Устройство для дезактивации радиоактивных отходов

 

Изобретение относится к области дезактивации радиоактивных отходов. Устройство содержит два каркаса в форме параллелепипедов. В основании параллелепипедов лежат квадраты. Квадраты оснований снабжены перемычками. На внешней стороне одного из квадратов выполнен конусообразный элемент, выполненный из перемычек, соединенных в общей точке, и четыре дополнительных параллелепипеда, расположенные по углам. Кроме того, на этой же стороне расположены два каркасных прямоугольных треугольника. Все элементы выполнены из электропроводящего кристаллического материала. Технический результат - повышение эффективности и снижение стоимости установки. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области дезактивации радиоактивных отходов и может быть использовано как для дезактивации в стационарных условиях, так и в полевых.

Известно устройство для дезактивации загрязненных поверхностей (RU, патент 2003190 G 21 F 9/00, 1993), содержащее корпус с патрубками подвода и отвода моющего раствора, причем патрубок подвода моющего раствора подключен к распылительной головке. Недостатком известного устройства следует признать его малую эффективность, поскольку радиоактивные вещества не дезактивируются в момент обработки, а переносятся с обрабатываемых поверхностей в сборник отработанного моющего раствора.

Известно также устройство обработки поверхности (RU, патент 2084976 G 21 F 9/00, 1997), содержащее генераторы импульсной лазерной энергии и оптические системы. Недостатком известного устройства также является отсутствие собственно уменьшения радиоактивного излучения отходов.

Известна также установка для дезактивации жидких сред (RU, заявка 94022742 G 21 F 9/04, 1996), содержащая корпус с камерой обработки жидких радиоактивных отходов, контейнер для обработки твердых радиоактивных отходов, емкости для жидкости и газа, средства генерирования акустических волн, излучатели ИК - излучения и электрического поля. Известная установка также не позволяет получить уменьшение радиоактивного излучения отходов.

Все известные заявителю устройства дезактивации работают по принципу удаления радиоактивных материалов из обрабатываемого места с переносом их в места, где происходит естественный распад радиоактивных изотопов.

Техническая задача, решаемая настоящим изобретением, заключается в разработке устройства, позволяющего дезактивировать радиоактивные отходы на месте.

Технический результат, получаемый в результате реализации изобретения, состоит в повышении эффективности и снижении стоимости установки.

Указанный технический результат достигается за счет разработки установки для дезактивации радиоактивных отходов, выполненной из двух соединенных каркасов в форме параллелепипедов, в основаниях которых лежат равные квадраты, причем соединение каркасов происходит посредством соприкосновения периметров указанных квадратов, при этом каркасы располагают один над другим. Основание нижнего каркаса, не соприкасающееся с основанием верхнего каркаса, представляет собой квадрат, внутри которого расположено одиннадцать перемычек, а на сторонах этого квадрата и в углах выполнены точки крепления перемычек, при этом при расположении указанного квадрата в вертикальной плоскости точка А, принятая за точку отсчета, расположена в левом нижнем углу, точки В, Д и 3 последовательно расположены в остальных углах, точки Б, Г, Ж и И удалены от углов квадрата на расстояние, равное 0, 5±5% длины стороны квадрата, точка Е расположена на расстоянии, равном 0,25±5% длины стороны квадрата от точки Д между точками Д и Ж, перемычки соединяют точки А и Д, Б и Д, Б и Г, В и Ж, В и 3, Г и Ж, Г и Е, Г и И, при пересечении перемычек АД и ВЗ образуется общая точка крепления Л, соединенная с точкой Е, а на перемычке ГИ на расстоянии, равном 0,25±5% длины перемычки ГИ, от точки И расположена точка крепления К, соединенная с точками А и 3. Высота каркаса относится к длине стороны квадрата как восемь к двадцати пяти. Внутри основания верхнего каркаса, не соприкасающегося с нижним каркасом, расположено десять перемычек, а на сторонах этого квадрата и в углах выполнены точки крепления перемычек, при этом при расположении квадрата в вертикальной плоскости точка А, принятая за точку отсчета, расположена в левом нижнем углу, точки В, Д, и Ж соответственно в остальных углах, точки Б, Г, Е, и 3 удалены от углов квадрата на расстояние, равное 0, 5±5% длины стороны квадрата, перемычки соединяют точки А и Д, Б и Г, Б и 3, Б и Д, В и Е, Г и Е, Г и 3, Е и 3, а на перемычке ГЗ на расстоянии, равном 0,25±5% длины перемычки ГЗ от точки 3 расположена точка крепления И, соединенная с точками А и Ж. На основании, снабженном десятью перемычками, расположены четыре одинаковых дополнительных каркаса в виде равных параллелепипедов, сторона основания каждого из которого относится к высоте как 4,5 к 3. На двух боковых сторонах каждого из дополнительных параллелепипедов расположены каркасные прямоугольные треугольники, высота которых совпадает с высотой параллелепипеда. Дополнительные каркасы расположены на поверхности основания в каждом его углу таким образом, чтобы плоскости боковой поверхности верхнего каркаса, плоскости боковой поверхности дополнительного каркаса и плоскости треугольников, расположенных на дополнительном каркасе, совпадали. В центре этого же основания расположен каркас, образованный кольцом и шестнадцатью перемычками, имеющими общую верхнюю точку, расположенную соосно центру кольца, и соединенные с кольцом через равные его промежутки, причем центр каркаса совпадает с центром основания, а высота каркаса относится к внешнему диаметру кольца как 11 к 15,5. Внешне указанный каркас представляет собой конусообразную фигуру. Все элементы каркасов выполнены из проводящего кристаллического материала, верхняя точка каркаса, образованного кольцом и шестнадцатью перемычками, выполнена с возможностью подключения к клемме источника тока, а грань нижнего каркаса, снабженная перемычками, также выполнена с возможностью подключения к клемме источника тока. Устройство может дополнительно содержать диэлектрический материал, расположенный по периметру соприкасающихся граней верхнего и нижнего каркаса.

