DE1614279B1 - Transportbehaelter fuer radioaktives Material - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf einen Transport- , substanz mit dem tieferen Schmelzpunkt als Fluidura

behälter für radioaktives Material mit einem in sei- und Absperrvorrichtungen aufweist, die normaler-

nem Zentrum gelegenen, einen in senkrecht zur weise das Auslassen durch die Auslaßöffnungen ver-

Behälterlängsachse liegenden Ebenen nichtkreisför- hindern. Aus der USA.-Patentschrift 3 133 197 ist

migen Querschnitt aufweisenden Hohlraum, der seit- 5 ein Transportgefäß bekannt, dessen Verschluß ein

lieh durch Wandplatten begrenzt ist, die so mitein- Rückschlagventil aufweist, das in Verbindung mit

ander verbunden sind, daß sie in Längsachsenrich- dem Hohlraum steht und ein manuell betätigbares

rung verlaufende Kanten bilden, mit einer zylinder- Ventil aufweist, mit dem eine Belüftungseinrichtung

förmigen Hülle, die die Wandplatte rundherum mit betätigbar ist.

Abstand umgibt, und mit einem ersten. Strahlungs- io Ein Ausführungsbeispiel des die Erfindung auf-

abscbirmmaterial gegen radioaktive Strahlen, das den weisenden Transportbehälters wird nachfolgend an

Zwischenraum zwischen der Hülle und den Wand- ,Hand der Zeichnungen dargestellt und beschrieben,

platten im wesentlichen ausfüllt. Ein solcher Trans- Fig. 1 ist eine Seitenansicht eines die Erfindung

portbehälter ist durch die britische Patentschrift aufweisenden Transportbehälters;

909 692 bekannt. 15 Fig. 2 ist eine Draufsicht auf den in Fig. 1 ge-

Die zylinderförmige Hülle dieses bekannten Trans- zeigten Transportbehälter, wobei einige Teile weg-

portbehälters ist geeignet, innere Überdrücke aufzu- gebrochen und im Schnitt gezeigt sind;

nehmen, wie sie beim Transport von radioaktivem Fig. 3 ist eine vergrößerte Ansicht des einen

Material auftreten können, und der von der Kreis- Behälterendes entlang der Linie3-3 in Fig. 1 in

form abweichende Querschnitt des inneren Behälters 20 Richtung der Pfeile;

ergibt sich aus der Form des zu transportierenden Fig. 4 ist eine vergrößerte Ansicht des gegenüber-

Materials. Die Zylinderform der Hülle und der nicht- liegenden Behälterendes entlang der Linie 4-4 in

kreisförmige Querschnitt des inneren Hohlraums F i g. 1 in Richtung der Pfeile;

haben zur Folge, daß das erste, den Zwischenraum Fig. 5 ist ein vergrößerter Querschnitt im wesent-

zwischen der Hülle und den den inneren Hohlraum 25 liehen entlang der Linie 5-5 in Fig. 1 in Richtung

begrenzenden Wandplatten ausfüllende Abschirm- der Pfeile;

material nicht überall die gleiche Dicke hat. Folglich F i g. 6 ist ein im wesentlichen entlang der Linie 6-6

ist die außerhalb auftretende Strahlendosis nicht in in- Fig. 5 genommener Querschnitt in Richtung der

allen Richtungen gleich. Pfeile, wobei einige der Bestandteile um der Klarheit

Demzufolge hegt der Erfindung die Aufgabe zu- 30 willen in auseinandergenommener Form gezeigt sind;

gründe, ein Transportgerät der eingangs erwähnten F i g. 7 ist ein Querschnitt im wesentlichen entlang

Art zu schaffen, bei dem die außerhalb auftretende - der Linie 7-7 in Fig. 3 in Richtung der Pfeile;

Strahlendosis in allen Richtungen gleich ist und Fig. 8 ist ein Querschnitt im wesentlichen entlang

keine örtlich auftretenden höheren Dosen die Sicher- der Linie 8-8 in Fig. 4 in Richtung der Pfeile;

heit beeinträchtigen. 35 F i g. 9 ist ein Querschnitt im wesentlichen entlang

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- der Linie 9-9 in Fig. 4 in Richtung der Pfeile;

löst, daß angrenzend an die Kanten der den Hohl- F i g. 10 ist ein vergrößerter Querschnitt im wesent-

raum bildenden Wandplatten Kantenabschirmungen liehen-entlang der Linie 10-10 in Fig. 1 in Richtung

angeordnet sind, die im Zwischenraum zwischen der der Pfeile;

Hülle und den Wandplatten angeordnet sind und aus 40 Fig. 11 ist eine vergrößerte Ansicht, die einen

einem Kantenabschirmmaterial bestehen, das eine Teil des Aufbaus des Sicherheitsschildes zeigt, und

größere Dichte hat als das erste Strahlenabschirm- - Fig. 12 ist eine Draufsicht auf eine der gegosse-

material. nen Urankantenabschirmungen.

Weitere Ausbildungen des die Erfindung aufwei- In den verschiedenen Zeichnungen sind übereinsenden Transportbehälters betreffen die Querschnitts- 45 stimmende Teile mit den gleichen Bezugsziffern beform des inneren Hohlraums, Form und Material der zeichnet. Wie man besonders aus den Fig. 1 bis 6 Kantenabschirmung, einen weiteren äußeren Mantel ersehen kann, ist der Transportbehälter im allgemei- und ein Sicherheitsschild zwischen diesem Mantel nen durch die Bezugsziffer 20 bezeichnet und schließt und der zylinderförmigen Hülle, ferner den stirnseiti- eine äußere Umhüllung 22 ein, die aus einem geeiggen Abschluß des Transportbehälters. Diese weite- 50 neten Material wie rostfreiem Stahl od. dgl. hergeren Ausbildungen sind in den Unteransprüchen ge- stellt sein kann und beispielsweise eine Wandstärke kennzeichnet. von näherungsweise 1,27 cm bei einem Innendurch-

