DE1934212U - Bestrahlungsvorrichtung. - Google Patents

Description

Ρ.Α.0ΊΗ02*25.1.66

GESELLSCHAFT FÜR Karlsruhe, den 18. 1. 66

KERNFORSCHUNG MBH. PTA 66/6 Ss/di

"Bestrahlungsvorrichtung"

Die Neuerung betrifft eine Bestrahlungsvorrichtung mit einem radioaktiven Präparat und um dieses herum angeordnetem, die Strahlung des Präparates veränderndem ζ. B. moderierendem Material (Zusatzmaterial), wobei Präparat und Zusatzmaterial in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind.

Es sind eine Reihe von Bestrahlungsvorrichtungen bekannt, insbesondere solche, bei denen neutronenstrahlende Präparate zur Aktivierung von Substanzen verwendet werden. Eine derartige bekannte Vorrichtung enthält beispielsweise eine Radium-Beryllium-

Quelle, die in einen Bleiklotz eingeschlossen ist und schnelle Neutronen aussendet. Der Bleiklotz ist mit einem Paraffinblock umgössen, der als Moderator dient und die schnellen Neutronen zu thermischen Neutronen abbremst. Bohrungen im Paraffin in verschiedenen Entfernungen von der Quelle dienen zur Aufnahme der Substanzen, die durch die Bestrahlung aktiviert werden sollen. Diese Radium-Beryllium-Quelle ist nach außen durch einen Schutzmantel aus Blech abgeschirmt, der den Experimentierenden in sicherem Abstand hält. Beispielsweise ist hierbei die Quelle in ihrer Bleiabschirmung exzentrisch, diese wiederum zentrisch im Paraffinblock und der Paraffinblock ebenfalls exzentrisch im Gehäuse gelagert.

Die bisher bekannten Bestrahlungseinrichtungen der vorgenannten Art sind jedoch nicht ohne weiteres zerlegbar, die Radium-Beryllium-Quelle ist nicht einfach auswechselbar und dem Bedürfnis, die zu bestrahlenden Proben an genau in ihrem Abstand von der Quelle definierten Stellen unterzubringen, ist nicht genügend Rechnung getragen.

Auch die Bestrahlungsvorrichtung gemäß der Neuerung besteht aus mindestens einem fest in einem Gehäuse angeordneten radioaktiven "" Präparat und die Strahlung des Präparates veränderndem, z.B. moderierendem Material (Zusatzmaterial), das mit dem Präparat in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht ist. Neuerungsgemäß sind Präparat mit Präparathalter und Zusatzmaterial in Form selbständig wiederholt manipulierbarer Bauelemente z. B. als Bausteine ausgebildet. Unter einem die Strählung des Präparates veränderndem Material soll im Sinne der Neuerung nicht nur moderierendes Material verstanden werden,sonderη auch z. B. absorbierendes, d. h. die Strahlung im Sinne einer Abschwächung veränderndes Material.

Bei der Bestrahlungsvorrichtung gemäß der Neuerung ist es besonders vorteilhaft, wenn der Präparathälter im wesentlichen aus dem Zusatzmaterial oder einem, diesem in seiner Wirkung

auf die Strahlung entsprechendem, z. B. moderierendem, absorbierendem oder dergl. Material besteht. Hierbei sind im Präparathalter und/oder in dem z. B. in Form von Bausteinen um diesen herum angeordnetem Zusatzmaterial Vorrichtungen, z. B. Vertiefungen oder dergl. zur Aufnahme von Bestrahlungsproben vorgesehen.

Als Präparate kommen insbesondere Neutronenstrahler in Frage, z. B. ein Radium-Beryllium-Präparat und als Zusatzmaterial hierzu ein Moderator, z. B. Paraffin. Weiterhin kommen als Neutronenquellen eine Blei-21o-Beryllium-Quelle, eine Aktinium-227-Beryllium-Quelle oder dergl. in Frage.

