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Strahlungsauellengestell. Verfahren zum Betrieb des Ge-
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stells und Vorrichtuna zum Durchführen des Verfahrens Die Erfindung
betrifft ein Strahlungsquellengestell in Form eines rechteckigen Rahmens für eine
Bestrahlungsvorrichtung zur Aufnahme einer Vielzahl von stabförmigen Quellen für
Gammastrahlung.
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Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Betrieb des Gestells.
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Auch betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens.
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Ein bekanntes Strahlungsquellengestell dieser Art (CH 581 894)
weist
ein System paralleler dünnwandiger Rohre auf, in die zylindrische Quellenstäbe axial
eingeführt werden. Ein solches Quellengestell weist den Nachteil auf, dass es nur
für Quellenstäbe verwendbar ist mit einem Durchmesser der den Innendurchmesser der
Rohre nicht ber- und nicht erheblich unterschreitet.
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Dieser Nachteil kommt besonders dann zur Geltung, wenn die Quellenstäbe
zum Teil durch solche anderen Durchmessers, z. B. anderer Herkunft oder durch verglaste
Reaktorrückstände ersetzt werden sollen, die für eine bestimmte Strahlungsintensität
ein grösseres Volumen und daher einen grösseren Durchmesser aufweisen als die sonst
üblichen Kobalt-60-Quellenstäbe.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Strahlungsquellengestell
der eingangs definierten Art zu schaffen, das für einen grösseren Durchmesserbereich
von Quellenstäben verwendbar ist und einen raschen Quellenwechsel gestattet. Gemäss
der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass der Rahmen eine Anzahl in
Spalten und Reihen angeordneter auswechselbarer, rahmenförmiger Quellenhalter einfasst,
die Je eine Anzahl Quellen enthalten, die von den Quellenhaltern nur an den Enden
gefasst sind. Es ist der zusätzliche Vorteil erreicht worden, dass die Quellen nicht
durch Strahlung absorbierende Rohre eingehüllt sind. Ein weiterer Vorteil besteht
darin, dass die Abmessungen und Form des Strahlungsfeldes des Quellengestells den
Abmessungen und der Form des zu bestrahlenden Gutes leicht und schnell angepasst
werden kann durch entsprechende Wahl der Konfiguration von passend gefüllten oder
auch leeren Quellenhaltern.
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Die Quellenhalter bestehen vorzugsweise aus einer Fussschiene, zwei
Seitenschienen und einer Deckelschiene, wobei die Deckelschiene schwenkbar am oberen
Ende der einen Seitenschiene befestigt und am oberen Ende der anderen Seitenschiene
einrastbar ist.
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Zur sicheren Anordnung der Quellen ist es vorteilhaft, sie beidseitig
mit Zapfen zu versehen und in Fussschiene und Deckelschiene Lager anzuordnen zur
Aufnahme der Zapfen der Quellen.
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Die Lager sind vorzugsweise in Blechstreifen vorgesehen, die auswechselbar
auf der Fuss- und Deckelschiene montiert sind, wobei die Lager Bohrungen sind.
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Eine vorteilhafte Bauweise des Rahmens besteht aus mehreren miteinander
verbundenen U-Profilstäben, der durch vertikale I-Profilstäbe und horizontale Flacheisen
in eine Anzahl in Spalten und Reihen angeordneter Fenster aufgeteilt ist, in die
jeweils ein Quellenhalter aufnehmbar ist.
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Zum Betrieb des Quellengestells wird erfindungsgemäss so verfahren,
dass beim Auswechseln der Quellen eines Quellenhalters dieser während des Ladens
und Entladens der Quellen in einer Haltevorrichtung abgestellt wird, in der die
Quellen hinsichtlich der Lager in den Quellenhaltern zentriert werden.
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Die Haltevorrichtung zum Durchführen dieses Verfahrens ist gekennzeichnet
durch zwei Zentrierbacken, die einander unter Bepassung
eines Raumes
zum Abstellen eines Quellenhalters gegenüberstehen, wobei die Backen derart in Bezug
aufeinander umklappbar sind, dass sie in der ausgeklappten Lage das Ein- und Ausführen
des Quellenhalters mit Quellen ermöglichen und in der eingeklappten Lage die Quellen
umfassen.
