DE1614279C - Transportbehälter fur radioaktives Material - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen. Transportbehälter für radioaktives Material mit einem in seinem Zentrum gelegenen, einen in senkrecht zur Behälterlängsachse liegenden Ebenen nichtkreisförmigen Querschnitt aufweisenden Hohlraum, der seitlieh durch Wandplatten begrenzt ist, die so miteinander verbunden sind, daß sie in Längsachsenrichtung verlaufende Kanten bilden, mit einer zylinderförmigen Hülle, die die Wandplatte rundherum mit Abstand umgibt, und mit einem ersten Strahlungsabschirmmaterial gegen radioaktive Strahlen, das den Zwischenraum zwischen der Hülle und den Wandplatten im wesentlichen ausfüllt. Ein solcher Transportbehälter ist durch die britische Patentschrift 909 692 bekannt.

Die zylinderförmige Hülle dieses bekannten Transportbehälters ist geeignet, innere Überdrücke aufzunehmen, wie sie beim Transport von radioaktivem Material auftreten können, und der von der Kreisform abweichende Querschnitt des inneren Behälters ergibt sich aus der Form des zu transportierenden Materials. Die Zylinderform der Hülle und der nichtkreisförmige Querschnitt des inneren Hohlraums haben zur Folge, daß das erste, den Zwischenraum zwischen der Hülle und den den inneren Hohlraum begrenzenden Wandplatten ausfüllende Abschirmmaterial nicht überall die gleiche Dicke hat. Folglich ist die außerhalb auftretende Strahlendosis nicht in allen Richtungen gleich.

Demzufolge liegt der Erfindung die Aufgabe zugründe, ein Transportgerät der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei dem die außerhalb auftretende Strahlendosis in allen Richtungen gleich ist und keine örtlich auftretenden höheren Dosen die Sicherheit beeinträchtigen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß angrenzend an die Kanten der den Hohlraum bildenden Wandplatten Kantenabschirmungen angeordnet sind, die im Zwischenraum zwischen der Hülle und den Wandplatten angeordnet sind und aus einem Kantenabschirmmaterial bestehen, das eine größere Dichte hat als das erste Strahlenabschirmmaterial.

Weitere Ausbildungen des die Erfindung aufweisenden Transportbehälters betreffen die Querschnittsform des inneren Hohlraums, Form und Material der Kantenabschirmung, einen weiteren äußeren Mantel und ein Sicherheitsschild zwischen diesem Mantel und der zylinderförmigen Hülle, ferner den stirnseitigen Abschluß des Transportbehälters. Diese weiteren Ausbildungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Einzelne der Merkmale, auf die Unteransprüche gerichtet sind, sind an sich bekannt. So ist aus der britischen Patentschrift 909 692, aus der der Gattungsbegriff des Anspruchs 1 abgeleitet ist, auch der rechteckige Querschnitt des inneren Hohlraums und die weitere Ummantelung der Hülle bekannt. Aus der Zeitschrift »Nuclear Engineering«, Bd. 10, 1965, Nr. 109, S. 234, ist ein Transportgefäß bekannt, bei dem eine eine Hülle umgebende Ummantelung einen Sicherheitsschild gegen Feuer aufweist. Aus der belgischen Patentschrift 656 460 ist ein Transportgefäß bekannt, das eine zwei unterschiedliche Abschirmmaterialien aufweisende Ummantelung aufweist, von denen das eine Abschirmmaterial einen tieferen Schmelzpunkt aufweist als das andere, das ferner Auslaßöffnungen für das Auslassen der Abschirmsubstanz mit dem tieferen Schmelzpunkt als Fluidum und Absperrvorrichtungen aufweist, die normalerweise das Auslassen durch die Auslaßöffnungen verhindern. Aus der USA.-Patentschrift 3 133 197 ist ein Transportgefäß bekannt, dessen Verschluß ein Rückschlagventil aufweist, das in Verbindung mit dem Hohlraum steht und ein manuell betätigbares Ventil aufweist, mit dem eine Belüftungseinrichtung betätigbar ist.

Ein Ausführungsbeispiel des die Erfindung aufweisenden Transportbehälters wird nachfolgend an Hand der Zeichnungen dargestellt und beschrieben.

F i g. 1 ist eine Seitenansicht eines die Erfindung aufweisenden Transportbehälters;

Fig. 2 ist eine Draufsicht auf den in Fig. 1 gezeigten Transportbehälter, wobei einige Teile weggebrochen und im Schnitt gezeigt sind;

F i g. 3 ist eine vergrößerte Ansicht des einen Behälterendes entlang der Linie 3-3 in F i g. 1 in Richtung der Pfeile;

F i g. 4 ist eine vergrößerte Ansicht des gegenüberliegenden Behälterendes entlang der Linie 4-4 in Fig. 1 in Richtung der Pfeile;

F i g. 5 ist ein vergrößerter Querschnitt im wesentlichen entlang der Linie 5-5 in Fig. 1 in Richtung der Pfeile;

F i g. 6 ist ein im wesentlichen entlang der Linie 6-6 in Fig. 5 genommener Querschnitt in Richtung der Pfeile, wobei einige der Bestandteile um der Klarheit willen in auseinandergenommener Form gezeigt sind;

F i g. 7 ist ein Querschnitt im wesentlichen entlang der Linie 7-7 in Fi g. 3 in Richtung der Pfeile;

F i g. 8 ist ein Querschnitt im wesentlichen entlang der Linie 8-8 in F i g. 4 in Richtung der Pfeile;

F i g. 9 ist ein Querschnitt im wesentlichen entlang der Linie 9-9 in Fig. 4 in Richtung der Pfeile;

Fig. 10 ist ein vergrößerter Querschnitt im wesentlichen entlang der Linie 10-10 in F i g. 1 in Richtung der Pfeile;

Fig. 11 ist eine vergrößerte Ansicht, die einen Teil des Aufbaus des Sicherheitsschildes zeigt, und

Fig. 12 ist eine Draufsicht auf eine der gegossenen Urankantenabschirmungen.

In den verschiedenen Zeichnungen sind übereinstimmende Teile mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet. Wie man besonders aus den F i g. 1 bis 6 ersehen kann, ist der Transportbehälter im allgemeinen durch die Bezugsziffer 20 bezeichnet und schließt eine äußere Umhüllung 22 ein, die aus einem geeigneten Material wie rostfreiem Stahl od. dgl. hergestellt sein kann und beispielsweise eine Wandstärke von näherungsweise 1,27 cm bei einem Innendurchmesser von 82,5 cm und einer Länge von näherungsweise 396,5 cm haben kann. Ein Paar ringförmiger Teile 24 und 26 ist beispielsweise durch Verschweißen auf der äußeren Oberfläche der äußeren Umhüllung 22 befestigt, diese ringförmigen Teile sind ebenso aus rostfreiem Stahl hergestellt und können eine Wandstärke von näherungsweise 2,54 cm haben, um eine Verstärkung vorzusehen, die die Trag- bzw. Transportvorrichtung in der Betriebsstellung, wie nachfolgend beschrieben ist, sichert.

Eine Vielzahl von Kühlrippen 28, die im allgemeinen Ringform haben, ist in geeigneter Weise, wie durch Verschweißen, auf der äußeren Oberfläche der äußeren Umhüllung 22 befestigt; die Kühlrippen 28 liegen in Ebenen, die sich senkrecht zur Längsachse der äußeren Umhüllung erstrecken, und sind in bezug

auf die Längsachse über die Länge des Behälters mit Zwischenräumen angeordnet. ■ Diese Kühlrippen können aus Stahl hergestellt sein, um eine ausreichende Wärmeleitung vom Behälter weg vorzusehen.

Wie insbesondere in den F i g. 1, 2 und 4 gezeigt, ist ein erstes Paar von Zapfenanordnungen 30, die im wesentlichen die gleiche Konstruktion aufweisen, an diametral gegenüberliegenden Stellen des Behälters angeordnet und erstreckt sich von der äußeren Umhüllung 22 weg nach außen. Jede Zapfenanordnung umfaßt ein Halteglied 32, das mit seinem einen Ende an die äußere Oberfläche der Umhüllung 22 angeschweißt ist, und ein Paar Eckversteifungen 34 ist zwischen der äußeren Oberfläche der Umhüllung 22 und der inneren Oberfläche der Halteglieder 32 angebracht. Zapfen 36 sind "beispielsweise durch Verschweißen zwischen der inneren Oberfläche der Halteglieder 32 und der äußeren Oberfläche des ringförmigen Teiles 24 befestigt. Jedes Teil dieser Zapfenanordnungen kann aus einem geeigneten Material, wie beispielsweise rostfreiem Stahl, hergestellt sein.

Ein zweites Paar von'Zapfenanordnungen 40, die im wesentlichen die gleiche Konstruktion haben, ist am entgegengesetzten Ende des Behälters angeordnet und erstreckt sich von diametral gegenüberliegenden Seiten der äußeren Umhüllung 22 nach außen. Jede Zapfenanordnung 40 umfaßt ein Halteglied 42, das an seinem einen Ende an der äußeren Oberfläche der Umhüllung 22 befestigt ist, beispielsweise durch Verschweißen od. dgl.; ein Paar Eckversteifungen 44 ist zwischen der äußeren Oberfläche der Umhüllung und der inneren Oberfläche eines jeden Haltegliedes 42 befestigt. Zapfenglieder 46 sind zwischen den inneren Oberflächen der Halteglieder 42 und der äußeren Oberfläche des ringförmigen Teiles 26 angebracht. Jeder Bestandteil dieser Zapfenanordnungen ist ebenso beispielsweise aus rostfreiem Stahl hergestellt.

