DE2157133B2

DE2157133B2 - Behälter für den Transport und die Lagerung von radioaktiven Materialien

Info

Publication number: DE2157133B2
Application number: DE2157133A
Authority: DE
Inventors: Paul St. Nomla Breteche Blum (Frankreich)
Original assignee: TRANSNUCLEAIRE POUR LES TRANSPORTS DE L'INDUSTRIE NUCLEAIRE PARIS Ste
Current assignee: TRANSNUCLEAIRE POUR LES TRANSPORTS DE L'INDUSTRIE NUCLEAIRE PARIS Ste
Priority date: 1970-11-17
Filing date: 1971-11-17
Publication date: 1974-02-28
Also published as: US3845315A; FR2124064B2; SE401873B; FR2113805B1; DE2157133A1; JPS569679B1; FR2113805A1; DE2157133C3; GB1374099A; FR2124064A2

Description

Schale (2) angebracht ist, daß der innere Be-

hälter von allen Seiten von durch Konvektion in Bewegung gesetztem Wasser umgeben ist, 25

wobei die äußere Schale (2) mit einem eigenen Die Erfindung betrifft einen Behälter für den

dichten Verschluß (2d, 2e) als Druckschale aus- Transport und die Lagerung von radioaktiven Magebildet ist, daß die Dicke der Wasserschicht terialien, nämlich von bestrahlten Brennelementen, zwischen Schutzschirm gegen Gammastrahlen mit einem inneren Behälter, in dem die radioaktiven und äußerer Druckschale (2) so bemessen ist, 30 Materialien untergebracht sind, der dicht verschließdaß eine ausreichende Abschirmung gegen Neu- bar ist und ein Fluid enthält und von einem Schutztronenstrahlung gewährleistet ist, daß in ebenfalls schirm gegen Gammastrahlen umgeben ist, der bekannter Weise Distanzeinrichtungen (8) vor- seinerseits im Abstand von ihm von einer äußeren gesehen sind, die die einzelnen Bauteile des Be- Schale umgeben ist, die Kühlelemente auf ihrer Oberhälters gegenseitig in vorbestimmten Stellungen 35 fläche aufweist zur Kühlung durch natürliche Konhalten, und daß diese Distanzeinrichtungen (8) die vektion in der Luft, und Wasser enthält, in das der einzelnen Bauteile nicht miteinander verbinden. Schutzschirm und der innere Behälter eingebettet

2. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekenn- sind.

zeichnet, daß zwischen der äußeren Schale (2) Dieser aus der USA.-Patentschrift 3 414 727 be-

und dem Schutzschirm (5) gegen Gammastrahlen 40 kannte Behälter weist eine einzige Abdeckung auf, offene Abteilungen (C) vorgesehen sind, die mit die den gesamten Behälteraufbau, einschließlich des

einem komprimierbaren Material (C₁) gefüllt inneren Behälters, verschließt,

sind. Bei einem solchen Behälter besteht jedoch beim

3. Behälter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch Be- und Entladen die Gefahr der Kontamination, gekennzeichnet, daß Einrichtungen (16) vorge- 45 da die radioaktiven Materialien, beispielsweise besehen sind, die eine Verbindung zwischen dem strahlte Brennelemente, ohne jede Schutzumhüllung Raum innerhalb des Schutzschirmes bzw. außer- in den Behälter geladen und aus ihm entladen werhalb des inneren Behälters einerseits und dem den müssen. Dadurch besteht die Möglichkeit, daß Raum außerhalb des Schutzschirmes herstellen. das im Innenbehälter enthaltene kontaminierte Fluid

4. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, 50 mit der äußeren Schale in Berührung kommen kann, dadurch gekennzeichnet, daß die Distanzeinrich- Weiterhin besteht bei einem solchen Behälter die tungen (8) durch eine Anordnung in Form eines Gefahr, daß bei einem Unfall die äußere Schale abnehmbaren Korbes (8 b, 8 c) gebildet sind. bricht und das die Gammaabschirmung umgebende

5. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, Wasser aus dem Behälter fließt, was zur Folge hat, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Schale 55 daß der Wärmetransport zwischen der Gamma-(2) aus einem Zylinder (2 a) besteht, an dem ein abschirmung und den Kühlelementen auf der äußegewölbter Boden (2 b) befestigt ist und das am ren Oberfläche des Behälters unterbrochen ist und anderen Ende mit Hilfe eines gewölbten Deckels die Abschirmung gegen Neutronenstrahlung versagt. (2 c) verschlossen ist, wobei zwei Flansche (2d, Es ist daher die der Erfindung zugrunde liegende 2e) an den beiden Bauelementen und eine ein- 60 Aufgabe, einen Behälter für den Transport und die gefügte Dichtung (17) zusammenwirken. Lagerung von radioaktiven Materialien zu ent-

6. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wickeln, der gewährleistet, daß jede Kontamination bei dem mehrere innere Behälter (1) vorgesehen während des Be- und Entladens sowie während des sind, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Transportes auch bei Unfällen sicher vermieden Behälter (1) zumindest an einem ihrer Enden 65 wird.

durch einen gemeinsamen Dichtflansch verbun- Zur Lösung dieser Aufgabe ist der eingangs ge-

den sind, der mit einem Deckel (5 b) zusammen- nannte Behälter erfindungsgemäß dadurch gekennwirkt. zeichnet, daß der innere Behälter in an sich bekann-

ter Weise von einem mit eigenem dichtem Verschluß stehen, an dem ein gewölbter Boden befestigt ist und versehenen Behälter gebildet ist, daß der innere Be- der am anderen Ende mit Hilfe eines gewölbten halter in an sich bekannter Weise mitsamt dem Deckels verschlossen ist, wobei zwei Flansche an Schutzschirm gegen Gammastrahlen herausziehbar den beiden Bauelementen und eine eingefügte Dich- und auswechselbar im Innern der äußeren Schale 5 rung zusammenwirken. Weiterhin können mehrere angebracht ist, daß der innere Behälter von allen innere Behälter vorgesehen sein, wobei die inneren Seiten von durch Konvektion in Bewegung gesetztem Behälter zumindest an einem ihrer Enden durch Wasser umgeben ist, wobei die äußere Schale mit einen gemeinsamen Dichtflansch verbunden sind, einem eigenen dichten Verschluß als Druckschale der mit einem Deckel zusammenwirkt. Vorzugsweise ausgebildet ist, daß die Dicke der Wasserschicht io weist der Deckel eine durch Verstärkungsglieder verzwischen Schutzschirm gegen Gammastrahlen und stärkte Wölbung auf. Zur Bildung eines Umfangsäußerer Druckschale so bemessen ist, daß eine aus- hohlraumes zur Aufnahme von Wasser kann der reichende Abschirmung gegen Neutronenstrahlung gemeinsame Umfangsflansch des Deckels einen zu gewährleistet ist, daß in ebenfalls bekannter Weise der Achse des inneren Behälters parallelen Rand Distanzeinrichtungen vorgesehen sind, die die ein- ₁₅ aufweisen. Vorzugsweise sind Neutronenabschirmzelnen Bauteile des Behälters gegenseitig in vor- platten im inneren Behälter oder bei mehreren innebestimmten Stellungen halten, und daß diese Distanz- ren Behältern zwischen diesen vorgesehen. Weitereinrichtungen die einzelnen Bauteile nicht mitein- hin kann an denjenigen Stellen, die keine Kühlander verbinden, einrichtungen aufweisen, ein Isolierüberzug vor-

Dabei ist aus der britischen Patentschrift 973 448 ₃₀ gesehen sein.

(vgl. deren Figur und Beschreibung) an sich bekannt. Im folgenden werden beispielsweise bevorzugte

daß der innere Behälter von einem mit eigenem Ausführungsformen an Hand der Zeichnungen

dichtem Verschluß versehenen Behälter gebildet ist näher erläutert.

und daß dieser Behälter mitsamt dem Schutzschirm F i g. 1 zeigt einen Axialschnitt eines erfindungsherausnehmbar und auswechselbar im Inneren der 25 gemäßen Behälters entsprechend einer ersten Ausäußeren Schale angebracht ist. Ansonsten besteht führungsform der Erfindung;

kein Berührungspunkt mit dem Anmeldungsgegen- F i g. 2 ist ein Teilschnitt entlang der Linie II-II

stand. in F i g. ];

Die Beabstandung der einzelnen Bauteile des Be- F i g. 3 zeigt einen Radialschnitt eines Teiles des hälters durch Distanzeinrichtungen ist an sich aus ₃₀ erfindungsgemäßen Behälters entsprechend einer der deutschen Offenlegungsschrift 1514 389 (vgl zweiten Ausführungsform der Erfindung;
F i g. 2 und zugehörige Beschreibung) bekannt. F i g. 4 und 5 zeigen jeweils teilweise Axialschnitte Durch diese Distanzeinrichtungen sind jedoch die und Radialschnitte von zwei weiteren Ausführungseinzelnen Bauteile, im Gegensatz zum Anmeldungs- formen der Erfindung;
gegenstand, miteinander verbunden. ₃₅ F i g. 6 und 7 sind Ansichten, die teilweisen Axial-

Da bei dem erfindungsgemäßen Behälter der schnitten entsprechen, die den Behälter gemäß wei-

innere Behälter mit seinem eigenen Verschluß und teren Ausführungsformen der Erfindung veranschau-

dem Schutzschild gegen Gammastrahlen beim Be- liehen;

und Entladen aus der äußeren Druckschale heraus- Fig. 8 zeigt einen Schnitt entlang der Linie

gezogen werden kann, bleiben die radioaktiven VIII-VIII in Fig. 7;

Materialien im hermetisch verschlossenen Innen- F i g. 9 zeigt in teilweisem Axialschnitt eine anbehälter eingeschlossen, so daß das im inneren Be- dere Ausführungsform eines Transport- und Lagerhälter enthaltene Fluid mit der äußeren Hülle nicht behälters gemäß der vorliegenden Erfindung;
in Berührung kommen kann und damit eine radio- F i g. 10 ist ein teilweiser Radialschnitt entlang aktive Kontamination der äußeren Druckschale aus- der Linie X-X inFig. 9;

geschlossen ist. Da darüber hinaus die äußere Hülle Fig. 11 zeigt den Teilschnitt einer Abwandlung

als Druckschale ausgebildet ist, die gegenüber physi- der Anordnung in Fig. 10;

kaiischen und mechanischen Einwirkungen äußerst Fig. 12 zeigt in teilweisem Axialschnitt einen Teil widerstandsfähig ist, wird auch im Falle eines Un- des Behälters aus Fig. 9 entsprechend einer anfalls das die Gammaabschirmung umgebende Wasser deren, vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung, von der äußeren Schale dicht eingeschlossen. Der Die radioaktiven Materialien, die mit Hilfe der Wärmetransport zwischen der Gammaabschirmung erfindungsgemäßen Behälter transportiert werden und den Kühlelementen auf der äußeren Oberfläche sollen, werden durch Brennelemente gebildet, die in des Behälters sowie die Abschirmung gegen Neu- den Reaktorkernen bestrahlt werden und im alltronenstrahlung werden daher, selbst im Falle eines gemeinen die Form eines länglichen Prismas aufUnfalls, sichergestellt. weisen. Diese Elemente werden im allgemeinen in

Vorzugsweise sind zwischen der äußeren Schale Fünfziger-Gruppen mit sehr großen Abständen aus

und dem Schutzschirm gegen Gammastrahlen offene dem Reaktor genommen und sodann sobald wie

Abteilungen vorgesehen, die mit einem komprimier- möglich einer Wiederaufbereitungsanlage zugeführt, baren Material gefüllt sind. Weiterhin können Ein- ₆ Sie werden mit Hilfe von Ordnungselementen, wie richtungen vorgesehen sein, die eine Verbindung ° Fächern oder Trennwänden, im Inneren des Behäl-

zwischen dem Raum innerhalb des Schutzschirmes ters untergebracht, der aus leicht trennbaren und

bzw. außerhalb des inneren Behälters einerseits und leicht ersetzbaren Bauelementen besteht, die im fol-

dem Raum außerhalb des Schutzschirmes herstellen. genden beschrieben werden sollen.
Die Distanzeinrichtungen können durch eine Anord- 65 Die Bauelemente umfassen zunächst zumindest

nung in Form eines abnehmbaren Korbes gebildet einen inneren Behälter 1, der dicht verschlossen wer-

sein. den kann und ein wärmeleitendes Fluid enthält.

