DE19502185A1

DE19502185A1 - Verfahren zur Zerkleinerung von biologische Organismen schädigenden Körpern hoher Festigkeit

Info

Publication number: DE19502185A1
Application number: DE1995102185
Authority: DE
Inventors: Heinz Dr Rer Nat Hellmeister; Dirk Dipl Ing Kilfitt
Original assignee: Rheinmetall Industrie AG
Current assignee: Rheinmetall Industrie AG
Priority date: 1995-01-25
Filing date: 1995-01-25
Publication date: 1996-08-01

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Zerkleinerung von biologische Organismen schädigenden Körpern hoher Festigkeit nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

In biologischen, chemischen und nuklearen Anlagen besteht bei einem Unfall die Gefahr der Freisetzung von Stoffen, welche biologische Organismen (Tier und Mensch) schädigen oder sogar töten. Abhängig von der Art der Reaktion bzw. des Unfalles kann das schädigende Material in einer Form vorliegen, welche nicht ohne weitere Maßnahmen abzubauen ist. So kann das Mate rial z. B. als Schmelze oder als Lava vorliegen, welche mit herkömmlichen Bearbeitungswerkzeugen nicht in handhabbare Teile zerlegt werden kann.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, ein Verfahren der eingangs erwähnten Art anzugeben, mit dem Körper, welche durch herkömmliche Verfahren nicht oder nur mit extrem großen Aufwand abgebaut werden können, auf relativ einfache und für das Bedienungspersonal sichere Weise in handhabbare Teile zu zerkleinern.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des kennzeichnenden Teiles des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausge staltungen der Erfindung offenbaren die Unteransprüche.

Im wesentlichen liegt der Erfindung der Gedanke zugrunde, die Zerkleinerung der entsprechenden Körper durch pyrotechnische Ladungen vorzunehmen. Hierzu werden zunächst mittels eines Roboter-Fahrzeuges die Form und die für die Zerkleinerung wichtigen physikalischen Werte des Körpers ermittelt, gege benenfalls zwischengespeichert und auf eine Auswerteeinheit übertragen, die sich außerhalb des Gefahrenbereiches des z. B. strahlenden Körpers befindet. Die Auswerteeinheit ermittelt anhand der gemessenen Werte die jeweils günstigsten Spreng punkte, d. h. diejenigen Punkte an dem Körper, an denen eine vorgegebene Sprengladung (z. B. eine Schneidladung oder eine Hohlladung) angeordnet werden muß, um ein sicheres Trennen des Körpers zu bewirken. Anschließend wird ein die pyrotech nischen Ladungen enthaltendes netzartiges Gebilde (Spreng netz) derart hergestellt, daß beim Überstülpen dieses Spreng netzes über den zu zerkleinernden Körper die Sprengpunkte und damit auch die Ladungen sich lagerichtig auf dem Körper be finden. Das Sprengnetz wird dann mittels eines Roboter-Fahr zeuges an dem zu zerkleinernden Körper angebracht und die pyrotechnischen Ladungen werden schließlich ferngesteuert zur Explosion gebracht.

Zur Abtastung der Form des zu zerkleinernden Körpers können an dem Roboter-Fahrzeug akustische oder optische Sensoren (z. B. eine Videokamera), aber auch Mikrowellen-Sensoren angeordnet werden.

Die Übertragung der Daten von dem Roboterfahrzeug zur Auswer teeinheit kann drahtlos oder über eine Kabelverbindung vorge nommen werden.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den folgenden anhand von Figuren erläuterten Ausführungsbeispielen. Es zeigen:

Fig. 1 die einzelnen Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens in Form eines Blockschaltbildes;

Fig. 2 eine Seitenansicht eines Roboter-Fahrzeuges zur Ermitt lung der für die Zerkleinerung einer stark radioaktiven erstarrten Kernreaktorschmelze benötigten Daten;

Fig. 3 den Bildschirm einer Auswerteeinheit mit einem drei dimensionalen Bild der Kernreaktorschmelze und mit auf der Schmelze angeordneten Sprengpunkten;

Fig. 4 eine Draufsicht auf ein konkretes Sprengnetz und

Fig. 5 eine Seitenansicht der zu zerkleinernden Kernreaktor schmelze mit darauf angeordnetem Sprengnetz.

In Fig. 1 ist mit dem Bezugszeichen 1 ein erster Verfahrens schritt bezeichnet, währenddessen die die Form und die physi kalischen Eigenschaften der zu zerkleinernden Kernreaktor schmelze 2 (Fig. 2) charakterisierenden Daten ermittelt werden. Hierzu wird ein Roboter-Fahrzeug 3 verwendet, welches beispielsweise über ein Kabel 4 fernsteuerbar ist. Die von dem Roboter-Fahrzeug 3 ermittelten Daten können per Funk oder ebenfalls über das Kabel 4 an eine nicht dargestellte Auswer tungseinheit übermittelt werden, die sich an einem für den jeweiligen Bediener sicheren Ort befindet.

Das Roboter-Fahrzeug 3 weist ferner zwei Aktuatorarme 5, 6 auf, an deren Enden sich z. B. Kameras 7 oder sonstige Sen soren sowie ein Greifer 8 befinden, so daß sowohl eine Ver messung der zu zerkleinernden Kernreaktorschmelze 2 als auch eine Entnahme von kleinen Proben der Schmelze 2 möglich ist. Außerdem kann der Greifer 8 zum späteren Entfernen der zer kleinerten zu entsorgenden Bruchstücke der Schmelze dienen.