Besonders vorteilhaft ist es, die neuerungsgemäße Bestrahlungsvorrichtung in der Weise auszubilden, daß der Präparathalter quaderförmig ausgebildet ist und der Zusatzstoff in quaderförmigen Bausteinen hierum so angeordnet ist, daß Präparathalter und Bausteine zusammen einen in seinem Mittelpunkt das radioaktive Präparat enthaltenden Würfel bilden. Zweckmäßig ist es, im zwischen der öffnung des Gehäuses und dem Präparat angeordnetem ,_>. Baustein eine, vorzugsweise bis zum Präparathalter durchgehende Ausnehmung für, in dieser zweckmäßig übereinander angeordnete Vertiefungen für Bestrahlungsproben enthaltende, kleinere Bausteine vorzusehen. Auf diese Weise können eine ganze Reihe von Bestrahlungs proben in genau definiertem und variierbarem Abstand von der Bestrahlungquelle angeordnet werden. Die quaderförmigen Bausteine können nicht nur voll aus dem Zusatzstoff, im Falle eines neutronenmoderierenden Stoffes also beispielsweise aus Polyäthylen bestehen, was im allgemeinen technisch am einfachsten und herstellungsmäßig am billigsten ist, sondern,wenn der Zusatzstoff weich oder flüssig ist, auch aus Hohlkörpern beispielsweise aus Plexiglas bestehen, deren Inneres mit dem Zusatzstoff, z. B. moderierenden Material ausgefüllt, z. B. mit Paraffin ausgegossen ist. Der Präparathalter selbst besteht zweckmäßig aus einem, die öffnung für das vorzugsweise in einer Kapsel befindliche Präparat enthaltenden, und einem, diese öffnung z. B. als aufschraubbarer Deckel verschließenden Teil.

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Für Neutronenquellen kanne der Präparathalter aus einem neutronenmoderierenden Kunststoff, beispielsweise aus Polyäthylen bestehen.

Das Gehäuse ist vorzugsweise als die Zusatzstoff- z. B. die * Bausteinanordnung eng umschließendes ausgebildet und der Präparathalter mittels von der Außenseite des Gehäuses her lösbaren Befestigungsmitteln, beispielsweise mittels einer durch die Gehäusewand geführten, von außen lösbaren Schraube am Gehäuse befestigt. An den Bausteinen können Vertiefungen zum Anbringen von Haltegriffen oder dergl. vorgesehen werden.

Selbstverständlich kann anstelle der Bausteine in das Gehäuse ein flüssiger oder pulverförmiger bzw. körniger Zusatzstoff eingebracht werden. Bei Neutronenquellen ist es unter Umständen zweckmäßig, anstelle der Bausteine in das flüssigkeitsdicht ausgebildete Gehäuse Wasser als neutronenmoderierendes Material einzufüllen.

Die neuerungsgemäße Neutronenquelle ist, sofern ein Präparat

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verwendet wird, das nicht mehr als 10 Neutronen je Sekunde erzeugt und sofern die Aktivität des neutronenerzeugenden Stoffes ohne Folgeprodukte 10 m Ci nicht überschreitet als Versuchseinrichtung für Lehranstalten oder dergl. hervorragend geeignet. Als Präparate kommen in diesem Fall vor allem die beiden eingangs erwähnten Blei-Beryllium und Aktinium-Beryllium-Quellen in Frage. Blei - 21ο liefert mit einer Halbwertszeit von 21 Jahren bei einer Präparatsstärke von 10 mCi über die (oi, n)r-Reaktion am Beryllium 2,3 ' 10 Neutronen pro Sekunde. Aktinium-227 ergibt mit einer Halbwertszeit von 22 Jahren bei einer Präparatsstärke von 5 mCi über die (a,n)-Reaktion am

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Beryllium 7,5 * 10 Neutronen pro Sekunde. Diese Präparate sind normalerweise in einer Kapselung untergebracht, die mit Silberlot verschlossen ist, sodaß eine ausreichende Dichtigkeit gegen unkontrolliertes Austreten-des ..radioaktiven Präparates gewährleistet !St.., ;

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Ein Ausführungsbeispiel der neuerungsgemäßen Bestrahlungsvorrichtung ist in der Abbildung im Prinzip dargestellt:

Am Boden des Gehäuses 1 ist der aus einem quaderförmigen die das radioaktive Präparat aufnehmende Vertiefung 3 enthaltendem sowie einem ebenfalls im wesentlichen quaderförmigen als aufschraubbarer Deckel ausgebildetem Teil M bestehende Präparatehalter 2 mit einer durch den Gehäuseboden hindurchgeführten Schraube 5 festgeschraubt. An den Seitenwänden des Präparatehalters sowie an dessen Deckelteil 4 sind Vertiefungen 6 für die zu bestrahlenden Proben angebracht. Um den Präparathalter herum sind quaderförmige^ Bausteine 8-11, die im wesentlichen aus Zusatzmaterial, z. B. neutronenmoderierendem Material bestehen, angeordnet. Hierbei sind die 'Abmessungen der Bausteine 9-11 so gewählt, daß die quaderförmigen Bausteine zusammen mit dem Präparathalter einen im wesentlichen voll ausgefüllten würfelförmigen Körper bilden, in dessen Mittelpunkt sich das radioaktive Präparat befindet. Oberhalb des quaderförmigen Bausteines 11 ist die Wand des Gehäuses als abnehmbarer Deckel ausgebildet. Zwischen dem Präparathalter 2 und dem Deckel ist im quaderförmigen Baustein 11 eine Ausnehmung 12 vorgesehen, in der kleine scheibenförmige Bausteine 13 mit Vertiefungen 14 zur Aufnahme zu bestrahlender Proben angeordnet sind, Hierbei durchdringt die Ausnehmung 12 den quaderförmigen Baustein 11 vollkommen bis zum Deckel des Präparathalters.

