Transportbehälter für radioaktive Stoffe hoher Aktivität

Abstract

 Der erfindungsgemäße Transportbehälter ist geeignet, radio­aktive Stoffe und Strahlenquellen hoher Aktivität γ-und neutronenstrahlensicher in geschlossenen Behältern oder als festes Schüttgut nach verschiedenen Varianten umzuschlagen, zu speichern sowie zwischen Füll- und Entleerstellen kern­technischer Einrichtungen in Typ B (U)-Ausführung zu trans­portieren.
Der Transportbehälter ist universell einsetzbar und gewähr­leistet eine aufwandsarme sowie richtungsunabhängige Be­und Entladung unter γ-Strahlenschutzbedingungen sowie eine hohe Sicherheit beim Transport im öffentlichen Verkehrsbe­reich.
Erfindungsgemäß besteht der Transportbehälter aus einem allseitig γ-und/oder neutronnstrahlensicheren, mechanisch und thermisch stabilen sowie wasserdichten Abschirmgehäuse (1), in dem drehbar gelagert ein zylindrischer Dreheinsatz (2) mit Aussparungen (3) zur Aufnahme des Ladegutes ange­ordnet ist. Durch Drehung des Dreheinsatzes (2) mit dem Ladegut wird die Be- und/oder Entladeöffnung des Abschirm­gehäuses (1) mechanisch verschlossen, gleichzeitig der γ- bzw. Neutronenstrahlenschutz realisiert und das Ladegut in die Transportlage überführt. Durch Schutzdeckel (4) wird der Transportbehälter wasserdicht verschlossen und dabei der Dreheinsatz (2) arretiert. Damit erfüllt der Transport­behälter die Anforderungen an die Typ B (U)-Ausführung.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Transportbehälter für den γ-strahlensicheren Transport radioaktiver Stoffe, insbe­sondere mit hoher Aktivität, die als Ladegut in geschlos­senen Behältern oder als festes Schüttgut in kerntechni­schen Anlagen anfallen, nach verschiedenen Be- bzw. Entla­devarianten umgeschlagen oder gespeichert sowie zwischen Füll- und Entleerstellen mit hoher Transportsicherheit zu transportieren sind.

[0002] Bekannte Transportcontainer für radioaktive Stoffe hoher Aktivität in dichten Behältern sind als zylindrische γ-Ab­schirmbehälter in Stahl- oder Stahl-Blei-Verbundausführung mit ein- oder beidseitig abnehmbaren Strahlenschutzdeckeln (z.B. BRD-OS 30 02 695; DDR-WP-211 699) bzw. ein- oder beid­seitig fest angeordneten Drehverschlüssen (z.B. BRD-DE-OS 20 05 944 und BRD-DE 32 48 592 A 1) ausgeführt.

[0003] Bei einseitigem Deckelverschluß sind für Schleusungsvorgänge γ-strahlengeschützte Umladevorrichtungen für die Behälter sowie die Deckelentnahme bzw. - zuführung und das seitliche Schwenken des Deckels aus der Beladeachse erforderlich. Transportcontainer mit Drehverschlüssen sind durch die kon­struktive Auslegung für γ-strahlensichere Schleusungsvor­gänge besonders geeignet, führen aber infolge der damit verbundenen Größe und Eigenmasse sowie des hohen Ferti­gungsaufwandes zu Einsatzbeschränk ungen hinsichtlich der möglichen Abmessungen des aufzunehmenden Ladegutes.

[0004] Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen universell einsetzbaren Transportbehälter für den Umschlag, die Spei­cherung und den Transport radioaktiver Stoffe, insbesondere mit hoher Aktivität sowie γ-und Neutronenstrahlung, zu schaf­fen, der bei geringen Abmessungen und Massen sowie bei ein­facher und robuster Ausführung ein Maximum an hochaktivem Transportgut in geschlossenen Behältern oder als festes Schüttgut beliebiger Abmessung aufnimmt. Dabei soll die Be- und Entladung des Transportbehälters mit Ladegut γ-strah­lensicher ohne zusätzliche Vorrichtungen für das Entfernen des γ-Strahlenschutzes an der Ladeöffnung erfolgen. Dadurch entfallen zusätzliche Umladeprozesse und -vorrichtungen für den richtungsunabhängigen Umschlag des Ladegutes in kern­technischen Einrichtungen.

[0005] Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Transportbehälter aus einem allseitig γ-und/oder neutro­nenstrahlensicheren, mechanisch und thermisch stabilen so­wie wasserdichtem Abschirmgehäuse besteht, in dem drehbar gelagert ein zylindrischer oder kugelförmiger Dreheinsatz mit radialen, durchgehenden oder einseitig offenen Ausspa­rungen zur Aufnahme des Ladegutes angeordnet ist. Durch Drehung des Dreheinsatzes mit dem Ladegut wird die Be- und/­oder Entladeöffnung des Abschirmgehäuses mechanisch ver­schlossen, gleichzeitig der γ-bzw. Neutronenstrahlenschutz durch den Abschirmwerkstoff der massiven zylinder- oder ku­gelförmigen Abschnitte des Dreheinsatzes gewährleistet und das Ladegut in die Speicher- bzw. Transportlage überführt. Die Be-/Entladeöffnungen werden durch Schutzdeckel dicht verschlossen und der Dreheinsatz durch Formschluß mit einem Schutzdeckel in seiner Transportlage arretiert.

[0006] Zur Gewährleistung des γ-und/oder Neutronenstrahlenschut­zes in dieser Stellung muß die Abschirmwirkung der massi­ven zylinder- oder kugelförmigen Abschnitte des Drehein­satzes im Bereich der Be-/Entladeöffnung der Abschirmwand­dicke des Transportbehälters entsprechen.

[0007] Das wird erreicht, durch ein geometrisch abgestimmtes Ver­hältnis des Durchmessers der radialen Aussparungen im Dreh­einsatz und der Länge des Ladegutes zum Durchmesser des Dreheinsatzes und/oder durch Verwendung geeigneter Abschirm­werkstoffe, wie z.B. Stahl. Blei und Uran für die γ-Strah­lenabschirmung oder Paraffin, Bor und Cadmium für die Neu­tronenabsorption. Durch konstruktive Auslegung des aus­tauschbaren Dreheinsatzes ist der Anwendungsbereich ladegut- und aktivitätsbezogen veränderbar, dadurch ist die Speiche­rung, Sammlung und der Transport mehrerer Behälter oder Strah­lenquellen von verschiedenen kerntechnischen Einrichtungen möglich.

[0008] Die Drehung des Dreheinsatzes erfolgt manuell oder durch ein geeignetes Antriebssystem axial von außen über eine dicht­verschließbare Öffnung, wobei die Stellung des Dreheinsatzes erfaßt wird.

[0009] Der Transportbehälter wird durch auswechselbare Dreh- und Tragzapfen dreh- und/oder schwenkbar ausgeführt und ist da­mit vielfältig an verfahrens- und transporttechnologischen Anwendungs- und Einsatzfällen anpaßbar.

[0010] Der Umschlag des Ladegutes aus oder in eine kerntechnische Einrichtung oder Anlage erfolgt durch zelleninterne Hubein­richtungen, durch eine auf den Transportbehälter aufsetz­bare, strahlengeschützte Hubeinrichtung oder durch Nutzung der Schwerkraft des Ladegutes. Die aufsetzbare Hubeinrich­tung wird anstelle des Schutzdeckels der Be-/Entladeöffnung des Transportbehälters aufgesetzt und fixiert.

[0011] Die Vorteile der Erfinding bestehen darin, daß der Lösungs­vorschlag für den Transportbehälter die Speicherung, Samm­lung und den Transport von radioaktiven Stoffen hoher Akti­vität in einer durchgängigen technologischen Kette zwischen Belade- und Entleerstellen kerntechnischer Anlagen und Ein­richtungen bei Gewährleistung des Strahlenschutzes ohne zu­sätzliche Umladeprozesse und -einrichtungen einsetzbar ist und in Typ B (U)-Ausführung die gesetzlichen Forderungen für den Transport gefährlicher Güter im öffentlichen Verkehrs­bereich erfüllt.

[0012] Die Erfindung soll nachstehend an mehreren Ausführungsbei­spielen näher erläutert werden. In der dazugehörigen Zeich­nung zeigen:

Fig. 1: Transportbehälter (Grundtyp) für durch­gehenden Umschlag im Schnitt,

Fig. 2: Draufsicht des Transportbehälters nach Fig. 1,

Fig. 3: Transportbehälter für einseitigen Umschlag im Schnitt,

Fig. 4: Transportbehälter nach Fig. 3 im Entlade­zustand,

Fig. 5: den Schutzdeckel des Transportbehälters nach Fig. 4,

Fig. 6: Transportbehälter für die Sammlung, Speicherung und den Transport mehrerer Behälter für radioaktive Stoffe oder Strahlenquellen,

Fig. 7: den Schutzdeckel des Transportbehälters nach Fig. 6,

Fig. 8: Transportbehälter für die Sammlung, Speicherung und den Transport mehrerer γ- und Neutronenquellen,

Fig. 9: den Schutzdeckel des Transportbehälters nach Fig. 8,

[0013] In Figur 1 und 2 ist der Transportbehälter in Typ B (U)-­Ausführung für den durchgängigen Umschlag radioaktiver Stoffe hoher Aktivität dargestellt. Der Transportbehälter besteht aus einem Abschirmgehäuse 1, das den allseitigen γ-Strahlen-, mechanischen und thermischen Schutz sowie die Dichtheit gewährleistet. Im Abschirmgehäuse 1 ist ein zylindrischer Dreheinsatz 2 mit radial angeordneter Aus­sparung 3 für die Aufnahme des Ladegutes 13 in Form eines Behälters drehbar gelagert. Die Be-/Entladeöffnungen 11 werden durch den Schutzdeckel 4 mit Formschlußansatz zur Arretierung in Aussparung 12 des Dreheinsatzes 2 in Trans­portlage des Ladegutes im Behälter 13 sowie durch den Schutzdeckel 5 dicht verschlossen. Zur Beherrschung von Störfällen sind die Schutzdeckel 4 und 5 als γ-Strahlen­schutzdeckel ausgeführt. Für die definierte Entladung des Ladegutes 13 ist in der Aussparung 3 im Dreheinsatz 2 eine mechanische Sperre 6 angeordnet. Die Drehung des Drehein­satzes 2 erfolgt manuell durch eine axial ankoppelbare Kurbel 9 durch eine Öffnung, die durch den Deckel 8 beim Transport des Transportbehälters dicht verschlossen ist. Der Transportbehälter ist mit umsetzbaren Tragzapfen ausge­rüstet und bei radialer Anordnung 7 bzw. axialer Anordnung 10 dreh- und transportierbar. Die in Figur 1 abgebildete Schnittdarstellung stellt die bevorzugte Anordnung für den Umschlag des Ladegutes und Fig 2 die Draufsicht der Transport­lage dar.

[0014] In Figur 3, 4 und 5 ist ein Ausführungsbeispiel für den Transportbehälter in Typ B (U)-Ausführung für die ein­seitige Be- bzw. Entladung radioaktiver Stoffe hoher Ak­tivität dargestellt. Das Abschirmgehäuse 1 ist mit einer für die Be- und Entladeöffnung 11 der einseitig offenen Aussparung 3 im drehbar gelagerten Dreheinsatz 2 zur Auf­nahme des Ladegutes 13 ausgeführt. Die Be- und Entlade­öffnung 11 wird durch einen Schutzdeckel 4 mit Formschluß­ansatz dicht verschlossen und der Dreheinsatz 2 in Trans­portlage arretiert. Für die Entladung des Ladegutes 13 in einer kerntechnischen Anlage 17 wird der Transportbehälter um die Tragzapfen 7 gedreht.

[0015] In Figur 6 und 7 ist ein Ausführungsbeispiel für den Trans­portbehälter in Typ B (U)-Ausführung für den durchgängigen Umschlag von radioaktiven Stoffen hoher Aktivität oder Strahlenquellen dargestellt. Das Abschirmgehäuse 1 ist mit den Be- und Entladeöffnungen 11 ausgeführt, die durch die Schutzdeckel 4 mit Formschlußansatz zur Arretierung des Dreheinsatzes 2 in der Aussparung 12 bzw. Schutzdeckel 5 dicht umschlossen werden. Zur Aufnahme des Ladegutes 16 im Dreheinsatz 2 sind zwei durchgehende, in der Achsmitte kreu­zende Aussparungen 14 ausgeführt. Durch einen Verschluß­stopfen 15 in Achsmitte wird das Ladegut 16 in seiner Transportlage gesichert. Der Dreheinsatz 2 kann durch die Anordnung weiterer Aussparungen beliebiger Form und Größe dem Anwendungs- bzw. Einsatzfall angepaßt werden.

[0016] In Abhängigkeit von der Strahlungsart des Ladegutes ist der Abschirmwerkstoff bzw. die Abschirmwerkstoffkombination des Abschirmgehäuses 1 und Dreheinsatzes 2 auszuwählen, wie z.B. Stahl, Blei und Uran für die γ-Strahlenabschirmung oder Pa­raffin, Bor und Cadmium für die Neutronenabsorption.

[0017] In Figur 8 und 9 ist ein Ausführungsbeispiel für den Trans­portbehälter in Typ B (U)-Ausführung für den durchgängigen Umschlag, die Speicherung und Transport mehrerer Ladegut­behälter mit γ-und Neutronenquellen dargestellt. Für den Neutronenstrahlenschutz ist der in Figur 6 dargestellte Transportbehälter zusätzlich innen am Abschirmgehäuse 1 durch einenRingraum 18, die Aussparungen 14 im Dreheinsatz 2 durch einen zylindrischen Ringraum 19 und die Schutzdeckel 20 und 21 im Bereich des Ringraumes 18 mit einem geeigneten Neu­tronenabsorbermaterial, wie z.B. Paraffin, Bor oder Cadmium, in der für den Anwendungsfall erforderlichen Abschirmdicke auszuführen.

Ansprüche

1. Transportbehälter für radioaktive Stoffe hoher Aktivität für den γ-und neutronenstrahlensicheren Umschlag, Trans­port und die Speicherung dadurch gekennzeichnet, daß der Transportbehälter aus einem allseitig γ- und/oder neutro­nenstrahlensicheren, mechanisch und thermisch stabilen so­wie wasserdichten Abschirmgehäuse (1) besteht, in dem dreh­bar gelagert ein zylindrischer Dreheinsatz (2) mit radialen, durchgehenden oder einseitig offenen Aussparungen (3) zur Aufnahme des Ladegutes angeordnet ist und durch Drehung des Dreheinsatzes (2) axial durch einen äußeren Antrieb die Be- und/oder Entladeöffnung des Abschirmgehäuses (1) mechanisch verschließt, gleichzeitig den Strahlenschutz durch den Abschirmwerkstoff der massiven zylinderförmigen Abschnitte des Dreheinsatzes (2) gewährleistet und das La­degut in die Speicher- bzw. Transportlage überführt, das Abschirmgehäuse (1) durch Schutzdeckel (4 und 5) verschließ­bar ist und dabei durch den Formschlußansatz des Schutz­deckels (4) den Dreheinsatz (2) in der Transportlage arre­tiert.

2. Transportbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dreheinsatz (2) auch kugelförmig ausgeführt ist.

3. Transportbehälter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekenn­zeichnet, daß im Bereich der Be-/Entladeöffnungen (11) des Abschirmgehäuses (1) die Abschirmwirkung des Dreheinsatzes in Transportlage des Ladegutes durch eine aktivitätsbezo­gene Abstimmung der Abschirmwerkstoffe oder Abschirmwerk­stoffkombinationen für das Abschirmgehäuse und den Dreh­einsatz (2) zur Parameteroptimierung des Transportbehälters auszuwählen sind.

4. Transportbehälter nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zusätzlich das Abschirmgehäuse (1) innen durch einen Ringraum (18) die Aussparungen (14) im Dreh­einsatz (2) durch einen zylindrischen Ringraum (19) und die Schutzdeckel (20 und 21) im Bereich des Ringraumes (18) mit einem geeigneten Neutronenabsorbermaterial er­forderlicher Abschirmdicke umgeben ist.

5. Transportbehälter nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekenn­zeichnet, daß der Dreheinsatz (2) austauschbar und mit einer oder mehreren durchgängigen oder einseitig offenen Aussparungen (3) zur Aufnahme des Ladegutes in beliebiger fester Form ausgeführt ist.

6. Transportbehälter nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekenn­zeichnet, daß am Abschirmgehäuse (1) umsetzbare Tragzapfen (7) paarweise für die axiale oder radiale Drehung des Transportbehälters angeordnet sind.

7. Transportbehälter nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekenn­zeichnet, daß für den strahlensicheren Umschlag des Lade­gutes aus bzw. in den Transportbehälter eine Hubeinrich­tung anstelle des Deckels (4) der Beladeöffnung (11) ein­gesetzt werden kann.

8. Transportbehälter nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekenn­zeichnet, daß zusätzliche Stoßschutzelemente allseitig am Abschirmgehäuse (1) angeordnet sind.

Zeichnung