Die äußere Schale kann aus einem Zylinder be- Dieser Behälter 1 ist in das Wasser eingetaucht, das

im Innern einer äußeren Schale 2 enthalten ist, die und dem Schutzschirm S, beispielsweise an den in

Kühlelemente 3 auf der seitlichen Oberfläche und der Zeichnung dargestellten Stellen, vorgesehen sind,

— im Falle von Behältern mit geringen Abmessun- die es ermöglichen, daß das Wasser, das die Schale 2

gen — einen isolierenden Überzug 4 an den Enden füllt und in dem sich die Anordnung aus Behälter 1

aufweist. Ein solcher isolierender Überzug kann 5 und Schutzschirm 5 befindet, zwischen dem Schutz-

auch im Falle von Behältern mit großen Abmessun- schirm S befindet, zwischen dem Schutzschirm 5 und

gen vorgesehen sein. dem Behälter 1 zirkulieren kann, wobei die Bewe-

Das erwähnte, wärmeleitende Fluid kann ein Gas, gung des Wassers — das bei der zuvor beschriebe-

beispielsweise Luft, Argon oder Helium, oder eine nen Anordnung mit dem Fluid, das den Behälter

Flüssigkeit, beispielsweise Wasser, sein. io füllt und die transportierten Elemente aufnimmt,

Ein Schutzschirm 5 gegen Gammastrahlen ist um nicht in Berührung kommt — durch Konvektion

die seitliche Wand des inneren Behälters 1 herum erfolgt.

angeordnet; Schutzanordnungen gegen Gamma- Im Innern der Schale 2 wird die Anordnung aus

strahlen, d. h. Schutzschirme 6 und 7, die im all- Behälter 1 und Schutzschirm 5 durch die erwähnten

gemeinen entsprechend dem Schutzschirm 5 auf- 15 Distanzeinrichtungen 8 in ihrer Stellung gehalten, die

gebaut sind, befinden sich in Höhe des Bodens und einerseits auf der innere-» Oberfläche der seitlichen

des Deckels des Behälters 1. Wand der Schale 2 Flügel mit einer Anordnung

Der Schutzschirm 5 kann unabhängig vom Be- parallel zu der Achse der Schale, andererseits in

hälter 1 oder mit diesem verbunden sein. Höhe der Enden der Schale 2 Elemente in Flügel-

Die Abmessungen der verschiedenen Bauelemente ao form auf der inneren Oberfläche des Bodens und

des Behälters weiden so gewählt, daß die Dicke der des Deckels aufweisen können.

Wasserschicht zwischen dem Schutzschirm 5 und der Vorzugsweise sind alle Distanzeinrichtungen

äußeren Schale 2 für einen Neutronenschutz aus- durchlöchert, wie F i g. 1 zeigt, damit die Konvek-

reicht. üonsbewegung des Wassers erleichtert wird.

Distanzein richtungen können mit dem Schutz- as Der Rand der Distanzein richtungen, der sich in schirm 5 oder mit der Schale 2 verbunden sein oder Berührung mit dem Behälter 1 oder dem Schutzeine unabhängige Anordnung bilden, schirm 5 befindet und der so am meisten dem Ver-

Zur Vermeidung eines Neutronenaustritts werden schleiß ausgesetzt ist, besteht vorzugsweise aus nicht-

zwischen der äußeren Schale und dem Schutzschirm rostendem Stahl. Ferner trägt im allgemeinen die

gegen Gammastrahlen Abteilungen vorgesehen, die 30 innere Wand der Schale 2, die gegebenenfalls aus

mit einem komprimierbaren Material ge'üllt sind. Kohlenstoffstahl bestehen kann, eine Schutzschicht

Es ist möglich, in einem Behälter mehrere innere gegen Korrosion, wie eine Schicht aus nichtrosten-

Bchältcr 1 vorzusehen, wobei diese Behälter einer- dem Stahl, aus Lack, aus auf chemischem Wege

seits mit dem Schutzschirm 5 verbunden sein kön- aufgebrachtem Nickel oder aus entsprechenden

nen oder nicht und sich andererseits in Berührung 35 Materialien.

oder nicht in Berührung mit dem Wasser befinden Diese Distanzeinrichtungen schaffen zugleich einen

können, das die äußere Schale 2 füllt. Abstand zwischen dem Behälter 1 und dem Schutz-

Bei der in Fig. 1 darge« teilten Ausführungsform schirm 5 einerseits und der Schale 2 andererseits,

ist der Schutzschirm 5 unabhängig vom Behälter 1. Die Disianzeinrichtungen können ebenso durch

Dieser Behälter wird im allgemeinen aus nicht- 40 den Schutzschirm S getragen werden oder als lic-

rostcndem Stahl hergestellt, und der Schulzschirm 5, wegliche Anordnung ausgebildet sein, die in den

der als Ringband ausgebildet ist, besteht aus einem Fig. 7 und 8 sowie in der Fig. 6 dargestellt ist.

Kern 9 aus schwerem Metall, wie Blei und t ran. der Diese Anordnung bildet eine Art Korb, bestehend

durch eine Hülle 10 aus nichtrostendem Stahl um- aus den Elementen 8a, die parallel zur Achse des