Einzelne der Merkmale, auf die Unteransprüche messer von 82,5 cm und einer Länge von näherungs-

gerichtet sind, sind an sich bekannt. So ist aus der weise 396,5 cm haben kann. Ein Paar ringförmiger

britischen Patentschrift 909 692, aus der der Gat- 55 Teile 24 und 26 ist beispielsweise durch Verschwei-

tungsbegriff des Anspruchs 1 abgeleitet ist, auch der ßen auf der äußeren Oberfläche der äußeren Umhül-

rechteckige Querschnitt des inneren Hohlraums und lüng 22 befestigt, diese ringförmigen Teile sind ebenso

die weitere Ummantelung der Hülle bekannt. Aus der aus rostfreiem Stahl hergestellt und können eine

Zeitschrift »Nuclear Engineering«, Bd. 10, 1965,- Wandstärke von näherungsweise 2,54 cm haben, um

Nr. 109, S. 234, ist ein Transportgefäß bekannt, bei 60 eine Verstärkung vorzusehen, die die Trag- bzw.

dem eine eine Hülle umgebende Ummantelung einen Transportvorrichtung in der Betriebsstellung, wie

Sicherheitsschild gegen Feuer aufweist. Aus der bei- nachfolgend beschrieben ist, sichert,

gischen Patentschrift 656 460 ist ein Transportgefäß Eine Vielzahl von Kühlrippen 28, die im allgemei-

bekannt, das eine zwei unterschiedliche Abschirm- nen Ringform haben, ist in geeigneter Weise, wie

materialien aufweisende Ummantelung aufweist, von 65 durch Verschweißen, auf der äußeren Oberfläche der

denen das eine Abschirmmaterial einen tieferen äußeren Umhüllung 22 befestigt; die Kühlrippen 2&

Schmelzpunkt aufweist als das andere, das ferner hegen in Ebenen, die sich senkrecht zur Längsachse

Auslaßöffnungen für das Auslassen der Abschirm- der äußeren Umhüllung erstrecken, und sind in bezug

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auf die Längsachse über die Länge des Behälters mit trägerplatte 70 und dem Schenkel 74 und ein zweites Zwischenräumen angeordnet. Diese Kühlrippen Paar von Eckversteifungen 82 und 84 zwischen der können aus Stahl hergestellt sein, um eine ausrei- Schlittenträgerplatte 70 und dem Schenkel 76 angechende Wärmeleitung vom Behälter weg vorzusehen. bracht (vgl. Fig. 3). Alle diese Bestandteile der Wie insbesondere in den F i g. 1, 2 und 4 gezeigt, 5 Transportvorrichtung können in geeigneter Weise ist ein erstes Paar von Zapfenanordnungen 30, die im miteinander verbunden sein, wie beispielsweise durch wesentlichen die gleiche Konstruktion aufweisen, an Verschweißen, und beispielsweise aus rostfreiem diametral gegenüberliegenden Stellen des Behälters Stahl hergestellte Elemente enthalten, angeordnet und erstreckt sich von der äußeren Um- Ein Paar Endplatten 90 und 92 ist am inneren hüllung 22 weg nach außen. Jede Zapfenanordnung io Umfang der äußeren Umhüllung 22 angrenzend an umfaßt ein Halteglied 32, das mit seinem einen Ende deren gegenüberliegenden Enden angebracht. Eine an die äußere Oberfläche der Umhüllung 22 ange- im wesentlichen zylindrische innere Umhüllung 94 ist schweißt ist, und ein Paar Eckversteifungen 34 ist zwischen den Endplatten 90 und 92 und den angrenzwischen der äußeren Oberfläche der Umhüllung 22 zenden Platten 91 und 93 befestigt, wobei alle diese und der inneren Oberfläche der Halteglieder 32 ange- 15 verschiedenen Elemente in geeigneter Weise an ihrem bracht. Zapfen 36 sind beispielsweise durch Ver- Platz befestigt sind, wie durch Verschweißen, und die schweißen zwischen der inneren Oberfläche der innere Umhüllung 94 konzentrisch mit der äußeren Halteglieder 32 und der äußeren Oberfläche des ring- im wesentlichen zylindrischen Umhüllung 22 angeförmigen Teiles 24 befestigt. Jedes Teil dieser Zapfen- ordnet ist. Der Raum zwischen der inneren Umhülanordnungen kann aus einem geeigneten Material, ao lung 94 und der äußeren Umhüllung 22 ist mit einem wie beispielsweise rostfreiem Stahl, hergestellt sein. Sicherheitsschild 95 ausgefüllt, dessen Einzelteile Ein zweites Paar von Zapfenanordnungen 40, die nachfolgend beschrieben werden. Die innere Umhülim wesentlichen die gleiche Konstruktion haben, ist lung 94 ist so konstruiert, daß sie für einen hohen am entgegengesetzten Ende des Behälters angeordnet Grad an Festigkeit und Steifigkeit des Tragkörpers und erstreckt sich von diametral gegenüberliegenden 25 sorgt, und sie kann aus rostfreiem Stahl bestehen und Seiten der äußeren Umhüllung 22 nach außen. Jede eine Wandstärke von näherungsweise 2,54 cm haben. Zapfenanordnung 40 umfaßt ein Halteglied 42, das Der Sicherheitsschild 96 erstreckt sich wie gezeigt an seinem einen Ende an der äußeren Oberfläche der über die Länge des Tragkörpers zwischen den End-Umhüllung 22 befestigt ist, beispielsweise durch platten 90 und 92 und zwischen der inneren und Verschweißen od. dgl.; ein Paar Eckversteifungen 44 30 äußeren Umhüllung. Dieser Sicherheitsschild schließt ist zwischen der äußeren Oberfläche der Umhüllung geeignete Auslaßöffnungen für einen nachfolgend be- und der inneren Oberfläche eines jeden Haltegliedes schriebenen Zweck ein. Die Auslaßöffnungen schlie-42 befestigt. Zapfenglieder 46 sind zwischen den ßen mehrere hervorspringende Absperreinrichtungen inneren Oberflächen der Halteglieder 42 und der 98 ein (s. F i g. 1 und 10), von denen vier mit gleiäußeren Oberfläche des ringförmigen Teiles 26 ange- 35 dien Winkeln zwischen sich über den äußeren Umbracht. Jeder Bestandteil dieser Zapfenanordnungen fang der äußeren Umhüllung 22 verteilt sein können, ist ebenso beispielsweise aus rostfreiem Stahl her- Eine ähnliche Anzahl von hervorspringenden Abgestellt. Sperreinrichtungen 100 ist über einen Mittelteil der Eine Transportvorrichtung am linken Ende des äußeren Umhüllung verteilt, und eine weitere Anzahl Behälters schließt, wie in F i g. 1 gezeigt, eine flache 40 von hervorspringenden Absperreinrichtungen 102 ist Schlittenträgerplatte 50 ein, die an dem ringförmigen über den äußeren Umfang der äußeren Umhüllung Teil 24 beispielsweise durch Verschweißen ange- angrenzend an deren entgegengesetztes Ende verteilt, bracht ist und an deren unteren Kante eine Grund- Es soll besonders angemerkt werden, daß diese herplatte 52 befestigt ist. Ein Paar gebogene Schenkel vorspringenden Absperreinrichtungen über den Um-54 und 56 erstreckt sich von der Grundplatte 52 nach 45 fang des Tragkörpers mit Zwischenräumen und in vorn und oben und ist mit seinen oberen Enden an bezug auf dessen Längsachse mit Zwischenräumen der äußeren Umhüllung 22 befestigt (vgl. Fig. 4). angeordnet sind, um eine Vielzahl von mit Zwischen-Ein erstes Paar von Eckversteifungen 58 und 60 er- räumen angeordneten Teilen vorzusehen, durch streckt sich zwischen der Schlittenträgerplatte 50 und welche der Abschirmstoff entnommen werden kann, dem Schenkel 54, und ein ähnliches Paar Eckverstei- 50 wie nachfolgend erklärt wird.

