DE2261267C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Nachweis von Alkalimetall-Lecks und dafür geeigneter Werkstoff - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Nachweis von Alkalimetall-Lecks und dafür geeigneter Werkstoff

Info

Publication number
DE2261267C3
DE2261267C3 DE2261267A DE2261267A DE2261267C3 DE 2261267 C3 DE2261267 C3 DE 2261267C3 DE 2261267 A DE2261267 A DE 2261267A DE 2261267 A DE2261267 A DE 2261267A DE 2261267 C3 DE2261267 C3 DE 2261267C3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
hydrogen
temperature
alkali metal
substance
permeable element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DE2261267A
Other languages
English (en)
Other versions
DE2261267A1 (de
DE2261267B2 (de
Inventor
Eugene Farrell Belmont Calif. Hill
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Varian Medical Systems Inc
Original Assignee
Varian Associates Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Varian Associates Inc filed Critical Varian Associates Inc
Publication of DE2261267A1 publication Critical patent/DE2261267A1/de
Publication of DE2261267B2 publication Critical patent/DE2261267B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2261267C3 publication Critical patent/DE2261267C3/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21CNUCLEAR REACTORS
    • G21C17/00Monitoring; Testing ; Maintaining
    • G21C17/002Detection of leaks
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M3/00Investigating fluid-tightness of structures
    • G01M3/02Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum
    • G01M3/04Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point
    • G01M3/20Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using special tracer materials, e.g. dye, fluorescent material, radioactive material
    • G01M3/202Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using special tracer materials, e.g. dye, fluorescent material, radioactive material using mass spectrometer detection systems
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N7/00Analysing materials by measuring the pressure or volume of a gas or vapour
    • G01N7/10Analysing materials by measuring the pressure or volume of a gas or vapour by allowing diffusion of components through a porous wall and measuring a pressure or volume difference
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Examining Or Testing Airtightness (AREA)
  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
  • Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
  • Investigating And Analyzing Materials By Characteristic Methods (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 4 sowie einen Werkstoff zur Verwendung bei dem erfindungsgemäßen Verfahren.
Es ist ein Verfahren zum Nachweis von Lecks in einer Alkalimetall enthaltenden Konstruktion bekannt, bei dem austretendes Alkalimetall dadurch nachgewiesen v/urde, daß Wasserstoff in das Alkalimetall eindrang und dieser Wasserstoff nachgewiesen wurde (US-PS 65 769). Dieses bekannte Verfahren ist allenfalls in den Fällen geeignet, in denen das Alkalimetall in eine wasserhaltige Umgebung austritt, was in Dampfgeneratoren der Fall ist nicht aber an anderen Stellen.
Die Vorrichtung zur Durchführung des bekannten Verfahrens weist ein wasserstoffdurchlässiges Element und eine Anzeigeeinrichtung auf, die den Durchtritt von Wasserstoff durch das wasserstoffdurchlässige Element anzeigt; bei der bekannten Vorrichtung war die Anzeigeeinrichtung eine elektrolytische Zelle mit einem AnzeigeinstFumenL
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 Verfügbar zu machen, das einen Eingriff in die Alkalimetall enthaltende Konstruk^
tion überflüssig macht und für beliebige Umgebung geeignet ist, so daß auch Lecks außerhalb eines Dampferzeugers erfaßt werden können. Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichenteil des Anspruchs 1
aufgeführten Maßnahmen gelöst
Die bekannte Vorrichtung wird zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens durch die im Kennzeichenteil des Anspruchs 4 aufgeführten Merkmale abgewandelt.
Spezielle Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus den Ansprüchen 2 und 3; spezielle Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung aus den Ansprüchen 5 bis 16.
Ein speziell zar Verwendung bei einem erfindungsgemäßen Verfahren geeigneter Werkstoff ist in Anspruch 17 gekennzeichnet
Die Erfindung soll anhand der Zeichnung näher erläutert werden; es zeigt
Fig. 1 schematisch ein System mit dem Grundkonzept der Erfindung,
Fig.2 einen Schnitt durch eine Lecksonde, die übrigen Teile sind schematisch dargestellt,
F i g. 3 eine weitere Ausführungsform der Erfindung teilweise geschnitten und teilweise schematisch dargestellt und
Fig.4 schematisch ein System mit einem Massenspektrometer.
Das Grundkonzept der Erfindung ist in Verbindung mit F i g. 1 erkennbar, in der ein Stück Rohr 1 des Wärmeübergangssystem eines natriumgekühlten Kernreaktors dargestellt ist, und eine Sonde 2 einer lonenzerstäubungspumpe 3, die mit einem Alarmgerät 4 verbunden ist. Eine Wasserstoffverbindung in der der Wasserstoff durch Natrium ersetzt werden kann, ist in Verbindung mit der Außenfläche des Rohrs 1 erforderlich, durch das flüssiges Natrium beim Kühlen des Kernreaktors fließt Wenn im Rohr 1 ein Leck auftritt, kommt Natrium mit der Wasserstoffverbindung in Berührung, die in Verbindung mit dem Ort des Leckes vorhanden ist Es Findet dann eine chemische Reaktion entsprechend der allgemeinen Gleichung
2 Na+ 2 HX-2 NaX+ H2
statt, in der X das Element oder Radikal der Wasserstoffverbindung HX repräsentiert, das sich mit Natrium verbindet Aufgrund dieser chemischen Reaktion wird Wasserstoffgas erzeugt. Da Wasserstoff außerordentlich beweglich ist, kann die Sonde 2 in einem erheblichen Abstand vorn Rohr 1 angeordnet werden, wenn es auch aus praktischen Gesichtspunkten zweckmäßig ist sie im gleichen Raum wie das Rohr anzuordnen. Selbstverständlich kann eine Vielzahl von Sonden verwendet werden, und sie können mit der gleichen Pumpe 3 oder mit getrennten Pumpen verbunden werden. Die verschiedenen Proben wurden mit verschiedenen Pumpen verbunden werden, wenn es erwünscht ist zu wissen, welche Sonde das Leck festgestellt hat oder das Leck zuerst festgestellt hat. wenn angenommen wird, daß nicht alle Proben in gleicher Weise für das Leck zugänglich sind. Diese Anordnung hilft bei der Lokalisierung des Lecks.
