DE2053750C2 - Beta radiation arrangement - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine ß-Bestrahlungsanordnung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a β-radiation arrangement according to the preamble of claim 1.
Sie ist zur Einwirkung radioaktiver (ionisierender) Strahlung auf feste, flüssige, gasförmige, physikalische und chemische sowie biologische Objekte zur Änderung von deren physikalisch-chemischem Zustand, Aufbau und biologischer Eigenschaften vorgesehen.It is for the effect of radioactive (ionizing) radiation on solid, liquid, gaseous, physical and chemical and biological objects to change their physico-chemical state, structure and biological properties provided.
0-Bestrahlungsanordnungen mit einem Strahler, der eine Beladung mit einem ß-Radio-Isotop enthält, sind bekannt (vgl. z. B. Krohn N. A, Nucleonics, V. 23, Nr. 5, Mai 1965, S. 83,86).0 irradiation arrangements with a radiator which contains a load with a ß- radio isotope are known (cf. e.g. Krohn N. A, Nucleonics, V. 23, No. 5, May 1965, p. 83, 86).
Bei den genannten 0-Bestrahlungsanordnungen stellt der Strahler eine mit der ein ^-Radio-Isotop enthaltenden Beladung fest verbundene einheitliche Konstruktion dar, die keine Änderung der Intensität und des Feldverlaufes der ^-Strahlung zuläßt, was wegen der geringen Durchdringungsfähigkeit der ^-Strahlung die Einsatzmöglichkeiten der genannten Anordnungen erheblich einschränkt Aus demselben Grund — wegen der Einheit des Strahlers mit der ein 0-Radio-Isotop enthaltenden Beladung — ist es zweckmäßig, beim Be- bzw. Wiederbeladen der /7-Bestrahlungsanordnung sofort mit voller Aktivität des Strahlers zu arbeiten, deren Wert in für die Praxis wichtigen Fällen ausreichend groß ist. Letzteres macht im Fall der Beladung derartiger Anordnungen die Benutzung teuerer Wärmekammern mit Sonder-Ausrüstung zur Fernsteuerung erforderlich.In the above-mentioned 0-irradiation arrangements the radiator has a uniform construction firmly connected to the load containing a ^ -radio-isotope represents, which does not allow any change in the intensity and the course of the field of the ^ radiation, which is because of the low penetration ability of the ^ radiation, the possible uses of the arrangements mentioned considerably restricted For the same reason - because of the unit of the emitter with the one 0 radio isotope containing load - it is useful when loading or reloading the / 7 irradiation arrangement to work immediately with full activity of the radiator, its value in cases that are important for practice is big enough. The latter makes use of such arrangements in the case of loading expensive heating chambers with special equipment for remote control required.
Oberbegriff des Anspruchs 1 bekanntgeworden (vgl DE-AS 10 to 658), mit der aber nur relativ begrenzt ein Bestrahlungsfeld einstellbar ist.The preamble of claim 1 has become known (see DE-AS 10 to 658), but with only a relatively limited one Irradiation field is adjustable.
Eine andere bekannte Bestrahlungsanordnung (vgl, US-PS 33 60 846) mit mehreren y-Strahlen ist zur gleichmäßigen Bestrahlung von Getreidekörner-Schüttgut vorgesehen.Another known irradiation arrangement (see, US-PS 33 60 846) with several y-rays is for uniform irradiation of bulk cereal grains provided.
Schließlich soll eine andere bekannte Bestrahlungsanordnung (vgL CH-PS 3 74 625) zum sehr kurzzeitigen, wenige Sekunden dauernden Bestrahlen von Stoffbahnen, Bändern oder Fäden mit relativ hoher Strahlungsdosis dienen, was offensichtlich nur durch y-Radio-Isotope erreichbar istFinally, another known irradiation arrangement (see CH-PS 3 74 625) for very short-term, Irradiation of material webs, ribbons or threads lasting a few seconds with a relatively high radiation dose is used, which is evidently only due to γ-radio isotopes is attainable
Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, ein& ß-Bestrahlungsanordnung zu schaffen, die für beliebiges (festes, flüssiges oder gasförmiges; physikalisches, chemisches oder biologisches) Bestrahlungsgut die Erzeugung eines beliebigen /J-Bestrahlungsfelds (beliebig hinsichtlich Intensität, aber auch räumlicher — insbesondere inhomogener — Verteilung) gestattetIn contrast, it is the object of the invention to create a & ß-irradiation arrangement that for any (solid, liquid or gaseous; physical, chemical or biological) material to be irradiated Generation of any / J irradiation field (any in terms of intensity, but also spatial - especially inhomogeneous - distribution)
Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Lehre nach dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1.This object is achieved according to the invention by the teaching according to the characterizing part of the patent claim 1.
