專利名稱：放射性材料的處理的制作方法
技術領域：
本發明涉及放射性材料的處理。更具體地，本發明涉及一種放射性材料處理組件以及該放射性材料處理組件的操作方法。
背景技術：
帶防護設備通常用于安全處理(例如檢查和/或處置)放射性材料的應用。這些設備通常由不透放射性的防護材料構成，并且限定有保持腔或處理腔，在保持腔或處理腔中可容納并檢查和/或處理放射性材料。這些設備的缺點在于，一旦已經將一種放射性材料引入處理腔中，該腔以及因此該設備就必須在其用于不同的放射性材料之前進行凈化， 從而防止不同放射性材料之間的交叉污染。因而除了產生大量放射性廢料之外，另一相關缺點在于這些設備凈化操作通常非常耗時，導致對于執行涉及多種放射性材料的連續操作 (例如常規測試、實驗、或小規模放射化學生產操作)而言，所需的時間無法接受地過長。或者，需要多個這些設備，不可避免地導致設施和基礎結構的增加。因此在短時間內執行多次操作通常超出了大多數設施的能力。申請人相信，本發明將找到特別減輕上述缺點的應用。
發明內容
因而，根據本發明的第一方面，提供了一種放射性材料處理組件，其包括外殼；內室，其限定了放射性材料容納/處理腔，并且可移除地安裝在所述外殼內；以及處理裝置，其可從所述內室外側操作，以處理位于所述容納/處理腔中的放射性材料，所述外殼和所述內室中的至少一個主要由不透放射性的防護材料制成。除非另外指出，“處理”或“處置”的意思是處理和/或處置位于所述內室內的放射性材料，“處理裝置”對應的意思是用于執行該處理的裝置。類似地，“容納/處理腔”指的是由內室限定的腔，當內室安裝在外殼內時，在容納/處理腔中執行放射性材料的容納和放射性材料的上述處理。“主要”的意思是，所述外殼和所述內室中的至少一個的諸如壁等的主要部件由不透放射性的防護材料制成。優選地，外殼主要由不透放射性的防護材料制成。因而，外殼的主要部件(例如它的壁)可以由鉛制成。該組件可包括單獨可移除地安裝在外殼內的多個內室。通常，該組件對于在組件中要處理的每種放射性材料包括一內室。外殼和內室因而通常在水平截面中看去時可具有互補形狀，使得內室可緊密地接收和安裝在外殼內。處理裝置包括在容納/處理腔(下文也簡稱為“處理腔”)內的操縱裝置。操縱裝置因而布置成在處理腔內執行操縱操作。操縱裝置可包括一對鉗等。處理裝置可包括將操縱裝置連接到內室的壁的附接裝置。附接裝置因而可構造成使得操縱裝置在連接到內室的壁的同時能夠運動。更具體地，附接裝置可以是柔性附接裝置，例如柔性罩，它們可密封地安裝到內室的壁，從而保持內室的容納完整性。因而在柔性附接裝置能夠撓曲或變形的程度上，限制處理裝置在處理腔內的運動。每個處理裝置可以可移除地連接到其相關聯的附接裝置，從而能夠使用與一個附接裝置相關聯的多個處理裝置。內室以及對應地處理腔可設有存儲空間，用于存儲可移除地連接到附接裝置的另外的處理裝置。該組件可包括用于處理裝置的控制裝置。當內室安裝在外殼中時，控制裝置在使用中可操作以從遠離處理腔的位置，優選從遠離內室的位置，控制處理裝置的操作。當內室安裝在外殼中時，處理裝置和相關聯的控制裝置分別在內室和外殼上分開設置，控制裝置可操作地連接到其相關聯的處理裝置。優選地，互補的成對的處理裝置和控制裝置在內室和外殼的操作上相鄰的壁(即，當內室安裝在外殼中時相鄰的壁)中設置在對應的位置。每個控制裝置可包括控制桿，控制桿的一個端部連接或可連接到處理裝置，控制桿的另一端部延伸超出外殼的邊界之外并且設有用戶控制接口，例如手槍握把。控制桿通過樞轉安裝部而可樞轉地安裝在外殼的壁中，從而在與處理裝置連接時引導處理裝置的樞轉運動。應理解，將控制裝置連接到外殼的基座也可以由不透輻射的材料制成。通常，支座可以是鉛制的球窩，具有至少IOOmm鉛的輻射防護能力。每個處理裝置可應用不同長度的控制桿，從而在處理腔中提供處理裝置的不同操作范圍。應理解，控制桿的長度因而還限制其相關聯的處理裝置在處理腔中可移位的程度，處理裝置的操作范圍因而通過其相關聯的連接構件的可變形性和其相關聯的控制桿的長度確定。該組件可包括至少兩個處理裝置。然后處理裝置可安裝至內室，使得它們在平面圖中看去時彼此成角度地隔開。通常，它們在平面圖中可彼此成直角。更具體地，該組件可包括至少兩個處理裝置，它們圍繞各個處理裝置與內室的壁的連接點的切線之間的垂直相交線設置在成角度隔開的位置，所述角度間隔通常為90°。優選地，該組件可包括兩個處理裝置，它們均設置在內室的不同壁中，所述壁在它們彼此相鄰時圍繞壁之間的垂直相交線彼此成角度地隔開(例如彼此成直角)，或者在它們彼此不相鄰時圍繞壁的突出部之間的垂直相交線彼此成角度地隔開(例如彼此成直角)。應理解，壁中處理裝置的連接點也有效地圍繞所述相交線彼此成直角隔開，該相交線有效地也是壁中處理裝置的連接點的切線之間的相交線。應理解，在上述實施方式中，與各個成角度隔開的處理裝置相關聯的控制裝置也按照與它們相關聯的處理裝置相同的方式彼此成角度地隔開，并且因而位于外殼的壁中成角度隔開的位置，與成角度隔開的處理裝置的位置對應。該組件可包括外殼和內室中的觀察裝置，用于在內室安裝在外殼內時視覺檢查在處理腔內容納并處理的放射性材料。觀察裝置可以呈內室和外殼的每一個的壁中的至少一個窗口的形式，該窗口在內室安裝在外殼內時提供了從組件外部位置到處理腔的視線。所述至少一個窗口可以由不透輻射材料制成。輻射防護窗口可具有等同于至少 75mm鉛的輻射防護能力。優選地，輻射防護窗口具有等同于大約IOOmm鉛的輻射防護能力。 內室窗口因而通常可由聚碳酸酯制成。當組件如上所述包括成角度隔開的處理裝置以及相關聯的成角度隔開的控制裝置時，可以在外殼的壁中、在成角度隔開的控制裝置之間設置窗口或其它觀察裝置，該窗口因而在內室安裝在外殼內時提供了穿過內室窗口進入處理腔的視線。如果如上所述在成角度隔開的壁中設置成角度隔開的處理裝置，那么壁可通過在其中設置窗口的連接壁連接。 連接壁可相對于所述成角度隔開的壁傾斜地定向。應理解，在該實施方式中，成角度隔開的壁因而不彼此相鄰，從而圍繞其突出部之間的垂直相交線成角度地隔開。設想當組件包括上述成角度隔開的處理裝置、以及相關聯的成角度隔開的控制裝置，并且在外殼的壁中、在成角度隔開的控制裝置之間設置窗口時，組件的操作者將在使用中從與設置在成角度隔開的控制裝置之間的傾斜壁中的窗口相鄰的控制裝置之間的位置， 通過成角度隔開的控制裝置操作成角度隔開的處理裝置。處理裝置或者至少兩個其它處理裝置以及它們相關聯的控制裝置可以在內室和外殼中位于不同的高度。在本發明的優選實施方式中，成角度隔開的處理裝置和它們相關聯的成角度隔開的控制裝置彼此垂直隔開。內室可設有處理腔進入裝置，用于將材料、特別是非輻射性材料引入和撤出處理腔。通常，處理腔進入裝置包括兩個門組件，S卩，內門組件和外門組件，使得在將材料引入或撤出處理腔期間不破壞處理腔的完整性。更具體地，內室可設有至少一個Double Porte de Transfert Etanche ( “DPTE”)端口。通常，內室設有不同尺寸的兩個DPTE端口。在本發明的一優選實施方式中，內室設有至少一個105-DPTE端口和至少一個270-DPTE端□。DPTE端口的內門可以通過處理裝置操作或致動。通常，DPTE端口可位于內室中至少一個處理裝置的操作范圍內，使得DPTE端口的內門可通過處理裝置操作，該內門位于該處理裝置的操作范圍內。在本發明的一優選實施方式中，至少一個DPTE端口與至少一個處理裝置直接(即，垂直)對準地設置。從而，至少一個DPTE端口可設置在內室的一個壁中， 該壁與內室的其中設有與所述至少一個DPTE端口相關聯的處理裝置的壁相對。在使用中，當內室設有DPTE端口并且DPTE端口的門要打開時，優選將放射性材料定位在處理腔中，從而避免穿過門的輻射束。換言之，在使用中，在打開DPTE門之前，放射性材料通常位于處理腔內，使得它們不與DPTE端口直接對準。內室還可設有底部裝載端口，其用于將材料、特別是放射性材料通過室底部裝入和裝出處理腔；以及關閉裝置，其從處理腔內側關閉并密封底部裝載端口。裝載端口可構造成接收或對接(dock)容器或罐，所述容器或罐如本發明領域已知的那樣容納要裝載至處理腔中的放射性材料。關閉裝置可呈蓋的形式。蓋因而可僅從處理腔內側操作。蓋可這樣通過處理裝置操作。外殼可設有底部裝載端口進入裝置。當內室安裝在外殼中時，底部裝載端口進入裝置可從組件外部與內室的底部裝載端口相關聯，并提供通向底部裝載端口的入口。底部裝載端口進入裝置可包括外殼底部中的開口，該開口位于與內室的底部裝載端口操作上對應的位置，并且底部裝載端口進入裝置可設有呈防護槽或阻塞件形式的可移除蓋子，該可移除蓋子在下文稱為“鑰匙”，可從外殼的外側打開或移除。鑰匙可在內室安裝在外殼內時連接到底部裝載端口的蓋，并且由此可在與底部裝載端口的蓋連接時將其鎖定在關閉位置，并且防止其打開，從而在沒有抵靠底部裝載端口接收或者對接容器或罐時防止底部裝載端口的蓋從內室內側意外打開。通常，鑰匙可通過卡口式配合接合或安置在底部裝載端口的蓋中。鑰匙可由不透輻射或防護材料(例如具有等同于50mm鉛的輻射防護能力的材料)制成。從而，鑰匙在正常的關閉狀態為底部裝載端口提供了所需的輻射防護。為了提供進一步的輻射防護，可將一段輻射防護材料，例如鉛環接合至推車中。該環可在鑰匙與蓋分離時為底部裝載端口提供進一步的輻射防護。為了有利于將具有放射源或樣本材料的容器安全地輸送至放射性材料處理組件的內室和從內室輸送出，可以在外殼上設置容器裝載組件，其包括用于使容器通過底部裝載端口進入裝置抵靠底部裝載端口對接的容器移位裝置。