fungen62 und 64 erstreckt sich zwischen der flachen An Hand besonders der Fig. 10 können die Ein-Schlittenträgerplatte 50 und dem Schenkel 56. Alle zelteile des Sicherheitsschilds besser verstanden werdiese Teile sind in geeigneter Weise miteinander bei- den. Die Absperreinrichtung 98 ist typisch für die spielsweise durch Verschweißen od. dgl. befestigt, Konstruktion einer jeden dieser Absperreinrichtungen und die verschiedenen Bestandteile der Transport- 55 und umfaßt einen Rohrstutzen 110 aus rostfreiem vorrichtung können beispielsweise aus rostfreiem Stahl, der in eine in geeigneter Weise mit Gewinde Stahl hergestellt sein. versehene Öffnung gedreht ist, die in der äußeren Eine ähnliche Transportvorrichtung ist am ent- Umhüllung 22 angebracht ist. Das Teil 110 ist mit gegengesetzten Ende des Behälters vorgesehen und einer Bohrung 112 versehen, die in Verbindung mit schließt eine Schlittenträgerplatte 70 ein, die an dem 60 dem Raum zwischen der inneren Umhüllung 94 und ringförmigen Teil 26 angebracht ist und an deren der äußeren Umhüllung 22 steht, und das Teil 110 unteren Kante eine Grundplatte 72 befestigt ist. Ein hat eine zylindrische Versenkung, um es mit einem Paar mit Zwischenraum angeordneter, nach oben Sitz zu versehen, der eine dünne Membrane oder ein gebogener Schenkel 74 und 76 ist an der vorderen Siegel 114 aufnimmt, die aus einem geeigneten Mate-Kante der Grundplatte 72 befestigt, erstreckt sich 65 rial, wie beispielsweise Polyäthylenplastikmasse, hernach oben und ist mit der äußeren Oberfläche der gestellt ist, das geeignet ist, bei einer vorbestimmten Umhüllung 22 verbunden. Ein erstes Paar von Eck- Temperatur nachzugeben, um einen Auslaß für den versteifungen 78 und 80 ist zwischen der Schlitten- Stoff zwischen der inneren Umhüllung 94 und der

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äußeren Umhüllung 22 freizugeben, wenn der Behäl- schmilzt. Die Legierung sollte vorzugsweise eine Bleiter Feuer od. dgl. ausgesetzt ist, woraufhin der Sicher- legierung sein, um eine gute Strahlenschutzcharakteheitsschild wirksam wird, wie nachfolgend erklärt ist. ristik aufzuweisen. Ebenso können aber auch andere Das dünne Teil 114 wird an seinem Platz mit Hilfe Abschirrnstoffe verwendet werden, wie beispielsweise eines Halteringes 116 gehalten, der in geeigneter 5 verschiedene Salzzusammensetzungen, die geeignete Weise innerhalb der zylindrischen Versenkung des Schmelz- und Gefrierpunkte haben, in gleicher Weise Teils 110 befestigt ist. Ebenso kann das Teil 114 so können aber auch flüssige Systeme wäßrig, anorgakonstruiert sein, daß es bei einem vorbestimmten nisch und organisch, gewählt werden. Selbst Wasser Druck nachgibt. Diese hervorspringenden Absperr- kann genommen werden.

einrichtungen gestatten ebenso die Füllung des zwi- io Das Abschirmmaterial besteht vorzugsweise zu sehen der inneren und äußeren Umhüllung einge- 94% aus Blei und zu 6% aus Antimon, um einen schlossenen Raumes mit einer geeigneten Abschirm- Schmelzpunkt zu haben, der genügend unter dem Substanz, wobei zeitweilig ein fester Stopfen in jeder Schmelzpunkt von reinem Blei liegt, das als erstes Öffnung benutzt wird, die nicht für das Einfüllen oder bzw. Hauptabschirmmaterial, wie nachfolgend bedie Belüftung benötigt wird, während die Bleilegie- 15 schrieben, verwendet wird. So wird wünschenswerter rung einläuft oder sonst eine Abschirmsubstanz ein- Weise erreicht, daß der Abschirmstoff desSicherheitsgeführt wird mit Hilfe der hervorspringenden Ab- Schildes schmilzt und aus dem von der inneren und sperreinrichtung. äußeren Umhüllung umschlossenen Raum ausläuft,

