DE2711671A1

DE2711671A1 - Jodmonitor

Info

Publication number: DE2711671A1
Application number: DE19772711671
Authority: DE
Inventors: Hermann Dipl Chem Dr Deuber; Heinrich Mahnau; Juergen Dipl Chem Wilhelm
Original assignee: Kernforschungszentrum Karlsruhe GmbH
Current assignee: Forschungszentrum Karlsruhe GmbH
Priority date: 1977-03-17
Filing date: 1977-03-17
Publication date: 1978-09-21

Description

Die Erfindung betrifft einen Jodmonitor zur kontinuierlichen
Einzelmessung von Jodkomponenten in Luft mittels Nachweis von bei Zerfall von Jod entstehender Quantenstrahlung mit Szintillatoren, die achsparallel in den Luft führenden Leitungen angeordnet sind und bei denen die Zwischenräume zwischen Szintillatorgehäusen und Leitungsinnenwandungen vollständig von Filtern ausgefüllt sind.
An einzelnen Reaktorstandorten überschreitet die rechnerisch ermittelte Umgebungsbelastung durch 131J die zulässigen Werte, wenn eine Jodabgabe in ausschließlich elementarer Form vorausgesetzt wird. FUr die Erteilung der Erlaubnis zur Errichtung von mehreren Xraftwerksblöcken an einem Standort kann die zu erwartende Umgebungsbelastung durch 131J in elementarer Form bereits zum limitierenden Faktor werden. Bei den zugrundeliegenden Berechnungen der Umgebungsbelastung durch Radiojod wird nämlich in der Regel von der Annahme ausgegangen, daß das in die Umgebung freigesetzte Jod ausschließlich in elementarer Form auftritt und Uber den Weide-Kuh-Milchpfad mit hoher Anreicherung inkorporiert werden kann. Da in der Fortluft von kerntechnischen Anlagen tatsächlich Jodverbindungen mit wesentlich geringerer Abscheidungsgeschwindigkeit als der von elementarem Jod zu erwarten sind, führt diese Annahme zu nicht gerechtfertigten, schwerwiegenden Einschränkungen.
Die Aufgabe, die die Erfindung zu lösen hat, besteht nunmehr darin, daß ein Jodmonitor geboten werden soll, der eine kontinuierliche Messung des Radiojodes in der Abluft von Kernkraftwerken mit gleichzeitiger Anzeige des leicht adsorbierbaren, für Ernährungsketten (Veide-Kuh-Milchprad) wirksamen Jodes und des schwer abscheidbaren, nur Aber Inhalation wirksamen Jodes - die Gefährdung durch diesen Anteil ist bei Vorlage gleicher Aktivitätsabgabe geringer als 1 s der Geflhrdung, die durch für Ernährungsketten relevante Jodverbindungen gegeben ist - ermöglicht.
Jodmonitor Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Szintillatoren in getrennten Leitungen in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sind, daß beide Leitungen eine gemeinsame Zu- und Abluftleitung aufweisen und daß das eine Filter sämtliche Jodkomponenten und das andere Filter elementares und/oder leicht adsorbierbares Jod snmrnelt.
Eine Weiterführung der Erfindung sieht vor, daß in der gemeinsamen Zuleitung ein Aerosolfilter und eine Heizung und in der gemeinsamen Abluftleitung ein Gebläse untergebracht sind.
Eine Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß in der gemeinsamen Zuleitung ein Luftverteiler zur gleichmäßigen Beaufschlagung der die Filter und Szintillatoren enthaltenden Leitungen mit Luft angeordnet ist. Es können auch in den Leitungen auf der Abluftseite der Filter pneumatische bzw. andere Regler zur Volumenstromregelung vorgesehen sein. Bei allen Ausführungsformen der Erfindung wird dafür gesorgt, daß die beiden Szintillatoren gegeneinander abgeschirmt sind.
Die besonderen Vorteile der Erfindung sind darin zu sehen, daß der Jodmonitor eine separate Messung des Gesamtjodes und des elementaren Jods sowie anderer leicht abscheidbarer Jodverbindungen ermöglicht. Damit werden die Kernkraftwerke und andere Retreiber kerntechnischer Anlagen in den Stand gesetzt, die tatsächlich zu erwartende Umgebungsbelastung durch Radiojod über eine gewichtete Bewertung der einzelnen Jodkomponenten realistisch zu ermitteln.
So wird außerdem durch eine diskriminierende Messung der Abgabe des Radiojods in der Umgebung der Zubau von weiteren Kernkraftwerksblöcken bzw. die Betriebsaufnahme von einzelnen Kernkraftwerksblöcken an Standorten ermöglicht, an denen dies bisher aufgrund einer pauschalen, aber unrealistischen Beurteilung der Radiojodabgabe und der daraus folgenden Umgebungsbelastung (Schilddrüsendosis) nicht durchsetzbar war.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines AusfUhrungsbeispiels mittels der Figuren 1 und 2 näher erläutert.
Die Figur 1 zeigt einen Schnitt durch ein Gehäuse 1, welches aus einem Zylinder oder einem Kubus besteht und zwei innenliegende Leitungen 2 und 3 für Luft enthält, die zur Aufnahme von Szintillatoren 4 und 5, von Filtern 6 und 7 sowie von Photomultipliern 8 und 9 dienen. Die Zuführung der Meßluft erfolgt Uber eine gemeinsame Zuluftleitung 10, in der ein Aerosolfilter 11 und eine lIeizwendel 12 angeordnet sind. Die Heizung 12 in der Zuluftleitung 10 dient zur Herabsetzung der relativen Luft feuchte. Sie besteht in ihrer einfachsten Aus führungs form aus einer Heizwendel, welche über Zuleitungen mit Strom versorgt werden kann.
Die Zuluft wird über einen Luftverteiler 13 auf die beiden Leitungen 2 und 3 gleichmäßig verteilt. Die gleichmäßige Beaufschlagung der Filter 6 und 7 wird dadurch erreicht, daß die Abmessungen der beiden Leitungen 2 und 3 gleich sind und die Zuleitung 10 mittig angeordnet ist. Zusätzlich wären Umlenkbleche und/oder Prallbleche denkbar.
Die beiden Leitungen 2 und 3 sind im Gehäuse 1 parallel zueinander angeordnet, wobei zwischen ihnen Wandmaterial 14 sich befindet, welches zur Abschirmung der beiden Szintillatoren 4 und 5 gegeneinander dient. Diese Abschirmung 14 ist ebenfalls in Bezug auf die beiden Leitungen 2 und 3 sowie die Luftzuleitung 10 derart ausgebildet, daß keine Beeinträchtigung der gleichmäßigen Luftbeaufschlagung auf beide Leitungen 2 und 3 erfolgen kann. Die Szintillatoren 4 und 5 (NaJ(Tl)) sind achsparallel in den Leitungen 2 und 3 angeordnet.
Die Zwischenräume 15 und 16 zwischen der Oberfläche der Kristalle 4 und 5 und den Leitungsinnenwänden 17 und 18 sind vollständig mit den Filtern 6 und 7 ausgeflillt. Es kann sich bei den Filtern 4 und 5 um Patronen handeln, welche Innenbohrungen aufweisen, durch die die Szintillationskristalle 4 und 5 hindurchragen. Die Filter 6 und 7 erstrecken sich jedoch nicht über die gesamte Länge der Szintillationskristalle 4 und 5. Filter und Kristalle sind jedoch derart gegeneinander angeordnet, daß die Szintillatorkristalle 4 und 5 gegenüber den von dem in den Filtern 6 und 7 adsorbierten 13lJ ausgehenden Gammaquantenstrahlen gleich empfindlich sind. Die von den Gammaquanten in den Szintillationskristallen 4 und 5 erzeugten Lichtblitze werden danach von den Photomultipliern 8 und 9 registriert und über Leitungen 19 und 20 (siehe Fig. 2) als Signale zu Einkanaldiskrirninatoren 23, 211 geführt.
Zwischen den Photomultipliern 8 und 9 (siehe Fig. 1) und der Leitungsinnenwandung 17 und 18 befindet sich jeweils ein Zwischenraum 25, 26, durch den die Abluft zu der Sammelleitung 21 mittels eines Cebläses 22 abgesaugt werden kann.
Das Sorptionsmaterial zur Adsorption von elementarem Jod und leicht adsorbierbarem Jod im Filter 7 besteht z.B. aus amorpher Kieselsäure, welche mit silberfreien Salzen imprägniert ist.
Dahingegen besteht das Sorptionsmaterial des Filters 6 für die Adsorption von Gesamtjod aus amorpher Kieselsäure, welche mit Silbernitrat imprägniert ist. Die von den beiden Photomultipliern 8 und 9 ausgehenden Signale, welche in den Einkanaldiskriminatoren 23, 24 (siehe wiederum Fig. 2) aufgenommen wurden, werden weiter zu Ratemetern 27, 28 geführt, denen ein Differenzratemeter 29 mit digitalem oder analogem Ausgang 30> 31 1 nachgeschaltet ist. An den Ausgängen 32, 33 oder 34, 35 der einzelnen Ratemeter 27, 28 sind die Meßwerte für die Aktivität des Gesamtjodes und die Aktivität von elementarem Jod und leicht adsorbierbarem Jod abzunehmen, während an dem Differenzratemeter 29 bzw. 30, 31 ein Meßwert für leicht flüchtiges, schwer adsorbierbares Jod entnommen werden kann.

