DE2835470C3 - Verfahren und Einrichtung zum Messen von alphastrahlenden Kontaminationen an einer Person durch Messen der lonisation eines strömendem Meßgases - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft cm Verfahren /um Messen von alphastrahlenden, radioakfvcn Kontaminationen .in einer Person, bei dem die Ionisation eines strömenden Meßgases gemessen wird und ;ils Maß für die Kontamination dient, sowie eine Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens mit den Merkmalen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 4,

In Kernkraftwerken, Wiederaufbereitungsanlagen und ähnlichen Anlagen besteht die Notwendigkeit, das Personal beim Verlassen des Arbeitsplatzes auf radioaktive Verunreinigung an Händen, Füßen und Kleidern zu kontrollieren. Von besonderer Wichtigkeit sind hier die in letzter Zeit als besonders gefährlich

ίο erachteten Alpha-Strahler. Eine schnelle Kontrolle dieser Strahler bereitet jedoch große Schwierigkeiten, weil die Reichweite ihrer Strahlung und deren Durchdringungsfähigkeit nur gering sind. Zudem können Strahlungsdetektoren hier nicht in einfacher Weise nahe beim Untersuchungsobjekt plaziert werden, ein Verfahren bzw. eine Einrichtung der eingangs genannten bzw. der im Oberbegriff des Anspruchs 4 vorausgesetzten Art ist bekannt aus der Werbedruckschrift der Fa. Hartmann & Braun Ag., Meß- und Regeltechnik: »Anwendungsdokumentation DK11/ Personenmonitor«, 1977, Druckzeichen 01 DK 11/639/ 2.77 CW. Das dort beschriebene Gerät ist in Form eines an zwei gegenüberliegenden Seiten offenen Schrankes ausgebildet, der von der zu messenden Person für die Messung betreten wird. Als Detektoren für die Alpha-Strahlung ist eine Reihe von Großflächenzählrohren in einer Wandung übereinander angeordnet; weitere Großflächenzählrohre befinden sich über der Kopfpartie sowie unter der Trittfläche der zu

so überprüfenden Person. Hier wird das strömende Meßgas durch die Großflächenzählrohre geleitet und die in den Großflächenzählrohren stattfindende Ionisation dient als Maß für die Kontamination der zu überprüfenden Person.

si Dieses Gerät hat zwar infolge des schrankartigen Aufbaus und der darin fest angeordneten Großflächenzählrohre den Vorteil der für die zu überprüfende Person bequemen Messung, weil sich diese lediglich in das Gerät vor die Zählrohrreihe zu stellen braucht.

Jedoch ist bei diesem Gerät die Entfettung von der zu überprüfenden Person zu den Großflächenzählrohren relativ groß und vor allem ungleichmäßig. Letzteres deshalb, weil eine zu untersuchende Person keine ebene Körperoberfläche hat, vielmehr ist diese naturgemäß

•»5 sehr uneben. So hat etwa die Bauchregion einen wesentlich kleineren Abstand zu einem Zählrohr als etwa die Unterschenkelpartien. Bereits dadurch ist eine sichere und definierte Erfassung der Alpha-Kontamination sehr erschwert.

Weiter müssen die Großflächenzählrohre auf beiden Großseiten wegen des strömenden Meßgases mit einer Abschlußfolie versehen sein. Diese bildet aber für die Alpha-Partikel ein sehr großes Hindernis. Demzufolge können nur ganz wenige Alpha-Partikel überhaupt in ein solches Großflächenzählrohr eintreten.

Aus diesen Gründen weist das bekannte Gerät nur einen sehr geringen Wirkungsgrad für Alpha-Strahler auf und die Messung ist durch den unterschiedlichen Absland der Körperpartien zu dsn Großflächenzähl-

Mi rohren Undefiniert.

Ri ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren sowie F.inrichtung zu seiner Durchführung der eingangs vorausgesetzten Art so weiterz.uentwickeln. daß unabhängig von der Stelle einer Kontamination auf der /u

■■'· überprüfenden Person eine definierte und gleichmäßige Messung von Mpha-Strahlern mit hohem Wirkungsgrad gewährleistet ist.

Die verfahrensmäßige Lösung dieser Aufgabe besteht

darin, daß an der zu überprüfenden Person gefilterte Umgebungsluft als Meßgas vorbeigeleitet und danach deren Luftionengehalt gemessen wird. Bei einer Einrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 4 wird die Aufgabe durch die Ausbildung gemäß dem ί kennzeichnenden Teil dieses Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens nach der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 und 3, eine solche der Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens isi im Anspruch 5 angegeben. ι ο

Im Unterschied zu dem bekannten Verfahren bzw. Gerät wird hier die an der zu überprüfenden Person vorbeigeleitete Umgebungsluft selbst als Meßgas verwendet Dies und die indirekte Erfassung der Alphastrahlung durch die von ihr erzeugten Ionen hat zur Folge, daß die Messung von der geringen Reichweite der Alpha-Strahler unabhängig ist und demgemäß definierte Messung mit hohem Wirkungsgrad ermöglicht wird.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung schematisiert dargestellten Ausführungsbeispieles einer Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens erläutert Es zeigt

F i g. 1 die Einrichtung im Senkrechtschnitt,

Fig.2 einen Waagerechtschnitt durch die EinrichtungnachFig. 1.

