NO149501B - Fremgangsmaate for fremstilling av peroksykarboksylsyrer i krystallinsk form. - Google Patents

Description

Dypkjølingsinnretning til bestråling med ioniserende nukleære strålinger ved lav temperatur.

Den foreliggende oppfinnelse angår en dypkjølingsinnretning bestemt for bestråling av stoffer med ioniserende nukleære strålinger ved lav temperatur og omfattende en tett beholder som utgjør en lukket krets inneholdende et bad av dyp-kjølingsvæske som er anbragt i en bestrå-lingsfluks og bestemt for stoffet som skal bestråles, en åpen krets som er anbragt utenfor bestrålingsfluksen og gjennom-flytes av et annet dypkjølingsfluidum, samt en varmeveksler mellom de av badet avgitte damper og det annet fluidum, samtidig som varmeveksleren og badet er anordnet slik i forhold til hverandre at resirkulasjonen av dypkjølingsfluidet til badet skjer ved tyngdens virkning. Beteg-nelsen «åpen», som benyttes for lettvint-hets skyld, skal selvsagt ikke bety at ved-kommende krets er forbundet med atmo-sfæren.

En utførelse av en slik dypkjølingsinn-retning av denne art, hvor beholderen som inneholder dypkjølingsvæsken, har særlig små dimensjoner, er gjenstand for patent-haverens eldre patent nr. 107 921.

Denne tidligere beskyttede innretning krever at kokepunktet for det annet fluidum, som gjennomstrømmer den åpne krets, ligger mellom koke- og fryse-punktet for det fluidum som inneholdes i den lukkede krets. Hvis således temperaturen av varmeveksleren ved hjelp av det annet fluidum holdes på en temperatur under det første fluidums frysepunkt, vil dette fluidum avsette seg i fast fase på varme-vekslerens vegger og ikke vende tilbake til badet.

Også andre grunner kan stille seg hindrende for å anvende en innretning av den eldre utførelse med to fluider med vesentlig forskjellige egenskaper. På den annen side vil imidlertid en slik anven-delse være av stor interesse. F. eks. vil den gjøre det mulig å studere hvorledes et fluidum som bare has til rådighet i be-grensede mengder, eller hvori man søker å konsentrere de dannede radiolyse-pro-dukter, oppfører seg under bestrålinger. F. eks. kan det første fluidum være metan og det annet (som tilfører varmeveksleren kulde) handelsrent nitrogen.

Et annet tilfelle hvor det vil være av interesse å benytte to fluider av forskjellig art, er at man vil utføre bestrålinger av prøver med meget lav temperatur og etter bestrålingen gjenvinne dem uten fornyet oppvarmning. For bestrålinger ved tempe-raturer omkring 20°K kan det annet fluidum være hydrogen, som når det i flytende form tilføres varmeveksleren, avgir kulde-mengder til denne og forlater den i gass-fbrm i den åpne krets. De forholdsregler som er beskrevet i fremstillingen til det eldre patent, gjør det mulig å danne et «åpent» hydrogen-kretsløp hvis kontiuitet ikke influeres av innføringen og uttagnin-gen av prøver, noe som er viktig når det gjelder sikkerheten ved anvendelsen. Men skjønt de nevnte forholdsregler er anven-delige i tilfelle av at det første fluidum likeledes er hydrogen, kan de ikke lenger anvendes for et inert fluidum som f. eks. neon, noe som i høy grad ville forenkle ut-førelsen av dypkjølings, og bestrålingsinn-retningen og de nevnte innføringsmanøv-rer.

I visse tilfeller kan man omgå vanske-ligheten ved å øke det trykk som hersker i den beholder som inneholder det første fluidum, for å innstille dettes stivnings-temperatur på en passende verdi. Denne forholdsregel, som allerede er nevnt i det eldre patents fremstilling, gjør det f. eks. mulig å benytte nitrogen av handelskvali-tet som det annet fluidum og metan som det første.

Imidlertid er nødvendigheten av å holde et forholdsvis høyt trykk, som kan gå opp i flere ganger atmosfæretrykket, i den beholder som opptar det første fluidum, generende og kompliserer anlegget. Den krever øket styrke og tetthet av væske- og gassbeholdere, ledningsløp, mateventiler o.s.v.

Hensikten med den foreliggende oppfinnelse er å skaffe en forbedret innretning som bevarer fordelene ved innretningen ifølge det eldre patent og samtidig gjøre det mulig å benytte to fluider av forskjellig art og med forskjellige egenskaper, men allikevel unngå de ulemper som man støter på når det lukkede kretsløp for det første fluidum skal settes under trykk.

Innretningen ifølge oppfinnelsen er karakterisert ved en oppvarmningsinnretning som er anbragt på den annen krets foran varmeveksleren, og en anordning til å styre denne oppvarmningsinnretning for å bevirke fullstendig fordampning av det annet fluidum, hvis kondensasjonspunkt er lavere enn det første fluidums frysepunkt, i et første avsnitt av den annen krets, adskilt fra beholderen ved et mellomrom, og til å bevirke gjenoppvarm-ning av det annet fluidum til en verdi mellom det første fluiflums kondensa-sjons- og frysepunkt i et annet avsnitt, som har varmekontakt med beholderen og utgjør varmeveksleren, samtidig som de nevnte avsnitt fortrinnsvis er viklet i skrueform rundt den tette beholder som utgjør varmeveksleren.

