DE1745009U - Ziegel, platte, blechabschnitt od. dgl. formkoerper, im wesentlichen aus blei oder bleilegierungne bestehend. - Google Patents

Description

• Ziegel, Platte, Blechabschnitt o. dgl. Formkörper, im wesentlichen aus Blei oder Bleilegierungen bestehend.
• In vielen Zweigen der Technik verwendet man bereits Werkstoffe, die aus Blei oder auch Bleilegierungen bestehen. Das Ziel ist hierbei, entweder aggressiven Medien eine geringere Angriffamöglichkeit zu bieten, oder auch in neuerer Zeit, die bei radioaktiven Stoffen oder Prozessen auftretenden Schädigungen durch strahlende Substanzen zu vermeiden. Von

  , a- und-Synthe-

  besonderem Interesse ist dies bei Kernspaltunga-und-Synthe-

  ae-Prozessen, bei denen Strahlungen aller Art wie cm

  7,7r4-

  streuen sowie ucuzronenstraniung amtrenen. Bisher verwen-

  dete man insbesondere für den letzten Zweck Blei in legierter

  oder meist unlegierter Form in Gestalt von Blechen, Platten, Ziegeln o. dgl. als inneren Schutzmantel, der jedoch immer mit einem sehr dicken Betonmantel umgeben werden nuß. Dies ist zum Teil dadurch begründet, daß unlegiertes Blei eine geringe Dauerstandsfestigkeit hat, so daß beim überschreiten einer bereits geringen Bauhöhe von z.B. 1 bis 2 m das Blei zu kriechen beginnt, welcher Vorgang durch erhöhte Temperatur noch wesentlich beschleunigt wird. Die Folge davon ist, daß sich an den Sohutzwanden, die z. B. aus Bleiziegeln oder mit Bleiplatten zusammengesetzt werden, Lücken ergeben, durch die die Strahlen ungehindert hindurchtreten können. Die Betonmäntel haben also den Hauptzweck, diese Strahlen noch unschädlich zu machen. Legiertes Blei, z.B. Hartblei, für die genannten Zwecke zu verwenden, verbietet sich aus dem Grunde, weil das in Hartblei vorhandene Antimon sekundärstrahlend ist und somit keinen sicheren Neutronensohutz bietet, hinzu kommt, daS die Gammestrahlenabsorption mit abnehmender Dichte des Baustoffs abnimmt.
• Um die bei der Verwendung von unlegiertem Blei infolge der oben geschilderten Umstände austretenden Strahlen mit Sicherheit abzufangen, war es, wie bereits erwähnt, bisher notwendig, dicke, z.B. mehrere m starke Betonwände zu verwenden, und den Bleisohutzmantel damit zu umbauen. Dies hat wiederum zur Folge, daß die Gesamtkonstruktion außerordentlich schwer und voluminös wird und man genötigt ist, sehr starke Fundamente zu erstellen, welche Bauweise umständlich und infolgedessen auch kostspielig tat.
• Die Neuerung setzt sich die Aufgabe, die geschilderten und andere Nachteile zu vermeiden und einen Baustoff zu schaffen, der zwar vornehmlich aus Blei oder Bleilegierungen besteht. aber trotzdem eine hohe Kriech-und Dauerstandsfestigkeit auch bei erhöhten Temperaturen aufweist und infolgedessen im besonderen für Zwecke des Strahlungsschutzes mit Vorteil verwendbar ist. Das der Neuerung zugrunde liegende Ziel wird dadurch erreicht, daß Blei oder solche bleilegierungen, die als Legierungselemente keine Sekundärstrahler enthalten, in Gestalt von Formkörpern ganz oder teilweise mit einer Hülle aus einem nichtmetallischen Werkstoff versehen sind, welcher einer größere Härte als Blei besitzt.
• Als Blei wird hierbei zweckmäßig ein solches von höchster Reinheit verwendet, da man bei dem 1 heutigen Stand der Wiesenschaft noch nicht in der Lage ist, im einzelnen mit Sicherheit zu beurteilen, welche Zusätze bzw. welche Mengen an fremden Elementen schädlich sind. Mit Vorteil benutzt man ein Blei mit einem Reinheitsgrad von mindestens 99, 90 % ? b.-

  Auf die beschriebene Veise werden Verbundkörper aus Blei bzw.

  den genannten Bleilegierungen mit niohtmetallischem Merkatoff

  erhalten, welche besondere Vorteile aufweisen. So wird zu-

  nächst die Dauerstandfestigkeit des Bleis bzw. der Bleilegicrungen vielfach gesteigert, wobei die hohe Dichte des Bleis weitgehend erhalten bleibt. Diese Eigenschaften der neuen Formkörper erlauben mit besonderem Vorteil ihre Verwendung tür Zwecke, bei denen es auf Strahlenschutz ankommt, und zwar deshalb, weil einmal erstellte Schutzwände o. dgl. auch bei größeren Bauhöhen nicht zu kriechen beginnen. Dies ist sogar bei höheren Temperaturen von z.B. 300°C undmehr der Fall, bei denen sich die Dauerstandfestigkeit aller bekannten Bleilegierungen dem Wert 0 nähert. Da die hohe Dichte des Bleis in jedem Falle erhalten bleibt, so trifft dies auch für Absorptionsfähigkeit der neuen Formkörper gegenüber Strahlen zu.
• Als nichtmetallische Werkstoffe kommen neuerugsgemäß solche anorganischer oder organischer Natur in Betracht. Mit Vorteil werden keramische Werkstoffe, z. B. Oläser wie Wasserglas, Aluminate, Beton o. dgl. und Kunststoffe verwendet. Man kann diesen Stoffen auch solche Stoffe zusetzen bzw. solche Stoffe überhaupt verwenden, die Neutronen in erhöhtem Maße absorbieren, d. h. einen hohen Einfangquerschnitt für Neutronen besitzen. Als Beispiel hierfür seien genannt : Hafniumoxyde, Borverbindungen, insbesondere Borhydride, Wasserstoff in Gestalt anderer geeigneter Verbindungen etc.
• Die genannten Stoffe steigern als nichtmetallische Substanzen die mechanischen Eigenschaften der Verbundkörper, z. B. ihre Härte und Dauerstandfestigkeit, ohne die Absorption für Strahlen herabzusetzen.-In metallischer Form lassen diese

  Zusätze den Effekt nicht erreichen.

  Als Formkörper kommen solche beliebiger Gestalt in Betracht,

  und zwar z. B. Ziegeln, Platten, Bleche oder anderegestaltige

  bestimmte Körper jeder Form und Größe# So können z. B. auch

  Granalien o. dgl. aus Blei bzw. Bleilegierungen mit dem

  nichtmetallischen Werkstoff vershene sein und eine Vielzahl dieser so umhüllten Kügelchen kann zur Herstellung von Bauelementen z. B. durch Pressen o. dgl. oder auch in der Bautechnik als sythetiaoher Sand verwendet werden. Man kann aber auch Fertigkörper, z. B. Flaschen, Transportgefäße aller Art, aus Werkstoffen gemäß der Neuerung herstellen oder aber in fertiger Form mit einem nichtmetallischen Werkstoff versehen. Solche Gefäße können zur Aufbewahrung oder zum Transport von strahlenden Substanzen aller Art dienen. Man kann z. B. die geaamte innere und äußere Fläche einer Bleiflasche mit Kunststoff oder vorteilhaft keramischem Werkstoff z. B. als Plättohen umhüllen und damit bei hoherGessamtfestigkeit Strahlungsschutz mit chemischer Beständigkeit verbinden.
• Drei weitere Beispiele mögen die Neuerung erläutern : 1) Ein Bleiwürfel von 10 om Seitenlänge, also einem Gewicht von 11,34 kg, wird mit einem Betonmantel umhüllt, dessen Wandstärke 1 cm beträgt. Statt der ganzen Umhüllung kommt auch eine an einer Seite offene Betonhülle der gleichen Wandstärke mit dem entsprechenden Inhalt von 1 dm3 in Betracht. Das gesamte Element besteht dann aus 86-90 Gewichts-% Blei und 10-14 Gewichts-% Beton, Seine Druckfestigkeit ist ein Vielfaches jeder Bleilegierung, die einen Bleigehalt von ähnlicher Größenordnung besitzt, d. h. die Betonumhüllung ist vielfach wirksamer als ein gleich großer Aufwand von Legierungselementen. Ein

  Strahlendurohtritt ist praktisch ausgeschlossen.

• 2) Eine Bleischmelze wird zu etwa 1 mm großen Kugeln granuliert. Diese Kugeln erhalten in z. B. einer Drehtrommel oder durch Aufspritzen eine Betonumhüllung oder eine solche aus organischen Mitteln oder aus Wasserglss. Nach Er-

  härtung dieser Kagelumbüllung stellt somit jeder Körnchen

  ein Konsruktionselement dar, das in seinem Kern aus reinem Blei, in seinen Mantel aus einer harten Umhüllung besteht. Es ist hierbei nicht notwendig, daß die Umhüllung gänzlich geschlossen ist. Insgesamt stellt das so behandelte Granulat einen synthetischen Sand dar, der unter zu Hilfenahme von im Bauwesen üblichen Bindemitteln zur Herstellung eines hoohbleihaltigen und zugleich druckfesten Schutzmantels verwendet werden kann ; z.B. kann man aus dem so erhaltenen synthetischen Sand Ziegeln oder andere Bauelemente herstellen oder den Sand als Zuschlagstoff zum Beton benutzen. Das Gewicht der Umhüllung der Bleigranalien soll in der Regel etwa 50 % nicht überschreiten. Es ist ferner möglich, mit Hilfe dieses synthetischen Sandes Wände oodgl. aus Stampfbeton herzustellen, wodurch die hohe Plastizität des Bleis, d. h. seine gute Verformbarkeit, mit der hohen Härte des nach dem Stampfen abgebundenen Betons vereinigt werden.
• 3) Mit einer kolloidalen Lösung. von Wsserglas mit substituierten Anteilen von Boroxyd, Hafniumoxyd, Wolframsäure und/oder dgl. werden Bleigranalien oder Körnchen von feinem Bleipulver umhüllt. Vor der Erhärtung des Ganzerglases wird dieses Pulver mit hohem Druck t : u Forrikörpern gepreßt. Der Wasserglaszusatz bildet nach Erhärten ein Skelett, das überraschenderweise die Festigkeit in weit stärkerem Maße erhöht als seinem Anteil nach zu erwarten wAre ~

  Mitz rglaß ale Blnflsmittel laeeen ith neue

  gemäß auch Sehichtwerkatoffe herstellen, beispielsweise

  dadurch, daß man zwischen einzelnen Platten oder Blechen

  aus Blei bzw. Bleilegierungen den niohtmetalliaohen Serk-

  stoff vorsieht und die Platten bzw. Bleche aufeinanderlegt und sich miteinander verbinden läßt. Hierdurch werden besonders etrahlungssicherö Bauelemente geschaffen.
• In der Zeichnung ist als Beispiel für die Neuerung eine teilweise umhüllte Platte dargestellt. Diese ist mit 2 bezeichnet und besteht aus Blei oder einer geeigneten Bleilegierung. Die Platte 2 ist teilweise von der Hülle 1 aus nichtmetallischem werkstoff umgeben.

Claims (1)

1. S c h u t z a n s p r ü c h e 1) Ziegel, Platte, Blechabschnitt o. dgl. FormkSrper, im wesentlichen aus Blei oder Bleilegierungen bestehend, gekennzeichnet durch eine sie gans oder teilweise mage- bende Hülle (1) aus nichtmetallischem Werkstoff mit größerer Härte als Blei. 2) Ziegel unwe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Blei ein solchen von höchster Reinheit verwendet ist.

   3) Ziegel usw. nach Anspruch 1-2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle aus niohtmetallischem Werkstoff anorganischer oder organischer Natur ist.

   4) Ziegel usw. nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle aus kermischem Werkstoff oder auch aus Kunststoff besteht.

   5) Ziegel usw. nach Anspruch 3 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Hülle solche Stoffe zugesetzt bzw. dafür überhaupt solche Stoffe verwendet sind, die Neutronen in erhöhtem Maße absorbieren, z. B. Hatniumoxyde, Borverbindungen, insbesondere Borhydrid, Wasserstoff in Gestalt anderer geeigneter Verbindungen etc.