Eine Transportvorrichtung am linken Ende des Behälters schließt, wie in Fig. 1 gezeigt, eine flache Schlittenträgerplatte 50 ein, die an dem ringförmigen Teil 24 beispielsweise durch Verschweißen angebracht ist und an deren unteren Kante eine Grundplatte 52 befestigt ist. Ein Paar gebogene Schenkel 54 und 56 erstreckt sich von der Grundplatte 52 nach vorn und oben und ist mit seinen oberen Enden an der äußeren Umhüllung 22 befestigt (vgl. F i g. 4). Ein erstes Paar von Eckversteifungen 58 und 60 erstreckt sich zwischen der Schlittenträgerplatte 50 und dem Schenkel 54, und ein ähnliches Paar Eckversteifungen 62 und 64 erstreckt sich zwischen der flachen Schlittenträgerplatte 50 und dem Schenkel 56. Alle diese Teile sind in geeigneter Weise miteinander beispielsweise durch Verschweißen od. dgl. befestigt, und die verschiedenen Bestandteile der Transportvorrichtung können beispielsweise aus rostfreiem Stahl hergestellt sein.

Eine ähnliche Transportvorrichtung ist am entgegengesetzten Ende des Behälters vorgesehen und schließt eine Schlittenträgerplatte 70 ein, die an dem ringförmigen Teil 26 angebracht ist und an deren unteren Kante eine Grundplatte 72 befestigt ist. Ein Paar mit Zwischenraum angeordneter, nach oben gebogener Schenkel 74 und 76 ist an der vorderen Kante der Grundplatte 72 befestigt, erstreckt sich nach oben und ist mit der äußeren Oberfläche der Umhüllung 22 verbunden. Ein erstes Paar von Eckversteifungen 78 und 80 ist zwischen der Schlittenträgerplatte 70 und dem Schenkel 74 und ein zweites Paar von Eckversteifungen 82 und 84 zwischen der Schlittenträgerplatte 70 und dem Schenkel 76 angebracht (vgl. Fig. 3). Alle diese Bestandteile der Transportvorrichtung kennen in geeigneter Weise miteinander verbunden sein, wie beispielsweise durch Verschweißen, und beispielsweise aus rostfreiem Stahl hergestellte Elemente enthalten.

Ein Paar Endplatten 90 und 92 ist am inneren Umfang der äußeren Umhüllung 22 angrenzend an deren gegenüberliegenden Enden angebracht. Eine im wesentlichen zylindrische innere Umhüllung 94 ist zwischen den Endplatten 90 und 92 und den angrenzenden Platten 91 und 93 befestigt, wobei alle diese verschiedenen Elemente in geeigneter Weise an ihrem Platz befestigt sind, wie durch Verschweißen, und die innere Umhüllung 94 konzentrisch mit der äußeren im wesentlichen zylindrischen Umhüllung 22 angeordnet ist. Der Raum zwischen der inneren Umhüllung 94 und der äußeren Umhüllung 22 ist mit einem Sicherheitsschild 95 ausgefüllt, dessen Einzelteile nachfolgend beschrieben werden. Die innere Umhüllung 94 ist so konstruiert, daß sie für einen hohen Grad an Festigkeit und Steifigkeit des Tragkörpers sorgt, und sie kann aus rostfreiem Stahl bestehen und eine Wandstärke von näherungsweise 2,54 cm haben.

Der Sicherheitsschild 96 erstreckt sich wie gezeigt über die Länge des Tragkörpers zwischen den Endplatten 90 und 92 und zwischen der inneren und äußeren Umhüllung. Dieser Sicherheitsschild schließt geeignete Auslaßöffnungen für einen nachfolgend beschriebenen Zweck ein. Die Auslaßöffnungen schließen mehrere hervorspringende Absperreinrichtungen 98 ein (s. F i g. 1 und 10), von denen vier mit gleichen Winkeln zwischen sich über den äußeren Umfang der äußeren Umhüllung 22 verteilt sein können. Eine ähnliche Anzahl von hervorspringenden Absperreinrichtungen 100 ist über einen Mittelteil der äußeren Umhüllung verteilt, und eine weitere Anzahl von hervorspringenden Absperreinrichtungen 102 ist über den äußeren Umfang der äußeren Umhüllung angrenzend an deren entgegengesetztes Ende verteilt. Es soll besonders angemerkt werden, daß diese hervorspringenden Absperreinrichtungen über den Umfang des Tragkörpers mit Zwischenräumen und in bezug auf dessen Längsachse mit Zwischenräumen angeordnet sind, um eine Vielzahl von mit Zwischenräumen angeordneten Teilen vorzusehen, durch welche der Abschirmstoff entnommen werden kann, wie nachfolgend erklärt wird.