Eine Vielzahl von Materialteilen oder Material- da der Abschirmstoff 128 vor dem Material der ersten schichten 120 sind vorgesehen; in der Zeichnung sind ao bzw. Hauptbleiabschirmung schmilzt. Ebenso können beispielsweise zehn dieser Schichten gezeigt. Die andere geeignete Legierungsmetalle mit Blei verwen-Materialschichten sind aus einem Material wie Stahl det werden, wie Lithium, Natrium, Zinn usw. Ein hergestellt, das gute Wärmeleiteigenschaften bei ηοτ- besonderer Vorteil dieser Bleilegierungen, die in dem malenBetriebsbedingungen hat, wenn die beim radio- Sieherheitsschild verwendet werden können, liegt in aktiven Zerfall entstehende Wärme mit einem Mini- 25 ihrer Festigkeit, die höher ist als bei üblichem Abmum an Temperaturabfall nach außen abgeführt schirmblei; auf diese Weise tragen sie zur Widerwerden soll, und das vorzugsweise eine glänzende Standsfähigkeit des Behälters gegen Verformung und Oberfläche hat, um seine wärmeisolierende Wirkung Undichtwerden bei. Wenn die dünnen Membranen für Notfälle zu erhöhen, wenn der Wärmestrom bei- 114 in den verschiedenen hervorspringenden Abspielsweise von einem äußeren Feuer in den Behälter 30 Sperreinrichtungen geöffnet worden sind, um das so gering wie möglich gehalten werden soll. Auslassen des AbschirmstofEes aus dem Sicherheitsinsbesondere in Fig. 11 ist eine dieser Material- schild zu ermöglichen, können selbstverständlich die schichten 120 in ebener Form dargestellt; jede unteren Löcher zeitweilig mit Stöpseln wieder verSchicht 120 weist eine Vielzahl von Löchern 122 auf, schlossen werden, und der Abschirmstoff kann dann die durch Stanzen der Teile 124 aus der Ebene der 35 gewünschtenf alls wieder durch die unverschlossenen Materialschieht sein können, um mit der Schicht aus Löcher in den Raum zwischen der inneren und äußeeinem Stück bestehende hervorspringende Teile zu ren Umhüllung eingeführt werden, und die Diaphragerzeugen. Wenn die Teile 120 um die innere Umhül- men bzw. Membranen der verschiedenen hervorlung 94 gewickelt werden, dienen, wie in Fig. 10 springenden Absperreinrichtungen können dann wiegezeigt, die hervorspringenden Teile 124 dazu, die 40 der eingesetzt werden. Ebenso kann natürlich der Materialschichten 120 in Abstand voneinander zu eine Abschirmstoff zeitweilig durch einen anderen halten, und die Löcher 122 sorgen für eine Verbin- Abschirmstoff, wie beispielsweise Wasser, ersetzt dung zwischen den Räumen, die durch benachbarte werden, der zu der Zeit gerade besser verfügbar sein Materialsehichtert 120 bestimmt sind. kann.

Beim Zusammenbau der Teile 120 werden die ver- 45 Wie besonders in den F ig. 5 und 10 gezeigt, sind schiedenen Materialschichten so gegeneinander ver- innere. Wandungen in Form von einem Paar sich im dreht angeordnet, daß man die innere Umhüllung allgemeinen horizontal erstreckender Wandplatten nicht durch irgendeine Gruppe von Löchern sehen 130 und 132 vorgesehen, die in Abstand voneinander kann, die durch die verschiedenen Materiallagen ge- und parallel zueinander angeordnet und miteinander bildet werden. Auf diese Weise bildet die Anzahl von 50 durch ein Paar mit Abstand angeordneter, sich im Löchern in den Teilen 120 keinen direkten radialen allgemeinen vertikal erstreckender Wandplatten 134 Durchgang von der inneren Umhüllung zur äußeren und 136 verbunden sind; diese verschiedenen Wand-Umhüllung. Ebenso kann die Gesamtheit der Teile platten, im folgenden Platten, genannt, sind starr 120 a«s einem oder mehreren langen Streifen eines miteinander verbunden, beispielsweise durch Ver-Metallbandes ausreichender Breite hergestellt werden, 55 schweißen. All diese Platten können aus einem geeigdas spiralenförmig um die innere Umhüllung gewik- neten Material, wie rostfreiem Stahl od. dgl._r hergekelt wird. stellt sein; diese Teile der inneren Wandungen sind

Der verbleibende freie Raum zwischen der inneren mit ihren gegenüberliegenden Enden an den Endplat- und äußeren Urohüllung wird vollständig mit einem ten 91 und 93 befestigt. Diese inneren Wandungen Abschirmstoff 128 ausgefüllt. Der Abschirmstoff hat 60 bestimmen einen zentralen,, verlängerten Hohlraum eine solche Zusammensetzung, daß er aus dem von 137^ der an beiden, Enden offen ist und der einen der inneren und äußeren Umhüllung umschlossenen rechteckigen und tatsächlich im allgemeinen quadra-Raum bei hohen Temperaturen ausfließen kann. Der tischen Querschnitt hat» um vier Kanten 137' zu be-Abschirmstof! besteht vorzugsweise aus einer bei stimmen.

niedrigem Temperaturen schmelzenden Legierung, 65 Eine relativ dünne Bleiscbieht 138 ist, wie in die bei allen! normalen Betriebsbedingungen bis hin- Fig. 10 gezeigt, auf der äußeren Oberfläche der inauf zu näherongsweise 15ö^Q C im festen Aggregat- neren Wandungen aufgebracht, oder es wird ein zustand bleibt, aber bei höheren Temperatoren gleichwertiges Verfahren angewendet, um einen guten

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thermischen Kontakt zwischen den Kantenabschir- werden. Zusätzlich können die Dicke und die Breite mungen 140 und den inneren Wandungen zu erhalten. der aus Uran bestehenden Kantenabschirmungen zu Es ist besonders zu erwähnen, daß die inneren den Enden des Behälters hin vermindert werden, um Wandungen einen rechteckigen Hohlraum im Mit- außerhalb des Behälters überall die gleiche Strahlentelteil des Tragkörpers bilden und daß die inneren 5 dosis zu erhalten.