Eine luftdichte Meßzelle 1 umfaßt Räume 2 und 3. Der Raum 2 ist von dem Raum 3 durch eine perforierte Zwischendecke 4 getrennt Auf letzterer steht eine Person 5, deren Kontamination festgestellt werden soll, jo

An der linken Seite der Meßzelle 1, die an sich beliebige Querschnittsform haben kann, ist ein Luftsammelkanal 6 angebracht Dieser weist nahe seinem oberen Ende ein Filter 7 auf.

Der Luftsammeikanal ist unterteilt durch eine Ventilklappe 8 in zwei Räume 9 und 10. Die Ventilklappe 8 kann die beiden Stellungen a und b einnehmen.

Der Luftsammelkanal 6 steht mit dem Raum 2 in Verbindung über eine Reihe von übereinander angeordneten Überstromöffnungen 11 und 12.· Von diesen befinden sich die Oberströmöffnungen 11 im oberen Raum 9, während die Öffnungen 12 zum unteren Raum 10 des Luftsammeikanals 6 gehören.

Den Überstromöffnungen 11 bzw. 12 gegenüber auf gleicher Höhe sind in der Meßzelle 1 Auslaßkanäle 13 vorgesehen. In diesen sind Ionen-Fangelektroden 14 angeordnet. Letztere sind bei 15 isoliert herausgeführt und stehen über Leitungen 16 mit einem Abtasischaher 17 in Verbindung.

Der Abtastschalter 17 stellt eine Verbindung her von den lonen-Fangelektroden 14 zu einer elektronischen Auswerteinheit 18 bekannter Art die unter anderem eine Programmsteuerstufe enthält. An die Auswerteeinheit ist ein Anzeiget?.bleau 19 angeschlossen, welches « mit einer Reihe von Anzeigeinstrumenten 20 versehen ist. Deren Zahl stimmt mit der Zahl der lonen-Fangelektroden 14 überein.

Die Auslaßkanäle 13 münden in einen i.uftsammelraum 21. Am Bodenteil der Meßzelle 1 ist eine Leitung 22 angeschlossen, die zu einer Säugpumpe 23 führt= deren Auslaß 24 mit der Atmosphäre in Verbindung sieht.

Im Bodenteil der Meßzelle 1 ist eine Ventilklappe 25 mit den beiden Stellungen a' und b' angeordnet, und ·*■"· /war so. daß sie die Leitving 22 wahlweise mit dem Rau 111 3 oder (Ic^ l.uftsammelraum 21 in Wirkverbindung zu bringen \ erinae.

Die Einrichtung arbeitet wie folgt:
Zunächst betritt die zu prüfende Person durch eine nicht gezeichnete Tür den Raum 2 der Meßzelle 1. Sodann werden durch die Auswerteeinheit 18 die Ventilklappen 8 und 25 in ihre Stellungen a bzw. a'gebracht Hernach wird durch die Auswerteeinheit 1* die Saugpumpe 23 gestartet Demzufolge wird jetzt über das Filter 7 gefilterte Umgebungsluft durch die Oberströmöffnungen 11 in den Raum 2 gesaugt. Dort strömt sie nach unten, tritt durch die öffnungen der perforierten Zwischendecke 4 in den Raum 3 und wird über die Leitung 22 abgesaugt Dies erfolgt so lange, bis der Raum 2 nur noch die vom Filter 7 gefilterte Luft enthält. Die Luft in der Meßzelle ist damit weitgehend frei von Luftstaub und Luftionen. Dies ist die Reinigungsphase der Meßzelle zur Vorbereitung der nachfolgenden Ionenmessung. Hierzu sind einige Sekunden erforderlich.

Nach dieser Reinigungsphase werden von der Auswerteeinbsit 18 die Ventilklappen 8 und 25 in die Stellungen b bzw. b' gebracht. Die weiterlaufende Saugpumpe 23 saugt nun gefilterte Luft, aus dem Luftsammelkanal 6 in horizontalen Schichten durch die Überströmöffnungen 11 und 12 in die Kanäle 13 und von dort in den Luftsammeiraum 21 und weiter in die Leitung 21 zur Saugpumpe 23 und schließlich über den Auslaß 24 in die Atmosphäre. Bei diesem Vorgang sammeln die Ionen-Fangelektroden 14 Ionen von im wesentlichen den waagerechten Luftschichten der einzelnen Höhenabschnitte, weiche durch die Überströmöffnungen 11 bzw. 12 und die in gleicher Ebene liegenden Kanäle 13 gebildet werden. Jede der lonen-Fangelektroden 14 hat nach dem Durchsaugen der Luft eine Ladungsmenge aufgenommen, die ein Maß für die Anzahl der durchgesaugten Luftionen darstellt Ist an der Person 5 keine radioaktive Verunreinigung, dann werden nur die allgemein in dem Raum 2 gleichmäßig durch Einstrahlung von außen erzeugten Luftionen gemessen.

