DE102019002394A1 - Monitor for carbon dioxide 14CO2 and tritium 3H - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine Vorrichtung und ein Verfahren zu entwickeln, die ein differenziertes Monitoring, bzw. eine kurzfristige Erfassung und eine Anzeige der Betastrahler 14CO2 oder Tritium H3 erlaubt. The object of the invention has been found to develop a device and a method that allows a differentiated monitoring, or a short-term detection and display of the beta emitter 14 CO 2 or tritium H 3 .
Description
Verfahren zur Erfassung der beiden Betastrahler 14CO2 und Tritium 3H in sogenannten H3-C14-Sammlern sind bekannt. Sie werden beispielsweise genutzt, um aus der Abluft von Kernkraftwerken und kerntechnischen Anlagen Luftproben für die Aufsichtsbehörde zu sammeln. Diese Proben werden nach einer vorgesehenen Sammelperiode ausgewertet.Methods for detecting the two beta emitters 14 CO 2 and tritium 3 H in so-called H3-C14 collectors are known. They are used, for example, to collect air samples for the supervisory authority from the exhaust air of nuclear power plants and nuclear facilities. These samples are evaluated after a scheduled collection period.
Zur Zeit sind hautsächlich zwei Verfahren im Einsatz: Einmal die aussterbende, sogenannte Nassmethode. Hierzu lässt man die Probe der Abluft durch eine Natronlauge strömen. Das 14CO2 wird in der Lauge absorbiert, später im Labor ausgewertet. In einer weiteren Sammelstrecke wird die Probeluft durch Wasser geleitet. Dort sammelt sich dann das Tritium 3H.Currently, there are two main methods in use: one is the dying, so-called wet method. For this purpose, the sample of the exhaust air is allowed to flow through a sodium hydroxide solution. The 14 CO 2 is absorbed in the lye, later evaluated in the laboratory. In another collection section, the sample air is passed through water. There then collects the tritium 3 H.
Die aktuell eingesetzte Methode besteht darin, die Abluftprobe durch ein Molekularsieb zu drücken; das 14CO2 und das Tritium 3H lagern sich in dem Sieb ab. Hierzu befindet sich das Molekularsieb in einer Flasche oder in einem Behälter, der von der Probe durchströmt wird.The currently used method is to push the exhaust air sample through a molecular sieve; the 14 CO 2 and the tritium 3 H are deposited in the sieve. For this purpose, the molecular sieve is in a bottle or in a container, which is flowed through by the sample.
Als Molekularsieb kommen unter anderem Zeolithe in diversen Konfigurationen zur Anwendung. Das Molekularsieb, meistens in Granulatform, wird in zylindrische Behälter gefüllt und von der Messgasprobe durchströmt. Das 14CO2 und das 3H lagern sich im Molekularsieb ein und werden in den Auswertelaboren mit verschiedenen chemischen und physikalischen Verfahren ausgetrieben und ausgewertet.The molecular sieves used include zeolites in various configurations. The molecular sieve, usually in granular form, is filled into cylindrical containers and flowed through by the sample gas sample. The 14 CO 2 and the 3 H are deposited in the molecular sieve and are driven out and evaluated in the evaluation laboratories with various chemical and physical processes.
Eine sehr zeitaufwendige Methode, die ein Monitoring, bzw. eine direkte Erfassung und Anzeige des 14CO2-gehaltes nicht zulässt.A very time-consuming method, which does not permit monitoring or direct recording and display of the 14 CO 2 content.
Weiterhin sind Kontaminationsmonitore bekannt. Diese nutzen die Szintillationstechnik um Alpha- und Betastrahlen zu erfassen und an zu zeigen.Furthermore, contamination monitors are known. These use the scintillation technique to detect and display alpha and beta rays.
Aus dem Prospekt des Anbieters Berthold Technologies, 75323 Bad Wildbad. Zitat: Der Kontaminationsmonitor LB 124 SCINT -
Der Anbieter Fa. Graetz, D-58762 Altena, beschreibt seine Vorrichtung wie folgt. Zitat: Ein wesentlicher Vorteil des Co Mo 170 / CoMo 170F ist die Detektortechnologie, die auf gasgefüllte oder gasgespülte Detektoren komplett verzichtet. Eingesetzt wird ein dünnschichtiger Plastik-Szintillationsdetektor mit ZnS-Beschichtung. Damit ist es möglich, mit einem Detektor α-, β- und γ-empfindlich zu messen. Bei mechanischer Zerstörung der Detektorfolie muss der Detektor nicht, wie beim Xenondetektor notwendig, im Herstellerwerk relativ kostenaufwendig repariert. Zitatende.The supplier Fa. Graetz, D-58762 Altena describes his device as follows. Quote: A key advantage of the Co Mo 170 / CoMo 170F is the detector technology, which completely eliminates gas-filled or gas-purged detectors. A thin-layer plastic scintillation detector with ZnS coating is used. This makes it possible to measure α-, β- and γ-sensitive with a detector. In the case of mechanical destruction of the detector film, the detector does not have to be repaired relatively costly at the manufacturer's plant, as is necessary with the xenon detector. Quote end.