In F i g. 2 ist ein Schnitt durch eine geeignete Sonde 2 dargestellt Die Sonde besteht aus einem Metallzylinder 7 mit einer wasserstoffdurchlässigen Membran 8, die an ein Ende desselben angelötet oder in anderer Weise vakuumdicht damit verbunden ist Die Membran besteht vorzugsweise aus Palladium wegen dessen hoher Durchlässigkeit für Wasserstoffgas, andere Werkstoffe, die für Wasserstoff durchlässig sind und für andere Gase im wesentlichen undurchlässig sind, beispielsweise Eisen, Nickel, Titan, Zirkon, Niob und Yttrium. Wie bereits erwähnt ist die Durchlässigkeit der Membran von ihrer Temperatur abhängig. Insbesondere steigt die Durchlässigkeit mit steigender Temperatur. Es ist deshalb erwünscht, die Membran heiß zu betreiben, um die Empfindlichkeit des Systems für eine Membran bestimmter Größe zu erhöhen. Die Membran kann mit einem Heizer 9 erwärmt werden, wenn die Membran in einer relativ kühlen Umgebung angeordnet ist Der Heizer kann ein üblicher elektrischer Heizer in Form eines Spiraldrahtes sein, der eine äußere Zuleitung 10 und eine innere Zuleitung 11 aufweist. Eine elektrisch isolierende Hülse 12 umgibt den Metallzylinder 7, um die Leitungen 10 und 11 aufzunehmen. Der Heizer 9 wird in üblicher Weise mit einer elektrischen Stromquelle 14 mit Energie versorgt
Aus der vorangegangenen Diskussion sollte klar sein, daß ein Heizer einen oder zwei Zwecke erfüllen kann. Ein Zweck ist einfach, die Membran heiß zu betreiben, und zwar in den Fällen, in denen sich die Membran in einer relativ kühlen Umgebung befindet Der andere Zweck isu die Temperatur der Membran konstant zu halten, so daß die Wasserstoffme ,/e, die durch die Membran hindurchtritt, wahrhaft die K.or zentration des Wasserstoffgases außerhalb der Probe wiederspiegeit Für eine bestimmte Wasserstoffkonzentration dringt bei niedriger Temperatur eine relativ kleine Menge durch d'-s Membran hindurch, und bei hoher Temperatur der Membran tritt eine relativ große Menge durch. Bei der Ausführungsform nach F i g. 2 wird der Heizer 9 für beide Zwecke verwendet. Dementsprechend ist ein Temperaturfühler, beispielsweise ein Thermoelement 15 mit der Membran 8 verbunden. Die Thermoelement-Zuleitungen 16 und 17 führen zu einer üblichen Stromversorgung und einem Signalempfänger 18. Das vom Empfänger 18 aufgenommene Temperatursignal wird der Stromversorgung 14 zugeführt um die Stromversorgung so einzustellen, daß die Membran auf einer gewünschten Temperatur gehalten wird, beispielsweise 400° C.
Das untere Ende des Sondenzylinders 7 ist mi; einer Vakuumpumpe 3 verbunden. Die Verbindung wird vorzugsweise mit Hilfe eines Vakuumflansches 20 hei gestellt, der vakuumdicht mit dem Rohr 7 verbunden ist und mit einem passenden Flansch 21 verbolzt wird, der vakuumdicht mit dem Einlaßrohr 23 der Vakuumpumpe 3 verbunden ist
Wie bereits erläutert, ist die Vakuumpumpe 3 vorzugsweise eine Ionenzerstäubungspumpe, weil eine solche Pumpe sowohl als Pumpe als auch als Manometer dient Bei einer solchen Pumpe wird das Gas in der Pumpe ionisiert und der von der Pumpe gezogene Strom ergibt ein Maß für den Gasdruck in der Pumpe.
Das Gasdrucksignal, was durch den Pumpenstrom gegeu<:r wird, wird zum Alarm 4 übertragen, der in geeigneter, üblicher Weise ausgelegt wird und ein hörbares und/ode. sichtbares Alarmzeicnen gibt In einigen Systemen ist es auch erwünscht, daß der Alarm auch ein automatisches Gerät auslöst, mit dem der Kernreaktor oder das andere System abgeschaltet wird, das hinsichtlich Lecks überwacht wird. Es ist ferner erwünscht, daß das Alarmgerät 4 einen Schreiber enthält, der inspiziert werden kann, um die Größe und vorzugsweise auch die Zeit des Leckes kennenzulernen.