An Hand besonders der Fig. 10 können die Einzelteile des Sicherheitsschilds besser verstanden werden. Die Absperreinrichtung 98 ist typisch' für die Konstruktion einer jeden dieser Absperreinrichtungen und umfaßt einen Rohrstutzen 110 aus rostfreiem Stahl, der in eine in geeigneter Weise mit Gewinde versehene öffnung gedreht ist, die in der äußeren. Umhüllung 22 angebracht ist. Das Teil 110 ist mit einer Bohrung 112 versehen, die in Verbindung mit dem Raum zwischen der inneren Umhüllung 94 und der äußeren Umhüllung 22 steht, und das Teil 110 hat eine zylindrische Versenkung, um es mit einem Sitz zu versehen, der eine dünne Membrane oder ein Siegel 114 aufnimmt, die aus einem geeigneten Material, wie beispielsweise Polyäthylenplastikmasse; hergestellt ist, das geeignet ist, bei einer vorbestimmten Temperatur nachzugeben, um einen Auslaß für den Stoff zwischen der inneren Umhüllung 94 und der

äußeren Umhüllung 22 freizugeben, wenn der Behälter Feuer od. dgl. ausgesetzt ist, woraufhin der Sicherheitsschild wirksam wird, wie nachfolgend erklärt ist. Das dünne Teil 114 wird an seinem Platz mit Hilfe eines Halteringes 116 gehalten, der in geeigneter Weise innerhalb der zylindrischen Versenkung des Teils 110 befestigt ist. Ebenso kann das Teil 114 so konstruiert sein, daß es bei einem vorbestimmten Druck nachgibt. Diese hervorspringenden Absperreinrichtungen gestatten ebenso die Füllung des zwischen der inneren und äußeren Umhüllung eingeschlossenen Raumes mit einer geeigneten Abschirmsubstanz, wobei zeitweilig ein fester Stopfen in jeder Öffnung benutzt wird, die nicht für das Einfüllen oder die Belüftung benötigt wird, während die Bleilegierung einläuft oder sonst eine Abschirmsubstanz eingeführt wird mit Hilfe der hervorspringenden Absperreinrichtung.

Eine Vielzahl von Materialteilen oder Materialschichten 120 sind vorgesehen; in der Zeichnung sind beispielsweise zehn dieser Schichten gezeigt. Die Materialschichten sind aus einem Material wie Stahl hergestellt, das gute Wärmeleiteigenschaften bei normalen Betriebsbedingungen hat, wenn die beim radioaktiven Zerfall entstehende Wärme mit einem Minimum an Temperaturabfall nach außen abgeführt werden soll, und das vorzugsweise eine glänzende Oberfläche hat, um seine wärmeisolierende Wirkung für Notfälle zu erhöhen, wenn der Wärmestrom beispielsweise von einem äußeren Feuer in den Behälter so gering wie möglich gehalten werden soll.

Insbesondere in Fig. 11 ist eine dieser Materialschichten 120 in ebener Form dargestellt; jede Schicht 120 weist eine Vielzahl von Löchern 122 auf, die durch Stanzen der Teile 124 aus der Ebene der Materialschicht sein können, um mit der Schicht aus einem Stück bestehende hervorspringende Teile zu erzeugen. Wenn die Teile 120 um die innere Umhüllung 94 gewickelt werden, dienen, wie in F i g. 10 gezeigt, die hervorspringenden Teile 124 dazu, die Materialschichten 120 in Abstand voneinander zu halten, und die Löcher 122 sorgen für eine Verbindung zwischen den Räumen, die durch benachbarte Materialschichten 120 bestimmt sind.

Beim Zusammenbau der Teile 120 werden die verschiedenen Materialschichten so gegeneinander verdreht angeordnet, daß man die innere Umhüllung nicht durch irgendeine Gruppe von Löchern sehen kann, die durch die verschiedenen Materiallagen gebildet werden. Auf diese Weise bildet die Anzahl von Löchern in den Teilen 120 keinen direkten radialen Durchgang von der inneren Umhüllung zur äußeren Umhüllung. Ebenso kann die Gesamtheit der Teile 120 aus einem oder mehreren langen Streifen eines Metallbandes ausreichender Breite hergestellt werden, das spiralenförmig um die innere Umhüllung gewikkelt wird.

Der verbleibende freie Raum zwischen der inneren und äußeren Umhüllung wird vollständig mit einem Abschirmstoff 128 ausgefüllt. Der Abschirmstoff hat eine solche Zusammensetzung, daß er aus dem von der inneren und äußeren Umhüllung umschlossenen Raum bei hohen Temperaturen ausfließen kann. Der Abschirmstoff besteht vorzugsweise aus einer bei niedrigen Temperaturen schmelzenden Legierung, die bei allen normalen Betriebsbedingungen bis hinauf zu näherungsweise 150° C im festen Aggregatzustand bleibt, aber bei höheren Temperaturen schmilzt. Die Legierung sollte vorzugsweise eine Bleilegierung sein, um eine gute Strahlenschutzcharakteristik aufzuweisen. Ebenso können aber auch andere Abschirmstoffe verwendet werden, wie beispielsweise verschiedene Salzzusammensetzungen, die geeignete Schmelz- und Gefrierpunkte haben, in gleicher Weise können aber auch flüssige Systeme wäßrig, anorganisch und organisch, gewählt werden. Selbst Wasser kann genommen werden.