容器移位裝置可操作，以將從放射性材料處理組件外側通過外殼的底部裝載端口進入裝置安裝在其上的容器或罐朝向內室的底部裝載端口移位。通常，容器移位裝置構造成支撐安裝在其上的容器，而且將安裝在其上的容器移位成與裝載端口進入裝置軸向對準。容器移位裝置還可構造成將容器與裝載端口進入裝置軸向對準，即，垂直對準。應理解，如上所述，容器還可稱為“罐”，如本領域公知的那樣。容器移位裝置可包括推車，該推車由從外殼懸置的軌道支撐。推車通常構造成在其上除了接收容器之外，還在鑰匙從底部裝載端口進入裝置移除時接收底部裝載端口進入裝置的鑰匙。在一個實施方式中，推車可在其上設有鑰匙插座，該鑰匙插座在鑰匙從底部裝載端口進入裝置移除時接收鑰匙。因而在使用中，當鑰匙正被移除時，鑰匙插座定位成與底部裝載端口和裝載端口進入裝置軸向對準，從而在鑰匙一旦被移除就接收鑰匙。推車還可構造成使得容器只能在鑰匙已經從底部裝載端口進入裝置移除并且存放在插座中時運動到與裝載端口軸向對準的位置。通常，當鑰匙處于關閉或鎖定位置時，推車和鑰匙之間的空間關系使得鑰匙通過部分延伸至由鑰匙插座限定的凹部中而防止推車的水平運動，從而將其鎖定在適當位置。裝載組件裝置可包括用于將容器朝向處于關閉狀態的底部裝載端口提升的提升裝置。裝載組件因而可設有提升裝置。提升裝置可以呈機械桿或滑輪系統的形式，或者諸如液壓活塞的軸向驅動裝置的形式。裝載組件還可構造成在且僅在其位于緊鄰但是還未對接底部裝載端口的預定高度時打開容器的蓋，從而在整個提升和對接操作期間防止輻射暴露并保持處理腔的完整性。可通過水平滑動板打開容器，該水平滑動板橫向于提升方向在上述預定高度安裝在裝載組件上。滑動板通常具有直徑比容器的蓋大的開口和周向夾持裝置。因而在使用中，蓋被夾持到滑動板，容器略微下降并且蓋從容器上方移除，使得打開的容器然后可被升高到其對接底部裝載端口的位置。通常，底部裝載端口蓋然后從室內部打開，以提供通向容器內輻射源或樣本材料的入口。裝載組件可構造成將不同直徑的容器裝入底部裝載端口。在一個實施方式中，這通過以下實現對于特定直徑的每個容器將優選由不透輻射材料制成的匹配的外間隔件、 環或套筒安裝至提升裝置，用于接收容器，該外間隔件、環或套筒具有固定的外徑并且成形為與提升裝置的托架以及底部裝載端口開口相匹配。環或套筒因而緊密裝配在容器周圍， 使得當容器的蓋已經被移除時，容器和間隔環為內室的底部裝載端口提供防輻射泄漏。內室還可設有通向處理腔的至少一個通風入口和源自處理腔的至少一個排氣出口。通風入口和排氣出口可分別設有入口和出口過濾器。在本發明的一優選實施方式中， 入口和出口均設有包括兩個過濾元件的過濾裝置，一個過濾元件位于內室內，另一個過濾元件設置在內室外側，位于內室與外殼之間的空間中。設想通過該布置，可以在不破壞處理腔的完整性的情況下替換和維修過濾器以及互換內室。優選地，過濾裝置定位成使得每個內過濾元件與至少一個處理裝置成一條線，或者在其操作范圍內，使得可通過處理裝置從處理腔內側維修和替換每個過濾裝置中的內過濾元件，而不破壞處理腔的完整性。內室上的入口過濾裝置可具有呈外殼中開口的形式的對應的服務接入裝置，該開口可通過不透輻射的塞或阻塞件防護，從而防止輻射通過入口及其相關聯的過濾裝置發射。阻塞件可以是可移除的，從而允許通過所述接入裝置替換外入口過濾元件。排氣出口和外過濾裝置也可具有用于替換外排氣過濾元件的服務接入裝置，該服務接入裝置可大致按照與入口上的塞或阻塞件相同的方式通過鉛塞或阻塞件防護，從而防止輻射通過出口發射。排氣出口過濾裝置的外過濾元件可通過排氣管線連接到實驗室或者容納放射性材料處理組件的其它地點的通風系統。排氣管線通常可穿過服務接入裝置的塞，從而防止輻射通過塞從處理腔經排氣出口泄漏。在一優選實施方式中，這可通過以下實現引導排氣管線穿過塞沿著特別設計的空間(通常呈曲徑或迷宮通道的形式)，使得排氣管線容易通過，但是防止輻射通過塞泄漏。在使用中，由于空氣通過排氣出口流出至通風系統中，在處理腔內生成低壓。因而空氣從外殼中內室外的周圍空氣通過通風被吸入內室，因此也從外殼外通過通風被吸入內室，從而生成從外殼外側到內室中的未污染的空氣的凈流入。如前所述，外殼可具有諸如鉛的不透輻射或防護材料制成的壁。優選地，外殼包括鉛壁、鉛底板和鉛頂板，包括互鎖的鉛塊或實心鉛板，它們由高完整性的支撐框架支撐。內室可具有不銹鋼的壁。外殼的輻射防護能力對于其壁可等同于至少50_的鉛。在外殼的相鄰壁之間的相交處，存在輻射發射危險，因為輻射束可能穿過相交處的低輻射防護的開口和/或部分(在本發明領域中通稱為“束徑”)，因此可設置另外的輻射防護。外殼還可設有托架，內室可在托架上被輸送至外殼內或輸送出外殼。