Im Betrieb nach der Erfindung wird der Untergrund' druck innerhalb der Pumpe 3 im kontinuierlichen Betrieb konstant gehalten. Der Alarm wird so eingestellt, daß das Drucksignal von der Pumpe zum Alarm aufgrund dieses Untergrunddruckes nicht aus-
reicht, den Alarm auszulösen, und irgendein Schreiber im Alarmgerät zeichnet den Untergrunddruck als Nullpegel oder Unterpegel auf. Wenn Alkalimetall, beispielsweise Natrium, aus der es enthaltenden Konstruktion austritt, die durch das Rohr 1 repräsen- <·, tiert ist, und mit einer Wasserstoff enthaltenden Substanz in Berührung kommt, beispielsweise feuehligkeitshaltige Luft, wird Wasserstoffgas erzeugt. Das Wasserstoffgas diffundiert durch die Membran 8 in die Pumpe 3, wo es ionisiert wird. Der von der Pumpe gezogene Strom steigt dann vom Hintergrundpegel an aktiviert den Alarm.
Es können auch andere lonenpumptypen, die eine Druckmessung ergeben, verwendet werden. Selbstverständlich können auch Vakuumpumpen verwendet werden, die ausschließlich pumpen, wenn ein übliches Vakuummanometer mit der Pumpe verbunden wird. In einem solchen Falle würde der Alarm 4 mit dem manometer verbunden.
Wenn das Rohr 1 von einer Luftatmosphäre umgeben ist, wurde festgestellt, daß sich ausreichend Wasserdampf in der Luft befindet (selbst wenn der Taupunkt der Luft bei -48°C (- 45° F) liegt) um eine nachweisbare Menge von Wasserstoffgas beim Eintreten eines Natriumlecks zu erhalten. Zwei Reaktionen erfolgen in χ-, diesem Falle: Zunächst reagiert das Natrium mit dem Wasserdampf nach der Gleichung
2 Na+ 2 H2O-2 NaOH+ H2
und dann reagiert weiteres Natrium mit so erzeugtem κι Natriumhydrooxyd entsprechend der Gleichung
2 Na + 2 NaOH- 2 Na2O + H2.
In Situationen, in denen das Vorhandensein von mit jj Wasserdampf beladener Luft in Verbindung mit den Außenflächen einer Natrium enthaltenden Konstruktion nicht erwartet werden kann, wird erfindungsgemäß dafür gesorgt, daß irgendeine andere wassersloffhaltige Substanz in Verbindung mit dieser Oberfläche angeordnet wird. Im allgemeinen sind die folgenden und andere Substanzen der Art eeeienet. deren Wasserstoff durch ein Alkalimetall ersetzt werden kann: Anorganische Hydroxyde, viele Tone (einschließlich Silikate und Oxyde). Isolierstoffe wie Mica und Asbest, und a% organische Verbindungen wie Alkohole und Phenole.
Wenn die Erfindung dazu verwendet wird, Lecks beim Betrieb eines Kernreaktors nachzuweisen, machen die hohen Temperaturen und Strahlungsflüsse, die notwendigerweise mit Kernreaktoren verbunden sind. v> es wichtig, daß die Wasserstoffverbindung bei solchen hohen Temperaturen und Strahlungsflüssen stabil ist und mit rostfreiem Stahl (oder einer anderen Hochtemperaturlegierung auf Eisenbasis) verträglich ist, die als Konstruktionswerkstoffe für das Wärmeübertragungssystem des Reaktors verwendet werden. Es wurde experimentell festgestellt, daß Bariumhydroxyd Ba(OH)2 besonders dazu geeignet ist, angrenzend an die Außenflächen eines Kernreaktorkühlsystems angeordnet zu werden. Bariumhydroxyd ist ehemisch stabil bis wi zu Temperaturen von 700° C aiso gut oberhalb des Bereiches, unter dem Kernreaktoren sicher arbeiten können. Bariumhydroxyd ist auch unter Neutronenflüssen bis zu 5 ■ IO10 Neutronen/cm2/sec stabil, unter Gammabestrahlung mit Energiepegeln bis zu 4 MeV, h5 und ßetapartikeln mit Energien bis zu 4 MeV. Zusätzlich reagiert Bariumhydroxyd mit Natrium nach der Gesamtgleichung
