DE3225788A1

DE3225788A1 - Baustoff und verfahren zu dessen herstellung

Info

Publication number: DE3225788A1
Application number: DE19823225788
Authority: DE
Inventors: Selim Dipl.-Ing. 8000 München Mourad
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-05-07
Filing date: 1982-07-09
Publication date: 1984-01-12

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Baustoff und ein Ver-
fahren zur Herstellung von Baustoffen gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche.
In dem Hauptpatent ........ (P 32 17 270.2) ist ein Baustoff beschrieben, der zur Abschirmung bzw. zumindest Schwächung von Atomstrahlen, insbesondere Neutronenstrahlen, verwendet werden kann. Der Baustoff weist hierzu Polyäthylene oder andere wasserstoffreiche Kunststoffe auf, die als Absorberstoffe insbesondere von Neutronenstrahlung geeignet sind. Als weitere Zuschlagsstoffe können z.B.
Borkarbid, andere Borverbindungen oder Beryllium dienen.
Als Basisstoff kann Natur- oder Graphitsand bzw. eine Mischung dieser beiden Stoffe verwendet werden. Auch ein Zusatz von Kunstharzen, z.B. Epoxydharzen kann vorgesehen werden, insbesondere dann, wenn der Baustoff flüssig, z.B.
als Anstrichmaterial verwendet wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Baustoff der infrage stehenden Art weiterzuentwickeln, um Atomstrahlung , insbesondere Neutronen strahlung noch wirksamer abzuschirmen, zu schwächen und zu absorbieren.
Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung durch die in den kennzeichnenden Teilen der unabhängigen Patentansprüche angegebenen Merkmale gelöst.
Gemäß diesen Merkmalen besteht der Erfindungsgedanke demnach darin, die Polyäthylene bzw. andere wasserstoffreiche Kunststoffe, die als Absorptionsmaterial dienen und geeignet sind, relativ grob zu vermahlen, und diese Kunststoffkerne mit einem Mantel aus feinst zermahlenen Moderatorstoffen und gegebenenfalls Füllstoffen zu umgeben. In dieser Schale wird die Strahlung, insbesondere schnelle Neutronenstrahlung abgebremst, während sie in dem Kunststoffkern absorbiert wird.
Die ummantelten Kunststoffkerne können z.B. dadurch hergestellt werden, daß die Kunststoffe zu Teilchen mit Durchmessern von 0,1 bis 0,5 mm vermahlen werden, während andere Moderatorenstoffe zu Feinststaubteilchen mit wesentlich kleineren Durchmessern, etwa im Bereich von 0,001 mm und größer vermahlen werden. Bei der Vermischung deser Teilchen legen sich die Feinststaubteilchen um die Kunststoffkerne herum und können durch Wärmebehandlung mit diesen verbunden werden. Diese Teilchen können dann in herkömmliche Baustoffe integriert werden. Möglich ist jedoch auch, die Kunststoffe, wie oben angegeben, relativ grob zu vermahlen und Moderatorenstoffe sowie sonstige Füllstoffe, wie Natur- oder Graphitstand, fein zu zermahlen, alle diese Stoffe insgesamt zu vermischen und anschließend vorzugsweise unter Druck bei Temperaturen zwischen 2000C und 4000C, vorzugsweise bei etwa 3200C zu sintern. Auf diese Weise können Baustoffe in Form von Bau- bzw. Profilsthinen, Platten und sonstigen Fertigteilen sowie Bewehrungen erzielt werden, die eine ausgezeichnete Festigkeit und eine hohe Wirksamkeit gegen Atomstrahlung aufweisen.
Weitere Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen in Verbindung mit der nachfolgenden Beschreibung hervor,in der anhand diner einzigen Figur die Erfindung näher. erläutert ist.
In der Figur ist ein Baustein 1 in Form eines Quaders dargestellt. Die Materialien für diesen Baustein sind: 40 % Natursand oder G-aphitsand, letzterer zur Erhöhuggdes Wasserstoffgehaltes; 55 % hochdichtes Polyäthylen oder andere gemahlene Kunststoffabfälle; 5 % Borkarbid.
Die Kunststoffe werden zu Teilchen mit Durchmessern zwischen 0,1 und 0,5 mm relativ grob gemahlen. Der Natur- und Graphitsand wird fein zermahlen, ebenso der Moderator-Stoff Borkarbid. Sämtliche Anteile werden gut gemischt.
Die Kunststoffteilchen 2 sind annähernd homogen innerhalb der feinstzerteilten anderen Stoffe 3 verteilt. Die Mischung wird anschließend in Formen entsprechend der gewünschten Bausteinform gefüllt und bei einer Temperatur von etwa 3200C gesintert. Auf die Mischung wird ein Druck ent-2 sprechend der gewünschten Festigkeit von z.B. 0,5 kg pro cm oder mehr ausgeübt. Durch diese Sinterung verbacken die Kunststoffkerne 2 mit dem umgebenden feinst zermahlenen Material, so daß um die Kunststoffkerne 2 ein Mantel 4 aus Moderatörstoffen und gegebenenfalls Füllstoffen gelegt wird, wie dieses in der Ausschnittvergrößerung A in der Figur dargestellt ist. Durch diese Sinterung unter Druck wird nach Abkühlung ein Baustein mit hoher Festigkeit erzielt. Auffallende Neutronenstrahlung wird in der Schale 4 abgebremst und anschließend in dem Kunststoffkern 2 absorbiert.
Als Moderatorenstoffe für Neutronen, die in der Schale um den Kunststoffkern abgelagert werden, können neben den genannten Materialien noch Samarium, Lithium, Europiumoxid oder Gaduliniumoxidverwendet werden, und zwar auch dann, wenn diese Stoffe nur in Anteilen zugemischt werden. Derartige Zuschläge können auch für Anstrichmaterialien verwendet werden.
Thermische Neutronen können ferner durch einen Zusatz von etwa 3 % Cadmium und 5 % Phenol zur Erhöhung des Wasserstoffgehaltes besser absorbiert werden.
Die Art des Aufbaus des beschriebenen Bausteines und auch dessen Herstellung kann selbstverständlich variiert werden, auch zur Absorption von anderen Strahlungen als Neutronenstrahlung. So kann z.B. feinst zermahlenes Blei dem Baustoff zugefügt werden, um auf diese Weise auch Gammastrahlung zu absorbieren.
Leerseite

Claims

Baustoff und Verfahren zu dessen Herstellung (Zusatz zu Patent - Patentanmeldung P 32 17 270.2) Patentansprüche 1. Baustoff zur Abbremsung und Absorption von Atomstrahlung, insbesondere Neutronenstrahlung, in Form von Bau-, Profilsteinen,Fertigteilen, Platten und Verkleidungen, Gieß-Füll- und Anstrichmaterialien, bestehend aus einem Anteil Polyäthylenen oder anderen wasserstoffreichen Kunststoffen, ferner Moderatorenstoffen zur Abbremsung der Atomstrahlung sowie sonstigen Füllstoffen nach Patent ............ (Patentanmeldung P 32 17 270.2), dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Kunststoffe in Form von grobgemahlenen Teilchen (Kunststoffkerne 2) mit einem Mantel (4) aus feinst gemahlenen Moderatorenstoffen und gegebenenfalls Füllstoffen umgeben sind.
2. Baustoff nach Anspruch 1, dadurch kennzeichnet, daß die Kunststoffkerne (2) Durchmesser zwischen 0,1 bis 0,5 mm aufweisen.
3. Baustoff nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die den Kunststoffkern (2) als Mantel umgebenden Stoffe Durchmesser zwischen 0,001 und 0,05 mm aufweisen.
4. Verfahren zur Herstellung von Baustoffen zur Abbremsung und Absorption von Atomstrahlung, insbesondere Neutronenstrahlung, in Form von Bau-, Profilsteinen, Fertigteilen, Platten und Verkleidungen, Gieß-, Füll- und Anstrichmaterialien, wobei Polyäthylene oder andere wasserstoffreiche Kunststoffe, ferner Moderatorenstoffe zur Abbremsung der Atomstrahlung sowie sonstige Füllstoffe miteinander vermischt werden, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Kunststoffe zermahlen sowie Moderatorstoffe und gegebenenfalls Füllstoffe feinst zermahlen werden, wobei der Durchmesser der zermahlenen Kunststoffe (Kunststoffkerne) wesentlich größer ist als derjenige der feinst zermahlenen Stoffe, daß die Baustoffanteile vermischt werden, und daß anschljeßend diese Mischung zur Verbindung von Kunststoffkernen und feinst zermahlenen Stoffen wärmebehandelt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Baustoffmischung bei Temperaturen zwischen 2000C und 4000C gesintert wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Baustoffmischung bei einer Temperatur von etwa 3200C gesintert wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Baustoffanteile unter Druck gesintert werden.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Druck von mindestens 0,5 kg pro cm ausgeübt wird.