DE7418204U

DE7418204U - Bestrahlungs- und/oder messzelle

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Publication number: DE7418204U
Application number: DE19747418204
Authority: DE
Original assignee: Gesellschaft fuer Kernforschung mbH
Current assignee: Gesellschaft fuer Kernforschung mbH
Priority date: 1974-05-25
Filing date: 1974-05-25
Publication date: 1974-08-29

Description

GESELLSCHAFT FÜR Karlsruhe, den 13. Mai 1974

KERNFORSCHUNG MBH PLA 74/18 Ga/sz

Bestrahlungs- und/oder Meßzelle

Die Neuerung betrifft eine Bestrahlungs- und/oder Meßzelle zur Bestimmung von Stuffkonzentrationen in Flüssigkeiten, Lösungen und/oder Schlämmen mit einer in einem Gehäuse untergebrachten zylindrischen Ausnehmung zur Aufnahme einer Bestrahlungsquelle oder eines Detektors und einer um die Ausnehmung herumgeführten Leitung für die Flüssigkeiten, Lösungen und/oder Schlämme mit mindestens einer Zu- und Ab^ührleitung.

Es ist ein Vanadium-Analysator für die kontinuierliche Bestimmung von Vanadium in Kohlenwasserstoffströmen (Probenstrom) bekannt (GuIf Research & Development Company CP 9 (1971) Seite 26 und 27). Mit einer Californium-252-Neutronenquelle wird das Vanadium aktiviert, wobei die Quelle in einer Bestrahlungszelle untergebracht ist. Der Probenstrom wird mit einer Pumpe durch eine Aluminium-Hoi.lspule geführt, die um einen die Quelle aufnehmenden Zylinder angeordnet ist. Ein Nachteil dieser spulenförmigen Ausbildung der Probenstromzuleitung liegt darin, daß durch Quetschungen Volumenverengun^n und damit Durchflußgeschwindigkeitsveränderungen auftreten können, die das Bestrahlungs- oder Meßvolumen beeinflussen. Außerdem wird dadurch die Aktivierungszeit für das Meßvolumen un-

genauer. Ein weiterer Nachteil ist darin zu sehen, daß die Spu- L~\ lenanordnung immer als Einheit zu benutzen ist, d.h. das Meßvolumen kann nicht auf bestimmte Abstände von der Bestrahlungsquelle begrenzt und gleichzeitig verschiedene Probenströme verwendet werden.

Aus der gleichen Zeitschrift (Seite 27 und 28) ist es bekannt, das Meßvolumen in einen Hohlzylinder einzuführen, in dessen Achse ein Zylindergehäuse zur Aufnahme der Bestrahlungsquelle angeordnet ist. Mit im Zylinderhohlraum angebrachten Leitblechen wird versucht, die Verweilzeit des Probenstromes im Hohlzylinder möglichst zu verlängern. Jedoch treten bei dieser Form der Probenstromführung unbedingt Durchmischungen im Probenstrom auf, so daß eine Zuordnung von Probenstromvolumen zu Bestrahlungszeit erschwert oder gar unmöglich wird. Außerdem enthält ein derartiges Leitungssystem unnötig viel Totvolumen.

Die Aufgabe der Neuerung besteht nunmehr darin, eine Bestrahlungs- oder Meßzelle zu bieten, die möglichst kompakt ist, bei der der Querschnitt der Probenstromleitung und damit die Flußgeschwindigkeit im gesamten Meß- oder Bestrahlungsvolumen konstant bleibt, bei der uurehmischungen ausgeschlossen sind, bei der die Bestrahlungs- und Meßvolumina variiert werden können und die auch ein gleichzeitiges Bestrahlen von mehreren Probenlösungen erlaubt.