Die den Patentanspruch 1 kennzeichnenden Merkma-Ie sichern insbesondere folgenden Fortschritt:The features characterizing claim 1 ensure the following progress in particular:
— Die Gesamtheit der Schlitze bzw. Bohrungen in allen Kassetten zusammen ermöglicht ein genaues Ausrichten der ^-Strahlung auf das Bestrahlungsgut, und - The entirety of the slots or bores in all cassettes together enables an accurate Alignment of the ^ radiation on the item to be irradiated, and
— die in den Kassetten in den dichten Hüllen vorhandenen einheitlichen Strahler mit /J-Radio-Isotopen gleicher oder unterschiedlicher Aktivität oder auch einem (besonders zur Inhomogenität beitragenden) Nicht-Isotop erlauben die Ausbildung eines in seiner Geometrie sehr genau vorgebbaren, aber auch durch Umgruppierungen der Hüllen leicht veränderbaren 0-BestrahIungsfelds, z. B. eines Kreises, eines Sterns, eines Kreuzes, eines Quadrats usw., bei weiter vorgegebener Intensität und Inhomogenität (im Grenzfall auch Homogenität).- the uniform emitters with / J radio isotopes present in the cassettes in the sealed envelopes same or different activity or also one (especially for inhomogeneity contributing) non-isotopes allow the formation of a very precise geometry 0-irradiation field that can be specified, but can also be easily changed by regrouping the envelopes, z. B. a circle, a star, a cross, a square, etc., with further specified Intensity and inhomogeneity (in borderline cases also homogeneity).
Insbesondere in den beiden zuletzt genannten Druckschriften (vgl. US-PS 33 60 646, CH-PS 3 74 625) sind keine Kassetten offenbart (die US-PS 33 60 646 zeigt darüber hinaus auch keine dichten Hüllen).In particular in the two last-mentioned documents (see US-PS 33 60 646, CH-PS 3 74 625) no cassettes are disclosed (in addition, US Pat. No. 3,360,646 shows no sealed covers either).
Es ist noch ein radioaktiver Strahler bekanntgeworden (vgl. DE-AS 10 94 380), bei dem eine Trägerschicht zusammen mit eingesetzten radioaktiven Teilkörpern von einer Schutzhülle umschlossen ist, die insbesondere eine Folie aus nicht-oxidierbarem Metall ist, die einen luft- und feuchtigkeitsdichten Verschluß vornimmtAnother radioactive emitter has become known (cf. DE-AS 10 94 380), in which a carrier layer is enclosed together with inserted radioactive sub-bodies by a protective cover, which in particular is a foil made of non-oxidizable metal, which makes an airtight and moisture-tight seal
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous refinements of the invention are specified in the subclaims.
Dabei ist die Unterbringung von Radio-Isotopen in Behältern für sich nicht mehr neu (vgl. DE-AS 11 52 203, DE-GM 19 14 716).The placement of radio isotopes in containers is no longer new in itself (see DE-AS 11 52 203, DE-GM 19 14 716).
nung können Länge und spezifische Aktivität destion can be length and specific activity of the
die Ausbildung eines /?-Bestrahlungsfelds vorgegebenerthe formation of a /? - irradiation field specified
Der Aufbau des Strahlers und der Einsatz des
Behälters gestatten, das Be- bzw. Wiederbeladen des Strahlers bedeutend zu vereinfachen.
Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert Es zeigtThe design of the radiator and the use of the container make it possible to significantly simplify loading and reloading of the radiator.
