CS218161B1 - Method of simmultaneous measuring the concentration of radioactive gases by means of multilayer scintillation chamber - Google Patents

Description

ČESKOSLOVENSKÁ SOCIALISTICKÁ POPIS VYNALEZU 218161 R E P U B L 1 K A (11) (B1, ( 19 ) K AUTORSKÉMU OSVEDČENIU (22) Přihlášené 26 05 80 (51) Int. Cl.3 G 01 T 1/185 G 01 T 1/167 (21) (PV 3683-80) (40) Zverejnené 25 06 82 ÚŘAD PRO VYNÁLEZY A OBJEVY (45) Vydané 15 09 84 (75) .

Autor vynálezu CHUDÝ MARTIN RNDr., JANÍK RUDOLF ing., POVINEC PAVOL doc.RNDr. CSc., BRATISLAVA (54) Spósob súčasného merania koncentrácie rádioaktívnych plynov po-mocou mnohovrstvovej scintilačnej komory

Vynález sa týká spósobu súčasného mera-hia koncentrácie rádioaktívnych plynov po-mocou mnohovrstvovej scintilačnej komory,využívajúca plastické scintilátory, svetlovo-dy, fotohásobiče a elektronická aparatúru naregistráciu jádrového žiarenia, vznikajúcehopri rádioaktívnej premene nuklidov. Umož-ňuje selektívne stanovenie koncehtrácie via-cerých rádionuklidov naraz, ako je napříkladmeranie koncehtrácie 3H, 14C, 18F, 35S, ^Cl,41Ar, 133Xe, 135Xe a 222Rn v ovzduší pracov-ných priestorov jádrových zariadení.

Doteraz na kvantitativné stanovenie kon-centrácie rádionuklidov v ovzduší jádrovýchzariadení, v komínoch, v plynhom chladivéa pod. sa používajú buď plynové alebo scin-tilačhé detektory. Zvyčajne je potřebné,napr. pri prevádzke jádrových zariadení, sle-dovat koncentráciu niekolkých rádiohukli-dov súčasne, ktoré majú rozdielne rozpadovécharakteristiky, t. j. typ rádioaktívneho roz-padu, polčas rozpadu a energiu žiarenia. Taknapříklad v pracovných priestoroch okolo1’ahkovodného jádrového reaktora je potřeb-né sledovat koncentráciu 3H, 85Kr, 133Xe,135Xe, ako aj dalších rádionuklidov. Dosia!sa tehto problém riešil tak, že sa používaloiitáktftw fafataQY a háždý 2 nich hol na-stavený na registráciu určitého rádionuklidu.

Je možné například použit ako detektor 3Hionizačhú komoru a pre vyššie spomínanévzácné plyny použit plastický scintilačný de-tektor na beta-žiarenie alebo scintilačnýNal(Tl) detektor 'na gama-žiarenie. Je možnévšak kombinovat aj iné typy detektorov. Io-nizačně komory na registráciu 3H sú naj-vhodnejšie pre rutinně merahie, majú všaknevýhodu v tom, že nemóžu stanovit 3Hv přítomnosti iných rádioaktívnych plyhov.Pre tieto účely je možné tiež použit plastic-ké scintilačné detektory. Zatial však tieto de-tektory sa používali len na registráciu jed-ného typu rádiohuklidu, napr. 3H, resp. 85Kr.Takéto riešenie je však nevýhodné, pretoževyžaduje použitie viacerých detektorova elektronických aparatúr a tým aj zlóžitej-šiu obsluhu.

Uvedené nedostatky sú odstránené spóso-bom merahia koncentrácie rádioaktívnychprvkov pomocou mnohovrstvovej scintilačnejkomory podlá vynálezu za pomoci elektro-nickej aparatúry uskutečňovaný kohtinuál-ne alebo disbutinuálne, a kterého podstatouje, že u privádzaného plýnu obsahujú-ceho viaceré rádionuklidy beta, sa ener-giou emitovaného žiarenia beta spektro-metricky identifikujú rádionuklidy betaich úplnou absorpciou a prevádzaním 218161

Claims (2)