geben ist 45 Behälters verlaufen und etwa in Ebenen, die durch

Wie Fig. 1 zeigt, bildet der Schutzschirm 6 direkt diese Achse verlaufen, liegen, sowie aus Elementen den Boden des Behälters 1, der einen Kern 9 aus 8ft in Form von Ringen, die in Ebenen senkrecht Blei oder I 'ran umfaßt, und der Schutzschirm 7 zu der Achse des Behälters liegen und zwischenbildet einen Deckel mit einem Kern 9, der mit nicht- einander die Elemente 8a tragen, die vorzugsweise rostendem Stahl überzogen ist, der mit Hilfe eines 5° Löcher 8c zum Durchlassen des Wassers aufweisen. Flansche;. 11 fest mit dem Behälter 1 mit Hilfe von Wie aus Fig. 7 und 8 hervorgeht, können die EIe-Einrichtungen, wie beispielsweise Schrauben 12 auf mente8c kleiner als die Elemente 8« und alternativ einem Flansch 13, verbunden ist, der an dem ent- an der einen und anderen Seite auf der Seite der sprechenden Ende des Behälters 1 vorgesehen ist. Schale 2 oder des Schutzschirms 5 der Elemente 8 a Zwischen den Flanschen 11 und 13 ist eine Dich- 55 angeordnet sein. Sie können ebenso wie die Elemente tung 14, beispielsweise aus Kautschuk oder Silicon, gemäß F i g. 6 ausgebildet sein,
vorgesehen. Es ist vorteilhaft, den Flansch 13 so Die Schale 2 selbst besteht im allgemeinen aus auszubilden, daß er einen ringförmigen Schutzschirm zwei Elementen, d. h. einem ringbandförmigen Teil 15 aufweist, der entsprechend den Schutzschirmen 6 2a, an dessen Ende, im allgemeinen durch Schwei- und 7 ausgebildet ist. Dieser ringförmige Schutz- 60 ßen, ein gewölbter Boden 2 b befestigt ist, dessen schirm schützt insbesondere die Dichtung 14. Wäh- Form sich aus der Figur ergibt, und an dessen anrend des Transportes oder der Lagerung sind der derem Ende ein gewölbter Deckel 2c vorgesehen ist, Behälter 1 und der Schutzschirm 5 beispielsweise dessen Form ebenfalls aus der Figur zu ersehen ist durch Einrichtungen, wie Schrauben 13 a, die auf und der lösbar, im allgemeinen durch Schrauben einen Flansch Ib des Behälters 1 und auf den 65 12a, im Bereich 2a befestigt ist, wobei die Schrau-Schutzschirm S auf die dargestellte Art einwirken, ben 12a die Teile 2a und 2c mit Hilfe der Flansche fest miteinander verbunden, wobei Distanzeinrich- 2d und 2e verbinden, die an den genannten Betungen, wie Ansätze 16, zwischen dem Behälter 1 reichen vorgesehen sind und eine Dichtung 17, bei-

spielsweise aus Kautschuk oder Silicon, zwischen den Flanschen Id und 2 e vorgesehen ist.

Der Isolierüberzug 4, der weiter oben erwähnt wurde und im Falle eines Behälters mit geringen Abmessungen, gewünschtenfalls jedoch auch bei einem Behälter mit großen Abmessungen vorgesehen ist, überzieht den gewölbten Boden und Deckel 2 b und 2c und schützt vorzugsweise auch die Flansche Id und Ie. Er kann beispielsweise aus zellförmigem Material 4 a bestehen, das mit einer wärmeabweisenden Schicht 4 ft überzogen ist. Dieser Isolierüberzug wirkt zugleich im Falle eines Sturzes ebenso wie die Abstandshalter 8 als Dämpfungsüberzug.

Die Kühlelemente 3, die oben bereits erwähnt wurden und an der äußeren Oberfläche des Bandes la vorgesehen sind, bestehen vorzugsweise aus Flügeln, wie sie in der französischen Patentanmeldung PV 70 01 265 beschrieben worden sind.

Diese Flügel werden dadurch hergestellt, daß man durch Schweißen parallel zu der Achse des Bandes la auf dessen äußerer Oberfläche Flügel aus gut wärmeleitendem Material, insbesondere aus Kupfer, befestigt,

daß man senkiecht zu der Achse des Bandes la Einschnitte in die Flügel einarbeitet, die kurz vor der Oberfläche des Bandes enden, und
die so aus dem Flügel hergestellten, aufeinanderfolgenden Zähne einci Verdrehung von 90 unterwirft, so daß die so entstehende Flügclanordnung eine Orientierung im wesentlichen senkrecht zu der Achse des Bandes aufweist, die der Zirkulation der Luft entspricht und zur Kühlung beiträgt.

Es ist vorteilhaft, am Grunde der Kühlelemente 3 eine Schicht J 8 aus einem Material wie Gips oder Zement, mit einer Dicke von einigen Zentimetern vorzusehen, die den Schutz bei einem Feuer durch ihre Kühlwirkung vergrößert.

Zur Erleichterung der Handhabung des so ausgebildeten Behälters kann man Einrichtungen, wie Ansätze 19«, beispielsweise im Bereich 2c, Zapfen 19ft zum Kippen im Bereich la und Aufstellränder 20 im Bereich Ib \orsthcn.

Die Schale 2 ist mit Ollnungcn 23 zum Füllen und Reinigen versehen, die es zugleich ermöglichen, zum Zwecke der Kontrolle eine Probe zu entnehmen.

Zur Vermeidung des Austrittes von Neutronenstrahlen ist es erforderlich, jeden Zwischenraum zwischen dem Schutzschirm 5 und der Schale 2 auszuschließen, der nicht mit Wasser gefüllt ist (Neutronenschutz). Nun ist es allerdings unmöglich, den Raum zwischen der Schale und dem Schutzschirm vollständig mit Wasser zu füllen, da dadurch ein Überdruck entstehen könnte.

Die Erfindung löst dieses Problem der Vermeidung eines Neutronen austrittes und eines Überdrucks, indem zwischen der Schale und dem Schutzschirm — beispielsweise dadurch, daß gestützt durch die korbförmige Anordnung gemäß F i g. 7 und 8 — Abteilungen C vorgesehen werden, die ein schaumförmiges oder netzförmiges, kompressibles Material C₁ aus beispielsweise geschäumtem Kautschuk oder expandiertem Kunststoff einschließen, wobei die Abteilungen offen sind und das Fluid (Wasser), das einen Schutz gegenüber den Neutronen bietet, das netzförmige Material bei Erwärmung zusammendrücken kann. In der Praxis liegt das Volumen der Abteilungen C in der Größenordnung Von 10% des Volumens in der Schale. Die Abteilungen C sind auf geeignete Art verteilt. Sie können als Röhren ausgebildet sein, die parallel zur Behälterachse liegen

und auf die gezeigte Art durch die Elemente 8 b gehalten werden.

Zur Begrenzung des Druckes im Falle von Feuer, das ausnahmsweise über einen längeren Zeitraum andauert, kann man ein Ventil'24 vorsehen, und zur

ίο Entfernung von durch Radiolyse gebildeten Wasserstoff kann eine Einrichtung zum Anlagern von Wasserstoff 25 vorgesehen sein, die beispielsweise durch ein Palladiumblatt gebildet wird.

Im allgemeinen ist die Anordnung dieser Ventile

und anderer Zubehörteile gegen Stöße durch nicht dargestellte mechanische Einrichtungen und gegen Temperaturveränderungen durch die Wahl der Anordnung geschützt. So sind die erwähnten Ventile durch den erwähnten Isolierüberzug geschützt.

ao Bei dem beschriebenen Aufbau des Behälters ist es möglich, nach dem Abheben des Deckels Ic zum Zwecke des Lade- oder Entladevorganges den inneren Behälter 1 und den Schutzschirm 5 herauszuziehen (zu diesem Zwecke sind die Handhabungs-

äj einrichtungen 27, die durch den Schutzschirm 5 getragen werden, vorgesehen). Dadurch wird eine Kontamination der Schale vermieden.

Der Behälter 1 und die Schale 2 weisen folgende Einrichtungen auf:

Ein Einfüllventil 29, das vorzugsweise mit

einem Tauchrohr 30 zum Kontrollieren des Niveaus wischen ist,
ein Überdruckventil 31,
ein Auslaßventil 32 und

eine Einrichtung zum Anlagern von Wasserstoff 33, die wasserstoffdurchlässig, jedoch dicht gegenüber radioaktiven Gasen und Dämpfen ist.

Weiteihin sind nicht dargestellte Einrichtungen vorgesehen, die diese Organe gegenüber mechanischen Stößen schützen.

In dem Falle, daß die inneren Behälter mit einem

Gas als wärmeleitendes Fluid gefüllt sind, kann man

nicht dargestellte Ventile oder Anschlüsse vorsehen.

♦5 die die Leerung und Trocknung der Behälter von

dem Wasser des Bades ermöglichen.

In F i g. 2 sind die im Inneren der Behälter 1 verwendeten Unterteilungseinrichtungen dargestellt. Wie die Zeichnung zeigt, können diese Einrichtungen durch eine regalförmige Anordnung 35 aus nichtrostendem Stahl gebildet werden. Mit 36 ist eines der Elemente aus einem radioaktiven Material dargestellt, das mit Hilfe des Behälters transportiert wird. Einige Bestandteile dieser regalförmigen An-Ordnung wirken neutronenhemmend.

Entsprechend der in F i g. 3 dargestellten Ausführungsform wird der Behälter 1 zum Teil durch die Umhüllung 10 aus nichtrostendem Stahl des Schutzschirmes 5 gebildet, die dem Inneren des Behälters zugewandt ist.

Bei dieser Ausführungsform bildet die aus Behälter 1 und Schutzschirm 5 gebildete Anordnung einen an der Längswand und dem Boden offenen Behälter aus Schwermetall, das durch nichtrostenden Stahl überzogen ist.

Der Verschluß dieses Behälters wird entsprechend

wie bei der Ausführungsfonn gemäß Fig. 1 erzielt.

In diesem Falle ist es folglich nicht möglich, den

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Behälter 1 allein aus dem Behälter herauszuziehen. Für Be- und Entladevorgänge wird daher notwendigerweise der Schutzschirm 5 herausgezogen.

Um soweit wie möglich das Fehlen des Kühleffektes zu ersetzen, der bei der vorangegangenen Ausführungsform durch die Zirkulation des Wassers zwischen dem Behälter 1 und dem Schutzschirm S erzielt wurde, sieht man vorteilhafterweise Durchlasse 37 für den Umlauf von Wasser vor, die beispielsweise dadurch hergestellt werden, daß mau entsprechend F i g. 3 Kanäle 38 an der inneren Oberfläche der Umhüllung 10 des Schutzschirmes 5 vorsieht.

Wie bei der Ausführungsform gemäß F i g. 1 erfolgt keine Vermischung zwischen dem Wasser, das die Elemente aus radioaktivem Material enthält, die im Inneren des Behälters transportiert werden, und demjenigen, das sich zwischen dem Schutzschirm S und der äußeren Schale 2 befindet und das zugleich durch die Kanäle 38 läuft.

Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 3 ist der Schutzschirm 5 in einfr Form dargestellt, die keine Rotationsform ist. Eine solche Form kann vorteilhaft zur Unterbringung einer möglichst großen Zahl von Elementen 36 sein.

Abgesehen von den Besonderheiten, die zuvor unter Bezugnahme auf F i g. 3 erwähnt wurden, entspricht. Die Schirmeinrichtungen 7 werden durch jenigen gemäß F i g. 1.

Bei den beiden in F i g. 4 und 5 dargestellten Ausführungsformen enthält der erfindungsgemäße Behalter mehrere innere Behalter 1 an Stelle eines einzigen Behalters.

Im Falle der Ausführungsform gemäß F i g 4 sind vier Behälter! im Inneren des mit C bezeichneten und durch den Schutzschirm 5 gebildeten Hohlraumes vorgesehen^ Wie aus der Figur hervorgeht, bestehen die Schutzeinrichtungen 6 in der Nahe des Bodens der Behälter 1 in difsem Falle aus einem s rkht DirScwSridTi fn 7 werden ctach rnen Deckel gebi™ dSsen" Form mit dem Boden übereinstimmt, der jedoch von vier Löchern durch- und die Behälter zum Be- und Entladen herauszunehmen.

Bei dieser Ausführungsform sind im Gegensatz zu derjenigen gemäß F i g. 3 keine Leitungen 37 für das in dem Raum innerhalb der Schale 2 und dem Schutzschirm 5 befindliche Wasser vorgesehen worden.

Bei den Ausführungsformen der Fig. 1, 3 und 4 wird die durch die transportierten Elemente entwickelte Wärme durch das wärmeleitende Fluid, das in Berührung mit dem Behälter und zwischen dem Schutzschirm und der äußeren Schale oder in den Kanälen 38 der Ausführungsform gemäß F i g. 3 sowie durch den Schutzschirm S in diesem Falle umläuft, bis zu der äußeren Schale geleitet, von welcher aus sie mit Hilfe der von dieser getragenen Kupferflügel abgeleitet wird. Bei der Ausführungsform der F i g. 5 wird die Wärme durch den Schutzschirm 5 übertragen.

ao Bei der in Fig. 6 dargestellten Ausführungsform ist jeder innere Behälter 1 mit einem einzelnen, dichten Deckel la versehen, der beispielsweise an einem Flansch 16 a des Behälters mit Hilfe von Befestigungseinrichtungen B unter Einfügung einer Dich-

«5 tung 1 c angebracht ist. Ein gemeinsamer, obenliegender Schutzschirm S b in Form eines Deckels ist im oberen Bereich des Behälters vorgesehen.