Claims

Patentansprfiche 1. Jod monitor zur kontinuierlichen Einzelmessung von Jodkomponenten in Luft mit Nachweis von bei Zerfall von Jod entstehender Quantenstrahlung mit Szintillatoren, die achsparallel in den Luft fahrenden Leitungen angeordnet sind und bei denen die zwischen räume zwiochen Szintillatorgehäusen und Leitungsinnenwandungen vollständig von Filtern ausgefüllt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Szintillatoren (4 und 5) in getrennten Leitungen (2 und 3) in einem gemeinsamen Gehäuse (1) untergebracht sind, daß beide Leitungen (2 und 3) eine gemeinsame Zu- und Abluftleitung (10 und 21) aufweisen und daß das eine Filter (6) sämtliche Jodkomponenten und das andere Filter (7) elementares und/oder leicht adsorbierbares Jod sammelt.
2. Jodmonitor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der gemeinsamen Zuleitung (10) ein Aerosolfilter (11) und eine Heizung (12) und in der gemeinsamen Abluftleitung (21) ein Gebläse (22) untergebracht sind.
3. Jodmonitor nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der gemeinsamen Zuleitung (10) ein Luftverteiler (13) zur gleichmäßigen Beaufschlagung der die Filter (6 und 7) und Szintillatoren (4 und 5) enthaltenden Leitungen (2 und 3) mit Luft nachgeordnet ist.
4. Jodmonitor nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Szintillatoren (4 und 5) gegeneinander mittels der Abschirmung (14) abgeschirmt sind.