DE1589606C - Vorrichtung zur Aufnahme einer in einem Versuchskernreaktor mit flüssigem Moderatormittel zu bestrahlenden Probe - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Aufnahme einer in einem Versuchskernreaktor mit flüssigem Moderatormittel . zu bestrahlenden Probe mit einem lotrechten, rohrförmigen Behälter zur Aufnahme der Probe, welcher seinerseits in einem mit dem Moderatormittel gefüllten Kasten angeordnet ist, und wobei der Behälter zum Reaktorkern hin und von ihm weg bewegbar ist.

Aufgabe der Erfindung ist eine derartige Ausbildung einer solchen Vorrichtung, daß sich der Abstand der im Probebehälter enthaltenen Probe von dem Reaktorkern in weiten Grenzen stetig verändern läßt, ohne daß mit einer solchen Veränderung eine Änderung der Verteilung der Strahlungsenergie längs der Probe, auch wenn diese eine längliche Form hat, verbunden ist.

Eine Verstellung von Probebehältern in lotrechter Richtung wird offenbar der gestellten Forderung nicht gerecht. In erster Annäherung kann man nämlich die Oberflächen, die identischen Neutronenleistungen entsprechen, als Kugeln betrachten, deren Mittelpunkt die Mitte des Spaltraumes ist, so daß beim Anheben einer sich in lotrechter Richtung längs einer Seite des Spaltraumes erstreckenden, länglichen Probe die oberen Zonen derselben einem erheblich schwächeren Neutronenfiuß ausgesetzt sind als die mittleren und unteren Zonen.

Es ist allerdings schon ein Schwimmbeckenreaktor zum Untersuchen von unter Strahlung stehenden Stoffen bekanntgeworden (vgl. schweizerische Patentschrift 382 308), bei dem ein außerhalb des Reaktorkernes angeordneter Versuchskanal Anwendungfindet, der den Teil einer geschlossenen, in einen Kühlkreis eingeschalteten Rohrleitung bildet und zur Aufnahme der zu bestrahlenden Probe bestimmt ist. Dabei ist die Rohrleitung zusammen mit einer daran angeschlossenen Kühlvorrichtung innerhalb des Schwimmbeckens an einem Gestell gelagert, das auf Schienen, die radial zum Reaktorkern verlaufen, verfahrbar ist.

Die gestellte Aufgabe, insbesondere die Bewegbarkeit des lotrechten, rohrförmigen, in einem mit dem Moderatormittel gefüllten Kasten angeordneten Probenbehälters zum Reaktorkern hin und von ihm weg, wird bei der eingangs genannten Vorrichtung dadurch gelöst, daß erfindungsgemäß der Kasten um eine untere waagerechte Achse schwenkbar ist, wäh-,rend der Probenbehälter in diesem Kasten so aufgehängt ist, daß er wenigstens um eine zweite, zu der vorhergehenden Achse parallele, in dem oberen Abschnitt des Kastens angeordnete Achse schwenkbar ist, wobei Einrichtungen zur umkehrbaren Fernsteuerung der Schwenkbewegungen geringer Amplitude des Kastens um. seine Achse vorgesehen sind, wobei diese Schwenkbewegungen praktisch waagerechten Verschiebungen der obigen zweiten Achse und somit des von dieser getragenen Probenbehälters zur Folge haben.

Der Probenbehälter kann in dem Kasten mit Hilfe eines Kugelgelenkes aufgehängt sein.

Die Einrichtungen zur Fernsteuerung sind so ausgebildet, daß sie eine waagerechte Lasche lotrecht verschieben, welche an dem Kasten befestigt und auf der dem Spaltraum des Reaktors abgewandten Seite desselben angeordnet ist.

Die Fernsteuereinrichtungen sollen hydropneumatisch betätigbar sein. Sie können eine Feder, die ständig die Lasche in Richtung auf einen festen Anschlag regelbarer Höhe nach oben zu verschieben sucht, und einen verformbaren Balgen aufweisen, der ständig die Lasche nach unten zu drücken sucht, wobei sich der Balgen in einer Flüssigkeit befindet derart, daß seine Ausdehnung durch Fernregelung des Druckes dieser Flüssigkeit veränderbar ist.

Der Kasten, der mit dem Moderatormittel gefüllt ist, hat gemäß einer Weiterbildung der Erfindung die Form eines prismatischen Kastens mit zwei lotrechten, identischen, parallelen, miteinander durch rechteckige Wände vereinigten Grundseiten, wobei jede Grundseite durch ein drachenförmiges Viereck mit einem stumpfen Winkel, dessen Scheitel sich auf der Schwenkachse des Kastens befindet, einen gegenüberliegenden spitzen Winkel, dessen Scheitel auf der Seite der Schwenkachse des Probenbehälters liegt, und zwei einarider gegenüberliegende rechte Winkel begrenzt wird.

Die Vorteile der neuen Vorrichtung bestehen in einem einfacheren Aufbau und in leichterer Bedienung. Insbesondere ist damit eine leichte Regelung der Strahlungsstärke, der eine Probe ausgesetzt wird, möglich, ohne praktisch die Verteilung dieser Strahlungsstärke auf die Probe zu verändern. Das gilt auch für Proben, die in lotrechter Richtung eine längliche Form haben.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß der Probenbehälter sehr leicht in eine Zone gebracht werden kann, in der die Strahlungsstärke vernachlässigbar ist, auch wenn der Reaktor nicht abgestellt wird. In dieser Stellung kann man den Probenbehälter und die in ihm enthaltene Probe leicht herausnehmen.

Man kann den Probenbehälter, wie aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels deutlich wird, von einem geeigneten flüssigen Mittel, z. B. Kühlwasser, durchströmen lassen. Infolge der Abdichtung des Probenbehälters durch das Kugelgelenk und durch den dichten Einbau des Balgens ist auch bei einem Schadhaftwerden desselben die Gefahr einer merklichen Mischung dieses flüssigen Mittels mit der den Kasten umgebenden Flüssigkeit nicht zu befürchten.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der neuen Vorrichtung dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 einen senkrechten Schnitt durch die Achse des Probenbehälters und die Achse des Zylinders, in dem die hydropneumatische Einrichtung zur Betätigung der Schwenkvorrichtung untergebracht ist,
, F i g. 2 einen waagerechten Schnitt durch den das flüssige Moderatormittel enthaltenden Kasten und den Probenbehälter, entsprechend der Schnittlinie H-II von Fig. 1.

Mit 1 ist der Probenbehälter, der ein längliches Rohr darstellt, bezeichnet, mit 2 die zu bestrahlende Probe, z. B. eine Kernbrennstoffpatrone. Der Probenbehälter 1 hat am oberen Ende einen kugelförmigen außenballigen Teil 3, der auf entsprechenden, Teile einer Kugeloberfläche bildenden Teilen 4 aufliegt, die sich im oberen Teil des Wasserkastens 5 befinden.

Dieser Wasserkasten 5 ist um eine waagerechte untere Achse 6 schwenkbar. Er hat die Form eines Prismas mit den beiden parallelen Grundseiten 7, die durch die Wände 8 verbunden sind. In der dargestellten Lage steht die rechte, nach oben verlaufende Wand etwa senkrecht, während die andere, nach oben verlaufende Wand schräg steht. In der anderen Endlage der Schwenkung um die Achse 6, die durch strichtpunktierten Linien angedeutet ist, befindet sich

die rechte Wand 8 in der Schräglage. Die Wände 8 bilden im unteren Teil einen stumpfen Winkel, nach oben zu laufen sie zusammen. Man erkennt, daß bei einer Schwenkung des Kastens der Probenbehälter 1 mit der Probe 2 stets in lotrechter Stellung verbleibt und sich nur im wesentlichen seitlich verschiebt.

Die Strahlungsintensität des durch die Ziffer 9 angedeuteten Spaltraumes verteilt sich also in den verschiedenen Stellungen, die der Probenbehälter einnehmen kann, immer in annähernd gleicher Weise auf die mittleren, oberen und unteren Partien desselben.

Das Organ, das die Schwenkung des Wasserbehälters 5 bewirkt, ist die an eine der unteren Begrenzungsflächen 8 angeschraubte Lasche 10.

Die Stellung dieser Lasche 10 wird bezüglich der Bewegung ihres freien Endes nach oben begrenzt durch einen Anschlag 20. Dieser kann in der Weise fernbetätigt werden, daß er in einem Gewinde geführt wird. Die Betätigung erfolgt so, daß der fest mit dem Anschlag verbundene Trichter 22 in Umdrehung versetzt wird, indem man mit einem Haken in Nuten 21 eingreift, die sich in diesem Trichter befinden.

Die Betätigungseinrichtungen zum Absenken und Heben der Lasche 1Ö sind in dem oberen Gehäuse 30 und in dem unteren Gehäuse 31 untergebracht, die beide mit einer Tragplatte 23 verbunden sind.

In dem Gehäuse 30 befindet sich der senkrechte Stab 11, der bei 13 an die Lasche 10 angelenkt ist. Auf der Unterseite der Lasche 10 befindet sich der senkrechte Stab 12, der bei 14 angelenkt ist.

Der obere Stab tritt durch einen verformbaren Metallbalgen 15, dessen oberes Ende geschlossen ist, während sein unteres Ende an den Boden eines ihn umgebenden dichten Zylinders 16 angelötet ist.

Eine Leitung 17, die mittels eines Gelenkes 28 durch den Deckel des Gehäuses 30 geführt ist, steht mit der dichten, ringförmigen. Kammer 18 in Verbindung. Eine Rückholfeder 19 wirkt einerseits auf den Fuß des unteren Stabes 12 ein und ist mit dem Boden des Gehäuses 31 über das Gelenk 29 verbunden. Der Druck, der der Kammer 18 über die Leitung 17 aufgegeben wird, ist ferngesteuert. Wird dieser Druck verändert, so wird die Lasche 10 gesenkt oder gehoben und damit der Kasten 5 geschwenkt und der Probenbehälter in waagerechter Richtung verschoben.

Bei Vergrößerung des in der Kammer 18 herrschenden Druckes wird nämlich der Balgen 15 zusammengedrückt; dadurch wird der Stab 11 gesenkt. Bei einer Verringerung dieses Druckes bewirkt die Kraft der Rückholfeder 19 eine Verstellung im entgegengesetzten Sinn.

Zur Begrenzung einer Rechtsschwenkung des Kastens dient der obenerwähnte Anschlag 20, zur Begrenzung der Linksschwenkung der feste Anschlag 27.

Über einen verformbaren Balgen 24 wird eine Öffnung 25 des Kastens 5, die lotrecht unter dem Probenbehälter liegt, wenn dieser die in der Zeichnung dargestellte Stellung einnimmt, mit der unteren Öffnung 26 eines Rohres 36 verbunden, das ebenfalls starr mit der Tragplatte 23 verbunden und an eine Saugpumpe angeschlossen ist.

Um die Dichtheit zwischen dem Inneren und Äußeren des den Balgen 24 umgebenden Rohres 36 zu verbessern, sind am Kasten 5 Anlageflächen 32 und 33 vorhanden, die auf die Achse 6 zentriert sind und beiderseits der Öffnung 25 liegen. Sie wirken mit entsprechenden zylindrischen Anlageflächen 34 und 35 zusammen, die fest mit der Tragplatte 23 in Verbindung stehen.

Eine längs des Probenbehälters verlaufende, durch einen Hohlkörper gebildete Schleife 37 wird von einem Gas, z. B. Argon, durchströmt, um dadurch die Radioaktivität jederzeit bestimmen zu können.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Aufnahme einer in einem Versuchskernreaktor mit flüssigem Moderatormittel zu bestrahlenden Probe mit einem lotrechten rohrförmigen Behälter zur Aufnahme der Probe, welcher seinerseits in einer mit dem Moderatormittel gefüllten Kasten angeordnet ist und wobei der Behälter zum Reaktorkern hin und von ihm weg bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kasten (5) um eine untere waagerechte Achse (6) schwenkbar ist, während der Probenbehälter (1) in diesem Kasten so aufgehängt ist, daß er um wenigstens eine zweite, zu der vorhergehenden Achse parallele, in dem oberen Abschnitt des Kastens angeordnete Achse (3,4) schwenkbar ist, wobei Einrichtungen zur umkehrbaren Fernsteuerung der Schwenkbewegungen geringer Amplitude des Kastens (5) um seine Achse (6) vorgesehen sind, wobei diese Schwenkbewegungen praktisch waagerechte Verschiebungen der obigen zweiten Achse (3, 4) und somit des von dieser getragenen Probenbehälters (1) zur Folge haben.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Probenbehälter (1) in dem Kasten (5) mit Hilfe eines Kugelgelenkes (3,4) aufgehängt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fernsteuereinrichtungen so ausgebildet sind, daß sie eine waagerechte Lasche (10) lotrecht verschieben, welche an dem Kasten (5) befestigt und auf der dem Spaltraum (9) des Reaktors abgewandten Seite desselben angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fernsteuereinrichtungen hydropneumatisch betätigbar sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Fernsteuereinrichtungen eine Feder (19), welche ständig die Lasche (10) in Richtung auf einen festen Anschlag (20) regelbarer Höhe nach oben zu verschieben sucht, und einen verformbaren Balgen (15) aufweisen, welcher ständig die Lasche nach unten zu drücken sucht, wobei sich der Balgen in einer Flüssigkeit befindet, derart, daß seine Ausdehnung durch Fernregelung des Drucks dieser Flüssigkeit veränderbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kasten (5) die Form eines prismatischen Kastens mit zwei lotrechten identischen, parallelen, miteinander durch rechteckige Wände (8) vereinigten Grundseiten (7) hat, wobei jede Grundseite durch ein drachenförmiges Viereck mit einem stumpfen Winkel, dessen Scheitel sich auf der Schwenkachse (6) des Kastens (5) befindet, einen gegenüberliegenden spitzen Winkel, dessen Scheitel auf der Seite der Schwenkachse (3,4) des Probenbehälters (1) liegt, und zwei einander gegenüberliegende rechte Winkel begrenzt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen