DE2656390A1

DE2656390A1 - Einrichtung fuer alpha-autoradiographien

Info

Publication number: DE2656390A1
Application number: DE19762656390
Authority: DE
Inventors: Heinz Pieschel
Original assignee: Alkem GmbH
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1976-12-13
Filing date: 1976-12-13
Publication date: 1978-06-15
Also published as: DE2656390C2; FR2373799A1; ES464992A1; BE861751A

Description

ALKEI"! GmbH . Unser Zeichen

2 VPA 76 ρ 8 5 6 E BRD

Einrichtlang für Alpha-Autoradiographien

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Erstellung von Alpha-Autoradiographien von innerhalb von Handschuhboxen bearbeiteten und in Kunstharz eingebetteten Schliffproben, die beispielsweise Plutoniumpartikel enthalten. Die Autoradiographie ist an sich ein schon sehr altes Verfahren, mit dem die Verteilung radioaktiver Strahler in einem Probekörper nachgewiesen werden kann. Insbesondere bei der Entwicklung von Kernbrennstoffen ermöglicht dieses Verfahren die Beurteilung vor und nach ihrem Einsatz in einem Kernreaktor. Es ist dabei allgemein üblich, und notwendig, die zu untersuchenden Proben in Gießharz einzubetten und eben zu schleifen sowie anschließend zu polieren. Auf diese polierte Oberfläche wird dann ein für die entsprechende Strahlung empfindlicher Film gelegt, für eine empirisch ermittelte Zeit sozusagen durch die Probe selbst "belichtet" und sodann entwickelt. Das dabei auf dem Film entstehende Bild zeigt die Quellen der radioaktiven Strahlung. Dies können Alphastrahlung, Betastrahlung aber auch Gammastrahlung sein.

In- Anbetracht dieses Umganges mit radioaktiven Stoffen muß das diese Untersuchungen durchführende Personal entsprechend geschützt und abgeschirmt werden. Diese Arbeiten werden daher innerhalb von heißen Zellen bzw. bei alpharadioaktiven Stoffen innerhalb von Handschuhkasten durchgeführt.

Mi 21 Ant / 7.12.1976

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Bei der Verarbeitung von plutoniumhaltigen Kernbrennstoffen ist es notwendig, laufend die Verteilung des Plutoniums in den Kernbrennstofftabletten zu kontrollieren, da davon die Einsatzfähigkeit solcher Tabletten in Kernreaktorbrennstäben beeinflußt "wird.. Bisher war es üblich, die Proben in Handschuhkasten zu bearbeiten, d.h. sie zu schneiden, in Gießharz einzubetten und zu schleifen, dann diese Schliffproben in eine Transportkapsel einzusetzen und diese dann in einem komplizierten Ausschleusungsvorgang einschließlich einer äußeren Dekontamination aus der Handschuhbox heraus zu transportieren. Anschließend wurde diese Kapsel z.B. in eine Dunkelkammer befördert und nach dem Auflegen eines Filmes auf die Schliffprobe durch die Strahlung derselben belichtet. Anschließend wurde der Film entwickelt, die Kapsel in den Handschuhkasten zurückgebracht, entleert mit einer neuen Probe versehen usw. Aus dieser kurzen Beschreibung geht hervor, daß es sich dabei um einen äußerst zeitraubenden und wegen der Möglichkeit einer Kontamination einen gefährlichen Vorgang handelt, so daß sich das dringende Bedürfnis ergab, eine Einrichtung zu finden, mit der die Alpha-Autoradiographie in wesentlieh kürzerer Zeit durchgeführt werden kann. Insbesondere sollte es dabei möglich sein, jede Kontamination des Filmmaterials der Person und des Arbeitsraumes mit Sicherheit auszuschließen.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, daß die Handschuhbox eine Öffnung besitzt, die mit einer auswechselbaren elastischen Mylar-Folie abgeschlossen ist, daß innerhalb der Box eine Aufnahmevorrichtung für die Schliffprobe vorgesehen ist, die diese mit der Folie in flächigen, arretierbaren Kontakt zu bringen gestattet und daß außerhalb der Box oberhalb der Öffnung eine Halterung für einen alphaempfindlichen Film mit einer zeitlich steuerbaren Verstelleinrichtung vorgesehen ist, mit deren Hilfe der Film rasch mit der Mylar-Folie im Sinne einer einstellbaren Expositionszeit kontaktierbar bzw. nach der "Belichtung" z.B. automatisch abhebbar ist.

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Diese Einrichtung zur Autoradiοgraphie befindet sich demnach teilweise innerhalb der Handschuhbox, teilweise außerhalb derselben, so daß die Schliffprobe ständig innerhalb der Handschuhbox verbleibt, Transport- und Ausschleusevorgänge somit überflüssig sind. Die Handschuhbox selbst bleibt nach außen hin dicht abgeschlossen, sie besitzt nur ein für Alphastrahlen durchlässiges Fenster in Gestalt einer hauchdünnen Mylar-Folie, deren Dicke z.B. 3 /um beträgt. Die Mylar-Folie besteht aus Polyester, ist elastisch und besitzt auch genügend Festigkeit, um den Druckunterschieden zwischen dem Innenraum der Handschuhbox und der umgebenden Luft standzuhalten.

Zur Durchführung der Alpha-Autoradiographie wird dabei die Schliffprobe von innen mit dieser Mylar-Folie kontaktiert und von außerhalb der Handschuhbox der Film auf diese Folie aufgepreßt, wobei natürlich Sorge dafür getragen werden muß, daß der Film nicht nur ruhig liegt - zur Vermeidung von Unscharfen sondern auch aus demselben Grunde absolut plan auf der Schliffprobe sitzt. Da die "Belichtungszeiten" durch die Alphastrahler in der Schliffprobe durchaus in der Größenordnung von Sekunden liegen können, muß der alphaempfindliche Film rasch aufgesetzt, aber auch rasch wieder abgenommen werden können. Da die Alphateilchen nur eine sehr geringe Reichweite haben, genügt bereits ein Abstand von wenigen Millimetern zwischen der Schliffprobe und dem Film zur Beendigung der "Belichtungszeit". Als alphaempfindliche Filmschicht kann dabei Zellulosenitrat Verwendung finden, das weder auf Beta- und Gammastrahlung, noch auf normales Licht anspricht. Es können jedoch auch konventionelle Filme, wie z.B. vom Typ Agfa-Scientia 10 E 56 Verwendung finden. Da letztere lichtempfindlich sind, ist es notwendig, diese in eine Kassette, wie sie aus der Fototechnik bekannt ist, einzuschließen.

In den Figuren 1 und 2 ist eine derartige Einrichtung zur Durchführung der Alpha-Autoradiographie schematisch näher dargestellt. Mit 15 ist die Handschuhbox bezeichnet, in der auch

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die Vorbereitungsarbeiten für die Alpha-Autoradiographie durchgeführt werden, also das Herrichten der Schliff probe·. Die Box ist in an sich bekannter Weise mit einem Fenster 13 sowie mit Handschuhringen 14 versehen. An diesen sind in nicht dargestellter Weise die Bedienungshandschuhe luftdicht angeschlossen, mit denen das Arbeitspersonal im Inneren der Handschuhbox hantieren kann. Die Einrichtung zur Autoradiographie besteht im Inneren zunächst aus einer am Gehäuse 15 befestigten Führungsschiene auf der ein Führungsstück 7 verschiebbar und über eine Feststellschraube 8 arretierbar angeordnet ist. In diesem Führungsstück befindet sich der Probenhalter 11, der über eine Rändelmutter in seiner Höhenlage fein justiert werden kann. Er trägt an seinem oberen Ende den Probenhalter 11, wobei zur Selbstjustierung zwischen Schliffprobe und Film unter Umständen an dieser Stelle ein Kugelgelenk zwischengeschaltet sein kann. In dem Probehalter ist die Probe 9, die genormte Abmessungen hat» eingesetzt und festgespannt. Nach dem Einsatz der Schliffprobe wird das Führungsstück 7 bis zum Anschlag 5 nach oben geschoben und diese liegt in dieser Stellung an der Mylar-Folie, die die Handschuhbox 15 abschließt, an.

Diese Stellung ist in Fig. 2 vergrößert dargestellt. Die Mylar-Folie ist mit B bezeichnet und ist auf einen sogenannten Folienring 4, der auswechselbar und abdichtend in die Boxwandung eingesetzt ist, aufgeklebt. Der alphaempfindliche Film ist mit A bezeichnet, auf ihn wirkt eine Anpreßkraft, die von außerhalb der Handschuhbox aufgebracht wird. Zu diesem Zwecke befindet sich oberhalb dieser Mylar-Folie eine Halterung 2, die mit einer zeitlich steuerbaren Verstelleinrichtung für den Filmträger 3 versehen ist. Diese Verstelleinrichtung kann beispielsweise ein Hubmagnet 1 sein, der mit der eigentlichen E'ilmhalterung 3 ebenfalls über ein Kugelgelenk verbunden ist. Das Gewicht des Hubmagnetankers, sowie der Filmhalterung 3 bewirkt einen Andruck des Filmes auf die Mylar-Folie und damit auf die Probe sowie ein schnelles Aufsetzen derselben. Über ein Zeitschaltwerk wird

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dann am Ende der "Belichtungszeit" der Hubmagnet eingeschaltet und hebt den Film rasch nach oben ab.

Die Aufnahmevorrichtung 3 enthält den Film z.B. in einer Kassette, deren Verschlußdeckel in an sich bekannter Weise vor der "Belichtung" zurückgezogen und nach der Belichtung wieder geschlossen wird, so daß die geschlossene Kassette dann aus der Apparatur entnommen und zum Entwicklungsort gebracht werden kann.

Somit ist dafür Sorge getragen, daß niemals eine Kontaminierung des Films oder der außerhalb der Box liegenden Teile der Auto-Radiographieeinrichtung bzw. des Bedienungspersonals vorkommen kann. Im Falle einer Beschädigung der Mylar-Folie kann diese rasch ausgewechselt werden, ihr Durchmesser beträgt normalerweise nur wenige Zentimeter.

Wicht unerwähnt soll bleiben, daß diese Folie auch metallisch bedampft sein kann, wodurch sich eine normale Belichtung des Films durch die Innenbeleuchtung der Handschuhbox, verhindern läßt. Eine solche Bedampfung kann aber auch als ^-Filter bemessen und vorgesehen sein.

Anstelle einer Filmkassette könnte z.B. auch ein Rollfilmmagazin Verwendung finden, wie es aus der normalen Fototechnik her bekannt ist.

Selbstverständlich sind noch andere konstruktive Abwandlungen dieser Einrichtung möglich, so wäre es z.B. denkbar, den Probenhalter nicht von Hand bis zum Anschlag zu führen, sondern diese Bewegung mit Hilfe einer Exzenterscheibe durchzuführen und damit sogleich auch die obere Justierung der Schliffprobe in der "Belichtungsstellung" sicherzustellen.

5 Patentansprüche
2 Figuren

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Claims

76 P 8 5 62 BRD Patentansprüche

1.· Einrichtung zur Erstellung von Alpha-Autoradiographien von innerhalb von Handschuhboxen bearbeiteten und in Kunstharz eingebetteten Schliffproben, die beispielsweise Pu-Partikel enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß die Handschuhbox eine Öffnung besitzt, die mit einer auswechselbaren elastischen Mylar-Folie abgeschlossen ist, daß innerhalb der Box eine Aufnahmevorrichtung für die Schliffprobe vorgesehen ist, die diese mit der Folie in flächigen, arretierbaren Kontakt zu bringen gestattet und daß außerhalb der Box oberhalb der öffnung eine Halterung für einen alphaempfindlichen Film mit einer zeitlich steuerbaren Verstelleinrichtung vorgesehen ist, mit deren Hilfe der Film rasch mit der Mylar-Folie im Sinne einer einstellbaren Expositionszeit kontaktierbar und nach der "Belichtung" z.B. automatisch abhebbar ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmevorrichtung verschiebbar auf einer an der Boxwand befestigten Führungsschiene mit einstellbarem Anschlag angeordnet ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als zeitlich steuerbare Verstelleinrichtung ein mit der mechanisch geführten Filmhalterung verbundener Hubmagnet vorgesehen ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mylar-Folie mit einer aufgedampften Metallschicht versehen ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Filmhalterung in leichtbeweglichen Kugelköpfen gelagert ist.

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ORIGINAL SNSFeCTED