Предлагаемое устройство представлено на прилагаемых чертежах. На фиг. 1 представлен общий вид устройства, содержащего следующие конструктивные элементы: 1 - нижний каркас, перемычки, расположенные на нижнем основании нижнего каркаса, указаны на отдельном чертеже (фиг.2), 2 - верхней каркас, перемычки, расположенные на верхнем основании, указаны на отдельном чертеже (фиг. 3), 3 - один из четырех дополнительных каркасных параллелепипеда (остальные для удобства восприятия чертежа не показаны), 4 - каркасные треугольники, расположенные на дополнительном каркасном параллелепипеде, 5 - каркас, образованный кольцом и шестнадцатью перемычками, (на чертеже для удобства восприятия все шестнадцать перемычек не показаны). На фиг. 2 представлен внешний вид основания нижнего каркаса, не соприкасающегося с соответствующим основанием верхнего каркаса. При соприкосновении обоих каркасов приведенная грань расположена внизу устройства. Буквами обозначены места крепления перемычек со сторонами, углами и между собой. За точку отсчета условно принята точка А, расположенная в нижнем левом углу при условном расположении рассматриваемого основания в вертикальной плоскости.

На фиг. 3 представлен внешний вид основания верхнего каркаса, не соприкасающегося с соответствующим основанием нижнего каркаса. При соприкосновении обоих каркасов приведенная грань расположена вверху устройства. Буквами обозначены места крепления перемычек со сторонами, углами и между собой. За точку отсчета условно принята точка А, расположенная в нижнем левом углу при условном расположении рассматриваемого основания в вертикальной плоскости.

Работа устройства раскрыта в приводимых примерах.

Пример 1. Располагают два каркаса один над другим, причем между каркасами по периметру соприкасающихся оснований располагают диэлектрический материал. Все элементы всех каркасов, в том числе перемычки, изготавливали из меди и соединяли пайкой. К верхней точке каркаса, образованного кольцом и шестнадцатью перемычками, подключена плюсовая клемма источника тока К нижней грани каркаса, расположенного внизу, подключена минусовая клемма источника тока. В полость устройства помещают прибор, содержащий изотоп стронций - 90. На устройство подается напряжение 9±1 вольт. Прибор, содержащий радиоактивный изотоп, подвергали воздействию указанного напряжения в течение 7 суток. Измерения радиоактивности прибора до и после дезактивации показали, что доза излучение уменьшилось с 20 мкР/с до 4 мкР/с.

