DE1295101B - Vorrichtung zum Messen der Aktivitaet von in Gasen enthaltenen radioaktiven Spaltprodukten - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf Vorrichtungen zum Vorrichtung der in der deutschen Patentschrift Messen der Aktivität von in Gasen enthaltenen radio- 1087719 beschriebenen Art mit einer von dem zu aktiven Spaltprodukten. Solche Vorrichtungen fin- überwachenden Gas durchströmten Abscheidekamden beispielsweise bei der Überwachung der Luft mer, die an einer Seite von einer eine Anzahl von in radioaktive Stoffe enthaltenden Räumen oder auch 5 Sammelzonen bildenden Fläche des sich an ihr vorder freien Atmosphäre sowie im Rahmen der Über- beibewegenden Transportorgans begrenzt wird, wowachung von gasgekühlten Kernreaktoren auf Brüche bei auf den Sammelzonen von den Spaltprodukten der die Brennstoffelemente dieser Reaktoren um- herrührende ionisierte Teilchen elektrostatisch nieschließenden Hülsen Verwendung. Dabei werden dergeschlagen und die Sammelzonen einem Strahbei allen diesen Vorrichtungen die festzustellenden io lungsdetektor zur Messung zugeführt werden und radioaktiven Spaltprodukte mittels Ansammlung auf zwischen der Messung und der erneuten Niedereinem Träger aus dem Gas entfernt und auf diesem schlagung von Teilchen einen Weg durchlaufen, auf Träger der eigentlichen Messung zugeführt. dem sie durch natürliche Abnahme der Radioaktivi-

Für die Entfernung der radioaktiven Spaltpro- tat der niedergeschlagenen Teilchen entaktiviert werdukte aus dem Gasstrom und ihre Ansammlung auf 15 den, so vorgehen, daß erfindungsgemäß der die dem Träger bedient man sich häufig der elektro- Sammelzonen tragende Teil des Transportorgans als statischen Abscheidung, und es sind schon eine dünne ebene Sammelscheibe aus einem dielektrischen ganze Reihe von Vorrichtungen bekanntgeworden, Material von zum Ableiten der gesammelten Ladung die nach diesem Prinzip arbeiten und sich im ausreichender Leitfähigkeit ausgebildet ist, daß eine wesentlichen nur durch die Form des für die Nie- ao an Hochspannung liegende Abscheideelektrode underschlagung der radioaktiven Spaltprodukte be- mittelbar hinter der von der Abscheidekammer nutzten Trägers unterscheiden. abgewandten Seite der Sammelscheibe angeordnet

Dieser Träger kann entweder nach dem Vorbild ist und daß die Gegenelektrode auf der von der Samder deutschen Auslegeschrift 1072331, in der er melscheibe abgekehrten Seite der Abscheidekammer als zwischen einer Abscheidekammer und einem 35 angeordnet und an Masse gelegt ist. Detektor hin- und herbewegbarer Stab ausgebildet Ebensogut kann man aber auch ausgehend von

ist, in seiner Gesamtheit für die Niederschlagung einer Vorrichtung dieser Art, bei der darüber binder zu erfassenden radioaktiven Spaltprodukte her- aus entsprechend der französischen Zusatzpatentangezogen werden, oder er kann entsprechend der schrift 76765 die Abscheidekammer einen kegel-Ausführung nach der französischen Zusatzpatent- 30 stumpfförmigen isolierenden Wandteil aufweist, über schrift 76 765 oder der deutschen Patentschriften dessen größerer Endfläche eine kugelkalottenförmige 1081580 und 1087 719 als eine Art von Transport- Elektrode angeordnet ist, während an die kleinere organ ausgebildet sein, das auf einer seiner Flächen Endfläche das Transportorgan anschließt, das mineine Anzahl von Sammelzonen für die zu erfassen- destens an seinem die Sammelzonen bildenden Teil den radioaktiven Spaltprodukte aufweist. Auch für 35 aus elektrisch gut leitendem Material besteht und den zweiten Fall der Ausbildung des Trägers sind mit seinem an die Abscheidekammer grenzenden für diesen eine ganze Reihe von Formen bekannt; Abschnitt die Sammelelektrode bildet, einen solchen so ist er entsprechend der deutschen Patentschrift Aufbau wählen, daß erfindungsgemäß das die Sam-1081580 als im Bereich der Abscheidekammer und melzonen tragende Teil des Transportorgans eben der Meßstelle straff gespanntes Band oder Draht 40 ausgebildet ist und daß auf der Kegelstumpffläche ausgebildet, während er bei den Vorrichtungen nach der Abscheidekammer mehrere ringförmige Elekder französischen Zusatzpatentschrift 76765 oder troden so angeordnet und an solche Spannungen nach der deutschen Patentschrift 1087 719 eine um gelegt sind, daß das elektrische Feld in der Abeine feste Achse drehbare Trommel ist. Bei diesen scheidekammer radial zu der kugelkalottenförmigen beiden letzten Vorrichtungen bildet im übrigen das 45 Elektrode auf die etwa im Krümmungsmittelpunkt so entstehende Transportorgan mit seiner die Sam- der Kugelkalotte liegende Sammelzone hin verläuft, melzonen bildenden Fläche eine Begrenzungswand Zur weiteren Erläuterung der Erfindung sollen

