DE3324523A1

DE3324523A1 - Einrichtung zum nachweis von jodisotopen

Info

Publication number: DE3324523A1
Application number: DE19833324523
Authority: DE
Inventors: Hans-Georg 7514 Eggenstein Dillmann; Jürgen Dr. 7500 Karlsruhe Furrer
Original assignee: Kernforschungszentrum Karlsruhe GmbH
Current assignee: Forschungszentrum Karlsruhe GmbH
Priority date: 1983-07-07
Filing date: 1983-07-07
Publication date: 1985-01-17
Also published as: FR2548789A1; GB8413899D0; GB2145223B; GB2145223A; JPS6038677A; US4626692A; DE3324523C2

Description

Kernforschungszentrum Karlsruhe GmbH ANR Ioo2597 Karlsruhe, den' 30.6.Ί9.83 PLA 8326 Ga/he

Einrichtung zum Nachweis von Jodisotopen

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Nachweis von Jodisotopen im Abgas und in der Abluft einer kerntechnischen Anlage, wobei eine Teilstrommenge dem Abgas- oder Abluftstrom entnommen, über eine Sorptionsstrecke geführt und der radioaktive Jodanteil ausgemessen wird.

In einer Wiederaufarbeitungsanlage oder anderen kerntechnischen Anlage werden Abluft- und/oder Abgasstrekken auf die Abgabe von radioaktiven Jodisotopen, insbesondere J 129, überwacht. Diese Aktivitätsmessung, die kontinuierlich durchgeführt werden kann, dient bei Störfällen mit verstärktem Auftreten der Isotope dazu, Maßnahmen z.B. zur Reduzierung der abgegebenen Aktivitätsmengen oder der Beseitigung der Störfallursache selbst einzuleiten. Hierbei ist sowohl die Einzelprobenahme von Hand mit einer Auswertung im Labor als auch eine kontinuierliche Probeentnahme mit anschließender Laborauswertung allgemein bekannt. Die Meßstation mit kontinuierlicher Probenahme befindet sich dabei bevorzugt im Abluftkamin des Headend. Die Überwachung spezieller Abgasstrecken wie Auflöser-Abgas und des 1.Extraktionszyklus sowie eines HAW-Lager-Abgases kann ebenfalls vorgesehen sein.

Diese bekannten Methoden sind sehr zeitaufwendig und umständlich. Es besteht ein langer Zeitraum zwischen Probenahme und Auswertung, der eine Verzögerung von ca. 8 Stunden für das Ergreifen von Gegenmaßnahmen be-

wirkt. So müssen die Probenahmen z.B. in α-dichten Handschuhboxen durchgeführt werden.

'Ein den bekannten automatischen Probenahmen anhaftender Nachteil besteht darin, daß der Beladezustand des Sorptionsmaterials mit Jodisotopen nicht immer festzustellen ist, da der vermehrte Jodisotopenanfall sporadisch,d.h. als Folge eines Störfalles,auftritt. Im Falle des Auftretensvon Jodisotopen hat aber die Sorptionsstrecke in "Bereitschaft" zu liegen, was bedeutet, daß das Sorptionsmaterial vorher immer dann ausgewechselt werden muß, wenn ein bestimmter Grenzwert an Aktivität erreicht ist. Daher wird eine optimierte Stellung von Detektoren zu Sorptionsstrecke notwendig sein, die praktisch einer Eich- bzw. Standardstellung gleichkommt.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht nunmehr darin, eine Einrichtung der e.g. Art so auszubilden, daß eine optimierte Geometrie von Detektorsystem zu Sorptionsstrecke und zu Abgas- oder Abluftstrom derart zu erreichen ist .

Die Lösung ist in den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 beschrieben.

Die übrigen Ansprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen und Ausführungsformen der Erfindung wieder.

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Erfindungsgemäß wird demnach eine Teilstrommenge kontinuierlich dem Abluft- oder Abgasstrom in horizontaler Anströmrichtung entnommen, aufgeheizt, so daß keine Taupunktuntersehreitung erfolgt, und über ein Jods.orptionsmaterial, z.B. anorganisches Ag -imprägniertes Sorntionsmaterial, geleitet. Senkrecht zu diesem Gasstrom sind vorzugsweise zwei Detektorköpfe angeordnet. Das Sorptionsmaterial kann der Sorptions- bzw. Meßstrecke automatisch oder manuell vertikal zugeführt werden. Gleichzeitig wird Kühlluft zum Schutz der meist temperaturempfindlichen Detektoren zugeführt. Bei Verwendung von zwei Detektorköpfen kann entweder die Nachweisgrenze erhöht oder die zu messende Energiekanalbreite durch je einen nieder- und hochenergetischen Detektor erweitert werden (z.B. Si(Li) zur J 129-Messung und Detektor für die V--Spektroskopie). Die Meßanordnung befindet sich in einer Abschirmung aus Pb.