Wandungen zentral innerhalb der inneren Umhül- Insbesondere in Fig. 7 ist die Konstruktion des

lung 94 angeordnet sind. Dementsprechend ist klar Verschlusses an einem Ende des Behälters dargestellt, ersichtlich, daß die Kanten 137' des Hohlraums näher Dieser Verschluß wird allgemein mit der Bezugsziffer an der inneren Umhüllung angeordnet sind als die 170 bezeichnet und schließt eine flache, scheibenübrigen Teile des Hohlraums. Die Kantenabschirmun- io ähnliche Flanschplatte 172 ein. Ein ringförmiges Teil gen 140 sind vorgesehen, um eine ausreichende Ab- 174 ist mit der Platte 172 starr verbunden und erschirmung außerhalb der Kanten 137' sicherzustel- streckt sich von dieser weg, eine innere Platte 176 ist len. Im vorliegenden Beispiel sind vier Kanten- an dem ringförmigen Teil 174 befestigt. Der zwischen abschirmungen gezeigt, wobei jede der Kanten- den Teilen 172, 174 und 176 eingeschlossene Raum abschirmungen über einer der Kanten des Hohlrau- 15 ist mit einem geeigneten Strahlenabschirmmaterial mes angeordnet ist. Der übrige Raum zwischen der 178, wie beispielsweise Blei, gefüllt.
Bleischicht 138 und der inneren Umhüllung 94 ist im Ein ringförmiges Teil 180 ist ebenso an der Platte

wesentlichen mit einem Körper aus strahlenabschir- 172 befestigt und erstreckt sich in die entgegenmendem Material 142 ausgefüllt, der Blei enthalten gesetzte Richtung wie das ringförmige Teil 174. Eine kann. 20 äußere Platte 182 ist am inneren Umfang des ring-

Die Konstruktion der Kantenabschirmung ist in förmigen Teiles 180 befestigt, und der durch die F i g. 12 besonders gezeigt. Jede der Kantenabschir- Teile 172, 180 und 182 bestimmte Raum ist mit mungen weist im wesentlichen die gleiche Konstruk- einem Sicherheitsschild 184 versehen, der einen ähntion auf, und entsprechend trifft die Beschreibung liehen Aufbau wie der früher beschriebene Sichereiner dieser Kantenabschirmungen auch auf alle an- 25 heitsschild 96 hat. Mit anderen Worten, mehrere deren zu. Die Kantenabschirmungen sind aus einem Materialschichten ähnlich den Teilen 120 sind in dem Abschirmmaterial hergestellt, das eine größere Dichte von den Teilen 172, 180 und 182 bestimmten Raum aufweist als das Blei enthaltende strahlenabschir- angebracht, der frei bleibende Teil dieses Raumes ist mende Material 142, das in der Hauptstrahlen- mit einem geeigneten Abschirmmaterial, wie beiabschirmung verwendet wird. In dem Behälter sind 30 spielsweise einer Bleiantimonlegierung, gefüllt, und die Kantenabschirmungen aus gegossenem Uran her- eine Vielzahl von Auslaßöffnungen ist in Form von gestellt. hervorspringenden Absperreinrichtungen 186 vor-

An Stelle der getrennten Kantenabschirmungen gesehen, von denen, wie in F i g. 3 gezeigt, vier oder kann im Bedarfsfalle die Kantenabschirmung genauso- mehr über die äußere Platte 182 und das ringförmige gut aus einem einzelnen im ganzen gegossenen Kör- 35 Teil 180 mit Abstand angeordnet sein können; diese per aus Uran 150 hergestellt werden. Auf der an- schmelzbaren Absperreinrichtungen haben einen deren Seite kann sie, falls das bevorzugt ist, in Ab- ähnlichen Aufbau wie die vorher beschriebenen,
schnitten hergestellt werden mit geeignet geformten Ein Bügelblock 190 ist an den Teilen 180 und 182

Verbindungsstellen, um Strömung zu vermeiden. in geeigneter Weise, beispielsweise durch Verschwei-

Jede dieser Kantenabschirmungen bildet ein Paar 4° ßen, angebracht und ist mit einem Paar Öffnungen innerer Oberflächen 160 und 162, die sich im wesent- 192 und 194 versehen, in denen ein Gewinde anlichen senkrecht zueinander erstrecken, so daß die gebracht ist und die geeignete, mit dazu passendem Kantenabschirmung auf einer der Kanten der inneren Gewinde versehene Teile zur Handhabung des Ver-Wandungen satt aufliegt. Die zwei seitlichen Ober- Schlusses aufnehmen.

flächen 164 und 166 der Kantenabschirmung sind ge- 45 Ein Entlüfterrohr 200 bildet mit seinem einen bogen und durch einen Scheitel 168 miteinander ver- Ende eine Öffnung zum Inneren des Hohlraumes 137, bunden, der auch eine abgerundete Form hat, um im durchdringt vollständig den Verschluß 170 und ist Unglücksfall die innere Umhüllung nicht zu beschä- an seinem entgegengesetzten Ende durch ein Ventil digen. 202 verschlossen, das einen manuell zu betätigenden

In Fig. 10 ist eine Kantenabschirmung in Be- 50 Hebel204 einschließt, mit dem das Ventil wahlweise triebsstellung über einer Kante des Hohlraumes an- betätigt werden kann, so daß das Innere des Hohlgeordnet, und es ist besonders zu betonen, daß in raumes im Bedarfsfalle entlüftet werden kann,
dieser Stellung die gebogenen Oberflächen 164 und Ein Bügelblock 206 ist in geeigneter Weise, bei-

166 eine gebogene Zwischen- bzw. Kontaktfläche spielsweise durch Verschweißen, an der äußeren zwischen der Kantenabschirmung und dem Strahlen 55 Platte 182 befestigt, und ein Bügel 208 ist an dem abschirmenden Material 142 bilden. Diese ge- Bügelblock in bekannter Weise schwenkbar anbogene Kontaktfläche unterbindet Gammastrahlung gebracht; der Bügel dient dazu, die Handhabung des entlang der Kontaktfläche zwischen Blei und Uran. Verschlusses 170 zu erleichtern.
Ebenso kann eine gezahnte oder anders gebrochene Eine Vielzahl von Gewindestutzen 210 ist in geOberfläche verwendet werden. 60 eigneter Weise an der Endplatte 92 befestigt, bei-