für die von dem zu überwachenden Gas durch- nunmehr unter Bezugnahme auf die Zeichnung einige strömte Abscheidekammer. Ausführungsbeispiele für erfindungsgemäße Vorrich-

Nun ist es für die mit einer solchen Vorrichtung 50 tungen näher beschrieben werden. Dabei ist in der erzielbare Meßgenauigkeit von großer Bedeutung, Zeichnung:

daß sich keine wesentliche Verzerrung des zwischen Fig. 1 eine Aufsicht auf eine erste Ausführungs-

dem im allgemeinen an Masse liegenden beweglichen form einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, Transportorgan einerseits und den als auf positivem Fig. 2 ein Vertikalschnitt durch die Vorrichtung

Potential liegende Gegenelektrode ausgebildeten 55 von F i g. 1 entlang der Schnittlinie Π-Π, Wänden der Abscheidekammer andererseits herr- Fig. 3 ein Teilschnitt durch eine zweite Ausfüh-

schenden Hochspannungsfeldes während des Meß- rungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und Vorganges und insbesondere durch die Bewegung Fig.4 ein entsprechender Teilschnitt durch eine

des Transportorgans einstellen kann. In dieser Hin- dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen sieht lassen jedoch alle oben erwähnten bekannten 60 Vorrichtung.

Vorrichtungen noch Wünsche offen, und es liegt In Fig. 1 erkennt man eine Metallscheibe 1, die

daher der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine das Transportorgan bildet. Die oberseitige, mit Vorrichtung anzugeben, bei der jegliche die Meß- großer Genauigkeit bearbeitete Fläche der Metallgenauigkeit bzw. den Wirkungsgrad der Vorrichtung scheibe 1 hat eine Reihe von kreisförmigen Bebeeinträchtigende Feldverzerrung vermieden bleibt. 65 reichen 2, 3, 4, 5, 6, die in gleichem Abstand vom Diese Aufgabe läßt sich nach der Lehre der Zentrum der Scheibe 1 liegen und die Sammelzonen Erfindung auf zweierlei Weise lösen: bilden.

Man kann nämlich entweder ausgehend von einer Der Kreis 7 stellt das Gehäuse der Vorrichtung

dar. Die mit gestrichelten Linien angedeuteten Umrisse zeigen die Anordnung der Elemente der Vorrichtung, die über der Scheibe 1 angeordnet sind. Es sind dies: die Abscheidekammer 8, der Strahlungsdetektor 9 sowie ein Kasten 10, der die elektronischen Hilfsgeräte enthält.

Die Scheibe 1 ist auf einer Tragplatte 11 aufgebaut, unterhalb derer die Antriebseinrichtungen liegen, wie in F i g. 2 schematisch angedeutet ist.

Die Abscheidekammer 8 ist genauer in der Fig. 2 dargestellt. Ihr Innenraum hat die Form eines Rotationskörpers mit einer parallel zur Achse der Scheibe 1 liegenden Achse. Der Abstand zwischen diesen Achsen ist gleich dem Abstand zwischen dem Zentrum der Scheibe 1 und dem Zentrum jedes der Sammelbereiche 2 bis 6. Der untere Teil 23 der Kammer 8 hat die Form eines nach unten eingezogenen Kegelstumpfs. Dieser untere Kammerteil 23 wird durch einen Block 24 aus Isoliermaterial (einem Polymer des Methylmethacrylats oder einem Schicht-Kunststoff vom Typ Phenol-Formaldehyd) gebildet. Die untere Öffnung 25 der Kammer 8 paßt sich eng an die Oberfläche der Scheibe 1 an und ist kreisrund; ihr Durchmesser entspricht dem gewünschten Durchmesser der Sammelzonen.

