DE2355608C3 - Siegel fur einen Kernbrennstoff enthaltenden Gegenstand - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Siegel für einen Kernbrenn- werden.

stoff enthaltenden Gegenstand, bestehend aus einem auf 40 Als zu versiegelnde Objekte sind z. B. Kernreaktorden Gegenstand aufgesetzten Körper, der eine Vielzahl Brennelemente, Transportbehälter, Lager usw. anzusezufällig angeordneter Partikel unterschiedlicher elek- hen, die Kernbrennstoffe bzw. Spaltstoffe enthalten. Für tromagnetischer Eigenschaften enthält. Ein derartiges die Zwecke der Spaltstoffflußkontrolle ist es günstig, Siegel ist aus der DT-OS 19 35 086 bekannt. daß die Identitätsmerkmale elektronisch so ausgemes-

Im Rahmen der Bemühungen zur internationalen 45 sen werden können, daß die digitalisierte Meßgröße Spaltstoffflußkontrolle hat es sich als notwendig eine Zahl liefert, die sich zur eindeutigen Objektzuorderwiesen, zur Überwachung von nuklearen Spaltstoffen nung zu Bilanzierungszwecken verwenden läßt, von der Brennelementherstellung bis zur Wiedeiraufbe- Zwei Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen

reitung der abgebrannten Brennelemente eine eindeuti- Siegels werden im folgenden mit Hilfe der F i g. 1 und ge Identifizierung solcher Elemente vorzusehen. Bei den 50 näher erläutert:

international vereinbarten Kontrollen ist die A.nbrin- Es zeigen die Fig. 1 und 2 zwei Versionen eines

gung von Siegeln und ähnlichen Kennzeichnungen an aufschraubbaren Siegels in den Phasen Kernreaktorbrennelementen vorgesehen. Solche: Siegel a) Siegelzustand nach Einfüllung der Identifikations-

sollen die Integrität des Objektes gewährleisten. Die körper, jedoch vor Anbringung des Siegels Kennzeichnung bzw. das Siegel soll sich auch unter dem 55 b) Siegelzustand nach der Anbringung auf einem Einfluß von radioaktiver Strahlung und hoher Tempera- Brennelementhaltestab,

tür nicht verändern, es soll nicht versehentlich oder c) Siegelzustand nach Abnahme mit Zerstörung der

gewollt von dem zu sichernden Element abgetrennt Identifikation.

werden können. Weitere wichtige Kriterien für solche Im einzelnen besteht das Siegel gemäß den Fig. la

Siegel sind einfache Herstellbarkeit, leichte Kontroll- 60 bis c aus einem einteiligen Grundkörper 1, der durch möglichkeit vor Ort und vor allem Fälschungssicherheit. eine Bohrung 2 mit Gewinde 3 auf einen Gewindebol-Aus der DT-OS 19 35 686 ist zur Identifi2;ierung zen 4 aufgeschraubt werden kann. Der Gewindebolzen einzelner Brennelemente ein Siegel bekannt, bei dem 4 stellt die zu sichernde Stelle dar. Er kann auch glatt zufällig angeordnete Fremdstoffeinschlüsse aufgrund sein, muß jedoch in der Bohrung 2 gut halten und mit ihrer unterschiedlichen Permeabilität mit einer Mlagnet- 65 gewissem Kraftaufwand verschoben werden können, abtasteinrichtung geortet werden. Der Grundkörper 1 weist in seinem Innern zwei Räume

. -_ j: e.„„,i ^..-r^hniw hat nun die 5 und 6 auf, die unterschiedlichen Durchmesser haben.

obere ist der engere. Der Raum 5 ist durch die Bohrung 2 von außen her zugänglich, der Raum 6 durch die öffnung 7 mit dem Raum 5 verbunden. Der Raum 6 ist sonst nach außen durch die Wandung 8 und die Stirnfläche 9 hermetisch abgeschlossen. In dem Raum 6 befindet sich eine statistische Schüttung 11 von Partikeln verschiedener physikalischer Eigenschaften. Bei der in den F i g. 1 a bis c gezeichneten Version sind es einzelne Kugeln 10 mit unterschiedlicher relativer Permeabilität.

