Изобретение касается устройства для регистрации суммарной местной дозы фонового высокоэнергетического излучения.
Известны измерительные устройства, использующие парамагнитные свойства аминокислоты аланина [1] В аланине под воздействием высокоэнергетического излучения образуются места с долгоживущими свободными радикалами, которые представляют степень локальной дозы излучения.
Для расширения области применения устройства для измерения дозы высокоэнергетического излучения и повышения его эффективности предложенное устройство содержит фасонный протяженный и самонесущий жгут из экструдируемых материалов, включаемый в этой протяженной форме в электрические кабели трубы и аналогичные изделия. Жгут выполнен на основе аланина и/или трифенилметилцианида, которые под действием высокоэнергетического излучения претерпевают изменения своей молекулярной структуры или оптические изменения.
В качестве основы для экструдируемого материала использован термопластичный каучук, к которому добавлен аланин из расчета 30-800 ч. аланина на 100 ч. каучука.
В качестве основы для экструдируемого материала использован полиолефин или сополимер олефина, к которому добавлен аланин из расчета 30-800 ч. аланина на 100 ч. полимера.
В качестве основы для экструдируемого материала использован этилен-пропиленовый каучук, к которому добавлен аланин из расчета 30-800 ч. аланина на 100 ч. каучука.
В качестве основы для экструдируемого материала служит термопластичный каучук, к которому из расчета на 100 ч. полимера добавлено 0,1-10 ч. трифенилметилцианида.
В качестве основы для экструдируемого материала служит полиолефин или сополимер олефина, к которому на 100 ч. полимера добавлено 0,1-10 ч. трифенилметилцианида.
Фасонный жгут может иметь полный или полый профиль. Профиль может быть многослойным, причем отдельные слои расположены концентрично друг другу. По меньшей мере, один из слоев фасонного жгута содержит аланин, а другой слой вещества на основе трифенилметилцианида.
В одном из вариантов выполнения наружный слой содержит вещество на основе трифенилметилцианида, и поверх этого слоя нанесено прозрачное покрытие, которое может содержать поглотитель ультрафиолетового излучения. В устройстве с одно- или многослойной структурой фасонного жгута материал, содержащий аланин и/или трифенилметилцианид, располагается в виде экструдированных полос на/или в фасонном жгуте, причем полосы проходят на/или в фасонном жгуте вдоль него или по спирали.
В одном из вариантов полосы на/или в фасонном жгуте представляют собой замкнутые кольца, расположенные с промежутками в осевом направлении.
Устройство может содержать закрытую оболочку из полимерного материала.
Фасонный жгут может быть выполнен на основе полиамида или полиарамида и имеет нити или пряди с повышенной прочностью на растяжение, проходящие в продольном направлении. Фасонный жгут может быть расположен по протяженному изделию на наружной изолирующей оболочке в виде продольного утолщения или ребра.
Внешний слой фасонного жгута может быть выполнен из экструдированного материала на основе жесткого полиэтилена, полипропилена или полиуретана.
Выполнение описываемого устройства в форме жгута имеет следующие преимущества:
простота изготовления изделий необходимой длины,
простота размещения их в помещениях, где имеется или предполагается излучение,
одновременное применение с другой продукцией, в том числе такой, как кабели и т.д. протяженной на значительные расстояния или размещенной в труднодоступных извне помещениях (например, в кабельных шахтах).
Использование жгутов в помещениях с различной температурой окружающей среды, влажностью воздуха, в агрессивных средах и т.д. требует также различных материалов основы, чтобы в течение длительного времени эксплуатации сохранять распределение функциональных способностей для измерения высокоэнергетических излучений. Поэтому в основу изобретения положена задача создать такое устройство для регистрации суммарной местной дозы фонового высокоэнергетического излучения на основе протяженного самонесущего фасонного жгута, интегрируемого в изделия, из материала на основе аланина и/или трифенилметилцианида, что позволило бы расширить области применения дозиметра и повысить его эффективность.
Эта задача, согласно изобретению, решается за счет того, что устройство содержит фасонный жгут из экструдируемых материалов, протяженный и самонесущий, интегрируемый в этой протяженной форме в электрические кабели, трубы и аналогичные изделия, причем материал содержит аланин и/или трифенилметилцианид, которые под действием высокоэнергетического излучения претерпевают оптические изменения и/или изменения своей молекулярной структуры.
Такие фасонные элементы могут быть изготовлены любой длины, и они легко могут быть уложены в зонах, где известно или предполагается наличие высокоэнергетического излучения. Например, они могут быть уложены в направляющих шахтах, предназначенных для электрических кабелей или устройств подвода или отвода энергии.
Согласно изобретению, в качестве основы для экструдируемого материала, из которого изготовлен фасонный жгут, служит термопластичный каучук, к которому добавлен аланин из расчета 30-800 ч. аланина на 100 ч. полимера.
В качестве вещества, которое под действием высокоэнергетического излучения меняет свою молекулярную структуру, может служить любой материал, если его можно экструдировать вместе с материалами фасонного жгута. Из известных до сих пор веществ аланин считается, однако, наиболее пригодным для этого материалом, поэтому ему отдается предпочтение при осуществлении изобретения.
Для обеспечения оптического изменения предлагаемых фасонных жгутов предпочтительно использовать чувствительные к излучению вещества, которые добавляют в материал фасонного жгута и затем производят экструзию. В качестве наиболее пригодных таких веществ служит, например, трифенилметилцианид.
Чтобы еще более повысить эффективность предлагаемого фасонного жгута, необходимо в качестве основы для экструдируемого материала использовать смесь с высокой степенью заполнения аланином. Так, можно в качестве основы для экструдируемого материала использовать термопластичный каучук, к которому из расчета 100 ч. полимера добавлено 0,1-10 ч трифенилметилцианида, или этиленпропиленовый качук, к которому на 100 ч. полимера добавлено 30-800 ч. аланина.
Со 30-800 ч. (предпочтительно 100-200 ч.) аланина можно также использовать полиолефин или сополимер олефина комбинации с эластифицирующими компонентами.
Кроме того, в качестве основы для экструдируемого материала служит полиолефин или сополимер олефина, к которому на 100 ч. полимера добавлено 0,1-10 ч. трифенилметилцианида.
Предлагаемый фасонный жгут, который можно использовать отдельно или в сочетании с другим протяженным изделием, может быть выполнен, например, в виде полного или полого профиля. При этом форма поперечного сечения не играет роли: сечение может быть круглым, квадратным, многоугольным или любой другой формы; решающим является то, что жгут может быть изготовлен путем экструзии. Жгут может быть выполнен также в виде трубы. Решающим для формы поперечного сечения или для вида профиля жгута является цель его применения.
Особенно предпочтительным является выполнение фасонного жгута (полного или полого профиля) многослойным. При этом отдельные слои могут быть расположены концентрично друг к другу, если речь идет о жгуте с сечением круглой формы. Но, если жгут имеет, например, форму ленты, то в этом случае отдельные слои могут быть расположены один над другим. Преимущество многослойности заключается в том, что в одном устройстве для регистрации суммарной локальной дозы фонового высокоэнергетического излучения можно учитывать как оптическое изменение, так и изменение молекулярной структуры. С этой целью предусмотрено, чтобы, по меньшей мере, один из слоев фасонного жгута содержал аланин и один слой второе, красящее вещество, чувствительное к излучению.
Чтобы сделать видимым воздействие высокоэнергетического излучения при многослойной конструкции, наружный слой содержит красящее вещество, чувствительное к излучению. В этом случае целесообразно над этим слоем расположить прозрачное покрытие, которое при необходимости может содержать поглотитель ультрафиолетового излучения. Таким образом, можно предотвратить вредные воздействия на слой, содержащий красящее вещество.
Но не только слои предлагаемого фасонного жгута могут содержать вещества, чувствительные к высокоэнергетическому излучению. Согласно одному из примеров выполнения изобретения, материал, содержащий аланин и/или чувствительное к излучению красящее вещество, может быть расположен на/или в фасонном жгуте в виде экструдированных полос. Эти полосы могут проходить вдоль фасонного жгута или вокруг него по спирали, они могут быть выполнены также в виде замкнутых колец, расположенных с промежутками вдоль фасонного жгута в осевом направлении.
Если фасонный жгут выполнен самонесущим, то согласно предпочтительному примеру выполнения, он снабжен тонкостенной закрытой оболочкой из механически особенно прочного полимерного материала. Другое преимущество заключается в том, что эта оболочка, наносимая путем экструзии, имеет гладкую поверхность, что является полезным при укладке фасонного жгута в узких шахтах или на опорных конструкциях для кабелей. В этой связи также целесообразно изготовлять тонкостенную оболочку из экструдируемого материала с высокой износостойкостью, например, на основе жесткого полиэтилена, полипропилена, полиуретана и т.п. или на основе их смеси.
Если необходимо, чтобы жгут обладал высокой прочностью на растяжение, то его можно армировать продольными нитями или прядями с повышенной прочностью на растяжение: например, синтетическими нитями на основе полиамидов и полиарамидов.
Если предлагаемые фасонные жгуты выполнены не в самонесущем исполнении, а предназначены для заделки в другое протяженное изделие, то целесообразно, чтобы фасонный жгут располагался на протяженном изделии под наружной изолирующей оболочкой в виде продольного утолщения или продольного ребра. Эти утолщения или ребра могут быть образованы путем одновременной экструзии с материалом оболочки. Для образования утолщений или ребер может быть также применена дополнительная экструзия.
П р и м е р 1. Термопластичный каучук 100 ч. Аланин 100 ч.
П р и м е р 2. Полиэтилен-сопо- лимер (плотность 0,92, содержание винилацетата 8%) 100 ч. Аланин 100 ч.
П р и м е р 3. Сополимер из аль- фа-олефинов (VLD PE) (плотность 0,895) 100 ч. Аланин 200 ч.
П р и м е р 4. Этилен-пропилено- вый каучук 100 ч. Пластификатор 30 ч. Стабилизатор 4 ч. Аланин 200 ч.
П р и м е р 5. Полиэтилен-сопо- лимер 100 ч. Трифенилметил- цианид 0,1-0,6 ч.
На фиг. 1 показан фасонный жгут 1, экструдированный из смеси по примеру 2, который прокладывается вместе с контролируемым кабелем или вблизи от контролируемого объекта, или расположен вблизи от прибора, подвергающегося воздействию высокоэнергетического излучения. Пластмассовый жгут 1 может быть расположен рядом с контролируемым изделием. В случае электрического кабеля или другой питающей линии фасонный жгут 1 может также огибать кабель или соответствующую линию по спирали. Через установленные промежутки времени из пластмассового жгута 1 вырезают отрезок 2 и определяют обычным способом дозу излучения, полученную за этот интервал времени.
Показанное на фиг.2 изделие 3 в виде прутка имеет на боковой поверхности продольное утолщение 4. Это утолщение 4 закреплено на поверхности изделия 3 любым способом, например с помощью расположенных с промежутками клеевых соединений. Фасонный жгут 1 выполнен из смеси по примеру 1. Изделие 3 может представлять собой электрический кабель, предназначенный для передачи энергии или для связи, а также может быть линией для подвода или отвода питания. Из утолщения 4 также через установленные промежутки времени вырезают пробы 5 определения полученной дозы излучения.
Особенно предпочтительное технологически крепление утолщений или ребер на поверхности контролируемого изделия показано на фиг.3. Жила 6, например, кабеля электропередачи покрыта пластмассовой оболочкой 7. При экструзии оболочки одновременно формуются продольные ребра 8. Последние изготавливаются из смеси по примеру 3.
Содержащие аланин фасонные стержни служат в качестве дозиметра высокоэнергетического излучения. Измерение, т.е. периодический контроль, производится описанным выше способом.
На фиг.4 показана возможность повышения механической прочности фасонных жгутов, изготовленных из смеси с высокой степенью заполнения аланином. Для этого служит тонкостенная оболочка 9, окружающая фасонный жгут 1. Эту оболочку из износостойкого материала следует рассматривать только как наружное покрытие, поэтому она занимает, как правило, меньше 30% диаметра всего жгута.
На фиг.5 представлен пример выполнения, согласно которому для оптимальной передачи усилий при протягивании в узких каналах или т.п. в фасонный жгут 1 заделана нить 10. Эта нить 10 способна выдержать большие растягивающие нагрузки. Дополнительно может быть предусмотрена износостойкая оболочка 11, как в предшествующих примерах.
Через определенные промежутки времени из фасонного жгута 1 вырезают отрезки, котоpые подвергают анализу. Такой периодичности можно избежать, если использовать, что предусмотрено изобретением, дополнительные вещества, которые под воздействием высокоэнергетического излучения подвергают оптическим изменениям. Такие примеры выполнения показаны на фиг.6-10.
На фиг.6 показан фасонный жгут круглого сечения, который состоит из экструдированного сердечника 12, содержащего аланин, и экструдированного поверх него слоя 13, который для оптической индикации дозы излучения содержит чувствительное к излучению красящее вещество, например трифенилметилцианид, как это указано для смеси по примеру 5. Сначала, например, бесцветный слой 13 под воздействием высокоэнергетического излучения получает окраску, причем интенсивность окраски может быть приблизительной мерой для полученной дозы излучения. Если изменение окраски слоя 13 свидетельствует лишь о наличии высокоэнергетического излучения, то для определения количественной дозы излучения из фасонного жгута 1, как было сказано, вырезают отрезки и подвергают измерению.
На фиг. 7 показан пример выполнения, в котором поверх экструдированного сердечника 12, содержащего аланин или другую аналогичную субстанцию, концентрически расположен слой 14, который содержит чувствительные к излучению красящие вещества, например, в количестве 0,5-2 ч. на 100 ч. полимера. Кроме того, в качестве наружного покрытия предусмотрен прозрачный концентричный слой 15, служащий механической защитой для расположенного ниже слоя 14 и одновременно защищающий красящий слой 14 от воздействия ультрафиолетовых лучей, если он содержит ультрафиолетовый поглотитель.
Однако содержащий чувствительное к излучению красящее вещество слой, индицирующий дозу излучения, не обязательно должен быть концентричным при жгуте круглого сечения. Как показано на фиг.8, в жгут 1, экструдированный материал которого содержит аланин и т.п. одновременно с его формованием заделывается продольная полоса 16, содержащая чувствительное к излучению красящее вещество. В остальном эта конструкция может повторять показанную, например, на фиг.7.
Кроме жгута круглого сечения, может быть жгут в виде ленты. Такой пример выполнения показан на фиг.9. Слои 17 и 18 расположены здесь один над другим, при этом слой 17 как основа содержит аланин и выполнен из материала в соответствии с примером 2, в то время, как слой 18, изготовленный из смеси по примеру 5, содержит красящие компоненты. И при таком примере выполнения могут быть предусмотрены другие слои, которые служат для повышения механической прочности фасонного жгута или облегчают его укладку, или предназначены для защиты чувствительного к излучению слоя 18 от механических воздействий. Можно также прямоугольные в сечении жгуты снабдить натяжными элементами и т.п.
На фиг.10 показан пример выполнения, в котором в случае фасонного жгута 1 с прямоугольным сечением в него при изготовлении заделывается продольная полоса 19. В зависимости от параметров полос продольную полосу или остальную часть жгута смешивают с чувствительным к излучению красящим веществом или с аланином, или с аналогичной субстанцией, чтобы сделать жгут пригодным для измерения высокоэнергетического излучения.
Использование: для регистрации суммарной местной дозы фонового высокоэнергетического излучения. Сущность изобретения: устройство выполнено в виде протяженного жгута из экструдируемых материалов, включаемого в этой протяженной форме в электрические кабели, трубы и аналогичные изделия, причем материалы выбраны на основе аланина и/или трифенилметилцианида, которые под воздействием высокоэнергетического излучения претерпевают оптические изменения и/или изменения своей молекулярной структуры. В качестве основы для экструдируемого материала могут быть использованы термопластичный каучук, полиолефин или сополимер олефина, этилен-пропиленовый каучук. Фасонный жгут имеет либо полный, например многослойный, либо полый профиль. Отдельные слои могут быть расположены концентрично друг относительно друга. В одном из вариантов один слой содержит аланин, а другой трифенилметилцианид. Наружный слой фасонного жгута может содержать трифенилметилцианид, а поверх него прозрачное покрытие, которое может содержать поглотитель ультрафиолетового излучения. Аланин и трифенилметилцианид могут быть включены в жгут в виде экструдированных полос, расположенных на/или в фасонном жгуте, которые проходят на/или в фасонном жгуте вдоль него или по спирали, или представляют собой замкнутые кольца, расположенные с промежутками в осевом направлении. Устройство может быть снабжено оболочкой из полимерного материала, выполненной на основе полиамида или полиарамида и имеющей нити или пряди с повышенной прочностью на растяжение, проходящие в продольном направлении. Фасонный жгут может быть выполнен в виде продольного утолщения или нити. Оболочка фасонного жгута выполнена из экструдированного материала с высокой износостойкостью на основе полиэтилена, полипропилена или полиуретана. 20 з.п. ф-лы, 10 ил.
| "Radiation Protection Dosimetry", v.9, N 4, p.227-281, 1984 | |||
| -Nuclear technology publishing. |