Über dem unteren Teil 23 der Kammer 8 liegt eine Elektrode 26 in Form einer Kugelkalotte, deren Krümmungsmittelpunkt etwa in der Spitze des Kegels der kegeligen Wandfläche des unteren Teils 23 der Kammer 8 liegt. Diese Elektrode besteht vorzugsweise aus nichtoxydierendem Stahl, sie wird durch einen oberen Block 27 aus Isoliermaterial, der mit Passung auf den unteren Block 24 aufgesetzt ist, in ihrer korrekten Lage festgehalten. Durch den unteren Block 24 führen zwei Kanäle hindurch; der eine dieser beiden Kanäle, der Kanal 28, ist in F i g. 2 zu erkennen, der andere Kanal 29 erscheint in Fig. 1. Diese beiden Kanäle sind an Leitungen 30 und 31 angeschlossen, über die das zu überwachende Gas zu- und abgeführt wird.

Es ist möglich, das elektrostatische Feld im Inneren der Abscheidekammer genau radial zu machen, wenn man mehrere »Schirmringe« mit unterschiedlichen Durchmessern auf der kegeligen Fläche von 23 anordnet und diese Ringe an geeignete Spannungen legt. Sämtliche die Kammer 8 bildenden Teile sind durch ein haubenartiges Gehäuse 8' geschützt, das den Druck des Gases in der Kammer aufnimmt. Dieses Gehäuse 8' hat an seinem oberen Ende eine abgedichtete Stromzuführung 32, die als isolierte Durchführung ausgebildet ist und die Verbindung der Elektrode 26 mit einer äußeren Hochspannungsquelle gestattet.

Bei der in F i g. 3 veranschaulichten Ausführungsform wird als Transportorgan eine Scheibe 41 aus Isoliermaterial benutzt, in deren ebener Fläche ein Metallring 42 eingelassen ist. Die Randzone der Scheibe 41 ist mit einem dünnen metallischen Überzug 43 versehen. Die Abscheidekammer 44 entspricht in ihrem Aufbau der Kammer 8 bis auf die elekirischen Verbindungen. Sie hat die Form eines Kugelsektors, dessen Kegelwand 45 eine isolierende Wand ist, während die obere Kalotte eine Metallkalotte 46 ist. Es ist zweckmäßig, die als Elektrode benutzte Kalotte 46 an die Masse der Vorrichtung und die metallisierte Oberfläche der Scheibe 41 an den negativen Pol einer Hochspannungsquelle anzuschließen. Dieser Anschluß erfolgt über einen Gleitkontakt zwischen einer Zuleitung 47, die mit der Hochspannungsquelle verbunden ist, und den Ring 42; die Zuleitung 47 ist innerhalb eines isolierenden Abschlußkörpers 49 durch die metallische Abdeckung 48 der Vorrichtung hindurchgeführt.

F i g. 4 zeigt ein Transportorgan, das eine Scheibe 50 aus Isoliermaterial aufweisen kann, an der ein dünner Umfangs-Scheibenring festgelegt ist, auf dessen oberer Fläche die Sammelzonen vorgesehen sind. Das Isoliermaterial, aus dem der Umfangsring des Transportorgans hergestellt ist, muß ein Abfließen der Ladungen der angesammelten Ionen gestatten. Man kann auch zur Erhöhung der Steifigkeit des Transportorgans eine zentrale Metallscheibe 50 benutzen, die an ihrer Oberseite eine Umfangsausnehmung 51 aufweist, in der eine dünnwandige Ringscheibe 52 aus Isoliermaterial festgelegt ist. Auch hier dienen eine Reihe von kranzartig angeordneten Flächenteilen der Oberfläche dieser Ringscheibe als Sammelzonen.

Bei beiden Ausführungsarten des Transportorgans entspricht die Abscheidekammer 44 der Kammer gemäß F i g. 3; die von der Kugelkalotte gebildete Elektrode ist ebenfalls an Masse gelegt. Zur Erzeugung des elektrostatischen Abscheidungsfeldes dient jedoch bei der Ausführungsform gemäß F i g. 4 eine zweite Elektrode 53, die zusammen mit der im oberen Teil der Abscheidekammer liegenden Kalottenelektrode das elektrostatische Feld erzeugt und ihrerseits unter der dünnen Ringscheibe 52 in der Nähe des Zentrums des Kugelsektors liegt, der den Innenraum der Abscheidekammer darstellt, und damit auch im Krümmungs-Zentrum der oberen Kalottenelektrode. Die an den negativen Pol einer Hochspannungsquelle angeschlossene zweite Elektrode 53 wird in ihrer genauen Lage durch den Isolierkörper 54 festgehalten.

Man erkennt, daß der Abscheidungsstrom durch die Sammelzone der eine geringe Leitfähigkeit aufweisenden Ringscheibe 52 hindurchgeht; die schwache Leitfähigkeit verhindert es überdies, daß sich auf dieser Scheibe Ladungen ansammeln, die das elektrostatische Abscheiden verhindern oder beeinträchtigen könnten.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Messen der Aktivität von in Gasen enthaltenen radioaktiven Spaltprodukten mit einem unverformbaren Transportorgan, mit einer von dem zu überwachenden Gas durchströmten Abscheidekammer, die an einer Seite an einer eine Anzahl von Sammelzonen bildenden Fläche es sich an ihr vorbeibewegenden Transportorgans begrenzt wird, wobei auf den Sammelzonen von den Spaltprodukten herrührende ionisierte Teilchen elektrostatisch niedergeschlagen und die Sammelzonen einem Strahlungsdetektor zur Messung zugeführt werden und zwischen der Messung und der erneuten Niederschlagung von Teilchen einen Weg durchlaufen, auf dem sie durch natürliche Abnahme der Radioaktivität der niedergeschlagenen Teilchen entaktiviert werden, dadurch gekennzeichnet, daß der die Sammelzonen tragende Teil des Transportorgans (50) als dünne ebene Sammelscheibe (52) aus einem dielektrischen Material von zum Ableiten der gesammelten Ladung ausreichender Leitfähigkeit ausgebildet ist, daß eine an Hochspannung

liegende Abscheideelektrode (53) unmittelbar hinter der von der Abscheidekammer (44) abgewandten Seite der Sammelscheibe (52) angeordnet ist und daß die Gegenelektrode auf der von der Sammelscheibe (52) abgekehrten Seite der Abscheidekammer (44) angeordnet und an Masse gelegt ist.

2. Vorrichtung zum Messen der Aktivität von in Gasen enthaltenen radioaktiven Spaltprodukten mit einem unverformbaren Transportorgan, mit einer von dem zu überwachenden Gas durchströmten Abscheidekammer, die an einer Seite an einer eine Anzahl von Sammelzonen bildenden Fläche des sich an ihr vorbeibewegenden Transportorgans begrenzt wird, wobei auf den Sammelzonen von den Spaltprodukten herrührende ionisierte Teilchen elektrostatisch niedergeschlagen und die Sammelzonen einem Strahlungsdetektor zur Messung zugeführt werden und zwischen der Messung und der erneuten Niederschlagung von Teilchen einen Weg durchlaufen, auf dem sie durch natürliche Abnahme der Radioaktivität der niedergeschlagenen Teilchen entaktiviert werden und wobei weiter die Abscheidekammer einen kegelstumpfförmigen, isolierenden Wandteil aufweist, über dessen größerer Endfläche eine kugelkalottenförmige Elektrode angeordnet ist, während an die kleinere Endfläche das Transportorgan anschließt, das mindestens an seinem die Sammelzonen bildenden Teil aus elektrisch gut leitendem Material besteht und mit seinem an die Abscheidekammer grenzenden Abschnitt die Sammelelektrode bildet, dadurch gekennzeichnet, daß das die Sammelzonen tragende Teil (z. B. 43) des Transportorgans (1; 41) eben ausgebildet ist und daß auf der Kegelstumpffläche (23;45) der Abscheidekammer mehrere ringförmige Elektroden so angeordnet und auf solche Spannungen gelegt sind, daß das elektrische Feld in der Abscheidekammer radial zu der kugelkalottenförmigen Elektrode (26; 46) auf die etwa im Krümmungsmittelpunkt der Kugelkalotte liegende Sammelzone hin verläuft.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Transportorgan ein um eine Achse beweglicher Drehteller (1; 41; 50) ist und die Sammelzonen auf einer exakt bearbeiteten, zur Drehachse senkrechten Fläche desselben liegen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Transportorgan (1) aus Metall besteht und mit Masse verbunden ist und daß die kugelkalottenförmige Elektrode (26) mit dem Positiven Pol einer Hochspannungsquelle verbunden ist (F i g. 2).

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die kugelkalottenförmige Elektrode (46) unmittelbar mit der Masse der Vorrichtung verbunden ist, daß das Transportorgan (41) isolierend ausgebildet ist und im Bereich der Sammelzonen einen metallisierten Belag (43) aufweist, der mit einem negativen Hochspannungsanschluß (47) über einen isolierten Schleifkontakt verbunden ist (F i g. 3).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen