ГАММА-ОБЛУЧАТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА Российский патент 1997 года по МПК G21K5/00 

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.

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.

Из всего многообразия установок рассмотрены такие, которые принципиально могут быть применены для облучения достаточно большегабаритных объектов, в частности древесины.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Кроме того, аналогичный технический результат может быть достигнут при обваловке рабочей камеры землей.

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.

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.

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.

На фиг. 1 приведена схема гамма-облучательной установки; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.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).

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.

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.

Использование: для облучения большегабаритных объектов, например, бревен или изделий из древесины, упакованных в брикеты. Сущность изобретения: установка содержит рабочую камеру 1 с протяженным плоским облучателем 2, биологическую защиту 3 с ловушками излучения 4. Транспортная линия 5, доставляющая облучаемые объекты в рабочую камеру и обратно по узкоколейной железной дороге или надземную монорельсу, выполнена в виде сдвоенного замкнутого контура с областью 6 транспортной развязки на разных уровнях. Облучаемые объекты дважды проходят параллельно облучателю 2 и в непосредственной близости от него по внешнему и внутреннему участкам контура, при этом облучатель 2 воздействует на противоположные стороны облучаемых объектов. Рабочая камера 1 размещена ниже уровня зоны погрузки- разгрузки 9,10, предпочтительно, под землей, или обвалована землей. Установка обладает высокой экологической безопасностью и хорошей производительностью. 6 з. п. ф-лы, 2 ил.

1. Гамма-облучательная установка, содержащая 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, отличающаяся тем, что транспортная линия выполнена в виде сдвоенного замкнутого контура, в котором переход с внешнего участка на внутренний и с внутреннего на внешний выполнен 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. 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что рабочая камера размещена ниже уровня зоны погрузки-разгрузки и соединена с ней бетонированными туннелями. 3. Установка по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что рабочая камера размещена над землей. 4. Установка по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что рабочая камера обвалована землей. 5. Установка по пп.2 4, отличающаяся тем, что транспортная линия выполнена в виде узкоколейной железной дороги, а контейнеры в виде вагонеток. 6. Установка по пп.1 5, отличающаяся тем, что облучатель 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. 7. Установка по пп.1 6, отличающаяся тем, что в биологической защите в областях входа-выхода из рабочей камеры выполнены ловушки излучения в виде ниш.