Zum Einsetzen und Auswechseln der Neutronenquelle kann der als Deckel ausgebildete Teil 4 der Präparathalterung abgeschraubt werden. Zur Erleichterung des Zusammenbaues der Bestrahlungsvorrichtung sind in einzelne Bausteine Haltegriffe einschraubbar.

Bei einer speziellen Ausführung der neuerungsgemäßen Bestrahlungseinrichtung, wie sie in der Abbildung dargestellt ist, besitzt der aus den Bausteinen und der Präparathalterung zusammengesetzte

würfelförmige Körper eine Kantenlänge von 3° ^cm- Hierbei besteht der Präparathalter aus Polyäthylen und die Bausteine sind als mit Paraffin ausgegossene Plexiglashohlkörper ausgeführt. Das Gehäuse besteht aus Aluminium. Die Dosisleistungen, die in 25 cm Abstand von der Oberfläche des Aluminiumgehäuses gemessen wurden, betrugen für. eine 10 mCi starke Blei-21o-Beryllium-Quelle o,15 iffl pro Stunde sowie für eine 5 mCi starke Aktinium-227-Beryllium-Quelle 0,5 ^R pro Stunde.

Claims (12)

Karlsruhe, den 19. 1. 66 PTA Ss/di 66/6 Schutza nsprüche:

1. Bestrahlungsvorrichtung mit mindestens einem fest in einem Gehäuse angeordnetem radioaktiven Präparat und die Strahlung des Präparates veränderndem, z. B. moderierendem Material (Zusatzmaterial), das mit dem Präparat in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß Präparat mit Präparathalter und Zusatzmaterial in Form selbständig wiederholt manipulierbarer Bauelemente, z. B. als Bausteine ausgebildet sind.

2. Besstrahlungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Präparathalter im wesentlichen aus dem Zusatzmaterial oder einem diesem in seiner Wirkung auf die Strahlung entsprechendem, z. B. moderierendem Material besteht»

3. Bestrahlungsvorrichtung nach Anspruch-1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Präparathalter und/oder in dem z. B. in Form von Bausteinen um diesen herum angeordnetem Zusatzmaterial Vorrichtungen, z. B. Vertiefungen zur Aufnahem von Bestrahlungsproben vorgesehen sind.

4. Bestrahlungsvorrichtung nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß als Präparat ein Neutronenstrahl ler, z. B,- eia Radium-Beryllium-Präparat und als Zusatzmaterial ein Moderator z, B. Paraffin vorgesehen ist.

5. Bestrahlungsvorrichtung nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der Präparathalter quaderförmig ausgebildet und der Zusatzstoff in quaderförmigen Bausteinen hierum so angeordnet ist, daß Präparathalter und Bausteine einen in seinem Mittelpunkt das radioaktive Präparat enthaltenden Würfel bilden.

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6. Bestrahlungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß im zwischen der Öffnung <3es Gehäuses und dem Präparat angeordnetem Baustein eine, vorzugsweise bis zum Präparathalter durchgehende Ausnehmung für in dieser zweckmäßig übereinander angeordnete, Vertiefungen für Bestrahlungsproben enthaltende kleinere Bausteine vorgesehen ist.

7„ Bestrahlungsvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die quaderförmigen Bausteine aus Hohlkörpern z. B. aus Plexiglas bestehen, deren Inneres mit einem moderierendem Material ausgefüllt, z. B. mit Paraffin ausgegossen ist.

8ο Bestrahlungsvorrichtung nach Anspruch 5 oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an den Bausteinen Vertiefungen zum Anbringen von Haltegriffen oder dergl. vorgesehen sind.

9„ Bestrahlungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Präparathalter aus einem, die Öffnung für das vorzugsweise in einer Kapsel befindliche Präparat enthaltenden und einem, diese Öffnung z. B. als aufschraubbarer Deckel verschließenden Teil besteht.

10. Bestrahlungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Präparathalter mittels von der Außenseite des Gehäuses her lösbaren Befestigungsmitteln beispielsweise mittels einer durch die Gehäusewand geführten von außen lösbaren Schraube am Gehäuse befestigt ist.

11. Bestrahlungsvorrichtung nach Anspruch 4 oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Präparathalter aus einem neutronenmoderierendem Kunststoff, beispielsweise Polyäthylen besteht.

12. Bestrahlungsvorrichtung nach Anspruch 1, oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse als die Zusatzstoff- z. B. die Bausteinanordnung eng umschließendes ausgebildet ist. -