DE2737247C2 - Einrichtung zum selektiven Messen des in Luft oder sonstigem Gas enthaltenen Jod-129 mit einem Szintillator und einem diesen umgebenden Filter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum selektiven Messen des in Luft oder sonstigem Gas enthaltenen radioaktiven Nuklides Jod-129 mittels Nachweis von bei Zerfall des Jod-129 entstehender Quantenstrahlung, mit mindestens einem eine zylindrische Außenfläche aufweisenden, achsparallel in einer die Luft oder das Gas führenden Leitung angeordneten und an einen fotoelektrischen Wandler optisch angekoppelten Szintillator, wobei der Zwischenraum zwischen Szintillatormantelfläche und Leitungsinnenwandung vollständig von einem Filter ausgefüllt ist und die Filterschichtdicke und -körnigkeit derart bemessen sind, daß das freie oder an chemische Substanzen bzw. Aerosolen gebundene Jod-129 nahezu vollständig adsorbiert wird.

Für die kontinuierliche (oder auch diskontinuierliche) Überwachung der Luft oder des Gases auf gasförmiges radioaktives Jod ist es erforderlich, das Jod an einem geeigneten Adsorber-Material abzuscheiden, um damit die spezifische Aktivität zu erhöhen, da die in Luft maximal zulässige Konzentration einer direkten Messung nicht zugänglich ist. Zu diesem Zweck wird mit Hilfe einer Pumpe eine bestimmte Luft- oder Gasmenge pro Zeiteinheit über einen Adsorptionsfilter geführt, auf dem sich die Aktivität summiert, womit sie dann mittels eines geeigneten Detektors, z. B. Szintillationszähler, gemessen werden kann. Radioaktives Jod-129 in Form von freiem oder organisch gebundenem Jod kommt gasförmig insbesondere in der Umgebung von alten Brennelementen (Brennelement-Wiederaufbereitung-Endlagerung etc.) vor.

Eine Meßeinrichtung, wie sie in der DE-OS 21 43 900 oder in »Atomwirtschaft«, Juni 1973, S. 297 bis 299 beschrieben ist und von der im Oberbegriff des Patentanspruches ausgegangen wird, dient jedoch insbesondere zur Messung von Jod-131, wobei die Messung über die Quantenstrahlung der Energie 0,36 MeV erfolgt Die Energie der Quantenstrahlung des Jod-129 beträgt dahingegen nur 0,039 MeV. Im Prinzip ist diese Quantenstrahlung mit der bekannten Einrichtung für Jod-131 ebenfalls meßbar, jedoch ist die Dicke des verwendeten zylindrischen Szintillators bezogen auf die zu messende niederenergetische Quantenstrahlung ίο unnötig groß. Würde die Dicke des Szintillators verringert, unter Beibehaltung aller sonstigen geometrischen Parameter, so ergäbe sich ein wesentlich kleinerer Nulleffekt, woraus dann eine wesentlich niedrigere untere Nachweisgrenze für Jod-129 resultieren würde. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der im Oberbegriff genannten Art so auszubilden, daß der Nulleffekt wesentlich verringert und damit die untere Nachweisgrenze bei der Messung von Jod-129 erheblich herabgesetzt wird.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches angegebene Ausbildung.

Es ist zwar auch aus der DE-OS 25 03 998 ein Szintillator mit einer koaxialen Bohrung bekannt, dessen Zylindermantel aus Szintillatorstoff besteht. Er dient jedoch einer anderen Aufgabe als der, die der Erfindung zugrundeliegt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispieles mittels der Schnittdarstelliing der Zeichnung näher erläutert.

Sie zeigt einen solchen zylindrischen Szintillator 1, umgeben von einer mit Granulat gefüllten Jod-Adsorberpatrone 8, die in einer Luft oder sonstiges Gas führenden Leitung 9 angeordnet ist. Ein vom zylindrisehen Innenmantel 3 umgebener Hohlraum 11 des Szintillators 1 ist mit einem optischen Koppelmedium 10 (wie z. B. Silikonöl oder, bei festem Lichtleiter in der Bohrung, eine Silikonölschicht zwischen Lichtleiter und Szintillatorinnenwandung) von näherungsweise gleiehern Brechungsindex wie der des Szintillationsmaterials ausgefüllt. Die Schlangenlinie 4 deutet ein von jod-129 ausgesandtes Quant an. Den Verlauf eines ausgelöste» Lichtquantes zeigt z. B. die Linie 5. Das Lichtquant erreicht nach Reflexion an einem den Szintillator 1 umgebenden Reflektor 2 aus z. B. Titandioxid die Fotokathode 6 eines Fotovervielfacher 7.

Durch den erfindungsgemäßen Aufbau von zylindrischem Szintillator 1 und koaxialem Lichtleiter 10 wird erreicht, daß alle Vorzüge des Verfahrens zur Messung von Jod-131 nach der DE-OS 2143 900 mit den bewährten Meßeigenschaften voll für die Messung von Jod-129 genutzt werden können. Hierbei sorgt der dünne Szintillator 1 von ca. 1 mm Stärke (abhängig von Quantenenergie und mechanischer Haltbarkeit) für eine Anpassung an die Quantenenergie des Jod-129 und für eine wesentliche Verringerung des Nulleffektes der Impulsmessung. Der Einsatz des relativ dünnwandigen zylindrischen Szintillators 1 wird jedoch erst dadurch möglich, daß der koaxiale Lichtleiter 10 dafür sorgt, daß die Lichtquanten 5 die Fotokathode 6 nach relativ wenig Reflexionen erreichen. Die Anzahl der Reflexionen ist auf diese Weise praktisch identisch mit der in einem massiven Szintillator ohne axiale Bohrung.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Einrichtung zum selektiven Messen des in Luft oder sonstigem Gas enthaltenen radioaktiven Nuklides Jod-129 mittels Nachweis von bei Zerfall des Jod-129 entstehender Quantenstrahlung, mit mindestens einem eine zylindrische Außenfläche aufweisenden, achsparallel in einer die Luft oder das Gas führenden Leitung angeordneten und an einen fotoelektrischen Wandler optisch angekoppelten Szintillator, wobei der Zwischenraum zwischen Szintillatormantelfläche und Leitungsinnenwandung vollständig von einem Filter ausgefüllt ist und die Filterschichtdicke und -körnigkeit derart bemessen sind, daß das freie oder an chemische Substanzen bzw. Aerosolen gebundene Jod-129 nahezu vollständig adsorbiert wird, dadurch gekennzeichne ι, daß der zylindrische Szintillator (1) mit einer koaxialen Bohrung (11) versehen ist, derart, daß ein Zylindermantel (3) aus Szintillationsmaterial gebildet ist, dessen Dicke an die Quantenenergie des Jod-129 angepaßt ist, und daß die koaxiale Bohrung (11) zur optischen Ankopplung des Szintillationslichts (5) an den fotoelektrischen Wandler (6, 7) mit einem flüssigen und/oder festen Lichtleiter (10) mit gleichem oder ähnlichem optischen Brechungsindex wie der des Szintillationsmaterials ausgefüllt ist.