Die sichtbaren Bestandteile der Monitore sind das Gehäuse mit dem Detektor, der Elektronik, der Anzeige, eine lichtundurchlässige Folie, z.B. Mylar, und einem Gitter zum Schutz der vorgenannten Folie.The visible components of the monitors are the housing with the detector, the electronics, the display, an opaque film, e.g. Mylar, and a grid to protect the aforementioned film.
Diese Kontaminationsmonitore erfassen zwar auch das C14 und das Tritium, dies aber nur in Summe mit anderen Werten; eine Differenzierung kann nicht erfolgen.Although these contamination monitors also capture the C14 and the tritium, this only in sum with other values; a differentiation can not take place.
Der Stand der Technik zu den zur in der Anmeldung zur Anwendung kommenden Silikonen kann wie folgt dargestellt werden: „Die Gasdurchlässigkeit der Polysiloxane ist sehr hoch.“ Quelle: www.chemgapedia.de .The state of the art for the silicones used in the application can be represented as follows: "The gas permeability of the polysiloxanes is very high." Source: www.chemgapedia.de.
Der bekannte Produzent von Silikon, die Fa. Wacker Chemie schreibt:
- Zitat: Gas Relative Durchlässigkeit bei 25 °C:
- Luft 100; Wasserstoff 190; Sauerstoff 170; Stickstoff 80; Kohlendioxid 1.000; Ethylen 390. Zitatende.
- Quelle: Wacker, „Fest und Flüssigsilikonkautschuck, Der Leitfaden zur Praxis, Seite
83 ,Kapitel 8 , Gasdurchlässigkeit.
- Quote: Gas Relative Permeability at 25 ° C:
- Air 100; Hydrogen 190; Oxygen 170; Nitrogen 80; Carbon dioxide 1,000; Ethylene 390. End of quote.
- Source: Wacker, "Hard and Liquid Silicone Rubber, The Guide to Practice, page
83 , Chapter8th , Gas permeability.
Im Zusammenhang mit der Erfindung kann festgehalten werde: Silikon besitzt eine 10-Fach höhere Durchlässigkeit für CO2 als für Luft.In the context of the invention it can be stated: Silicone has a 10-fold higher permeability for CO2 than for air.
Der Stand der Technik zu den zur in der Anmeldung zur Anwendung kommenden Silikonen kann wie folgt dargestellt werden: Bekannte, Feuchtigkeit durchlassende Materialien sind Goretex, Teflon- oder PU-Membranen oder beschichtete Textilien.The state of the art for the silicones used in the application can be represented as follows: Known moisture-permeable materials are Goretex, Teflon or PU membranes or coated textiles.
Aufgabenstellung.Task.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine Vorrichtung und ein Verfahren zu entwickeln, die ein differenziertes Monitoring und eine Anzeige der Betastrahler 14CO2 oder Tritium erlaubt.The invention has the object to develop a device and a method that allows a differentiated monitoring and display of the beta emitters 14 CO 2 or tritium.
Dazu ist es erfindungsgemäß ein Verfahren vorgesehen, mit einer Natronpaste, Natronperlen oder Natronlauge einen Luft- und damit CO2- bzw. einen 14CO2-freien Raum zu schaffen, der einseitig gegen die Umwelt mit einer Silikonfolie abgetrennt und an dessen andere Seite ein Strahlenmonitor angeordnet ist. Die 14CO2-Moleküle werden an die Natronlauge oder -paste gebunden, damit entsteht zwischen der zu messenden Umgebung und dem erfindungsgemäßen CO2-freien Raum ein „CO2-Unterdruck“, der CO2 und damit auch 14CO2 durch die Silikonfolie nachströmen lässt. Der Strahlenmonitor erfasst den Wert, zeigt ihn an und speichert diesen Wert. For this purpose, according to the invention, a method is provided for creating an air space and thus CO2 or a 14 CO 2 -free space with a soda paste, soda pearls or caustic soda, which is unilaterally separated from the environment with a silicone film and at the other side a radiation monitor is arranged. The 14 CO 2 molecules are bound to the sodium hydroxide solution or paste, so that arises between the environment to be measured and the inventive CO 2 -free space a "CO 2 -Unterdruck", the CO 2 and thus also 14 CO 2 through the silicone film can flow. The radiation monitor records the value, displays it and stores this value.
