CH674267A5

CH674267A5 -

Info

Publication number: CH674267A5
Application number: CH350987A
Authority: CH
Inventors: Jean-Francois Aubert; Alfried Dr Ederhof; Leszek Labno; Claus-Detlef Dr Schegk
Original assignee: Bbc Brown Boveri & Cie
Priority date: 1987-09-10
Filing date: 1987-09-10
Publication date: 1990-05-15
Also published as: DE3829079A1

Description

BESCHREIBUNG Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Messung der Radioaktivität von Aerosolen gemäss Oberbegriff des Anspruchs 1. DESCRIPTION The invention relates to a method for measuring the radioactivity of aerosols according to the preamble of claim 1.

Grundsätzlich geht es vorliegend immer darum, aufgrund einer Messung der in einer Luftprobe enthaltenen radioaktiven Partikeln auf die effektive Freisetzung der radioaktiven 35 Ansprüchen gekennzeichnet. Basically, it is always a question here of marking the effective release of the radioactive claims based on a measurement of the radioactive particles contained in an air sample.

für zugleich verschieden grosse Partikeln zu hoch, um überhaupt mit der effektiven Radioaktivitätsfreisetzung übereinstimmende Messwerte zu erzielen. Zwar liesse sich durch teuere und komplizierte Verfahren die Wandverluste der s Partikeln in den Leitungen vor dem Messgerät und in dessen Strömungsführungen durch möglichst kurze, knickfreie, vertikal verlaufende Leitungen reduzieren, allein wäre damit die angestrebte Erfassung der effektiven Radioaktivitätsfreisetzung immer noch nicht gewährleistet, denn das Abprallen xo der grossen Partikeln von den Filterflächen sowie die immanent vorhandenen Schwierigkeiten bei der Kalibrierung der Messgeräte bleiben immer noch als messverfälschende Faktoren zurück. Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Der Erfindung, wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet ist, 15 liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Verfahren zur Messung der Radioaktivität der eingangs genannten Art, die integrale messtechnische Erfassung aller in einer Luftprobe vorhandenen Aerosolen, unabhängig ihrer Partikelgrösse, zu gewährleisten. Too high for particles of different sizes at the same time in order to achieve measured values that match the effective radioactivity release. Although the wall losses of the particles in the lines in front of the measuring device and in its flow channels could be reduced by the shortest possible, kink-free, vertically running lines, the desired detection of the effective release of radioactivity would still not be guaranteed by expensive and complicated processes, because that Bouncing off xo of the large particles from the filter surfaces and the inherent difficulties in calibrating the measuring devices still remain as factors that distort the measurement. The invention seeks to remedy this. The invention, as characterized in the claims, is based on the object, in a method for measuring the radioactivity of the type mentioned, to ensure the integral metrological detection of all aerosols present in an air sample, regardless of their particle size.

20 Der wesentliche Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, dass die nunmehr gemessene Radioaktivität aus der Luftprobe mit der effektiven totalen Freisetzung der radioaktiven Aerosole aus den Kernkraftwerken übereinstimmt. Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist darin zu erblicken, dass die 25 Gesamtheit der ausgeschiedenen grossen Aerosolpartikeln aus der Luftprobe Aufschluss darüber gibt, woher diese Ausscheidung stammt, womit die Panne auch sofort lokalisiert und behoben werden kann. Ferner erweist sich die Erfindung insofern als vorteilhaft, als sie sich leicht und ohne den 30 Betrieb zu tangieren, in jedes Kernkraftwerk als Nachrü-stungsmassnahme einbringen lässt. The main advantage of the invention is that the radioactivity now measured from the air sample corresponds to the effective total release of the radioactive aerosols from the nuclear power plants. Another advantage of the invention can be seen in the fact that the entirety of the large aerosol particles which have been separated out from the air sample provides information about where this excretion comes from, with which the breakdown can also be localized and remedied immediately. Furthermore, the invention proves to be advantageous in that it can be easily incorporated into any nuclear power plant as a retrofit measure without affecting operation.