Als Beispiel werden die Abmessungen einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Behälters angegeben:

Behälters .... 4550 mm
_{Lichter Durchmesser des inneren}

Behälters 1120 mm

Wandstärke des inneren Behälters 15 mm
_Wandstärke des Schutzschirms

5 6 7 fBleH 135 mm

^- ^. Vasserschicht zwi^

sind. Zum Verschließen der Behälter 1 sind Ver-Schlußelemente la vorgesehen, die ebenso wie der Schutzschirm 7 aufgebaut und auf dem Behälter verriegelt sind. Die Abdichtung erfolgt durch eine Dichtung 14, beispielsweise aus Kautschuk oder Silicon.

Eine Platte IC, beispielsweise aus Stahl, hält die Behälter 1 und die Verschlußelemente 7λ in ihrer Stellung, indem sie sie gegen die Schutzschirmeinrichtungen 7 drückt.

Damit das wärmeleitende Fluid, beispielsweise das Wasser, von dem Hohlräume zum Äußeren des Schutzschirmes 5 hin zirkulieren kann, sind Distanzeinrichtungen, wie die Ansätze 16, an den in der Zeichnung angegebenen Stellen vorgesehen.

Aus dem Aufbau dieses Behälters geht hervor, daß es möglich ist, aus der Schale 2 die Anordnung aus Schutzschirm S und Behälter 1 herauszunehmen.

Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 5 ist ebenfalls eine Anzahl von Behältern 1 — und zwar sieben, wie aus der Figur hervorgeht — an Stelle eines einzigen vorgesehen, jedoch bilden die Behalter in diesem Falle einen Teil des Schutzschirms S, und es ist erforderlich, zugleich den Schutzschirm

if^pu^^J? ί in

dem Schutzschirm 5 .... 10

^{Stärke der} WassencMöht zwi^{Schutechirm und}

Durchmesser 2440 mm

Ψ? Behalters 1

? ^des ^^u f T* "''' ⁴° *

Gesamtgewicht des beladenen

üenaiters yut

Vor allem bieten auf Grund der Trennbarkeit dei wesentlichen Bauelemente {innerer Behälter, Schutzschirm, Halterung bzw. Zentrierungseinrichtung des Schutzschirmes, Schale, Lagerregal für die radioaktiven Materialien usw.) die erfindungsgemäßer Behälter eine erhebliche Vielseitigkeit und Wirtschaftlichkeit der Anwendung.

Die Möglichkeit der Untersuchung und des Austausches im Falle einer Beschädigung eines der Bauelemente beschränkt die Zeit, während der der Behälter nicht verwendbar ist, auf ein Minimum.

Außerdem ermöglicht die Erfindung den gefahr losen Transport von bestrahlten Brennelementen mi einer beschädigten, etwas eingerissenen oder ver schlossenen Umhüllung unter besonders vorteilhaftei Bedingungen.

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Ein weiterer Vorteil der Möglichkeit, nur den stellt einen wichtigen Vorteil dar, da einerseits beinneren Behälter mit seiner Ladung aus der Um- reits bekannte Wasser enthaltende Behälter notwenhüllung herauszunehmen, besteht darin, daß die be- digerweise ein erhöhtes Gewicht aufwiesen, uir wegten Massen beim Be- und Entladen wesentlich außergewöhnlichen Belastungen, wie Stoß und geringer als die Gesamtmasse sind, so daß einfachere 5 Feuer, standhalten zu können, und andererseits, da Laufkräne und andere Hebeeinrichtungen verwen- es bisher nicht möglich war, einen »trockenen« Bedet werden können, als es bisher üblich war. halter mit großen Abmessungen zu bauen.

Die beweglichen Innenbehälter können zuvor be- Entsprechend der Ausführungsform der Fig. 9

laden oder im Falle anomaler Kontamination bei weist der Schutzschirm 5 einen offenen Behälter 5 c der Ankunft ausgetauscht werden, wobei die Vor- io und einen Deckel Sb mit identischen Bedingungen gänge des Beladens und Entladens des Behälters auf, wobei diese beiden Elemente miteinander beiwesentlich verkürzt und die Umlauffolge der Be- spielsweise durch Schrauben 5 c verbunden sind, wie hälter wesentlich beschleunigt werden kann. F i g. 9 zeigt.

Wegen des erfmdungsgemäßen Aufbaues des Be- Bei dieser Ausführungsform der Erfindung sind

hälters wird die Menge des wärmeleitenden Fluids, 15 die inneren Behälter 1 an ihren oberen Enden durch insbesondere des verunreinigten Wassers, innerhalb Befestigung an einer Platte 40 mit Löchern 40a an des inneren Behälters auf ein Minimum reduziert, den Befestigungsstellen jeder Kapsel, die einen Um- und die Menge des durch Radiolyse und Korrosion fangsflansch 40 b bildet, miteinander verbunden, wogebildeten Wasserstoffes wird erheblich gesenkt bei die inneren Behälter mit Hilfe eines beweglichen

Wegen der Einfachheit der äußeren Form der ao Deckels 41 dicht verschlossen werden können,
inneren Behälter und des Schutzschirmes 5, die im Zur Verbesserung der Druckbeständigkeit ist der

allgemeinen die einzigen Behälterelemente dar- Deckel 41 vorzugsweise wölbungsförmig aufgebaut, stellen, die mit dem Wasser des Bades in Berührung wie aus den F i g. 9 und 10 hervorgeht, und durch kommen, wird die Verunreinigung sehr gemildert. Glieder 43 verstärkt, die die Wölbung begrenzen. Da die äußere Schale praktisch niemals mit dem »₅ Die Glieder 43 sind gegenüber den Bereichen der Wasser des Bades im inneren Behälter in Berührung Platte 40 angeordnet, die zwei nebeneinanderliegende kommt, können die oben beschriebenen, schwer zu Platten miteinander verbinden. Der Deckel 41 umreinigenden Kühiflügel verwendet werden. Diese faßt im übrigen einen Umfangsüansch 41 b, der Flügel bieten andererseits unter dem Gesichtspunkt gegen den Flansch 40 b anliegt. Die Abdichtung zwider Wärmeableitung, der Gewichtsersparnis und der 30 sehen den Flanschen 406 und 41 b wird mit Hilfe Dämpfung im Falle eines Stoßes erhebliche Vor- einer Dichtung 44 sichergestellt, die beispielsweise teile. aus Kautschuk oder Silicon besteht.

