DE2445141B2

DE2445141B2 - GAS DISCHARGE TUBE, IN PARTICULAR OVERVOLTAGE ARRANGER

Info

Publication number: DE2445141B2
Application number: DE19742445141
Authority: DE
Inventors: Jürgen Dipl.-Ing. 1000 Berlin Nowack
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1974-09-20
Filing date: 1974-09-20
Publication date: 1977-06-30
Also published as: DE2445141A1

Description

4545

Die Erfindung betrifft eine Gasentladungsröhre, insbesondere einen Überspannungsableiter, mit einem gasgefüllten Entladungsgefäß, das zur Vorionisation seiner Gasfüllung einen radioaktiven Stoff enthält.The invention relates to a gas discharge tube, in particular a surge arrester, with a Gas-filled discharge vessel that contains a radioactive substance to pre-ionize its gas filling.

Gasentladungsröhren, insbesondere Überspannungsableiter, dieser Art gehen beispielsweise aus der DT-AS 88 708 als bekannt hervor. Zur Vorionisation der Gasfüllung, die z. B. aus Argon oder Helium besteht, ist auf der Innenseite eines rohrförmigen Isolierkörpers im Bereich zwischen den Elektroden ein ringförmiges Band aus Nickel 63 aufgebracht. Auch Krypton 85 hat sich zur Vorionisation bewährt.Gas discharge tubes, in particular surge arresters, of this type go, for example, from the DT-AS 88 708 as known. For preionization of the gas filling, the z. B. consists of argon or helium is an annular band on the inside of a tubular insulating body in the area between the electrodes made of nickel 63 applied. Krypton 85 has also proven itself for pre-ionization.

Zur Vorionisation der Gasfüllung sind praktisch alle festen od:r gasförmigen radioaktiven Präparate geeignet, deren Halbwertzeit in der Größenordnung der Bauelementelebensdauer liegt. Als Gase werden neben Krypton 85 auch Tritium und als feste Stoffe Promethium 147 oder Radium 226 verwendet. Die Aktivitätsmenge liegt je Bauelement in der Größenordnung von I ■ 10~⁶ Curie.Practically all solid or gaseous radioactive preparations whose half-life is in the order of magnitude of the component life are suitable for pre-ionizing the gas filling. In addition to krypton 85, tritium are used as gases and promethium 147 or radium 226 are used as solid substances. The amount of activity per component is in the order of magnitude of I ■ 10 ~ ⁶ Curie.

Das lonisationsvermögen, bezogen auf den zurückgeThe ionization capacity, based on the returned

legten Weg eines Strahls, ist bei α-Teilchen am größten, bei y-Strahleia am geringsten. Man bevorzugt daher <x- und /f-Strahltir. In Zusammenhang damit steht, daß sich die Wirksamkeit der α- und 0-Strahlen hauptsächlich auf den Entladungsraum beschränkt, y-Strahlen aber auch außerhalb des Bauelements nachgewiesen werden können. Das ist unerwünschtlaid path of a ray, is greatest for α-particles, least with y-Strahleia. One therefore prefers <x- and / f-Strahltir. It is related to that the effectiveness of the α and O rays mainly limited to the discharge space, but y-rays can also be detected outside the component. That is undesirable

