DE2629011B2 - Handschuhbox - Google Patents
HandschuhboxInfo
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- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
- G21F9/00—Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
- G21F9/02—Treating gases
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
- G21F7/00—Shielded cells or rooms
- G21F7/04—Shielded glove-boxes
- G21F7/041—Glove-box atmosphere, temperature or pressure control devices
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- Structure Of Emergency Protection For Nuclear Reactors (AREA)
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Handschuhbox mit einem Abluftsammeisystem, in der beim
Umgang mit radioaktiven Medien — wie z. B. salpetersauren Lösungen — Nitrosegase entstehen.
Diese nitrosen Gase sind Sauerstoffverbindungen des Stickstoffes, wie z. B. N2Os, Stickstoffmonoxid NO und
Stickstoffdioxid NO2. Diese Gase, insbesondere das Stickstoffdioxid, sind sehr giftig und korrosiv und
können in entsprechenden Konzentrationen beim Menschen Lungen- und Blutschäden erzeugen. Es ist
daher notwendig, solche Gase, deren Entstehung sich nicht verhindern läßt, durch katalytische und chemische
Umwandlung in ungiftige Gase, wie z. B. Stickstoff und Kohlendioxid, umzuwandeln. So ist es z. B. schon
bekanntgeworden, diese Umwandlung mit reduzierenden Gasen, wie z. B. Wasserstoff, Methan oder anderen
Kohlenwasserstoffen, durchzuführen.
Auch beim Umgang mit radioaktiven Medien, wie z. B. Salpetersäuren Lösungen von Schwermetallen wie
Uran und Plutonium, entstehen nitrose Gase. Da solche
Arbeiten niemals in offenen Räumen ohne Schutzvorkehrungen durchgeführt werden dürfen, werden diese
normalerweise in ventilierten Abzügen oder in einer sogenannten Handschuhbox vorgenommen. Das sind
große nach außen abgedichtete Kästen, die über Glasfenster von außen einsehbar sind und wobei die
Bedienung von Hand über mit der Behälterwandung gasdicht verbundene Handschuhe aus gasundurchlässigem
Material erfolgt. Der Innenraum einer solchen Box ist an ein kontinuierlich arbeitendes Zu- und Abluftsystem
angeschlossen, die Abluft wird dabei stets über Filter geführt. Diese haben die Aufgabe, evtl. radioaktive
Partikelchen zurückzuhalten.
Insbesondere beim Arbeiten mit Salpetersäure, wenn z. B. uran- oder plutoniumhaltige Teile, wie der
Ausschuß von Kernbrennstofftabletten aufgelöst werden soll, entstehen nitrose Gase, die unter keinen
Umständen dem normalen Ablnftsystem zugeführt
werden dürfen. Zerlegungseinrichtungen für solche Gase, wie sie anfangs genannten worden sind, stellen
umfangreiche Apparaturen dar, bei denen df» Gefahr
in einer radioaktiven Verunreinigung und evtl. auch einer
für den vorliegenden Fall daher sehr problematisch
wäre.
ι5 Handschuhbox entstehenden nitrosen Gase zu vernichten,
wobei die dazu vorzusehende Einrichtung räumlich sehr klein gehalten werden kann und bei der eine
radioaktive Kontamination nicht zu befürchten ist bzw. eine Dekontamination keinerlei Schwierigkeiten bereiten
würde.
Diese Aufgabe wird bei der eingangs genannten Handschuhbox erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß sie
mit Einrichtungen, bestehend aus einer mit Aktivkohle gefüllten, mit einer bis auf ca. 600° C regelbar
einstellbaren elektrischen Heizung versehenen Patrone mit porösen Stirnwänden, versehen ist, zur chemischen
Umwandlung der Njtrosegase in solch« Stoffe, die über
an sich bekannte Filter dem Abluftsammeisystem zugeführt bzw. als Kondensat ausgeschieden werden
so können. Infolge der großen Oberfläche der Aktivkohle steht eine außerordentlich große Reaktionsfläche zur
Verfügung, so daß das gesamte Volumen des Reaktionsraumes — hier also der Aktivkohlepatrone — relativ
klein im Verhältnis zu bekannten Anlagen gehalten
s> werden kann. Da die Aktivkohle gleichzeitig auch als
Filter wirkt werden darin evtl. mitgenommene radioaktive Partikel festgehalten, eine Auswechslung des Filters
ist dann auch gleichzeitig mit einer Dekontamination der gesamten Umwandlungsekirichtung verbunden.
Zur weiteren Erläuterung dieser Erfindung sei ein in der Figur schematisch dargestelltes Ausführungsbeispiel
näher besprochen.
Die Figur zeigt praktisch einen schematischen Querschnitt durch eine Handschuhbox. Die Wandung
4> derselben ist mit 1 bezeichnet. Innerhalb derselben
befindet sich ein Reaktionsgefäß 3, durch dessen angedeutete Stutzen z. B. Salpetersäure und plutoniumhaltige
Stoffe zum Auflösen eingebracht werden. Durch Erwärmen des Inhaltes des Reaktionsgefäßes 3, z. B. mit
oo Hilfe einer Heizspiral: 31, wird der Auflösungsvorgang
beschleunigt. Die entstehenden Dämpfe gelangen mit einem inerten Trägergas, z. B. Stickstoff, in einen
darüber angeordneten Kondensator 4, der in seinem Inneren z. B. eine wassergekühlte Rohrschlange 41
v> enthält. Die nitrosen Gase allerdings werden dabei nicht
kondensiert und gelangen in die darüber angeordnete Einrichtung 2, in der die Umwandlung derselben in
Stickstoff und Kohlenmonoxidgas erfolgt. Diese Einrichtung ist, wie dargestellt, mit einem Flansch dicht mit
ho der Behälterwandung der Handschuhbox I verbunden
und besteht aus einem Mantelrohr 25, das von einer Heizeinrichtung 26, vorzugsweise elektrischer Art,
umgeben ist. Im Inneren des Mantelrohres 25 befindet sich die Patrone 21, die wiederum mit Aktivkohle 22
μ gefüllt ist und gasdurchlässige, also pröse Stirnwände 23
und 24, aufweist. Diese Wände sorgen auch dafür, daß die Aktivkohle nicht weiterwandern oder in den
Reaktionsbehälter gelangen kann. Durch die elektrische
Heizung 26 wird das Aktivkohlebett 22 auf etwa 600° C
aufgeheizt und ist dadurch in der Lage, die nitrosen Gase zu reduzieren. Es entsteht dabei also ein reiner
Stickstoff sowie vornehmlich Kohlenmonoxidgas, Diese werden über die Leitung 5 dem wieder im Handschuhkasten
angeordneten Brenner 51 zugeführt, der das Kohlenmonoxidgas mit Hilfe des in der Handschuhbox
1 vorhandenen Sauerstoffes über der auf ca. 800° C erhitzten Platinspirale 52 zu Kohlendioxid oxidiert
Über die Leitung 54 gelangen die nun harmlosen Gase Stickstoff und Kohlendioxid in das Abluftfilter 6 und von
dort über die Leitung 7 an das Abluftsystem der Gesamtanlage. Der Auffangtrichter 53 für die Flammengase
aus dem Brenner 51 ist wassergekühlt und mit einer Ablaufrinne sowie einem Ablaufrohr 55 versehen.
Durch diese zusätzliche Einrichtung werden mitgeführte Wasserdämpfe kondensiert und im Auffangbehälter
56 gesammelt
Um eine Vorstellung von der Größenordnung der Umwandlungseinrichtung 2 zu geben, sei erwähnt daß
der Durchmesser der Patrone 21 beispielsweise 3 cm und seine Länge etwa 50 cm betragen können.
Bestimmend für die Größe dieser Einrichtung ist dabei selbstverständlich der mengenmäßige Anfall an nitrosen
Gasen, der wiederum von der Größenordnung der in der Handschuhbox 1 vorgesehenen Einrichtungen
abhängt Diese sind nicht auf jene beschränkt die in dem Beispiel erwähnt wurden, vielmehr sind auch andere
apparative Möglichkeiten denkbar, bei deren Arbeiten nitrose Gase entstehen und die daher aus Sicherheitsgründen
unbedingt beseitigt werden müssen.