ίο Das Abschirmmaterial besteht vorzugsweise zu 94 %> aus Blei und zu 6% aus Antimon, um einen Schmelzpunkt zu haben, der genügend unter dem Schmelzpunkt von reinem Blei liegt, das als erstes bzw. HauptabschirmmateriaL wie nachfolgend beschrieben, verwendet wird. So wird wünschenswerter Weise erreicht, daß der Abschirmstoff des Sicherheitsschildes schmilzt und aus dem von der inneren und äußeren Umhüllung umschlossenen Raum ausläuft, da der Abschirmstoff 128 vor dem Material der ersten bzw. Hauptbleiabschirmung schmilzt. Ebenso können andere geeignete Legierungsmetalle mit Blei verwendet werden, wie Lithium, Natrium, Zinn usw. Ein besonderer Vorteil dieser Bleilegierungen, die in dem Sicherheitsschild verwendet werden können, liegt in ihrer Festigkeit, die höher ist als bei üblichem Abschirmblei; auf diese Weise tragen sie zur Widerstandsfähigkeit des Behälters gegen Verformung und Undichtwerden bei. Wenn die dünnen Membranen 114 in den verschiedenen hervorspringenden Ab-Sperreinrichtungen geöffnet worden sind, um das Auslassen des Abschirmstoffes aus dem Sicherheitsschild zu ermöglichen, können selbstverständlich die unteren Löcher zeitweilig mit Stöpseln wieder verschlossen werden, und der Abschirmstoff kann dann gewünschtenfalls wieder durch die unverschlossenen Löcher in den Raum zwischen der inneren und äußeren Umhüllung eingeführt werden, und die Diaphragmen bzw. Membranen der verschiedenen hervorspringenden Absperreinrichtungen können dann wieder eingesetzt werden. Ebenso kann natürlich der eine Abschirmstoff zeitweilig durch einen anderen Abschirmstoff, wie beispielsweise Wasser, ersetzt werden, der zu der Zeit gerade besser verfügbar sein kann.

Wie besonders in den F i g. 5 und 10 gezeigt, sind innere Wandungen in Form von einem Paar sich im allgemeinen horizontal erstreckender Wandplatten 130 und 132 vorgesehen, die in Abstand voneinander und parallel zueinander angeordnet und miteinander durch ein Paar mit Abstand angeordneter, sich im allgemeinen vertikal erstreckender Wandplatten 134 und 136 verbunden sind; diese verschiedenen Wandplatten, im folgenden Platten genannt, sind starr miteinander verbunden, beispielsweise durch Verschweißen. All diese Platten können aus einem geeigneten Material, wie rostfreiem Stahl od. dgl., hergestellt sein; diese Teile der inneren Wandungen sind mit ihren gegenüberliegenden Enden an den Endplatten 91 und 93 befestigt. Diese inneren Wandungen bestimmen einen zentralen, verlängerten Hohlraum 137, der an beiden Enden offen ist und der einen rechteckigen und tatsächlich im allgemeinen quadratischen Querschnitt hat, um vier Kanten 137' zu bestimmen.

Eine relativ dünne Bleischicht 138 ist, wie in Fig. 10 gezeigt, auf der äußeren Oberfläche der inneren Wandungen aufgebracht, oder es wird ein gleichwertiges Verfahren angewendet, um einen guten

thermischen Kontakt zwischen den Kantenabschirmungen 140 und den inneren Wandungen zu erhalten.

Es ist besonders zu erwähnen, daß die inneren Wandungen einen rechteckigen Hohlraum im Mittelteil des Tragkörpers bilden und daß die inneren Wandungen zentral innerhalb der inneren Umhüllung 94 angeordnet sind. Dementsprechend ist klar ersichtlich, daß die Kanten 137' des Hohlraums näher an der inneren Umhüllung angeordnet sind als die übrigen Teile des Hohlraums.· Die Kantenabschirmungen 140 sind vorgesehen, um eine ausreichende Abschirmung außerhalb der Kanten 137' sicherzustellen. Im vorliegenden Beispiel sind vier Kantenabschirmungen gezeigt, wobei jede der Kantenabschirmungen über einer der Kanten des Hohlraumes angeordnet ist. Der übrige Raum zwischen der Bleischicht 138 und der inneren Umhüllung 94 ist im. wesentlichen mit einem Körper aus strahlenabschirmendem Material 142 ausgefüllt, der Blei enthalten kann.

