СМОТРОВОЕ ОКНО РАДИАЦИОННО-ЗАЩИТНОЙ КАМЕРЫ Российский патент 2007 года по МПК G21F7/00 

Изобретение относится к области атомной техники, в частности к оборудованию, применяемому при переработке радиоактивных веществ, а именно к устройствам смотровых окон для радиационно-защитных камер.

Известно смотровое окно радиационно-защитной камеры, состоящее из двух блоков радиационно-защитных стеклянных пластин, заключенных в чугунные обоймы ступенчатой конфигурации (И.А.Реформатский «Горячие и изотопные лаборатории» М., Атомиздат, 1971 г., с.112-114).

Описанная в монографии конструкция выпускается российской промышленностью и утверждена ОСТ 9523-83. Стекла сформированы в два блока, при этом в блоке, примыкающем непосредственно к объему камеры, установлены стекла более легкого класса (кроны, флинты) с меньшей плотностью, более радиационностойкие и, естественно, менее подверженные радиационному повреждению. Во втором блоке, примыкающем к операторскому помещению, располагаются стекла из тяжелого флинта (ТФ) с большей плотностью. То есть стекла расположены по возрастающей плотности, начиная от объема камеры, что практически создает условия для равномерного затемнения стекол и потере светопроницаемости смотрового окна под воздействием радиации по всему объему стеклянных блоков. В случае критической потери светопроницаемости замене подлежат оба блока дорогостоящих радиационно-защитных стекол.

При высокой степени загрязненности камеры после нескольких лет эксплуатации замена стекол требует полной остановки камеры, выгрузки всех находящихся в ней радиоактивных веществ и тщательной дезактивации камеры до уровней, безопасных для ремонтного персонала. Все это связано с большими временными и материальными затратами, которые к тому же значительно увеличиваются за счет стоимости заменяемых стекол.

Заявляемое изобретение позволяет снизить материальные и временные затраты, обеспечивает возможность восстановления светопроницаемости смотрового окна без остановки работы камеры при снижении степени риска облучения персонала, проводящего ремонт.

С этой целью смотровое окно радиационно-защитной камеры содержит блоки из стеклянных пластин, заключенных в обойму, при этом блок со стороны внутреннего объема камеры установлен с возможностью его замены внутри камеры и состоит, по крайней мере, из одной стеклянной пластины, выполненной из стекла плотностью не менее 4,7 г/см³, причем толщина стеклянной пластины заменяемого блока составляет не менее 10% от суммарной толщины стеклянных пластин всех блоков.

Площадь стеклянных пластин в блоках уменьшается в направлении внутреннего объема камеры.

Экспериментально установлено, что наличие заменяемого блока из одной или нескольких стеклянных пластин, выполненных из стекла плотностью не менее 4,7 г/см³, при толщине заменяемого блока не менее 10% от суммарной толщины стеклянных пластин всех блоков и расположение заменяемого блока со стороны внутреннего объема камеры дает возможность поглотить в нем не менее 80% гамма-излучения с энергией 1,27 МэВ, что снижает радиационную дозу на следующие радиационно-защитные стеклянные пластины, т.е. продлевает срок их службы примерно в 5 раз.

Выполнение стеклянных пластин в заменяемом блоке из стекла плотностью менее 4,7 г/см³ и толщина заменяемого блока менее 10% от суммарной толщины стеклянных пластин всех блоков не обеспечивают поглощение в нем достаточного количества излучения, что приводит к быстрому повреждению стекол остальных блоков и необходимости их полной замены.

Установка заменяемого блока со стороны внутреннего объема камеры с возможностью его замены внутри камеры с помощью средств дистанционного обслуживания позволяет восстанавливать светопроницаемость смотрового окна без полной выгрузки из камеры всех радиоактивных веществ, без ее зачистки и дезактивации. Тем самым исключается возможность облучения персонала, значительно сокращаются материальные и временные затраты. Кроме того, восстановление работоспособности смотрового окна обеспечивается заменой только части дорогостоящих радиационно-защитных стеклянных пластин, что также создает значительную экономию.

Перераспределение стеклянных пластин по плотности в блоках не меняет светопроницаемости смотрового окна по сравнению со стандартным.