在外殼內，通過將室固定至外殼內的穩定支座上，可將室穩定在托架上。外殼還可設有通向其內部的進入裝置。更具體地，外殼可設有至少一個主門，內室通過主門插入外殼中。在本發明的一優選實施方式中，外殼的門是可滑動地豎直移位的活板門，其操作可通過配重裝置控制。外殼還可設有輔助門，當內室安裝在外殼中時，輔助門提供通向內室中DPTE端口的入口。輔助門因而優選布置在外殼中的適當位置，該位置與當內室安裝在外殼中時內室中DPTE端口的位置對應。在本發明的一優選實施方式中，至少一個DPTE端口，通常是270-DPTE端口，設置在內室的在操作上與外殼的主門相鄰的壁中，從而主門提供通向該 DPTE端口的入口。外殼的門的輻射防護能力可等同于至少50mm鉛。內室除了設有處理裝置之外，可設有用于將附加服務(例如電、氣、真空、水和壓縮空氣)鏈接到處理腔的連接裝置。該連接裝置優選構造成使得將附加服務鏈接到處理腔在連接或斷開期間的任何時刻都不會破壞處理腔的完整性。用于連接上述服務的連接裝置優選設置在一個壁中，該壁優選是設置DPTE端口的壁。在這樣設置連接裝置的實施方式中，DPTE端口優選是270-DPTE端口，壁優選是內室的、在操作上與外殼的主門相鄰的壁。外殼可設有用于容納輻射檢測和/或輻射監控儀器的腔。腔可以由輻射防護能力等同于50mm鉛的輻射防護材料制成。內室也可設有輻射檢測和/或監控儀器。外殼可設有內室照明裝置，照明裝置通過內室窗口為內室提供光。照明裝置可以呈設置在電燈插座中的電燈的形式，每個電燈插座安裝在由輻射防護能力等同于50mm鉛的輻射防護材料制成的基座上，呈塞或槽的形式，該塞或槽以防止輻射泄漏的方式從外部通過外殼的頂部配合。組件可具有告警裝置，例如一個以上的報警器。至少一個報警器可與輻射檢測和/ 或監控儀器協同操作，并且可構造成指示來自組件的輻射發射的不可接受的水平。另一報警器可與通風系統協同操作，以指示通風空氣流動的故障或不充分。根據本發明的第二方面，提供了一種操作根據本發明第一方面的放射性材料處理組件，以處理其中的放射性材料的方法，該方法包括將內室插入所述組件的所述外殼中；從所述外殼外部的位置處理所述內室的所述容納/處理腔內的放射性材料；以及從所述外殼移除所述內室。所述方法可包括在從所述外殼移除初始的或第一內室之后將第二內室插入所述外殼中，并且處理所述第二內室的所述容納/處理腔內的不同的第二放射性材料，所述第二放射性材料不同于初始的或第一放射性材料，例如具有不同于第一放射性材料的輻射發射性。所述方法還可包括分別在進而裝載入或插入所述外殼的第三和進一步的內室中，提供不同于第一和第二放射性材料的第三和進一步的放射性材料。在本發明的一優選實施方式中，所述方法可包括在組件的相同內室的組件中處理相似的放射性材料，并且在組件的分離的內室的組件中處理不同的放射性材料。所述方法可包括在內室已經插入外殼之后將放射性材料裝載至其相關聯的內室中。可選地，所述方法可包括在內室已經插入外殼之前將放射性材料裝載至其相關聯的內室中。所述方法還可包括在內室從外殼移除之前將放射性材料從其相關聯的內室移除。可選地，所述方法可包括在內室從外殼移除之后將放射性材料從其相關聯的內室移除。當所述材料是“溫和”的輻射體，即僅發射足以通過內室自身的防護能力容納的低強度輻射時，特別有利的是在從外殼移除內室之后將放射性材料裝載入和/移除出內室。所述方法還可包括在從外殼移除內室之后并且在其中插入另一內室之前凈化外
所述方法還包括在從外殼移除內室之后凈化內室。所述方法還可包括在從外殼移除內室之前或之后密封內室，以保持其完整性。
現在參照以下附圖更詳細地描述本發明。附圖中
圖1示出根據本發明的組裝好的放射性材料處理組件的正視圖；圖2示出了圖1的處理組件的一側視圖；圖3示出了圖1和2的處理組件的后視圖；圖4示出了圖1至3的處理組件的另一側視圖；圖5示出了圖1至4的處理組件的水平截面；圖6示出了圖1至5的處理組件的分解透視圖；并且圖7示出了圖1至6的處理組件的容器裝載組件的局部剖切側視圖，并且用陰影線示出了輻射防護材料的部分。
具體實施例方式在圖中，附圖標記10總體上表示根據本發明的放射性材料處理組件。該組件包括外殼12和內室14 (在圖4、5和6中詳細地示出)，內室14可移除地安裝在外殼12內部的軌道(未示出)上，軌道有利于將內室14插入外殼12中。內室14通過連接到設置在外殼12內的錨固或穩定支座(未示出)而穩定在外殼12內的軌道上。內室14是不銹鋼的，限定有容納/處理腔16 (下文也簡稱為“處理腔16”)，處理腔16在使用中容納待在組件10中處理或維護的放射性材料。內室14設有聚碳酸酯窗口 22，窗口 22構成內室14的斜定向的上壁。如圖5中最清楚示出的那樣，內室和外殼在水平截面中具有互補的形狀。