FI71850C - Skyddsanordning foer bestraolningsapparat. - Google Patents

Description

rn1 KUULUTUSJULKAISU n-ι n C n tB] (11> UTLÄGGNINGSSKRIFT 71850 (4S) P*' tcr.t 03 CC 1387 ^ ^ ^ (51) Kv.lk//lnt.CI.‘ G 21 F 3/00 SUOMI —FINLAND (21) Patenttihakemus — Patentansökning 803027 (22) Hakemispäivä — Ansöknlngsdag 25.09·80 (^) (23) Alkupäivä — Glltlghetsdag 25.09.80 (41) Tullut julkiseksi — Bllvit offentlig 26.03.82

Patentti- ja rekisterihallitus iMghtsygkjipanon ja kuut.julkaisun pvm.— 31.10 86

Patent- och registerstyrelsen ' ' Ansökan utlagd och utl.skriften publicerad J

(86) Kv. hakemus — Int. ansökan (32)(33)(31) Pyydetty etuoikeus — Begärd prioritet (71)(72) Andrei Sergeevich Ivanov, Kuznetsovskaya ulitsa, 8, kv. 33,

Leningrad, Vladimir Iosifovich Nikishkin, ulitsa Yaroslava Gasheka, 2, kv. 459, Leningrad, Stanislav Petrovich Dmitriev, Michurinskaya ulitsa, 19, kv. 23, Leningrad, Mikhail Pavlovich Sviniin, poselok Metallostroi ulitsa Bogaichukg, 4, kv. 25, Leningrad, Mikhail Tikhonovich Fedotov, poselok Metallostroi Polevaya ulitsa, 22, kv. 58, Leningrad, USSR(SU) (74) Oy Koister Ab (54) Säteilytyskojeen suojalaite - Skyddsanordning för besträlnings-apparat

Esillä oleva keksintö koskee kiihdytintekniikkaa ja erityisesti säteilytyskojeiden suojalaitteita.

Säteilytyslaitteita käytetään yleensä kuljettimen kanssa, joka kuljettaa säteilytettäviä esineitä tai, kun on säteilytettä-vä taipuisaa tai joustavaa materiaalia, tätä vetävän laitteen kanssa.

Kun materiaalia käsitellään ionisoivalla säteilyllä, säteilyn intensiteetti ja säteilytettävän materiaalin kuljetusnopeus on järjestettävä sellaisiksi, että taataan nimellinen säteilyannos materiaalille ja maksimikapasiteetti säteilytyslaitteelle. Sätei-lytettävää materiaalia kuljettavan kuljettimen käyttökoneisto ja muiden samaan käsittelylinjaan säteilyttimen kanssa asennettujen laitteiden käyttökoneistot eivät kuitenkaan kykene antamaan nimellisiä eli määrättyjä nopeuksia ilman viipymää. Olemassa olevissa 2 71850 säteilytyskojeissa tarvitaan näet useita kymmeniä sekunteja kuljettimen kiihdyttämiseksi nimellisnopeuteen. Lisäksi on pakko käynnistää kuljetin tasaisesti, so. nykäyksettä, jos säteilytettä-vä materiaali ei ole mekaanisesti lujaa.

Toisaalta aika,joka tarvitaan säteilytyskojeen kiihdyttimen panemiseksi toimimaan nimellisellä säteilyvirralla, so. aika, jona säteilyvirta (hiukkasvirta) kasvaa nollasta määrättyyn arvoon, on useita kymmeniä sekunteja. Siksi on syntynyt ongelma sovittaa ionisoivan säteilyn parametrit yhteen materiaalin siirtonopeuden kanssa aikana, joka ulottuu säteilytyskojeen käynnistyksestä hetkeen, jolloin määrätty säteilyvirta ja säteilytettävän materiaalin määrätty kuljetusnopeus on saavutettu, koska jos tähän yhteensopivuuteen ei päästä, osa materiaalista tulee joko yli- tai alisäteily-tetyksi ja rejektoituu.

Tämän ongelman eliminoimiseksi säteilytyskojeissa käytetään suojalaitteita suojaamaan materiaalia säteilytykseltä siirtotapahtuman aikana kunnes ionisoivan säteilyn parametrit tulevat oikeiksi.

On tullut tunnettu säteilytyskojeen suojalaite (ks. japanilaista patenttia 39-2299 vuodelta 1964), joka on oleellisesti vaimennin, joka on sijoitettu kiihdyttimen tyhjiökammioon säteilyn tielle sen kulKiessa osittimeen. Tällaiset suojalaitteet eivät kuitenkaan ole sopivia nykypäivän säteilytyskojeisiin, joiden kiihdyttimillä on niinkin suuri kuin 100 kW teho, koska vaimentimen ollessa sijoitettu osittimen eteen säteilyenergiaa vapautettaisiin vain pienellä vaimentimen alueella, mistä seuraa liian kuuma kohta, joka muodostaa ongelman mitä tulee sen jäähdytykseen.

Ennestään on myös tunnettu säteilytyskojeen suojalaita (brittiläinen patentti 1 246 478 vuodelta 1971). Tässä suojalaitteessa on kaksi lyijylevyä, joka on sijoitettu säteilylähteen ulostuloik-kunan ja säteilytettävän materiaalin väliin ja kiinnitetty kahteen yhdensuuntaiseen akseliin. Akseleita voidaan liikuttaa edestakaisin vastakkaisiin suuntiin kohtisuorasti säteilyn keskiakselia vastaan, jolloin levyt niiden mukana suorittavat monimutkaista liikettä siirtyen yhdessä akselien kanssa suoraviivaisesti ja samalla kiertyen akselien keskiviivojen suhteen kulman, joka on verrannollinen akselien keskiviivojen ja säteilyn akselin väliseen etäisyyteen. Levyjen liikkuessa materiaaliin tulevan säteilyn inten- 3 71850 siteetti muuttu ja tällöin levyjä, kun ne ovat toisessa ääriasennossaan, siirretään toisiaan kohti, jolloin ne peittävät ulostu-loikkunan ja absorboivat täysin siitä ulos tulevan säteilyn, ja kun ne ovat toisessa ääriasennossaan, erotetaan toisistaan, jolloin ulostuloikkuna on täysin avoin ja säteilytettävään materiaaliin osuvan säteilyn intensiteetti on maksimaalinen.

Edellä mainitun brittiläisen patentin mukaisten laitteiden käyttöön säteilytyskojeissa liittyy haitallisena piirteenä kojeen monimutkainen rakenne ja työläs kunnossapito levyjen monimutkaisten liikeratojen johdosta, erikoisesti silloin, kun on kyseessä suuritehoisen säteilylähteen omaavat kojeet. Nämä haittatekijät ovat seuraavat.

Ensiksikin mainitussa suojalaitteessa on melko monimutkainen ja hankala levyjä siirtävä käyttökoneisto, jossa on kaksi yhdensuuntaista ketjuvälitystä, jotka kannattavat ohjaimia, joihin levyjen akselit on kiinnitetty, jolloin nämä käyttökoneiston komponentit on levyjen kanssa sijoitettava kojeen paikallisen säteily-suojalaitteen kammion sisään, minkä vuoksi kammion tilavuutta on suurennettava.

Toiseksi, kun käytetään tehokasta säteilylähdettä, on tar -peellista jäähdyttää levyjä, jotka täydellisesti absorboivat sä-teilyenergian, ja kuitenkin se on melko vaikeata ko. suojalaite-rakenteessa, koska jäähdytysnestettä levyihin syöttävien letkujen täytyy olla löysällä, so. riippukannatetut, jotta ne sallisivat levyjen siirrot.

Lisäksi ketjuvälitysten komponentit akseleiden ohjaimineen ja jäähdytysjärjestelmän nesteensyöttöletkut joutuvat alttiiksi voimakkaalle ionisoivalle säteilylle, jarruttavalle röntgensäteilylle ja myös kemiallisesti aktiivisille aineille, joita muodostuu säteilysuojalaitteen kammiossa olevan kaasumaisen väliaineen hajotessa ionisoivan ja jarrutussäteilyn johdosta. Siksi nämä komponentit on tehtävän kemikaaleja ja säteilyä kestävistä materiaaleista niiden liian nopean särkymisen estämiseksi.

Huomautetaan myös, että kun ko. laitetta käytetään kojeissa, jotka on tarkoitettu säteilyttämään isopintaisia materiaaleja, so. kojeissa, joissa säteilyn ulostuloikkuna on suurikokoinen, tulee vaikeammaksi synkronoida käyttökoneiston ketjuvälitykset,' joiden 4 71850 avulla levyjä siirretään.

Lopuksi tulee, koska ketjuvälitykset on sijoitettu ulostu-loikkunan välittömään läheisyyteen, pääsystä ikkunan luo vaikeampi ja ikkunan peitefolion eli -levyn vaihtotyöstä monimutkaisempi.

Esillä olevan keksinnön päätavoitteena on saada aikaan sä-teilytyskojeen suojalaite, jossa ionisoivaa säteilyä absorboivat levyt, jotka on siirrettävissä säteilylähteen ulostuloikkunan ja säteilytettävän materiaalin väliin on järjestetty siten, että ne helpottavat jäähdytysnesteen syöttöä levyihin ja mahdollistavat kojeen säteilysuojalaitteen kammion tilavuuden pienentämisen.

Tähän päätavoitteeseen pyrkien keksintö saa aikaan säteily-tyskojeen suojalaitteen, joka käsittää levyparin ionisoivan säteilyn täydelliseksi absorboimiseksi, jotka levyt on sijoitettu kulmaan toisiinsa nähden ja kiinnitetty vipuihin ja tankoihin siirrettäviksi kammion sisällä, paikallista säteilysuojausta varten, ionisoivan sätelylähteen pitkänomaisen poistoikkunan ja säteilytettävän materiaalin väliin.

Levyt, jotka on liitetty pyöritettäviin akseleihin, voivat kiertyä vain akseliensa keskiviivojen ympäri, mikä on tarkoituksenmukaisempaa ja antaa lisäetuja ehdotetulle laitteelle. Nämä lisäedut ovat seuraavat.

Akselien ja näiden mukana levyjen kiertämiseen voidaan käyttää melko yksinkertaista käyttökoneistoa ja lisäksi sen johdosta, että akselit on laakeroitu paikallisen säteilysuojalaitteen kammion seiniin, ei akselien käyttökoneistoa tarvitse mahduttaa tämän kammion sisään, vaan voidaan sijoittaa sen ulkopuolelle ja kytkeä toisen akselin siihen päähän, jonka on ulotuttava säteilysuojalaitteen kammion ulkopuolelle. Näin ollen tulee mahdolliseksi tehdä paikallisen säteilysuojalaitteen kammio tilavuudeltaan ja kokonaismitoiltaan ennestään tunnetun laitteen kammiota pienemmäksi. Ulostuloikkunan folion eli peitelevyn vaihdosta tulee myös yksinkertaisempi.

Kun vain akselit, joiden varassa levyt ovat, ovat pyöriviä, tulee myös helpommaksi syöttää jäähdytysnestettä levyihin akseleis- 5 71850 sa ja yhdysvivuissa olevien kanavien läpi, koska kohta, jossa jäähdytysjärjestelmän taipuisat letkut on liitetty akseleissa oleviin kanaviin, käytännöllisesti katsoen yhtyy akselien pyörimis-akseleihin, joten letkut joutuvat vain minimaalisesti liikkumaan.

Ehdotetun rakenteen yhdeksi eduksi on myös katsottava se, että niin akselien käyttökoneisto kuin jäähdytysjärjestelmän taipuisat liitäntäletkutkin on sijoitettu paikallisen säteilysuojalaitteen kammion ulkopuolelle ja siten pois voimakkaan säteilyn ja kemiallisesti vaikuttavan kaasumaisen väliaineen ulottuvilta.

Levyjen liittäminen kulma-asennossa toisiinsa huomattavasti lisää niiden yhteisjäykkyyttä, mikä on tärkeä seikka erityisesti kojeessa, jossa on suurikokoinen säteilyn ulostuloikkuna ja siksi isot levyt.

Esillä olevaa keksintöä selitetään lähemmin seuraavassa sen suositetun suoritusmuodon avulla oheisen piirustuksen yhteydessä, joissa kuvio 1 esittää osittain leikkauksessa keksinnön mukaista säteilytyskojeen suojalaitetta ja kuvio 2 on leikkauskuva kuvion 1 linjalta II-II.

Viitaten kuvioon 1, tässä esitetty säteilylaitteen eli säteilytyskojeen keksinnön mukainen suojalaite käsittää kaksi levyä 1, jotka on liitetty yhteen ja kiinnitetty vipujen 2 alapäihin kierrettäviksi säteilytyskojeen säteilysuojalaitteen kammion 3 sisäpuolella ionisoivan säteilylähteen 5 ulostuloikkunan 4 ja säteily-tettävän materiaalin 6 väliin, jolloin kuviossa 1 nähdään vain toinen levyistä 1. Levyt 1 absorboivat täysin ionisoivan säteilyn ja ovat riittävän suuret peittääkseen täysin, kun ne ovat kuvioissa 1 ja 2 esitetyssä ala-asennossaan, ikkunasta 4 tulevan ionisoivan säteilyn. Vivut 2 on kiinnitetty sama-akselisille tangoille 7, jotka on asennettu laakereihin 8 yhdensuuntaisiksi ulostuloikkunan 4 pitempien sivujen kanssa. Akselit 7, vivut 2 ja levyt 1 on valmistettu kemikaalinkestävästä materiaalista, kuten esim. ruostumatto-msta teräksestä. Akselien 7 työntyvät säteilynsuojalaitteen kammion 3 ulkopuolelle tiivisteiden 9 läpi. Toiseen akselsista 7 on kytketty sähkökäyttö 10.

Jäykkyyden lisäämiseksi levyt 1 on keksinnön mukaan pitemmil-tä sivuiltaan kiitetty kulma-asennossa toisiinsa niiden ko. sivujen ollessa yhdensuuntaiset ikkunan 4 pitemmän sivun kanssa.

6 71850

Levyihin 1 on muodostettu kanavat 11, jotka ovat yhteydessä toisiinsa ja tarkoitetut niitä jäähdyttävälle jäähdytysvedelle. Toiseen akseliin 7 ja toiseen vipuun on tehty vastaavasti kanavat 13 ja 12 (kuvio 1) jäähdytysnesteen syöttämiseksi levyjen 1 kanaviin 11 ja poistamiseksi niistä. Kanavat 13 sisältävään akseliin 7 on muodostettu liittimet 14 jäähdytysjärjestelmään (ei esitetty) liittämistä varten. Jäähdytysnesteen virtaussuunta kanavien 13 liitäntäpäissä on osoitettu nuolilla kuviossa 1.

Vaikka, kuten kuviossa 1 on esitetty, vain toisessa akselissa 7 ja vain toisessa vivussa 2 on jäähdytysnestekanavat (kaksi kanavaa 13 akselissa 7 ja kaksi kanavaa 12 vivussa 2 jäähdytysnesteen syöttämiseksi ja poistamiseksi), on selvää, että kumpaankin akseliin 7 ja kumpaankin vipuun 2 voitaisiin tehdä jäähdytyskanavat, jolloin akseleissa 7 ja vi^ui^a 2 olisi kussakin yksi kanava ja jäähdytys-neste syötettäisiin silloin säteilynsuojalaitteen kammion 3 toiselta puolelta ja poistettaisiin sen toiselta puolelta.

Sähkökäytön 16 käyttämä kuljetin 15 (kuvio 2) on järjestetty kuljettamaan säteilytettävän materiaalin 6 ikkunan 4 alle. Kuviossa on katkoviivoin esitetty levyjen 1 avausasennot 17 ja 18, jolloin asennossa 17 ollessaan levyt 1 ovat säteilysuojalaitteen kammion 3 irtokappaleitten 19 muodostamassa ontelossa ja siirrettävien kappaleitten 19 poistamisen jälkeen levyt 1 voidaan viedä asentoon 18 aina silloin, kun ulostuloikkunan 4 folio (peitelevy) on vaihdettava .

Keksinnön mukainen laite toimii seuraavasti. Säteilytyskojeen käynnistyshetkellä levyt 1 ovat ala-asennossaan, so. säteilyikkunan 4 peitefolion ja säteilytettävän materiaalin 6 välissä. Kun ionisoivan säteilylähteen 5 emittoiman säteilyn virta saavuttaa nimellisarvonsa, sähkökäytöt 10 (kuvio 1) ja 16 (kuvio 2) käynnistetään, jolloin kuljetin 15 siirtää materiaalin 6 esim. nuolella kuviossa 2 osoitettuun suuntaan, samalla kun akselit 7 kiertyvät siirtäen levyt 1 ikkunan 4 edestä asentoon 17. Valitsemalla oikein materiaalin 6 ja levyjen 1 liikenopeudet säädettävien sähkökäyttöjen 10 (kuvio 1) ja 16 (kuvio 2) avulla voi materiaali 6 saada sopivan säteilyannoksen kunnes ikkuna 4 avautuu täysin ja kuljetin 15 saavuttaa nimellisen eli määrätyn liikenopeutensa.

7 71850

Samalla tavalla menetellään kuljettimen hätäpysäytystapauksesa, jolloin sähkökäyttö 10 (kuvio 1) kytketään käyntiin sähkölukituk-silla ja levyt 1 lasketaan ala-asentoon ikkunan 4 eteen, kun taas ionisoiva säteilylähde 5 pidetään toiminnassa ja emittoituvan säteilyn parametrit jätetään ennalleen. Tämä takaa säteilylähteen 5 normaalin toimintatavan ja vähentää säteilyttimen tyhjäkäyntiaikaa.

Pääsy säteilyikkunan 4 luo esim. sen peitelevyn vaihtamiseksi tapahtuu poistamalla säteilysuojalaitteen kammion 3 irtokappaleet 19 (kuvio 2) ja siirtämällä levyt säteilytysvyöhykkeestä asentoon 18 ilman että menetetään jäähdytysnestekanavien tiiviyttä.

Esillä olevalla keksinnöllä on laajaa käyttöä sekä teollisissa että laboratoriosäteilytyskojeissa tutkittaessa säteilykemian teknologiaa. Keksinnöstä voidaan saada suurin hyöty säteilytyslaitteis-sa, joissa on voimakas säteilylähde. Ehdotettu suojalaiterakenne, taatessaan säteilytyskojeelle suuren tehokkuuden hylkyjen vähenemisen johdosta alussa, on melko yksinkertainen, luotettava ja kätevä käyttää ja mahdollista vähentää säteilysuojalaitteen kammion kokonaismittoja 10-12 %.