Vorteilhafte und zweckmässige Weiterbildungen der entsprechend der Kennzeichnung des Anspruchs 1, erfindungs-gemässen Aufgabenlösung sind in den abhängigen Advantageous and expedient further developments of the task solution according to the invention, according to the characterization of claim 1, are in the dependent

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Aerosole schliessen zu können. Dies setzt freilich voraus, To be able to close aerosols. Of course, this presupposes

dass die Luftprobe repräsentativen Charakter haben muss, that the air sample must be representative,

und dass die messtechnische Erfassung der dort vorhandenen Partikeln eine vollständige ist. and that the measurement of the particles present there is complete.

Stand der Technick State of the art

Zu den Standard-Methoden zur Messung von radioaktiven Aerosolen gehört das Vorgehen, die an festen Filtern oder an beweglichen (kontinuierlich oder diskontinuierlich) Bandfiltern aus einer repräsentativen Luftprobe ausgeschiedenen Partikeln zu messen. Selbstredend muss also eine aussagefähige Messung der Aerosolaktivität das ganze Spektrum der in der Luftprobe vorhandenen Partikeln umfassen. Dabei ist es wichtig, dass die zur Abscheidung kanalisierten Partikeln auch effektiv bis Messstelle gelangen, um dort überhaupt erfasst werden zu können. The standard methods for measuring radioactive aerosols include the procedure to measure the particles separated from a representative air sample on fixed filters or on movable (continuous or discontinuous) band filters. It goes without saying that a meaningful measurement of the aerosol activity must cover the entire spectrum of the particles present in the air sample. It is important that the particles channeled for separation also effectively reach the measuring point in order to be able to be detected there at all.

In der Abluft von Kernkraftwerken treten erfahrungsge-mäss im allgemeinen Teilchen bis 1 [im auf. Von daher sind die herkömmlichen Luftprobemesssysteme daraus ausgelegt, Experience has shown that particles of up to 1 [im generally appear in the exhaust air from nuclear power plants. Therefore, the conventional air sampling systems are designed from

Partikelgrössen bis 1 Jim zu erfassen und deren Aktivität zu messen. Man konnte bis anhin mit Grund erwarten, dass einzelne sporadisch auftretende grössere Partikeln aus einer Betriebsströmung, beispielsweise bei einem Filterdurchbruch, vom Luftstrom bis zur Messstelle durchgeschleust sich vorerst noch ungetrennt in der Luftprobe befindet. Die worden wären, wobei festzustellen ist, dass die Partikelgrösse 60 Aufteilung der Partikeln im Trennapparat 2 könne auf man-von der aerodynamischen Förderleistung des Kamins nigfacher Art vonstatten gehen. Der Trennapparat 2 selbst abhängt. Treten nun aber grössere Mengen von grösseren kann nach allen physikalischen Phänomenen, d. h. nach dem Partikeln auf, so ist deren Verlustquote - d. h. die Menge der Trägheitsprinzip, nach dem Widerstandsprinzip oder nach von der Messstelle nicht erfassten grösseren Aerosolpartikeln dem Feldkräftenprinzip (Gravitation, Fliehkraftfeld, elektri-- auf Grund des Übertragungsverhalten der Probeluft-Trans- 65 sches Feld etc.) arbeiten. Die Funktionsweise nach den portleitung, der Strömungsführungen in den Messgeräten, erwähnten physikalischen Phänomenen ist allgemein des Abprallens von Partikeln von den Abscheidefilterflächen bekannt. Einzig bei der Benützung der zuletzt erwähnten und der Schwierigkeiten einer Kalibrierung der Messgeräte Möglichkeit lässt sich sagen, dass für die Zuhilfenahme oder Capture particle sizes up to 1 Jim and measure their activity. Up to now, one could reasonably have expected that individual sporadically occurring larger particles from an operating flow, for example in the event of a filter breakthrough, passed through from the air flow to the measuring point and were initially still in the air sample without being separated. These would have been, whereby it should be noted that the particle size 60 distribution of the particles in the separating apparatus 2 could be based on the aerodynamic delivery performance of the chimney. The separator 2 itself depends. But now larger quantities of larger can occur according to all physical phenomena, i.e. H. after the particles, their loss rate - d. H. the quantity of the principle of inertia, according to the resistance principle or according to larger aerosol particles not detected by the measuring point, the field force principle (gravitation, centrifugal force, electrical - due to the transmission behavior of the sample air-Trans field, etc.). The functioning according to the port line, the flow guides in the measuring devices, the physical phenomena mentioned is generally known for the bouncing off of particles from the separating filter surfaces. Only when using the last-mentioned and the difficulties of calibrating the measuring device can we say that for the aid or

Im folgenden wird anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. Alle für das unmittelbare Verständnis der Erfindung nicht erforderlichen Elemente sind fortgelassen. In the following an embodiment of the invention will be explained with reference to the drawing. All elements not necessary for the immediate understanding of the invention have been omitted.

Die einzige Figur zeigt anhand eines Flussdiagramms Klassifizierung und radioaktive Messung der Aerosolpartikeln. The single figure shows the classification and radioactive measurement of the aerosol particles using a flow chart.

Die einzige Figur zeigt anhand eines Flussdiagramms die Messung der Radioaktivität von Aerosolen aus dem Betrieb 45 von Kernkraftwerken. Aus der Abluft wird eine Luftprobe 1 entnommen, welche einem Trennapparat zugeführt wird. In diesem Tennapparat 2 werden die Partikeln nach ihrer Grösse sortiert. Verfahrenstechnisch gesprochen wird nach dem Durchmesser getrennt, d. h. es wird eine Klassierung so vorgenommen. Gegenüber der bis anhin angewendeten Technik, wonach die Luftprobe 1 direkt zu einem Ausscheidungsgerät geführt wurde, wird vorliegend vorerst die sich allenfalls in der Luftprobe 1, die selbstredend eine repräsentative Entnahme der Abluft im Kamin ist, enthaltenen Parti-55 kein nach einer im voraus definierten Klassierung aufgeteilt. Vor der eigentlichen Messung liegen sonach zwei unterschiedliche Partikelformen vor, nämlich ein Grobgut, das im Trennapparat ausgeschieden wurde, und ein Feingut, das The single figure shows, using a flow chart, the measurement of the radioactivity of aerosols from the operation 45 of nuclear power plants. An air sample 1 is taken from the exhaust air and is fed to a separator. In this Tennapparat 2 the particles are sorted according to their size. In terms of process engineering, the diameter is separated, i.e. H. a classification is made in this way. Compared to the technology used up to now, according to which the air sample 1 was led directly to an excretion device, the Parti-55 contained in air sample 1, which is, of course, a representative extraction of the exhaust air in the chimney, will not be present according to a previously defined one Classification divided. Before the actual measurement, there are two different particle shapes, namely a coarse material that has been separated in the separator and a fine material that

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Ausschaltung der elektrischen Kräfte die Partikeln beim Eintritt in den Trennapparat 1 entsprechend aufgeladen oder entladen werden. Um die Trenngradkurve T(dp) des Trennapparates 2 zu verstehen, ist vorerst von der Tatsache auszugehen, dass die Partikeln des Aerosols eine Partikelgrössen-verteilungsdichte qA(dp) haben. Diese Verteilung wird vom Trennapparat 2 in eine Feingutfraktion mit der Partikelgrös-senverteilungsdichte qF(dp) und in eine Grobgutfraktion mit der Partikelgrössenverteilungsdichte qG(dp) aufgeteilt. Der daraus enstehende Zusammenhang zwischen den einzelnen Grössenverteilungen lässt sich mathematisch wie folgt ausdrücken: Switching off the electrical forces the particles are charged or discharged accordingly when entering the separating apparatus 1. In order to understand the degree of separation curve T (dp) of the separation apparatus 2, it must first be assumed that the particles of the aerosol have a particle size distribution density qA (dp). This distribution is divided by the separator 2 into a fine material fraction with the particle size distribution density qF (dp) and into a coarse material fraction with the particle size distribution density qG (dp). The resulting relationship between the individual size distributions can be mathematically expressed as follows:

T(dp) = 1 - f g • qG(dp) T (dp) = 1 - f g • qG (dp)

qF(dp) _ qF (dp) _

qA(dp) g • qG(dp) + f • qF(dp) qA (dp) g • qG (dp) + f • qF (dp)

wobei f und g die relativen Massenanteile des Fein- und Grobgutes an der Gesamtmasse der Partikeln sind. where f and g are the relative mass fractions of the fine and coarse material in the total mass of the particles.