The invention is explained in more detail using the drawing, for example
F i g. 1 die /?-BestrahIungsanordnung in Seitenansicht, teilweise im Schnitt;F i g. 1 the /? - irradiation arrangement in side view, partly in section;
Fig,2 dieselbe ^Bestrahlungsanordnung im Querschnitt; 2 shows the same irradiation arrangement in cross section;
Fig,3 eine Kassette, die im Strahler der /3-Bestrahlungsanordnung untergebracht ist, in Seitenansicht, teilweise im Schnitt; und3 shows a cassette which is in the radiator of the / 3 irradiation arrangement is housed, in side view, partly in section; and
F i g, 4 einen Behälter zum Beladen der Kassetten und des Strahlers der 0-BestrahJungsanordnung in Gesamtansicht, teilweise im SchnittF i g, 4 a container for loading the cassettes and the radiator of the 0-irradiation arrangement in an overall view, partly in cut
Das Ausführungsbeispiel der ß-Bestrahlungsanordnung enthält einen in Querrichtung in sechs für die Unterbringung von sechs Kassetten 2 vorgesehene Sektionen unterteilten Strahler 1 (Fig. 1), wobei die Kassetten 2 feste längliche Konstruktionen mit Kastenquerschnitt darstellen, die mit einem ein /!-Radioisotop enthaltenden, in dichte Hüllen 3 eingeschlossenem Trägerstoff gefüllt sind In jeder Kassette 2 gibt es sieben Hüllen 3, die ggf. Strontiumscheiben-Ji-Strahlungsquellen mit einer Aktivität von 50—2000 mC für Strontium 90 aufnehmen, die in vorgegebener Anordnung liegen, wobei jede der 0-Strahlungsquellen nach Wunsch durch ein Nicht-Isotop ersetzt werden kann. Die Kassetten 2 in den Sektionen und die dichten Hüllen 3 in den Kassetten 3 sind derart angeordnet, daß ein jS-Bestrahlungsfeld beliebiger vorbestimmten Intensität einschließlich Inhomogenität gesichert werden.The embodiment of the ß-radiation arrangement contains one provided in the transverse direction in six for the accommodation of six cassettes 2 Sections subdivided radiator 1 (Fig. 1), the Cassettes represent 2 solid elongated constructions with a box cross-section, with a /! - radioisotope containing, in tight envelopes 3 enclosed carrier material are filled In each cassette 2 there is seven envelopes 3, the possibly strontium disc Ji radiation sources with an activity of 50-2000 mC for strontium 90 absorb them in a given order lie, with each of the 0 radiation sources after Desire can be replaced by a non-isotope. The cassettes 2 in the sections and the tight covers 3 in the cassettes 3 are arranged in such a way that a jS irradiation field of any predetermined intensity including inhomogeneity.
Zur Strahlenabschirmung und zur Sicherung gegen Herausfallen der Hüllen 3 aus der Kassette 2 ist letztere stirnseitig durch Stopfen 4 und 5 (Fig.2 und 3) abgeschlossen, von denen der Stopfen 5 leicht abnehmbar istFor radiation shielding and to secure against falling out of the cases 3 from the cassette 2, the latter is closed at the end by plugs 4 and 5 (Fig. 2 and 3), of which the plug 5 is slightly is removable
An drei Seiten (oben und an den Seiten) ist der Strahler 1 mit einem feststehenden Strahlenschutz-Schirm 6 (Fig.2) umgeben, von dem Werkstoff und Dicke durch die Höchstaktivität des in den Strahler 1 geladenen ^-Radio-Isotops bestimmt werden. Gegebenenfalls ist der Schirm 6 aus mit rostfreiem Stahl verkleideten Bleiziegeln mit 70 mm Ziegelstärke ausgeführt An einer Seite des Schirms 6 sind öffnungen zum Beladen des Strahlers 1 mit durch gemeinsame Schieber 7 und für jede Sektion des Strahlers 1 eigene Schieber 8 verdeckten Kassetten 2 vorgesehen.The radiator 1 is provided with a fixed radiation protection screen on three sides (above and on the sides) 6 (Fig.2) surrounded by the material and Thickness can be determined by the maximum activity of the ^ -radio-isotope charged in the radiator 1. Possibly the screen 6 is made of lead bricks clad with stainless steel with a brick thickness of 70 mm On one side of the screen 6 there are openings for loading the radiator 1 through common slides 7 and for each section of the radiator 1 separate slider 8 covered cassettes 2 are provided.