更具體地，內室14和外殼12分別具有兩個側壁(分別是18a、18c和20a、20c)、兩個端壁(分別是 18b、18d和20b、20d)和一個傾斜壁(分別是18e和20e)。當內室14安裝在外殼中時，側壁18a、20a和18c、20c，端壁18b,20b和18d、20d，以及傾斜壁18e、20e因而處于彼此相鄰的位置。外腔12的側壁20a和20c、端壁20b和20d以及傾斜壁20e是鉛制的，通常由被高完整性支撐框架支撐的互鎖鉛塊或實心鉛板構成。外腔12還具有鉛底板和鉛頂。窗口 M設置在外殼12的傾斜側壁20e中，該窗口具有等同于IOOmm鉛的輻射防護能力，并且提供了穿過內室窗口 22進入處理腔16的視線。呈鉗沈形式的處理裝置通過柔性罩30連接到內室14的壁18b、18c。互補的控制裝置28均包括控制桿28. 1和手槍握把式用戶接口 28. 2，并且通過鉛的球窩32連接到外殼12的壁20b、20c，球窩32使控制裝置28可在壁20b、20c中樞轉并軸向(滑動地)移位。壁18b的鉗沈處于與壁18c的鉗沈不同的高度。控制裝置28的桿28. 1可移除地操作連接至它們的相關鉗沈，使得通過手槍握把 28. 2的操作控制鉗沈的夾持動作，并且使得通過桿28. 1在窩32中的樞轉和滑動移位來引導鉗26的移位。鉗沈和它們的相關控制裝置28分別定位在內室的壁18b、18c和外殼的相鄰壁 20b,20c中，壁18b、18c和20b,20c圍繞壁18b、18c和20b,20c的突出部“P”之間的相交垂直線“II”和“12”，相對彼此矩形定向。鉗沈和它們的相關柔性罩30以及控制裝置28因而有效地相對彼此矩形定向或者大致橫向定向。內室 14 設有兩個 DPTE 端口，包括 270-DPTE 端口 34. 1 和 105-DPTE 端口 34. 2，它們分別設置在內室14的側壁18d和18a中。DPTE端口 34. 1、34. 2分別與在內室14的側壁18b和18c中的處理裝置洸對準。外殼12的端壁20d呈滑動門布置的形式，包括可滑動地平行安裝在軌道38中的上門板36a和下門板36b，軌道38形成支撐外殼12的高完整性支撐框架39的部分。門板 36a、36b通過一對在滑輪(未示出)上運行的連接纜線控制，使得每個板36a和36b形成另一個的配重，并且板36a、36b能夠容易地朝向或遠離彼此滑動移位，從而選擇性地允許進入外殼12的內部。內室14包括由蓋42關閉的底部裝載端口 40，蓋42只能從處理腔16內部打開。 端口 40構造成在其中接收或裝入通常呈罐45形式的放射性材料容器，用于將放射性材料和其它材料裝入和裝出腔16。外殼12設有底部裝載端口進入裝置41 (圖7)，當內室14安裝在外殼12內時，通過該底部裝載端口進入裝置能夠從外殼12的外部進入內室14的端口 40。端口進入裝置41 呈外殼12的鉛底板中的開口的形式，該開口通過可移除的鉛防護罩或下文稱為鑰匙43的槽關閉，鑰匙43在覆蓋開口時通過卡口式配合43. 1連接到底部裝載端口 40的蓋42，從而當與其連接時將蓋42鎖定在適當位置并且防止蓋42打開。這樣，鑰匙43將蓋42鎖定在端口 40的正常關閉狀態。鑰匙43可通過手柄46. 5操作。鑰匙43的一部分43. 2是鉛的， 因而在與蓋42接合時為底部裝載端口 40和底部裝載端口進入裝置41提供了輻射防護。外殼12還設有容器裝載組件46，組件46包括推車46. 2，推車46. 2被支撐在連接到外殼12的水平軌道46. 3上。推車46. 2設有安裝在推車46. 2的一端上的容器移位裝置 46. 1，并且設有位于推車46. 2的另一端上的底部裝載端口鑰匙插座46. 4。推車46. 2的安裝有鑰匙插座46. 4的端部設有鉛環46. 6 (只能看到一部分)，鉛環46. 6在鑰匙43與蓋42 分離時提供了進一步的輻射防護。移位裝置46. 1包括具有托架44. 4的提升機構44，托架 44. 4連接到可滑動地安裝到移位裝置46. 1的豎直柱44. 1上的套筒44. 3。在使用中，罐45 支撐在托架44. 4上，托架44. 4可通過一對在滑輪44. 2上運行的連接纜線(未示出)穿過端口進入裝置41與內室14的端口 14軸向對準地豎直移位。在正常的關閉或鎖定位置(未示出)，鑰匙43通過互補的卡口式配合43. 1與設置在蓋42上的卡口式配合(未示出)接合。在關閉或鎖定位置，鑰匙43部分延伸至由插座46. 4限定的凹部中，使得當鑰匙43與蓋42接合時防止推車46. 2及其罐45和移位裝置 46. 1的水平運動，從而將推車46. 2有效地鎖定在適當位置。因而，只能在通過從蓋42移除鑰匙43 ( S卩，擰下鑰匙43)并將其裝入推車46. 2上的插座46. 4而將鑰匙43解鎖時，推車46. 