zur automatischen Einstellung der bestmöglichen' Geometrie kann der Meßraum gegenüber den z.B. feststehenden Detektoren mit Hilfe eines Schlittens mit Schrittmotor rechnergesteuert über den gesamten Meßraum verfahren werden. Auch ist es mit der erfindungsgemäßen Einrichtung möglich, durch die Verwendung eines rechnergesteuerten Vielkanalanalysators mit statistischem Prüfverfahren zur Ermittlung von Vertrauensgrenzen Steuersignale zur Auslösung der Maßnahmen (z.B. Alarm, Jodfilterwechsel) abzugeben. Dieser Rechner

ist auch in der Lage, vor Erschöpfen des Meßvolumens der Sorptionsstrecke einen automatischen Wechsel des.' Sorptionsmaterials durchführen 2u lassen.

Besondere Vorteile bringt der Wechsel des Sorptionsmaterials durch Schwerkrafteinwirkung. Das Sorptionsmaterial fließt vertikal durch das Meßvolumen (Sorptionsstrecke) und kann direkt in ein Abfallfaß entsorgt werden, wodurch keine Strahlenbelastung von Personal entsteht. Der Energiebereieh des Detektorsystems ist auf ca. 20 KeV bis 1 MeV ausdehnbar.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Fig. 1-4 mittels zweierAusführungsbeispiele näher erläutert.

Die Fig. 1-3 zeigen eine Vorder-, eine Seiten- und eine Draufsicht auf eine Einrichtung zur Direktmessung von J 129. Innerhalb einer Abschirmung 1 aus Pb sind zwei Intrinsie - Germanium-Detektoren 2, 3 innerhalb zweier Ausnehmungen 5, 6 von kreisförmigem Querschnitt so angeordnet, daß ihre gemeinsame Achse 4 horizontal verläuft und ihre beiden Meßköpfe 7, 8 (s. Fig. 2), bzw. deren wirksame Empfängerfläche, aufeinander gerichtet sind. Über .Leitungen 9, 10 stehen sie mit zwei Dewargefäßen 11, 12 zur Flüssigluftversorgung zwecks Kühlung in Verbindung.

Senkrecht zur Achse 4 des Detektorsystems 2, 3 ist die Filtermaterialzu^ und abgabeleitung 13 ebenfalls in

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einer mindestens z.T. schlitzförmig ausgebildeten Ausnehmung 14 in der Abschirmung 1 angeordnet. Die Leitung weist zumindest im Bereich der wirksamen Sorptionsstrecke 15 (Meßvolumen, Meßstrecke) eine Quaderform auf, derart daß die beiden größeren Seitenflächen 16, 17 den Meßköpfen 7, 8 direkt gegenüberliegen (evtl. durch Strahlenfenster getrennt) . Die Strömungsachse 18 steht senkrecht auf der Achse 4, d.h. die Filtermaterialleitung 13 verläuft horizontal, so daß von oben Sorptionsmaterial zugegeben werden kann, das dann unter Schwerkraftwirkung nach unten abfließt, sofern eine entsprechende Ventilstellung dies zuläßt. Der Wechsel des Sorptionsmaterials kann aber auch durch den Austausch einer Filterpatrone erfolgen.

Aus Fig. 2 ist die Lage des Detektorsystems 2, 3 bzw. I₁ 8 gegenüber der Filtermaterialleitung 13 und zusätzlich zur Abluft- oder Abgasleitung 19 dargestellt. Die Abluft- oder Abgasleitung 19 von ebenfalls rechteckigem Querschnitt an der Sorptionsstrecke 15 ist auf zwei sich gegenüberliegenden Schmalseiten der Sorptionsstrecke 15 angeschweißt. Die Achse 20 der Hauptströmungsrichtung der Abluft- oder Abgasleitung 19 steht sowohl senkrecht zur Achse 4 als auch zur Achse 18, liegt aber gemeinsam mit der Achse 4 in einer horizontal aufgespannten Ebene.

Die Lage der Abluft- oder Abgasleitung 19 bzgl. der Detektoren 2, 3 bzw. 7, 8 ist in Fig. 3 nochmals ver-

deutlicht. Der rechteckige Querschnitt bzw. die Quaderform der Sorptionsstrecke 15 kann hieraus entnommen werden. In Ansaugrichtung vor der Sorptionsstrecke 15 ist in der Leitung 19 eine Heizung 20 mit Heizregler 21 angebracht, mit der die Abluft zwecks Verhinderung von Taupunktunterschreitungen vorgewärmt wird. Der Ansaugleitungsteil 22 und auch der Leitungsteil 23 zum Kamin können mit einem größeren Querschnitt als der Bereich innerhalb der Abschirmung 1 ausgebildet sein.

Sowohl die Abgas- oder Abluftleitung 19 als auch die Filtermaterialleitung 13 können, gemeinsam, innerhalb ■ der Ausnehmung 14 gegenüber der Stellung der Detektoren 7, 8 zur Optimierung der Meßgeometrie, bzw. um eine Eichstellung anzufahren, bewegt werden. Diese Möglichkeit ist in der Fig. 4 dargestellt, die eine praktische Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung darstellt und der schematischen Darstellung gemäß Fig. 1 entspricht. Auf einem Fahrgestell 24 stehen die beiden Dewargefäße 11, 12 mit ihren Kühlmittelzuleitungen 9, 10 zu den Detektoren 2, 3 in der Abschirmung 1. Diese Abschirmung 1 steht auf einem Trägergestell 25, das selbst wiederum auf dem Fahrgestell 24 befestigt ist. Die Filtermaterialleitung 13 mit zwei endseitig angebrachten Ventilen 26, 27 verläuft, wie bereits ausgeführt wurde, vertikal von oben nach unten durch die Ausnehmung 14 hindurch; die Abluft- oder Abgasleitung 19 (nicht zu sehen) ist

mit ihr fest verbunden. Befestigt ist die Filtermaterialleitung 13 oben an einem Schlitten 28, der über Rollen 29 auf einer Platte 30 in Richtung Zeichenebene hinein bzw. herausbewegt werden kann. Die' Platte 30 selbst ist auf der Abschirmung 1 befestigt. Die Bewegung erfolgt von Hand bzw. über einen Schrittmotor. Hiermit kann der Meßvolumenbereich oder die Sorptionsstrecke 15 relativ zur Achse 4 gezielt
verstellt werden. Die Feststellung des Schlittens 28 in einer Eichstellung oder Grenzstellung erfolgt mittels RMndelmüttern bei Handbetrieb. Dem unteren Ventil 26 kann eine Rohrleitung nachgeschaltet sein, die
direkt zur Entsorgungsanlage (Abfallfaß) führt. Die Abluft- oder Abgasleitung 19 ist mittels flexibler Rohrelemente (Faltenbalg) mit dem Bypass-System
vom und zum Kamin verbunden.

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Claims

Kernforschungszentrum Karlsruhe, den 30.6.1-98 Karlsruhe GmbH PLA 83 26 Qa/he ANR 1OO2597 Patentansprüche;

1. Einrichtung zum Nachweis von Jodisotopen im Abgas und in der Abluft einer kerntechnischen Anlage, wobei eine Teilstrommenge dem Abgas- oder Abluftstrom entnommen, über eine Sorptionsstrecke geführt und der radioaktive Jodanteil ausgemessen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Sorptionsstrecke (15) quer zum Abgas- oder Abluftstrom (19) angeordnet ist, daß ein Detektorsystem (2, 3; 7,8) sowohl quer zur Sorptionsstrecke (15) als auch quer zum Abgas- oder Abluftstrom (19) im Durchdringungsbereich des Abgasoder Abluftstromes (19) durch die Sorptionsstrecke (15) vorgesehen ist, und daß die Sorptionsstrecke (15) relativ zum Detektorsystem (2, 3; 7,8) bewegbar ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Detektoren (7, 8) als Detektorsystem (2, 3) vorgesehen sind, die jeweils auf einer Seite der die Sorptionsstrecke (15) enthaltenden Hülle (13) in der Hohe der Sorptionsst.recke (15) angeordnet sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekernzeichnet, daß die Symmetrieachse (18) der Sorptionsstrecke (15) und die den beiden Detektoren (7, 8) gemeinsame Achse (4) in einer horizontalen Ebene

liegen und daß die Achse (20) der den Abgas-r- oder Abluftstrom.führenden Zu- und Ableitung (19) senk^ recht zu dieser Ebene angeordnet ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet,daß die Zu- und Ableitung (19) an der Hülle (13) im Bereich der Sorptionsstrecke (15) befestigt ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Zu- und Ableitung (19) mit der Hülle (13) gemeinsam mittels eines Schlitten (28) in horizontaler Richtung bewegbar ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Sorptionsstrekke (15) und das Detektorsystem (2, 3) innerhalb einer Abschirmung (lo) untergebracht sind.

7. Einrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgen^ den, dadurch gekennzeichnet, daß das Sorptionsmaterial für die Sorptionsstrecke (15) mittels Schwerkrafteinwirkung austauschbar ist.

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