2 amplitúdovej diskriminácie registrovanýchsa selektívne a súčasne stanovuje ich kvan-tita. Podstatou mňohovrstvovej scintilačnejkomory, využívajúcej uvedený spósob je, žev svetlotesnom puzdre sa ‘nachádzajú doškyplastických soimtilátorov s vhodnými rozmer-mi a rozmiestnením, ktoré sú 'na každej stra-ně svetlovodmi spojené s fotonásobičmi. Vy-nález využívá fakt, že plastický scintilačnýdetektor je schopný rozlišit beta-častice po-dlá ich ehergie, t. j. pracuje ako spektrome-ter. Třeba len zvolit správnu hrůbku scin-tilátora tak, aby v ňom dochádzalo k úplnejabsorpcii skúmaných beta-častíc. Ak sú u sle-dovaných rádionuklidov maximálně energiebeta-častíc dostatočhe rozdielne, potom ichplastický scintilačný detektor móže rozlišitpodl’a amplitúdy registrovaných impulzov. Mnohovrstvová scintilačná komora a spósobsúčasného merania koncehtrácie rádioaktív-ných prvkov splňa kritériá pre stanoveniekoncentrácie viacerých rádionuklidov súčas-ne pod hladinou ich maximálně prípustnejkoncentrácie a móže pracovat buď v prieto-kovom alebo statickom režime. Na priloženom výkrese je znázorněnámnohovrstvová scintilačná komora, kde vsvetlomodrom puzdre 1 sa nachádzajú doškyplastických scintilátorov 2. Tieto sú na kaž-dej straně spojené cez svetlovod 3 s fotoná-sobičom 4. V příklade bolo zariadenie testované presúčasné stanovénie koncentrácie 3H, 133Xe,85Kr a 135Xe vo vzduchu. Optimálně paramet-re mnohovrstvovej scintilačnej komory presúčasné meranie koncentrácie rádionuklidovs maximálnou energiou beta-častíc v rozme-dzí 10 až 1000 kóV bolí nájdené takéto: 14 do-siek z plastického scitntilátora o rozmeroch 200Xl00X4,2 mm poukladaných nad sebou s me-dzerou medzi doskami 3,3 mm. Takto vytvo-řený citlivý objem komory je 0,95 1. Prierezmhohovrstvovou scintilačnou komorou je naobr. 1. Světlo sa zbiera. z kratších stráň do- siek z plochy 10 X 11 cm pomocou svetlovo-du. Meracia komora je v hliníkovom puzdrespolu s fotonásobičmi a predzosilňovačmi.Detekčná část takto tvoří samostatný celok,ktorý možno napojit na přívod meranéhoplynného média a na elektronická aparatúru.Signál z fotonásobičov sa po rýchlej koinci^dencii sumuje, zosilňuje a analyzuje viacka-nálovým amplitúdovým analyzátorem. Re-verzívny čítač umožňuje použiť kompenzačnězapojenie komory, potláčajúče vplyv exter-ného pol’a žiarenia gama. Spolu s elektronikou bola testovaná v štvor-kanálovej verzii pre súčasné monitorovahie3H (maximálna energia žiarenia beta Emax —18,6 keV), 133Xe ,Ema^ = 346 keV>, 35Kr (Emax =670), 135Xe (Emax = 190 ke V) v atmosféře.Koncentrácie merahých rádionuklidov, pri-slúchajúce početnostiam v jednotlivých kaná-loch, boli vypočítané podl’a vzťahov: n Aí = 2 kj,· Nj, i = 1, 2, ...n ,i==i kde Aj je merhá aktivita i-teho nuklidu, Njpočetnost impulzov v j-tom kanále amplitú-dového analyzátore, k^· koeficienty, ktorésa určujú výpočtem z účinnosti detekcie žia-renia i-teho nuklidu v j-tom kanále, n je po-čet rádionuklidov v analyzovianom médiu. Na energetická kalibráciu boli použité rá-dioaktívne žiariče, rozpadajúce sa K-záchy-tom. Experiméntálne zistený detekčný limit,vyjádřený minimálnou meratelnou koncen-tráciou pre jednotlivé rádiohuklidy, ktorúmožno stanovit za 100 s merainda, akpožadujeme, aby počet signálnych impulzovpřevyšoval dvojňásobok štatistickej odchýlkypozadia, kde je kritérium 2 sigma a aj pre3H, 20 Bq . m-3 a pre 133Xe, 85Kr a 135Xe lkBq .. m'3 vzduchu, Tieto hodnoty sú minimálně řá-dové nižšie ako maximálně přípustné koincen-trácie týchto rádionuklidov vo vzduchu. PREDMET VYNÁLEZU

1, Spósob súčasného merania koncentrácierádioaktívnych prvkov pomocou mnoho-vrstvovej scihtilačnej komory a za pomocielektronickej aparatúry uskutočňovanýkontinuálně alebo diskontinuálne je vyzna-čéný tým, že u privádzaného plynu obsa-hujúceho viaceré rádionuklidy beta saenergiou emitovanéha žiarenia beta spek-trometnicky identifikuj ú rádionuklidy be-ta ich úplnou aibsorpciou a prevádzainím amplitúdovej diskniímiinácie registrovanýchimpulzov sa selektívne a súčasne stanovu-je ich kvantita.

2. Mnohovrstvová scintilačná komora využí-vajúca spósob podl’a bodu 1 sa vyznačujetým, že v svetlotesnom puzdre (1) sa na-chádzajú došky plastických scintilátorov (2) , ktoré sú na každej straně svetlovodmi (3) spojené s fotonásobičmi (4). 1 výkres