Пример 2. Собирали устройство аналогично приведенному в примере 1, только каркасы приводили в соприкосновение непосредственно. Диэлектрический материал отсутствовал. Устройство помещали в изолированном помещении, в котором предварительно в различных местах помещали радиоактивные отходы. Предварительно измеряли излучение. После работы устройства в таком помещении в течение 10 суток было установлено уменьшение излучения примерно в 6 раз по сравнению с первоначальным. Проводили аналогичный эксперимент с использованием аналогичных радиоактивных отходов без применения заявляемого устройства. Через 10 суток уровень радиации понизился примерно в 2,5 раза.

Приведенные примеры подтверждают достижения указанного технического результата, а именно ускорение дезактивации радиоактивных отходов. Так как предлагаемое устройство не требует особых затрат при его изготовлении, то оно дешево при производстве.

Формула изобретения

1. Устройство для дезактивации радиоактивных отходов, отличающееся тем, что оно выполнено из двух соединенных каркасов в форме параллелепипедов, в основаниях которых лежат равные квадраты, причем соединение каркасов происходит посредством соприкосновения периметров указанных квадратов, при этом каркасы располагают один над другим, основание нижнего каркаса, не соприкасающееся с основанием верхнего каркаса, представляет собой квадрат, внутри которого расположено одиннадцать перемычек, а на сторонах этого квадрата и в углах выполнены точки крепления перемычек, при этом при расположении указанного квадрата в вертикальной плоскости точка А, принятая за точку отсчета, расположена в левом нижнем углу, точки В, Д и З последовательно расположены в остальных углах, точки Б, Г, Ж и И удалены от углов квадрата на расстояние, равное 0,5 ± 5% длины стороны квадрата, точка E расположена на расстоянии, равном 0,25 ± 5% длины стороны квадрата от точки Д между точками Д и Ж, перемычки соединяют точки А и Д, Б и Д, Б и Г, В и Ж, В и З, Г и Ж, Г и Е, Г и И, при пересечении перемычек АД и ВЗ образуется общая точка крепления Л, соединенная с точкой Е, а на перемычке ГИ на расстоянии, равном 0,25 ± 5% длины перемычки ГИ, от точки И расположена точка крепления К, соединенная с точками А и З, при этом высота каркаса относится к длине стороны квадрата как восемь к двадцати пяти, в основании верхнего каркаса, не соприкасающегося с нижним каркасом, расположено десять перемычек, а на сторонах этого квадрата и в углах выполнены точки крепления перемычек, при этом при расположении квадрата в вертикальной плоскости точка А, принятая за точку отсчета, расположена в левом нижнем углу, точки В, Д и Ж - соответственно в остальных углах, точки Б, Г, Е и З удалены от углов квадрата на расстояние, равное 0,5 ± 5% длины стороны квадрата, перемычки соединяют точки А и Д, Б и Г, Б и З, Б и Д, В и Е, Г и Е, Г и З, Е и З, а на перемычке ГЗ на расстоянии, равном 0,25 ± 5% длины перемычки ГЗ, от точки З расположена точка крепления И, соединенная с точками А и Ж, причем на основании, снабженном десятью перемычками, расположены четыре одинаковых дополнительных каркаса в виде равных параллелепипедов, сторона основания каждого из которого относится к высоте как 4,5 к 3, на двух боковых сторонах каждого из дополнительных параллелепипедов расположены каркасные прямоугольные треугольники, высота которых совпадает с высотой параллелепипеда, при этом дополнительные каркасы расположены на поверхности основания в каждом его углу таким образом, чтобы плоскости боковой поверхности верхнего каркаса, плоскости боковой поверхности дополнительного каркаса и плоскости треугольников, расположенных на дополнительном каркасе, совпадали, а в центре этого же основания расположен каркас, образованный кольцом и шестнадцатью перемычками, имеющими общую верхнюю точку, расположенную соосно центру кольца, и соединены с кольцом через равные его промежутки, причем центр каркаса совпадает с центром основания, а высота каркаса относится к внешнему диаметру кольца как 11 к 15,5, все элементы каркасов выполнены из проводящего кристаллического материала, верхняя точка каркаса, образованного кольцом и шестнадцатью перемычками, выполнена с возможностью подключения к клемме источника тока, а грань нижнего каркаса, снабженная перемычками, также выполнена с возможностью подключения к клемме источника тока.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что между соприкасающимися гранями верхнего и нижнего каркаса по периметру между соприкасающимися гранями расположен диэлектрический материал.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3