Diese Ableitung der Wärme, die durch die trans- Zur Kühlung der Dichtung 44 bei längerer Still-

portierten Elemente entwickelt wird, durch Konvek- legung während eines Ladevorganges oder Entladetion des wärmeleitenden Fluids im Inneren des Be- 35 Vorganges kann der Flansch 41 b einen Rand 45 aufhälters und der Luft der Flügel außerhalb des B*- weisen, der parallel zu der Achse der Kapsel 1 verhälters macht äußere Hilfseinrichtungen (wie einen läuft und zusammen mit dem Deckel 41 gemäß Thermosyphon, Kondensator usw.) überflüssig und Fig. 9 und 11 einen Umfangshohlraum46 bildet, bewirkt eine Anpassung der Temperatur in dem der Wasser aufnimmt, durch das die Dichtung 44 auf Behälter durch Beschleunigung der Konvektion. Die 40 einer ausreichend niedrigen Temperatur gehalten wird. Wirksamkeit der erfindungsgemäß verwendeten Flü- Zum Füllen des Raumes 46 während einer solchen

gel ist so groß, daß es möglich ist, nur einen relativ Stillegung kann ein Kanal 5 d vorgesehen sein, der kleinen Teil der Oberfläche des Behälters mit ihnen den Deckel Sb durchquert und so ausgebildet ist, daß zu versehen. er einen direkten Austritt von Strahlen verhindert.

Der erfindungsgemäße Behälter bleibt unter nor- 45 Im Falle der Ausführungsform gemäß F i g. 9 weist malen und außergewöhnlichen Benutzungsbedingun- jeder innere Behälter einen geeigneten Boden auf und gen dicht, und die Dicke und Form der Schale 2 die nebeneinanderliegenden Behälter werden mit bieten eine besondere Widerstandsfähigkeit gegen- Hilfe von dazwischenliegenden, nicht dargestellten über Stoßen und erhöhten Drücken. Distanzstücken oder Verstrebungen auf geeignetem

Ein Isolierüberzug an Stellen, an denen keine 50 Abstand gehalten, so daß die Anordnung eine aus-Kühlflügel vorgesehen sind, schützt den Behälter vor reichende Festigkeit erhält und die Neutronenklimatischen Einflüssen und verbessert die Wider- Schirmplatten, die in Fig. 11 und 12 schematisch Standsfähigkeit gegenüber Feuer. mit P bezeichnet sind, zwischen den Behältern an

Weiterhin wirken sich die Anordnung eines Neu- ihrem Platz gehalten werden können,
tronenschutzes (Wasser) außerhalb des Haupt- 55 Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform schutzschirmes gegen die Gammastrahlen und das der Erfindung werden die Behälter 1 an ihrem unte-Fehlen von Lücken in dem Neutronenschutz auf den Ende durch eine Anordnung festgehalten, die Grund der Verwendung der Abteilungen C in einer derjenigen entspricht, die sie an den oberen Enden Verringerung des Gewichtes aus, wobei die Wasser- verbindet, d. h. durch eine Platte 47 mit Löchern polster weiterhin wegen ihrer großen Wärmekapa- 60 47 a, in denen je ein Behälter 1 endet, wobei die zität zum Feuerschutz beitragen. Platte einen Umfangsflansch 47 b bildet Die unteren

Schließlich, und das ist ein zusätzlicher Vorteil, Enden der Behälter 1 werden durch einen gemeinermöglicht der Aufbau der erfmdungsgemäßen Be- samen Boden 49 verschlossen, der einen Umfangshälter die Herstellung großer sowie kleiner Behälter. flansch 496 bildet, der gegen den Flansch 476 an-Dies ist wichtig, da große Behälter die Anzahl der 65 liegt.

Ladungsvorgänge verringern und kleine Behälter die Damit dieser Boden 49 Drücken gut widersteht, ist

Möglichkeit der Begrenzung auf eine Gruppe bieten, er vorzugsweise gewölbt ausgebildet, wie der Deckel ohne daß ein großer Behälter festgelegt wird. Dies 41, und umfaßt folglich eine Anordnung von Ver-

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bindungsgliedern 49 c, die die Wölbung 49 a begren- Der Gesamtquerschnitt der Leitungen, die in Höh

zen und gegenüber den Bereichen der Platte 47 an- der unteren Erzeugenden münden, liegt in der Näh

geordnet sind, die zwei nebeneinanderliegende Plat- derjenigen, die in Höhe der oberen Erzeugende

ten verbinden. V:.rbindungsöffnungen 49 d zwischen münden.

den verschiedenen Wölbungen 49 a sind in Höhe der S Zur Kompensation des Fehlens eines Schutz

Verbindungsglieder 49 c vorgesehen. schirmes gegen Gammastrahlen im Bereich der ge

Der Verschluß des Bodens des Behälters 1 mit krümmten Leitungen 55 wird der Schutzschirm 5 ij

Hilfe eines gemeinsamen Bodens 49 wird vor dem dieser Höhe mit Ansätzen 56 versehen, wobei diesi

Abdichten mit einer Dichtung 50 zwischen den Um- Ansätze dem Inneren des Schutzschirmes (F i g. io

fangsflanschen41b und 49b versehen, die beispiels- io oder dem Äußeren des Schutzschirmes (Fig. H) _2U

weise aus demselben Material wie die Dichtung 44 gewandt sein können.

besteht Es ist ebenso möglich, den Boden 49 durch Zur Gewichtsersparnis kann der Kern 9 de;

Schweißen zu befestigen. In diesem Falle entfällt die Schutzschinnes 5 Bereiche aus Blei und andere Be