2 Na + Ba(OH)2-- BaO + Na2O + H2
oder
2Na +BaO · H2O-* BaO + Na2O + H2
über dem gesamten Temperaturbereich vom Schmelzpunkt von Natrium bis hinauf zu 7Ö0°C Weiterhin reagiert Bariumhydroxyd nicht korrosiv mit rostfreiem Stahl oder anderen Hochlemperaturlegierungcn auf Eisenbasis und ist inert hinsichtlich der Silikate oder Oxyde, die normalerweise als Isolierstoffe verwendet werden.
Bariumhydroxyd ist eine relativ billige Substanz, die in Pulverform im Handel erhältlich ist. Es kann in Berührung mit der Außenfläche einer Natrium enthaltenden Konstruktion angeordnet werden, indem es in Wasser gelöst oder mit einem Dickungsmittel, wie Bentonit in Wasser suspendiert wird. Diese Lösung oder Aufschlämmung kann dann direkt auf die Oberfläche der Natrium enthaltenden Konstruktion aufgebracht werden, beispielsweise durch Aufstreichen oder Aufdampfen. Statt dessen kann das Bariumhydroxyd in gleicher oder ähnlicher Weise auf Metallgewebe. Maschenmaterial oder Drehspäne aufgebracht werden, und das so gebildete Material kann in Berührung mit der Außenfläche der Natrium enthallenden Konstruktion gebracht werden.
F i g. 3 zeigt eine Ausführungsform, in der das Alkalimetall enthaltende Rohr von einem thermischen Isolierrohr 26 umgeben ist, und der Zwischenraum ist mit einer porösen Füllung 27 aus Drehspänen gefüllt, die in der beschriebene.'i Weise mil Bariumhydroxyd beschichtet sind. Die Sonde 2 ist durch das Isolierrohr 26 eingesetzt und ragt in den die Drehspäne 27 enthaltenden Raum. Da die Membran in der Sonde 2 bei dieser Ausführungsform sich innerhalb des thermisch isolierten, heißen Raumes befindet, der das Rohr 1 umgibt, ist der Heizer 9 weggelassen, weil er nicht dazu benötigt wird, die Membran heiß zu betreiben. Flüssiges Natrium in einem Kernreaktorsystem befindet sich beispielsweise auf irgendeiner hohen Temperatur, etwa 400° C. Wenn das System so arbeitet, daß die Temperatur des Alkalimetnils variiert, ist es notwendig, den zweiten Zweck des fehlenden Heizers zu kompensieren, nämlich Betrieb der Membran auf konstanter Temperatur. Das wird dadurch erreicht, daß das Temperatursignal vom Empfänger 18 in einen Signalanalyse-Temperaturkompensator 29 übertragen wird. Der Kompensator 29 analysiert das Temperatursignal vom Empfänger 18 und erzeugt eine Korrektur für das Drucksignal von der Pumpe 3. um ein temperaturkorrigiertes Drucksignal zum Alarm 4 zu übertrage:!. Genauer gesagt, das Lecknachweissystem ist so kalibriert, daß der Alarm 4 aktiviert wird, wenn eine bestimmte Wasserstoffkonzentration außerhalb der Membran 8 vorhanden ist, wenn die Membran sich auf einer gewählten Temperatur, beispielsweise 400°C befindet Der Kompensator 29 wird mit Bezug auf bekannte Daten der Diffusionsrate in Abhängigkeit von der Membrantemperatur kalibriert
Die Diffusionsrate von Palladium in Abhängigkeit von der Temperatur ist beispielsweise zu finden in »Permeation of Hydrogen Through Metals«, R. W. Wepp, Report No. NAA-SR-10462, Atomics International Report AT (ll-l)-GEN-8, 25. JuIi 1965. Die Kalibrierung des Kompensator 29 ist so, daß. wenn dieser ein Temperatursignai der gewählten Temperatur vom Empfänger 18 aufnimmt, der das Drucksignal von der Pumpe 3 ohne Nachstellung zum Alarm 4 überträgt.
Wenn die Temperatur der Membran jedoch über oder unter die gewählte Temperatur geht, sorgt dieses abweichende Temperalursignal dafür, daß der Kompensator 29 das Drucksignal von der Pumpe 3 nach oben bzw. unten nachstellt, so daß das endgültige Drücksignai zum Alarm 4 den Druck repräsentiert* der in der Pumpe auftreten würde, wenn sich die Membran auf der gewünschten Temperatur befinden würde.
In Situationen, in denen freies nicht isotopisches Wasserstoffgas normalerweise in der Nachbarschaft der Natrium enthaltenden Konstruktion vorhanden ist, beispielsweise wo Schweißvorgänge in der Nähe des Kernreaktors oder anderen Grundsystems stattfinden können, das überwacht wird, wird es notwendig, daß der Wasserstoffgasfühler zwischen freiem Wasserstoff Und solchem Wasserstoff unterscheidet, der durch ein Alkalimetalleck erzeugt wird Das kann dadurch erreicht werden, daß eine Verbindung, die eine Wasserstoffisotope enthält, in Verbindung mii der Außenfläche der Alkalimetall enthaltenden Konstruktion angeordnet wird, und die Vakuumpumpe mit einem Massenspektrometer gekoppelt wird. Die eine Isotope enthaltende Verbindung wird auf das Rohr I oder anderes Material geschichtet, wie das für Bariumhydroxyd in Verbindung mit Fig.3 beschrieben worden ist. Bariumdeuteroxyd (d.h. Bariumhydroxyd mit einem schweren Wasserstoffatom) hat im wesentlichen die gleichen Stabilitätseigenschafien wie Bariumhydroxyd und ist kommerziell leicht erhältlich. Aus diesem Grunde ist Bariumdeuteroxyd eine besonders geeignete Vemindung zur Ar rdnung in der Nähe eines Kernreaktors. Beim Auftreten eines Natriumlecks reagiert das Natrium mit dem Bariumdeutcroxyd, so daß
Deuteriumgas erzeugt wird. Der Bereich in der Nähe des Ortes des Leckes füllt sieh sofort mit einer Menge Deuteriumgas, die deutlich größer ist als die Menge an Deuteriumgas, das sich normalerweise in der Atmo-Sphäre befindet. Dieser Überschuß kann mit einem Massenspektrometer nachgewiesen wefdeil, und das Ausgangssignal des Spektrometer wird zum Alarm und der Aufzeichnungseinrichtung übertragen. Fig.4 zeigt eine Anordnung, bei der ein Massenspektrometer 30 mit der Pumpe 3 gekoppelt ist, und der Ausgang vom Spektrometer wird zum Alarm 4 übertragen. Wenn der Natriumlecknachweis auf dem Nachweis eines Wasserstoffisotopengases mit einem Spektrometer beruht, ist es nicht notwendig, daß die Vakuumpumpe eine Möglichkeit zur Überwachung des Druckes innerhalb der Pumpe aufweist. Es ist also irgendein Hochvakuum pumpcntyp geeignet, wenn auch eine lonenzerstäiibtingspumpe der oben beschriebenen Art weiterhin
cfwiimcili ist, der "iimperiSirGiTi Wirt! jcdoGri riieb1. ;t!s
_>ii Drücksignal verwendet. Ein Massenspektrometer kann auch dazu verwendet werden, nicht isotropischen Wasserstoff nachzuweisen, statt daß der Pumpenstrom öder ein Manometer verwendet werden, svenn das nachzuweisende Gas nicht isotopischcr Wasserstoff ist.
ή Irgendein übliches Massenspektrometer kann verwendet werden, das so konstruiert oder eingestellt ist. daß selektiv die Form des Wasserstoffgases nachgewiesen wird, die gemessen werden soll. Wenn auch in der dargestellten Ausführungsform das Massenspcktromi··
in ter direkt mit dem Alarm 4 verbunden ist, so kann es doch auch über einen Temperaturkompchsator ähnlich dem Kompensator 29 an diesen angeschlossen werden.
Hierzu 1 Watt Zeichnungen