Der schwerwiegende Nachteil aller radioaktiven Präparate liegt darin, daß wegen der pulver- oder gasförmigen Beschaffenheit immer die Möglichkeit einer Kontamination der Fußböden, Arbeitsplätze oder der Luft besteht An den Hersteller derartiger Gasentladungsröhren ergehen deshalb umfangsreiche Auflagen der Aufsichtsbehörde, die nur mit einem in jeder Hinsicht erhöhten Aufwand erfüllt werden können. Bei festen radioaktiven Präparaten ist zusätzlich der Verwurf von Ausfall oder ausgedienten Gasentladungsiröhren problematisch; bei gasförmigen Radionukliden ist der Preis verhältnismäßig hoch. In allen Fällen ist die Verwendung mit erheblichen technischen ,Schwierigkeiten verbunden.The serious disadvantage of all radioactive preparations is that because of the powder or gaseous nature always the possibility of a contamination of the floors, workplaces or of the air is therefore extensive Requirements of the supervisory authority that can only be met with increased effort in every respect can. In the case of solid radioactive preparations, there is also the discard of any failure or obsolescence Gas discharge tubes problematic; in the case of gaseous radionuclides, the price is relatively high. In In all cases, the use is associated with considerable technical difficulties.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, bei der Herstellung und beim Verwurf von Gasentladungsröhren Kontaminationen durch den radioaktiven Stoff zu vermeiden Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einer Gasentladungsröhre der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß der radioaktive Stoff durch Bestrahlung eines auf mindestens einem Inrienteil des Entladungsgefäßes angebrachten aktivierbaren Materials gebildet ist.The object of the present invention is therefore to avoid contamination by the radioactive substance during the production and when discarding gas discharge tubes to avoid To solve this problem, a gas discharge tube of the type mentioned at the beginning proposed according to the invention that the radioactive material by irradiation on at least one Inrient part of the discharge vessel attached activatable material is formed.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.Further refinements of the invention are contained in the subclaims.

Die Vorteile dieser Gasentladungsröhre sind die Unmöglichkeit von Kontaminationen bei ihrer Herstellung und beim Verwurf und die Möglichkeit des genauen Dosierens der Aktivitätsmenge. Außerdem können keine unerwünschten Nebenerscheinungen des radioaktiven Präparates auftreten wie mangelnder Isolationswiderstand eder zu große Fertigungsstreuung.The advantages of this gas discharge tube are the impossibility of contamination during its manufacture and when discarding and the possibility of accurate Dosing the amount of activity. In addition, no undesirable side effects of the radioactive preparation can occur, such as a lack of insulation resistance or excessive manufacturing variance.

Bei einem Verfahren zum Herstellen einer erfindungsgemäßen Gasentladungsröhre wird das aktivierbare Material erst nach Gasfüllung und Verschließen des Entladungsgefäßes durch Bestrahlung in einen radioaktiven Stoff umgewandeltIn a method for producing a gas discharge tube according to the invention, the activatable material is only activated after gas filling and sealing of the discharge vessel converted into a radioactive substance by irradiation

Ausführungsformen der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigtEmbodiments of the invention are shown in the drawing and will be described in more detail below described. It shows

Fig. 1 einen Längsschnitt eines vereinfacht dargestellten Überspannungsabieiters,1 shows a longitudinal section of a surge arrester shown in a simplified manner,

FMg. 2 eine weitere Ausführungsform eines Überspannungsableiter undFMg. 2 a further embodiment of a surge arrester and

F i g. 3 eine andere Ausführungsform eines Überspannungsableiter.F i g. 3 shows another embodiment of a surge arrester.

Der in F i g. 1 dargestellte Überspannungsableiter besteht aus zwei kegelstumpfförmigen Elektroden 1, 2. Die Elektroden 1,2 sind mit ihren einander zugekehrten abgeflachten Auswölbungen in die Stirnseiten eines rohrförmigen Isolierkörpers 3 gasdicht eingesetzt. Überspannungsableiter dieser Art werden wegen der äuOeren Form auch Knopfabieiter genannt. Die gasdichte Verbindung der Elektroden 1, 2 mit dem Isolierkörper 3 erfolgt in diesem Ausführungsbeispiel über eine Glasschicht 6. Der rohrförmige Isolierkörper 3 besteht aus Keramik; er kann beispielsweise aber auch aus Glas bestehen. Die beiden Elektroden 1,2 weisen je einen äußeren Anschluß 5 in Form eines massiven Metallbolzens auf. Die einander zugekehrten abgeflachten Auswölbungen der Elektroden 1, 2 sind mit je einerThe in F i g. The surge arrester shown in FIG. 1 consists of two frustoconical electrodes 1, 2. The electrodes 1, 2 are facing each other flattened bulges in the end faces of a tubular insulating body 3 inserted gas-tight. Surge arresters of this type are also called button arresters because of their external shape. the In this exemplary embodiment, the electrodes 1, 2 are connected in a gas-tight manner to the insulating body 3 via a glass layer 6. The tubular insulating body 3 consists of ceramic; but he can also, for example made of glass. The two electrodes 1,2 each have an outer connection 5 in the form of a solid metal bolt. The mutually facing flattened bulges of the electrodes 1, 2 are each with one