Dichtung 50. reiche aus Uran umfassen, wobei die letzteren vor

Zur Kühlung der Dichtung 50 während der Be- 15 zugsweise in den Eckbereichen vorgesehen sind. Zui

und Entladevorgänge ist es vorteilhaft, einen Rand Vereinfachung der Herstellung sind die Leitungen 5f

51 entsprechend dem Rand in Höhe des Deckels 41 in dem Blei vorgesehen.

vorzusehen. Dieser Rand begrenzt in Zusammen- Zur Erzielung einer maximalen Raumersparni« wirken mit der Wand des Behälters! einen Raum weist der Innenbehälter vorzugsweise einen Quer-52, der mit Wasser gefüllt werden kann. 20 schnitt auf, der demjenigen der zu transportierenden Der Deckel 41 wird ebenso wie der Boden 49 be- radioaktiven Elemente entspricht. Diese Element« festigt, und wenn er beweglich ist, sind geeignete Be- sind häufig gerade Prismen mit quadratischer Grundfestigungseinrichtungen verwendbar, beispielsweise fläche, so daß der Querschnitt der Behälter häufig Schrauben 43, die die Flansche 406 und 416 einer- quadratisch ist, wie die Fig. 10 und 11 zeigen,
seits und die Flansche 476 und 496 miteinander ver- 25 Im übrigen ist es vorteilhaft, dem Schutzschirm 5 binden. einen solchen Querschnitt zu geben, daß das Wasser-Wii oben bereits erwähnt wurde, sind die Be- volumen, das den Behälter 1 umgibt, soweit wie möghälter 1 mit einem wärmeleitenden, gasförmigen oder lieh reduziert wird, so daß eine Gewichtsersparnis flüssigen Fluid gefüllt. erzielt wird. Daher kann man den Schutzschirm 5

Zur Erleichterung der Leerung des Bodens der 30 beispielsweise entsprechend Fig. 11 ausführen.

Behälter ist eine Saug-Reinigungseinrichtung vor- Es versteht sich, daß der so ausgebildete Behälter

gesehen, die schematisch unter der Bezugsziffer 54 Einrichtungen zum Füllen, Leeren und zur Sicherung

dargestellt ist, die in der Nähe des Bodens 49 mündet aufweist, wie sie entsprechend zuvor beschrieben

und eme Leerung der Anordnung durch Ansangen wurden.

von Luft durch eine nicht dargestellte Öffnung er- 35 Bei dieser Ausführungform des Behclters vie bei möglicht, die in Höhe des oberen Bereiches der Be- den anderen, zuvor beschriebenen Ausführungshälter vorgesehen ist. formen, können die insbesondere in bezug auf F i g. 6 Wie oben erwähnt wurde, ist die Anordnung aus bis 8 beschriebenen Verbesserungen vorgesehen sein. Behältern 1 und Schutzschirm 5 in das im Inneren Der auf diese Art aufgebaute Behälter weist folder Schale 2 enthaltene Wasser eingetaucht, wobei 40 gende besondere Vorteile auf:
der Behälter so ausgebildet ist, daß dieses Wasser in

das Innere des durch den Schutzschirm 5 gebildeten Die Kühlung der Innenbehälter wird verbessert, Raumes eindringen kann und die Behälter 1 um- da die Kapseln ganz in Wasser getaucht sind ^sP^u'^t- und somit eine wirksame Konvektion erfolgt Zur Verbesserung der Zirkulation durch Konvek- 45 (dieser Effekt wird ebenfalls im Falle der Ausüon dieses Wassers zwischen dem Äußeren und In- führungsform gemäß F i g. 4 erzielt),
neren des Schutzschirmes 5 wird erfindungsgemäß in die Anordnung der Innenbehälter ist einfach dem Behälter 5 a eine Anzahl von Leitungen 5a vor- aufgebaut und hält trotz dünnen Wänden Übergesehen, die diesen durchdringen und deren Form drücken stand, und zwar wegen der verringerten derart beschaffen ist, daß sie einem direkten Austritt 50 Querschnitte der Behälter und des besonderen der Strahlung entgegenstehen. Beispielsweise können Aufbaues des Deckels, und gegebenenfalls des die Leitungen 55 gekrümmt sein, wie es in Fig. 10 Bodens,

und 11 gezeigt ist. _dj_e Dichtungsverbindungen in Höhe des Deckels

Vorzugsweise sind die Leitungen 55 in der Nähe und, gegebenenfalls, des Bodens werden wäh-

der unteren und oberen Erzeugenden des Behälters 55 rend des Ladevorganges und Entladevorganges

in der waagerechten Transportstellung vorgesehen. gekühlt

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

7. Behälter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (41) eine durch Verstärkungsglieder (43) verstärkte Wölbung aufweist. 8. Behälter nach einem der Ansprüche 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der gemeinsame Umfangsflansch (41 b) des Deckels einen zu der Achse des inneren Behälters paralleler: Rand aufweist, wobei ein Umfangshohlraum (46) zur Aufnahme von Wasser gebildet wird. 9. Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Neutronenschirmplatten (F) im inneren Behälter oder bei mehreren inneren Behältern zwischen diesen vorgesehen sind. 10. Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Wärmeisolierüberzug (4), der an denjenigen Stellen angebracht ist, die keine Kühleinrichtungen aufweisen. Patentansprüche:

1. Behälter für den Transport und die Lagerung von radioaktiven Materialien, nämlich von bestrahlten Brennelementen, mit einem inneren 5 Behälter, in dem die radioaktiven Materialien untergebracht sind, der dicht verschließbar ist und ein Fluid enthält und von einem Schutzschirm gegen Gammastrahlen umgeben ist, der seinerseits im Abstand von ihm von einer äuße- io ren Schale umgeben ist, die Kühlelemente auf ihrer äußeren Oberfläche aufweist zur Kühlung durch natürliche Konvektion in der Luft, und Wasser enthält, in das der Schutzschirm und der innere Behälter eingebettet sind, dadurch 15 gekennzeichnet, daß der innere Behälter (1) in an sich bekannter Weise von einem mit eigenem dichtem Verschluß (7 α) versehenen Behälter gebildet ist, daß der innere Behälter (1) in an sich bekannter Weise mitsamt dem Schutz- 30 schirm (S) gegen Gammastrahlen herausziehbar und auswechselbar im Inneren der äußeren