In einem weiteren in Fig. 1 mit 9 bezeichneten Verfahrens schritt wird zum einen aus den gemessenen Werten ein dreidi mensionales Bild 11 Kernreaktorschmelze 2 rekonstruiert und auf einem Bildschirm 10 (Fig. 3) der Auswertevorrichtung dargestellt. Zum anderen ermittelt die Auswertevorrichtung diejenigen Stellen 12, an denen definierte pyrotechnische Ladungen an der Kernreaktorschmelze 2 angebracht werden können, damit die erstarrte Schmelze in handhabbare Teile zerlegt werden kann (Sprengpunkte). Die Sprengpunkte 12 werden anschließend ebenfalls auf dem Bildschirm 10 lage richtig in bezug auf das Bild 11 der Schmelze 2 dargestellt. Diese Sprengpunkte 12 können anschließend durch den Bediener noch modifiziert werden, um eine optimale Anordnung der Sprengpunkte 12 auf der Schmelze zu erreichen.

Nach Festlegung der Sprengpunkte 12 berechnet die Auswerte vorrichtung Verbindungslinien 13 (Fig. 3) zwischen den Spreng punkten 12, die ein Netz 14 (Sprengnetz) bilden, welches aus vorhandenen Standardmodulen zusammengesetzt werden kann (Ver fahrensschritt 15 in Fig. 1). Die Sprengpunkte 12 befinden sich dabei jeweils in Netzknotenpunkten (vgl. Fig. 3).

Aus den von der Auswerteeinheit bestimmten Daten wird anschließend ein konkretes Sprengnetz 16 zusammengesetzt (Fig. 4). Dabei werden die einzelnen Sprengladungen 17 auf einem Grundnetz befestigt und mit Verbindungskabeln unter einander bzw. mit dem Fernzündkabel 4 verbunden (Verfahrens schritt 18 in Fig. 1).

Das in Fig. 2 dargestellte fernsteuerbare Roboter-Fahrzeug 3 transportiert nun das Sprengnetz 16 zu der Kernreaktor schmelze 2 und stülpt das Netz 16 über die Schmelze. Die Sprengladungen werden an den ermittelten Positionen befestigt (geklebt, eingeschraubt, mit einem Bolzensetzgerät ange schossen etc.) (Fig. 5; Verfahrensschritt 19 in Fig. 1). Das Roboter-Fahrzeug entfernt sich bis auf einen vorgebbaren Sicherheitsabstand.

Schließlich werden durch den Bediener die Ladungen 17 fernge zündet und die Schmelze 2 in handhabbare Bruchstücke zerlegt (Verfahrensschritt 20) und diese dann abtransportiert bzw. weiterverarbeitet (Verfahrensschritt 21).

Bezugszeichenliste

1 Verfahrensschritt
2 Kernreaktorschmelze, Körper
3 Roboter-Fahrzeug
4 Kabel
5, 6 Aktuatorarme
7 Kamera, Sensor
8 Greifer
9 Verfahrensschritt
10 Bildschirm
11 Bild
12 Sprengpunkt
13 Verbindungslinie
14 Sprengnetz
15 Verfahrensschritt
16 konkretes Sprengnetz
17 Schneidladung
18-21 Verfahrensschritte.

Claims

1. Verfahren zur Zerkleinerung von biologische Organismen schädigenden Körpern (2) hoher Festigkeit, wie Kernreak tor-Schmelzen, zu Lava erstarrte Kernbrennstoffe nach einem Reaktorunglück u. dgl., gekennzeichnet durch die Merkmale:

a) mit einem unbemannten fernsteuerbaren Fahrzeug (Ro boter-Fahrzeug) (3) werden die zur Zerkleinerung des Körpers (2) benötigten physikalischen Eigen schaften, wie Härte, Strahlung etc., sowie die genaue Form des Körpers (2) ermittelt und die entsprechenden Daten auf eine Auswertevorrichtung außerhalb der Gefahrenzone übertragen;
b) die Auswertevorrichtung ermittelt aus den übertra genen Daten des Körpers (2) Punkte (12), an denen definierte pyrotechnische Ladungen (17) an dem Körper (2) angebracht werden müssen, damit eine Zerkleinerung des Körpers (2) in handhabbare Teile erfolgt (Sprengpunkte);
c) gegebenenfalls nach Modifizierung/Optimierung der von der Auswerteeinheit ermittelten Sprengpunkte (12) durch den Bediener wird ein die pyrotechni schen Ladungen (17) enthaltendes netzartiges Gebilde (Sprengnetz) (16) derart hergestellt, daß beim Überstülpen über den zu zerkleinernden Körper (2) die Sprengpunkte (12) und damit auch die Ladun gen (17) lagerichtig in entsprechenden Knotenpunk ten des Sprengnetzes (16) liegen;
d) das Sprengnetz (16) wird anschließend mittels eines Roboter-Fahrzeuges (3) an dem zu zerkleinernden Körper (2) angebracht und die pyrotechnischen La dungen (17) ferngezündet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als pyrotechnische Ladungen (17) Hohlladungen oder Schneidladungen verwendet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß die Abtastung der Form des zu zerkleinernden Körpers (2) mittels akustischer, optischer oder Mikro wellen-Sensoren (7) erfolgt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragung der Daten von dem Roboter-Fahrzeug (3) zur Auswertevorrichtung drahtlos oder über ein Kabel (4) erfolgt.