МОДУЛЬ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ЗАЩИТЫ

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.