Diese Aufgaben werden neuerungsgemäß dadurch gelöst, daß in das Gehäuse Teilzylinder unterschiedlichen Durchmessers ineinander einsetzbar sind, in deren Außenflächen die Leitung um den Umfang der Teilzylinder verlaufend angeordnet ist und deren Innenflächen eine Abdichtung für die Leitung des nächst inneren Teilzylinders oder der Ausnehmung bilden, daß die Wandung des Gehäuses die Abdichtung für die Leitungen des äußersten Teilzylinders ist und daß Austritts- und Eintrittsstellen der einzelnen Teilzylinder mit anderen über Zusatzleitungen und der oder den Zu- und Abführlaitungen verbindbar sind. Dab«i besitzen die Leitungen in den Außenflächen der Teilzylinder einen konstanten Querschnitt.

In einer Ausbildungsform der Neuerung kann der Querschnitt der Leitungen quadratisch oder rechteckig oder rund sein.

In einer Weiterbildung der Neuerung sind die Leitungen spiralförmig um den Umfang der Teilzylinder herumlaufend ausgebildet.

Die Neuerung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels mittels der Figuren 1 und 2 näher erläutert.

Die Fig. 1 zeigt einen sogenannten Bestrahlungsloop mit einer Meß-und einer Bestrahlungszelle und

die Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch eine Bestrahlungs- oder Meßzelle selbst.

In der Fig. 1 ist schem^tisch ein Californium-252-Bestrahlungsloop dargestellt. Die Californium-252-Neutronenquelle 1 sitzt dabei in einer Bestrahlungszelle 2, die selbst in einer Ausnehmung 3 eines Moderatorblocks 4 aus Wasserstoffmaterial angeordnet ist. Die von der Quelle 1 ausgehenden schnellen Neutronen werden in dem Moderatorblock 4 moderiert und rückgestreut, so daß sie den in der Bestrahlungszelle 2 befindlichen Probenstrom aktivieren können.

Dieser Probenstrom wird über eine Zuleitung 6 zu der Bestrahlungszelle 2 geführt und über die Abführleitung 5 wieder abgeführt. Die Abführleitung 5 führt direkt oder über eine Verzögerungsleitung 7 zu der Meßzelle 8, welche sich in einer Abschirmung 9 befindet und in einer Ausnehmung 10 einen Detektor 11 enthält. Die Meßzelle 8 ist in der gleichen Bauweise wie die Bestrahlungszelle 2 ausgeführt, tiber die Ableitung 12 kann das ausgemessene Probenvolumer, zu einem Produktstrom 13 bzw. zu einer Pumpe 14 geführt werden. Diese Pumpe 14 ist auch in der Lage,aus dem Produktstrom 13 über die Ableitung 15 Probenstrom zu entnehmen. Sie pumpt den Probenstrom über die Leitung 16 zu einem Durchflußmesser 17 und

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von dort über die Leitung 19 an einem Dichtemesser 18 vorbei. Die Leitung 19 ist dann mit der Zuführleitung 6 für die Bestrahlungszelle 2 verbunden. Zwischen der Leitung 19, 6 und der Leitung 5 kann zusätzlich eine KurzschlußlGitung 20 angeordnet werden, die dazu dient, den Probenstrom aus der Leitung 5 unter Umgehung der Bestrahlungszelle 2 zur Leitung 19 zurOckzu führen.

In der Fig. 2 ist eine Bestrahlungs-oder Meßzelle 2, 8 näher dargestellt. Sie besteht aus dem Gehäuse 21, welches von einem Zylindermantel aus Kunststoff gebildet wird. Innerhalb dieses Zylindermantels 21 befinden sich die Teilzylinder 22 bis 25 unterschiedlichen Durchmessers. Sie sind aber derart geformt, daß " sie im eingesetzten Zustand in dem Zylinder 21 eng aneinander dichtend liegen. Der innere Teilzylinder 2 5 weist die Ausnehmung 26 auf, in der die Bestrahlungsquelle 1 bzw. der Detektor 11 untergebracht werden kann. Die Ausnehmung 26 liegt axial.

Die Teilzyiinder 22 bis 25 weisen auf ihren Außenflächen die Leitungen 27 bis 30 auf, welche einen rechteckigen Querschnitt haben. Der Querschnitt kann selbstverständlich auch quadratisch sein. Die Leitungen 27 bis 30 sind auf der Oberfläche jedes Teilzylinders bzw. in jede Außenfläche des Teilzylinders spiralförmig um den Umfang des Teilzylinderss 22 bis 25 eingefräst bzw. eingefügt. Die Innenflächen 31, 32 und 33 der Zylinder 22, 23, bilden dabei für die einzelnen Rillen der Leitungen 2G, 29 und sowohl Begrenzungs-ais auch Abdichtflächen. Die Innenfläche 34 des Gehäuses 21 selbst bildet die Begrenzungs-und Abdichtfläche für die einzelnen Rillen der Leitung 27 des äußersten Teilzylinders Damit die Abdichtung auch stabil ist,wurden die Einzelteile im erwärmten Zustand ineinandergesetzt und danach abgekühlt. Sie wurden damit aufeinander aufgeschrumpft. Das Material der einzelnen Teile ist Kunststoff oder ein Metall, welches die Neutronenstrahlung, die von der Quelle 1 ausgeht, nur unwesentlich stört.

Die einzelnen Teilzylinder 22 bis 25 weisen alternierend Zu- unJ Abläufe auf. So sind auf den oberen Stirnflächen der Teilzylinder 22 bis 25 der Zulauf 35, der Ablauf 36, der Zulauf 37 und dar Ablauf 38 für den inneren Teilzylinder 25 angeordnet. Die Innenwandung 39 des inneren Teilzylinders 25 bildet im übrigen die Außenfläche der Ausnehmung 2G. Der Ablauf 36 unr". der Zulauf sind in diesem Ausführungsbeispiel miteinander verbunden. Entsprechend sind an den unteren Stirnseiten der Teilzylinder 22 bis 25 ebenfalls Ab- una Zuleitungen anzuordnen. Durch diese Anordnung ist es somit möglich, einen gemeinsamen Probenstrom über sämtliche Teilzylinder zu erhalten. Es ist aber auch denkbar, einzelne Teilzylihder überhaupt nicht zu benutzen oder jeden oder einzelne der Teilzylinder mit verschiedenen Probenströmen zu beaufschlagen.

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Claims

GESELLSCHAFT FÜR Karlsruhe, den 16. April 1974 KERNFORSCHUNG MBH PLA 3/74 Ga/sz Schutzansprüche ;

1. Bestrahlungs- und/oder Meßzslle zur Bestimmung von Stoffkonzentrationen in Flüssigkeiten, Lösungen und/oder Schlämmen mit einer in einem Gehäuse untergebrachten zylindrischen Ausnehmung zur Aufnahme einer Bestrahlungsquelle oder eines Detektors iind einer um die Ausnehmung herumgeführten Leitung für die Flüssigkeiten, Lösungen und/oder Schlämme mit mindestens einer Zu- und Abführleitung, dadurch gekennzeichnet, daß in das Gehäuse (21) Teilzylinder (22 bis 25) unterschiedlichen Durchmessers ineinander einsetzbai sind, in deren Außenflächen die Leitung (27, 28, 29, 30) um den Umfang der Teilzylinder (22 bis 25) verlaufend angeordnet ist und deren Innenflächen (31,:32, 33 und 39) eine Abdichtung für die Leitung des nächst inneren Teilzylinders (23 bis 25) oder der Ausnehmung (26) bilden, daß die Innenwandung (34) des Gehäuses (21) die Abdichtung für die Leitungen (27) des äußeren Teilzylinders (22) ist und daß Austritts- und Eintri.ttsstellen (35 bis 38) der einzelnen Teilzylinder (22 bis 25) mit anderen über Zusatzleitungen und der oder den Zu- und Abführleitungen (5 und 6) verbindbar sind.

2. Bestrahlungs-und/oder Meßzelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungen (27 bis 30) in den Außenflächen der Teilzylinder (22 bis 25) einen konstanten Querschnitt aufweisen.

3. Bestrahlungs-und/oder Meßzelle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Leitungen (27 bis 30) quadratisch, rechteckig oder rund ist.

4. Bestrahlungs-und/oder Meßzelle nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungen (27 bis 30) spiralförmig um den Umfang der Teilzylinder (22 bis 25) herumlaufend ausgebildet sind.

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