DE4334320C2

DE4334320C2 - Verfahren und Einrichtung zur Bestimmung der von Uran ausgelösten radioaktiven Kontamination an Bauteilen aus Strahlenschutzbereichen

Info

Publication number: DE4334320C2
Application number: DE19934334320
Authority: DE
Inventors: Michel Spicka; Knut Mertens
Original assignee: Brown Boveri Reaktor GmbH; ABB Reaktor GmbH
Current assignee: ABB Reaktor GmbH
Priority date: 1993-10-08
Filing date: 1993-10-08
Publication date: 1996-06-20
Anticipated expiration: 2013-10-09
Also published as: DE4334320A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Bestimmung der von Uran ausgelösten radioaktiven Kontamination an Bauteilen aus Strahlenschutzbereichen.

Insbesondere wenn derartige Bauteile niedrige Kontamina tionswerte aufweisen, ist deren Messung durch Bestimmung der Alpha- und Betastrahlung auf Grund der generell auch in diesen Strahlenschutzbereichen vorhandenen natürlichen Untergrundstrahlung mit den herkömmlichen direkten Metho den nicht möglich. Auf Grund der vielfältigen Gestaltung der Oberfläche (z. B. Hohlräume und Rohre) von kontami nierten Bauteilen ist eine vollständige meßtechnische Er fassung der Gesamtoberfläche mit Großflächenzählrohren sehr zeitraubend oder sogar unmöglich.

Auch eine Kombination der bekannten Verfahren führt aus den vorgenannten Gründen nicht zu befriedigenden Meßer gebnissen, die den Anforderungen des Gesetzgebers an Freigabemessungen für radioaktiv kontaminierte Bauteile genügen.

Aus der US-PS 4 468 558 ist die Bestimmung des Radongehaltes eines Erdbodenbereichs bekannt. Mit Hilfe einer gasundurchlässigen Folie wird ein Hohlraum über einer Bodenfläche gebildet. Vom Hohlraum besteht eine Verbindung zu einem Meßbehälter zum Detektieren von Radon.

Es stellt sich die Aufgabe ein Verfahren der eingangs ge nannten Art anzugeben, das mit weniger Meßaufwand zu prä ziseren Meßwerten führt.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Verfahrensschritte.

Allein mit der Messung der Radonkonzentration wird die Bestimmung der Alpha- und/oder Gesamtkontamination eines Bauteiles möglich. Das Verfahren macht sich zu nutze, daß auf Grund des radioaktiven Zerfalls des Radi ums aus der Uranzerfallsreihe in dem Luftvolumen des Be hälters Radon freigesetzt wird.

Auf den Seiten 491 bis 494 der Zeitschrift "Atomwirt schaft", Oktober 1992 ist zwar ein Aktivitätsmeßverfahren für im Kontrollbereich einer kerntechnischen Anlage ein gesetzte Werkzeuge und Betriebsmittel beschrieben, die in einem verschließbaren Behälter eingebracht werden. Eine Absaugung des Luftvolumens und eine Messung der Radonkon zentration wird dort jedoch nicht vorgenommen.

Weitere Ausgestaltungen des Verfahrens sind aus den An sprüchen 2 und 3 entnehmbar.

Eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, daß dem Behälter eine Bypassleitung zu geordnet ist, in die ein Radonmeßgerät eingebunden ist und daß das Bauteil innerhalb des Behälters auf einem Ge stell angeordnet ist.

Mit der Anordnung auf einem Gestell wird sichergestellt, daß alle Oberflächen des Bauteils freibleiben.

Anhand eines Ausführungsbeispieles und einer schemati schen Zeichnung wird das erfindungsgemäße Verfahren und eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens be schrieben.

Ein kontaminiertes Bauteil 1 aus dem Strahlenschutzbe reich eines uranerzverarbeitenden Betriebes oder einer sonstigen Anlage, in der von Uran ausgelöste Kontamina tionen auftreten, wird in einen Behälter 2 eingebracht. Der in seiner Größe von der Größe des Bauteils abhängige Behälter wird mit einem Deckel 3 verschlossen. Vom Deckel bis zur Mantelfläche des Behälters 2 verläuft eine By passleitung 4, in die ein Radonmeßgerät 5 eingebunden ist. Aus dem kontaminierten Bauteil 1 wird auf Grund des radioaktiven Zerfalls von Uran Radon 222 freigesetzt. Das Radon verteilt sich homogen innerhalb des im ge schlossenen Behälter 2 befindlichen Luftvolumens und kon taminiert diese Luft. Damit das Bauteil 1 von allen Sei ten für die umgebende Luft zugänglich ist, ruht es auf einem im Behälter 2 angeordneten Gestell 6. Das Radonmeß gerät saugt nach Ablauf einer bestimmten Verweildauer des Bauteils im Behälter mit einem Strang 4a der Bypassleitung 4 einen definierten Teil des kontaminierten Luftvolumens ab. Das Radonmeßgerät ermittelt die Radonkonzentration des definierten Luftvolumenteils, bevor die Rückführung über den Strang 4b zum Behälter 2 erfolgt. In einer nicht dargestellten Auswertestation wird aus der ermittelten Radonkonzentration die Alpha- und/oder Gesamtkontami nation des Bauteiles bestimmt. Diese Kontaminationen sind eine Funktion der Oberfläche des Bau teils, des Luftvolumens im Behälter, der Exhalationszeit und der gemessenen Radonkonzentration.

Die Alphakontamination wird aus der Radiumaktivität abge leitet. Die Radiumaktivität wird nach der Formel

bestimmt.

Dabei wird mit A_Rn die vom Meßgerät ermittelte Radonkon zentration in Bq/m³, mit V das effektive freie Volumen in m³, mit E die Radonexhalationsrate aus der Oberfläche des Bauteils, mit F die Oberfläche des Bauteils in cm² und mit 1-e ^λ ^Rn×t der Korrekturfaktor zur Erreichung des Gleichgewichtszustands bezeichnet.

Die Alphakontamination wird aus der Radiumaktivität durch Multiplikation mit einem vorgebbaren Faktor bestimmt.

Die Gesamtkontamintation A_Gesamt wird nach der Formel

ermittelt.

Dabei wird mit A_Rn die vom Meßgerät ermittelte Radon-Kon zentration im Gleichgewichtszustand in Bq/m³, mit V das effektive freie Volumen in m³ und mit F die Oberfläche des Bauteils in cm² eingesetzt. Das effektive freie Volu men setzt sich aus dem Leerraum des Behälters 2, plus dem Innenvolumen der Bypassleitung 4, plus dem Meßkammerinhalt des Meßgerätes 5 minus dem Volumen des Bauteils 1 zusam men. Der Faktor 20,8 berücksichtigt alle Beiträge von Nu kliden aus der Uranzerfallreihe.

Zur Erhöhung der Genauigkeit des Meßergebnisses wird von dem ermittelten Wert A_Rn der auf Grund natürlicher Strah lung in der Luft enthaltene Radonuntergrund abgezogen.

Claims

1. Verfahren zur Bestimmung der von Uran ausgelösten radioaktiven Kontamination an Bauteilen aus Strahlen schutzbereichen, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

a. in einen Behälter (2) wird ein kontaminiertes Bauteil (1) eingebracht,
b. der Behälter wird verschlossen,
c. nach einer vorgebbaren Zeitspanne wird ein definierter Teil des Luftvolumens aus dem ge schlossenen Behälter abgesaugt,
d. die Radonkonzentration des definierten Luftvolu menteils wird ermittelt und
e. die Kontamination wird als eine Funktion der Oberfläche des Bauteils, des Luftvolumens im Behälter, der Exhalationszeit und der gemessenen Radarkonzentration bestimmt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die Gesamtkontamination A_Gesamt nach der Formel bestimmt wird, wobei der Faktor 20,8 alle Beiträge von Nukliden aus der Uranzerfallsreihe berücksichtigt, mit A_Rn die Radonkonzentration in Bq/m³, mit V das effektive freie Volumen in m³ und mit F die Oberfläche des Bauteils in cm² eingesetzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich net, daß von dem ermittelten Wert der Radonkonzentration A_Rn der auf Grund natürlicher Strahlung in der Luft ent haltene Radonuntergrund abgezogen wird.

4. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Behälter (2) eine Bypassleitung (4) zugeordnet ist, in die ein Radon meßgerät (5) eingebunden ist, und daß das Bauteil (1) in nerhalb des Behälters (2) auf einem Gestell (6) angeord net ist.