Die Konstruktion der Kantenabschirmung ist in F i g. 12 besonders gezeigt. Jede der Kantenabschirmungen weist im wesentlichen die gleiche Konstruktion auf, und entsprechend trifft die Beschreibung einer dieser Kantenabschirmungen auch auf alle anderen zu. Die Kantenabschirmungen sind aus einem Abschirmmaterial hergestellt, das eine größere Dichte aufweist als das Blei enthaltende strahlenabschirmende Material 142, das in der Hauptstrahlenabschirmung verwendet wird. In dem Behälter sind die Kantenabschirmungen aus gegossenem Uran hergestellt.

An Stelle der getrennten Kantenabschirmungen kann im Bedarf sf alle die Kantenabschirmung genausogut aus einem einzelnen im ganzen gegossenen Körper aus Uran 150 hergestellt werden. Auf der anderen Seite kann sie, falls das bevorzugt ist, in Abschnitten hergestellt werden mit geeignet geformten Verbindungsstellen, um Strömung zu vermeiden.

Jede dieser Kantenabschirmungen bildet ein Paar innerer Oberflächen 160 und 162, die sich im wesentlichen senkrecht zueinander erstrecken, so daß die Kantenabschirmung auf einer der Kanten der inneren Wandungen satt aufliegt. Die zwei seitlichen Oberflächen 164 und 166 der Kantenabschirmung sind gebogen und durch einen Scheitel 168 miteinander verbunden, der auch eine abgerundete Form.hat, um im Unglücksfall die innere Umhüllung nicht zu beschädigen.

In Fig. 10 ist eine Kantenabschirmung in Betriebsstellung über einer Kante des Hohlraumes angeordnet, und es ist besonders zu betonen, daß in dieser Stellung die gebogenen Oberflächen 164 und 166 eine gebogene Zwischen- bzw. Kontaktfläche zwischen der Kantenabschirmung und dem Strahlen abschirmenden Material 142 bilden. Diese gebogene Kontaktfläche unterbindet Gammastrahlung entlang der Kontaktfläche zwischen Blei und Uran. Ebenso kann eine gezahnte oder anders gebrochene Oberfläche verwendet werden.

Es ist hervorzuheben, daß, wie in Fig. 10 gezeigt, die Kantenabschirmung ihre maximale Dicke in radialer Richtung direkt außerhalb der verbundenen Kante des Hohlraumes in Richtung vom Zentrum des Hohlraumes weg hat. Die Dicke der Kantenabschirmung nimmt zu den Mitten der verbundenen Innenwandungen hin ab. Mit dieser Gesamtanordnung kann die gewünschte Strahlenabschirmung erreicht werden. Zusätzlich können die Dicke und die Breite der aus Uran bestehenden Kantenabschirmungen zu den Enden des Behälters hin vermindert werden, um außerhalb des Behälters überall die gleiche Strahlendosis zu erhalten.

Insbesondere in F i g. 7 ist die Konstruktion des Verschlusses an einem Ende des Behälters dargestellt. Dieser Verschluß wird allgemein mit der Bezugsziffer 170 bezeichnet und schließt eine flache, scheibenähnliche Flanschplatte 172 ein. Ein ringförmiges Teil 174 ist mit der Platte 172 starr verbunden und erstreckt sich von dieser weg, eine innere Platte 176 ist an dem ringförmigen Teil 174 befestigt. Der zwischen den Teilen 172, 174 und 176 eingeschlossene Raum ist mit einem geeigneten Strahlenabschirmmaterial 178, wie beispielsweise Blei, gefüllt.

Ein ringförmiges Teil 180 ist ebenso an der Platte 172 befestigt und erstreckt sich in die entgegengesetzte Richtung wie das ringförmige Teil 174. Eine äußere Platte 182 ist am inneren Umfang des ringförmigen Teiles 180 befestigt, und der durch die Teile 172, 180 und 182 bestimmte Raum ist mit einem Sicherheitsschild 184 versehen, der einen ähnlichen Aufbau wie der früher beschriebene Sicherheitsschild 96 hat. Mit anderen Worten, mehrere Materialschichten ähnlich den Teilen 120 sind in dem von den Teilen 172, 180 und 182 bestimmten Raum angebracht, der frei bleibende Teil dieses Raumes ist mit einem geeigneten Abschirmmaterial, wie beispielsweise einer Bleiantimonlegierung, gefüllt, und eine Vielzahl von Auslaßöffnungen ist in Form von hervorspringenden Absperreinrichtungen 186 vorgesehen, von denen, wie in F i g. 3 gezeigt, vier oder mehr über die äußere Platte 182 und das ringförmige Teil 180 mit Abstand angeordnet sein können; diese schmelzbaren Absperreinrichtungen haben einen ähnlichen Aufbau wie die vorher beschriebenen.

