CH492656A - Gegen radioaktive Strahlen, insbesondere Gamma- und Neutronenstrahlen, abschirmender Baustoff und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Description

  Gegen radioaktive Strahlen, insbesondere Gamma- und     Neutronenstrahlen,          absclvrmender    Baustoff und Verfahren zu seiner Herstellung    Natürliche oder künstliche Substanzen mit Atom  kernen, welche mit oder ohne äussere Einwirkung radio  aktiv zerfallen und sich in einen anders gearteten Kern  umwandeln, senden Wellen- und     Korpuskularstrahlen     aus. Die Abschirmung, Streuung und Bremsung dieser  Strahlen an Gebäuden geschieht durch Zuschlagstoffe  zum Zement, wobei keine wesentliche Minderung der  Festigkeit des fertigen Betons auftreten darf, da sonst  Aufwendungen verbunden sind, die nicht mehr tragbar  erscheinen.

   Als Zuschlagstoffe kommen in erster Linie       Baryt,        Magnetit,        Hämatit    in Frage sowie Blei und Blei  verbindungen.  



  Die bekannte Anwendung von fein verteiltem Blei,  zweckmässig in kolloidalem Zustand, in dem Beton bietet  zwar gegen Alpha-, Beta- und Gammastrahlen Schutz,  jedoch nicht oder nicht genügend gegen Neutronen  strahlen, da diese keine elektrische Ladung tragen. Es ist  ausserdem bekannt zur Strahlenabschirmung, schwere  Zuschlagstoffe, wie synthetische Bleiverbindungen bzw.  Eisenverbindungen zu verwenden und als leichte Zu  schlagstoffe wasserstoffhaltige Verbindungen wie Wasser  als Kristallwasser, Wasserstoff in chemischen Verbin  dungen,     z.B.    als     Hydroxyd    oder in organischen Verbin  dungen, als Paraffin. In hydraulischen Bindemitteln, wie  Beton, muss sowohl eine gleichmässige Verteilung als  auch eine Verträglichkeit gewährleistet sein, um die Fe  stigkeit des Betons weitgehend zu erhalten.

   Dasselbe  gilt für     unhydraulische    Bindemittel. Paraffin ist unver  träglich mit Mörtelbindemitteln, sowie mit Aussen- und  Innenputzen, Zementasbest- und auch Gipsmassen. Bei  allen diesen Stoffen würde die Festigkeit entscheidend  bis zur Unbrauchbarkeit vermindert werden.  



  Ebenso ist bekannt, Bleipulver mit Bleisulfat und  geringen Mengen     Epoxydharz        (z.B.        7%)    zusammenzu  halten, um daraus eine Blende herzustellen. Ähnliches  wurde mit     5a/o        Epoxydharz    vorgeschlagen. Weiterhin  ist bekannt, als Strahlenschutz Platten aus Paraffin zu       verwenden.     



  Auch die Einarbeitung von Stoffanteilen in den Bau  stoff. welche Neutronen bremsen wie Kohlenstoff in    Form von Graphit, amorpher Kohle oder Steinkohle oder  Beryllium oder eine der chemischen Verbindungen des  Berylliums neben den bekannten     Neutronenadsorbenten     Bor, Cadmium,     Lithium    bzw. deren chemischen Verbin  dungen, ist bekannt.  



  Von besonderer Bedeutung ist es aber, dass die Zu  satzstoffe einerseits ausser den Alpha-, Beta- und Gam  mastrahlen auch die fast alle Materie durchdringenden  Neutronenstrahlen bremsen und andererseits verträgliche  Stoffe für alle     Baubindemittelarten    wie Beton, Magnesia  zement, Aussen- und Innenputz oder Zementasbest- bzw.  Gipsplatten darstellen müssen.  



  Erfindungsgemäss wird ein gegen radioaktive Strah  len, insbesondere Gamma- und Neutronenstrahlen ab  schirmender Baustoff vorgeschlagen, dessen Verbindun  gen allen Anforderungen der Verträglichkeit und Festig  keit entsprechen, auch bei     Verwendung    grösserer Men  gen. Dieser Baustoff ist gekennzeichnet durch einen Ge  halt von 2,5 -     35%    an Verbindungen gesättigter Fett  säuren mit Blei, Wismut, Wolfram,     Zirkon,    Eisen, Zinn,  Cadmium,     Lifhiüm    oder Barium.

   Diese gesättigten Fett  säuren sind vorzugsweise mittlere Fettsäuren (mit     C,1    bis       C")    und/oder     Stearinsäure    (mit     Q,)    und/oder höhere  Fettsäuren (mit     C=o        -C"3).    Als Baustoffe können     z.B.     Beton,     Magnesiazement,    Aussen- und Innenputz oder Ze  mentasbest- oder Gipsplatten gelten. Die oben erwähnten  Metallatome bremsen die Alpha-, Beta- und Gamma  strahlen, während die mittleren oder höheren gesättigten  organischen Fettsäuren die Neutronen abschirmen. Die  Bremswirkung für Gammastrahlen richtet sich nach der  Ordnungszahl des Elements im periodischen System und  nach- der Dichte.

   Die Elemente Cadmium,     Zirkon    und       Lithium        adsorbieren    und streuen Neutronenstrahlen, so  dass ihre     Fettsäureverbindungel)    eine verstärkte Neutro  nenabschirmung ausüben.     Stearinsäure        (C"H")    und  Montansäuren     (0,H56        u.a.)    sind technisch leicht zugäng  lich und sehr geeignet. Als     Stearate    oder     Montanate     können sowohl neutrale als auch basische     z.B.        Blei-          stearate    verwendet werden.

   Beispielsweise können die  Aussen- und Innenputze in Kellergeschossen bis     35 0              Bleistearat    und dgl. in Schichtdicke von 2 - 5 cm oder  mehr aufgebracht werden, um einen wirksamen Strahlen  schutz zu erreichen.  



  Die Verbindungen lassen sich gut in die Mörtelmas  sen einverleiben, wenn gewünscht wie beim Beton, unter  Erzielung einer hohen Verdichtung. Die Einverleibung  kann direkt erfolgen, indem man erst eine     wässrige     Dispersion mit Hilfe von     Emulgatoren    herstellt, wobei  als     Emulgator    besonders     Ammoniumverbindungen    von  gesättigten Fettsäuren geeignet sind,     z.B.        Ammonium-          stearat,    da das Ammoniak sich nach einiger Zeit ver  flüchtigt, der Säurerest Neutronen     adsorbiert.     



  Es kann aber     äuch    ein Verfahren zur Herstellung des       erfindungsgemässen    Baustoffes angewendet werden, bei  welchem unter Verwendung eines hydraulis<U>chen</U>     _oder          unhydraulischen    Bindemittels die     Ver\6in#e        nen    der     ge-          sten    '     effsäüre\        n        mit    den genannten Metallen in einer  Lösung von Säurecasein oder in Kunstharzen fein ver  teilt den     Ausgangsbaustoffmischungen    zugesetzt werden.

    Als Kunstharze können     z.B.        Epoxydharze        od.        VinyIkunst-          harze    wie     Vinylacetat        und/od.        -propionat    verwendet wer  den, wobei letztere in     Emulsionsform    besonders geeignet  sind. Die Anwendung kann in Beton,     Magnesiazement          (Sorelzement),    Aussen- und Innenputz oder Zement  asbest- oder Gipsplatten erfolgen.

   Durch geeignete Zu  sätze von     Baryt,        Borcarbid,    Borsäure,     Bortrioxyd    oder  Eisenabfällen wie Eisenspäne, Bleiglanz oder Bei oder  Bleioxyde,     bevorzugterweise    in pulvriger oder kolloidaler  Form, kann die abschirmende Wirkung gesteigert werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE I. Gegen radioaktive Strahlen, insbesondere Gamma- und Neutronenstrahlen, abschirmender Baustoff, gekenn zeichnet durch einen Gehalt von 2,5 - 35 /o an Verbin dungen gesä<U>ttigter Fettsäuren mit B</U>lei, Wismut, Wolfram, Zirkon, -Eisen, Zinn, Cadmium, Lithium oder Barium.

   1I. Verfahren zur Herstellung des Baustoffes nach Patentanspruch I unter Verwendung eines hydraulischen oder unhydraulischen Bindemittels, dadurch gekenn zeichnet, dass die Verbindungen der gesättigten Fett säuren mit den genannten Metallen in einer Lösung von Säurecasein oder in Kunstharzen fein verteilt den Aus gangsbaustoffmischungen zugesetzt werden. UNTERANSPRÜCHE 1. Baustoff nach Patentanspruch I, dadurch gekenn zeichnet, dass als Fettsäuren Montansäuren verwendet sind. 2.

   Verfahren nach Patentanspruch 1I, dadurch gekenn zeichnet, dass den Ausgangsbaustoffen Baryt, Borcarbid, Borsäure, Bortrioxyd, Eisenabfälle, Bleiglanz oder Blei oder Bleioxyde zugesetzt werden. 3. Verfahren nach Patentanspruch 1I oder Unteran spruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einverlei bung der Metallverbindungen über eine Emulsion erfolgt. 4. Verfahren nach Patentanspruch 1I und Unteran spruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Emulgator Ammoniumstearat verwendet wird.

   <I>Anmerkung des</I> Eidg. <I>Amtes für geistiges Eigentum:</I> Sollten Teile der Beschreibung mit der im Patentan spruch gegebenen Definition der Erfindung nicht in Ein klang stehen, so sei daran erinnert, dass gemäss Art. 51 des Patentgesetzes der Patentanspruch für den sachlichen Geltungsbereich des Patentes massgebend ist.