DE2718875C3 - Strahlungsquellengestell, Verfahren zum Betrieb des Gestells und Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Strahlungsquellengestell in Form eines rechteckigen Rahmens für eine Bestrahlungsvorrichtung zur Aufnahme einer Vielzahl von stabförmigen Quellen für Gammastrahlung, mit einer Anzahl in Spalten und Reihen angeordneten, auswechselbaren Quellenhaltern, die je eine Anzahl Quellen enthalten.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Betrieb des Gestells.

Auch betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens.

Ein bekanntes Strahlungsquellengestell dieser Art (DE-AS 15 39 020) weist ein Strahlungsquellengestell mit aus hohlen Barren zusammengesetzten Quellenhaltern auf, die mit Löchern zur Aufnahme der Strahlungsquellen versehen sind. Ein solches Quellengestell weist den Nachteil auf, daß es nur für Strahlungsquellen verwendbar ist mit einem Durchmesser, der den Innendurchmesser der Löcher in'den Quellenhaltern nicht über- und nicht erheblich unterschreitet 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 K.obalt-60-Quellenstäbe. Weiterhin stellt es einen Nachteil dar, daß die Wände der Quellenhalter einen Teil der Strahlung absorbieren.

Dir Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Strahlungsquellengestell der eingangs definierten Art zu

3C schaffen, das für einen großen Durchmesserbereich von Quellenstäben verwendbar ist und auch keine Strahlung absorbiert Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe bei dem eingangs genannten Strahlungsquellengestell dadurch gelöst, daß die Quellenhalter rahmenförmig ausgebildet sind, daß die Quellen von den Quellenhaltern nur an den Enden gehalten, und daß die Quellenhalter offenbar sind.

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.

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.

Die Lager sind vorzugsweise in Blechstreifen vorgesehen, die auswechselbar auf der Fuß- und Deckelschiene montiert sind, wobei die Lager Bohrungen sind.

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.

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.

Die Haltevorrichtung zum Durchführen dieses Verfahrens ist gekennzeichnet durch zwei Zentrierbakken, die einander unter Belassung 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

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Ausführen des Quellenhalters mit Quellen ermöglichen und in der eingeklappten Lage die Quellen umfassen.

Die Zentrierbacken weisen vorzugsweise Aussparungen auf, deren Form der Form der Quellen entspricht

Die Zentrierbacken können auswechselbar angebracht sein für Zentrierbacken mit Aussparungen mit anderen Abmessungen.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes wird nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt

Fi £. 1 teils in Ansicht, teils im Schnitt ein erfindungsgemäßes Strahlungsqueliengestell bei dem nur ein Teil der Quellenhalter angebracht ist;

F i g. 2 einen Grundriß bzw einen Schnitt entlang der Linie H-II in Fig. 1;

F i g. 3 eine Haltevorrichtung mit einem Quellenhalter, der in geöffneter Stellung gezeichnet ist.

Das Strahlungsqueliengestell (Gestell) nach F i g. 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 Flansche aller Profilstäbe in einer Ebene liegen. Auf drei verschiedenen Höhen sind sodann die U-Profilstäbe 1 und 2 durch horizontale Flacheisen 6, 7 und 8, die im Bereich ihrer Enden, z. B. bei 8', um 30° 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 sodanr 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.

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-Profilstäbe 16 eingreifen. Am oberen Ende der beiden U-Profilstäbe 1 und 2 sind ösen 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.

In den Rahmen 9 sind von oben her rahmenförmige Quellenhatter 30 eingeschoben, wie einer in F i g. 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. 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 de^en Steg beidendig ausgeschnitten ist. Am freien E..Jl ^u Deckelschiene weisen die Flansche Aussparungen 48 auf, die an einen Bolzen 49 angepaßt sind, der am oberen Ende der Seitenschiene 42 deren beide Flansche verbindet.

Auf der Fußschiene 40 ist mittels Schrauuen 52 ein Blechstreifen 51 befestigt, der sech* Bohrungen 53 aufweist. In der Deckelschienc Λ7 ist z-J ic. Innenseite

50

55

60

65 ein kürzerer Blechstreifen 54 angeschraubt der den Bohrungen 53 exakt gegenüberliegende sechs Bohrungen 55 aufweist

F i g. 3 zeigt den Quellenhalter 30 in einer Haltevorrichtung 58. Sie besteht aus einer Bodenplatte 60 mit vier Stutzsäulen 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.

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

Wie in Fig.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 Der obere Zapfen 72 ist mit einer zirkulären Dreieeknut 73 versehen, in welche die Finger eines (nicht gezeichneten) Manipulierwerkzeuges eingreifen können. Seitlich wird die Quelle 70 durch die Führungsstreifen 65 derart gestützt, daß die Deckelschiene 47 beim Zuklappen den oberen Zapfen 72 durch eine der Bohrungen 55 findet und in axialer Richtung hält.

