DE3045559C2

DE3045559C2 - Vorrichtung zum Öffnen von Bestrahlungsampullen

Info

Publication number: DE3045559C2
Application number: DE19803045559
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dr. Erdtmann; Gottfried 5138 Heinsberg-Oberbruch Küppers; Hans 5170 Jülich Sachsenhausen
Original assignee: Kernforschungsanlage Juelich GmbH
Current assignee: Forschungszentrum Juelich GmbH
Priority date: 1980-12-03
Filing date: 1980-12-03
Publication date: 1982-10-14
Also published as: FR2496625B1; DE3045559A1; GB2090825A; GB2090825B; FR2496625A1

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum öffnen von Quarz- oder Giasampullen, die in einem Reaktor oder einer anderen Quelle energiereicher Strahlung bestrahlt worden sind.

Quarzampullen werden häufig benutzt, um Substanzen, die in Reaktoren oder anderen Strahlenquellen bestrahlt werden sollen, zu verpacken. Derartige Bestrahlungen werden z. B. zum Zweck der Aktivierungsanalyse, der Erzeugung von radioaktiven Substanzen oder zum Studium von Bestrahlungseffekten vorgenommen. Nach der Bestrahlung müssen die Ampullen in der Regel geöffnet werden, um die bestrahlten Substanzen (Probematerialien) entnehmen zu können.

Das Verfahren zum öffnen der Ampullen muß folgende Bedingungen erfüllen:

1. Beim Öffnen darf kein Probematerial verlorengehen.

2. Das Probematerial darf nicht verunreinigt werden, auch nicht durch Splitter oder Staub der Quarzampulle.

3. Der Experimentator darf nicht gefährdet werden.

4. Der Arbeitsplatz darf durch die radioaktiven Substanzen nicht kontaminiert werden.

Die Einhaltung dieser Bedingungen wird erschwert durch die Tatsache, da3 beim Bestrahlen vieler Substanzen durch Radiolyse gasförmige Zersetzungsprodukte entstehen, die zum Druckaufbau in der Ampulle führen. Beim Versuch, sie zu öffnen, wird sie in vielen Fällen durch die Druckwelle völlig zerstört, so daß die Probe verloren und der Arbeitsplatz kontaminiert ist. Der Experimentator ist durch umherfliegende Splitter gefährdet. Um dem zu begegenen, gibt es Vorrichtungen, die wenigstens das Kontaminationsrisiko und die Gefährdung des Experimentators weitgehend einschränken. Zum Beispiel kann man die Ampullen in ein Schlauchstück einsetzen, dieses an beiden Enden verschließen und die Ampulle mit einem Werkzeug zerdrücken. Oder man kann die Ampulle in ein druckfestes Gefäß einsetzen, durch eine von außen bedienbare Vorrichtung zerdrücken und den Druck langsam entweichen lassen. Diese Vorrichtungen naben aber den Nachteil, daß die Ampulle vollständig zerstört und die Splitter mit dem Probematerial teilweise vermischt werden.

Zum Öffnen von Glasampullen allgemein ist aus der DE-PS 4 70 418 eine Vorrichtung bekannt, bei der die im Bereich ihres Halses in einen Schlitz einer Grundplatte eingeführte Ampulle durch einen seitlich am Schlitz federnd angebrachten Glasschneider angeritzt und am Ende des Schlitzes der Schlagwirkung einer vorgespannten und dann ausgelösten Kurbel ausgesetzt wird. Diese Vorrichtung ist relativ kompliziert und für das Öffnen dickwandiger Ampullen und Quarzampullen kaum geeignet In der DE-OS 27 55 270 wird eine weitere Vorrichtung zum öffnen von Arzneimittelampullen beschrieben, bei der die Spitze der Ampulle in . eine Halterung gesteckt und durch einen angelenkten Hebel abgebrochen wird. Auch diese Vorrichtung ist fur das Öffnen dickwandiger Ampullen kaum geeignet und beim Wegdrücken der Spitze läßt sich üblicherweise ein Splittern kaum vermeiden.

Es wurdt nun überraschenderweise festgestellt, daß ein glattes öffnen von Bestrahlungsampullen ohne Kontamination der enthaltenen Proben durch Splitter der Ampullenwand möglich ist, wenn man das obere Ende der in einer Haltevorrichtung untergebrachten Ampulle mit einem mit hoher Geschwindigkeit wirkenden Bolzen abschlägt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung der eingangs genannten Art ist daher gekennzeichnet durch eine Halte- oder Einspannvorrichtung für die Ampulle, über die das obere Ende der Ampulle herausragt und einen der Halte- oder Einspannvorrichtung räumlich zugeordneten Schlagbolzen innerhalb eines Schutzkastens.

Auf diese Weise erhält man einen glatten Bruch unmittelbar oberhalb der Halterung der Ampulle. Diese Art der Öffnung von Bestrahlungsampullen ist mit einem mit hoher Geschwindigkeit auftreffenden beliebigen Schlagbolzen durchführbar. Vorzugsweise hat der Schlagbolzen jedoch eine harte Schneidkante an seiner Auftreffseite.

