SU1123390A1 - Способ контрол радионуклидов в аэрозольных выбросах - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к измерению  дерных излучений, точнее к способа анализа радионуклидного состава технологических сред атомных энергетических установок, и может быть использовано при контроле радиоактивных примесей в газовых выбросах атомных электростанций и других объектов  дерной энергетики, осуществл емом с целью охраны окружающей . среды от paдиoaкtивныx загр знений

В большинстве случаев пр мое измерение радиоактивных аэрозолей в выбросах невозможно ввиду их нидких объемных активностей, которые обычно составл ет . Методы включают, как правило, об зательный этап - концентрирование, которое осуществл етс  путем прокачивани 

больших объемов воздуха через фильтры . Основной принцип контрол  - измерение активности аэрозолей в каждои конечной точке выброса. Дл  али.зации этого принципа обычно исоо оо пользуют способы и устройства, включающие непрерывный отбор проб на сонеподвижных или движущихс  фильтрующих или адсорбирующих материалах и измерение их активности с помощью сцинтилл ционных детекторов, причем пробы отбираютс , как правило, из вентил ционной трубы. Подобные системы в свете существующих тенденций к снижению газоаэрозольных выбросов до уровн , какой только возможно достигнуть с учетом экономических и социальных факторов, имеют ограниченную информативность. Это становитс  очевидным, если прин ть во внимание стремление к расширению кру га радионуклидов, подлежащих контролю . В СССР санитарными правилами проектировани  и эксплуатации АЗС ( СП-АЭС-79) нормируетс  выброс изотопов , Sr, Сг, Мп, Со, . В правилах подчеркиваетс , что неполный перечень нуклидов не может служить основанием дл  ограничени  контрол , и указываетс  на необходимость проведени  максимально полного анализа изотопного состава газоаэрозольных выбросов. Все это требует повышени  чувствительности и информативности методов радиационного контрол . Известны способы и устройства дл  анализа радионуклидн го состава аэрозолей с использованием полупроводниковых детекторов, позвол ющих заметно расширить круг определ емых нуклидов. Ближайшим к за вл емому  вл етс  способ контрол  радионуклидов в аэр зольных выбросах, заключающийс  в предварительном концентрировании аэрозолей на фильтрах, установленны в конечной точке выброса, и измерении их активности с помощью детекто ров ионизирующих излучений, например GeLi - дл  гамма-излучателей и поверхностно-барьерных - дл  альфаизлучателей . При практической реализации способа длительность контцеитрировани  составл ет недели до четверти года, скорость прокатки воздуха через фильтры 20-35 л/мин, врем  измерени  30-100 мин. Детекто работает в комплексе со стандартным многоканальным анализатором и вычислительным устройством. Достигнут чувствительность (3(j) дл  отдельных изотопов приведена в табл. 1, Недостатком способа  вл етс  низ ка , информативность, вызванна  труд ност ми одновременной реализации вы сокой чувствительности и оперативно сти контрол . Повышение чувствительности требует увеличени  объема прокачанного Воздуха, но скорост ь отбора пробы не превышает, как правило, 100 л/мин следовательно, необходимо увеличива длительность концентрировани , что ухудшает оперативность контрол . Целью изобретени   вл етс  повышение информативности контрол  ради 1 04 нуклидов в газоаэрозольных выбросах атомных энергетических установок. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в способе контрол  радионуклидов в аэрозольных выбросах, заключающемс  в концентрировании аэрозолей на фильтрах и измерении их активности с помощью детекторов ионизирующих излучений , определение активности радионуклидов провод т на двух участках тракта их миграции: до фильтров очистки ив точке выброса, причем до фильтров очистки определ ют все контролируемые нуклиды, а в точке выброса измер ют только один нуклидрепер , и по отношению активности репера , в указанных точках и содержанию остальных нуклидов в первой точке контрол  определ ют их активность в точке выброра. Основанием дл  подобной схемы контрол  послужили результаты экспериментальных исследований распределени  активности отдельных нуклидов по аэрозол м различной дисперсности, проведенных на реальных сбросах атомных энергетических установок с помощью каскадных импакторов (см.табл.2), В третьей колонке таблицы приведены относительные среднеквадратич-ные отклонени  значений нормированных активностей |2, отдельных нуклидов от среднего . дл  данного каскада импактора. Ьтатическа  обработка всей совокупности результатов эксперимента с импактором показала, что с надежностью 0,95 относительное среднеквадратичное отклонение активностей отделЬJ ыx нуклидов от среднего значени  находитс  в пределах ( 7±.1)%. Это свидетельствует об отсутствии избирательного осаждени  нуклидов различной химической природы на частицах разной дисперсности и ведет к тому, что потер  масти аэрозолей в процессе их т{эанспортировки по воздуховодам, пробоотборным лини м и через фильtpы очистки не должна измен ть соотношени  радионуклидов в пробе. В качестве репера может быть выбран любой радионуклид, существующий в выбросах в виде аэрозолей, обладающий относительно высокой объемной активностью до фильтров очистки и удобными  дерно-физическими характеристиками , позвол ющими организовать избирательный оперативный контроль его радиоактивности.

