DE1934639B2 - Verfahren und vorrichtung zur ueberwachung einer gasatmosphaere auf radioaktive jodisotope einschliesslich solcher, die in organischen verbindungen enthalten sind - Google Patents

Description

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird als gasförmiges Halogen verdampftes Brom verwendet, und dieses wird in die Strömung als spurenweiser Zusatz eingeführt, indem ein abgetrennter Teil der Strömung durch den verdampften Anteil von flüssigem Brom durchgeleitet und dann der abgetrennte Teil der Strömung mit dem restlichen Teil hiervon wieder vereinigt wird.

Vorzugsweise wird gasförmiges Halogen, welches in der Strömung zurückbleibt, nachdem sie durch das Filtermedium durchgetreten ist, hieraus ausgefiltert.

In der Zeichnung, weiche an Hand eines Beispiels eine Ausführungsform der Erfindung erläutert, wird eine Überwachungsvorrichtung gezeigt, weiche zur Überwachung einer gasförmigen Atmosphäre in Form \on Luft in der Umgebung eines Kernreaktors auf radioaktive Judisotope, einschließlich organischer Jod- \erbindungen geeignet ist.

In der Zeichnung wird eine allgemein mit 1 bezeichncle Hilfseinrichtung zur Einführung eines gasförmigen Halogens in Form von Bromdampf in einen Luftstrom einer Atmosphäre in der Umgebung eines Kernreaktors, welche radioaktive Jodisolope einschließlich organisch gebundener Jodisotope enthält, ein mit Holzkohle beladenes Filtermediuni aus faserförmigem Folienmaterial in Form eines mit Holzkohle beladenen Filterpapiers 2. durch welches die Strömung geführt wird, um die radioaktiven Isotope zu entfernen, und Hilfseinrichtungen 3 zur Untersuchung des Filtermediums 2 auf Radioaktivität in Form eines 1-Kanal-Szintillationszählers gezeigt.

Die Hilfseinrichtung 1 umfaßt eine Glasflasche 4 zum Verdampfen von hierin befindlichem flüssigem Brom 5. um den Bromdampf herzustellen, der mit 6 bezeichnet ist. Die Flasche 4 besitzt eine Einfüllöffnung 7, weiche mit einem PolytetrafluoräthyUnstopfen 8 versehen ist und bei 9 nach innen hereinreicht, um zu vermeiden, daß flüssiges Brom in das Rohr 12 eintritt, während die Flasche 4 mit flüssigem Brom durch die Einfüllöffnung 7 gefüllt wird. Die Flasche 4 hat ein gläsernes Zuführungsrohr 10, welches in die Flasche 4 hervorragt und bei 11 spiralig aufgewickelt ist, um eine lange Wegstrecke für Bromdampf, welcher bei nichtströmender Luft durch das Rohr 10 hindurchdiffunJiert. zu geben. Die Flasche 4 hat ein gläsernes Aiislaßrohr 12, welches bei 13 aus dem gleichen Grund wie das Rohr 10 spiralig aufgewickelt ist.

Eine in einem Glasrohr 14 fließende Luftströmung besitzt einen hiervon abgetrennten Teil, der durch ein Glasrohr 16 fließt, während der restliche Teil der Strömung durch ein Glasrohr 17, welches ein Venturirohr 18 besitzt, fließt. Der durch das Glasrohr 16 fließende Anteil der Luftströmung kann durch den Dreiwegehahn 19 so gelenkt werden, daß er durch einen Butylkautschukschlauch 20, ein einregelbares Ventil 21 und einen Strömungsmesser 22 zu dem Ventil 19 strömt, oder er kann so gelenkt werden, daß er über einen Beipaß-Butylkautschukschlauch 23 durch eine Packung 46 eines feinporigen Filters strömt. Die Filterpackung H aus einem feinporigen Filter umfaßt eine Anzahl von Schichten feinporiger Filter in einem Halter aus rostfreiem Stahl, der durch einen O-Ring abgedichtet ist. Die verwendete Anzahl der Schichten 6s an feinporigem Filter ergibt eine ungefähre Einstellung der hier durchtretenden Luftströmung. Von dem Ventil 19 fließt dieser Teil der Luftströmung über ein Glasrohr 24 durch einen Durcligangshahn 25 aus PoIytetrafluoräthylen zu dem Rohr 10, Nach dem Passieren der Flasche 4 tritt dieser Teil der Luftströmung übe. dns Rohr 13 durch einen Durchgangshahn 26 aus PoIytetrafluoräthylen und wird mittels des Glasrohres 27a zu dem Rohr 17 strömungsabwärts von dem Venturi-Rohr 18 geleitet. Dieses Fließsystem liefert eine Vorrichtung zur Abtrennung eines Teiles der Luftströmung von dem verbleibenden Teil, eine Hilfseinrichtung zum Durchtreten des abgetrennten Teiles durch den verdampften Bromdampf 6 und eine Hilfseinrichtung zur Messung dieses Teiles der Luftströmung, wie im folgenden noch beschrieben wird. Das Rohr 17 ist an seinem Auslaß mittels eines flexiblen Polytetrafluoräthylenschlauches 27 mit einem Einlaß einer glockenförmigen Klemmvorrichtung 28 aus Polytetrafluoräthylenrostfreiem Sta) ■. verbunden. Die glockenförmige Klemmvorrichtung 18 klemmt das Filtermedium 2 in einer praktisch gasdichten Weise auf einen Unterbau zum Festklemmen 29, welcher darin einen ringförmigen Luftdurchtritt 30 besitzt, der mit einem Austritt 31 verbunden ist. Eine Aussparung 32 an der Unterseite des Unterbaues zum Festklemmen 29 hat hierin einen thalliumaktivierten Natriumjodidszintillationskristall 33, der zusammen mit einem Fotomultiplier34 die Hilfseinrichtung 3 zur Untersuchung des Filtermediums 2 auf Radioaktivität bildet. Die glokkenförmige Klemmvorrichtung 28. der Unterbau zum Festklemmen 29 und die Hilfseinrichtung 3 zur Untersuchung des Filtermediums 2 auf Radioaktivität sind innerhalb einer Bleiabschirmung 35, welche durch Striche angezeigt ist, angeordnet. Die Bleiabschirmung 35 besitzt hierin befindliche Schlitze, durch welche das Filtermedium 2 durchreicht. Der Fotomultiplier 34 ist mit einer Stromversorgung und einem elektronischen Zähler 37 verbunden.

Der Austritt 31 ist an ein System 38 aus Butylkautschukschlauch angeschlossen, welches ein Stahlwolle als Fikermedium enthaltendes Filter 39, ein Filter 40 aus aktivierter Holzkohle imd einen Strömungsmesser 42 besitze, und die Luftströmung wird hierdurch mit Hilfe einer Graphit-Flügel-Vakuumpumpe43 durchgesaugt. Ein Seiteneinlaß 44 in das Schlauchsystem 38 von der Atmosphäre besitzt ein Durchflußregelventil 45.

Die vie in der Zeichnung beschrieben aufgebaute Vorrichtung wurde als Abzugs-Moniior zur Überwachung der Atmosphäre aus einem Raum, welcher die Ausrüstung zur Fernbedienung von Brennstäben eines Kernreaktors enthielt, eingesetzt. Zu diesem Zweck saugt das Rohr 14 Lint aus einem Absaugschacht des Raumes, und die Pumpe 43 führt die Luft zu dem Absaugschacht in Strömungsrichtung unterhalb VjII dem Rohr 14 wieder zurück. Die Vakuumpumpe 43 wurde in Betrieb gesetzt, und das Ventil 45 wurde so eingestellt, bis der Strömungsmesser 42 einen Durchfluß von 20 l/min anzeigte, wobei das Ventil 19 so eingestellt war, daß eine Luftströmung über das Rohr 20 mit dem Ventil 21 durchtrat, das derart eingestellt wurde, daß ein Durchfluß von 0,2 l/min auf den Durchflußmesser 22 angezeigt wurde, und wobei die Ventile 25 und 26 geöffnet sind. Die über das Rohr 20 fließende Luftströmung nahm verdampftes Brom aus der Flasche 4 auf und wurde dann mit der über das Rohr 17 fließenden Luftströmung vereinigt, und beide wurden zu dem Filtermediiim 2 geführt. Die Vorrichtung wurde auf diese Weise ungefähr 10 Sekunden betrieben, um zunächst das Filtermediiim 2 mit mifh