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Die Zentrierbacken weisen vorzugsweise Aussparungen auf, deren Form
der Form der Quellen entspricht.
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Die Zentrierbacken können auswechselbar angebracht sein für Zentrierbacken
mit Aussparungen mit anderen Abmessungen.
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Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes wird nachfolgend
anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 teils Ln Ansicht, teils im Schnitt
ein erfindungsgemässes Strahlangsquellengestell bei dem nur ein Teil der Quellelhalter
angebracht ist; Fig. 2 einen l;rundriss bzw. einen Schnitt entlang der Linie II-II
Ln Fig. 1; Fig. 3 eine Haltevorrichtung mit einem Quellenhalter, der in geöffneter
Stellung gezeichnet ist.
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Das Strahlungsquellengestell (Gestell) nach Figur 1 und 2 besteht
aus zwei vertikalen U-Profilstäben 1 und 2, die unten durch einen U-Profilstab 3
miteinander so verbunden sind, dass die konkaven Seiten der Profile gegen das Innere
des Gestells gerichtet sind. Am unteren Profilstab 3 sind zwei I-Profilstäbe 4
und
5 so angeschweisst, dass die Flanschen aller Profilstäbe in einer Ebene liegen.
Auf drei verschiedenen Höhen sind sodann die U-Profilstäbe 1 und 2 durch horizontae
Flacheisen 6, 7 und 8, die im Bereich ihrer Enden, z. B. bei 8', um 300 abgekantet
sind, verbunden, so dass ein rechteckiger Rahmen 9 entstanden ist, der in eine Anzahl
in Spalten und Reihen angeordneter Fenster 10 aufgeteilt ist. Die Flacheisen 6,
7, 8 sind sodann an ihren oberen und unteren Kanten über trapezförmige Zwischenstücke
11 mit den I-Profilstäben 4 und 5 verschweisst. Zur Versteifung der Endpartien der
Flacheisen 6, 7, 8 sind diese über trapezförmige Blechstücke 12 mit den U-Profilstäben
1 und 2 verbunden.
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Der Rahmen 9 trägt an den vertikalen Seiten im Bereich des oberen
und unteren Endes der U-Profilstäbe 1 und 2 Je eine Lagerstelle 13 und 14 mit Je
einer Rolle 15. Diese Rollen 15 weisen eine Zirkularnut auf, in welche die Stege
zweier T-Pro-16 filstäbe ## eingreifen. Am oberen Ende der beiden U-Profilstäbe
1 und 2 sind Oesen 20 angebracht, an denen Tragseile 21 befestigt sind, so dass
das Gestell in einen Bestrahlungsraum gehoben, bzw. in ein dem Strahlenschutz dienendes
Wasserbassin abgesenkt werden kann.
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In den Rahmen 9 sind von oben her rahmenförmige Quellenhalter 30 eingeschoben,
wie einer in Figur 3 in einer Haltevorrichtung 58 dargestellt ist. Jeder Quellenhalter
besteht aus einer Fussschiene 40 vorzugsweise aus einem U-Profilstab, und zwei Seitenschienen
41, 42, die ebenfalls aus U-Profilstäben bestehen.
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In den Seitenschienen 41, 42 ist im Bereich des oberen Endes der Steg
ausgeschnitten, so dass zwei überstehende Flanschpartien gebildet sind. Mittels
eines benachbarte Flanschpartien verbindenden bolzens 46 ist eine Deckelschiene
47 schwenkbar an der Seitenschiene 41 befestigt. Diese Deckelschiene besteht ebenfalls
aus einem U-Profilstab, der Jedoch schmäler ist als die Schienen 41, 42 und dessen
Steg beidendig ausgeschnitten ist.
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km freien Ende der Deckelschiene weisen die Flanschen Aussparungen
48 auf, die an einen Bolzen 49 angepasst sind, der am oberen Ende der Seitenschiene
42 deren beide Flansches verbindet.
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Auf der Fussschiene 4C ist mittels Schrauben 52 ein Blechstreifen
51 befestigt, der sechs Bohrungen 53 aufweist. In der Deckelschiene 47 ist auf der
Innenseite ein kürzerer Blechstreifen 54 angeschraubt, der den Bohrungen 53 exakt
gegenüberliegende sechs Bohrungen 55 aufweist.
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Figur 3 zeigt den Quellenhalter 30 in einer Haltevorrichtung 58.
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Sie besteht aus einer Bodenplatte 60 mit vier Stützsäulen 61, von
denen Je zwei über einen Zentrierbacken 62 in Form eines Winkeleisens miteinander
verbunden sind. Diese Zentrierbacken 62 sind auf Bolzen 63 derart umklappbar auf
den Stützsäulen 61 gelagert, dass in der eingeklappten Lage der eine, schmalere
Schenkel 61' der Zentrierbacken mit der Ebene des Quellenhalters 30 - wie gezeichnet
- parallel verläuft. Auf dem anderen, breiteren Schenkel 61" der Zentrierbacken
62 ist Je ein Führungsstreifen 65 mit segmentförmigen Ausschnitten 66 angeschraubt.
Die Zentren dieser segmentförmigen Ausschnitte stehen koaxial zu den Bohrungen
53
und 55 in den Blechstreifen 51 bzw. 54.
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Durch Zug nach oben an den Führungsstreifen 65 können die Zentrierbacken
62 um die Achsen der Bolzen 63 nach aussen ausgeklappt werden, so dass die Ebene
der Führungsstreifen vertIkal steht.
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Wie in Figur 3 zu sehen, steht eine stabförmige Strahlungsquelle (Quelle)
70, die einen zylindrischen Körper 71 mit beidendig koaxial angeordneten Zapfen
72 aufweist, auf dem Blechstreifen 51, wobei der untere Zapfen (72) in einer der
Bohrungen 53 steckt.
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Der obere Zapfen 72 ist mit einer zirkularen Dreiecknut 73 versehen,
in welche die Finger eines (nicht gezelchneten) 2nipulierwerkzeuges eingreifen können.
Seitlich wird die quelle 70 durch die FiWhrungsstreifen 65 derart gestützt, dass
die Deckelschiene 47 beim Zuklappen den oberen Zapfen 72 durch eine der Bohrungen
55 findet und in axialer Richtung hält.
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Das Gestell wird wie folgt benützt: In Betrieb befindet sich das Gestell
wie üblich in hochgezogener Bestrahlungsposition im Bestrahlungsraum. Zuri Quellenwechsel
wird es auf den Boden des mit Wasser gefüllten Wasserbassins abgesenkt. Daneben
werden, ebenfalls auf dem Boden des Abschirmbeckens, eine Haltevorrichtung 58 nach
Figur 3 sowie zwei Quellentransportbehälter, der eine leer, der andere mit frischen
Quellen gefüllt, aufgestellt. An der Haltevorrichtung werden nun die
Zentrierbacken
62 ausgeklappt, so dass dle Ebene der Führungsstreifen 65 vertikal steht. Nun werden
mit Stangen, die an ihrcn unteren Enden Haken aufweisen, die Bolzen 46 und 49 eines
der obersten QuelleShalteri 3C im Gestell untergrXfren und der Quellenhalter aus
dem Gestell und in die Haltevorrlchtung 53 gehoben. Als nächstes werden die Zentrierbacken
62 der Haltevorrichtung eingeklappt, wobei die Ausschnitte 66 die zylindrischen
Körper 71 der Quellen 70 stützend umfassen. Hierauf wi-d die Deckelschiene 47 in
die Stellung nach Figur 3 aufgeklappt. Nun werden mit einem t»+anipllie.werkzeug
die zu ersetzenden, z. R.
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erschöpften, Quellen, eine nach der anderen, an den ruten 73 egriffen
und in den leeren Quellentransportbehälter übergebracht.