Der Strahlenschutz des Strahlers 1 an den Stirnseiten und unten sowie die Zuführung des Bestrahlungsguts werden mittels eines einen U-förmigen Längsschnitt und einen Handantrieb (mechanischen Antrieb) aufweisenden Wagen-Schiebers 9 (F i g. 1 und 2) vorgenommen. Eine Fixierung der Lage des Wagen-Schiebers 9 und der Schutz gegen Durchgangsstrahlung durch den Spalt zwischen dem feststehenden Schirm 6 und dem Wagen-Schieber 9 werden mit Zylinderrasten 10 (Fig. 1) erreichtThe radiation protection of the radiator 1 on the front sides and below as well as the supply of the material to be irradiated are by means of a U-shaped longitudinal section and a manual drive (mechanical drive) having Carriage slide 9 (F i g. 1 and 2) made. A fixation of the position of the carriage slider 9 and the protection against transmitted radiation through the gap between the fixed screen 6 and the Car slide 9 are achieved with cylinder notches 10 (Fig. 1)
Die Anordnung enthält auch einen Behälter 11 (Fig.4) zum Beladen der Kassetten 2 mit den abdichtenden Hüllen 3 und des Strahlers 1 mit den Kassetten 2.The arrangement also includes a container 11 (Fig.4) for loading the cassettes 2 with the sealing covers 3 and the radiator 1 with the cassettes 2.
Der Behälter 11 stellt einen Quader dar, der aus einem radioaktive Strahlung schwächenden Material ausgeführt ist eine Axialöffnung zur Unterbringung der Kassette 2 aufweist und durch einen stirnseitig leicht abnehmbaren oberen bzw. unteren Deckel 12 abgeschlossen istThe container 11 is a cuboid that consists of a The radioactive radiation-weakening material is designed with an axial opening to accommodate the Has cassette 2 and closed by an upper or lower cover 12 which can be easily removed at the end is
Der Betrieb der erfindungsgemäßen /?-Bestrahlungsanordnung besteht aus zwei Betriebsarten: dem Bestrahlen des Bestrahlungsguts und dem Beladen bzw.The operation of the /? - irradiation arrangement according to the invention consists of two operating modes: irradiating the material to be irradiated and loading or
Im ersten Fall wird die folgende Arbeitsfolge eingehalten;In the first case, the following sequence of operations is followed;
Ein Bestrahlungsgut (nicht gezeigt) wird in erforderlieher Stellung in einen der zwei durch die vertikalen Stützen des im gegebenen Augenblick außerhalb des Strahlers 1 befindlichen Wagen-Schiebers 9 (Fig. 1) gebildeten Hohlräume eingesetzt Dann werden die mit der Vorbereitung des Bestrahlungsguts zur BestrahlungAn item to be irradiated (not shown) is required Position in one of the two by the vertical supports of the at the given moment outside of the Emitter 1 located carriage slide 9 (Fig. 1) formed cavities are then used with the preparation of the material to be irradiated for irradiation
ίο zusammenhängenden Arbeitsgänge durchgeführt Die Zylinderrasten 10 werden herausgenommen, und der Wagen-Schieber 9 wird in die Lage übergeführt, in der das Bestrahlungsgut unter dem Strahler 1 liegt worauf die Zylinderrasten 10 in die zugehörigen Nuten eingesetzt werden. Für die Zeit der Bestrahlung desίο related operations carried out The Cylinder catches 10 are removed, and the carriage slide 9 is moved into the position in which the material to be irradiated lies under the radiator 1, whereupon the cylinder catches 10 in the associated grooves can be used. For the period of irradiation of the
vollzieht sich folgendermaßen:takes place as follows:
In den Behälter 11 (Fig.4), dessen oberer Deckel 12 abgenommen ist wird eine Kassette 2 ohne die Stopfen 5 eingesetzt Mit Hufe eines nz-achanischen (oder pneumatischen) Ferngreifers werden die dichten Hüllen 3 vorgegebener Radioaktivität in die Kassette 2 abgeworfen. Die Kassette 2 wird nach ihrer Füllung mit einem Stopfen 5 abgeschlossen.In the container 11 (Fig. 4), the upper lid 12 a cassette 2 without the stopper is removed 5 inserted with hooves of an nz-achanic (or pneumatic) remote gripper, the tight envelopes 3 of given radioactivity are in the cassette 2 thrown off. The cassette 2 is closed with a stopper 5 after it has been filled.
Der Bediener ist also bei allen Schritten der Beladung der Kassette 2 der Strahlung lediglich einer dichten Hülle 3 ausgesetzt da die dichten Hüllen 3 in der Kassette 2 übereinander unter gegenseitiger Abschirmung liegen.The operator is therefore only one dense in all steps of the loading of the cassette 2 of the radiation Cover 3 exposed because the tight covers 3 in the cassette 2 one above the other with mutual shielding lie.
Der Behälter 11 mit einer mit den dichten Hüllen 3 geladenen Kassette 2 wird dem feststehenden Schirm 6 zugeführt und nach Entfernen der Deckel 12 wird er so aufgestellt daß die Stifte 13 (Fig.4) in öffnungen 14 (F i g. 1 und 2) eingreifen, worauf die Kassette 2 in eine der vorgegebenen Aktivitätsverteilung entsprechende Sektion des Strahlers 1 eingeschoben wird. Hierbei sollen der gemeinsame Schieber 7 und der eigene Schieber 8 der entsprechenden Sektion geöffnet sein.The container 11 with one with the tight envelopes 3 loaded cassette 2 is fed to the fixed screen 6 and after removing the cover 12 it is so set up that the pins 13 (Fig. 4) in openings 14 (F i g. 1 and 2) intervene, whereupon the cassette 2 is in a corresponding to the predetermined activity distribution Section of the radiator 1 is inserted. Here, the common slide 7 and your own Slide 8 of the corresponding section must be open.
Das Beladen der nächsten Kassetten 2 mit den d:ehten Hüllen 3 und deren Transport in den Strahler 1 gehen analog vor sich. Herausgenommen werden dieThe loading of the next cassette 2 with the d: ehten cases 3 and their transport to go to the radiator 1 analog on. The
Die erfindungsgeniäße ß-Bestrahlungsanordnung gestattet bei verhältnismäßig niedrigen Werten von Abmessungen, Gewicht und Preis (800 · 500 · 500 mm; 600 kg; 300 Rubel ohne Isotop) 0-StrahlungsflUsseThe ß-radiation arrangement according to the invention is permitted with relatively low values of dimensions, weight and price (800 x 500 x 500 mm; 600 kg; 300 rubles without isotope) 0 radiation fluxes
so bedeutender Intensität (Dosisleistung in Luft bis 50rad/s) in einem Raum von 250 · 250 · 150 mm bei möglicher Änderung von Hauptstrahlungsparametern in weiten Grenzen durch eine Umgruppierung von Kassetten und dichten Hüllen zu erhalten. Die 0-B<!s«.rahlungsanordnung kann in einem weiten Einsatzbereich von mit ionisierender Strahlung zusammenhängenden Laberuntersuchungen in der Chemie, Physik, Biologie und Technik Verwendung finden. Bei größerer Aktivität und Ausdehnung des Strahlers kann eine derartige Anordnung zur Durchführung von Fertigungsverfalir'en, z. B. auf dem Gebiet der Strahlenchemie und der Sterilierung von medizinischen Erzeugnissen, verwendet werden.so significant intensity (dose rate in air up to 50rad / s) in a space of 250 x 250 x 150 mm with a possible change in main radiation parameters to be obtained within wide limits by regrouping cassettes and sealed covers. the 0-B <! S «. Radiation arrangement can be used in a wide range of applications of lab investigations in chemistry, physics, related to ionizing radiation, Biology and technology find use. With greater activity and expansion of the radiator can such an arrangement for performing manufacturing processes, e.g. B. in the field of radiation chemistry and sterilization of medical products.
Claims (3)
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