80 mg an verdampftem Brom zu imprägnieren, welches der gleichen Weise wie bei der zuvor beschriebenen

von der durch die flasche 4 durchtretende Luft- Ausführungsform.

strömung mitgezogen wurde. Das Ventil 19 wurde Es sei darauf hingewiesen, daß das Filtermedium 2, dann so eingestellt, daß eine Luftströmung über das wenn es ausreichend mit Jod unter Verlust seiner Filter-Rohr 23 und durch den Filterpack 46 aus feinporigen 5 Wirksamkeit imprägniert wurde, durch ein frisches Filtern trat, wobei die Durehilußmenge längs diesem Filtermedium ersetzt wird. Zu diesem Zweck liegt das Weg ungefähr 0,1 ml/min betrug. Dies ergab ungefähr Filtermedium vorzugsweise in Form einer Rolle vor, IG mg/h an verdampftem Brom, welches in den Luft- welche innerhalb der glockenförmigen Klemmvorrichstrom aus der Flasche 4 aufgenommen wurde. Die tung 28 ersetzt werden kann, indem die glockenfur-Stromversorgung und der Zähler 37 wurden dann an* io mige Klemmvorrichtung 28 gelockert wird, das Filtergestellt, um die Steigerungsrate der Radioaktivität des medium 2 vorwärts bewegt wird, um frisches Filter- Filtermediums 2 iu messen. Da kein Durchtritt von medium von der Rolle unter die glockenförmige organischen Jodverbindungen durch das Filterme- Klemmvorrichtung 28 zu bringen, und dann die dium 2 zu ersehen war, wurde die Konzentration an glockenförmige Klemmvorrichtung 28 wiederum auf radioaktiven Jodisotopen einschließlich organischen 15 den Unterbau zum Festklemmen 29 erneut festge-Jodverbindungen in der in das Rohi t4 eintretenden klemmt wird. Die Vorrichtung kann geeigneterweise Luft aus der durch den Zähler 37 angezeigten Steige- tragbar sein, und der Nachweis der Intensität an Radiorungsrate der Radioaktivität abgeleitet. Bei Verwen- aktivität auf dem Filtertnedium 2 wird verbessert, indung der Vorrichtung ohne Brom in der Flasche 4 er- dem eine so starke Abschirmung 35 als praktikabel gab sich, daß organische Jodverbindungen nicht durch ao vorgesehen wird,
das Filtermedium 2 ausgefiltert wurden. Der Nachweis der Intensität an Radioaktivität auf

Es wurde gefunden, daß alles verdampfte Brom, dem Filtermedium kann ebenfalls verbessert werden,

welches durch das Filtermedium durchtrat, aus dem indem ein zweiter Kanal in dem Szintillationszähler.

Luftstrom durch die Filter 39 und 40 entfernt wurde. welcher die Intensität der Untergrundstrahlung des

Alle Bestandteile der Vorrichtung, welche in Kon- 15 Szintimtionskristalls mißt und ein digitaler Subtrak-

takt mit dem Brom oder Bromdämpfen gebracht wur- tionskreis vorgesehen wird, welcher diesen Wert von

den. bestanden entweder aus Glas. Polytetrafluor- dem durch das Filtermedium 2 angezeigten abzieht,

äthylen oder einer korrosionsfesten Zirkonlegierung Bei einer anderen Ausführungsform wird das Rohr23

beispielsweise einer solchen, die 1.5 Gewichtsprozent weggelassen, so daß der Luftstrom nur längs dem

Zinn. 0.5 Gewichtsprozent Eisen, 0,1 Gewichtsprozent 30 Rohr 20 fließt. Das Ventil 19 wird durch ein normaler-

Chrom. 0.05 Gewichtsprozent Nickel, Rest Zirkon. weise geschlossenes Zweiwegeventil ersetzt. Die Zugabe

ausgenommen Verunreinigungen, enthielt. des Bromdampfes wird dann eingeregelt, indem eine

An Stelle eine flüssiges Brom enthaltende Flasche 4 relativ lange anfängliche Öffnungszeit des Zweiwegezu verwenden, kann diese durch ein Behältnis ersetzt ventils gegeben wird, wie bereits zuvor mit Bezug auf werden, in welches gasförmiges Fluor. Chlor oder 35 die Zeichnung beschrieben. Daran schließen sich Brom aus einer unter Druck stehenden Quelle hierfür relativ kurze Öffnungszeiten des Zweiwegeventils in gezugeführt wird, beispielsweise einer Gasflasche, so daß eigneten Intervallen an. beispielsweise 1 Sekunde in eine abgemessene Menge Gas in den durch das Ventil 19 Intervallen von 1000 Sekunden. Die erforderlichen, tretenden Luftstrom eingeführt wird. Bei dieser Aus- wirklichen Zeitabstände können durch Versuch heführungsform arbeitet die Vorrichtung im übrigen in 40 stimmt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnuneen

Claims (8)

Patentansprüche;

1. Verfahren zur Überwachung einer gasförmigen Atmosphäre auf radioaktive Jodisotope einschließlich solcher, die in organischen Verbindungen enthalten sind, durch Adsorption an einem Filter aus faserartigem, mit Holzkohle beladenem Folienmaierial und Untersuchung des Filterraediums auf Radioaktivität, dadurch gekennzeichnet, daß Fluor, Chlor oder Brom als gasförmiges Halogen in einen Strom der Atmosphäre eingeführt wird und der das gasförmige Halogen enthaltende Strom durch das Filtermedium geführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß das Filtermedium mit dem gasförmiger. Halogen imprägniert wird, bevor der das gasförmige Halogen enthaltende Strom durch das Fiitermedium geführt wird, und daß das gasförmige Halogen als abgemessene spurenweise Zugabe in den Strom eingeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß als gasförmiges Halogen verdampftes Brom verwendet wird und dieses in den Strom als spurenweiser Zusatz zugegeben wird, indem ein abgetrennter Teil des Stroms durch einen verdampften \nteil von flüssigem Brom geführt wird und dann der getrennte Teil des Stromes mit dem restlichen Teil hiervon wiedervereinigt wird.

4. Verfahren nach A:ispn :h 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Strom zurückbleibendes gasförmiges Halogen nach dem Durchtreten durch das Filtermedium hieraus ausgefiltert wird.

5. Vorrichtung zur Überwachung einer gasförmigen Atmosphäre auf radioaktive Jodisotope einschließlich solcher, die in organischen Verbindungen enthalten sind, welche ein faserformiges, mit Holzkohle beladenes Folienmaterial als Filter sowie Hilfseinrichtungen zur Untersuchung des Filters auf Radioaktivität umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß sie Hilfseinrichtungen zur Einführung von Fluor, Chlor oder Brom als gasförmigem Halogen in einen Strom der Atmosphäre besitzt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß diese mit Hilfseinrichtungen versehen ist, durch welche das Fiitermedium zu Anfang mit gasförmigem Halogen imprägniert werden kann, und daß die Hilfseinrichtungen zur Einführung des gasförmigen Halogens in den Strom Meßeinrichtungen zur Einführung einer abgemessenen, ipurenweisen Zugabe in den Strom besitzen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß diese Einrichtungen zur Einführung von gasförmigem Halogen in den Strom aufweist, welche Hilfseinrichtungen zur Aufbewahrung von verdampftem flüssigem Brom, Hilfseinrichtungen zur Abtrennung eines Teiles des Stromes von dem restlichen Teil hiervon und Hilfseinrichtungen zum Durchlesen des abgetrennten Teiles durch das verdampfte Brom umfaßt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß Filtereinrichtungen zur Ausfilterung von gasförmigem Halogen, welches aus dem Strom durch das Filtermedium nicht ausgefiltert wurde, vorgesehen sind.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überwachung einer Gasatmosphäre auf radioaktive Jodisotope einschließlich solcher, die in organischen Verbindungen enthalten sind. Eines der Hauptprobleme bei der Überwachung von Luft in der Nähe beispielsweise eines Kernreaktors u\{ radioaktive Jodisotope einschließlich in organischen Jodverbindungen enthaltene Jodisotope, wie Methyljodid, ist, daß mit Holzkohle beschichtetes, faserformiges Folienmaterial organische Jodverbindungen nicht für eine nennenswerte Zeit zurückhält. Mit Holzkohle beladene, faserförmige Folienmaterialien halten Jod in elementarer Form zurück, wurden jedoch wegen ihrer Unfähigkeit zum Zurückhalten organischer Jodverbindüngen für viele Anwendungen im Strahlenschutz als ungeeignet betrachtet, beispielsweise für die Überwachung von Luft in der Nähe von Kernreaktoren. Aus Schwiegk-Turba, Künstliche radioaktive Isotope in Physiologie, Diagnostik und Therapie, Bd. 1, 2. Auflage, 1961, S. 466, ist es bekannt, radioaktive Teilchen aus einem bekannten Luftvolumen durch Filterung niederzuschlagen und die Aktivität des Niederschlages zu bestimmen. Hierbei wird der Luftstrom über ein kontinuierlich ablaufendes Filterpapierband geführt, welches anschließend ausgemessen wird. Ferner ist ein ähnliches Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens aus »Atompraxis«, 1957, H. 10, S. 382 bis 387, bekannt. Für ein solches Verfahren bzw. bei Anwendung einer solchen bekannten Vorrichtung ist es jedoch nicht möglich, radioaktive Jodisotope, insbesondere solche, die in organischen Jodverbindungen eingebaut sind, zurückzuhalten.

Aufgabe der Erfindung ist ein Verfahren und eine

Vorrichtung zur Überwachung einer Gasatmosphäre auf radioaktive Jodisotope einschließlich solcher, die in organischen Verbindungen enthalten sind, wobei die radioaktiven Jodisotope aus dem Gas mittels eines mit Holzkohle beladenen, faserförmigen Folienmaterials ausgefiltert werden.

Die Lösung der Aufgabe ist durch ein Verfahren zur Überwachung einer gasförmigen Atmosphäre auf radioaktive Jodisotope einschließlich solcher, die in organischen Verbindungen enthalten sind, durch Adsorption an einem Filter aus faserartigem, mit Holzkohle beladenem Folienmaterial und Untersuchung des Filtermediums auf Radioaktivität möglich, welches sich dadurch kennzeichnet, daß Fluor, Chlor oder Brom als gasförmiges Halogen in einen Strom der Atmosphäre eingeführt wird und der das gasförmige Halogen enthaltende Strom durch das Filtermedium geführt wird.

Zur Lösung der Aufgabe dient ferner eine Vorrichtung zur Überwachung einer gasförmigen Atmosphäre auf radioaktive Jodisotope einschließlich solcher, die in organischen Verbindungen enthalten sind, welche ein faserformiges, mit Holzkohle beladenes Folienmateriai als Filter sowie Hilfseinrichtungen zur Untersuchung des Filters au! Radioaktivität umfaßt, die sich dadurch kennzeichnet, daß sie Hilfseinrichtungen zur Einführung von Fluor, Chlor oder Brom als gasförmigem Halogen in einen Strom der Atmosphäre besitzt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird das Filtermedium mit dem gasförmigem Halogen irtiprägniert, bevor die das gasförmige Halogen enthaltende Strömung durch das Filtermedium geleitet wird, wobei das gasförmige Halogen als spurenweiser Zusatz zu der Strömung eingeführt wird.