Ist hingegen die Person 5 radioaktiv kontaminiert, so erhalten die lonen-Fangelektroden 14 eine wesentlich höhere und zumeist unterschiedliche Ladung, je nachdem, in weichen Höhenabschnitten der Person die Kontamination sitzt. Nach Ende der Meßpitase, die wesentlich länger ist als die vorangegangene Reinigungsphase, wird durch die Auswerteeinrichtung 18 der Abtastschalter 17 betätigt. Dieser tastet der Reihe nach die Leitungen 16 zu den lonen-Fangelektroden ab. Die auf letzteren enthaltenen Ladungen werden in der Auswerteeinheit 18 verstärkt und synchron zum Abtastvorgang des Schalters 17 von den Anzeigeinstrumenten 20 des Anzeigetableaus 19 angezeigt. Auf dem Anzeigetableau 19 kann mithin schnell festgestellt werden ob eine Kontaminierung der Person 5 vorhanden ist, wie groß diese ist und in welcher Körperhöhe sie sich befindet.

Die waagerechte Umströmung der Person hat dabei den grundsätzlichen Vorteil, daß die Wege der von Kontaminationen gebildeten Ionen so kurz wie möglich sind.

Wie bekannt, ist das lonisierungsvermögen von Alphateilchen um ein Vielfaches größer als das lonisierungsvermögen von Beta- und Gaminateilchen. [lie auf den lonen-Fangelektroden angesammelten Ladungen sind daher praktisch ausschließlich von Alpha-Kontaminationen der Person 5 bedingt.

Selbstverständlich werden durch das erfindungsgeinaß gestaltete Verfahren auch Ionen erfaßt, die durch

Beta- und Gammateilehen gebildet worden sind. Dies ist jedoch für den vorliegenden Fall der Überwachung von strahlenexponiertem Personal nur von Vorteil, da gemäß behördlichen Auflagen Kontaminationen aller Art erfaßt werden müssen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Messen von alphastrahlenden, radioaktiven Kontaminationen an einer Person, bei dem die Ionisation eines strömenden Meßgases gemessen wird und als Maß für die Kontamination dient, dadurch gekennzeichnet, daß an der zu-überprüfenden Person gefilterte Umgebungsluft als Meßgas vorbeigeleitet und danach deren Luftionengehalt gemessen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gefilterte Umgebungsluft horizontal an der Person vorbeigeleitet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gefilterte Umgebungsluft in mehreren horizontalen Schichten an der Person vorbeigeleitet wird.

4. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2 mit einer durch eine Person begehbaren Mißzelle, an deren einer Wand von einem Gas durchströmte Ionisations-Detektoren angeordnet sind, die mit einer elektronischen Auswerteeinrichtung verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßzelle (1) eine Eintrittstür aufweist und luftdicht ausgebildet ist, daß an deren einer Wandaußenseite ein aufri-chtstehender mit einem Luft-Einlaßfilter (7) und einer Reihe übereinander angeordneter Oberströmöffnungen (11, 12) zum Zelleninneren (2) versehener Luftsammelkanal (6) angebracht ist und daß an der gegenüberliegenden Wand der Ivießzelle in einer Reihe übereinander angeordnete, an eine Pumpe (£3) angeschlossene Absaugkanäle (13) mit lopen-Fangelektroden (14) als Detektoren vorgesehen sind welche an die elektronische Auswerteeinrichtung (18) angeschlossen sind, die nach Ablauf einer vorgegebenen Saugzeit die an den lonen-Fangelektroden (14) gesammelten Ladungen abfragt und anzeigt.

5. Einrichtung nach Anspruch 4 mit einer Programmsieuervorrichtung für den Gasdurchsatz der Detektoren, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Teil des Luftsammelkanals (6) mit dem Luft-Einlaßfilter (7) versehen und gegenüber seinem unteren Teil durch eine Ventilklappe (8) abschließbar ist, daß nahe dem Boden der Meßzelle durch eine perforierte Zwischendecke (4) ein separater Raum (3) gebildet ist, daß einer Pumpenansaugleitung (22) eine Ventilklappe (25) zur wahlweisen Verbindung der Pumpenansaugleitung mit dem genannten separaten Raum (3) oder mit den die lonen-Fangelektroden (14) aufweisenden Ansaugkanälen (13) zugeordnet ist und daß die Programmsieuervorrichtufig mit der Auswerteeinrichtung (18) und den Ventilklappen derart verbunden ist, daß vor der Meßperiode zunächst ein Spülvorgang bewirkt wird, bei dem die gefilterte Luft durch die oberen Überströmöffnungen in die Meßzelle eintritt und über den genannten separaten Raum unter Umgehung der (onen-Fangelektroden (14) aus der Meß>elle(1) austritt.