RU2093911C1

RU2093911C1 - Gamma-radiating unit

Info

Publication number: RU2093911C1
Application number: RU95114695A
Authority: RU
Inventors: Н.П. Волошин; М.А. Егоров; Э.В. Моисеенко; А.Е. Ремезов; В.А. Симоненко
Original assignee: Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики
Priority date: 1995-08-15
Filing date: 1995-08-15
Publication date: 1997-10-20

Abstract

FIELD: irradiation of large-size objects, such as logs or wood items packed in briquettes. SUBSTANCE: unit has working chamber 1 with long flat radiation source 2, biologic shield 3 with radiation traps 4. Transport line 5 conveying objects to be irradiated to and from working chamber over narrow-gage railway or overhead monorail is made in the form of coupled closed loop with region 6 of grade-crossing elimination structure arranged on two levels. Objects to be irradiated are passed twice in parallel to radiation source 2 and in immediate proximity of the latter over inner and outer sections of contour; radiation source 2 acts on opposite sides of object. Working chamber 1 is arranged below level of charging-discharge region 9, 10 better buried in or banked up with earth. EFFECT: improved environmental safety and output capacity. 7 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области ядерной техники, а именно, к стационарным облучательным установкам, и предназначено преимущественно, для облучения большегабаритных, в частности, длинномерных объектов, например, древесины или изделий из нее, упакованных в брикеты. The invention relates to the field of nuclear engineering, namely, stationary irradiation plants, and is intended primarily for irradiation of large-sized, in particular, long objects, for example, wood or wood products, packed in briquettes.

В настоящее время в мире существует большое многообразие облучательных установок, применяемых для радиационной обработки разнообразных продуктов питания, медицинских изделий и тому подобного. Такие установки могут быть стационарными или передвижными, наземными или подземными, рассчитанными на большие или малые объемы обрабатываемой продукции. Currently in the world there is a wide variety of irradiation facilities used for radiation treatment of a variety of food products, medical devices and the like. Such plants can be stationary or mobile, ground or underground, designed for large or small volumes of processed products.

Из всего многообразия установок рассмотрены такие, которые принципиально могут быть применены для облучения достаточно большегабаритных объектов, в частности древесины. Of the variety of installations, those that can be used in principle to irradiate fairly large-sized objects, in particular wood, have been considered.

Известна установка для облучения древесины или изделий из нее [1] содержащая облучатель в виде двух-трех петель труб, по которым пропускают жидкое рабочее вещество гамма-носитель, активируемое в генераторе активности при ядерном реакторе. Эти трубы размещены в центре рабочей камеры, а облучаемые изделия размещены равномерно вокруг петель. A known installation for irradiating wood or wood products [1] containing an irradiator in the form of two or three pipe loops through which a gamma-carrier liquid working substance is passed, activated in an activity generator in a nuclear reactor. These pipes are placed in the center of the working chamber, and the irradiated products are placed evenly around the loops.

Несмотря на то, что таким устройством можно обеспечить высокую равномерность поля поглощенных доз по длине облучаемых изделий, его применение ограничено из-за необходимости использования энергетического реактора. Кроме того, производительность такой установки невелика, т.к. отсутствует конвейерная система подачи объектов в рабочую камеру. Despite the fact that such a device can provide high uniformity of the field of absorbed doses along the length of the irradiated products, its use is limited due to the need to use an energy reactor. In addition, the performance of such an installation is small, because there is no conveyor system for supplying objects to the working chamber.

Наиболее близкой к заявляемой установке является гамма-облучательная установка [2] содержащая рабочую камеру с протяженным плоским облучателем, биологическую защиту, лабиринтную транспортную линию для доставки контейнеров с облучаемыми изделиями в рабочую камеру от зоны погрузки-разгрузки и обратно. В качестве транспортной системы используется монорельс с подвесными клетями, траектория которого проходит с обеих сторон от облучателя в виде зигзага. Closest to the claimed installation is a gamma irradiation unit [2] containing a working chamber with an extended flat irradiator, biological protection, a labyrinth transport line for delivering containers with irradiated products into the working chamber from the loading and unloading zone and vice versa. A monorail with suspended stands is used as a transport system, the trajectory of which runs on both sides of the irradiator in the form of a zigzag.

Недостатком такой установки является необходимость разворота контейнеров с облучаемыми объектами на 180^o при перемещении их на противолежащий относительно облучателя участок траектории. Особенно сложной является эта проблема при облучении длинномерных грузов.The disadvantage of this installation is the need to turn the containers with the irradiated objects through 180 ^o when moving them to the path section opposite to the irradiator. This problem is especially difficult when irradiating long loads.