Пример. В каналах выброса дествующих атомных энергетических установок производилось концентрирование аэрозолей на фильтрах АЛА-РМП-20 на двух участках тракта миграции аэрозолей к точкам выброса: до и после фильтров очистки типа А-17 и ФГО-17. Измерение активности проб на этих

участках осуществл лись в обычных услови х с помощью стандартного гаммаспектрометра , оборудованного- полупроводниковым Ge (Li) - детектором типа ДГДК-бЗЛ и многоканальным амплитудным а налигчатором, например. АИ-ЮЗ или AM-iOg. В точке до фильров очистки определ лись все контролируемые нуклиды, а после фильтров очистки измер лс  только один нуклид-репер. Дл  АЭС с РБМК в качестве репера был выбран нуклид натрий-2 , а дл  реактора с водой под давлением - цезий-13. Затем определ лось отношение объемных активностей репера в двух указанных, точках , т.е. коэффициент проскока через фильтры очистки. По этому отношению и значени м активностей контролируемых радионуклидов до фильтров очистки находились их активности в выбросах. В ходе проверки способа поставлены специальные эксперименты с длительным отбором проб до и после фильтров очистки. Врем  концентрировани  составл ло от до 58 сут. Определ лись активности всех радионуклидов, доступных измерению в обеих точках контрол х. Величина активностей тех нуклидов, которые удалось измерить после фильтров очистки, сопоставл лись с данными, полученными на основе предлагаемого способа. В табл.3 приведены результаты некоторых экспериментов при различных коэффициентах проскока через фильтры очистки, которые находились в пределах от 0,02 до О,Т. Статистическа  обработка данных показала , что с надежностью 0,95 выборочное среднеквадратичное отклонение значений активностей нуклидов, измеренных после фильтров очистки от полученных по предлагаемому способу, находитс  в пределах (21+6)%;

Предлагаемый способ обладает большей чувствительностью, котора  зависит от пределов измерени  концентраций радис нуклидов в выбрасываемом воздухе и соотношени  объемных активностей репера и остальных нуклидов . Пороги определени  радионуклидов с использованием промышленной аппаратуры наход тс  на уровне 10 Ки/л (например,табл.1). Наличие репера, активность которого на 1- пор дка выше активностей остальных контролируемых нуклидов (например , дл  АЭС с РВМК активность натри  - 2 на 2-3 пор дка выше активности продуктов коррозии и на t-S пор дков выше активности оС-излучателей ), позвол ет соответственно снизить пороги их определени  в конечной точке выброса или повысить опративность анализа. В частности могут быть реализованы три варианта: при сохранении прежней чувствительности контрол  повысить оперативност на I- пор дка, сохранив оперативность , подн ть чувствительность на 1- пор дка, осуществить промежуточный вариант - одновременно частично улучшить чувствительность и оперативность . Таким образом, могут быть достигнуты значени  чувствительности 1П Ки/л, а оперативность анализа доведена до одного или нескольких часов. Предлагаемый способ позвол ет также расширить круг определ емых изотопов, так как объемные активности радионуклидов до фильтров очистки на 1-3 пор дка (в зависимости от эффективности очистки ) выше, чем поле фильтров. В частности до фильтров очистки, кроме указанных в табл.3, определ лись нуклиды: 5° Со, Fe,Zn, , , , -и Се, , Np. Сравнительно высока  активность источников , получаемых при отборе проб аэрозолей до фильтров очистки, а репера и после фильтров, исключает необходимость создани  специализированных низкофоновых спектрометров и дает возможность проводить экспресное определение всех нормируемых радионуклидов на той же аппаратуре, котора  используетс , например, дл  анализа проб теплоносител .

Чувствительность определени  концентраций радионуклидов в газовых выбросах АЭС с помощью аэрозольных и йодных фильтров

Таблица 1

Распределение активности отдельных нуклидов- по различной дисперсности Таблица аэрозольным частицам

Продолжение. табл,2

Claims (1)

1. СПОСОБ КОНТРОЛЯ РАДИОНУКЛИДОВ В АЭРОЗОЛЬНЫХ ВЫБРОСАХ, заклю- чающийся в концентрировании аэрозолей на фильтрах и измерении их активности с помощью детекторов ионизирующих излучений, о т л и ч а ю щ и й ся тем, что, с целью повышения информативности, определяют активность радионуклидов на двух участках тракта их миграции, до фильтров очистки и в точке выброса,причем до фильтров очистки определяют все контролируемые нуклиды, а в точке выброса измеряют только один нуклидрепер, и по отношению активности репера в указанных точках и содержанию остальных нуклидов в первой точке контроля определяют их активность в точке выброса.