In dem Raum 5 befindet sich ein Mechanismus, der die Schüttung 11 in ihrer Lage festhält. Der Mechanismus besteht aus einem Stift 12, auf welchem mittels der Bohrung 13 eine Platte 14 mit Preßsitz aufgesteckt ist. Für die Passung ist der Stift 12 an seinem unteren Ende 15 verdickt. Am oberen Ende trägt der Stift 12 einen Kopf 16, der die Schüttung 11 am Herausfallen aus dem Raum 6 hindert.

Der Gewindebolzen 4 ist an seinem Einschraubende mit einer Hohlbohrung 17 versehen, die im Durchmes- zo ser so groß ist, daß sie die Verdickung 15 des Stifles 12 als Führung in sich aufnehmen kann. Bei der dargestellten Version des Siegels trägt die Platte 14 außen ein Gewinde 18 mit welchem sie durch die Bohrung 2 im Gewinde 3 in den Raum 5 geschraubt werden kann.

Zwischen der Stirnfläche 9 und der Schüttung 11 kann zusätzlich ein federndes Element eingeschaltet werden, z. B. eine Schraubenfeder, welches mittels des Stiftes 12 über die Schüttung 11 vorgespannt wird und die Schüttung bei Lösen des Stiftes 11 unabhängig von der Schwerkraft in den Raum 5 auseinanderfallen läßt. Diese Feder ist bei der in der Figur dargestellten Ausführungsform nicht gezeichnet.

Die Funktion des Siegels geht aus den Fig. la bis c hervor. Die Fig. la zeigt den Siegelzustand nach Einfüllung der hier als Identifikationskörper vorgesehenen Kugeln 10 vor Anbringung auf dem zu versiegelnden Bolzen 4. Die Platte 14 ist durch das Gewinde 3 in den Raum 5 geschraubt und hält durch den mit Preßsitz befestigten Stift 12 die Schüttung 11 in ihrer Lage fest.

Die Fig. Ib zeigt das Siegel nach Aufschrauben auf den Bolzen 4 im »scharfen« Zustand. Die Platte 14 ist von ihrem Sitz auf dem verdickten Ende 15 des Stiftes 12 nach oben geschoben und trägt zur Fixierung der Schüttung 11 nicht mehr bei. Die Halterung der Schüttung U erfolgt jetzt direkt durch den Bolzen 4 mittels der Bohrung 17, in welcher der Stift 12 zur Führung bzw. Anlage gekommen ist. Der Stift 12 kann beim Einschrauben nicht durchfallen, da drs verdickte Ende 15 den Stift 12 erst dann freigibt, wenn er nahezu am Boden der Bohrung 17 angekommen ist. In der F i g. Ib ist über die Wandung 8 eine Magnetspule 19 zur Messung der Induktivität der Schüttung 11 geschoben. In den in der Fig. Ib gezeigten Zustand wird normalerweise die Identitäts- und Intaktheitsprüfung des Siegels durchgeführt.

Die Fig. Ic zeigt letztlich den Zustand des Siegels nach Entfernen von Bolzen 4. Der Stift 12 ist zwangsläufig nach unten in die Bohrung 2 durchgefallen, hängt mit seinem Kopf 16 in der Platte 14 und diese wiederum am Innenrand der Bohrung 2 im Raum 5. Die ursprüngliche Schüttung H im Raum 6 ist zerfallen, im Raum 5 über der Platte 14 hat sich eine neue Schüttung 20 gebildet. Damit sind die Identitäts- und lntaktheitsmerkmale des Siegels irreversibel zerstört.

Die Fig.2a bis c zeigen ein auf demselben Prinzip beruhendes Siegel in einer vereinfachten konstruktiven Ausführung. Der Grundkörper besteht hier aus zwei zusammengeschweißten Hälften, dem oberen Teil 30, welcher die beiden Hohlräume 5 und 6 aufnimmt und dem unteren Teil 31 mit der Bohrung 2. Dabei entsprechen gleiche Positionsnummern der Fig.2 denen der Fig. 1. Durch die zusammengesetzte Konstruktion des Gehäuses kann der Haltemechanismus für die Schüttung 11 erheblich vereinfacht werden. Die Platte 32 weist kein Außengewinde mehr auf und der Stift 33 kann über seine Länge von gleichem Durchmesser sein. Die Pressung zwischen beiden ist so groß, daß sie durch Einschrauben des Stiftes 4 gut überwunden werden kann, andererseits im Anlieferungszustand aber die Schüttung 11 sicher festhält. Stift 33 und Platte 32, sowie die Schüttung 11 werden vor dem Zusammenschweißen der Teile 30 und 31 in die Räume 5 bzw. 6 eingebracht.

Die Funktion des Siegels gemäß F i g. 2a bis c entspricht der der Funktion la bis c, wobei die Teile 32 und 33 den Teilen 12 und 14 entsprechen.

Die Fig.2a stellt den Siegelzustand nach Einfüllung der Schüttung vor Anbringung dar, die F i g. 2b das aufgebrachte Siegel in »scharfem« Zustand und die Fig.2c den Zustand nach Abnahme des Siegels vom Bolzen 4.

Zur Abtastung des Frequenzganges der Schüttung wird eine Spule 19 über den die Schüttung enthaltenen Teil des Siegels gesteckt. Dies ist vor Ort, d. h. bei einem Kernreaktor-Brennelement sogar im Reaktor unterhalb des Kühlmittelspiegels, möglich.

Die statistische Schüttung wird in vorteilhafter Weise aus einer Vielzahl von Partikeln aufgebaut, die in Größe, Form, Masse und elektrischen Eigenschaften sich voneinander unterscheiden. Der Schwierigkeitsgrad der Verfälschung kann somit beliebig variabel gestaltet werden. Vorteilhafterweise wird für die Schüttung eine Mischung von Materialien verwendet, die die Induktivität in positiver, negativer oder keiner Weise beeinflussen. Für das Hüllmaterial dienen im Strahlenfeld erprobte Materialien, die die Induktivität nicht beeinflussen.

. Zusammengefaßt bestehen die Vorteile der vorliegenden Erfindung in folgenden Punkten

1. Kombination von lntaktheits- und Identifikationsprüfung in einem Schritt.

2. Die Ausmessung der Siegelkennung kann vor Ort erfolgen, auch unter extremen Bedingungen, wie z. B. 6 m unter Wasser im Naßlager eines Leichtwasserreaktors.

3. Es ist keine mechanische Bewegung und kein Entfernen des Siegelkörpers und der Meßapparatur während des Meßvorganges erforderlich. Durch ein Entfernen würde normalerweise das Siegel zerstört. Dadurch würde zwangsläufig bei jeder Siegelprüfung dem Objekt ein neuer Satz von Siegelkennzeichen zugeordnet, mit der sich daraus ergebenden Aufwandssteigerung bezüglich der Weiterleitung der Informationen an die zentrale oder nachgeordnete Prüfstelle.

Die vorliegende Erfindung ist mit Vorteil auch auf Gebieten außerhalb der Kerntechnik einsetzbar. Die Einfachheit und Zuverlässigkeit des vorliegenden Systems machen es für alle Zwecke geeignet, bei denen irgendwelche Gegenstände identifiziert werden müssen. Durch einfache Modifikation der Befestigungsstelle, der Bolzen und den Haltemechanismus für die Schüttung kann das Siegel dem jeweiligen Bedarfsfall angepaßt werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

¹ Kernbrennstoff enthaltenden Gegenstand zu schaffen.

hd welchem die charakteristische Kennzeichnung des Patentansprüche: Siegels nach Abnahme von dem zu kennzeichnenden

1. Siegel für einen Kernbrennstoff enthaltenden ^GeS<;ⁿ*^

Gegenstand bestehend aus einem auf dem Gegen- 5 wie u β beschriebenen Art gemäß der

Sand aufgehetzten Körper, der eine Vielzahl zu fällig Swgel Jer e»ng.^ _{dadurchi daß d}; _Partike,

angeordneter Partikel unterschiedlicher elektro- ^° ^™_ηΓΐ6Π1 siegel in einem ersten Hohlraum des

ih Eihaften enthält d adu rch bei unverse _{äd|iche Sc}hüuung angeordnet s.nd

angeordneter Partikel unterschiedlicher ^ ^_ηΓΐ6Π1 siegel in einem ersten es

magnetischer Eigenschaften enthält d adu rch bei unverse _{änder|iche Sc}hüuung angeordnet s.nd

gekennzeichnet, daß die Partikel (10) be Korpersa. ^.^ _{bei yon dem} Gegenstanü

unversehrtem Siegel in einem ersten Hohlraum (6 io und «^a _s| , _aus dem ersten Hohlraum

(1) l änderliche Schüttung (11) jjfwo^me ^ _{des Kö} unter Verl

unversehrtem Siegel in einem ersten Hoh ( _s| , _aus dem ersten in

des Körpers (1) als unveränderliche Schüttung (11) jjfwo^me ^ _{des Kö} unter Verlust

angeordnet sind und daß die Partikel (10 . bei von einen zwe ^ _{Vo (st dabei> d ß}

dem Gegenstand (4) abgenommenen Siege aus dem '^h'^e' £_lräumVzwei unmittelbar aneinandergrenzende

ersten Hohlraum (6) in einen zweiten Hohlraum (5) Johlzylinder mit unterschiedlichem Durchmesser sind,

des Körpers (1) unter Verlust ihrer Ordnung »5 JJoJ^J™ _zweite Hohlzylinder den größeren Durch-

^Siegel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich- ^m^J^^_g schlägt weiterhin vor, daß ein Stift bei

net, daß die Hohlräume (5, 6) zwei unmittelbar D,e far« « _{die partike}, ,_{n d m}

aneinandergrenzende Hohlzylinder mit unterschied- "^nv™_{der festha}?_{lt und} daß bei von dem Gegenstand

lichem Durchmesser sind, wobei der zwe.te Hohlzy- ²⁰ "vfjlnommenen Siegel der Stift den Durchtritt vom

linder den größeren Durchmesser aufweist. aDgen .. _{der in den zwe}iten Hohlzylinder nicht

3. Siegel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich- erster, no J .^ _{&% gemaß der} vorliegenden net, daß ein Stift (12) bei unversehrtem Siege die be"!. _besonderem Vorteil, daß an dem Partikel (10) in dem ersten Hohlzylinder (6) festhalt Erfindung η _Hohlzy,_inder abgewandten Ende des und daß bei von dem Gegenstand (4) abgenomme- 25 einerr™ ;. ,. _{ders eine} Schraubenfeder angeordnet nen Siegel der Stift (12) den Durchtritt vom ersten ersten ho y ^. _{unversehrtem siege}i _gegen den Hohlzylinder (6) in den zweiten Hohlzylinder (5) is , α e αϊ _{Besonders günstig ist es} für die vorgeschlanicht behindert. -ή«. FrfindunR daß die Partikel Kugelform aufweisen.

4. Siegel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich- gene, trtinau * ^ ^_{% erfindu}ngsgemäßen Siegels net, daß an dem einen vom zweiten Hohlzylinder 30 uer υ β _tistische Schüttung von Körpern abgewandten Ende des ersten Hohlzyhnden; eine bes«^™S_{enen elek}tromagnetischen Eigenschaften Schraubenfeder angeordnet ist, die die Partikel bei mit ^^scn _{rkationsmerkma}l zu verwenden, da eine unversehrtem Siegel gegen den Stilt druckt. a» _zerfali_ene Schüttung bei genügend großer

5. Siegel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, einma1 _{mehr reproduzier}bar ist. dadurch gekennzeichnet, da3 die Partikel (10) 35 ^^!,ί™^ _al_s kennzeichnende Eigenschaft Kugeiform aufweisen. °? Permeabilität einer solchen Schüttung an, wenn

p_artikel mit verschiedener Permeabilität verwendet