Geöffnet wurden vornehmlich Ampullen mit angeschmolzenem Hals, deren (einen größeren Durchmesser aufweisender) Ampullenhauptkörper in einer Bohrung eines Metallblocks, insbesondere Bleiblocks, untergebracht wird. In diesem Falle reißen die Ampullen unmittelbar an oder über der Durchmesserverjüngung der Ampulle glatt auf. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wurden jedoch auch einfache Ampullen ohne Verjüngung geöffnet, die ebenfalls in einer Bohrung eines Metallblocks gehaltert waren. Auch diese Ampullen rissen glatt am Ende der Halterung auf, die gegebenenfalls quer zur Schlagbolzenrichtung Entnahmeschlitze aufweisen kann, die das Herausnehmen der Ampulle erleichtern.

Als Halte- oder Einspannvorrichtung, die zur Aufnahme der erheblichen Schlagkräfte des auftreffenden Schlagbolzens relativ kompakt sein muß, kann insbesondere ein hinreichend schwerer Metallblock verwendet werden, der vorzugsweise durch einen Bleiklotz gebildet wird, der gleichzeitig als Strahlenschutz dient.
Der die Haltevorrichtung und den Schlagbolzen

aufnehmende Schutzkasten hält auf alle Fälle eventuell austretendes radioaktives Material und den abgeschlagenen Ampullenkopf zurück. Er kann gleichzeitig für die räumliche Zuordnung von Schlagbolzen und Haltevorrichtung dienen, wobei der Schlagbolzen vorzugsweise von einer Wand her in einer Hülse geführt nach innen vorgetrieben und mittels einer genügend starken Feder vorgespannt wird.

Der als Halterung dienende genügend schwere Metallblock kann am Boden des Kastens fest montiert sein, vorzugsweise ist jedoch der Metallblock auswechselbar und/oder drehbar und exzentrisch mit verschiedenen Bohrungen versehen, die unterschiedlich tief und/oder unterschiedlich weil sind und durch Rotation unter die gewünschte Auftreffstelle des Schlagbolzens gebracht werden können.

Zum Beschleunigen des Schlagbolzens dient eine entsprechend vorgespannte Feder und der Bolzen kann beispielsweise durch Betätigung eines an der Außenseite des Schutzkastens vorgesehenen Kno_rfes oder Griffs ausgelöst werden.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.

Die in der Zeichnung im wesentlichen im Schnitt angedeutete Vorrichtung umfaßt einen Kasten 1 aus 2 mm starkem Stahlblech. Er ist 22C mm hoch, 190 mm breit, 220 mm tief. Links und rechts befinden sich öffnungen mit Schiebetüren 2 und 3 (ca. 120 · 150 mm bzw. 120 · 100 mm groß), die zum Bedienen notwendig sind. Der Deckel 4 ist aus 10 mm starkem Plexiglas. Er ist mit einem Scharnier angeschlagen und kann aufgeklappt werden.

Im Kasten steht ein 1OG · 100-50 mm großer Bleiklotz 5 mit einer Bohrung 6 von 12 mm Durchmesser und 60 mm Tiefe. Er dient als Halterung für die Quarzampulle 7 und schirmt gleichzeitig die Strahlung der in der Regel radioaktiven Probe ab. An der rechten Wand ist ein mit einer Druckfeder 8 versehener Bolzen

9 befestigt, der an seinem Ende eine Hartmetallschneide

10 trägt. Die Feder 8 wird durch Zurückziehen des Bolzens 9 arretiert. Beim Entarretieren springt der Bolzen vor und der Hals der Ampulle wird abgeschlagen. Das Gewicht des Bolzens betrug 34 g; die Federkonstante der Vorspannfeder lag bei 2 N/mm und die Federhöchstkraft bei 50 N.

Der Arbeitsgang zum Öffnen der Ampulle ist dann wie folgt: Die Ampulle wird, falls notwendig, außen mit Wasser, einer Säure oder einem anderen Lösungsmittel gereinigt. Falls zu erwarten ist, daß durch Radiolyse Gase gebildet wurden und sich ein Druck aufgebaut hat, wird sie mit flüssigem Stickstoff gekühlt. Dann wird sie bei geschlossenem Deckel durch eine Seitentür in den Halter eingesetzl und dieser so zurech !gedrückt, daß der Bolzen in der Endstellung den Hals der Ampulle trifft. Der Bolzen wird gespannt und ausgelöst und die Ampulle ist geöffnet.

Bei allen bisher geöffneten Ampullen wurde das Ende immer glatt und splitterfrei abgetrennt. Verunreinigungen der Probe durch Quarzsplitter wurden nicht beobachtet. Falls eine Ampulle wegen zu hohen Innendrucks explodieren sollte, werden die Splitter und die radioaktive Probe in dem geschlossenen Kasten aufgefangen. Der Experimentator wird nicht gefährdet, der Arbeitsplatz nicht kontaminiert. Der Kasten selbst läßt sich einfach dekontaminieren.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum öffnen von Quarz- oder Glasampullen, die in einem Reaktor oder einer anderen Quelle energiereicher Strahlung bestrahlt worden sind, gekennzeichnet durch eine Halte- oder Einspannvorrichtung (5, 6) für die Ampulle (7), über die das obere Ende der Ampulle herausragt und einen der Halte- oder Einspannvorrichtung räumlich zugeordneten Schlagbolzen (9) innerhalb eines Schutzkastens (1).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlagbolzen (9) eine harte Schneidkante (10) hat.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung durch einen ggf. austauschbaren, hinreichend schweren, mit zumindest einer Bohrung (6) zur Aufnahme der Ampulle versehenen Block (5) gebildet wird.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine gespannte Feder zum Beschleunigen des Schlagbolzens (9).

5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlagbolzen (9) von einem Ort außerhalb des Schutzkastens (1) auslösbar ist