Ein Bügelblock 190 ist an den Teilen 180 und 182 in geeigneter Weise, beispielsweise durch Verschweißen, angebracht und ist mit einem Paar Öffnungen 192 und 194 versehen, in denen ein Gewinde angebracht ist und die geeignete, mit dazu passendem Gewinde versehene Teile zur Handhabung des Verschlusses aufnehmen.

Ein Entlüfterrohr 200 bildet mit seinem einen Ende eine öffnung zum Inneren des Hohlraumes 137, durchdringt vollständig den Verschluß 170 und ist an seinem entgegengesetzten Ende durch ein Ventil 202 verschlossen, das einen manuell zu betätigenden Hebel 204 einschließt, mit dem das Ventil wahlweise betätigt werden kann, so daß das Innere des Hohlraumes im Bedarfsfalle entlüftet werden kann.

Ein Bügelblock 206 ist in geeigneter Weise, beispielsweise durch Verschweißen, an der äußeren Platte 182 befestigt, und ein Bügel 208 ist an dem .Bügelblock in bekannter Weise schwenkbar an- , gebracht; der Bügel dient dazu, die Handhabung des Verschlusses 170 zu erleichtern.

Eine Vielzahl von Gewindestutzen 210 ist in geeigneter Weise an der Endplatte 92 befestigt, beispielsweise durch Hineindrehen in die Platte und Verschweißen, und sie durchdringen eine entsprechende Anzahl von Löchern 212, die in der Flanschplatte 172 angebracht sind. Muttern 214 sind auf die Gewindestutzen 210 gedreht, um den Verschluß in der gezeigten Betriebsstellung zu halten, und eine ringförmige Dichtung 220 ist so eingepaßt, daß sie zwischen der Platte 172 und der Endplatte 92 zusain-

209 614/163

mengepreßt wird, um mit ihr eine wirksame Abdichtung zu erreichen. Die Dichtung kann aus einem geeigneten Material, wie Neoprenkautschuk od. dgl., bestehen.

Ein Paar Paßstifte 216 (s. F i g. 3) erstreckt sich längs von der Endplatte 92 weg und paßt in Ausschnitte 218, die an näherungsweise gegenüberliegenden Seiten der Flanschplatte 172 angebracht sind. Das Ineinandergreifen der Paßstifte und der Ausschnitte in der Flanschplatte sorgt dafür, daß der Verschluß 170 richtig ausgerichtet ist, wenn er in Betriebsstellung am Behälter befestigt wird.

Die äußere Umhüllung 22 wird, wie in F i g. 3 besonders gezeigt, von vier mit Abstand angeordneten Löchern 222 durchdrungen, wobei jeweils ein Paar von Löchern auf jeder der beiden Seiten in bezug auf die Längsachse des Tragkörpers vertikal zueinander auf einer Linie ausgerichtet ist. Das ringförmige Teil 180 des Verschlusses 170 weist vier mit Abstand angeordnete Löcher 224 auf, wobei jeweils ein Paar von Löchern 224 auf jeder der beiden Seiten in bezug auf die Längsachse des Verschlusses auch vertikal auf einer Linie zueinander ausgerichtet ist. Wie in F i g. 3 gezeigt, sind ein erstes Paar von Löchern 222 in der äußeren Umhüllung und ein erstes Paar von Löchern 224 in dem Verschluß vertikal zueinander auf einer Linie ausgerichtet, und in gleicher Weise sind zweite Paare von Löchern in den betreffenden Teilen ebenso auf einer Linie zueinander ausgerichtet. Diese zueinander ausgerichteten Löcher ,dienen dazu, geeignete Haltestifte aufzunehmen. Diese Haltestifte werden dazu verwendet, den Verschluß nach einer horizontalen Beladung des Behälters in seiner Stellung zu halten, bis die Muttern 214 an ihrem Platz angezogen sind. Die Haltestifte dienen nach dem Anziehen der Muttern einfach dazu, den Siegeldraht aufzunehmen. _N

Der Verschluß 170 befindet. sich am Auslaßende des Behälters, und die Leitung 200 wird normalerweise als Ablaßleitung für Abtropfwasser nach dem Beladen des Behälters verwendet.

Ein zweiter Verschluß 230 ist für das Verschließen des gegenüberliegenden offenen Endes des zentralen Hohlraumes im Tragkörper vorgesehen. Der Verschluß 230 schließt eine Flanschplatte 232 ein, an der ein ringförmiges Teil 234 angebracht ist, das sich von ihr fort erstreckt, und eine innere Platte 236 ist am äußeren Ende des ringförmigen Teiles 234 befestigt. Der von den Teilen 232, 234 und 236 bestimmte Raum ist mit einem geeigneten Strahlenabschirmmaterial, wie beispielsweise einem Bleikörper 238, gefüllt.

