RU2801870C1 - Установка измерений активности трития, углерода-14, инертных радиоактивных газов в газообразных выбросах - Google Patents
Установка измерений активности трития, углерода-14, инертных радиоактивных газов в газообразных выбросах Download PDFInfo
- Publication number
- RU2801870C1 RU2801870C1 RU2022117586A RU2022117586A RU2801870C1 RU 2801870 C1 RU2801870 C1 RU 2801870C1 RU 2022117586 A RU2022117586 A RU 2022117586A RU 2022117586 A RU2022117586 A RU 2022117586A RU 2801870 C1 RU2801870 C1 RU 2801870C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- activity
- irg
- tritium
- carbon
- gaseous emissions
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Изобретение относится к методам измерения объемной активности радиоактивных газов. Раскрыта установка измерений активности трития, углерода-14, инертных радиоактивных газов (далее - ИРГ) в газообразных выбросах, содержащая фильтродержатель с фильтром, расходомер газа с функцией регулирования газа, воздушный насос, узел барботеров, панель оператора, программируемый управляющий контроллер, узел азотных ловушек, обеспечивающий определение состава ИРГ гамма-спектрометрическим методом. При этом дополнительно введены три блока детектирования для выполнения количественного измерения текущей суммарной объемной активности газообразных выбросов, объемной активности ИРГ, трития и углерода-14; дополнительно введены быстроразъемные криогенные соединения, которые позволяют оперативно отсоединять азотные ловушки от газовоздушных линий; дополнительно введены каплеотбойники в барботеры для защиты блоков детектирования и препятствия нагнетанию влажной среды в азотные ловушки; дополнительно введено ПЭВМ верхнего уровня, реализующее автоматический расчет коэффициентов преобразования ионизационного тока блоков детектирования по тритию, углероду-14 и ИРГ, ведение базы данных, проведение расчетов активности каждого из контролируемых радионуклидов в выбросе за заданный промежуток времени, учитывая изменения газовоздушной смеси. Изобретение обеспечивает непрерывный контроль газообразных выбросов ионизационным методом с корректировкой на радионуклидный состав газообразного выброса с отставанием по времени и получение более низких пределов измерений объемной активности радиоактивных газов. 1 ил.
Description
Изобретение относится к методам измерений объемной активности радиоактивных газов (радионуклидов трития, углерода-14, инертных радиоактивных газов (далее - ИРГ) в газообразных выбросах предприятий ядерного-топливного цикла (далее - ЯТЦ).
Существующие на объектах ЯТЦ ионизационные методы контроля газообразных выбросов (Например, УДГБ-01 - руководство по эксплуатации ФВКМ 412123.003 РЭ, НПО «Доза») позволяют оценивать объемную активность всех радиоактивных газов, но не отдельного радионуклида. В условии переменного радионуклидного состава данный метод измерений является некорректным, поскольку не позволяет учитывать вклад отдельных радионуклидов в выброс, оценивать вклад каждого радионуклида в дозовую оценку на население, проживающего вблизи предприятий ЯТЦ. Применяемые на некоторых предприятиях ЯТЦ проточные системы с кремниевыми полупроводниковыми детекторами имеют тот же недостаток, и обладают малой чувствительностью метода, что не позволяет контролировать газообразный выброс ниже предела измерений 103 Бк⋅м-3.
Известны аналоги отбора проб воздуха - комплектная лаборатория ПОСТ-2 (Номер Госреестра: 024/005311), рекомендуемые РД 52.04.186-89, представляющая собой комплекс системы отбора проб воздуха на газовые примеси и взвешенные вещества, с целью их дальнейшего анализа в химической лаборатории, а также измерения метеорологических параметров. Система отбора проб воздуха состоит из пробоотборного зонда, регулятора расхода и воздушного насоса (пылесоса) и трубопроводов с нагревателем и терморегулятором, распределительной гребенки для подключения сорбентов (поглотителей) и электроаспираторов. Недостатками данного комплекса является отсутствие средств измерений для определения текущего значения объемной активности газообразного выброса.
Существующие автоматизированные системы отбора радиоактивных газов: OS 1700 (Описание типа к средству измерений, приложение к свидетельству №65019), MARC 7000 (Описание типа к средству измерений, приложение к свидетельству №51544) выполняют отбор и контроль трития и углерода-14 в газообразных выбросах предприятий ЯТЦ, приземной атмосфере, но не позволяют выполнять отбор и контроль ИРГ.
