NL1010392C2 - Inrichting voor het inspecteren van vaten. - Google Patents

Description

Inrichting voor het inspecteren van vaten.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het inspecteren van vaten. Dergelijke vaten kunnen gevuld zijn 5 met radioactief afval. Daarbij wordt onderscheid gemaakt tussen laag, midden en hoog radioactief materiaal. Laag en midden radioactief materiaal wordt met behulp vein een passieve gammascanningtech-niek gedetecteerd. Indien vaten langere tijd in een opslag aanwezig zijn, kan de activiteit daarvan dramatisch wijzigen afhankelijk van 10 de halfwaardetijd van de daarin aanwezige isotopen. Daarom is het zeker als de inhoud niet bekend is van belang de activiteit daarvan te meten. Voor laag en midden radioactief afval kan een detector op verhoudingsgewijs geringe afstand van een vat geplaatst worden. Daarvoor zijn geen verdere bijzondere maatregelen nodig. Daarbij kan 15 het vat punt voor punt gemeten worden maar is het ook mogelijk aan het vat een roterende beweging te geven ten opzichte van de detector. Door deze roterende beweging te koppelen met een verticale beweging van het vat kan op spiraalvormige wijze de wand van het vat afgetast worden.

20 Een dergelijke werkwijze is voor midden en laag radioactief afval goed toepasbaar maar bij hoog radioactief afval zal een dergelijke meetmethode niet werken. Ten eerste bestaan geen detectoren die een voldoend bruikbaar meetresultaat opleveren bij de opstellingen zoals bekend uit de stand der techniek. Immers, bij bekende 25 opstellingen zal een gebruikelijke germaniumdetector overbelast worden, d.w.z. de telsnelheid is veel te groot. Bovendien zou een dergelijke meting onmogelijk zijn vanwege onvoldoende bescherming voor het personeel.

Het is het doel van de onderhavige uitvinding deze nadelen te 30 vermijden en in staat te zijn ook zeer radioactieve vaten of andere houders voor radioactief materiaal aan een inspectie te kunnen onderwerpen waarbij de verkregen resultaten een concrete aanduiding zijn voor zowel de nuclide specifieke activiteit in het vat als het aanwezig zijn van lekkages.

35 Dit doel wordt bij een inrichting voor het inspecteren van vaten die zeer radioactief materiaal kunnen bevatten verwezenlijkt doordat deze omvat opneemmiddelen voor die vaten, welke opneemmidde-len ingericht zijn om die vaten te kunnen laten draaien, alsmede P1 0103911 2 detectiemiddelen op afstand van de vaten aangebracht, waarbij de opneemmiddelen en de detectiemiddelen in een straling afschermende behuizing zijn aangebracht.

Bescherming van het personeel wordt verkregen door het aanbren-5 gen van een tegen straling beschermende behuizing. Bovendien worden de detectiemiddelen op afstand van het vat aangebracht. Deze afstand ligt bij voorkeur tussen 100 en 200 cm en is meer in het bijzonder ongeveer 150 cm.

In aantal toepassingen is afstand alleen onvoldoende of wordt 10 de afstand onpraktisch groot. In dat geval is het wenselijk om tussen de (germanium)detector en het vat een collimator aan te brengen. Volgens de uitvinding bestaat deze collimator bij voorkeur uit combinatie van een verticale en een horizontale collimator. Meer in het bijzonder bestaat elke collimator uit een collimatorschuif waarin 15 een aantal collimatoropeningen met verschillende afmeting is aangebracht. Een collimatorschuif bevat een reeks verticale openingen en de andere collimatorschuif omvat een reeks horizontale openingen. Door een bepaalde combinatie in de baan tussen vat en detector aan te brengen kan een aan de omstandigheden van het vat optimale in-20 stelling verkregen worden. Daarbij zijn de collimatoren zodanig vorm gegeven, dat door keuze van collimatorcombinaties de stralingsintensiteit op de detector geregeld kan worden. Bij elke combinatie wordt steeds hetzelfde volledige deel van het vat gemeten. Een dergelijke instelling kan uitgevoerd worden aan de hand van metingen van hulp-25 detectoren die zich zeer dicht nabij het vat bevinden. Deze hulpde-tectoren kunnen ionisatiekamers zijn. Eventueel en in combinatie met het bovenstaande is het ook mogelijk om de detector uitgaande van de kleinste gecombineerde collimatoropening aan de straling te onderwerpen en de collimator te openen totdat de detector het maximaal 30 toelaatbare signaal ontvangt. Op basis daarvan kan radioactiviteit van het betreffende vat bepaald worden.

Bij voorkeur zijn de opneemmiddelen voor de vaten zodanig aangebracht dat deze verplaatsbaar zijn tussen een aantal posities: een waarbij het vat ingebracht kan worden en een waarbij het vat "vast-35 geklemd" wordt.

Zoals hierboven aangegeven zal de inrichting volgens de onderhavige uitvinding toegepast kunnen worden tussen een afvoeropening van een opslag en een houder voor verder transport van de betreffen- P1 0 1 0 3 9 ? 3 de vaten. Bij voorkeur zijn de betreffende koppelmiddelen aanwezig om met name verbinding met de houder voor verder transport te verwezenlijken. Begrepen zal worden dat de inrichting volgens de uitvinding bij voorkeur verplaatsbaar uitgevoerd is zodat deze boven de 5 betreffende afvoeropening van de betreffende opslag aangebracht kan worden.

De uitvinding zal hieronder nader aan de hand van een in de tekening afgebeeld uitvoeringsvoorbeeld verduidelijkt worden. Daarbij tonen: 10 Fig. 1 schematisch in zijaanzicht een opslag voor radioactief afval met daarbij aangebracht de inrichting volgens de uitvinding;

Fig. 2 meer in detail in het aanzicht volgens fig. 1 de inrichting volgens de onderhavige uitvinding;

Fig. 3 in bovenaanzicht de inrichting volgens fig. 2; 15 Fig. 4 een eerste detail in bovenaanzicht van de inrichting volgens fig. 2 en 3; en

Fig. 5 een tweede detail opengewerkt van de inrichting volgens fig. 2 en 3·

In de figuren is met 1 de inrichting volgens de onderhavige 20 uitvinding weergegeven. Zoals blijkt uit fig. 1 is deze aangebracht boven een opslag 2 waarin zich een aantal schachten 3 bevindt. In elke schacht zijn een of meer vaten 4 aangebracht. Dergelijke vaten moeten bijvoorbeeld verplaatst worden. Omdat deze vaten hoog radioactief afval kunnen bevatten, is het niet toegestaan deze vrijelijk 25 door behandelingsruimten te bewegen. Daartoe is het gebruik van een opslaghouder 5 nodig die voorzien is van een niet in detail getoonde hefinrichting 6. Deze opslaginrichting 5 wordt zoals blijkt uit fig. 1 geplaatst op de inrichting 1 volgens de uitvinding en na het koppelen van hijskabel 37 met het betreffende vat 4 kan dit vat van 30 zijn plaats verwijderd worden en naar boven gebracht worden. Opslaghouder 5 Is voorzien van een te openen en te sluiten deksel 7 en bij verder transport zal dit deksel 7 vanzelfsprekend gesloten zijn. In de toestand afgebeeld in fig. 1 is dit deksel geopend.

In fig. 2 en 3 zijn details van de inrichting volgens de onder-35 havige uitvinding weergegeven. Het rechter deel in fig. 2 dat met 8 aangegeven is en waarvan een detail uit fig. 4 blijkt, steunt op de opstaande rand van opslag 2. Om de inrichting naar wens te positioneren zijn stelpoten 39 aanwezig. De inrichting is verplaatsbaar 1*1 010392 4 uitgevoerd om zo boven de verschillende schachten 3 van de opslag 2 geplaatst te kunnen worden. De inrichting bestaat uit een stalen huis 9 waarin een loden afscherming 10 is aangebracht. Door arcering is aangegeven welk deel van staal is en welk deel van lood. Het 5 loodmateriaal geeft de feitelijke afscherming terwijl de stalen behuizing dient voor het dragen van het loodmateriaal en als veiligheid bij eventueel smelten van het betreffende loodmateriaal. De algemene vorm van de behuizing is zodanig dat het gewicht zo laag mogelijk is terwijl het detectieniveau in hoofdzaak constant is. Dit 10 wordt met de taps toelopende vorm verwezenlijkt.

Inrichting 1 bestaat uit twee delen. Zoals aangegeven een aandrijf deel 8 waarin het vat 4 opgenomen wordt en geroteerd wordt welk deel aan de hand van fig. 4 verder besproken wordt. Het tweede deel is het detectiedeel dat met 11 aangegeven is. Detectie vindt plaats 15 met behulp van een germaniumdetector 17 (counter) alsmede een licht-camera 31· Deze camera is geplaatst achter een scherm *10 bestaande uit een stalen plaat 30 waarin een met loodglas 4l gevulde opening 42 is aangebracht. Deze opening 42 strekt zich naar onderen uit en is met 43 aangegeven. Opening 43 is doorlatend, d.w.z. daarin is 20 geen materiaal aangebracht. Deze stalen plaat kan bijvoorbeeld een dikte van 20 cm hebben. Twee collimatoren 31 en 32 zijn aanwezig welke aan de hand van fig. 5 nader besproken worden.

Zoals blijkt uit fig. 2-4 wordt het vat 4 opgenomen tussen wielen 21-23. Daarbij zijn de wielen 22 en 23 roterend en scharnie-25 rend aangebracht met behulp van steunen. Wiel 21 is aangebracht op een arm 18 die scharnierbaar is om vast scharnierpunt 19· Scharnieren van arm 18 wordt veroorzaakt door het in de richting van de hartlijn daarvan verplaatsen van buis 29 die op de wijze van een soort parallellogramconstructie anderzijds scharnierend verbonden is 30 met arm 4l. Verplaatsing van buis 29 volgens de hartlijn daarvan wordt beheerst door een motor 12. Deze drijft via een haakse overbrenging schroefspil 14 aan die aangrijpt op schroefdraad aangebracht in bus 15. Bus 15 is via veer 13 gekoppeld met bus 16 die weer verbonden is met holle buis 29. Dat wil zeggen, met behulp van 35 motor 12 wordt een verende rotatiekracht op wiel 21 aangebracht voldoende om vat 4 te klemmen. Moet vat 4 losgelaten worden dan wordt de motor zodanig bediend dat wiel 21 wegzwenkt van het vat waarna het vat weer uitsluitend aan de eerder beschreven hijskabel 37 *1010392 5 hangt. Behalve arm 18 wordt met behulp van motor 12 eveneens ring 44 geroteerd waardoor de wielen 22 en 23 naar binnen resp. Naar buiten bewogen worden door een niet nader afgebeeld nokmechanisme.

Rotatie van het vat wordt verwezenlijkt door middel van motor 5 28. Deze brengt via een ketting 26 ketting 23 in beweging welke op zijn beurt ketting 24 verbonden met wiel 21 doet draaien. Tussen motor 28 en ketting 26 is een overbrenging 27 aangebracht. Op deze wijze kan na het aangrijpen van het vat 4 dit geroteerd worden.

Behalve aandrijfdelen is onderdeel 8 eveneens voorzien van vier 10 detectoren 38 van het zogenaamde ionisatiekamer type. Deze dienen voor het continu uitvoeren van een zeer algemene bepaling van de radioactiviteit in het vat 4.

Aan de hand van de combinatie van fig. 2 en 5 zal het detectie-deel 11 nader beschreven worden. Voor detector 17. d.w.z. in de baan 15 tussen detector 17 en het te detecteren vat 4, zijn twee collimato-ren aangebracht. Zoals blijkt uit fig. 5 bestaan deze uit twee col-limatorschuiven 32 en 33· In elk van de schuiven zijn collimatorope-ningen aangebracht. In collimatorschuif 32 zijn verticale openingen 35 aangebracht en in collimatorschuif 33 horizontale collimatorope-20 ningen 34. Deze hebben steeds verschillende afmetingen. Door het op passende wijze voor elkaar plaatsen van de betreffende collimator-openingen kan in optimale afscherming van de straling afkomstig van het vat voorzien worden. Collimatorschuiven kunnen bijvoorbeeld uit lood vervaardigd zijn en een dikte van ongeveer 70 mm hebben waarbij 25 de collimatoropening door een ongeveer 1 cm dik wolfraaminbrengdeel begrensd wordt. Begrepen zal worden dat de transmissie door wolfraam aanzienlijk minder is dan door lood. De vormgeving van de verticale collimator is van het 'tapered slit' type, zodat de detectiekans vanuit ieder punt in een horizontaal vlak hetzelfde is. Een kleinere 30 collimator zorgt voor een smaller verticaal deel van de detector dat bestraald wordt. De horizontale collimator is smal aan de detector-zijde en wordt breder (hoger) naar voren zodat straling uit de volle 20 cm van verticale vlak even grote detectiekans heeft. Buiten deze 20 cm neemt de detectiekans binnen 1,5 cm af tot 0.

35 De afmetingen van de verticale collimatoropeningen 34 kunnen bijvoorbeeld 0-0.4 - 2-8 mm zijn. De afmetingen van de horizontale collimatoropeningen zijn bijvoorbeeld 2-8-20 ram. Deze collimatoren kunnen eenvoudig uitwendig met de hemd verplaatst worden zonder dat p1010392 6 daardoor enig gevaar voor het betreffende personeel ontstaat. Detector 17 is voorzien van een met k2 aangegeven stikstofcryostaat.

Tijdens bedrijf van de hierboven beschreven inrichting zal de combinatie van horizontale en verticale collimatoropeningen zodanig 5 geoptimaliseerd worden dat onder optimale omstandigheden gemeten kan worden zowel wat betreft de gevoeligheid van de detector 17 als de meettijd. Detector 17 zal energiegevoelig de straling meten, zodat uit het gemeten spectrum zowel de γ-uitzendende nuclide als diens activiteit bepaald worden.

10 Voor eventuele zichtbare gebreken aan het vat dient de voor licht gevoelige camera 311 die eveneens achter loodglas geplaatst is niet afgebeelde lichtbronnen zijn nabij het vat aanwezig. Door de aanzienlijke afstand tot het vat en de afscherming van het loodglas heeft deze een aanzienlijke levensduur. De afstand tussen het vat en 15 de verschillende detectoren is bij voorkeur ongeveer 155 cm.

Doordat de detector 17 in verticale richting niet in het hart van de stralenbaan vanaf het vat geplaatst kan worden vanwege de aanwezigheid van de camera 31. d.w.z. in fig. 2 is deze enigszins naar beneden verplaatst, dient met name de horizontale collimator en 20 meer in het bijzonder de bovenste helft daarvan een grotere divergentie te hebben dan de benedenhelft daarvan.

De hierboven beschreven inrichting voorziet bij een verhoudingsgewijs laag gewicht (minder dan 4 ton) in optimale bescherming voor het bedienende personeel. Door dit verhoudingsgewijs lage ge-25 wicht is het eenvoudig deze te verplaatsen en boven de betreffende schacht aan te brengen.

Door het roteren van het vat kan een zeer nauwkeurige indruk verkregen worden over zowel de inhoud als de oppervlakteconditie daarvan. Het is mogelijk dat vaten aangetast worden bijvoorbeeld 30 door zuren die ontstaan in het vat hetgeen bijvoorbeeld mogelijk is door het ontleden van polyvinylchloride gedurende de verblijftijd van het vat in de opslag.

Hoewel de uitvinding hierboven aan de hand van een voorkeursuitvoering beschreven is, moet begrepen worden dat daaraan talrijke 35 wijzigingen aangebracht kunnen worden zonder buiten het bereik van de onderhavige aanvrage te geraken.

P1010392

Claims (8)

1. Inrichting (1) voor het inspecteren van vaten (4) die zeer radioactief materiaal kunnen bevatten, omvattende opneemmiddelen 5 (21-23) voor die vaten, welke opneemmiddelen ingericht zijn om die vaten te kunnen laten draaien, alsmede detectiemiddelen (17, 31) op afstand van de vaten aangebracht, waarbij de opneemmiddelen en de detectiemiddelen in een straling afschermende behuizing (9, 10) zijn aangebracht.

2. Inrichting volgens conclusie 1, waarbij tussen die detectie middelen en dat vat ten minste een collimator (32-35) is aangebracht.

3- Inrichting volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij tussen die detectiemiddelen en dat vat twee zich loodrecht ten op- 15 zichte van elkaar uitstrekkende collimatoren (32-35) zijn aangebracht.

4. Inrichting volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij die collimatoren een reeks op afstand liggende collimatoropeningen (33. 35) ®et verschillende doortocht omvatten waarbij de gewenste 20 collimatoropening in de baan tussen detectiemiddelen en vat ingébracht kan worden.

5· Inrichting volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de opneemmiddelen (21-23) aanpasbaar zijn aan de dwarsdoorsnedeafme-ting van het vat.

6. Inrichting volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij die behuizing nabij die opneemmiddelen daarboven afsluitbaar / te openen is.

7. Inrichting volgens conclusie 6, waarbij die behuizing voorzien is van koppelmiddelen voor verbinding met een houder (5) voor 30 het opnemen van dat vat.

8. Inrichting volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij die detectiemiddelen een lichtcamera (31) omvatten. »**#«««« P1010392