimmten Rieh- 30 zugrenzen. Wegen der Gefährdung durch die austung ausgehenden Strahlung mit einem in einer gesandte Strahlung werden die Untersuchungen in Abschirmwandung angeordneten Behälter, der sogenannten Heißen Zellen durchgeführt, bei denen eine einen Teil der Strahlenabschirmung bildende der Untersuchungsraum gegenüber der Umgebung strahlenabsorbierende Flüssigkeit enthält, und durch strahlenmindernde Wände von hinreichender mit einem zwischen dem radioaktiven Körper 35 Dicke abgeschirmt ist. Als Werkstoff für die und der von diesem Körper abgekehrten Wand Wandungen der Heißen Zellen wird im allgemeinen des Flüssigkeitsbehälters in der Flüssigkeit an- Beton oder auch Stahl oder ein sonstiger zur geordneten rohrförmigen Kollimatorteil, dessen Strahlenabschirmung geeigneter Werkstoff verwendet, von Flüssigkeit freier, in Längsrichtung sich Einrichtungen zur Durchführung von Unterändernden Querschnitt aufweisender Innenraum 40 suchungen der vorgenannten Art sind bekannt. So die Strahlung in seiner Längsrichtung durch- hat man beispielsweise in den den abzuschirmenden treten läßt, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum von dem Innenraum einer Heißen Zelle rohrförmige Kollimatorteil (5) durch eine aus trennenden Wandungen Kollimatoren vorgesehen einem flexiblen Kunststoff bestehende, strecken- und in der Heißen Zelle das Brennelement in Höhe weise unterschiedlichen Innendurchmesser auf- 45 des Kollimatorrohres verschiebbar angeordnet. Auf weisende Hohlfaser (22) gebildet ist, wobei die der Austrittsseite des Kollimatorrohres ist bei diesen Längen der Strecken unterschiedlichen Durch- bekannten Einrichtungen ein mit einem Analysator messers mindestens gleich dem Abstand der dem verbundener Detektor angeordnet, wobei der radioaktiven Körper (12) zugekehrten Wand des Analysator mit einem Anzeigegerät verbunden ist. Behälters (1) von der von diesem Körper ab- 50 Eine erhebliche Schwierigkeit bei diesen bekannten gekehrten Wand sind, und daß die Hohlfaser Einrichtungen besteht darin, daß der Durchmesser (22) in einer Rinne eines prismatischen Führungs- des Kollimatorspalts im Vergleich zur Dicke der Stabes (20) mittels einer Haltevorrichtung (21,23, Wandung und somit zur Länge des Kollimatorspalts 24,25) in Längsrichtung verschiebbar gehaltert ist. _sehr klein sein muß. Um einen hinreichend kleinen

3. Kollimationseinrichtung nach Anspruch 2, 55 Bereich des Strahlers gegenüber seiner Umgebung dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrich- abzugrenzen, beträgt der untere Grenzwert des tung an dem prismatischen Führungsstab (20) Innendurchmessers des Kollimatorrohres dabei angeordnete Führungsrollen (23,24,25) aufweist, größenordnungsmäßig bis zu V100 mm, während die mittels Fernbedienungsgeräten in vertikaler unter Verwendung eines Werkstoffes mit einer Dichte Richtung verschiebbar sind. 60 von etwa 3,5 — wie beispielsweise Schwerbeton —

die Wandstärke im allgemeinen 1 m beträgt. Da die Herstellung einer geradlinigen Bohrung mit einem wie vorstehend angegebenen Durchmesser und einer Bohrungstiefe von etwa 1 m mit den bisher be-65 kannten Hilfsmitteln nicht oder nur unzureichend durchgeführt werden kann, hat man sich damit zu

Die Erfindung bezieht sich auf eine KoIIimations- behelfen versucht, daß man in der Wandung zwei einrichtung zum Ausblenden der von einem vorge- koaxiale Walzen gegeneinander verdrehbar hinter-