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Die vorliegende Erfindung betrifft
ein Verfahren zur Herstellung eines gewickelten Körpers zum Ausstrahlen
radioaktiver Strahlung.
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Gewickelte Körper zum Ausstrahlen radioaktiver
Strahlung sind von besonderem Interesse bei der Brachytherapie und
insbesondere bei der endoluminalen Brachytherapie und der perkutanen
transluminalen Brachytherapie, um eine entsprechende Elastizität für den Transport
der Quelle durch schmale und kurvenreiche Stellen wie Blutgefäße zu fördern.
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Beispielsweise wird in dem US-Patent
Nr. 5,059,166 ein intraarterieller Stent beschrieben, der mit Hilfe
radioaktiver Strahlung eine Intimale Hyperplasie aufweisen soll.
Das Dokument bezieht sich auf ein mit einem arteriellen Stent integrales
Radioisotop, das das Gewebe in der Nähe der Implantation des Stents
bestrahlen kann. Bei einer Ausführungsform
wird ein Stent in Form einer spiralförmigen Schraubenfeder aus einem
reinen Metall oder einer Legierung hergestellt, das/die zu einem
Radioisotop aktiviert worden ist. Bei einer anderen Konfiguration wird
der Stentfederdraht aus einem Metall wie etwa Stahl hergestellt,
in das ein Element legiert worden ist, das zu einem Radioisotop
gemacht werden kann. Bei einer weiteren Konfiguration wird der Stentdraht aus
einem Radioisotop-Kernmaterial mit einer äußeren Beschichtung hergestellt,
die Eigenschaften für eine
Schraubenfeder aufweist. Bei einer Variante wird der Stentdraht
aus einer Radioisotopbeschichtung hergestellt, mit der ein Federmaterialkern
beschichtet wird. Bei noch einer weiteren Ausführungsform wird ein Kern aus
einem für
Stents geeigneten beliebigen Material mit einer Radioisotopbeschichtung
beschichtet, die wiederum mit einer antithrombogenen Beschichtung
wie etwa Kohlenstoff beschichtet ist.
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Das Dokument EP-0633041-A1 umreißt die Verwendung
eines radioaktiven Emitters in Form eines Filaments mit kleinem
Durchmesser, das ein aufgewickeltes Filament sein kann. Die Filamenttechnologie
hat den Vorteil, dass sie die radioaktive Dosis in einem kleinen
Volumen der Quelle dicht konzentriert, was einen reduzierten Durchmesser
und bessere Manövrierbarkeit
in schmalen und kurvenreichen Gefäßen gestattet.
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Das Dokument EP-0686342-A1 zeigt
einen weiteren Schritt bei der Filamenttechnologie durch ein Filament,
das in Form einer mit einem neutralen Material wie etwa Titan beschichteten
Spirale vorliegen kann.
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Das Dokument EP-0778O51-A1, das als
der nächstgelegene
Stand der Technik angesehen wird, zeigt ein Filament zum Bestrahlen
eines lebenden Körpers,
das einen Kern aus einem Material umfasst, das in der Lage ist,
nach Aktivierung eine radioaktive Strahlung auszustrahlen, wobei
dieser Kern in ein Gehäuse
aus einem Schutzmaterial eingehüllt
ist. Um diesen Aufbau zu erhalten, wird ein Verfahren bereitgestellt,
das die folgenden Schritte umfasst: Ausformen eines Ausgangsknüppels aus
einem Kernmaterial, das in der Lage ist, nach Aktivieren eine radioaktive
Strahlung auszustrahlen, Ausformen einer rohrförmigen Ausgangsvorform aus
Gehäusematerial,
Bearbeiten sowohl des Ausgangsknüppels
als auch der rohrförmigen
Vorform, bis sie eine Korngröße von höchstens
30 μm aufweisen,
Einführen
des Knüppels
in die rohrförmige
Vorform zur Ausbildung einer Baugruppe, Ziehen der Baugruppe durch
eine Reihe aufeinanderfolgender Ziehdüsen von abnehmender Größe mit Zwischentempern
der Baugruppe in Intervallen zwischen aufeinanderfolgenden Ziehdüsen, bis
die Baugruppe einen Außenenddurchmesser
aufweist, und Versiegeln des Endes des Verkleidungsmaterials am Kernmaterial.
Die gezogene Baugruppe kann vor dem Versiegeln des Endes des Verkleidungsmaterials
an Kernmaterial aufgewickelt werden. Bei dem Kernmaterial kann es
sich Yttrium oder Thulium mit einem Verkleidungsmaterial aus Titan
handeln.
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Das Dokument WO 93/04735 zeigt verschiedene
Ausführungsformen
einer Vorrichtung für
die Behandlung einer Arterie mit einer radioaktiven Dosis und operativ
mit der Dosis verbundenen Mitteln, um sie in ein ausgewähltes Gebiet
der Arterie zu bringen. Bei einer Ausführungsform umfasst die Vorrichtung eine
drahtumwickelte Hülse,
die entfernbar über
einem mit einem Fenster versehenen Gehäuse positioniert ist, das aus
einer eine radioaktive Dosis enthaltenden Drahtwicklung gebildet
ist, wobei es eine relative Bewegung zwischen der Hülse und
dem Gehäuse
gestattet, zum Freilegen der radioaktiven Dosis in der Arterie das
mit einem Fenster versehenen Gehäuse
in die Hülse
hinein- und aus dieser herauszubewegen.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht
in der Verbesserung der Möglichkeiten
zur Herstellung aufgewickelter Quellen, die radioaktive Strahlung
ausstrahlen sollen. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin,
ein Verfahren zur Herstellung eines aufgewickelten Körpers zum
Ausstrahlen radioaktiver Strahlung vorzuschlagen, das sehr vielseitig
ist und die Möglichkeiten
der Verwendung einer radioaktiven Behandlung wesentlich erweitert.
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Dazu wird ein Verfahren zur Herstellung
eines aufgewickelten Körpers
zum Ausstrahlen radioaktiver Strahlung mit folgenden Schritten bereitgestellt:
Ausformen eines länglichen,
rohrförmigen
Metallgehäuses,
Aufwickeln des länglichen
Metallgehäuses,
Füllen
des aufgewickelten, rohrförmigen
Gehäuses
mit einem Material, das in der Lage ist, radioaktive Strahlung auszustrahlen,
und Versiegeln des Endes des aufgewickelten, rohrförmigen Gehäuses. Dementsprechend
wird eine sehr grobe Auswahl eher hinsichtlich der Halbwertszeit
und Energie der Materialien ermöglicht,
die in der Lage sind, radioaktive Strahlung auszustrahlen, als hinsichtlich
ihrer Fähigkeit,
einer Schutzbeschichtung zu entsprechen. Die intrinsische Qualität des aufgewickelten,
rohrförmigen
Gehäuses
wird mit dem Material, das in der Lage ist, radioaktive Strahlung
auszustrahlen, durch die Probleme einer Verbindungsverformung nicht
beeinflusst. Die Risiken von Rissen oder Brüchen des aufgewickelten Körpers sind
so gut wie eliminiert, und die Effizienz des aufgewickelten Körpers nimmt zu.
Da nun viel mehr Materialien zur Wahl stehen, die in der Lage sind,
radioaktive Strahlung auszustrahlen, kann diese Wahl hin zu Materialien
mit höherer Strahlungsenergie
und längeren
Halbwertszeiten gehen. Dies kann sich auf die Patienten positiv
auswirken, da die Bestrahlungsdauer verkürzt werden kann, wobei sich
auch die Schmerzen, der Stress und bei Bestrahlung innerhalb eines
Blutgefäßes die Unterbrechung
des Blutflusses reduzieren. Da mit der gleichen Quelle mehrere Patienten
behandelt werden können,
kann auch die Logistik vereinfacht werden. Radioaktive Materialien
werden weniger transportiert und gehandhabt.
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Bevorzugt wird das längliche,
rohrförmige Metallgehäuse durch
Ziehen oder Schleifen einer anfänglichen
rohrförmigen
Vorform oder noch durch Ziehen einer anfänglichen rohrförmigen Vorform
und ihr anschließendes
Schleifen ausgeformt, um eine inhärente Zuverlässigkeit
der Dichtigkeit des Gehäuses
sicherzustellen.
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Bevorzugt wird das rohrförmige Metallgehäuse mit
einem zwischen 100 und 150 μm
liegenden Außendurchmesser
und/oder mit einem zwischen 30 und 100 μm liegenden Innendurchmesser ausgeformt,
um eine Miniaturisierung sicherzustellen, die das Traumapotential
für die
behandelten Organe und die Strahlungsabsorption durch die Gehäusewand
reduziert.
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Bevorzugt umfasst das Aufwickeln
des länglichen,
rohrförmigen
Metallgehäuses
die folgenden Schritte: Füllen
des länglichen,
rohrförmigen
Metallgehäuses
mit einer Flüssigkeit,
Versiegeln der Enden des mit Flüssigkeit
gefüllten,
länglichen,
rohrförmigen Metallgehäuses, Aufwickeln
des mit Flüssigkeit
gefüllten,
länglichen,
rohrförmigen
Metallgehäuses
auf einen Dorn, Entsiegeln des mit Flüssigkeit gefüllten, aufgewickelten,
rohrförmigen
Gehäuses
und Entfernen der Flüssigkeit
aus dem aufgewickelten, rohrförmigen
Gehäuse.
Wenn das längliche,
rohrförmige Metallgehäuse so aufgewickelt
wird, steigert dies die Flexibilität des Gehäuses und sichert das interne
Lumen des Gehäuses
vor einem Zusammenfallen beim Aufwickeln. So wird ein gleichförmiges Füllen des aufgewickelten
rohrförmigen
Gehäuses
mit dem Material, das in der Lage ist, radioaktive Strahlung auszustrahlen,
sichergestellt.
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Bevorzugt geschieht das Füllen des
aufgewickelten, rohrförmigen
Gehäuses
mit dem Material, das in der Lage ist, radioaktive Strahlung auszustrahlen,
in flüssigem
Zustand mit dessen nachfolgender Kristallisation in dem aufgewickelten,
rohrförmigen Gehäuse, um
die gleichförmige
Verteilung des Materials in dem aufgewickelten Gehäuse und
folglich eine gleichförmige
Verteilung der radioaktiven Aktivität im ganzen aufgewickelten
Gehäuse
zu fördern.
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Vorteilhafterweise wird diese Kristallisation durch
Kühlen
erreicht. Zudem kann der Kristallisation eine radiochemische Zersetzung
folgen, um das Material in eine nichtschmelzende und schwer auszulaugende
Form umzuwandeln und die Materialumwandlung in eine flüssige Phase
und ein mögliches Herausfließen aus
dem aufgewickelten Gehäuse auszuschließen.
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Bevorzugt werden Nitratkristallhydrat-Verbindungen
des Materials, das in der Lage ist, radioaktive Strahlung auszustrahlen,
als das Material in flüssigem
Zustand verwendet.
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Bevorzugt werden Carboxylsäuresalze
mit dem Material in flüssigem
Zustand im Molverhältnis
4 : 1 als das Material in flüssigem
Zustand verwendet. Außerdem
wird vorteilhafterweise Palmitinsäure als die Carboxylsäuresalze
verwendet.
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Vorteilhafterweise werden Salze einer
phosphororganischen Säure
mit dem Material in flüssigem Zustand
im Verhältnis
4 : 1 als das Material, das in der Lage ist, radioaktive Strahlung
auszustrahlen, in flüssigem
Zustand verwendet wird. Bevorzugt wird Diphenylphosphinsäure als
die phosphororganische Säure
verwendet.
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Vorteilhafterweise werden Mischsalze
von höchsten
Carboxyl- und Essigsäuren
als das Material, das in der Lage ist, radioaktive Strahlung auszustrahlen,
in flüssigem
Zustand verwendet.
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Gemäß einem weiteren bevorzugten
Aspekt der Erfindung wird das Füllen
des aufgewickelten, rohrförmigen
Gehäuses
mit einer Zersetzung des Materials, das in der Lage ist, radioaktive
Strahlung auszustrahlen, im Gaszustand und Absetzen der Zersetzung
in dem aufgewickelten, rohrförmigen
Gehäuse
ausgeführt,
um ebenfalls die gleichförmige Verteilung
des Materials in dem aufgewickelten Gehäuse und folglich eine gleichförmige Verteilung
der radioaktiven Aktivität
im ganzen aufgewickelten Gehäuse
zu fördern.
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Noch ein weiterer Aspekt der Erfindung
sieht das Füllen
des aufgewickelten, rohrförmigen
Gehäuses
mit dem Material, das in der Lage ist, radioaktive Strahlung auszustrahlen,
in festem Zustand vor. Dieses Füllen
geschieht bevorzugt mit dem Material in Form eines Pulvers, um bei
der Materialverteilung im aufgewickelten, rohrförmigen Gehäuse einen hohen Grad an Gleichförmigkeit
zu erreichen. Das Füllen des
aufgewickelten, rohrförmigen
Gehäuses
geschieht alternativ mit dem Material in Form eines Drahts oder
mit dem auf einen Draht als Beschichtung aufgebrachten Material.
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Bevorzugt geschieht das Füllen des
aufgewickelten, rohrförmigen
Gehäuses
mit dem Material in festem Zustand durch Abdeckung auf dem Feuer.
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Bevorzugt wird das Material in festem
Zustand nach dem Füllen
verdichtet, um die Festigkeit des Materials zu erhöhen.
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Vorteilhafterweise geschieht die
Verdichtung durch eine Explosion in der Flüssigkeit oder durch isotonisches
Pressen oder sonst durch Magnetimpulsbehandlung.
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Bevorzugt geschieht das Versiegeln
des Endes des aufgewickelten, rohrförmigen Gehäuses durch Laserbonding, Elektronenstrahlschweißen, optisches
Schweißen
oder elektrisches Lichtbogenschweißen oder sonst durch Löten. Alternativ
geschieht das Versiegeln des Endes des aufgewickelten, rohrförmigen Gehäuses vorteilhafterweise
durch Abdecken seiner Enden und anschließendes Schmelzen oder Tempern.
Es wurde weiterhin festgestellt, dass Versiegeln des aufgewickelten,
rohrförmigen
Gehäuses
zweckmäßig durch
mechanisches Einstecken von Elementen mit Formgedächtnis geschieht.
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Bevorzugt wird als das Material,
das in der Lage ist, radioaktive Strahlung auszustrahlen, Cer 144,
Strontium 89, Strontium 90, Yttrium 91, Ruthenium 106. oder Iod
125 in aktivem Zustand gewählt.
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Alternativ wird als das Material,
das in der Lage ist, radioaktive Strahlung auszustrahlen, Wolfram
186, Iridium 191, Gadolinium 152 oder Ytterbium 168 in inaktivem
Zustand gewählt.
In solch einem Fall wird das Material in inaktivem Zustand nach
dem Schritt der Endversiegelung des aufgewickelten, rohrförmigen Gehäuses aktiviert.
Zudem erfolgt die Aktivierung vorteilhafterweise durch Neutronen
in einem Kernreaktor.
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Das Verfahren gemäß der Erfindung kann in allen
seinen Formen außerdem
den Schritt des Schneidens des gefüllten, aufgewickelten, rohrförmigen Gehäuses in
eine Vielzahl von Wicklungen vor dem Schritt der Endversiegelung
des aufgewickelten, rohrförmigen
Gehäuses,
wobei die Endversiegelung an jeder der geschnittenen Wicklungen
vorgenommen wird, beinhalten.
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Diese und weitere Aufgaben, Merkmale
und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich ohne weiteres aus der
folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen,
die schematisch und lediglich beispielhaft Schritte des Verfahrens
gemäß der Erfindung
veranschaulichen.
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1 zeigt
ein längliches,
rohrförmiges
Gehäuse;
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2 bis 4 zeigen das Aufwickeln des
länglichen,
rohrförmigen
Gehäuses
von 1;
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5 veranschaulicht
das Füllen
des aufgewickelten rohrförmigen
Gehäuses
von 4.
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Das Verfahren zur Herstellung eines
gewickelten Körpers
zum Ausstrahlen radioaktiver Strahlung beginnt mit dem Schritt des
Ausformens eines länglichen,
rohrförmigen
Metallgehäuses 1 wie
in 1 gezeigt. Dieses
längliche,
rohrförmige
Metallgehäuse 1 kann
beispielsweise durch Ziehen einer anfänglichen rohrförmigen Vorform
(nicht gezeigt) oder durch Schleifen der anfänglichen rohrförmigen Vorform
oder durch Ziehen der anfänglichen
rohrförmigen
Vorform und ihr anschließendes
Schleifen ausgeformt werden. Das längliche rohrförmige Metallgehäuse 1 weist
bevorzugt einen zwischen 100 und 150 μm liegenden Außendurchmesser 2 und
einen zwischen 30 und 100 μm
liegenden Innendurchmesser 3 auf.
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Dann wird das längliche, rohrförmige Metallgehäuse 1 aufgewickelt,
und um ein derartiges Aufwickeln zu erzielen, wird das längliche
rohrförmige Gehäuse 1 vorteilhafterweise
mit einer Flüssigkeit 4 gefüllt (2) und an seinen Enden 5 beispielsweise mit
Hilfe von Stopfen 6 versiegelt. Das mit der Flüssigkeit
gefüllte
Gehäuse 1 wird
dann auf einen Dorn 7 gewickelt, wie in 3 gezeigt, und dann werden die Stopfen 6 herausgezogen,
und die Flüssigkeit 4 wird
aus dem aufgewickelten rohrförmigen
Gehäuse 11 entfernt,
wie durch die Pfeile 8 in 4 gezeigt.
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Das aufgewickelte rohrförmige Gehäuse 11 wird
dann mit einem Material 9 gefüllt, das in der Lage ist, radioaktive
Strahlung auszustrahlen, wie durch die Pfeile 10 in 5 gezeigt.
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Das Material 9 befindet
sich in flüssigem
Zustand mit seiner nachfolgenden Kristallisation in dem aufgewickelten,
rohrförmigen
Gehäuse.
Die Kristallisation kann durch Kühlen
erreicht werden, und es kann auf sie eine radiochemische Zersetzung
folgen.
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Nitratkristallhydrat-Verbindungen
des Materials 9 können
als das Material in flüssigem
Zustand verwendet werden. Alternativ können Carboxylsäuresalze
mit dem Material 9 im Molverhältnis
4 : 1 als das Material in flüssigem
Zustand verwendet werden, und Palmitinsäure kann als die Carboxylsäuresalze verwendet
werden. Als weitere Alternative können die Salze einer phosphororganischen
Säure mit
dem Material im Verhältnis
4 : 1 als das Material verwendet werden, wobei Diphenylphosphinsäure als
die phosphororganische Säure verwendet
wird. Sonst können
als weitere Alternative Mischsalze von höchsten Carboxyl- und Essigsäuren als
das Material in flüssigem
Zustand verwendet werden.
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Dann wird das aufgewickelte, rohrförmige Gehäuse 11 an
seinen Enden 5 versiegelt, beispielsweise durch mechanisches
Einstecken von nicht gezeigten Elementen mit Formgedächtnis.
Alternativ kann das Versiegeln des aufgewickelten, rohrförmigen Gehäuses 11 durch
Laserbonding, durch Elektronenstrahlschweißen, durch optisches Schweißen, durch
elektrisches Lichtbogenschweißen,
durch Löten
oder durch Abdecken der Enden 5 und anschließendes Schmelzen
oder ansonsten durch Abdecken der Enden 5 und anschließendes Tempern
geschehen.
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Als Variante kann das aufgewickelte,
rohrförmige
Gehäuse 11 mit
einer Zersetzung des Materials, das in der Lage ist, radioaktive
Strahlung auszustrahlen, im Gaszustand und Absetzen der Zersetzung
in dem aufgewickelten, rohrförmigen
Gehäuse 11 gefüllt werden.
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Als weitere Variante kann das aufgewickelte, rohrförmige Gehäuse 11 mit
dem Material, das in der Lage ist, radioaktive Strahlung auszustrahlen,
in festem Zustand, in Form eines Pulvers, in Form eines Drahts oder
auf einen Draht als Beschichtung aufgebracht gefüllt werden. Das Material kann
nach dem Füllen
verdichtet werden, beispielsweise durch eine Explosion in der Flüssigkeit
oder durch isotonisches Pressen oder sonst durch Magnetimpulsbehandlung. Wenn
sich das Material in festem Zustand befindet, kann das Füllen durch
Abdeckung auf dem Feuer geschehen.
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Als das Material, das in der Lage
ist, radioaktive Strahlung auszustrahlen, wird unter Cer 144, Strontium
89, Strontium 90, Yttrium 91, Ruthenium 106 oder Iod 125 in aktivem
Zustand gewählt.
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Die Wahl kann alternativ aus Wolfram
186, Iridium 191, Gadolinium 152 oder Ytterbium 168 in inaktivem
Zustand erfolgen, wobei das Material nach dem Schritt der Endversiegelung
des aufgewickelten, rohrförmigen
Gehäuses 11 aktiviert
wird. Die Aktivierung kann durch Neutronen in einem Kernreaktor
erfolgen.
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Das gefüllte, aufgewickelte, rohrförmige Gehäuse 11 kann
vor der Versiegelung der Enden 5 in eine Vielzahl von Wicklungen
geschnitten werden, wobei die Endversiegelung dann an jeder der
geschnittenen Wicklungen vorgenommen wird.