DE1598276A1

DE1598276A1 - Vorrichtung zur Bestimmung von Uran in der Atmosphaere

Info

Publication number: DE1598276A1
Application number: DE19661598276
Authority: DE
Inventors: Claude Lafaille
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 1965-07-30
Filing date: 1966-07-15
Publication date: 1971-04-29
Also published as: FR1467039A; BE683787A; GB1159781A; CH465071A; LU51660A1; ES329659A1

Description

Patentanwälte

Dipl.-Ing. R. Beetz u. _1LQQo7R

Dipl.- Ing. Ls*nprecht | b y ö Z /

Manchen 22, Stelnsdortatr. 10 410-11.6 2 7P ' 1 5 · 7 · 1 9 6

Commissariat a" l'Energie Atomique, 'Paris 15^e (Frankreich)

Vorrichtung zur Bestimmung von Uran in der Atmosphäre

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung von Uran in der Atmosphäre. Der Hauptzweck einer derartigen Vorrichtung besteht darin, eine gefährliche Erhöhung der Urankonzentration anzuzeigen»

Es sind bereits Vorrichtungen bekannt, die einen Filter enthalten, auf dem während einer verhältnismäßig langen Zeitspanne die Radioaktivität registriert und integriert wird. Sine zweite ziemlich große Zeitspanne vergeht, um die auf Radon zurückzuführende, natürliche Radioaktivität von der auf Uran zurückzuführenden anormalen Radioaktivität zu unterscheiden.

Diese bekannten Vorrichtungen besitzen damit den entscheidenden Nachteil, daß eine anormale Vergrößerung der Radioaktivität der Umgebung erst mit einer starken Zeitverzögerung angezeigt wird, was eine rasche Evakuierung verseuchter Gebiete verhindert und die Durchführung der erforderlichen Abhilfemaßnahmen in unerwünschter Weise verzögert.

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Bei anderen bekannten Vorrichtungen erfolgt zwar die Probenentnahme und die Bestimmung der Radioaktivität gleichzeitig. . Der vom Filter erhaltene Wert der Radioaktivität stellt jedoch die Summe der Radioaktivität von Radon und Uran dar.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu entwickeln, die die Mängel der bekannten Ausführungen vermeidet. Die erfindungsgemäße Vorrichtung soll somit eine sehr rasche Anzeige der Umgebungsradioaktivität liefern, sie soll ferner eine kontinuierliche Arbeitsweise besitzen und eine ständige Kontrolle der Radioälcfcivität an allen kritischen Stellen einer Anlage ermöglichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß dann,

wenn der Gehalt an Uran in der Atmosphäre größer als 10 % an ist

Uran 235 , die Messungen anhand der ex-Radioaktivität erfolgt, wobei Uran durch die Spitzen von Uran 238, von Uran 235 und von Uran 234 zwischen 4,2 und 4,7 MeV bestimmt wird, während dann, wenn der genannte Gehalt kleiner als 10 $ ist, die Messungen anhand der ^-Radioaktivität erfolgen, wobei Uran durch die Spitze von Uran 235 bei I85 KeV bestimmt wird.

Eine zweckmäßige Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß zur Überwachung der Radioaktivität an verschiedenen Stellen mehrere zu diesen Stellen geführte Leitungen vorgesehen sind, über die Luft durch einen Filter gesaugt wird, der schrittweise bewegt wird und dessen Radioaktivi-

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tat bestimmt wird, wobei das Ansaugen der Luft durch die einzelnen Leitungen, die Verschiebung des Filters und die Messung seiner Radioaktivität nacheinander gemäß einem vorgegebenen Programm erfolgen.

Die Signale, die der die Radioaktivität des Filters messende Detektor liefert, werden einem Diskriminator zugeführt. Dieser liefert ein Signal, das eine Funktion der Konzentration an Uran ist. Das Signal wird ^iner Registriereinrichtung zugeführt, die auf diese Weise den Urangehalt anzeigt und darüber hinaus eine Alarmvorrichtung betätigen kann, wenn die gemessene Konzentration einen vorgegebenen Wert übersteigt.

Zur Erleichterung der Überwachung wird zweckmäßig die Leitung, über die gerade angesaugt wird, auf einer synoptischen Tafel angezeigt, ebenso -wie eine eventuelle Überschreitung eines vorgegebenen Wertes der auf Uran zurückzuführenden Radioaktivität der über die genannte Leitung angesaugten Luft.

Diese und weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung eines in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispieles hervor. Es zeigen:

Fig. 1 ein Prinzipschema der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur laufenden Überwachung des Urangehaltes in der Atmosphäre;

Fig. 2 einen Schnitt durch den Meßkopf der erfindungsgemäßen • Vorrichtung.

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Die in Pig. 1 dargestellte Vorrichtung dient zur Überwachung der auf Uran zurückzuführenden Radioaktivität der Luft, die nacheinander in die einzelnen Leitungen 2, 4/6, 8 eingesaugt ' wird. Diese Leitungen münden an Stellen, an denen man die Radioaktivität der Umgebung überwachen will. Die genannten Leitungen sind an eine Sammelleitung 10 herangeführt, die mit einem Meßkopf A verbunden ist, dessen Wände dicht ausgebildet sind. Das Ansaugen der Luft erfolgt mittels einer von einem Motor 15 angetriebenen, mit dem Meßkopf A verbundenen Pumpe 12. Die Luft der Sammelleitung 10 wird durch einen bandförmigen Filter geführt, der schrittweise bewegt wird, während die Radioaktivität des Filters gemessen und die Feststellung einer ungewöhnlich großen Radioaktivität automatisch angezeigt wird. Der Meßkopf wird anhand von Fig. 2 im einzelnen noch näher erläutert.

Der Meßkopf A wird vpn einer Programmeinrichtung 14 gesteuert, die zugleich in gegebener-Reihenfolge und zu bestimmten Zeitpunkten die elektromagnetischen Ventile 16, 18, 20 ... 26, 28, ^O betätigt, die ihrerseits die pneumatischen Ventile J52 bis ^8 mittels über die Leitungen 40 zugeführter, von einem Kompressor 42 gelieferter Druckluft steuern.

Die Programmsteuereinrichtung 14 enthält auf einer gemeinsamen Nockenwelle 76 neun Nocken 67 bis 75, die elektrische Kontakte 77 bis 85 betätigen. Der Kontakt 85 ist dem Meßkopf A zugeordnet, während die anderen Kontakte im Stromkreis der elektromagnetischen Ventile 16 bis 50 liegen.

Die Radioaktivität des bandförmigen Filters wird durch eine

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Einrichtung 44 gemessen, die einen Scintillator und einen Photovervielfacher enthält und deren Signale über einen Verstärker 46 einem Schaltungsteil 48 zur Impulsformung zugeführt werden. Die am Ausgang dieses Schaltungsteiles auftretenden Signale werden nach ihrer Amplitude vom Diskriminator 50 getrennt; die nichteliminierten Signale werden einem Integrator 52 zugeführt. Dieser Integrator ist einerseits unmittelbar mit einer Registriereinrichtung 5^ und anderseits mit'einer Tafel 56 verbunden, an der jedes Überschreiten der maximal zulässigen Radioaktivität an einer bestimmten Stelle sofort angezeigt wird.

Auf einer synoptischen Tafel 58, die mit der Programmsteuereinrichtung 14 verbunden ist, wird der gerade aktive Ansaugkanal 2, 4, 6 bzw. 8 angezeigt.

Im Meßkopf A,der in Fig. 2 in seinen Einzelheiten veranschaulicht ist, wird die über einen Stutzen 10 zugeführte Luft Über eine biegsame Verbindungsleitung 88 einem Papierfilter 62 zugeführt, der sich auf einem Tisch 60 bewegt. Die Luft durchsetzt diesen Filter und tritt dann in eine Leitung 64 ein, deren äußere Verlängerung 66 mit der bereits erwähnten Pumpe 12 verbunden ist.

Der auf einer Vorratsrolle 104 befindliche Papierfilter 62 wird durch eine von einem Motor 100 angetriebene Rolle 108 be-

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wegt. Der Filter 62 wird von der Vorratsrolle 104 zunächst über eine Spannrolle ΙΟβ geführt, ehe er auf den Tisch 60 gelangt. Kach seinem Durchlauf gelangt der Papierfilter in einen Behälter 112.

Um einerseits den Papierfilter 62 schrittweise auf dem Tisch 6o verschieben zu können, anderseits jedoch in den zwischen zwei Bewegungsvorgängen liegenden Perioden die zu untersuchende Luft dicht durch den Filter hindurchzuführen, ist am Ende der biegsamen Verbindungsleitung 88 oberhalb des Tisches 60 ein Kranz 114 vorgesehen, der fest mit einem pfeifenförmigen Mundstück 86 verbunden ist, das an der biegsamen Verbindungsleitung 88 sitzt. Wird der Kranz 114 mit dem Mundstück 86 angehoben, so läßt sich der Papierfilter 62 verschieben; in der unteren Lage gewährleistet der Kranz 114 dagegen die Abdichtung der zur Luftverteilung über den Filter dienenden Einrichtung.

Der Kranz 114 wird mittels symmetrischer Ansätze 115,H5^! .betätigt, die von vier Flügeln 9O₁ bis 90^ von zwei gleichfalls symmetrisch angeordneten Steuerscheiben 90*90' angehoben werden. Aus Fig. 2 ist lediglich der Ansatz 115 und die zugehörige Steuerscheibe 90 ersichtlich. Die beiden gleich ausgebildeten Steuersoheiben werden von zwei Synchronmotoren 92 angetrieben, die durch den Kontakt 85 der Programmsteileinrichtung 14 betätigt werden.

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Die Ansätze 115,115' des Kranzes 114 betätigen je nach ihrer angehobenen oder abgesenkten Stellung Mikroschalter 94,96, die in den Stromkreisen des Antriebsmotors 100 und des Pumpenmotors 15 liegen.

Die Wirkungsweise des Meßkopfes A ist zusammengefaßt folgendermaßen:

Es sei angenommen, daß die Ansätze 90,, 90', der beiden Steuerscheiben 90, 90* soeben ihre obere Stellung erreicht haben und den Kranz 114 (und damit auch das Mundstück 86) mittels der Ansätze 115,115' angehoben haben. Der in Fig. 2 sichtbare Ansatz 115* der bis dahin den Mikroschalter 96 der Pumpensteuerung betätigte, betätigt nun den Mikroschalter 94 für den Antriebsmotor 100 des Papierfilters 62.

Werden die Steuerscheiben 90, 90' dann durch die Programmsteuereinrichtung 14 weitergedreht, so werden die Ansätze 115* 115' durch die Ansätze 90,, 90'- nicht mehr angehoben, so daß nicht dargestellte Rückführfedern den Kranz 114 wieder auf den bandförmigen Papierfilter drücken und eine Abdichtung herstellen. Ehe die Ansätze 115,115' des Kranzes Il4 ihre obere Stellung verlassen, wird das elektromagnetische Ventil 16 durch die Programmsteuereinrichtung geöffnet. Das Ventil 32 öffnet demgemäß die Leitung 2. Indem die Steuerscheiben 90,90' sich weiterbewegen, wird der zuvor geschlossene Mikroschalter 94 geöffnet und der MIkrosehalter 96 geschlossen. Der Antriebs-

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motor 100 des Filters wird demgemäß stillgesetzt und der, ' Pumpenmotor 15 eingeschaltet. Die Luft wird jetzt durch die Leitung 2 angesaugt, so daß der die Radioaktivität des Filters messende Scintillator Signale zu der bereits beschriebenen elektronischen Einrichtung sendet.

Eine gewisse Zeit, ehe der Ansatz 90^ bei der Weiterdrehung der Steuerscheibe 90, 90^f die obere Arbeitslage erreicht hat, wird das elektromagnetische Ventil 18 betätigt, das das Druckluftventil 3>2 schließt und damit die Leitung 2 absperrt. Wenn dann der Ansatz 90p die obere Arbeitslage erreicht, so wiederholen sich die beschriebenen Arbeitsgänge.

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Claims

Patentansprüche

1. Vorrichtung zur Bestimmung von Uran in der Atmosphäre durch Messung der Radioaktivität der Luft und Bestimmung der auf Radon und der auf Uran zurückzuführenden Radioaktivität anhand der charakteristischen Spitzen beider Stoffe, dadurch

•gekennzeichnet, daß dann, wenn der Gehalt an Uran

ist

in der Atmosphäre größer als 10 % an Uran 235 e, die Messungen anhand der o<-Radioaktivität erfolgt, wobei Uran durch die Spitzen von Uran 238, von' Uran 235 und von Uran 234 zwischen 4,2 und 4/7 MeV bestimmt wird, während dann, wenn der genannte Gehalt kleiner als 10 % ist, die, Messungen anhand der ^-Radioaktivität erfolgen, wobei Uran durch die Spitze von Uran 235 bei 185 KeV bestimmt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Überwachung der Radioaktivität an verschiedenen Stellen mehrere zu diesen Stellen geführte Leitungen (2,4,6,8) vorgesehen sind, über die Luft durch einen Filter (62) gesaugt wird, der schrittweise bewegt wird und dessen Radioaktivität bestimmt wird, wobei das Ansaugen der Luft durch die einzelnen Leitungen, die Verschiebung des Filters und die Messung seiner Radioaktivität nacheinander gemäß einem vorgegebenen Programm erfolgen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß . diejenige Leitung, Über die gerade angesaugt wird, auf einer

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synoptischen Tafel (58) angezeigt wird, ebenso wie die eventuelle Überschreitung eines vorgegebenen Wertes zulässiger Radio- · aktivität der durch die genannte Leitung angesaugten Luft.

4. Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die von einem die Radioaktivität des Filters (62) messenden Detektor (44) gelieferten Signale einem Spitzendiskriminator (50) zugeführt werden, der über einen Integrator (52) ein Signal erzeugt, das den Urangehalt angibt, wobei dieser Integrator mit einer Registriereinrichtung (54) verbunden ist, die bei Überschreitung eines vorgegebenen Wertes der Signalamplitude ein Alarmsignal auslöst.

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