Модуль биологической защиты
Полезная модель относится к устройствам, предназначенным для ослабления интенсивности ионизирующего излучения до биологически безопасного уровня. Модуль представляет собой мобильный элемент сборно-разборной конструкции, который выполнен двустенным, содержащим в промежутках, образованных между внутренними и внешними стенками экранирующий ионизирующее излучение поглотитель. Модуль является быстровозводимым средством защиты персонала. 2 з.п.ф., 3 ил.
Предложение относится к атомной энергетике, в частности к устройствам, предназначенным для ослабления интенсивности ионизирующего излучения до биологически безопасного уровня, а именно к конструкциям биологической защиты.
Предложение может быть использовано для защиты обслуживающего и ремонтного персонала при работах на атомных электрических станциях (далее АЭС).
Из уровня техники известна конструкция биологической защиты реакторного отсека атомохода, включающая секции двойных бортов, полости которых заполнены смесью песка с графитом и залиты бетоном [1].
Недостатком данного устройства является то, что такая конструкция защиты является неотъемлемой частью самого судна, ее невозможно разобрать и использовать повторно в другом месте.
Известна также защитная камера для выполнения работ с топливными сборками на действующей АЭС, включающая радиационнозащитные боксы, размещенные в вертикальной бетонной шахте [2].
Недостатком известного устройства является стационарность конструкции. Данные боксы используются в основном для проведения исследований физических и механических свойств конструкционных
материалов активной зоны реактора и не предназначены для работы персонала.
Известна контейнерная система для транспортировки и хранения высокорадиоактивных материалов, состоящая из двух коаксиально расположенных контейнеров, изготовленных из железобетона с добавлением оксида бора [3].
Биологическая защита контейнера предохраняет обслуживающий персонал от ионизирующего излучения и в тоже время является мобильной конструкцией.
Недостатком данного устройства является то, что, оно предназначено только для транспортировки материалов.
Известно также многофункциональное универсальное средство коллективной защиты модульного типа, выполненное в виде каркасно-тентового сооружения, состоящего из отсеков, образованных эластичной оболочкой [4].
Данное устройство позволяет быстро развернуть укрытие для защиты населения, однако оно непригодно для использования в стесненных условиях.
Известен также стеновой элемент для защитного устройства, охватывающего рабочую зону и предохраняющего от лазерного излучения [5].
В данном устройстве стеновой элемент имеет внутреннюю секцию, прилегающую к рабочей зоне, и наружную секцию, параллельную внутренней секции и удаленную от нее. Обе секции выполнены из металла. При этом на поверхности внутренней секции, обращенной к рабочей зоне, выполнено покрытие с высокой поглощающей способностью, а на поверхности наружной секции, обращенной к внутренней секции, выполнено покрытие с низкой поглощающей способностью.
Данный стеновой элемент является мобильным устройством, однако такая стена не предназначена для защиты от ионизирующего излучения.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому решению является биологическая защита ядерного реактора, предназначенная для снижения интенсивности ионизирующего излучения в помещениях АЭС до значений, регламентируемых действующими нормами и санитарными правилами [6].
Комплекс биологической защиты включает верхнюю, боковую и нижнюю защиту реактора. Основными элементами биологической защиты являются графитовый отражатель и защитные бетонные плиты.
При нормальной эксплуатации реактора биологическая защита обеспечивает в центральном зале и обслуживаемых помещениях, примыкающих к шахте реактора, значения мощности доз, не превышающие 2,8 мбэр/ч. При остановленном реакторе радиационная обстановка допускает возможность ревизии и ремонта оборудования в необслуживаемых помещениях.
Недостатком известной биологической защиты является стационарность конструкции.
Из анализа уровня техники ясно, что задача создания мобильного средства биологической защиты является актуальной.
Технический результат предложения заключается в обеспечении возможности создания в стесненных условиях быстровозводимого и в тоже время многократно используемого средства защиты ремонтного персонала от ионизирующего излучения.
Для достижения указанного технического результата в модуле биологической защиты, предохраняющей работающий персонал от ионизирующего излучения, согласно предложению, он представляет собой мобильный элемент сборно-разборной конструкции, при этом выполнен двустенным, содержащим в промежутках, образованных между внутренними и внешними стенками экранирующий ионизирующее излучение поглотитель. При этом модуль включает каркас из швеллеров, обшитых стальными
листами, а в качестве поглотителя ионизирующего излучения используют свинцовую дробь диаметром частиц 3-4 мм.
Наличие отличительных признаков, а именно выполнение модуля мобильным переносным элементом сборно-разборной конструкции, выполнение его двустенным из швеллеров, обшитых стальными листами с промежутками между ними, заполнение промежутков свинцовой дробью, свидетельствует о соответствии заявляемого технического решения критерию патентоспособности «новизна».
Сущность предложения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид в аксонометрии модуля биологической защиты; на фиг.2 представлен поперечный разрез А-А модуля биологической защиты на фиг.1; на фиг.3 представлен продольный разрез Б-Б модуля биологической защиты на фиг.1.
Следует учесть, что на чертежах для большей ясности представлены только те детали, которые необходимы для понимания существа технического решения, а сопутствующее оборудование, хорошо известное специалистам в данной области, на чертежах не представлено.
Модуль биологической защиты является элементом сборно-разборной конструкции, например защитной стены, возводимой для защиты работающего персонала из герметично соединенных модулей. В приведенном примере конкретного выполнения модуль биологической защиты представляет собой квадратный элемент размером 1,0×1,0 м (фиг.1-3).
Модуль биологической защиты состоит из каркаса, собранного из четырех швеллеров 1, обшитых стальными листами 2. Таким образом, модуль выполнен двустенным, а внутреннее пространство между листами 2 (стенками) заполнено поглотителем 3 ионизирующего излучения, а именно свинцовой дробью с диаметром частиц 3-4 мм. Вес модуля биологической защиты составляет порядка 500 кг.
Устройство работает следующим образом.
При проведении ремонтных работ в стесненных условиях возводят защитную стену для снижения уровня интенсивности ионизирующего излучения. Защитная стена, собранная из модулей биологической защиты, позволяет в любом помещении АЭС создать безопасные условия для работы персонала. Стену собирают необходимых размеров и конфигурации. При этом отдельные модули соединены между собой болтами или сваркой и раскреплены на несущие конструкции существующего здания.
Заявляемый модуль биологической защиты является мобильным элементом за счет небольшого веса (500 кг) и оптимальных, удобных для сборки размеров. Это позволяет доставить его в стесненное помещение и смонтировать инвентарным оборудованием, например с помощью ручной тали. Простота монтажа самого модуля и возможность использования болтового соединения отдельных модулей между собой является преимуществом в условиях повышенной пожарной безопасности.
Инвентарный набор модулей постоянно находится на АЭС, и при необходимости может быть быстро доставлен к месту ремонтных работ. При болтовом соединении модулей возможно многократное их использование с предварительной дезактивацией.
Устройство было разработано в ФГУП «СПбАЭП» и успешно использовано на предприятии заказчика.
Из вышесказанного следует, что изготовление данного устройства промышленным способом не вызывает затруднений, предполагает использование освоенных материалов и стандартного оборудования, что свидетельствует о соответствии заявляемого технического решения критерию патентоспособности «промышленная применимость».
Источники информации:
1. Патент RU №2060201, В63В 9/06, 1996;
2. Патент RU №2112288, G21F 7/00, 1998;
3. Заявка RU №2005101770, G21F 1/00, 2005;
4. Патент RU №2289007, E04H 9/06, 2006;
5. Патент US №6518586, G21F 7/00, 2004;
6. Доллежаль И.А., Емельянов И.Я. Канальный ядерный энергетический реактор. - М.: Атомиздат, 1980, стр.50-51.
1. Модуль биологической защиты, предохраняющей работающий персонал от ионизирующего излучения, отличающийся тем, что представляет собой мобильный элемент сборно-разборной конструкции, выполнен двустенным, содержащим в промежутках, образованных между внутренними и внешними стенками экранирующий ионизирующее излучение поглотитель.
2. Модуль биологической защиты по п.1, отличающийся тем, что включает каркас из швеллеров, обшитых стальными листами.
3. Модуль биологической защиты по п.1, отличающийся тем, что в качестве поглотителя ионизирующего излучения используют свинцовую дробь диаметром частиц 3-4 мм.