Claims (1)

  1. Patentansprüche:
    1. Verfahren zum Nachweis von Lecks in einer Alkalimetall enthaltenden Konstruktion durch Nachweis des austretenden Alkalimetalls, dadurch gekennzeichnet, daß die Konstruktion in einer Umgebung angeordnet wird, die eine Substanz enthält, die Wasserstoff enthält, der durch Alkalimetall ersetzt werden kann, um Wasserstoffgas zu erzeugen, und daß das Vorhandensein des Wasserstoffgases nachgewiesen wird, indem es durch ein wasserstoffdurchlässiges Element (8) diffundiert wird.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des wasserstoffdurchlässigen Elementes (8) überwacht wird und die erhaltene Temperaturablesung dazu verwendet wird, die nachgewiesene Diffusion von Wasserstoffgas zu korrigieren, um Änderungen der Temperatur gegenüber tiner gewählten Temperatur zu kompensieren.
    3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umgebungssubstanz eine Wasserstoffisotope enthält und der Nachweis des Wasserstoffgases auf den Nachweis dieser Isotope begrenzt wird.
    4. Vorrichtung zum Nachweis von Wasserstoffgas zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, 2 oder 3, mit einem wasserstoffdurchlässigen Element und einer Anzeigeeinrichtung, die den Durchtritt von Wasserstoff durch das wasserstoffdurchlässige Element anzeigt, < adurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (3) zur Erzeugung eines Vakuums vorgesehen ist sowie ine Einrichtung (3; 30) zur Messung des Wasserstoffdruckes im Vakuum, und daß das wasserstoffdurchlässige Element (8) dicht an die Vakuumerzeugungseinrichtung (3) angesetzt ist und die Anzeigeeinrichtung (4) to angeschlossen ist, daß sie das Ausgangssignal von der Meßeinrichtung (3; 30) erhält.
    5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennteichnet, daß die Einrichtung zur Erzeugung des Vakuums und die Einrichtung zur Messung des Wasserstoffdruckes aus einer lonenzerstäubungspumpe (3) bestehen.
    6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (18) vorgesehen ist, mit der die Temperatur des wasserstoffdurchlässigen Elements (8) gefühlt wird und ein Temperatursignal erzeugt wird.
    7. Vorrichtung nach Anspruch 4,5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Heizer (9) angrenzend an das wasserstoffdurchlässige Element (8) angeordnet ist.
    8. Vorrichtung nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Temperatursignal zum Heizer (9) übertragen wird, um diesen so einzustellen, daß das wasserstoffdurchlässige Element (8) auf einer konstanten Temperatur gehalten wird.
    9. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Temperaturkompensa* tionscinrichtung (29) mit der Druckmeßeinrichtung (3) und der Temperaturfühleinrichtung (18) verbunden ist und ein temperaturkorrigiertes Drucksignal erzeugt und dieses korrigierte Drucksignal der Anzeigeeinrichtung (4) zugeführt wird.
    10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet, daß eine durch Alkalimetall ersetzbaren Wasserstoff enthaltende Substanz (27) angrenzend an die das Alkalimetall enthaltende Konstruktion (1) angeordnet ist,
    U. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserstoff in der Substanz nicht isotopischer Wasserstoff ist
    12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Substanz Bariumh, droxyd ist
    13. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserstoff in der Substanz isotopischer Wasserstoff ist.
    14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Substanz aus Bariumdeuteroxyd besteht
    15. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmeßeinrichtung aus einer Einrichtung (30) besteht, mit der selektiv der Druck des isotopischen Wasserstoffs gemessen wird.
    16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß eine thermische Isolierkonstruktion (26) die das Alkalimetall enthaltende Konstruktion umschließt und das wasserstoffdurchlässige Element (8) innerhalb der thermischen Isolierung (26) urd außerhalb der Konstruktion (1) angeordnet ist
    17. Werkstoff zur Verwendung bei einem Verfahren nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einer für Wasserstoff porösen Substanz besteht, die mit einem Stoff beschichtet ist, der durch Alkalimetall ersetzbaren Wasserstoff enthält, und daß die Substanz fest ist und einen Schmelzpunkt oberhalb des Schmelzpunktes irgendeines Alkalimetalls hat.
DE2261267A 1971-12-16 1972-12-14 Verfahren und Vorrichtung zum Nachweis von Alkalimetall-Lecks und dafür geeigneter Werkstoff Expired DE2261267C3 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US20873371A 1971-12-16 1971-12-16

