DE2401704C3 - Verfahren zur Verdichtung von pulverförmigem Material zu einem festen Körper für eine radioaktive Wärmequelle - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Verdichtung von pulverförmigem Material zu einem festen Körper für eine radioaktive Wärmequelle unter Verwendung von hohem Druck und hoher Temperatur.

Aus der DE-OS 16 39 429 ist bereits ein derartiges Verfahren zur Herstellung einer radioaktiven Wärmequelle bekannt Bei diesem Verfahren wird zuerst pulverförmiges nicht radioaktives Material mittels einer J5 hydraulischen Presse zu einem festen Körper verdichtet Dieser Körper wird dann in einer inerten Atmosphäre gesintert und nachfolgend in einen dünnwandigen, mittels eines Elektronenstrahls zugeschweißten Metallbehälter eingeschlossen. Dieser ummantelte Körper wird schließlich durch Neutronen aktiviert, so daß eine radioaktive Wärmequelle entsteht. Die Herstellung einer derartigen Wärmequelle ist hinsichtlich bestimm¹ ter Vorsichtsmaßnahmen weniger kritisch, da das Ausgangsmaterial für den festen Körper nicht radioaktiv ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs angegebene Verfahren zur Verdichtung von pulverförmigem Material so weiterzubilden, daß es auch bei einem radioaktiven Material gefahrlos angewendet >o werden kann.

Diese Aufgabe wird nach der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst, daß das radioaktive Material unter Vakuum in einen ersten Behälter eingeschlossen wird, daß der erste Behälter in einen zweiten, mit einem « druckübertragenden Medium gefüllten Behälter angeordnet wird und daß der zweite Behälter bei der hohen Temperatur dem hohen Druck ausgesetzt wird.

In diesem Zusammenhang, ist zu erwähnen, daß aus der GB-PS 10 62 739 bereits radioaktive Wärmequellen t>o bekannt sind, die eine mehrfache Umhüllung aufweisen. Diese Druckschrift enthält jedoch keinen Hinweis über die Herstellung der dort verwendeten Wärmequellen.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann die Forderung nach einer möglichst hohen Dichte des h> radioaktiven Materials erfüllt werden, da mehr als 95% der theoretischen Dichte des Materials erreichbar ist. Der zweite Behälter bildet dabei eine Art von.

Sicherheitselement, das eine versehentliche Ausbreitung des radioaktiven Materials während des Verdichtungsvorgangs verhindert

In Ausgestaltung der Erfindung ist es besonders zweckmäßig, als druckübertragendes Medium flüssiges Metall, wie Blei, zu verwenden. Ferner ist es vorteilhaft die beiden Behälter unter einem Druck von mindestens 1000 bar und bei einer Temperatur von mindestens 1200° C zu verdichten.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert

Ein erster Behälter 1 enthält granuliertes oder pulverförmiges radioaktives Material 2, das in einer sogenannten heißen Zelle vorverdichtet worden ist Bei dieser heißen Zelle handelt es sich um einen gegen Austritt von Radioaktivität geschützten Raum, in dem das radioaktive Material von außen behandelt werden kann. Bei dieser Vorverdichtung wird der Behälter mit dem Inhalt während einer gewissen Zeitspanne mechanischen Vibrationen ausgesetzt, wodurch bereits eine 50—60%ige Verdichtung des granulierten oder pulverförmigen Materials erzielt werden kann. Eine solche Verdichtung ist mit Sicherheit dann zu erreichen, wenn das radioaktive Material in Form von kugelförmigen Granulaten vorliegt In der heißen Zelle wird der Behälter 1 dann mit einem Deckel 3 abgedeckt und durch Anwendung der Elektronenstrahlschweißung mit der Behälterwand 4 verbunden. Beim Schweißen unter Vakuum bildet sich eine gleichförmige Schweißraupe 5 zwischen dem Deckel 3 und der Wand 4. Der Behälter 1 wird anschließend in der heißen Zelle in einen zweiten Behälter 6 eingesetzt der aus einem zusammenpreßbaren Material besteht und mit einem druckübertragenden Medium, z. B. flüssigem Material 7 gefüllt ist Nun wird der Behälter 6 mit dem Deckel 8 auf dieselbe Weise wie der Behälter 1 verschlossen, und zwar durch Verschweißen (Schweißraupe 9) des Deckels 8 mit der Wand des Behälters 6 mit Hilfe eines Elektronenstrahl-Schweißgerätes. Zur Festlegung des Behälters 1 im Behälter 6 sind leicht verformbare Stützelemente 10 und 11 vorgesehen.

Die auf diese Weise entstandene und in der Zeichnung schematisch dargestellte Behälterzusammenstellung wird nunmehr in einer hydraulischen Presse verdichtet, wobei die Behälter während einer gewissen Zeitspanne gleichzeitig der Wirkung hohen Drucks und hoher Temperatur (»Heißverdichtung«) unterworfen werden.

Bei dieser Verdichtung wirkt der zweite Behälter 6 als ein Sicherheitspuffer, der eine Leckage des radioaktiven Materials während der Heißverdichtung verhindert. Würde z. B. im Behälter 6 eine Leckage entstehen, so könnte die Verdichtung nur bis zu einem gewissen Grad oder überhaupt nicht stattfinden, weil bei Steigerung des Druckes ein Druckausgleich zwischen dem Behälter 6 und der Druckkammer der Presse erfolgt Bei einer Leckage im Behälter 1, der das radioaktive Material enthält, würde während der Verdichtung flüssiges Metall durch die undichte Stelle in den Behälter 1 einsickern. In diesem Fall würden die Behälter nicht verdichtet, weil das druckübertragende Medium, d. h. das flüssige Metal! 7, in den Behälter 1 eindringt und so der Druck ausgeglichen wird.

Nach der Verdichtung kann das verdichtete radioaktive Material als Isotopenwärmequelle verwendet werden. Dies geschieht durch Herausnehmen des Behälters 1 aus dem Behälter 6 und Anordnung dieses Behälters 1 in einem entsprechend abgesicherten Raum.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Verdichtung von pulverförraigem Material zu einem festen Körper für eine radioaktive s Wärmequelle unter Verwendung von hohem Druck und hoher Temperatur, dadurch gekennzeichnet, daß das radioaktive Material unter Vakuum in einen ersten Behälter eingeschlossen wird, daß der erste Behälter in einen zweiten, mit einem druckübertragenden Medium gefüllten Behälter angeordnet wird und daß der zweite Behälter bei der hohen Temperatur dem hohen Druck ausgesetzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Medium flüssiges Metall verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall Blei ist

4. Verfahren nach einem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der hohe Druck mindestens 1000 bar und die hohe Temperatur mindestens 1200° C beträgt