Настоящее изобретение направлено на создание гамма-облучательной установки, предназначенной для расширенной номенклатуры облучаемых объектов, в том числе длинномерных, например, древесины, и позволяющей облучателю воздействовать на обе стороны облучаемых объектов при относительно небольшой траектории перемещения, без разворота контейнеров и с сохранением высокой производительности. The present invention is directed to the creation of a gamma-irradiation installation intended for an expanded range of irradiated objects, including long ones, such as wood, and allowing the irradiator to act on both sides of the irradiated objects with a relatively small trajectory, without turning containers and maintaining high performance.

Поставленная задача решается тем, что в гамма-облучательной установке, содержащей рабочую камеру с протяженным плоским облучателем, биологическую защиту, лабиринтную транспортную линию для доставки контейнеров с облучаемыми объектами в рабочую камеру от зоны погрузки-разгрузки и обратно, согласно изобретению, транспортная линия выполнена в виде сдвоенного замкнутого контура, в котором переходы с внешнего участка на внутренний и с внутреннего на внешний выполнены на разных уровнях, при этом в рабочей камере внешний и внутренний участки контура размещены на одном уровне по разные стороны от облучателя и параллельно ему, а погрузочно-разгрузочная зона размещена около максимально удаленного от рабочей камеры внешнего участка контура. The problem is solved in that in a gamma irradiation installation containing a working chamber with an extended flat irradiator, biological protection, a labyrinth transport line for delivering containers with irradiated objects to the working chamber from the loading and unloading zone and vice versa, according to the invention, the transport line is made a double closed loop, in which the transitions from the external section to the internal and from the internal to the external are made at different levels, while in the working chamber the external and internal section circuit placed at the same level on opposite sides of the radiator and parallel thereto, and the loading and unloading zone is located near the maximum distance from the outer contour portion of the working chamber.

При таком выполнении транспортной линии облучаемые объекты дважды перемещаются в непосредственной близости от облучателя. При этом при первом перемещении объекты обращены к облучателю одной стороной, а при втором перемещении, которое происходит после прохождения контейнерами первого витка контура, объекты без разворота оказываются обращенными к противоположной плоскости облучателя другой стороной. With this embodiment of the transport line, the irradiated objects move twice in the immediate vicinity of the irradiator. In this case, during the first movement, the objects are turned to the irradiator on one side, and during the second movement, which occurs after the containers have passed the first turn of the loop, the objects without a turn are turned to the opposite plane of the irradiator on the other side.

Кроме того, для оптимизации выполнения транспортной развязки в месте пересечения участков контура, рабочая камера размещается ниже уровня зоны погрузки-разгрузки, что может быть обеспечено выбором соответствующего рельефа местности. Это позволяет транспортные ветви, соединяющие зону погрузки-разгрузки с рабочей камерой провести над нижележащими ветвями контура с плавным изменение высоты, при этом соединительные ветви размещены в бетонированных туннелях. In addition, to optimize the implementation of transport interchange at the intersection of the contour sections, the working chamber is located below the level of the loading and unloading zone, which can be ensured by the selection of the appropriate terrain. This allows the transport branches connecting the loading and unloading zone with the working chamber to be held above the underlying branches of the contour with a smooth change in height, while the connecting branches are placed in concrete tunnels.

Кроме того, для снижения стоимости биологической защиты и повышения ее эффективности рабочую камеру размещают под землей. При этом вход и выход в нее от зоны погрузки-разгрузки будет осуществляться также через бетонированные туннели по типу метро, выходящего на поверхность. In addition, to reduce the cost of biological protection and increase its effectiveness, the working chamber is placed underground. At the same time, the entrance to and exit from the loading and unloading zone will also be through concrete tunnels similar to the metro that emerges to the surface.

Кроме того, аналогичный технический результат может быть достигнут при обваловке рабочей камеры землей. In addition, a similar technical result can be achieved by burying the working chamber with earth.

В прототипе транспортная линия выполнена в виде надземного монорельса, а контейнеры в виде подвесных клетей. Такая же система может быть применена и в заявляемом изобретении. Но иногда более целесообразно использование узкоколейной железной дороги с вагонетками для размещения, например, древесины. In the prototype, the transport line is made in the form of an elevated monorail, and containers in the form of suspended stands. The same system can be applied in the claimed invention. But sometimes it is more advisable to use a narrow gauge railway with trolleys for placing, for example, wood.

Кроме того, плоский облучатель для удобства поддержания заданной дозы облучения или ее оперативного изменения в соответствии с требуемыми условиями выполнен в виде нескольких плоских решеток, размещенных в ряд, каждая из которых образована пеналами с излучателями, при этом каждая решетка имеет независимые приводы для ввода и вывода из хранилища. In addition, a flat irradiator for the convenience of maintaining a given radiation dose or its operational change in accordance with the required conditions is made in the form of several flat gratings arranged in a row, each of which is formed by pencil cases with emitters, each grating has independent drives for input and output from storage.

Кроме того, для повышения эффективности биологической защиты в ней в местах поворота траектории движения при входе-выходе из рабочей камеры выполнены ловушки для излучения в виде ниш. In addition, in order to increase the effectiveness of biological protection, traps for radiation in the form of niches are made in it at the points of rotation of the trajectory of movement at the entrance to and exit from the working chamber.

На фиг. 1 приведена схема гамма-облучательной установки; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1. In FIG. 1 shows a diagram of a gamma irradiation installation; figure 2 is a section aa in figure 1.

Гамма-облучательная установка содержит рабочую камеру 1 с облучателем 2 в виде набора плоских решеток, биологическую защиту 3 с лабиринтными ловушками излучения 4. Транспортная линия 5 выполнена в виде сдвоенного замкнутого контура, в котором организована область 6 транспортной развязки, содержащая переходы с внутреннего участка на внешний и с внешнего на внутренний, выполненные на разных уровнях. В рабочей камере внутренний 7 и внешний 8 участки контура размещены на одном уровне, по разные стороны от облучателя 2 и параллельно ему. Площадки погрузки 9 и разгрузки 10 контейнеров 11 с облучаемыми объектами размещены вблизи участка транспортной линии 5, максимально удаленного от рабочей камеры 2. Транспортная линия может быть выполнена в виде надземного монорельса, а контейнеры в виде подвесных клетей, или в виде узкоколейной железной дороги, а контейнеры в виде открытых вагонеток, что наиболее удобно для облучения древесины. Транспортные ветви, которые соединяют зону погрузки-разгрузки 9, 10 с рабочей камерой 1 размещены в бетонированных туннелях 12. При размещении рабочей камеры 2 ниже уровня погрузочно-разгрузочной зоны транспортные ветви в бетонированных туннелях 12. При размещении рабочей камеры 3 ниже уровня погрузочно-разгрузочной зоны транспортные ветви в бетонированных туннелях 12 плавно снижаются в направлении рабочей камеры, проходя в области 6 выше пересекаемого участка 13, окруженного слоем биологической защиты 14. На фиг. 2 показано как происходит перемещение контейнеров 11 в направлении рабочей камеры 2. Механизмы 15 служат для перемещения решеток облучателя 2 из хранилища, выполненного под рабочей камерой 1 (не показано) в рабочее положение и обратно. Каждая из решеток имеет независимый привод 15, собственное хранилище, а также собственную систему вентиляции и охлаждения и состоит из нескольких вертикальных пеналов с источниками гамма-излучения на основе Со-60, равномерно распределенных по длине (не показаны). The gamma irradiation unit contains a working chamber 1 with an irradiator 2 in the form of a set of flat gratings, biological protection 3 with labyrinth radiation traps 4. The transport line 5 is made in the form of a double closed loop, in which the transport interchange area 6 is organized, containing transitions from the inner section to external and from external to internal, performed at different levels. In the working chamber, the inner 7 and outer 8 contour sections are placed on the same level, on different sides of the irradiator 2 and parallel to it. The loading and unloading platforms 9 and 10 of containers 11 with irradiated objects are located near the section of the transport line 5, which is most remote from the working chamber 2. The transport line can be made in the form of an elevated monorail, and containers in the form of suspended stands, or in the form of a narrow gauge railway, and containers in the form of open trolleys, which is most convenient for irradiating wood. The transport branches that connect the loading and unloading zone 9, 10 with the working chamber 1 are placed in concrete tunnels 12. When placing the working chamber 2 below the level of the loading and unloading zone, the transport branches in concrete tunnels 12. When placing the working chamber 3 below the level of the loading and unloading The transport branches in the concrete tunnels 12 gradually decrease in the direction of the working chamber, passing in the region 6 above the intersected section 13, surrounded by a layer of biological protection 14. In FIG. 2 shows how the containers 11 move in the direction of the working chamber 2. The mechanisms 15 serve to move the irradiator gratings 2 from the storage, made under the working chamber 1 (not shown) to the working position and vice versa. Each of the gratings has an independent drive 15, its own storage, as well as its own ventilation and cooling system and consists of several vertical canisters with gamma radiation sources based on Co-60, uniformly distributed along the length (not shown).

В момент стартовой загрузки источники излучения загружаются только в половину пеналов через один. Остальные пеналы предусмотрены для дозагрузки облучателя в период эксплуатации с целью сохранения общей суммарной стартовой активности облучателя. At the time of starting loading, radiation sources are loaded into only half of the pencil cases through one. The remaining cases are provided for re-loading the irradiator during operation in order to maintain the total total starting activity of the irradiator.

Объекты облучения, например, откалиброванные по диаметру бревна, предварительно загружены в контейнеры (клети, вагонетки) и доставляются к погрузочной площадке 9. Здесь они устанавливаются на транспортную линию и спускаются по направлению к рабочей камере через бетонированный туннель 12. В рабочей камере 1 контейнеры 11 движутся горизонтально по внутреннему контуру, при этом облучатель 2 воздействует на левую сторону объектов. Выходя из рабочей камеры 1, контейнеры проходят часть пути по малому витку без изменения высоты и вновь поступают в рабочую камеру с другой стороны облучателя 2, который теперь воздействует на правую сторону объектов. Далее объекты по бетонированному туннелю 12 поднимаются к разгрузочной площадке 10. Скорость движения контейнеров, толщина пакетов древесины, расстояние между облучателем и пакетом задаются исходя из оптимального коэффициента использования излучения. Установка позволяет обеспечить непрерывный поток облучаемых объектов, что обеспечивает высокую производительность. Эффективную биологическую защиту обусловливает не только использование основного защитного материала для построения рабочей камеры и туннелей, но и ее подземное размещение. Использование грунта для биологической защиты при подземном размещении или обваловке землей позволяет получить экономию основного защитного материала. Размещение рабочей камеры с источниками ионизированного излучения под землей позволяет не только повысить степень радиационной безопасности при работе установки, но и снизить вероятность радиоактивного заражения местности в случае несанкционированных действий человека или при возникновении аварийной ситуации из-за невозможности прямого попадания радиоактивных элементов в атмосферу окружающей среды. Лабиринтная система перемещения объектов позволяет снизить уровень рассеянного излучения на входе и выходе лабиринта. Дополнительное снижение уровня рассеянного излучения обеспечивается за счет "ловушек" 4, находящихся на изгибах транспортных путей на входе и выходе из рабочей камеры. The irradiated objects, for example, logs calibrated in diameter, are pre-loaded into containers (stands, trolleys) and delivered to loading area 9. Here they are installed on the transport line and lowered towards the working chamber through the concrete tunnel 12. In the working chamber 1 containers 11 move horizontally along the inner contour, while the irradiator 2 acts on the left side of the objects. Leaving the working chamber 1, the containers pass part of the path along a small turn without changing the height and again enter the working chamber from the other side of the irradiator 2, which now acts on the right side of the objects. Further, the objects along the concrete tunnel 12 rise to the unloading platform 10. The speed of the containers, the thickness of the wood packages, the distance between the irradiator and the package are set based on the optimal utilization of radiation. The installation allows for a continuous flow of irradiated objects, which ensures high productivity. Effective biological protection is determined not only by the use of basic protective material for the construction of a working chamber and tunnels, but also by its underground location. The use of soil for biological protection during underground placement or land debris allows you to save basic protective material. Placing the working chamber with sources of ionized radiation underground allows not only to increase the degree of radiation safety during the operation of the installation, but also to reduce the likelihood of radioactive contamination of the area in the event of unauthorized human actions or in the event of an emergency due to the impossibility of direct exposure of radioactive elements to the atmosphere. The labyrinth system of moving objects allows you to reduce the level of scattered radiation at the entrance and exit of the maze. An additional reduction in the level of scattered radiation is provided by "traps" 4 located on the bends of the transport routes at the entrance and exit of the working chamber.

Claims

1. A gamma irradiation installation comprising a working chamber with an extended flat irradiator, biological protection, a labyrinth transport line for delivering containers with irradiated objects to the working chamber from the loading and unloading zone and vice versa, characterized in that the transport line is made in the form of a double closed loop in which the transition from the external section to the internal and from the internal to the external is performed at different levels, while in the working chamber the external and internal sections of the circuit are placed at the same level along nye side of the radiator and parallel thereto, and the loading and unloading zone is located near the maximum distance from the outer contour portion of the working chamber.

2. Installation according to claim 1, characterized in that the working chamber is located below the level of the loading and unloading zone and connected to it by concrete tunnels.

3. Installation according to claims 1 and 2, characterized in that the working chamber is located above the ground.

4. Installation according to claims 1 and 2, characterized in that the working chamber is bunded with earth.

5. Installation according to PP.2 to 4, characterized in that the transport line is made in the form of a narrow gauge railway, and the containers in the form of trolleys.

6. Installation according to claims 1 to 5, characterized in that the irradiator is made in the form of several flat gratings arranged in a row, each of which is formed by pencil cases with emitters, each grating having independent drives for entering and leaving the storage.

7. Installation according to claims 1 to 6, characterized in that radiation traps in the form of niches are made in the biological protection in the areas of the input and output from the working chamber.