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Danr. werden neue, geometrisch gleiche Quellen aus dem mit neuen Quellen
gefüllten Transportbehälter an die Stelle der erschöpften Quellen in den Quellenhalter
30 eingeführt. Iiach beendigter Uebertragung wird die Schiene 47 zugeklappt, wobei
sämtliche Quellenstäbe durch die Bohrungen 55 an den oberen Zapfen 72 gefasst und
gehalten werden. Nun können die Zentrierbacken 62 ausgeklappt werden, worauf der
Quellenhalter 30, neu beladen, wieder bereit ist zum Einfügen in das Gestell. In
derselben beschriebenen Weise wird mit den anderen Quellenhaltern vorgegangen.
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Soll die Konfiguration der Quellen innerhalb eines Quellenhalters
geändert werden, indem z. B. wenige dicke durch eine grössere Zahl von dünnen Quellen
ersetzt werden, so arbeitet man am besten mit einem zweiten Quellenhalter 30', der
mit Blechstreifen 51, 54 in der Fuss- und Deckelschiene 40 bzw. 47 entsprechend
der
neuen Quellenkonfiguration ausgerüstet ist, sowie mit einer
weiteren Haltevorrichtung 59', deren Zentrierr,acken 62 rit Fuhrungsstreifen 65
versehen sind, die der Geometrie der können Quellen entsprechen. Der Quellenhalter
30' wird in die naltevorrichtung 58' gestellt, woraufhin die dünnen Quellen eingcbaut
werden können. Der Quellenhalter 30 wird eventuell geleert und mit neuen Quellen
versehen.
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Werden alte Quellen in den neuen Quellenhalter übernore n, wird vorteilhaft
mit zwei 3eladevorrichtungen 59 gearbeitet, so dass der Transfer der zu übertragende
Quellen direkt geschehen kann.
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Die erfindungsgenässe Vorrichtung gibt einen sehr grossen Spielrazz
hinsichtlich der Art der zu verwendenden Quellen stäbe wie auch deren Verteilung
über die Fläche des Quellengestells. Durch die Auskröpfung der Flacheisen 6, 7,
8 lassen sich Quellenstäbe verwenden, deren Durchmesser grösser ist als die Dicke
des Quellenhalters 30.
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Da die Quellenstäbe nicht wie bisher üblich in Rohren geführt sind,
ergeben sich kleinere Strahlungsabsorptionsverluste.
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Es ist aber auch möglich, Strahlungsquellen beliebiger Form in Hülsen
unterzubringen, die sich mit Manipulatoren leicht öffnen und schliessen lassen und
welche beispielsweise die äussere Kontur eines der gezeichneten Quellenstäbe 70
aufweist, so dass sie an Stelle der beschriebenen Quellenstäbe in die Rahmen eingebracht
werden können.
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Selbstverständlich könnten die Körper 71 der Quellenstäbe 70 auch
dreieckigen, rechteckigen oder polygonalen Querschnitt aufweisen. Es ist auch denkbar,
die Quellenhalter durch zwischen die Seitenschienen 41, 42 einschiebbare Sprossen,
welche ebenfalls Bohrungen 53, 55 aufweisen, in der Höhe zu unterteilen, so dass
in einem Rahmen zwei oder mehr Etagen von kürzeren Quellenstäben angeordnet werden
können. In einem solchen Fall werden Haltevorrichtungen nötig, bei denen die Führungsstreifen
65 auf unterschiedliche Höhen angeordnet sind oder die so gebaut sind, dass diese
Führungsstreifen 65 auf unterschiedliche Höhen verstellt werden können.
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Cbschon die Quellenhalter 30 als von oben in den Rahmen 9 einschiebbar
beschrieben sind, ist es selbstverständlich auch möglich, den Rahmen so einzurichten,
dass die Quellenhalter von vorn in die Fenster 10 eingeschoben, eingehängt oder
eingeschwenkt werden können.
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An Stelle der angeschraubten Blechstreifen 51, 54 können auch an den
Seitenschienen 41, 42 Halt findende Schienen mit Bohrungen eingelegt werden.
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L e e r s e i t e