Hierzu ist es vorgesehen, je einen Monitor oder einen Sammel-Vorsatz beliebiger geometrischer Form (
Die von der Silikonmembran durchgelassenen 14CO2-Moleküle werden in der eingedickten NaOH -paste, -pulver, -perlen, der tablettenartig gepresstem Natron-Pulver (
Da die nun chemisch an das NaOH fest gebundenen 14CO2-Moleküle nicht mit vertretbarem Aufwand zu entfernen sind, wird sich der gemessene Wert durch die Akkumulierung der Moleküle laufend steigern. Um den aktuellen Wert zu ermitteln, wird der letzte gemessene Wert gespeichert, von dem neuen Wert subtrahiert und die Differenz angezeigt. Daher erfolgt die Messung in gewissen Abständen und kann in korrekter Weise nur als quasikontinuierlich bezeichnet werden. Aber selbst wenn die Messung in Abständen von 1, 5, 15 oder 30 oder 60 Minuten oder täglich erfolgt, ist dies eine erhebliche Verbesserung gegenüber den herkömmlichen Methoden die in der Sammlung und in der Auswertung mehr als 14 Tage benötigen.Since the 14 CO 2 molecules which are now chemically bound tightly to the NaOH can not be removed with reasonable effort, the measured value will increase continuously as a result of the accumulation of the molecules. To determine the current value, the last measured value is stored, subtracted from the new value, and the difference is displayed. Therefore, the measurement is made at intervals and can be correctly called only quasi-continuous. But even if the measurements are taken at intervals of 1, 5, 15 or 30 or 60 minutes or daily, this is a considerable improvement over the conventional methods that take more than 14 days in collection and evaluation.
Eine weitere Anwendung des Verfahrens ist, dass die nach einer Messperiode zur Verfügung stehende NaOH -paste, -pulver, -perlen, der tablettenartig gepresstem Natron-Pulver (
Ferner ist erfindungsgemäß ein Verfahren vorgesehen, das mittels geeigneter Materialien einen 3H-, bzw. Tritium-freien Raum schafft, der einseitig gegen die Umwelt durch eine dampfdurchlässigen Membrane abgetrennt und an dessen andere Seite ein Strahlenmonitor angeordnet ist.Further, a method is provided according to the invention, which creates by means of suitable materials a 3 H, or tritium-free space, which is separated on one side against the environment by a vapor permeable membrane and on the other side of a radiation monitor is arranged.
Dazu ist es vorgesehen für das Messen von Tritium einen Sammel-Vorsatz zu handelsüblichen Monitoren zu schaffen. Dieser besteht aus einer dampfdurchlässigen Kunststoffmembrane, z.B. Teflon- oder PU-membrane oder beschichtete Textilien (
Das von der dampfdurchlässigen Kunststoffmembrane, z.B. Teflon- oder PU-membrane oder beschichtete Textilien (
Da die nun chemisch an das kalzinierte und dem Salz Calciumchlorid beschichtete Tonerde, Zeolithe oder ein andere Feuchtigkeitssammler fest gebundenen H3-Moleküle nicht mit vertretbarem Aufwand zu entfernen sind, wird sich der gemessene Wert durch die Akkumulierung der Moleküle laufend steigern. Um den aktuellen Wert zu ermitteln, wird der letzte gemessene Wert gespeichert, von dem neuen Wert subtrahiert und die Differenz angezeigt. Daher erfolgt die Messung in gewissen Abständen und kann in korrekter Weise nur als quasikontinuierlich bezeichnet werden. Aber selbst wenn die Messung in Abständen von 1, 5, 15, 30 oder 60 Minuten oder täglich erfolgt, ist dies eine erhebliche Verbesserung gegenüber den herkömmlichen Methoden die in der Sammlung und in der Auswertung mehr als 14 Tage benötigen.Since the now chemically calcined and the salt calcium chloride coated clay, zeolites or other moisture collector tightly bound H3 molecules can not be removed with reasonable effort, the measured value will increase continuously by the accumulation of molecules. To determine the current value, the last measured value is stored, subtracted from the new value, and the difference is displayed. Therefore, the measurement is made at intervals and can be correctly called only quasi-continuous. But even if the measurements are taken at intervals of 1, 5, 15, 30 or 60 minutes or daily, this is a significant improvement over the traditional methods that take more than 14 days in collection and evaluation.
Da zu vermuten ist, dass ein Tritiummonitor ebenfalls 14C mit anzeigt oder sammelt, wird der Wert des benachbarten C14-Monitors vom Wert des H3-Monitors subtrahiert.Since it can be assumed that a tritium monitor also displays or collects 14 C, the value of the neighboring C14 monitor is subtracted from the value of the H3 monitor.
Eine weitere Anwendung des Verfahrens ist, dass die nach einer Messperiode in dem Sammel-Vorsatz zur Verfügung stehende NaOH -paste, -pulver, -perlen, der tablettenartig gepresstem Natron-Pulver (
Nun kann es vorkommen, dass die vorbeschrieben C14-H3-Monitore nicht da angeordnet werden sollen oder können, wo die Messungen, bzw. das Monitoring stattfinden soll. Hierzu ist es vorgesehen einen oder beide Monitore innerhalb eines dichten Gehäuses zu montieren. Dort hinein wird nun kontinuierlich oder diskontinuierlich aus einer Fremdversorgung, z.B. über die vorhandenen Rohrverbindungen eines Aktivität-Messraumes, das zu messende Probegas gefördert und nach der Messung wieder in den Kreislauf des Aktivität-Messraumes, zurückgeführt.Now it may happen that the above-described C14-H3 monitors should not be arranged there or can, where the measurements, or the monitoring should take place. For this purpose it is intended to mount one or both monitors within a sealed housing. There is now continuously or discontinuously from an external supply, e.g. via the existing pipe connections of an activity measuring room, the sample gas to be measured is conveyed and, after the measurement, returned to the cycle of the activity measuring room.
Eine weitere Ausgestaltung der Vorrichtung sieht vor, die Sammel-Vorsätze (
Ausführungsbeispieleembodiments
Die
Die
Die
Die
Die
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Silikonmembrane.Silicone membrane.
- 22
- Natriumhydroxid NaOH eingedickt als Paste, Pulver, Perlen, tablettenartig aus gepresstem Pulver oder Flüssig als Natronlauge.Sodium hydroxide NaOH Thickened as a paste, powder, beads, tablet-like pressed powder or liquid as caustic soda.
- 33
- Betastrahlen durchlässige LichtschutzfolieBeta rays permeable light protection film
- 44
- Szintillationskammerscintillation
- 55
- Dampfdurchlässigen Kunststoffmembrane, z.B. Goretex, Teflon- oder PU-Membrane oder entsprechend beschichtete TextilienVapor permeable plastic membranes, e.g. Goretex, Teflon or PU membranes or appropriately coated textiles
- 66
- Kalzinierte und mit dem Salz Calciumchlorid beschichtete Tonerde oder andere Feuchtigkeitssammler, z.B. KältefallenCalcined and salt-calcium chloride-coated clay or other moisture collectors, e.g. cold traps
- 77
- Handelsüblicher MonitorCommercial monitor
- 88th
- Antrieb, z.B. elektrischDrive, e.g. electrical
- 99
- Feuchtigkeits- oder TritiumsammlerMoisture or tritium collector
- 1010
- Als Absorber geeignete MaterialienAs absorber suitable materials
- 1111
- Fahrrichtungen eine KassetteDriving directions a cassette
- 1212
- Für 14CO2 oder Tritium durchlässige MembranFor 14 CO 2 or tritium permeable membrane
- 1313
- Gehäuse, wie z.B. bei einem CD-PlayerHousing, such as at a CD player
Claims (9)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102018003454 | 2018-05-12 | ||
DE102018003454.3 | 2018-05-12 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102019002394A1 true DE102019002394A1 (en) | 2019-11-14 |
Family
ID=68336876
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102019002394.3A Withdrawn DE102019002394A1 (en) | 2018-05-12 | 2019-04-02 | Monitor for carbon dioxide 14CO2 and tritium 3H |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102019002394A1 (en) |
-
2019
- 2019-04-02 DE DE102019002394.3A patent/DE102019002394A1/en not_active Withdrawn
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Date | Code | Title | Description |
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R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |