DE3012512C2 - - Google Patents
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- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C17/00—Monitoring; Testing ; Maintaining
- G21C17/002—Detection of leaks
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M3/00—Investigating fluid-tightness of structures
- G01M3/02—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum
- G01M3/04—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point
- G01M3/20—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using special tracer materials, e.g. dye, fluorescent material, radioactive material
- G01M3/22—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using special tracer materials, e.g. dye, fluorescent material, radioactive material for pipes, cables or tubes; for pipe joints or seals; for valves; for welds; for containers, e.g. radiators
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Feststellung
von Leckagen an Leitungen
gemäßen Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ein solches
Verfahren ist durch den Tagungsbericht der "Jahrestagung Kern
technik '80, Berlin, 25.-27. März 1980", S. 799-802, bekannt.
Danach wird eine Aktivitätsmessung in der die Leitungen umge
benden Atmosphäre vorgenommen, und zwar bei einem System zur
Kleinstleckdetektion beim Schiffsreaktor NS Otto Hahn, vgl.
insbesondere Abb. 1 und 2 auf Seite 802. Dieses bekannte
Verfahren hängt in seiner Reproduzierbarkeit und Auswertbar
keit sehr von der sogenannten Untergrundkonzentration der
radioaktiven Strahlung ab.
Durch die Erfindung soll demgegen
über ein verbessertes Verfahren der eingangs genannten Art
geschaffen werden, mit welchem eine genauere und schnellere
Kleinstleckdetektion ermöglicht ist.
Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe bei einem Verfahren
gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1 durch die im Kennzei
chen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte
Weiterbildungen des Verfahrens nach der Erfindung sind in den
Patentansprüchen 2 und 3 angegeben.
Gegenstand der Erfindung ist gemäß Patentanspruch 4 auch eine
Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach einem der Patent
ansprüche 1 bis 3, wie sie im Kennzeichen des Patentanspruchs 4
umschrieben ist.
Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile sind vor allem darin
zu sehen, daß die Erfassung einer Änderung des Gleichgewichts
zustandes, welcher sich in der Umgebung aktivitätsführender
Leitungen in dem Kon
zentrationsverhältnis von Nukliden in der Raumluft einstellt,
eine genauere und schnellere Leckdetektion ermöglicht.
Der vorerwähnte Gleichgewichtszustand hängt unter anderem von
den jeweiligen Leckmengen, der Spülluftrate des Raumbereiches
und der Halbwertzeit des jeweiligen Nuklids ab. Das relative
Verhältnis der Aktivitätskonzentrationen ist in Medien, die un
mittelbar mit der Kernspaltung in Berührung kommen, bei Druck
wasserreaktoren also im Primärkühlwasser, so, daß die kurz
lebigen Nuklide höher konzentriert sind als in der die Leitun
gen umgebender Atmosphäre, weil bei der Kernspaltung ständig
neue radiaoaktive Edelgase entstehen. Deshalb kann man aus einer
Vergrößerung der Edelgaskonzentration in der Raumluft dann auf
eine Vergrößerung der Leckrate schließen, wenn sich das Konzen
trationsverhältnis zugunsten der kurzlebigen Nuklide verschiebt.
Um die Messung möglichst genau zu gestalten, verwendet man vor
teilhaft Nuklide mit um den Faktor 10 oder mehr verschiedenen
Halbwertszeiten. Besonders gute Ergebnisse erzielt man, wenn
als langlebiges Nuklid Xenon 133 und als kurzlebiges Nuklid
Krypton 87 ode Xenon 138 verwendet wird, weil deren Halbwerts
zeiten mit 5,27 Tagen einerseits und 1,3 Stunden oder 17 Minu
ten andererseits genügend verschieden sind. Ferner ist Xenon
135 (Halbwertszeit 9,2 Stunden) als langlebiges und Krypton 89
(Halbwertzeit 3,18 Minuten) als kurzlebiges Nuklid gut geeig
net. Bei den relativen Anteilen der Nuklide in der Raumluft
kann man auch Änderungen der integralen oder nuklidspezifi
schen Aktivitätskonzentration im Medium der überwachten Lei
tung berücksichtigen. Hierzu können kontinuierlich oder dis
kontinuierlich ermittelte Meßwerte der Aktivität des Medium
verwendet werden.
Die Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und
eine dafür geeignete Einrichtung wird anhand der
Zeichnung noch näher erläutert, wobei
Fig. 1
schematisiert die Einrichtung und
Fig. 2 den zeitlichen
Verlauf von Konzentrationsverhältnissen zeigt, die mit
der Einrichtung nach dem Auftreten eines Lecks ermit
telt werden.
Die nach Fig. 1 zu überwachende Leitung 1 ist zum Bei
spiel Teil des Kühlsystems eines Druckwasserreaktors.
Sie enthält deshalb Wasser, das radioaktiv kontaminiert
sein kann und dessen Austreten durch ein Leck 2 schnell
und sicher erfaßt werden soll. Deshalb wird der Raum
luft in dem die Leitung einschließenden, nicht ge
zeichneten Gebäude vorteilhaft kontinuierlich eine Luft
probe mit Hilfe einer Saugleitung 3 entnommen und ge
gebenenfals nach einer Filterung in einem Feinfilter 4
zur Vermeidung der Kontamination der Meßstelle durch
aerosolgetragene Aktivitäten durch ein Meßgefäß 5 ge
leitet. Die Luft in diesem Meßgefäß 5 wird durch einen
Strahlungsdetektor 6 überwacht, dessen Ausgangssignale
die Identifizierung einzelner Nuklide durch eine nach
geschaltete Elektronik 7 zur Spannungsversorgung und
Signalauswertung ermöglichen.
Der Detektor 6 ist mit einer Vorrichtung 8 verbunden,
die die Spannungsversorgung für den Detektor 6 und
die Signalaufbereitung enthält. Geeignete Detektoren
sind beispielsweise Halbleiterdetektoren des Typs
Ge(Li) oder aus hochreinem Germanium. Die von diesen
Detektoren abgegebenen Signale sind in ihrer Höhe
von der Gamma-Energie der auslösenden Strahlung abhän
gig. Ein der Vorrichtung 8 nachgeschalteter Vielkanal
analysator 9 ermittelt aus den Detektorsignalen, gege
benenfalls nach geeigneter Aufbereitung der Signale
durch Diskriminatoren und/oder Signalformer und/oder
Verstärker in der Vorrichtung 8 das Energiespektrum
der Strahlung der radioaktiven Nuklide in der Raumluft.
Daraus kann eine nachgeschaltete Rechnereinheit 10 die
Konzentrationen der einzelnen Nuklide in der überwach
ten Luft ermitteln und bei Bedarf einzeln ausgeben.
Derartige Meßeinrichtungen 6, 7 , die zum Beispiel bei
der kontinuierlichen Überwachung von Edelgasen an Ka
minen eingesetzt werden, die in Kernkraftwerken für die
Fortluft vorgesehen sind, werden bei der Erfindung für
eine Meßzeit eines Spektrums je nach Meßaufgabe zwischen
1 Minute und mehreren Stunden eingestellt. Mit einer
relativ geringfügigen Erweiterung des Rechenprogrammes
der Rechnereinheit 10 gegenüber den bisherigen Anwen
dungen wird der Vergleich der Konzentrationen verschie
dener radioaktiver Edelgasnuklide sowie die Bewertung
der erhaltenen Meßergebnisse ermöglicht.
In Fig. 2 ist in logarithmischem Maßstab über der Zeit
in Sekunden, die nach dem Auftreten eines Lecks ver
streicht, die Änderung in dem Verhältnis der Konzentra
tionen verschiedener Nuklide normiert aufgetragen. Da
nach ändert sich das mit der ausgezogenen Kurve ge
zeichnete Verhältnis von Xenon 133 zu Xenon 138 schon
in weniger als 103 Sekunden von 1 auf 0,5. Gemäß der
gestrichelt gezeichneten Kurve wird diese eindeutige
und signifikante Änderung für das Verhältnis Xenon 133
zu Krypton 87 nach etwa 2 × 103 Sekunden erreicht. Des
halb kann die Rechnereinheit 10 schnell und zuverlässig
ein Signal geben, wenn vorgegebene Unterschiede der
Konzentrationsverhältnisse erreicht werden, die auf ein
Leck schließen lassen. Das Signal kann optisch und/oder
akustisch das zuständige Personal auf das mit der Kon
zentrationsänderung angezeigte Leck aufmerksam machen.
Claims (4)
1. Verfahren zur Feststellung von Leckagen an
Leitungen mit einem aktivitätshaltigen Medium in kerntechnischen Anlagen, wobei eine Aktivi
tätsmessung in der die Leitungen umgebenden Atmosphäre vorge
nommen wird, dadurch gekennzeichnet,
daß bei der Aktivitätsmessung zwei in dem Medium enthaltene Nuklide unterschiedlicher
Halbwertszeit unterschieden und ihr relativer Anteil erfaßt
wird und daß eine Erhöhung des Anteils des kurzlebigen Nuklids
gegenüber dem langlebigen Nuklid als Anzeichen für eine Leckage
der Leitungen festgehalten wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß Nuklide mit um den Faktor 10 oder mehr
verschiedenen Halbwertszeiten verwendet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß als langlebiges Nuklid Xenon 133 und
als kurzlebiges Nuklid Krypton 87 oder Xenon 138 verwendet
wird.
4. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach einem der
Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß in der Nähe einer zu überwachenden Leitung (1) eine Saug
leitung (3) mit einem Meßbehälter (5) vorgesehen ist, dem eine
Meßstelle (6, 7) für zwei Nuklide unterschiedlicher Halbwerts
zeit zugeordnet ist, und daß die Meßstelle (6, 7) einen Rechner
(10) umfaßt, der die Konzentration der Nuklide vergleicht und
eine Signaleinrichtung bei einem vorgegebenen Wert des Konzen
trationsverhältnisses wirksam macht.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19803012512 DE3012512A1 (de) | 1980-03-31 | 1980-03-31 | Verfahren und einrichtung zur feststellung von leckagen an leitungen mit einem aktivitaetshaltigen medium |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19803012512 DE3012512A1 (de) | 1980-03-31 | 1980-03-31 | Verfahren und einrichtung zur feststellung von leckagen an leitungen mit einem aktivitaetshaltigen medium |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3012512A1 DE3012512A1 (de) | 1981-10-08 |
DE3012512C2 true DE3012512C2 (de) | 1989-06-08 |
Family
ID=6098906
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19803012512 Granted DE3012512A1 (de) | 1980-03-31 | 1980-03-31 | Verfahren und einrichtung zur feststellung von leckagen an leitungen mit einem aktivitaetshaltigen medium |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3012512A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4208970A1 (de) * | 1992-03-19 | 1993-09-23 | Dietrich Dr Stein | Verfahren und vorrichtung zur feststellung und lokalisierung von undichtigkeiten in rohrleitungen |
DE10163615A1 (de) * | 2001-12-21 | 2003-07-17 | Siemens Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Detektion von Leckagen in wassergekühlten elektrischen Maschinen |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113280980B (zh) * | 2021-04-27 | 2022-07-01 | 中国原子能科学研究院 | 靶件的检测方法和装置 |
-
1980
- 1980-03-31 DE DE19803012512 patent/DE3012512A1/de active Granted
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4208970A1 (de) * | 1992-03-19 | 1993-09-23 | Dietrich Dr Stein | Verfahren und vorrichtung zur feststellung und lokalisierung von undichtigkeiten in rohrleitungen |
DE4208970C2 (de) * | 1992-03-19 | 1998-09-24 | Dietrich Dr Stein | Verfahren und Vorrichtung zur Feststellung und Lokalisierung von Undichtigkeiten in Abwasserkanälen |
DE10163615A1 (de) * | 2001-12-21 | 2003-07-17 | Siemens Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Detektion von Leckagen in wassergekühlten elektrischen Maschinen |
DE10163615B4 (de) * | 2001-12-21 | 2004-02-05 | Siemens Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Detektion von Leckagen in wassergekühlten elektrischen Maschinen |
Also Published As
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---|---|
DE3012512A1 (de) | 1981-10-08 |
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