DE3100112A1

DE3100112A1 - Filter zur zurueckhaltung von radioaktivem jod in waessern von kernkraftwerken

Info

Publication number: DE3100112A1
Application number: DE19813100112
Authority: DE
Inventors: Willi 6729 Leimersheim Hoffmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-01-05
Filing date: 1981-01-05
Publication date: 1982-09-30

Description

Filter zur Zurückhaltung von radioaktivem Jod in Wässern
von Kernkraftwerken Gegenstand der Erfindung ist ein Filtermaterial zur Zurückhaltung von radioaktivem Jod in Wässern von Kernkraftwerken.
Angesichts der immer größer werdenden Anzahl von kerntechnischen Anlagen, insbesondere Kernreaktoren und Wiederaufbereitungsanlagen, werden zunehmende Bemühungen unternommen, die Aktivitätsabgabe an die Umgebung zu reduzieren. Dabei steht mit Rücksicht auf die große Spaltausbeute sowie ungünstigen radiologischen Eigenschaften des Isotops Jod 131 die Einrichtung von Jodfilteranlagen im Vordergrund.
Ein Teil der aus dem Spaltprozeß des Kernbrennstoffes stammenden Jodisotope können beim Betrieb mit schadhaften Brennelementen in das Reaktorkühlmittel gelangen und werden bei Normalbetrieb durch kleine Leckagen oder bei einem angenommenen Kühlmittelverlustunfall in die Raum- und Gebäude luft der Anlage freigesetzt.
Nach bisherigen Erfahrungen kann Spaltjod als Aerosol, gasförmig elementar und anorganisch oder organisch gebunden in der Luft einer Reaktoranlage vorliegen.
Infolge der schlechten Rückhalteeigenschaften für elementares Jod der derzeitig eingesetzten Filtermdterialien, stellen sich mit zunehmenden BE - Leckagen im Reaktorwasser Jodaktivitäten bis zu 1 . 10 1 Ci/m3 ein.
Die derzeit benutzten Filtermaterialien sind pulverisierte nonen - und };ationellaustaus(her zur Zurückhaltung ional vorliegender Wasserinhaltstoffe. Ferner werden mechanisch wirkende Stoffe auf Kieselgurbasis zur ZurUckhaltung von Korrosionsprodukten angeschwemmt.
Es ist bekannt, daß 80 - 90 % des im Primärkreis eines Kernkraftwerkes enthaltenen Jods, elementar vorliegt. Dies bewirkt daß bei winzigen Leckagen Räume - der hohen Jodaktivität wegen -aus Strahlungsgründen unbegehbar werden.
Entsprechend technisch und finanziell aufwendig ist die jährliche Öffnung des Reaktordruckgefäßes und Brennelementinspektion.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu finden, das speziell elementares Jod zurückhält.
Diese Aufgabe wird erindungsmäßig dadurch gelöst, daß elementares Jod mit Stärke eine blaue"Jodreaktion" zeigt. Die Kenntnis der Blaufärbung von Stärke mit elementarem Jod ist ebenso alt wie die Kenntnis vom Jod selbst. Die blaue Jodfarbe der Stäke ist möglich, weil auch in molekulardispersem Zustand kanalartige Hohlräume vorhanden sind.
Gegenstand der Erfindung ist, in Wasser unlösliche Stärke als Filtermaterial zur Zurückhaltung von elementarem Jod einzusetzen.
Der Einsatz von Stärke ist gerade in Kernkraftwerken ein geeignetes und sehr preiswertes Verfahren. Bei Anschwemmung in der Reaktorwasserreinigung kann es die Jodaktivität auf ein Zehntel verringern.
Das Ziel aller Kernkraftwerke, Personal und Umwelt weitgehend vor radioaktiver Strahlung zu schützen, wird somit erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die radioaktiven Jodisotope an einem sicheren Ort abgeschieden werden.
Die Erfindung wird anhand der nachstehenden Beispiele erläutert, ohne auf diese Beispiele zu beschränken.
Beispiel 1 Auf ein Schwarzbandfilter mit 12 cm2 Filterfläche wurden 2 gr Maisstärke angeschwemmt. Anschließend wurde Reaktorwasser das eine Jodaktivität von 1.1 .10 1 Ci/m3 besaß über das Filter gesaugt.
Das Reaktorwasser wurde vorher weder geträgert noch anderweitig vorbehandelt. Die nachfolgende gammaspektrometrische Auswertung ergab daß mehr als 80 % der Jodaktivität an der Stärke zurückgehalten wurde.Die Zurückhaltung betrug für: Jod 131 : 81 % Jod 132 : 82 % Jod 133 : 82 % Jod 134 : 84 % Jod 135 : 81 % Beispiel 2 Ein Filter vorbereitet wie in Beispiel 1 wurde mit einer Lösung beaufschlagt, die 100 ug J2/l enthielt. Nach Durchsatz von 10 1 dieser Lösung zeigt die Filteroberfläche eine zart-rosa Färbung.
Nach Durchsatz von 50 1 war die Oberfläche violett. Der ca. 2 mm dicke Filterkuchen zeigte von der Seite betrachtet eine Verfärbung von wenigen Zehntel Millimetern. Die darunter liegende Stärkeschicht war rein weiß. In der zum Teil mit Jod beladenen Stärke wurde titrimetrisch mit Natriumthiosulfat das enthaltene Jod bestimmt. Die in den 50 Litern enthaltenen 5mg Jod wurden bei der Titration wieder gefunden.
Beispiel 3 Ein Filter vorbereitet wie in Beispiel ; wurde mit einer 0.01 n Jodlösung beaufschlagt. Zum Nachweis durchbrechenden Jods wurde wasserlösliche Stärke in die Saugflasche hinter dem Filter gegeben. Nach Durchsatz von 35 ml, entsprechend 44.4 mg Jod ist ein erster Joddurchbruch bemerkbar. Das auf dem Filter festgehaltene Jod wurde titrimetrisch mit Na-thiosulfat bestimmt. Sämtliches aufgebrachte Jod wurde gefunden.
Beispiel 4 In einer Kreislaufapparatur wurden an eine CHRIST - Filterkerze mit 500 cm2 Oberfläche 50 gr Stärke und 50 gr Filterhilfsmittel angeschwemmt. Dem kreislaufwasser wurde 1 Liter 0.1 n Jodlösung zugegeben.Ausgangskonzentration 1.3 gr Jod/l.
Filtriergeschwindigkeit : 11/min Nach 30 min war im Kreislaufwasser Jod nicht mehr nachweisbar.
Die aufgeschnittene Filterschicht war bis zum Stützgewebe schwarz.
Beispiel 5 Aus 10 gr Stärke und 20 gr Cellulose wurde auf einer Nutsche ein Filterkuchen hergestellt.
Durchmesser des Filterkuchens : 180 mm Der getrocknete Filterkuchen wurde in den Filterhalter eines dem Staubsauger verwandten Gerätes zur Sammlung von Aerosolaktivität gespannt.
Während des Betriebes dieser Apparatur wurde, -durch Einblasen von Luft in Jodlösung- Jod freigesetzt.
An den Stellen an denen die Joddämpfe das Filter trafen, zeigten sich spontan rosa-violette Verfärbungen.
Das heißt, daß sich mit Stärke enthaltendem Filterpapier auch J2 -Aerosolaktivität abzuscheiden ist.

Claims

Patentansprüche 1 Verfahren zur ahscheidung von inaktivem, als auch radioaktivem Jod in kerntechnischen als nuklearmedizinischen Anlagen, dadurch gekennzeichnet daß man die zu behandelnden Wässer über Filterschichten schickt, die auf Kerzenfiltern, Plattenfiltern oder auch in Papierfiltern eingelagert Kartoffelstärke enthalten.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Filterschicht Maisstärke enthält.
3. Verfahren nach Anspruch 1 - 2, dadurch gekennzeichnet daß die Filterschicht Getreidestärke enthält.
4. Verfahren nach Anspruch 1 - 3, dadurch gekennzeichnettdaß die Filterschicht Tapioka- oder Sagostärke enthält.
5. Verfahren nach Anspruch 1 - 4, dadurch gekennzeichnet daß die Filterschicht Cyclodextrine enthält.
6. Verfahren nach Anspruch 1 - 5, dadurch gekennzeichnet daß die Filterschicht Amylose enthält.
7. Verfahren nach Anspruch 1 - 6, dadurch gekennzeichnet daß die Filterschicht Amylopektin enthält.
8. Verfahren nach Anspruch 1 - 7, dadurch gekennzeichnet daß daß die Filterschicht Substanzen enthält, die blaue Jodaddukte und somit Einschlußverbindungen von Jodketten in Kanälen bilden.
9. Verfahren zur Abscheidung von Jod inKerntechnischen als auch nuklearmedizinischen Anlagen, dadurch gekennzeichnet daß die in Anspruch 1 - 8 aufgeführten Substanzen in dem zu reinigenden Wasser aufgeschlämmt sind, und durch Dekantieren oder Zentrifugieren von ihm getrennt werden.
10. Verfahren zur Abscheidung von inaktivem als auch radioaktivem Jod in kerntechnischen als auch nuklearmedizinischen Anlagen, dadurch gekennzeichnet daß die in Anspruch 1 - 8 aufgeführten Substanzen sich in Filterschichten aus Papier oder Glasfaser befinden, die es erlauben in Aerosolen vorliegendes Jod abzuscheiden.