Das Gestell wird wie folgt benützt:

Im Betrieb befindet sich das Gestell wie üblich in hochgezogener Bestrahlungsposition im Bestrahlungsraum. Zum Quellenwechsel wird es auf den Boden des mit Wasser gefüllten Wasserbassins abgesenkt Daneben werden, ebenfalls auf dem Boden des Abschirmbekkens, eine Haltevorrichtung 58 nach F i g. 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 die Ebene der Führungsstreifen 65 vertikal steht. Nun werden mit Stangen, die an ihren unteren Enden Haken aufweisen, die Bolzen 46 und 49 eines der obersten Quellenhalter 30 im Gestell Untergriffen und der Quellenhalter aus dem Gestell und in die Haltevorrichtung 58 gehoben. Als nächstes werden die Zentrierbacken 62 der Haltevorrichtung eingeklappt, wobei die Ausschnitte 66 die zylindrischen Körper 71 der Quellen 70 stützend umfassen. Hierauf wird die Deckelschiene 47 in die Stellung nach F i g. 3 aufgeklappt. Nun werden mit einem Manipulierwerkzeug die zu ersetzenden, z. B. erschöpften. Quellen, eine nach der anderen, an den Nuten 73 ergriffen und in den leeren Quellentransportbehälter übergeführt. Dann werden neue, geometrisch gleiche Quellen aus dem mit neuen Quellen gefüllten Transportbehälter an die Stelle der erschöpften Quellen in den Quellenhalter 30 eingeführt. Nach beendigter Übertragung 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 ausgcklappt 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.

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 58', deren Zentrierbacken 62 mit Führungsstreifen 65' versehen sind, die der Geometrie der dünnen Quellen entsprechen. Der Quellenhalter 30' wird in die Haltevorrichtung 58' gestellt, woraufhin die dünnen Quellen eingebaut werden können. Der Quellenhalter 30 wird eventuell geleert und mit neuen Quellen versehen.

Werden alte Quellen in den neuen Quellenhalter übernommen, so wird vorteilhaft mit zwei Beladevorrichtungen 58 gearbeitet, so daß der Transfer der zu übertragenden Quellen direkt geschehen kann.

Vorrichtung gemäß der Erfindung gibt einen sehr großen Spielraum hinsichtlich der Art der zu verwendenden Quellenstäbe 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.

Da die Quellenstäbe nicht wie bisher üblich in Rohren geführt sind, ergeben sich kleinere Strahlungsabsorptionsverluste.

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 aufweisen, so daß sie an Stelle der beschriebenen Quellenstäbe in die Rahmen eingebracht werden können.

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, weiche ebenfalls Bohrungen 53, 55 aufweisen, in der Höhe zu unterteilen, so daß in einem Rahmen zwei oder mehr Etagen vor 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 eingestellt werden können.

Obschon 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.

An Stelle der angeschraubten Blechstreifen 51, 54 können auch an den Seitenschienen 41,42 Halt findende Schienen mit Bohrungen eingelegt werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

1. Patentansprüche:

   l.Strahlungsquellengestell in Form eines rechtekkigen Rahmens für eine Bestrahlungsvorrichtung, zur Aufnahme einer Vielzahl von stabförmigen Quellen für Gammastrahlung, mit einer Anzahl in Spalten und Reihen angeordneten, auswechselbaren Quellenhaltern, die je eine Anzahl Quellen enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß die Quellenhalter (30) rahmenförmig ausgebildet sind, daß die Quellen (70) von den Quellenhaltern (30) nur an den Enden gehalten und daß die Quellenhalter (30) offenbar sind.
2. 2. Gestell nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Quellenhalter (30) aus einer Fußschiene (40), zwei Seitenschienen (41, 42) und einer Deckelschiene (47) bestehen, wobsi die Deckelschiene schwenkbar am oberen Ende der einen Seitenschiene befestigt und am oberen Ende der anderen Seitenschiene einrastbar ist
3. 3. Gestell nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fußschiene (40) und die Deckelschiene (47) Lager (53 bzw. 55) aufweisen zur Aufnahme der Enden (72) der Strahlungsquellen (70).
4. 4. Gestell nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lager in Streifen (51, 54) angeordnet sind, die auswechselbar auf der Fuß- und Deckelschiene (40 bzw. 47) vorgesehen sind, und daß die Lager Bohrungen (53, 55) sind, die der Aufnahme von beidendig an den Quellen (70) angebrachten Zapfen (72) dienen.
5. 5. Gestell nach einem der Ansprüche 1—4, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (9) aus mehreren miteinander verbundenen U-Profilstäben (1, 2,3) besteht, und durch vertikale I-Profilstäbe (4, 5) und horizontale Flacheisen (6,7,8) in eine Anzahl in Spalten und Reihen angeordneter Fenster (10) aufgeteilt ist, in die jeweils ein Quellenhalter (30) aufnehmbar ist.
6. 6. Verfahren zum Betrieb des Gestelles nach einem der Ansprüche 1—5, dadurch gekennzeichnet, daß die Quellenhalter (30) während des Ladens und Entladens der Quellen (70) in einer Haltevorrichtung (58) abgestellt werden, in der die Quellen hinsichtlich der Lager (53, 55) in dem Quellenhalter zentriert werden.
7. 7. Haltevorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch zwei Zentrierbacken (62), die einander unter Belassung eines Raumes zum Abstellen eines Quellenhalters (30) gegenüberstehen, wobei die Backen derart in Bezug aufeinander umklappbar sind, daß sie in der ausgeklappten Lage das Ein- und Ausführen des Quellenhalters mit Quellen (70) ermöglichen und in der eingeklappten Lage die Quellen umfassen.
8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierbacken (62) Aussparungen (66) aufweisen, deren Form der Form der Quellen (70) entspricht.
9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierbacken (62) auswechselbar sind für Zentrierbacken mit Aussparungen mit anderen Abmessungen.