2才能將罐45移動至與端口 40軸向對準的位置，如圖7所示。在鑰匙43已經這樣存放之后，推車46. 2側向滑動，從而使罐45與端口 40軸向對準。裝載組件46還設有側向或水平的滑動板46. 5，該滑動板46. 5可操作以移除罐45 的蓋45. 1。在使用中，提升機構44將仍處于關閉狀態的由類似的不透輻射或防護材料制成的罐45及其蓋45. 1朝向端口 40提升。當蓋45. 1位于橫向安裝在推車上的水平滑動板 46. 5的高度時，蓋45. 1被滑動板46. 5的夾持機構(未示出)夾持，并且從罐45移除，使得罐45打開。打開的罐45然后被進一步升高至其抵靠端口 40的對接位置。罐45的對接位置通常位于的高度使得罐45的上表面基本齊平于或者略微高于腔16內側上的底部裝載端口 40的邊緣。優選地，蓋42僅在罐45處于該位置時從室14的內側打開，從而提供通向罐45內的輻射源或樣本材料的入口。在該構造中，避免了來自罐45內的任何源或放射性材料的輻射泄漏，并且避免了從處理腔16內穿過端口 40的材料的任何意外溢出或者被污染儀器的掉落。裝載組件46還構造成將不同直徑的罐與端口 40對接。對于直徑小于最大容許直徑的每個罐45，設置匹配的外間隔環或套筒45. 2，其優選由類似的不透輻射材料制成，并且具有與托架44. 4和端口 40匹配的外徑和形狀。這樣，間隔件45. 2緊密地裝配在罐45 周圍，使得當蓋45. 1被移除時，罐45和間隔件45. 2不變地為內室14的端口 40提供防輻射泄漏。應理解，在使用中，在放射源或樣本已經輸送出罐45或輸送回罐45內之后，按照前文對于裝載操作所述的步驟的相反順序，端口 40將被蓋42從室14內側關閉，罐45將下降，用其自身的蓋45. 1關閉并且從裝載端口和進入裝置41移除。然后鑰匙43將放回原處并與蓋42再次接合，從而盡快恢復正常的完整狀態。外殼12還設有成鉛旋轉門48形式的通向105-DPTE端口 34. 2的進入裝置，鉛旋轉門48在與內室的側壁18a中的105-DPTE端口 34. 2的位置對應的位置關閉外殼12的側壁20a中的進入開口 50。腔52設置為外殼12的部分，腔52設有用于監控組件10的輻射放射的輻射監控檢測儀器(不可見)。在優選實施方式中，輻射檢測儀器可以是檢測任何電離輻射的所謂的電離室。應理解，在該實施方式中，腔52可以自身是電離室。組件還設有呈報警器(未示出)形式的告警裝置，該告警裝置與腔52中的輻射監控檢測裝置相關聯，并且構造成指示來自組件10的不可接收的輻射放射水平。內室14在其端壁18d上設有服務連接裝置M，服務連接裝置和用于向內室傳輸諸如電、氣、真空、水和壓縮空氣的服務的外部服務傳輸裝置可連接到端壁18d。連接裝置M 優選包括用于這些服務的每一種的傳輸裝置的連接端口。內室14設有通向腔16的通風入口 56和源自腔的排氣出口 58。對于入口 56和出口 58的每一個，設置包括兩個過濾元件的過濾裝置(未示出)，一個過濾元件在室14內部，另一個過濾元件在室14外部，但是仍位于外殼20內并與內部過濾元件流動聯通。在每個過濾裝置中內部過濾元件的服務和替換可通過處理裝置28從腔16內部進行，即，不會破壞腔完整性。內室14的通風入口 56上的過濾裝置具有呈外殼20中的開口形式的對應的服務接入裝置，該開口通過鉛塞或阻塞件56. 1防護。阻塞件56. 1可移除，以允許通過服務接入裝置替換外入口過濾元件。排氣出口 58上的過濾裝置在外殼20中具有通過鉛塞或阻塞件58. 1防護的類似的服務接入裝置，用于替換外排氣過濾元件。排氣出口 58的外排氣過濾元件通過排氣管線連接到實驗室或者容納處理組件10的類似地點的通風系統。通過塞58. 1經塞58. 1中的迷宮通路引導排氣管線，使其防輻射泄漏。在使用中，為了處理特定類型和特定目的的放射性材料，將內室14在裝載狀態 (即，或者預加載特定的放射性材料，或者保留先前對于相同放射性材料的操作)穿過滑動門裝置36插入外殼12中。可選地，內室14在空載狀態插入外殼12中，之后通過底部裝載端口 40將放射性材料裝載至處理腔16中。其它非放射性樣本材料和儀器通常通過DPTE 端口 34. 1、34. 2裝載。當內室14已經插入外殼12中時，控制裝置觀連接到它們相關聯的處理裝置沈，并且通過在通過控制裝置觀控制處理裝置沈時，通過處理裝置沈的操作進行放射性材料的處理。在完成后，放射性材料以及其它廢料通過底部裝載端口 40和/或DPTE端口 34. 1、 34. 2從處理腔16卸載。內室14隨后被密封并從外殼12移除。本發明試圖提供一種多用途放射性材料處理或容納組件(或熱室)，其與傳統的容納設備相比，使用的多功能性增加，特別是在縮短凈化時間和對其中的不同放射性材料進行操作所需的時間(包括連續操作之間的停工時間)的方面。因而以下被認為是所描述的本發明的優點對于在組件中處理的每個放射性材料使用單獨的內室避免或者明顯減少了在處理其中的不同放射性材料之前凈化組件的要求，從而能夠進行一系列操作而不需要延長的凈化操作(其延遲了這些操作的連續進行)，并且不用擔心連續操作之間的交叉污
^fe ο與本發明領域中通常使用的共面布置相比，處理裝置沈和相關聯的控制裝置觀的成角度間隔定位，以及在外殼中的傾斜定向壁20e中設置窗口 24，如前所述，有利于在處理腔16中執行操作并增加多用性。更具體地，處理裝置和相關聯的控制裝置的成角度定位，以及它們在不同高度的定位具有這樣的效果處理腔中的處理裝置的操作范圍重疊，互補的處理裝置和相關聯的控制裝置之下或之上或者室角落中不存在申請人意識到的傳統處理設備中所具有的所謂的“死空間”。另外，與內室窗口結合的外殼窗口的傾斜定位在內室的所有區域中提供了更好的可視性，從而提供了具有內室的優化空間利用的緊湊處理組件。除了底部裝載端口之外，即使在內室安裝在外殼中時，通過包括外組件的端壁20b 的滑動門36a、36b、以及旋轉門48而方便地利于進出外殼，旋轉門48在內室安裝在外殼內時提供通向內室的105-DPTE門34. 2的入口。另外，在容易通過該門組件互換內室的方面，提供了滑動門36a、36b的明顯優點。 內室的這種互換可以僅通過以下進行如前所述移除控制裝置觀和內室14頂部上的外過濾元件，之后松開組件框架上的支座。相比之下，在申請人已知的傳統設備中，移除內艙或腔(如果有的話)需要至少部分拆卸防護壁和頂，即使是在現有技術中發現的所謂模塊化裝置中也是如此。以下被認為是本發明的優點當對不同的放射性材料進行一系列操作或常規測試時，由于組件的內室的可互換性而只需要使用一個組件。傳統上，為了對不同的放射性材料進行操作，需要多個傳統容納設備每種放射性材料或者每組相容的材料需要一個設備，并且不可避免地復制處理儀器的至少大多數。本發明的組件因而在以下方面緊湊通過對于不同的內室使用僅一個組件和單個緊湊的存儲空間(通常只需要等同于不超過IOmm鉛的防護并且在存儲期間不需通風)而在實驗室或者其所設置的任何其它位置節省了空間。所述的本發明的進一步優點在于盡管連續地互換內室，也通過組件保持了高度的容納完整性。這是由于內室的底部裝載端口和外殼的相關聯的容器移位裝置的構造，該構造在安裝于外殼內時能夠將放射性材料安全從容地裝入和裝出內室。上述通風入口和排氣口的構造也有助于保持高度的容納完整性。該高度容納完整性與內室的可互換性相結合產生的明顯優點在于在對于不同放射性材料的連續操作之間避免了交叉污染。所述本發明的又一優點在于，內室可對于操作相同放射性材料再次使用，并且不需要丟棄。這也減少了由凈化產生的放射性廢料的產量。本發明的進一步優點在于，每個內室在其中設有其自身的處理裝置。這樣能夠根據在各個室中要進行的服務的要求而在該室中設置選擇性的處理和其它服務。在每個內室中單獨地使用處理裝置和其它服務裝置進一步減少了組件的凈化需求。本發明的另一優點在于，如果需要凈化內室，該凈化可如下進行用柔性附接裝置 (或罩)代替手套，而且在DPTE端口中安裝手套，從而能夠進行手動凈化。本發明的另一優點在于，裝載組件的放射性材料容器移位裝置構造成總是在直立狀態處理容器或罐，從而進一步減小輻射暴露的危險。該組件在以下方面是受到進一步認可的諸如Perspex 或者聚碳酸酯屏的其它防護裝置可設置在具有最小防護的部分，從而提供進一步保護而防止輻射暴露。為了闡釋這些優點中的一些，申請人在根據本發明的原型處理組件或設備上設定內室通常可在少于四小時內由一個或兩個人互換。這包括將所有處理裝置和其它外部裝置以及服務連接從移除的內室拆下，并且在替代內室已經插入并裝配之后重新附接所有處理裝置和其它外部裝置以及服務連接，但是不包括所需的容器檢查，例如在內室已經從外殼移除時對內室周圍的輻射水平測量，以及對于內室外部的可能污染獲取樣本涂片。還包括從外殼移除鉛防護的某些部分，例如通風端口阻塞件56. 1和58. 1，以分別從入口和出口通風管線斷開并移除外過濾元件。這占原型處理設備的外殼防護所用的鉛的總質量的大約3%。相比之下，根據污染類型已經滲透和/或附接至設備內壁的程度，為了準備傳統的處理設備(其不具備本發明的可互換內室的特征)以處理不同的放射性類型，包括根據本領域公知的標準為了下一類型凈化并準備設備所需的動作，通常需要至少一周，在一些情況下達到幾個月。申請人:還發現，具有至少六個內室的容量并且設有所述不超過IOmm鉛的防護的典型的內室存儲空間，將占用大約與其自身處理組件相等的占地面積。
權利要求
