172806. lajstromszámú szabadalom • Rádióaktív sugárzó kör
3 172806 4 kozik. A keverőkamra felső része mélyebben van elrendezve, mint az aktiváló egység és a sugárzó alsó része. A sugárzó kör célszerűen legalább egy további sugárzóval és legalább egy további szivattyúval van ellátva, amely sugárzó kimenő csővezetéke a keverőkamra felső részébe, bemenő csővezetéke a szivattyún át a keverőkamra alsó részébe csatlakozik. A találmány szerinti sugárzó kör nem tartalmaz mechanikus zárószerkezetet, amely a megbízhatóságot csökkentené, összekötővezetékei közös biológiai védelemmel láthatók el. A sugárzó kör leállításakor biztosítva van az aktivitáshordozónak aktivitáshordozó-gyűjtőtartályba történő lefutása, a sugárzó kör maradéktalan kiürülése. A találmány további előnye, hogy a körbe további sugárzó kapcsolható mechanikus zárószerkezet alkalmazása nélkül. Az alábbiakban kiviteli példára vonatkozó rajz alapján részletesen ismertetjük a találmány lényegét. A rajzon: az ábra rádióaktív sugárzó kör vázlata. Az ábrán feltüntetett rádióaktív sugárzó körnek 1 aktiváló egysége van, amelynek kimenő 2 csővezetéke 3 keverőkamra felső részébe, bemenő 5 csővezetéke 4 szivattyún át a keverőkamra alsó részébe csatlakozik. A 2, 5 csővezetékek közös biológiai 6 védelemmel vannak ellátva. A sugárzó körnek továbbá 7 sugárzója van, amelynek kimenő 8 csővezetéke a 3 keverőkamra felső részébe, bemenő 10 csővezetéke 9 szivattyún át a keverőkamra alsó részébe csatlakozik. A 8, 10 csővezetékek közös biológiai 11 védelemmel vannak ellátva. Egy további 12 sugárzó a 7 sugárzóhoz hasonlóan van a 3 keverőkamrához csatlakoztatva, 13, 14 csővezetékeken és 16 szivattyún át, ahol a 13, 14 csővezetékek közös biológiai 16 védelemmel vannak ellátva. A sugárzó kör 3 keverőkamrájához 17 aktivitáshordozó-gyűjtőtartály van kapcsolva a sugárzó körben keringő 18 aktivitáshordozó befogadására. Az aktivitáshordozó-gyűjtőtartály felső részét 20 csővezeték a 3 keverőkamra felső részével, az aktivitáshordozó-gyűjtőtartály alsó részét 19 csővezeték a keverőkamra alsó részével köti össze. A 20 csővezeték alkalmazása lehetővé teszi, hogy a teljes csőrendszerben vákuumot hozzunk létre. A vákuumot 22 csővezetékkel a 17 aktivitáshordozó-gyűjt őtart ályhoz kapcsolt 21 vákuumszivattyú tartja fent. A vákuum egyrészt megakadályozza gázbuborékoknak a 2, 5, 8, 10, 13, 14, 19, 20, 22 csővezetékekbe és az elektromágneses 4, 9, 16 szivattyúkba történő bejutását, másrészt megakadályozza az aktivitáshordozónak a légkörbe jutását. Az 1 aktiváló egység egy csőkígyó, amely az atomreaktor aktív zónájának reflektorában van elrendezve. A csőkígyón átfolyó 18 aktivitáshordozó a csőkígyót érő neutronsugárzás hatására aktívvá válik. Az aktivitáshordozó folyékony fém(például gallium-ón) ötvözet, amelynek olvadáspontja 11 C°. Alkalmazható aktivitáshordozó még pl. az indium-gallium vagy az indium-bizmut ötvözet, valamint a tiszta indium. A 7, 12 sugárzók — amelyek az aktivitáshordozót a besugárzott anyagtól elválasztják — olyan edények, amelyek alakja a rádióaktív folyamatnak megfelelően van kiképezve. Kialakíthatók például koaxiális csatornával ellátott zárt hengerként, amelyben nagy sugárzásintenzitás érhető el. Szivattyúként tetszőleges típusú elektromágneses szivattyú alkalmazható. Feltétel csupán, hogy az aktivitáshordozó körforgásához elegendő nyomást legyen képes előállítani, és ellenálljon a rádióaktív sugárzásnak. A 3 keverőkamra megfelelő hosszúságú cső (hossz-átmérő viszonya kb. 10), amelyben az 1 aktiváló egységből jövő és a 7, 12 sugárzókból jövő 18 aktivitáshordozó keveredhet. A 3 keverőkamrát úgy kell elhelyezni, hogy felső része mélyebben legyen, mint az 1 aktiváló egység és a 7, 12 sugárzók alsó része, hogy a 18 aktivitáshordozó a körforgás leállításakor ezekből az egységekből kifuthasson. A 17 aktivitáshordozó-gyűjtőtartály úgy van méretezve, hogy a csőrendszerben levő teljes aktivitáshordozó-mennyiséget befogadja. A sugárzó kör minden részét kémiai és rádióaktív hatásokkal szemben ellenálló anyagból — pl. rozsdamentes acélból — kell készíteni. Az ismertetett példában egy további 12 sugárzót alkalmaztunk. Szükség esetén az ismertetett módon további sugárzók is a körbe iktathatok. A rádióaktív sugárzó kör működését az alábbiakban ismertetjük: A körforgás bekapcsolása előtt a 18 aktivitáshordozó teljes mennyisége a 17 aktivitáshordozó-gyűjtőtartályban van tárolva. A 4 szivattyú bekapcsolása után a 3 keverőkamrán és a 19 csővezetéken át az 5 csővezetékbe szívja az aktivitáshordozót, amely átfolyik az 1 aktiváló egységen. Itt az aktivitáshordozót neutronsugárzás éri, aminek hatására aktívvá válik. Az aktívvá vált aktivitáshordozó a 3 keverőkamrába ömlik. A 9 szivattyú bekapcsolása után az aktív aktivitáshordozót a 3 keverőkamrából 10 csővezetéken át a 7 sugárzóba szállítja, ahol az aktivitáshordozó rádióaktív bomlása következik be, ami a környező térben gammamezőt idéz elő. A 7 sugárzóból a 8 csővezetéken át az aktivitáshordozó visszajut a 3 keverőkamrába, ahonnan a 4 szivattyú újra az 1 aktiváló egységbe szállítja. Mivel az aktivitáshordozó legfontosabb elemének — az indiumnak — felezési ideje 54 perc, a sugárzókor 2,5—3 óra alatt éri el a névleges teljesítményét. A további 12 sugárzó az elektromágneses 16 szivattyú indításával helyezhető üzembe. A sugárzási teljesítmény ekkor automatikusan megoszlik a két 7, 12 sugárzó között. A két sugárzó együttes sugárzási teljesítménye nagyobb, mint az első 7 sugárzóé akkor, amikor további 12 sugárzó nincs bekapcsolva. A 18 aktivitáshordozó forgási sebességének olyannak kell lennie, hogy egy körforgás ideje kisebb legyen az indium felezési idejének felénél. A Litván Köztársaság Tudományos Akadémiájának Fizikai Intézetében működő 2MW teljesít-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