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE2261267A1 DE2261267A1 (de) 1973-07-05
DE2261267B2 DE2261267B2 (de) 1980-10-16
DE2261267C3 true DE2261267C3 (de) 1981-09-24

Family

ID=22775815

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2261267A Expired DE2261267C3 (de) 1971-12-16 1972-12-14 Verfahren und Vorrichtung zum Nachweis von Alkalimetall-Lecks und dafür geeigneter Werkstoff

Country Status (6)

Country Link
JP (1) JPS4877893A (de)
DE (1) DE2261267C3 (de)
FR (1) FR2170464A5 (de)
GB (2) GB1421546A (de)
IT (1) IT971919B (de)
NL (1) NL7217247A (de)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5181191A (de) * 1975-01-10 1976-07-15 Kawasaki Heavy Ind Ltd
JPS51101592A (de) * 1975-03-05 1976-09-08 Kawasaki Heavy Ind Ltd
US4091283A (en) * 1975-07-02 1978-05-23 Westinghouse Electric Corp. Extremely sensitive metallic vapor detection
JPS58150836A (ja) * 1982-03-03 1983-09-07 Hitachi Ltd ナトリウム漏洩規模判定方法
CN105758597A (zh) * 2016-03-26 2016-07-13 宁波市宇华电器有限公司 一种转换接头质检设备
CN105628315A (zh) * 2016-03-26 2016-06-01 宁波市宇华电器有限公司 一种加压测试机
CN111613354A (zh) * 2020-06-03 2020-09-01 中国原子能科学研究院 液态金属管道中的氢的检测装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3565769A (en) * 1967-10-17 1971-02-23 United Nuclear Corp Method and apparatus for determination of hydrogen content in a high temperature fluid

Also Published As

Publication number Publication date
DE2261267A1 (de) 1973-07-05
IT971919B (it) 1974-05-10
GB1421545A (en) 1976-01-21
FR2170464A5 (de) 1973-09-14
NL7217247A (de) 1973-06-19
GB1421546A (en) 1976-01-21
JPS4877893A (de) 1973-10-19
DE2261267B2 (de) 1980-10-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1826777B1 (de) Verfahren zur Prüfung eines Brennstabhüllrohres sowie zugehörige Vorrichtung
DE3148611C2 (de) Wasserstoff-Fühler
DE69019642T2 (de) Einrichtung und Elektrode zur lokalen Ueberwachung der Qualität des Hochtemperaturwassers für Kraftwerke.
DE69011746T2 (de) Referenz-Elektrodensonde.
DE69006768T2 (de) Testelektrode.
US5571394A (en) Monolithic sensor switch for detecting presence of stoichiometric H2 /O2 ratio in boiling water reactor circuit
DE2520444A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum kontinuierlichen messen der wasserstoffkonzentration in argongas
DE2261267C3 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Nachweis von Alkalimetall-Lecks und dafür geeigneter Werkstoff
DE69006901T2 (de) Testelektrode.
DE3687788T2 (de) Verfahren zur fluessigkeitsanalyse unter verwendung einer quelle schneller neutronen.
DE2454179A1 (de) Gassonde
DE2236252A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur ermittlung von fehlern in der brennstoffversorgung eines kernreaktors
CH680165A5 (de)
DE69225464T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur zerstörungsfreien Prüfung einer Wand eines mit einer radioaktiven Flüssigkeit gefüllten Behälters
DE2813818A1 (de) Elektrochemische vorrichtung und verfahren zu ihrer anwendung
DE2629803A1 (de) Verfahren und geraet zur erkennung von metalldampf in einer abgeschlossenen atmosphaere
DE2349062A1 (de) Geraet und verfahren zur ueberwachung von natriumdampfdruck
DE3215059A1 (de) Lithiummetalldetektor
DE2642808A1 (de) Elektrochemisches geraet zum messen der kohlenstoffkonzentration
DE4126468C2 (de) Verfahren zur Behandlung des Primärkühlmittels eines Druckwasserreaktors
DE2556217C3 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Messung der Diffusion von Teilchen eines oder mehrerer Materialien durch ein anderes, in fester Form vorliegendes Material
Sarkar et al. Determination of oxygen to uranium ratio in irradiated uranium dioxide by controlled potential coulometry
DE2121733A1 (de) Aktivitätsmessvorrichtung für Kohlenstoff in Metallschmelzen
DE2164098C3 (de) Verfahren zur Bestimmung des Abbrandes von Brennelementen für Kernreaktoren
DE1798002C3 (de) Meßsonde zur Bestimmung des Sauerstoffgehaltes in Gasen, Dämpfen und Flüssigkeiten, insbesondere in flüssigen Metallen

Legal Events

Date Code Title Description
OGA New person/name/address of the applicant
OD Request for examination
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
8328 Change in the person/name/address of the agent

Free format text: DERZEIT KEIN VERTRETER BESTELLT

8339 Ceased/non-payment of the annual fee