200233. lajstromszámú szabadalom • Eljárás üvegolvasztó kádkemencék jellemző olvadékáramlási vonalainak meghatározására
HU 200233 A A továbbiakban a találmány szóin ti eljárást pédaként rajzok segítségével részletesen is ismertetjük. A rajzoknál az 1. ábra a kádkemence vázlata a detektorokkal, a 2. ábra a pontszerű sugárforrás sematikus ábrázolása, a 3. ábra a pontszerű sugárforrások áramlási útját szemlélteti. A találmány szerint az alkalmazásra kerüld 4 sugárforrással szemben támasztott főbb követelmények az alábbiak;- a 4 sugárforrásnak - a pontszerűség követelményének kielégítésére - a vizsgálandó 1 kádkemence méretéhez képest kisméretűnek, azaz valóban „pontszerűnek kell lennie;- az 1 kádkemencében uralkodó hőmérsékleten a 4 sugárforrásnak meg kell őriznie zártságát és alakját;- sűrűsége még az aktiválás előtt 7 ballasztanyag segítségével a kívánt értékre beállítható legyen;- az 5 radioaktív izotópot tartalmazó 6 kapszula és a 7 ballasztanyag olyan legyen, hogy ne aktiválódjon, vagy a 4 sugárforrás jellegét ne befolyásolja a mérés időtartama alatt;- aktiválás után a 4 sugárforrás a méréshez szükséges nagy energiájú gamma-sugárzást bocsásson Id, azonban aktív élettartama 20-200 óra között legyen. Mint a felsoroltakból érzékelhető, nagyon sok szempont figyelembevételére volt szükség a találmány szerint alkalmazható 4 sugárforrás elkészítéséhez. Viszonylag problémamentes volt az 5 radioaktív izotóp megválasztása. A találmány szerint egy sajátos ría izotópot alkalmazunk, mivel olyan vegyületét tudjuk használni 5 radioaktív izotópként, amely csak igen magas hőmérsékleten bomlik el Ez a célanyag a nátriumfluorid 24Na izotóp előállítására ezidáig mindenütt a nátriumkarbonátot alkalmazzák célanyagként. Mivel ez a célanyag alacsony hőmérsékleten szétbomlik és a keletkezett gáz szétnyomná a 6 kapszulát, kellett más célanyagot keresni A 4 sugárforrás mellett a 6 kapszula anyagát volt nehéz megtalálni. Ugyanis az említett követelmények mellett annak jól megmunkálhatónak kellett lennie. Számos aktiválási és izzítási kísérlet után sikerült egy porkohászati úton előállított, nagy tisztaságú titánfémet előállítanunk, melynek a lágyulás- és olvadáspontja magasabb, mint az olvasztótérben az üvegolvadék hőmérséklete. A titánból az atomrektornak való aktiválás folyamán (n,y) reakcióval egy 5,8 perces felkezési idejű radióizotóp keletkezik, mely gyakorlatilag egy órás hűtési idő után lényegében lebomlik, inaktívvá válik. így nem okoz zavart a 4 sugárforrás sugárintenzitásában. A titán viszonylag jól megmunkálható és sűrűsége is alacsony, ami szintén lényeges szempont A 6 kapszula teteje finom menettel van rögzítve a töltés után a hüvelyhez. Minthogy az elkészített 6 kapszula térfogatául és sűrűségéből adódóan a fajsúlya 1,8-1,9 g/cm3, a továbbiakban az 5 radioaktív izotóp és különböző mennyiségű 7 ballasztanyag hozzáadásával tudjuk azt az üvegolvadékhoz beállítani a kívánt sűrűségű 4 sugárforrás biztosítására. Az üvegolvadék átlagos sűrűsége fehér síküveg 5 esetében 234-2,36 g/cm3 közé esik. A sűrűség az üveg összetételétől és az olvadék hőmérsékletétől függ. Amennyiben a felszín és annak közvetlen közelében uralkodó áramlásokat akarjuk kimérni, úgy % 4 sugárforrások sűrűségét úgy állítjuk be a 7 baliaszianyaggal, hogy az biztosan az olvadék felszínén, vagy annak tartományában áramoljon(ússzon). A közepes sűrűség beállítása esetén következik a 4 sugárforrások az olvadékáram zömét képező olvadékréteget, ha a méréshez az olvadék közepes sűrűségére állítjuk be a 6 kapszulát és töltetét A fenék áramlásvizsgálatához a 4 sugárforrások sűrűségét legalább 03-03 g/cm3-el magasabba kell beállítani, mint a közepes olvadéksűrűség. A sűrűség beállítására 7 ballasztanyagként az alumíniumoxidszilikát vált be, mert az A1 radioaktív izotópjának felezési ideje három perc alatti és a felhasználásig gyakorlatilag le is bomlik, a mérést nem befolyásolja. A4 sugárforrás felaktiválása a mérés előtt történik, atomreaktor csatornában. A 4 sugárforrás aktiválását úgy kell meghatározni, hogy a szállítási időt, valamint az 1 kádkemence méretét figyelembe véve az 1 kádkemence oldalfalára felszerelt 2 detektorokkal jól mérhető sugárintenzitást érjünk el. A gyakorlatban az 1 kádkemence méretétől függően ez az aktivitás-érték 1,85 GBq- 14,8 GBq (50 mCi - 400 mCi) közötti. Magát a mérési műveletet az alábbiak szerint végezzük; A mérés előtt a vizsgálandó 1 kádkemence két oldalfalára az 1 kádkemence hosszától függően 3-5 pár 2 detektort, - melyek fízhűtéssel és megfelelő kolimátorral ellátott szcinúllációs mérőfejpárok, - szerelünk fel A 2 detektorpárok egymás fölött nyernek elhelyezést, hogy a felső az üvegolvadék felső harmadát, az alsó az 1 kádkemence fenekének körzetében, a középső pedig az üvegolvadék középső harmadában legyen. A 2 detektorok nukleáris számlálóhoz csatlakoznak, melyek a mérés (az olvadékáramlás vizsgálata) alatt gyűjtik az adatokat. Az adatgyűjtés rögzítése somyomtatóval vagy lyukszalagra történhet Akiértékelés a két szembeniévé 2 detektor-pár által szolgáltatott intenzitás-arányokból történik. Az intenzitás-arányok meghatározzák a 4 sugárforrás pillanatnyi térbeli helyzetét az olvasztó 1 kádkemencében, amelyet az olvadékkal ill. az olvadékban áramló, felaktivált 4 sugárforrás leír. A4 sugárforrásokat az 1 kádkemence 3 adagolójától egyenként és egymás után indítjuk az 1 kádkemence teljes szélességében úgy, hogy az egyes 4 sugárforrás teljes útja után indul a következő. A 3. ábra egy siküvegolvadék vonalas áramlási képét szemlélteti a fentieknek érzékeltetésére. A találmány előnye, hogy a mindkét oldalon elhelyezett detektorpárok által észlelt sugárintenzitás különbségekből meghatározható a sugárforrás útja az olvadék minden szelvényében, a választott olvadékmélységekben. Több eltérő sűrűségű sugárforrás alkalmazásával a kádkemencében uralkodó teljes áramláskép pontosan meghatározható és az áramlás menetének ismeretében a kemence fűtése, az adagolás menete az üveggyártás folyamata alatt irányítható, kézben tartható. 6 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