Es ist hervorzuheben, daß, wie in F i g. 10 gezeigt, spielsweise durch Hineindrehen in die Platte und Verdie Kantenabschirmung ihre maximale Dicke in schweißen, und sie durchdringen eine entsprechende radialer Richtung direkt außerhalb der verbundenen Anzahl von Löchern 212, die in der Flanschplatte Kante des Hohlraumes in Richtung vom Zentrum des 172 angebracht sind. Muttern 214 sind auf die GeHohlraumes weg hat. Die Dicke der Kantenabschir- 65 windestutzen 210 gedreht, um den Verschluß in der mung nimmt zu den Mitten der verbundenen Innen- gezeigten Betriebsstellung zu halten, und eine ringwandungen hin ab. Mit dieser Gesamtanordnung förmige Dichtung 220 ist so eingepaßt, daß sie zwikann die gewünschte Strahlenabschirmung erreicht sehen der Platte 172 und der Endplatte 92 zusam-

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mengepreßt wird, um mit ihr eine wirksame Abdich- Ein Bügelblock250 (s. Fig. 4) ist an der äußeren

tung zu erreichen. Die Dichtung kann aus einem ge- Platte 242 starr befestigt, und ein Bügel 252 ist an

eigneten Material, wie Neoprenkautschuk od. dgl., dem Bügelblock in bekannter Weise schwenkbar an-

bestehen. gebracht.

Ein Paar Paßstifte 216 (s. Fig. 3) erstreckt sich 5 Ebenso ist ein Bügelblock 254 vorgesehen, um das

längs von der Endplatte 92 weg und paßt in Aus- Abnehmen des Verschlusses zu ermöglichen, wenn

schnitte 218, die an näherungsweise gegenüberliegen- sich der Behälter in horizontaler Stellung befindet;

den Seiten der Flanschplatte 172 angebracht sind. dieser Bügelblock ist in geeigneter Weise an den

Das Ineinandergreifen der Paßstifte und der Aus- Teilen 240 und 242 befestigt und weist ein Paar

schnitte in der Flanschplatte sorgt dafür, daß der io Öffnungen 256 und 258 mit Gewinde auf, die in ihn

Verschluß 170 richtig ausgerichtet ist, wenn er in Be- hineingearbeitet worden sind,

triebsstellung am Behälter befestigt wird. Der Verschluß 230 ist mit einer Entlüftungsein-

Die äußere Umhüllung22 wird, wie in Fig. 3 be- richtung versehen, die einen ersten Entlüfterleitungssonders gezeigt, von vier mit Abstand angeordneten teil 260 (s. Fig. 4, 8 und 9) umfaßt, der in Verbin-Löchern 222 durchdrungen, wobei jeweils ein Paar 15 dung mit dem Inneren des Hohlraumes 137 steht, von Löchern auf jeder der beiden Seiten in bezug Der Leitungsteil 260 steht wiederum in Verbindung auf die Längsachse des Tragkörpers vertikal zuein- mit einem Paar Leitungsteilen 262 und 264. Der ander auf einer Linie ausgerichtet ist. Das ringförmige Leitungsteil 262 steht in Verbindung mit einem Rohr-Teil 180 des Verschlusses 170 weist vier mit Abstand krümmer 266, der wiederum mit einer Reduzierangeordnete Löcher 224 auf, wobei jeweils ein Paar 20 kupplung 268 verbunden ist, die an ein Rückschlagvon Löchern 224 auf jeder der beiden Seiten in bezug ventil 270 anschließt. Das Rückschlagventil kann von auf die Längsachse des Verschlusses auch vertikal bekannter Bauart sein und ist beispielsweise so einauf einer Linie zueinander ausgerichtet ist. Wie in gestellt, daß es bei einem Druck von 0,35 kg/cm² Fig. 3 gezeigt, sind ein erstes Paar von Löchern 222 öffnet. Ein Filter 272 bekannter Bauart ist an die in der äußeren Umhüllung und ein erstes Paar von 25 Auslaßöffnung des Rückschlagventils 270 ange-Löchern224 in dem Verschluß vertikal zueinander schlossen.

auf einer Linie ausgerichtet, und in gleicher Weise Der andere Leitungsteil 264 ist über einen Rohrsind zweite Paare von Löchern in den betreffenden krümmer 276 mit einer Buchse 278 verbunden, an Teilen ebenso auf einer Linie zueinander ausgerich- die wiederum ein Sicherheitskopf 280 angeschlossen tet. Diese zueinander ausgerichteten Löcher dienen 30 ist. Dieser Sicherheitskopf ist mit einer zerbrechbaren dazu, geeignete Haltestifte aufzunehmen. Diese Halte- Scheibe versehen, die bei einem bestimmten Druck stifte werden dazu verwendet, den Verschluß nach zerbricht, beispielsweise bei näherungsweise 1 kg/cm², einer horizontalen Beladung des Behälters in seiner Eine Vielzahl von Gewindestutzen 284 ist, wie in Stellung zu halten, bis die Muttern214 an ihrem Fig. 6 besonders gezeigt, an der Endplatte90 bePlatz angezogen sind. Die Haltestifte dienen nach 35 festigt, beispielsweise durch Hineindrehen und Verdem Anziehen der Muttern einfach dazu, den Siegel- schweißen; diese Gewindestutzen gehen durch eine draht aufzunehmen. Vielzahl von Löchern 286, die in der Flanschplatte

Der Verschluß 170 befindet sich am Auslaßende 232 angebracht sind. Muttern 288 sind auf die Stutdes Behälters, und die Leitung 200 wird normaler- zen 284 geschraubt, um den Verschluß 230 in Beweise als Ablaßleitung für Abtropfwasser nach dem 40 triebsstellung festzuhalten. Eine ringförmige Dich-Beladen des Behälters verwendet. tung 29© aus einem Material wie Neoprenkautschuk

Ein zweiter Verschluß 230 ist für das Verschlie- od. dgl. ist so geformt, daß sie zwischen der Flansch-

ßen des gegenüberliegenden offenen Endes des zen- platte 232 und der Endplatte 90 zusammengepreßt

tralen Hohlraumes im Tragkörper vorgesehen. Der wird, wenn der Verschluß 230 sich in Betriebsstellung

Verschluß 230 schließt eine Flanschplatte 232 ein, 45 befindet.

an der ein ringförmiges Teil 234 angebracht ist, das Ein Paar näherungsweise gegenüberliegend ansich von ihr fort erstreckt, und eine innere Platte 236 geordneter Paßstifte 294 erstreckt sich von dem Endist am äußeren Ende des ringförmigen Teiles 234 be- gußstück 90 nach außen; diese Paßstifte werden von festigt. Der von den Teilen 232, 234 und 236 be- Ausschnitten 296 aufgenommen, die in der Flanschstimmte Raum ist mit einem geeigneten Strahlen- 50 platte 232 angebracht sind, und sorgen für die richabschirmmaterial, wie beispielsweise einem Bleikör- tige Ausrichtung des Verschlusses 230, wenn er in per 238, gefüllt. Betriebsstellung gebracht und befestigt wird.

Ein ringförmiges Teil 240 erstreckt sich von der In der äußeren Umhüllung22 sind, wie in Fig. 4 gegenüberliegenden Seite der Flanschplatte 232 weg, besonders gezeigt, ein erstes Paar von vertikal aus- und eine äußere Platte 242 ist am inneren Umfang 55 gerichteten Löchern 300 auf der einen Seite in bezug des ringförmigen Teiles 240 starr befestigt. In dem auf die Längsachse des Tragkörpers und ein zweites von den Teilen 232, 240 und 242 bestimmten Raum Paar von vertikal ausgerichteten Löchern 300 auf der ist ein Sicherheitsschild 244 angebracht, der einen gegenüberliegenden Seite in bezug auf die Längs-Aufbau ähnlich den früher beschriebenen hat. Der achse angebracht. In gleicher Weise sind in dem ring-Sicherheitsschild umfaßt eine Vielzahl von Material- 60 förmigen Teil 240 des Verschlusses 230 ein erstes schichten, die ähnlich den früher beschriebenen Tei- Paar von vertikal ausgerichteten Löchern 302 auf der len 120 sind. Eine Anzahl von Auslaßöffnungen sind einen Seite in bezug auf seine Längsachse und ein vorgesehen, die hervorspringende Absperreinrichtun- zweites Paar von vertikal ausgerichteten Löchern 302 gen 246, wie in den F i g. 4, 6 und 9 besonders ge- auf der anderen Seite in bezug auf seine Längsachse zeigt, umfassen und von denen vier oder mehr über 65 angebracht. Wie oben beschrieben, sind diese vertidie äußere Platte 242 und das ringförmige Teil 240 kai ausgerichteten Löcher, die in der äußeren Umverteilt sein können. Dieser Sicherheitsschild wirkt in hüllung und in dem Verschluß angebracht sind, dazu einer ähnlichen Weise wie früher beschrieben. geeignet, Haltestifte aufzunehmen, um den Verschluß

nach einer horizontalen Beladung in seiner Stellung zu halten, bis die Muttern an ihrer Stelle festgeschraubt sind.

Aus der obigen Beschreibung geht klar hervor, daß der die Erfindung aufweisende Transportbehälter in der Lage ist, radioaktives Material, wie Kernbrennelemente od. dgl., zu transportieren. Der Aufbau sorgt für einen wirksamen Strahlenschutz für Personal, das sich in der näheren und weiteren Umgebung des Behälters aufhält, und sorgt ebenso für einen guten Schutz für die Brennelemente, indem er einen festen und haltbaren Behälter vorsieht. Der Behälter umfaßt einen eingebauten Schutz gegen Feuer, dem er im Unglücksfalle ausgesetzt sein kann, und begrenzt das Schmelzen des Hauptabschirmmaterials auf ein Minimum und verhindert die Überhitzung des inneren Hohlraumes und damit des radioaktiven Inhaltes des Behälters. Der Sicherheitsschild entwickelt, wenn er Hitze ausgesetzt ist, einen verstärkten Widerstand gegen Hitze dank der Tatsache, daß das Abschirmmaterial schmilzt und aus dem Raum des Sicherheitsschildes ausläuft, um ein effektiveres thermisches Hindernis für eine äußere Wärmequelle zu bilden. Das Gewicht der Abschirmung, die erforderlich ist, um eine übermäßige Strahlung zu verhindern, wird wesentlich reduziert durch Verwendung einer zusammengesetzten Abschirmung aus Blei, Stahl und Uran. Die Gesamtkonstruktion behält den gewünschten rechteckigen Querschnitt des Hohlraumes für die Aufnahme des radioaktiven Materials bei, während sie gleichzeitig im allgemeinen zylindrische Umhüllungsteile verwendet, um maximale Festigkeit zu erreichen. Der innere zylindrische Schild kann aus rostfreiem Stahl oder weniger kostspieligem, rostfreiem, plattiertem Kohlenstoffstahl hergestellt und dickwandig ausgeführt sein, um für den größten Teil der erforderlichen Festigkeit zu sorgen. Der äußere zylindrische Schild ist aus rostfreiem Stahl hergestellt, um Korrosion zu widerstehen, er kann aber entsprechend diesem Entwurf dünn ausgeführt sein. Diese Anordnung wird ermöglicht durch die Verwendung von besonderen Kantenabschirmungen mit spezieller Form. Diese Kantenabschirmungen haben ihre spezielle Form auch, um Gammastrahlung an der Kontaktfläche zwischen den Kantenabschirmungen und dem Hauptabschirmungsmaterial zu unterbinden. Die Gesamtkonstruktion ist recht einfach und wenig kostspielig und doch ist sie gleichzeitig durchaus wirksam und zuverlässig im Betrieb.

Claims (17)

Patentansprüche:

1. Transportbehälter für radioaktives Material mit einem in seinem Zentrum gelegenen, einen in senkrecht zur Behälterlängsachse liegenden Ebenen nicht kreisförmigen Querschnitt aufweisenden Hohlraum, der seitlich durch Wandplatten begrenzt ist, die so miteinander verbunden sind, daß sie in Längsachsenrichtung verlaufende Kanten bilden, mit einer zylinderförmigen Hülle, die die Wandplatten rundherum mit Abstand umgibt und mit einem ersten Strahlenabschirmmaterial gegen radioaktive Strahlen, das den Zwischenraum zwischen der Hülle und den Wandplatten im wesentlichen ausfüllt, dadurch gekennzeichnet, daß angrenzend an die Kanten (137') der den Hohlraum (137) bildenden Wandplatten (130,132, 134,136) Kantenabschirmungen (140) angeordnet sind, die im Zwischenraum zwischen der Hülle (94) und den Wandplatten angeordnet sind und aus einem Kantenabschirmmaterial bestehen, das eine größere Dichte hat als das erste Strahlenabschirmmaterial (142).

2. Transportbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (137) einen im allgemeinen rechteckigen Querschnitt hat.

3. Transportbehälter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kantenabschirmungen (140) eine Anzahl von gegossenen Teilen umfassen, von denen sich jedes um eine der Kanten über die Länge der den Hohlraum bildenden Wandungen erstreckt, und daß jede der Kantenabschirmungen ihre maximale Dicke an der Spitze der Kanten hat.

4. Transportbehälter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kantenabschirmungen (140) von der maximalen Dicke nach allen Richtungen von der Spitze der Kanten dieser den Hohlraum bildenden Wandungen weg zu einer geringeren Dicke übergehen.

5. Transportbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Oberflächen (164, 166) der Kantenabschirmungen (140) gekrümmt sind, um eine gekrümmte Zwischenfläche zwischen den Kantenabschirmungen (140) und dem ersten Strahlenabschirmmaterial (142) zu bilden.

6. Transportbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Strahlenabschirmmaterial (142) aus Blei besteht und daß die Kantenabschirmungen (140) aus gegossenem Uran hergestellt sind.

7. Transportbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ummantelung (22) die Hülle (94) mit Abstand umgibt und daß ein Sicherheitsschild (96) innerhalb des Raumes zwischen der Hülle (94) und der Ummantelung (22) angeordnet ist.

8. Transportbehälter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle (94) eine größere Wandstärke aufweist als die Ummantelung (22) und als jede der den Hohlraum (135) bildenden Wandplatten (130, 132,134, 136).

9. Transportbehälter nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Sicherheitsschild (96) eine Abschirmsubstanz mit einem tieferen Schmelzpunkt als dem des ersten Strahlenabschirmmaterials, Auslaßöffnungen (98, 100, 102) für das Auslassen der Abschirmsubstanz aus dem Sicherheitsschild als Fluidum und Absperreinrichtung (114), die normalerweise das Auslassen durch die Auslaßöffnungen verhindern, umfaßt.

10. Transportbehälter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Sicherheitsschild (96) eine Anzahl von Materialschichten (120) umfaßt, die gute Wärmeleitungseigenschaften und Wärmestrahlung gut reflektierende Oberflächen aufweisen, um den Umfang der Hülle (94) angeordnet sind, auf Abstand voneinander gehalten sind und Löcher (122) aufweisen.

11. Transportbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der aus Wandplatten (130, 132, 134, 136), Hülle

(94) und Ummantelung (22) gebildete Hohlkörper an wenigstens einem Ende offen ist und daß ein Verschluß (Fig. 3 und 4) das offene Ende des Hohlkörpers abschließt.

12. Transportbehälter nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch einen an seinen gegenüberliegenden Enden- offenen Hohlkörper und eine Anzahl Verschlüsse (170, 230), von denen jeder geeignet ist, ein Ende des Hohlkörpers abzuschließen.

13. Transportbehälter nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Verschlüsse (170, 230) erste mit Abstand angeordnete Wandungen, zwischen denen Sicherheitsschilde (184, 244) angeordnet sind, und zweite mit Abstand angeordnete Wandungen, die eine Abschirmsubstanz (178, 238) einschließen, umfaßt, und daß jeder der Verschlüsse auch Auslaßöffnungen (186, 246) für das Auslassen des zugeordneten Sicherheitsschildmaterials als Fluidum und Einrichtungen aufweist, die normalerweise das Auslassen des Sicherheitsschildmaterials durch diese Auslaßöffnungen verhindern.

14. Transportbehälter nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherheitsschilde (184, 244) jedes der Verschlüsse (170, 230) eine Anzahl von Materialschichten umfassen, die gute Wärmeleiteigenschaften und Wärmestrahlung gut reflektierende Oberflächen aufweisen, und daß die Materialschichten mit Abstand voneinander angeordnet sind und Löcher aufweisen, so daß die zwischen den Materialschichten verteilten Sicherheitsschilde beim Schmelzen herausfließen können.

15. Transportbehälter nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Verschlüsse (230) ein Rückschlagventil (270), das in Verbindung mit dem Hohlraum (137) steht, ein Filter (272), das wirksam mit dem Rückschlagventil verbunden, und einen Sicherheitskopf (280), der auch in Verbindung mit dem Hohlraum (137) steht, aufweist, daß das Rückschlagventil den Hohlraum (137) bei einem vorbestimmten Druck entlüften kann, und daß der Sicherheitskopf (280) den Hohlraum (137) bei einem höheren Druck als das Rückschlagventil (270) entlüften kann.

16. Transportbehälter nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der andere der Verschlüsse (170) eine Belüftungseinrichtung (200), die in Verbindung mit dem Hohlraum steht, und ein manuell betätigbares Ventil (202) aufweist, mit dem die Belüftungs- ( einrichtung (200) betätigbar ist.

17. Transportbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 16, gekennzeichnet durch Tragvorrichtungen (30, 42), die an der äußeren Oberfläche der Ummantelung (22) angrenzend an deren gegenüberliegenden Enden angebracht sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen