DE3324523C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Nachweis von Jodisotopen im Abgas und in der Abluft einer kern­ technischen Anlage, wobei eine Teilstrommenge dem Ab­ gas- oder Abluftstrom entnommen, über eine Sorptions­ strecke geführt und der radioaktive Jodanteil ausge­ messen wird. Solche Einrichtungen sind z. B. aus US-PS 39 82 129, DE-OS 31 26 964 und DE-OS 31 18 155 bekannt.

In einer Wiederaufarbeitungsanlage oder anderen kern­ technischen Anlage werden Abluft- und/oder Abgasstrec­ ken auf die Abgabe von radioaktiven Jodisotopen, ins­ besondere 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 Störfall­ ursache selbst einzuleiten. Hierbei ist sowohl die Einzelprobenahme von Hand mit einer Auswertung im La­ bor als auch eine kontinuierliche Probeentnahme mit anschließender Laborauswertung allgemein bekannt.

Diese 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 fest­ zustellen ist, da der vermehrte Jodisotopenanfall sporadisch, d. h. als Folge eines Störfalles, auftritt. Im Falle des Auftretens von Jodisotopen hat aber die Sorptionsstrecke in "Bereitschaft" zu liegen, was be­ deutet, daß das Sorptionsmaterial vorher immer dann ausgewechselt werden muß, wenn ein bestimmter Grenz­ wert an Aktivität erreicht ist. Daher wird eine opti­ mierte Stellung von Detektoren zu Sorptionsstrecke not­ wendig sein, die praktisch einer Eich- bzw. Standard­ stellung gleichkommt.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht nun­ mehr darin, eine Einrichtung der e. g. Art so auszubil­ den, daß eine optimierte Geometrie von Detektorsystem zu Sorptionsstrecke und zu Abgas- oder Abluftstrom der­ art 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.

Es kann eine Teilstrommenge konti­ nuierlich dem Abluft- oder Abgasstrom in horizontaler Anströmrichtung entnommen und aufgeheizt werden, so daß keine Taupunktunterschreitung erfolgt, und über ein Jod­ sorptionsmaterial, z. B. anorganisches Ag⁺-imprägniertes Sorptionsmaterial, geleitet werden. Senkrecht zu diesem Gas­ strom sind zwei Detektorköpfe angeordnet. Das Sorptionsmaterial kann der Sorptions- bzw. Meß­ strecke automatisch oder manuell vertikal zugeführt werden. Gleichzeitig kann Kühlluft zum Schutz der meist temperaturempfindlichen Detektoren zugeführt werden. Durch die Verwendung von zwei Detektorköpfen kann entweder die Nachweisgrenze erhöht oder die zu messende Ener­ giekanalbreite durch je einen nieder- und hochenerge­ tischen Detektor erweitert werden (z. B. Si(Li) zur J 129-Messung und Detektor für die γ-Spektroskopie). Die Meßanordnung befindet sich in einer Abschirmung aus Pb.

Auch ist es mit der erfindungs­ gemäßen Einrichtung möglich, durch die Verwendung eines rechnergesteuerten Vielkanalanalysators mit statistischem Prüfverfahren zur Ermittlung von Ver­ trauensgrenzen 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 zu lassen.

Besondere Vorteile bringt der Wechsel des Sorptions­ materials durch Schwerkrafteinwirkung. Das Sorptions­ material fließt vertikal durch das Meßvolumen (Sorp­ tionsstrecke) und kann direkt in ein Abfallfaß ent­ sorgt werden, wodurch keine Strahlenbelastung von Personal entsteht. Der Energiebereich des Detektor­ systems ist auf ca. 20 KeV bis 1 MeV ausdehnbar.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Fig. 1-4 mittels zweier Ausführungsbeispiele 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 ge­ richtet 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 einer mindestens z. T. schlitzförmig ausgebildeten Ausnehmung 14 in der Abschirmung 1 angeordnet. Die Leitung weist zumindest im Bereich der wirksamen Sorp­ tionsstrecke 15 (Meßvolumen, Meßstrecke) eine Quader­ form 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 Filtermate­ rialleitung 13 verläuft vertikal, so daß von oben Sorptionsmaterial zugegeben werden kann, das dann un­ ter Schwerkraftwirkung nach unten abfließt, sofern eine entsprechende Ventilstellung dies zuläßt. Der Wechsel des Sorptionsmaterials kann aber auch durch den Aus­ tausch einer Filterpatrone erfolgen.

Aus Fig. 2 ist die Lage des Detektorsystems 2, 3 bzw. 7, 8 gegenüber der Filtermaterialleitung 13 und zu­ sätzlich zur Abluft- oder Abgasleitung 19 dargestellt. Die Abluft- oder Abgasleitung 19 von ebenfalls recht­ eckigem 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 ent­ nommen werden. In Ansaugrichtung vor der Sorptions­ strecke 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 Möglich­ keit ist in der Fig. 4 dargestellt, die eine prakti­ sche Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrich­ tung darstellt und der schematischen Darstellung gemäß Fig. 1 entspricht. Auf einem Fahrgestell 24 stehen die beiden Dewargefäße 11, 12 mit ihren Kühl­ mittelzuleitungen 9, 10 zu den Detektoren 2, 3 in der Abschirmung 1. Diese Abschirmung 1 steht auf einem Trägergestell 25, das selbst wiederum auf dem Fahr­ gestell 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 Filter­ materialleitung 13 oben an einem Schlitten 28, der über Rollen 29 auf einer Platte 30 in Richtung Zeichen­ ebene hinein bzw. herausbewegt werden kann. Die Platte 30 selbst ist auf der Abschirmung 1 befestigt. Die Bewegung erfolgt von Hand bzw. über einen Schritt­ motor. 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 mit­ tels Rändelmuttern 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.

Claims (5)

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 in einem Bereich einer Filtermaterialleitung vorgesehene Sorptionsstrecke geführt und der radioakti­ ve Jodanteil ausgemessen wird, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Detektoren (7, 8) als Detektorsystem (2, 3) vorgesehen sind, die jeweils auf einer Seite einer die Sorptionsstrecke (15) enthaltenden Hülle (13) in der Höhe der Sorptionsstrecke (15) angeordnet sind, daß die Symmetrieachse (18) der Filtermaterialleitung (13) und die den beiden Detektoren (7, 8) gemeinsame Achse (4) in einer Ebene liegen, daß die Achse (20) der die Teilstrommenge führenden Zu- und Ableitung (19) senkrecht zu dieser Ebene angeordnet ist und daß die Sorptionsstrecke (15) relativ zum Detektorsystem (2, 3; 7, 8) bewegbar ist.

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

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Zu- und Ableitung (19) mit der Hülle (13) gemeinsam mittels eines Schlittens (28) in horizontaler Richtung bewegbar ist.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sorptionsstrecke (15) und das Detektorsystem (2, 3) innerhalb einer Abschirmung (10) untergebracht sind.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Sorptionsmaterial für die Sorp­ tionsstrecke (15) mittels Schwerkrafteinwirkung aus­ tauschbar ist.