Ein ringförmiges Teil 240 erstreckt sich von der gegenüberliegenden Seite der Flanschplatte 232 weg, und eine äußere Platte 242 ist am inneren Umfang des ringförmigen Teiles 240 starr befestigt. In dem von den Teilen 232, 240 und 242 bestimmten Raum ist ein Sicherheitsschild 244 angebracht, der einen Aufbau ähnlich den früher beschriebenen hat. Der Sicherheitsschild umfaßt eine Vielzahl von Materialschichten, die ähnlich den früher beschriebenen Teilen 120 sind. Eine Anzahl von Auslaßöffnungen sind vorgesehen, die hervorspringende Absperreinrichtungen 246, wie in den Fig. 4, 6 und 9 besonders gezeigt, umfassen und von denen vier oder mehr über die äußere Platte 242 und das ringförmige Teil 240 verteilt sein können. Dieser Sicherheitsschild wirkt in einer ähnlichen Weise wie früher beschrieben.

. Ein Bügelblock 250 (s. F i g. 4) ist an der äußeren Platte 242 starr befestigt, und ein Bügel 252 ist an dem Bügelblock in bekannter Weise schwenkbar angebracht.

Ebenso ist ein Bügelblock 254 vorgesehen, um das Abnehmen des Verschlusses zu ermöglichen, wenn sich der Behälter in horizontaler Stellung befindet; dieser Bügelblock ist in geeigneter Weise an den Teilen 240 und 242 befestigt und weist ein Paar Öffnungen 256 und 258 mit Gewinde auf, die in ihn hineingearbeitet worden sind.

Der Verschluß 230 ist mit einer Entlüftungseinrichtung versehen, die einen ersten Entlüfterleitungsteil 260 (s. F i g. 4, 8 und 9) umfaßt, der in Verbindung mit dem Inneren des Hohlraumes 137 steht. Der Leitungsteil 260 steht wiederum in Verbindung mit einem Paar Leitungsteilen 262 und 264. Der Leitungsteil 262 steht in Verbindung mit einem Rohrkrümmer 266, der wiederum mit einer Reduzierkupplung 268 verbunden ist, die an ein Rückschlagventil 270 anschließt. Das Rückschlagventil kann von bekannter Bauart sein und ist beispielsweise so eingestellt, daß es bei einem Druck von 0,35 kg/cm² öffnet. Ein Filter 272 bekannter Bauart ist an die Auslaßöffnung des Rückschlagventils 270 angeschlossen.

Der andere Leitungsteil 264 ist über einen Rohr. krümmer 276 mit einer Buchse 278 verbunden, an die wiederum ein Sicherheitskopf 280 angeschlossen ist. Dieser Sicherheitskopf ist mit einer zerbrechbaren Scheibe versehen, die bei einem bestimmten Druck zerbricht, beispielsweise bei näherungsweise 1 kg/cm². Eine Vielzahl von Gewindestutzen 284 ist, wie in Fig. 6 besonders gezeigt, an der Endplatte 90 befestigt, beispielsweise durch Hineindrehen und Verschweißen; diese Gewindestutzen gehen durch eine Vielzahl von Löchern 286, die in der Flanschplatte 232 angebracht sind. Muttern 288 sind auf die Stutzen 284 geschraubt, um den Verschluß 230 in Betriebsstellung festzuhalten. Eine ringförmige Dichtung 290 aus einem Material wie Neoprenkautschuk od. dgl. ist so geformt, daß sie zwischen der Flanschplatte 232 und der Endplatte 90 zusammengepreßt wird, wenn der Verschluß 230 sich in Betriebsstellung befindet.

Ein Paar näherungsweise gegenüberliegend angeordneter Paßstifte 294 erstreckt sich von dem Endgußstück 90 nach außen; diese Paßstifte werden von Ausschnitten 296 aufgenommen, die in der Flanschplatte 232 angebracht sind, und sorgen für die richtige Ausrichtung des Verschlusses 230, wenn er in Betriebsstellung gebracht und befestigt wird.

In der äußeren Umhüllung 22 sind, wie in F i g. 4 besonders gezeigt, ein erstes Paar von vertikal ausgerichteten Löchern 300 auf der einen Seite in bezug auf die Längsachse des Tragkörpers und ein zweites Paar von vertikal ausgerichteten Löchern 300 auf der gegenüberliegenden Seite in bezug auf die Längs-. achse angebracht. In gleicher Weise sind in dem ringförmigen Teil 240 des Verschlusses 230 ein erstes Paar von vertikal ausgerichteten Löchern 302 auf der einen Seite in bezug auf seine Längsachse und ein zweites Paar von vertikal ausgerichteten Löchern 302 auf der anderen Seite in bezug auf seine Längsachse angebracht. Wie oben beschrieben, sind diese vertikai ausgerichteten Löcher, die in der äußeren Umhüllung und in dem Verschluß angebracht sind, dazu 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 füreinen 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 Strah- »5 lung 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 (F i g. 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 Belüftungseinrichtung (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