Scheibe versehen. Diese Scheiben bilden die aktiven Elektrodenoberflächen. Die Scheiben bestehen aus einer Eisenlegierung mit einem Anteil von ungefähr 17% Kobalt als aktivierbares Material 4. Bei Bestrahlung dieser Scheiben im Reaktor mit sinem Neutronenfluß von 10^u Neutronen/s-'cm-² entsteht in 16,5 s das Radionuklid Kobalt 60 mit einer Aktivität von 50 nCi je Scheibe.Provided washer. These disks form the active electrode surfaces. The disks consist of an iron alloy with a proportion of approximately 17% cobalt as activatable material 4. When these disks are irradiated in the reactor with a neutron flux of 10 ^u neutrons / s-cm- ² , the radionuclide cobalt 60 is also formed in 16.5 s an activity of 50 nCi per disc.

Auch deT in Fig.2 dargestellte Ableiter ist ein sogenannter Qberspanmingsknopfableiter. Die Elektroden 1, 2 sind Ober eine Glasschicht 6 gasdicht in die Enden eines rohrförmigen Isolierkörpers 3 eingesetzt Als Zuleitungen 5 dienen wiederum massive Metallbolzen, von denen jeweils einer an den Elektroden 1 und 2 befestigt ist Auf den einander zugekehrten abgeflachten Auswölbungen der kegelstumpfförmigen Elektroden 5, 2 sind Scheiben 7 aus einer Eisenlegierung aufgebracht Diese Scheiben 7 sind auf inren einander zugekehrten Oberflächen mit einer dünnen Nickelschicht 4 versehen, die beispielsweise durch galvani sches Auftragen oder durch Plattierung auf die Scheiben 7 aufgebracht ist Durch Bestrahlung im Reaktor wird aus dem Nickel das Radionuklid Nickel 63 erzeugt, welches einen schwachen ^-Strahler zur Vorionisation des Überspannungsabieiters darstellt.Also deT shown in Fig.2 is an arrester so-called cross-tensioning button arrester. The electrodes 1, 2 are inserted into the ends of a tubular insulating body 3 in a gas-tight manner via a glass layer 6 Solid metal bolts, one of which is attached to electrodes 1 and 2, are again used as feed lines 5 is attached to the facing flattened bulges of the frustoconical electrodes 5, 2 disks 7 made of an iron alloy are applied. These disks 7 are on one another facing surfaces provided with a thin nickel layer 4, for example by electroplating cal application or by plating is applied to the disks 7 by irradiation in the reactor from the nickel the radionuclide nickel 63 is produced, which is a weak ^ radiator for pre-ionization of the surge arrester.

Bei dem in F i g. 3 dargestellten Überspannungsableiter ist die Elektrode 1 stiftförmig ausgebildet und von einer hohlzylindrischen Elektrode 2 umgeben. Die Elektroden 1, 2 sind in Führungen 10,11 gehaltert Die Führungen 10,11 bestehen aus einem Isolatormaterial, beispielsweise aus Keramik oder Glas. Das gasgefüllte Entladungsgefäß ist von einem rohrförmigen, aus Glas bestehenden Isolierkörper 3 und den Elektrodenendkappen 8, 9 gebildet Die Elektrode 1 ist an der Endkappe 8 und die Elektrode 2 an der Endkappe 9 befestigt In diesem Ausführungsbeispiel ist das aktivierbare Material 4 auf die Keramikführung 11 als Bestandteil einer einbrennbaren oder aufsinterbaren Paste aufgebrachtIn the case of the FIG. 3, the surge arrester shown, the electrode 1 is pin-shaped and from surrounded by a hollow cylindrical electrode 2. The electrodes 1, 2 are held in guides 10,11 Guides 10, 11 consist of an insulator material, for example ceramic or glass. The gas-filled The discharge vessel consists of a tubular insulating body 3 made of glass and the electrode end caps 8, 9 formed. The electrode 1 is on the end cap 8 and the electrode 2 on the end cap 9 In this embodiment, the activatable material 4 is attached to the ceramic guide 11 as Part of a paste that can be fired or sintered on

Die Erfindung ist darüber hinaus auch bei anderen in Frage kommenden Gasentladungsröhren, wie beispielsweise Blitzlichtröhren, Thyratrons und Leuchtstoffröhren, anwendbar.The invention is also in others in Question of upcoming gas discharge tubes, such as flash tubes, thyratrons and fluorescent tubes, applicable.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Gasentladungsröhre, insbesondere Überspannungsableiter, mit einem gasgefüllten Entladungsgefäß, das zur Vorionisation seiner Gasfüllung einen radioaktiven Stoff enthält, dadurch gekennzeichnet, daß der radioaktive Stoff durch Bestrahlung eines auf mindestens einem Innenteil des Entladungsgefäßes angebrachten aktivierbaren Materials (4) gebildet ist1. Gas discharge tube, in particular surge arrester, with a gas-filled discharge vessel, which is used to pre-ionize its gas filling Contains radioactive material, characterized in that the radioactive material through Irradiation of an activatable mounted on at least one inner part of the discharge vessel Material (4) is formed

2. Gasentladungsröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das aktivierbare Material (4) Kobalt, Nickel, Antimon, Cäsium oder Thallium ist, aus dem durch Neutronenbestrahlung die Radionuklide Kobalt 60, Nickel 63, Antimon 125, Cäsium 134 oder ThaUium 204 gebildet sind.2. Gas discharge tube according to claim 1, characterized in that the activatable material (4) Is cobalt, nickel, antimony, cesium or thallium, from which the radionuclides cobalt 60, nickel 63, antimony 125, cesium 134 are formed by neutron irradiation or ThaUium 204 are formed.

3. Gasentladungsröhre nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das aktivierbare Material (4) Bestandteil einer einbrennbaren oder aufsinterbaren Paste ist3. Gas discharge tube according to claim 1 or 2, characterized in that the activatable Material (4) is part of a paste that can be burned in or sintered on

4. Gasentladungsröhre nach einem der Ansprüche 1 bis 3 mit zwei eine Entladungsstrecke begrenzenden Elektroden, dadurch gekennzeichnet, daß die einander zugekehrten scheibenförmigen Oberflächen der Elektroden (1, 2) mit Scheiben aus einer Eisenlegierung versehen sind, die das aktivierbare Material (4) enthalten.4. Gas discharge tube according to one of claims 1 to 3 with two one discharge path limiting electrodes, characterized in that the facing disc-shaped Surfaces of the electrodes (1, 2) are provided with disks made of an iron alloy which contain the activatable material (4).

5. Gasentladungsröhre nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Eisenlegierung als aktivierbares Material (4) ungefähr 17% Kobalt enthalten sind.5. Gas discharge tube according to claim 4, characterized in that in the iron alloy as activatable material (4) contain approximately 17% cobalt.

6. Gasentladungsröhre nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die einander zugekehrten scheibenförmigen Oberflächen der Elektroden (1,2) mit metallischen Scheiben (7) versehen sind, deren einander zugekehrte Oberflächen mit einer aktivierbaren Nickelschicht (4) versehen sind.6. Gas discharge tube according to claim 4, characterized in that the facing disk-shaped surfaces of the electrodes (1,2) are provided with metallic disks (7), the surfaces facing one another are provided with an activatable nickel layer (4).

7. Verfahren zum Herstellen einer Gasentladungsröhre nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das aktivierbare Material (4) erst nach Gasfüllung und Verschließen des Entladungsgefäßes durch Bestrahlung in einen radioaktiven Stoff umgewandelt wird.7. A method for producing a gas discharge tube according to any one of claims 1 to 6, characterized characterized in that the activatable material (4) is only converted into a radioactive substance by irradiation after the gas has been filled and the discharge vessel has been closed.