Еще один способ измерения объемной активности ИРГ (патент №2714085 RU) основан на создании избыточного давления исследуемого воздуха с помощью компрессора в сосуде Маринелли объемом 3 дм3 с вкладышем толщиной 5 мм из капролона в измерительной части прибора и последующим измерением исследуемого воздуха на стационарной гамма-спектрометрической установке. Но данный способ контроля газообразного выброса, относящийся только к контролю ИРГ, можно выполнять лишь периодически, при этом предел измерений достаточно высок от 100 до 800 Бк⋅м-3 по отдельным радионуклидам.
Наиболее близким к заявляемому изобретению является автоматизированная система отбора радиоактивных газов УОТ-02 (патент №2740745 RU). Эта система состоит из фильтродержателя для отбора аэрозолей, двух независимых узлов отбора трития и углерода-14 в разных формах, для чего применяется в каждой линии узел каталитического окисления, расходомера газа теплового, насоса. Узлы связаны между собой трубками из нержавеющей стали, на кассетах барботеров и осушителей установлены быстроразъемные соединения. Панель оператора обеспечивает централизованное автоматическое управление установкой и ведение архива.
Недостатками данной системы отбора являются:
1) отсутствие средств измерений (блоков детектирования) для определения текущего значения объемной активности всей газовой смеси газообразного выброса и отдельно каждого радионуклида, входящего в состав газообразного выброса;
2) отсутствие отбора и контроля ИРГ;
3) отсутствие быстроразъемных соединений при использовании температур жидкого азота («минус» 196°С).
Перечисленные недостатки не позволяют контролировать полный состав газообразного выброса.
Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является автоматизированный отбор проб газообразного выброса и разложение его на фракции с целью последующего определения в лабораторных условиях радионуклидного состава газообразного выброса в зависимости от свойств радионуклидов и измерение текущих значений суммарной объемной активности от всех радиоактивных газов в газообразном выбросе и отдельных радионуклидов, входящих в состав газообразного выброса.
Техническим результатом применения данного изобретения является:
- определение качественного и количественного состава всех значимых радионуклидов в газообразном выбросе при помощи лабораторного контроля;
- разделение и концентрирование фракций радионуклидов (тритий, углерод-14 и ИРГ) в газообразном выбросе с помощью одного устройства;
- простота эксплуатации - автоматизация процессов;
- повышение безопасности работ при обслуживании. Технический результат достигается за счет:
- разработки криогенного быстроразъемного соединения, работающего при температуре азотных ловушек «минус» 196°C, с помощью которого стало возможным оперативное отсоединение азотных ловушек по завершении времени отбора ИРГ и обеспечения непрерывности накопления данных;
- объединения двух физически разных методов отбора (барботирования и вымораживания) проб ГВС для дальнейшего определения коэффициентов преобразования ионизационного тока (далее - КПИТ) блоков детектирования;
- распараллеливания процессов осаждения трития, углерода-14 и ИРГ для временной синхронизации режимов пробоотбора;
- измерения ионизационного тока, создаваемого бета-излучением радионуклидов во внутреннем объеме блока детектирования трех ионизационных камер, которые установлены на входе (для контроля текущих значений активности выброса всех радиоактивных газов, находящихся в газообразном выбросе), после узла отбора первой фракции (для контроля текущих значений активности выброса ИРГ), после узла отбора второй фракции - на выходе пробоотборной установки (для контроля полноты отбора радионуклидов);
- применения каплеотбойников в барботерах для защиты блоков детектирования и препятствия нагнетанию влажной среды в азотные ловушки;
- применения переносной термоизоляционной емкости для азотных ловушек с целью защиты от нагревания и расширения содержащегося в азотных ловушках газа при выполнении гамма-спектрометрических измерений ИРГ.
Функциональная схема установки представлена на фиг.