Die Einrichtung 2 muß dabei selbstverständlich aus korrosionsbeständigem Material, z. B. austenitischen
Stählen gefertigt sein. Die Heizeinrichtung kann als •ibergeschobener rohrförmiger Mantel für das Rohr 25
ausgebildet sein, sie kann jedoch auch aus zwei auseinanderklappbaren Hälften bestehen.
Auch könnte anstelle einer Elektroheizung eine Gasheizung vorgesehen werden oder eine Widerstandsbeheizung
der Patrone 21 selbst Unabhängig von der Heizungsart für das Aktivkohlefilter 22 wird selbstverständlich
eine thermische Isolation in an sich bekannter Weise um diese Einrichtung 2 herum vorgesehen. Diese
wurde allerdings in der schematischen Darstellung der Übersichtlichkeit halber nicht eingezeichnet
ίο Da durch den Umsetzvorgang der nitrosen Gase im
Aktivkohlebett Kohlenstoff verbraucht und in gasförmiger Form dem Brenner 51 zugeführt wird, findet ein
allmählicher Verbrauch der Aktivkohle statt der dann letztlich auch den Zeitpunkt für den Ersatz dieser
Patrone durch eine neue bestimmt Der Auswechselvorgang für diese Patrone läßt sich vom Inneren der
Handschuhbox aus ohne Schwierigkeiten durchführen, evtl. in der alten Patrone enthaltene radioaktive
Verunreinigungen verbleiben darin. Die alte Patrone wird dann, wie es mit anderen radioaktiven Teilen auch
vielfach geschieht mit Hilfe einer Plastikhülle gegen Kontaminations-Ausbreitung abgeschirmt und über
eine nicht dargestellte Schleuse der Handschuhbox entnommen.
Bei der Wichtigkeit der Einrichtung 2 für den Betrieb einer derartigen Handschuhbox ist es zweckmäßig, die
Einsatzbereitschaft derselben nach Erreichen der Solltemperatur des Kohlebettes 22, z. B. durch eine
Signallampe anzuzeigen und damit den chemischen
it) Betrieb in dieser freizugeben. Umgekehrt ist es auch
zweckmäßig, beim Auftreten einer Störung in dieser Einrichtung 2 eine Warneinrichtung ansprechen zu
lassen, damit der Betrieb innerhalb des Handschuhkastens und damit die Entstehung weiterer nitroser Gase
sofort eingestellt werden können.
Claims (3)
1. Handschuhbox mit einem Abluftsammeisystem, in der beim Umgang mit radioaktiven Medien — wie
z. B. salpetersauren Lösungen — Nitrosegase entstehen, dadurch gekennzeichnet, daß
sie mit Einrichtungen (2), bestehend aus einer mit Aktivkohle (22) gefällten, mit einer bis auf ca. 600° C
regelbar einstellbaren elektrischen Heizung versehenen Patrone (21) mit porösen Stirnwänden (23,
24), versehen ist, zur chemischen Umwandlung der Nitrosegase in solche Stoffe, die über an sich
bekannte Riter dem Abluftsammeisystem zugeführt bzw. als Kondensat ausgeschieden werden können.
2. Handschuhbox nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umwandlungseinrichtung
(2) so an die Wandung der Handschuhbox (1) angebaut ist, daß die Patrone (21) vom Innenraum
dieser Box (1) aus auswechselbar ist und diese Stelle während des Betriebes mit dem Entstehungsort
nitroser Ca&e, wie z. S. einem Reaktionsbehälter (3)
und/oder einem Kondensator (4) verbunden ist
3. Handschuhbox nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umwandlungseinrichtung
(2) ausgangsseitig mit einer Rohrleitung (5) verbunden ist, die mit einem Gasbrenner (51) innerhalb der
Box (1) in Verbindung steht, der zur Zündung beispielsweise mit einer elektrisch beheizten Platinspirale
(52) versehen ist und daß die Abgase dieses Brenners (51) über einen gekühlten Trichter (53) mit
Kondensatablaufrohr (55) und ein Rohr (54) an ein Abluftfilter (<u) angeschlossen ist
Priority Applications (5)
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