1.一種放射性材料處理組件，其包括夕卜殼；內室，其限定了放射性材料容納/處理腔，并且可移除地安裝在所述外殼內；以及處理裝置，其可從所述內室外側操作，以處理位于所述容納/處理腔中的放射性材料， 所述外殼和所述內室中的至少一個主要由不透放射性的防護材料制成。
2.根據權利要求1所述的組件，其中，所述處理裝置包括在所述容納/處理腔內的操縱裝置、將所述操縱裝置連接到所述內室的壁的附接裝置，所述附接裝置構造成使所述操縱裝置能夠運動。
3.根據權利要求2所述的組件，該組件包括用于所述處理裝置的控制裝置，所述控制裝置在使用中可操作以從遠離所述容納/處理腔的位置，控制所述處理裝置的操作。
4.根據權利要求3所述的組件，其中，所述控制裝置包括控制桿，所述控制桿的一個端部連接到所述處理裝置，所述控制桿的另一端部延伸超出所述外殼的邊界之外并且設有用戶控制接口。
5.根據權利要求4所述的組件，其中，所述控制桿通過樞轉安裝部而可樞轉地安裝在所述外殼的壁中，從而引導所述處理裝置的樞轉運動。
6.根據權利要求1至5中任一項所述的組件，其中，設置兩個所述處理裝置，所述處理裝置安裝至所述內室，使得在平面圖中看去時所述處理裝置彼此成角度地隔開。
7.根據權利要求6所述的組件，該組件包括在所述外殼和所述內室中的觀察裝置，該觀察裝置用于在所述內室安裝在所述外殼內時視覺檢查在所述容納/處理腔內容納并處理的放射性材料。
8.根據權利要求7所述的組件，其中，所述觀察裝置呈在所述內室和所述外殼的每一個的壁中的至少一個窗口的形式，該窗口在所述內室安裝在所述外殼內時提供了從所述組件外部的位置到所述容納/處理腔的視線。
9.根據權利要求8所述的組件，其中，至少一個所述窗口由不透輻射材料制成，該不透輻射材料具有等同于至少75mm鉛的輻射防護能力。
10.根據權利要求6至9中任一項所述的組件，其中，所述處理裝置在所述內室和所述外殼中位于不同的高度，由此所述處理裝置彼此垂直隔開。
11.根據權利要求1至10中任一項所述的組件，其中，所述內室設有容納/處理腔進入裝置，該容納/處理腔進入裝置用于將材料引入和撤出所述容納/處理腔。
12.根據權利要求11所述的組件，其中，所述容納/處理腔進入裝置包括內門組件和外門組件，使得在將材料引入或撤出所述容納/處理腔期間不破壞所述容納/處理腔的完整性。
13.根據權利要求1至12中任一項所述的組件，其中，所述內室設有底部裝載端口， 其用于將材料通過所述室的底部裝入和裝出所述容納/處理腔；以及關閉裝置，其從所述容納/處理腔內側關閉并密封所述底部裝載端口。
14.根據權利要求13所述的組件，其中，所述外殼設有底部裝載端口進入裝置，當所述內室安裝在所述外殼中時，所述底部裝載端口進入裝置從所述組件的外部與所述內室的所述底部裝載端口相關聯，并提供通向所述底部裝載端口的入口。
15.根據權利要求14所述的組件，其中，在所述外殼上設置容器裝載組件，該容器裝載組件包括用于使容器通過所述底部裝載端口進入裝置對接所述底部裝載端口的容器移位直ο
16.根據權利要求15所述的組件，其中，所述裝載組件裝置包括用于將容器朝向所述底部裝載端口提升的提升裝置。
17.根據權利要求16所述的組件，其中，所述裝載組件構造成將不同直徑的容器對接所述底部裝載端口，這通過以下實現對于特定直徑的每個容器將用于接收所述容器的匹配的外間隔件、環或套筒安裝至所述提升裝置，該外間隔件、環或套筒具有固定的外徑并且成形為與所述提升裝置的托架以及所述底部裝載端口開口相匹配。
18.根據權利要求1至17中任一項所述的組件，其中，所述內室設有通向所述容納/處理腔的至少一個通風入口和源自所述容納/處理腔的至少一個排氣出口，所述通風入口和排氣出口分別設有入口和出口過濾器。
19.一種操作根據權利要求1至18中任一項所述的放射性材料處理組件，以處理其中的放射性材料的方法，該方法包括將內室插入所述組件的所述外殼中；從所述外殼外部的位置處理所述內室的所述容納/處理腔內的放射性材料；以及從所述外殼移除所述內室。
20.根據權利要求19所述的方法，該方法包括在從所述外殼移除初始的或第一內室之后將第二內室插入所述外殼中，并且處理所述第二內室的所述容納/處理腔內的不同的第二放射性材料，所述第二放射性材料不同于初始的或第一放射性材料。
全文摘要
一種放射性材料處理組件(10)，包括外殼(12)和內室(14)。該內室限定了放射性材料容納/處理腔(16)，并且可移除地安裝在所述外殼內。處理裝置可從所述內室外側操作，以處理位于所述容納/處理腔中的放射性材料。所述外殼和所述內室中的至少一個主要由不透放射性的防護材料制成。
文檔編號B25J21/00GK102326209SQ201080009269
公開日2012年1月18日 申請日期2010年2月11日 優先權日2009年2月20日
發明者J·S·F·博泰 申請人:南非核能源有限公司