Функциональная схема установки состоит из фильтродержателя с фильтром (1), блоков детектирования (2, 3, 4), соединений быстроразъемных (5, 6, 7, 8), узла барботеров для улавливания трития и углерода-14 (9), узла азотных ловушек (10), расходомера (11), воздушного насоса (12), панели оператора (13) и программируемого управляющего контроллера (14). Узел барботеров включает в себя: четыре барботера из нержавеющей стали цилиндрической формы, в которые встроены быстроразъемные соединения. Азотные ловушки из нержавеющей стали представляют собой цилиндрические емкости, в которые встроены криогенные быстроразъемные соединения для подключения газовоздушных линий. Азотные ловушки размещены в термоизоляционной емкости, служащей также для их перемещения, в комплекте со съемной крышкой. Блоки детектирования контролируют объемную активность радиоактивных газов газовоздушной смеси (далее - ГВС) на входе в установку и после ее прохождения через каждый узел отбора. Расходомер с функцией регулирования потока задает поток ГВС через установку и передает данные о текущем расходе для записи в архив для расчета прошедшего объема ГВС через установку. Воздушный насос создает разряжение внутри установки. Изобретение обеспечивает определение радионуклидного состава радиоактивных газов, выбрасываемых при штатной работе предприятий ЯТЦ, повышение скорости и качества отбора проб воздушной среды, достоверность получаемых результатов объемной активности анализируемых газов.
ГВС из вентиляционной трубы поступает на вход установки, затем в пробоотборное устройство (для автоматического приготовления проб), включающее в себя фильтродержатель (1), узел барботеров (9) и азотных ловушек (10). Задание и регулирование потока осуществляются с помощью насоса (12) и расходомера (11). Управление установкой и выбор режима работы выполняется с помощью панели оператора (13). Панель оператора отправляет команды программируемому управляющему контроллеру (14), автоматически переключающему и контролирующему все режимы работы установки. Пробы периодически извлекают из пробоотборного устройства с помощью быстросъемных соединений (5, 6, 7, 8) и направляют на анализ в помещение размещения спектрометров. Блоки детектирования (2, 3, 4) передают в программируемый управляющий контроллер, затем в ПЭВМ значения ионизационных токов. Результаты анализа проб вводятся в ПЭВМ верхнего уровня вручную через интерфейс оператора. ПЭВМ верхнего уровня предназначена для автоматического расчета КПИТ блока детектирования, ведения базы данных, проведения расчетов с выдачей протокола измерений за заданный промежуток времени и выдачи предупредительных сигналов (цветового и (или) звукового). Пересчитанные КПИТы используются для дальнейших оперативных расчетов объемной активности выброса по каждому из контролируемых радионуклидов, таким образом, адаптируясь к изменению ГВС, а также при наличии данных об общем объеме выброса предприятия - часовую, суточную, месячную активность выброса. После проведения расчета формируется протокол за заданный промежуток времени.
Изобретение относится к устройству отбора, разделения, определения состава и измерения объемной активности радиоактивных газов по результатам измерений разницы ионизационного тока между блоками детектирования, установленных до и после каждого узла отбора, с учетом КПИТ и улавливания ИРГ, трития и углерода-14 в газовой смеси. Состав радиоактивной газовой смеси устанавливают по результатам гамма-спектрометрических измерений ИРГ, уловленных криогенными (азотными) ловушками, и жидкосцинтилляционных измерений трития и углерода-14, отобранных в барботеры с сорбентами. Технический результат - непрерывный контроль газообразных выбросов ионизационным методом с корректировкой на радионуклидный состав газообразного выброса с отставанием во времени, получение более низких пределов измерений объемной активности радиоактивных газов в диапазоне от 6,5 до 86 Бк⋅м-3 по отдельным радионуклидам.
Claims (1)
- Установка измерений активности трития, углерода-14, инертных радиоактивных газов (далее - ИРГ) в газообразных выбросах, содержащая фильтродержатель с фильтром, расходомер газа с функцией регулирования газа, воздушный насос, узел барботеров, панель оператора, программируемый управляющий контроллер, узел азотных ловушек, обеспечивающий определение состава ИРГ гамма-спектрометрическим методом, отличающаяся тем, что дополнительно введены три блока детектирования для выполнения количественного измерения текущей суммарной объемной активности газообразных выбросов, объемной активности ИРГ, трития и углерода-14; дополнительно введены быстроразъемные криогенные соединения, которые позволяют оперативно отсоединять азотные ловушки от газовоздушных линий; дополнительно введены каплеотбойники в барботеры для защиты блоков детектирования и препятствия нагнетанию влажной среды в азотные ловушки; дополнительно введено ПЭВМ верхнего уровня, реализующее автоматический расчет коэффициентов преобразования ионизационного тока блоков детектирования по тритию, углероду-14 и ИРГ, ведение базы данных, проведение расчетов активности каждого из контролируемых радионуклидов в выбросе за заданный промежуток времени (час, сутки, месяц), учитывая изменения газовоздушной смеси.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2801870C1 true RU2801870C1 (ru) | 2023-08-17 |
Family
ID=
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20090114828A1 (en) * | 2006-05-10 | 2009-05-07 | Decker David L | Radiation monitoring device and methods of use |
RU2442129C2 (ru) * | 2006-07-04 | 2012-02-10 | Эта Франсэ (Репрезанте Ле Делеге Женераль Пур Л'Армеман) | Способ автоматического отбора трития из атмосферного водяного пара |
RU2620330C1 (ru) * | 2016-03-22 | 2017-05-24 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Производственное объединение "Маяк" | Способ определения коэффициента преобразования по току блоков детектирования с проточными камерами при радиометрическом контроле радиоактивной газовой смеси в технологических выбросах ядерно-энергетических установок |
RU2687842C1 (ru) * | 2018-08-23 | 2019-05-16 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский технологический институт имени А.П. Александрова" | Способ комплексного контроля радионуклидов в выбросах ядерных энергетических установок |
RU2740745C1 (ru) * | 2019-08-12 | 2021-01-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Производственное объединение "Маяк" | Установка автоматизированная пробоотбора трития и углерода-14 |
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20090114828A1 (en) * | 2006-05-10 | 2009-05-07 | Decker David L | Radiation monitoring device and methods of use |
RU2442129C2 (ru) * | 2006-07-04 | 2012-02-10 | Эта Франсэ (Репрезанте Ле Делеге Женераль Пур Л'Армеман) | Способ автоматического отбора трития из атмосферного водяного пара |
RU2620330C1 (ru) * | 2016-03-22 | 2017-05-24 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Производственное объединение "Маяк" | Способ определения коэффициента преобразования по току блоков детектирования с проточными камерами при радиометрическом контроле радиоактивной газовой смеси в технологических выбросах ядерно-энергетических установок |
RU2687842C1 (ru) * | 2018-08-23 | 2019-05-16 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский технологический институт имени А.П. Александрова" | Способ комплексного контроля радионуклидов в выбросах ядерных энергетических установок |
RU2740745C1 (ru) * | 2019-08-12 | 2021-01-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Производственное объединение "Маяк" | Установка автоматизированная пробоотбора трития и углерода-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102870059B (zh) | 流量调节系统以及包括所述流量调节系统的用于检测空气传播的分析物的监测装置 | |
US8342003B2 (en) | Systems and methods for measurement and analysis of pipeline contaminants | |
EP2579018A1 (en) | Detection system and humidity detection method for detecting volatile organic compound | |
US4578986A (en) | Gas analyzer for dry/dusty kilns | |
US20090084199A1 (en) | Quick-change sorbent trap module and method | |
JP2022530611A (ja) | 空気交換量の測定方法及びシステム | |
Turnbull et al. | An integrated flask sample collection system for greenhouse gas measurements | |
CN105181821A (zh) | 汽车零部件污染散发性能变温测试系统及测试方法 | |
CN108956529A (zh) | 用于比对监测的便携式NH3、HCl分析系统 | |
KR100570552B1 (ko) | 수분분석기 | |
Speer et al. | An instrument for measuring the liquid water content of aerosols | |
CN107271365A (zh) | 一种原位在线测定氨逃逸的装置 | |
RU2801870C1 (ru) | Установка измерений активности трития, углерода-14, инертных радиоактивных газов в газообразных выбросах | |
CN102721791A (zh) | 烟气排放连续监测系统的检定方法及检定装置 | |
CN114486404B (zh) | 直接测定固定污染源废气颗粒物的等速采样方法 | |
WO2004069393A2 (en) | Sample handling system with solvent washing | |
USH1757H (en) | Method and apparatus for automated isokinetic sampling of combustor flue gases for continuous monitoring of hazardous metal emissions | |
Catrambone et al. | Performance evaluation of a very-low-volume sampler for atmospheric particulate matter | |
US7087434B2 (en) | Automatic portable formaldehyde analyzer | |
CN112881543A (zh) | 一种测定半挥发性有机物气粒分配系数的装置及方法 | |
Ullah et al. | Versatile gas/particle ion chromatograph | |
WO2008082377A1 (en) | Systems and methods for measurement and analysis of pipeline contaminants | |
CN210465350U (zh) | 一种软体家具中VOCs现场快速检测装置 | |
RU2734630C1 (ru) | Способ измерения сверхмалых значений активности выбросов трития в окружающую среду через вентиляционную систему | |
RU2563762C2 (ru) | Способ измерения концентрации частиц аэрозоля и устройство для его осуществления |