В предлагаемой конструкции смотрового окна в отличие от стандартной уменьшение площади стеклянных пластин идет не от камеры, а от операторского помещения к внутреннему объему камеры. Это приводит к незначительному уменьшению поля зрения, равному разнице геометрических размеров крайних стекол смотрового окна, но значительно уменьшает стоимость заменяемого стеклянного блока.

Новые существенные признаки заявляемого изобретения в научной и технической литературе не обнаружены, предложенное решение не следует явным образом из уровня техники, а совокупность признаков обеспечивает новые свойства. Это позволяет сделать вывод, что заявляемое решение соответствует критерию изобретательский уровень.

На фиг.1 приведена схема предлагаемого смотрового окна для радиационно-защитных камер.

На фиг.2 и 3 приведены графики распределения радиационных нагрузок на стеклянные пластины смотрового окна стандартной конструкции, выпускаемого по ОСТ 9523-83, и окна предлагаемой конструкции соответственно.

Смотровое окно радиационно-защитной камеры содержит три блока из стеклянных пластин, заключенных в чугунные обоймы (1, 2, 3). Блок со стороны внутреннего объема камеры (3) является съемным и может заменяться средствами дистанционного обслуживания непосредственно из объема камеры. Для этого обойма заменяемого блока снабжена осью (4), укладываемой в специальный ложемент на чугунной обойме смежного блока (2). Для фиксирования заменяемого блока (3) в рабочем (вертикальном) положении на его обойме установлен фиксатор (5).

Площадь стеклянных пластин в блоках уменьшается в направлении внутреннего объема камеры.

Для замены блока (3) манипулятором необходимо подвести к заменяемому блоку транспортное устройство с опорами для опускания блока и, освободив фиксатор (5), опустить блок на транспортное устройство. Установка нового блока проводится в обратной последовательности.

В обойму заменяемого блока, примыкающего непосредственно к объему камеры и получающего максимальную радиационную нагрузку, установлена как минимум одна стеклянная пластина из стекла марки ТФ плотностью 4,78 г/см³. Суммарная толщина стеклянных пластин в трех блоках составляет 1000 мм. Толщина стеклянных пластин заменяемого блока 100 мм, что составляет 10% от суммарной толщины стеклянных пластин всех блоков.

Экспериментально установлено (фиг.3), что пластина из стекла марки ТФ плотностью 4,78 г/см³ толщиной 100 мм поглощает до 80% излучения с энергией 1,27 МэВ. Это позволяет снизить примерно в 5 раз радиационную нагрузку на стеклянные пластины остальных двух блоков, т.е. значительно удлинить срок их службы. При критической потере светопроницаемости стекла в блоке (3) его можно заменить из объема камеры средствами дистанционного обслуживания, не извлекая остальные два блока.

Радиационные нагрузки в стандартном смотровом окне (фиг.2) распределяются практически равномерно по толщине всех стеклянных пластин, что приводит к одновременному снижению их светопроницаемости.

Таким образом, обеспечивая замену блока (3), можно значительно снизить затраты и восстановить светопроницаемость смотрового окна без остановки работы камеры.

Изобретение относится к области защиты от ионизирующего излучения. Сущность изобретения: смотровое окно радиационно-защитной камеры содержит блоки из стеклянных пластин, заключенных в обойму. Блок со стороны внутреннего объема камеры установлен с возможностью его замены внутри камеры и состоит, по крайней мере, из одной стеклянной пластины, выполненной из стекла плотностью не менее 4,7 г/см³. Причем толщина стеклянной пластины заменяемого блока составляет не менее 10% от суммарной толщины стеклянных пластин всех блоков. Преимущества изобретения заключаются в снижении материальных и временных затрат. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Смотровое окно радиационно-защитной камеры, содержащее блоки из стеклянных пластин, заключенных в обойму, отличающееся тем, что блок со стороны внутреннего объема камеры установлен с возможностью его замены внутри камеры и состоит, по крайней мере, из одной стеклянной пластины, выполненной из стекла плотностью не менее 4,7 г/см³, причем толщина стеклянной пластины заменяемого блока составляет не менее 10% от суммарной толщины стеклянных пластин всех блоков.2. Смотровое окно по п.1, отличающееся тем, что площадь стеклянных пластин в блоках уменьшается в направлении внутреннего объема камеры.