DE3045559A1 - Verfahren und vorrichtung zum oeffnen von bestrahlungsampullen - Google Patents

Description

Kernforschungsanlage Jülich
Gesellschaft mit beschränkter Haftung

Verfahren und Vorrichtung zum öffnen von Bestrahlungsampullen

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Öffnen von Quarz- oder Glasampullen, die in einem Reaktor oder einer anderen Quelle energiereicher Strahlung bestrahlt worden sind sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Quarzampullen werden häufig benutzt, um Substanzen, die in Reaktoren oder anderen Strahlenquellen bestrahlt werden sollen, zu verpacken. Derartige Bestrahlungen werden z. B. zum Zweck der Aktivierungsanalyse, der Erzeugung von radioaktiven Substanzen oder zum Studium von Bestrahlungseffekten vorgenommen. Nach der Bestrahlung müssen die Ampullen in der Regel geöffnet werden, um die bestrahlten Substanzen (Probematerialien) entnehmen zu können.

Das Verfahren zum Öffnen der Ampullen muß folgende Bedingungen erfüllen:

1. Beim öffnen darf kein Probenmaterial verlorengehen

2. Das Probenmaterial darf nicht verunreinigt werden, auch nicht durch Splitter oder Staub der Quarzampulle

3. Der Experimentator darf nicht gefährdet werden

4. Der Arbeitsplatz darf durch die radioaktiven Substanzen nicht kontaminiert werden.

Die Einhaltung dieser Bedingungen wird erschwert

Nö/Sp - 2 -

durch die Tatsache, daß beim Bestrahlen vieler Substanzen durch Radiolyse gasförmige Zersetzungsprodukte entstehen, die zum Druckaufbau in der Ampulle führen. Beim Versuch/ sie zu öffnen, wird sie in vielen Fällen durch die Druckwelle völlig zerstört, so daß die Probe verloren und der Arbeitsplatz kontaminiert ist. Der Experimentator ist durch umherfliegende Splitter gefährdet. Um dem zu begegnen, gibt es Vorrichtungen, die wenigstens das Kontaminationsrisiko und die Gefährdung des Experimentators weitgehend einschränken. Z. B. kann man die Ampullen in ein Schlauchstück einsetzen, dieses an beiden Enden verschließen und die Ampulle mit einem Werkzeug zerdrücken. Oder man kann die Ampulle in ein druckfestes Gefäß einsetzen, durch eine von außen bedienbare Vorrichtung zerdrücken und den Druck langsam entweichen lassen. Diese Vorrichtungen haben aber den Nachteil, daß die Ampulle vollständig zerstört und die Splitter mit dem Probenmaterial teilweise vermischt werden.

Es wurde nun überraschenderweise festgestellt, daß ein glattes öffnen solcher Bestrahlungsampullen ohne Kontamination der enthaltenen Proben durch Splitter der Ampullenwand möglich ist, wenn man das obere Ende der in einer Haltevorrichtung untergebrachten Ampulle mit einem mit hoher Geschwindigkeit wirkenden Bolzen abschlägt.

Das erfindungsgemäße Verfahren der eingangs genannten Art ist daher dadurch gekennzeichnet, daß man das obere freie Ende der gehalterten Ampulle durch einen Schlagbolzen abschlägt.

Auf diese Weise erhält man einen glatten Bruch unmittelbar oberhalb der Halterung der Am-

pulle. Diese Art der öffnung von Bestrahlungsampullen ist mit einem mit hoher Geschwindigkeit auftreffenden beliebigen Schlagbolzen durchführbar. Vorzugsweise hat der Schlagbolzen jedoch eine harti Schneidkante an seiner Auftreffseite.

Geöffnet wurden vornehmlich Ampullen mit angeschmolzenem Hals, deren (einen größeren Durchmesser aufweisender) Ampullenhauptkörper in einer Bohrung eines Metallblocks, insbesondere Bleiblocks, untergebracht war. In diesem Falle reißen die Ampullen unmittelbar an oder über der Durchmesserverjüngung der Ampulle glatt auf. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wurden jedoch auch einfache Ampullen ohne Verjüngung geöffnet, die ebenfalls in einer Bohrung eines Metallblocks gehaltert waren. Auch diese Ampullen rissen glatt am Ende der Halterung auf, die gegebenenfalls quer zur Schlagbolzenrichtung Entnahmeschlitze aufweisen kann, die das Herausnehmen der Ampulle erleichtern.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens umfaßt demgemäß eine Halte- oder Einspannvorrichtung für die Ampulle, über die das obere Ende der Ampulle herausragt und einen der Haltevorrichtung räumlich angepaßten Schlagbolzen, der vorzugsweise eine harte Schneidkante aufweist.

Als Halte- oder Einspannvorrichtung, die zur Aufnahme der erheblichen Schlagkräfte des auftreffenden Schlagbolzens relativ kompakt sein muß, kann insbesondere ein hinreichend schwerer Metall-

block verwendet werden, der vorzugsweise durch einen Bleiklotz gebildet wird, der gleichzeitig als Strahlenschutz dient. Die Haltevorrichtung und der Schlagbolzen sind insbesondere in einem Schutzkasten untergebracht, der auf alle Fälle eventuell austretendes radioaktives Material und den abgeschlagenen Ampullenkopf zurückhält.