Ein Mass für die Unterteilung zwischen Fein- und Grobgut könnte die Partikelgrösse für Feingut < 10 (im sein, demnach für Grobgut < 10 (im. Für das Zusammenführen der grossen Partikeln 3 mit dem Detektor 4 gibt es grundsätzlich verschiedene Möglichkeiten, von welchen die nachstehenden kurz erläutert werden : A measure of the subdivision between fine and coarse material could be the particle size for fine material <10 (im, accordingly for coarse material <10 (im. There are basically different possibilities for bringing the large particles 3 together with the detector 4, of which the following ones are briefly explained:

a) Die grossen Partikeln 3 können sich direkt als Folge des Klassierungsvorganges im Trennapparat 2 auf der Detektor- a) The large particles 3 can directly as a result of the classification process in the separator 2 on the detector

5 fläche oder einer ihr vorgeschalteten Schutzplatte niederschlagen; 5 knock down surface or a protective plate upstream of it;

b) sie sedimentieren auf dem Detektor 4 aus oder c) sie werden nach der erfolgten Trennung im Trennapparat 2 im luftgetragenen Zustand zum Detektor gefördert. b) they sediment on the detector 4 or c) they are conveyed to the detector in the air-carrying state after separation in the separator 2.

io Bei letztgenannter Möglichkeit gemäss c) durchströmt das mit grossen Partikeln 3 geschwängerte Luftstrom noch eine Filterung, die in Wirknähe des Detektors 4 angebracht ist. Es ist ohne weiteres möglich, diese Ausscheidung, die nicht mehr Klassierungcharakter hat, unter Anwendung eines phy-15 sikalischen Vorganges (Gravitation, Fliehkraft, elektrisches Feld etc.) durchzuführen. Der hieraus verbliebene partikelfreie Luftstrom 5 wird der Abluft im Kamin zugeführt. Nach der Klassiërung im Trennapparat 2 verlassen die kleinen Partikeln diesen als Aerosol 6 und strömen in einen Filter 7, der 20 vorzugsweise ein Bilanzierungsfilter ist, in welchem eine Ausscheidung mit anschliessender Messung ebendieser Partikeln vorgenommen wird. Auch hier entweicht dann die verbliebene partikelfreie Luft 8 in den Kamin. In the latter option according to c), the air stream impregnated with large particles 3 also flows through a filtering which is attached in the vicinity of the detector 4. It is easily possible to carry out this excretion, which is no longer classified, using a physical process (gravitation, centrifugal force, electric field, etc.). The remaining particle-free air flow 5 is fed to the exhaust air in the chimney. After classification in separator 2, the small particles leave it as aerosol 6 and flow into a filter 7, which is preferably a balancing filter, in which a separation with subsequent measurement of these particles is carried out. Here too, the remaining particle-free air 8 escapes into the chimney.

B B

1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

674267 PATENT CLAIMS

1. A method for measuring the radioactivity of aerosols from an air sample taken from the exhaust air of nuclear power plants, characterized in that the air sample flows through a separator (2), in which a classification according to the size of the particles contained in the air sample (1) takes place, whereby the measurement (4.7) following the classification is carried out individually for each waste material (3.6).

2. The method according to claim 1, characterized in that the classification in the separating apparatus (2) in fine particles <10 microns and in coarse particles <10 is carried out.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the activity measurements of the coarse particles (3) in a detector (4) downstream of the separator (2) and the fine particles (6) after their elimination in a downstream of the separator (2) Filter (7) is made.

4. The method according to claim 1, characterized in that the classification in the separator (2) takes place according to the principle of inertia.

5. The method according to claim 1, characterized in that the classification in the separating apparatus (2) takes place according to the field force principle.