Oppvarmningsinnretningen utgjøres f. eks. av en elektrisk motstand som mates

ved hjelp av en styrekrets som gjør det mulig å regulere den forbrukte effekt.

Oppfinnelsen vil forstås bedre ved les-ning av den følgende beskrivelse av et ikke-begrensende utførelseseksempel under henvisning til tegningen, som viser innretningen skjematisk og delvis i snitt.

Tegningen viser en dypkjølingsinnret-ning som er bestemt for bestråling av prø-ver i en neutronfluks utsendt av kjernen i en basseng-reaktor, og disposisjonen er stort sett som beskrevet i fremstillingen til det nevnte eldre patent. I den viste innretning benyttes som annet fluidum flytende nitrogen, som koker ved 77,3°K ved normalt atmosfæretrykk, og det første fluidum er flytende metan, som koker ved 111,8°K og stivner ved 89°K under det samme trykk.

Dypkjølingsbadet 1, bestående av flytende metan, utsettes for strålingene 2 fra kjernereaktorens kjerne. Dette bad 1 inneholdes enten i en prøvedigel (ikke vist) eller direkte i en lukket beholder 3 som vist, hvor trykket er litt høyere enn normalt atmosfæretrykk. Varmetapene mellom beholderen 3 og vannet i bassen-get som innretningen er neddyppet i, er redusert ved at beholderen 3 er omsluttet av en ytterbeholder 4 og der i rommet mellom inner- og ytter-beholder vedlikeholdes et isolerende vakuum ved hjelp av en anordning i likhet med den som er benyttet ifølge det eldre patents fremstilling, som det i denne forbindelse kan henvises til.

Det annet fluidum er nitrogen, som i flytende fase via en fremløpsledning 6 til-føres i en krets dannet av et rør 7, som er viklet i skrueform rundt beholderen 3. Den øvre del 8 av kretsen 7 er adskilt fra beholderen 3 ved et radialt mellomrom i, hvor det isolerende vakuum hersker, og som således utgjør en varmeisolasjon. Kretsens nedre del 8' er derimot slagloddet på beholderen 3 og står i intim varmekontakt med denne. En elektrisk opphetningsmot-stand 9 innskutt i en elektrisk krets A er slagloddet til den øvre del av nitrogenkret-sen 7. Samtidig er et temperaturmålings - element 10 slagloddet til den nedre del 8<* >av kretsen eller til den tilgrensede vegg av beholderen 3 for å måle temperaturen av delen 8', som danner varmevekslerflaten mellom de to fluider.

Det flytende nitrogen som tilføres gjennom ledningen 6, koker ved et trykk som skiller seg lite fra det normale trykk i delen 8 av det skrueviklede rør, som er varmeisolert fra beholderen 3 ved mellom-rommet i. Temperaturen av varmevekslerflaten, målt ved hjelp av termometer-ele-mentet 10, bringes på en temperatur over

89° K ved den varme som avgis av opp-varmningsmotstanden 9, som mates av

kretsen A med slik spenning at nitrogenet

fordamper i delen 8 og varmes opp videre

til den ønskede temperatur. Sluttelig unn-viker det gassformede nitrogen gjennom

ledningen 11.

Som eksempel kan der for en effektiv

varmevekslerflate på 1600 cm2 i badet 1

med en utnyttbar kjøleeffekt på 100 watt

holdes en strømningsmengde av flytende

nitrogen på 5 liter pr. time. Det er mulig

å utføre kretsen A slik at den elektriske

effekt som leveres av motstanden 9, er null

når den maksimale effekt forbrukes i badet, og innstiller seg på høyere nivåer når

denne effekt avtar, samt sluttelig når ver-dien 100 watt når den i badet forbrukte

effekt er null.

Claims (1)

1. Innretning til bestråling av stoffer med

   ioniserende nukleære strålinger ved lav temperatur, omfattende en tett beholder som har reduserte dimensjoner og utgjør en lukket krets som inneholder et bad av dypkjølingsvæske anbragt i en bestrålings- fluks og bestemt for stoffet som skal be stråles, en annen, åpen krets som er anbragt utenfor bestrålingsfluksen og gjen-nomflytes av et annet dypkjølingsfluidum, og en varmeveksler mellom de damper som avgis av badet, og det annet fluidum, samtidig som varmeveksleren og badet er anordnet slik i forhold til hverandre at resir-kuleringen av dypkjølingsfluidet til badet skj er ved tyngdekraften, karakterisert ved en oppvarmningsinnretning (9) som er anbragt på den annen krets (7) foran varmeveksleren, og en anordning til å styre denne oppvarmningsinnretning for å bevirke fullstendig fordampning av det annet fluidum, hvis kondensasjonspunkt er lavere enn det første fluidums (1) frysepunkt, i et første avsnitt (8) av den annen krets, adskilt fra beholderen (3) ved et mellomrom (i), og til å bevirke gjenoppvarm-ning av det annet fluidum til en verdi mellom det første fluidums (1) kondensasj ons-og frysepunkt i et annet avsnitt (8'), som har varmekontakt med beholderen (3) og utgjør varmeveksleren, samtidig som de nevnte avsnitt fortrinnsvis er viklet i skrueform rundt den tette beholder (3) som ut-gjør varmeveksleren.