Der Schutzkasten kann gleichzeitg für die räumliche Zuordnung von Schlagbolzen und Haltevorrichtung dienen, wobei der Schlagbolzen vorzugsweise von einer Wand her in einer Hülse geführt nach innen vorgetrieben und mittels einer genügend starken Feder vorgespannt wird.

C er als Halterung dienende genügend schwere Metallblock kann am Boden des Kasten fest montiert sein, vorzugsweise ist jedoch der Metallblock auswechselbar und/oder drehbar und exzentrisch mit verschiedenen Bohrungen versehen, die unterschiedlich tief und/oder unterschiedlich weit sind und durch Rotation unter die gewünschte Auftreffstelle des Schlagbolzens gebracht werden können.

Zum Beschleunigen des Schlagbolzens dient eine entsprechend vorgespannte Feder und der Bolzen kann beispielsweise durch Betätigung eines an der Außenseite des Schutzkastens vorgesehenen Knopfes oder Griffs ausgelöst werden.

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Nach_folgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben.

Die in der Zeichnung im wesentlichen im Schnitt angedeutete Vorrichtung umfaßt einen Kasten 1 aus 2 mm starkem Stahlblech. Er ist 22o mm hoch, 19o mm breit, 22o nun tief. Links und rechts befinden sich Öffnungen mit Schiebetüren 2 und 3 (ca. 12o χ 15o mm bzw. 12o χ 1oo mm groß), die zum Bedienen notwendig sind. Der Deckel 4 ist aus 1o mm starkem Plexiglas. Er ist mit einem Scharnier angeschlagen und kann aufgeklappt werden.

Im Kasten steht ein 1oo χ 1oo χ 5o mm großer Bleiklotz 5 mit einer Bohrung 6 von 12 mm Durchmesser und 6o mm Tiefe. Er dient als Halterung für die Quarzampulle 7 und schirmt gleichzeitig die Strahlung der in der Regel radioaktiven Probe ab. An der rechten Wand ist ein mit einer Druckfeder 8 versehener Bolzen9 befestigt, der an seinem Ende eine Hartmetallschneide trägt. Die Feder 8 wird durch Zurückziehen des Bolzens arretiert. Beim Entarretieren springt der Bolzen vor und der Hals der Ampulle wird abgeschlagen. Das Gewicht des Bolzens betrug 34g; die Federkonstante der Vorspannfeder lag bei 2N/mm und die Federhöchstkraft bei 5o N.

Der Arbeitsgang zum Öffnen der Ampulle ist dann wie folgt: Die Ampulle wird, falls notwendig, außen mit Wasser, einer Säure oder einem anderen Lösungsmittel gereinigt. Falls zu erwarten ist, daß durch Radiolyse

Gase gebildet wurden und sich ein Druck aufgebaut hat, wird sie mit flüssigem Stickstoff ge-kühlt. Dann wird sie bei geschlossenem Deckel durch eine Seitentür in den Halter eingesetzt und dieser so zurechtgedrückt, daß der Bolzen in der Endstellung den Hals der Ampulle trifft. Der Bolzen wird gespannt und ausgelöst und die Ampulle ist geöffnet.

Bei allen bisher geöffneten Ampullen wurde das Ende immer glatt und splitterfrei abgetrennt. Verunreinigungen der Probe durch Quarzsplitter wurden nicht beobachtet. Falls eine Ampulle wegen zu hohen Innendruckes explodieren sollte, werden die Splitter und die radioaktive Probe in dem geschlossenen Kasten aufgefangen. Der Experimentator wird nicht gefährdet, der Arbeitsplatz nicht kontaminiert. Der Kasten selbst läßt sich einfach dekontaminieren.

Claims (9)

1. Kernforschungsanlage Jülich
   Gesellschaft mit beschränkter Haftung

   Patentansprüche

   1/i Verfahren zum öffnen von Quarz- oder Glasampullen, die in einem Reaktor oder einer anderen Quelle energiereicher Strahlung bestrahlt worden sind, dadurch gekennzeichnet, daß man das obere freie Ende der gehalterten Ampulle durch einen Schlagbolzen abschlägt.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Schlagbolzen mit harter Schneidkante verwendet.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Ampulle fest einspannt.
4. 4. Vorrichtung zum Öffnen von Bestrahlungsampullen nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Halte- oder Einspannvorrichtung für die Ampulle, über die das obere Ende der Ampulle herausragt und einen der Halte- oder Einspannvorrichtung räumlich zugeordneten Schlagbolzen.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlagbolzen eine harte Schneidkante hat.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung durch

   PT 1 ^79

   _Nö/Sp ORIGINAL INSPECTED _

   einen ggf. austauschbaren, hinreichend schweren, mit zumindest einer Bohrung zur Aufnahme der Ampulle versehenen Block gebildet wird.
7. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, gekennzeichnet durch eine gespannte Feder zum Beschleunigen des Schlagbolzens.
8. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, gekennzeichnet durch einen die Haltevorrichtung und den Schlagbolzen aufnehmenden Schutzkasten.
9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlagbolzen von einem Ort außerhalb des Schutzkastens auslösbar ist.