DE1090342B

DE1090342B - Device for measuring the radioactivity of liquids

Info

Publication number: DE1090342B
Application number: DEB48597A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Bengt Allan Bergstedt
Original assignee: BENGT ALLAN BERGSTEDT DIPL ING
Current assignee: BENGT ALLAN BERGSTEDT DIPL ING
Priority date: 1957-04-23
Filing date: 1958-04-17
Publication date: 1960-10-06

Description

Vorrichtung zum Messen der Radioaktivität von Flüssigkeiten Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen der Alpha-, Beta- und Gammastrahlenaktivität von Flüssigkeiten sowie der Radioaktivität von in Flüssigkeiten gelösten Gasen. Mit radioaktiven Flüssigkeiten werden hier flüssige Lösungen von radioaktiven Stoffen mit einer Verdampfungstemperatur gemeint, die höher als diejenige des Lösungsmittels ist. Das Lösungsmittel wird üblicherweise aus leichtem oder schwerem Wasser gebildet, kann aber auch aus anderen Stoffen bestehen, z. B. einer Metallschmelze. Das Lösungsmittel kann in vielen Fällen selbst in hohem Maße radioaktiv sein, beispielsweise bei flüssigkeitsgefüllten Reaktoren. Unter gewissen Umständen können auch kolloidale Lösungen als radioaktive Flüssigkeiten bezeichnet werden, wenn nämlich die Teilchengröße derart klein ist, daß ein Ausspritzen der Lösung durch sehr feine Düsen stattfinden kann. Apparatus for measuring radioactivity of liquids The invention relates to an apparatus for measuring alpha, beta and gamma ray activity of liquids as well as the radioactivity of gases dissolved in liquids. With radioactive liquids, liquid solutions of radioactive substances are created here meant by an evaporation temperature higher than that of the solvent is. The solvent is usually formed from light or heavy water, but can also consist of other substances, e.g. B. a molten metal. The solvent can in many cases be highly radioactive itself, for example in the case of liquid-filled ones Reactors. Under certain circumstances, colloidal solutions can also be considered radioactive Liquids are called when the particle size is so small that that the solution can be sprayed out through very fine nozzles.

Die radioaktiven Lösungen können auch radioaktive Gase enthalten.The radioactive solutions can also contain radioactive gases.

Mit der industriellen Gewinnung von Atomenergie ist ein starkes Bedürfnis nach zuverlässigen, selbsttätigen Meßmöglichkeiten für radioaktive Flüssigkeiten entstanden. Dies gilt insbesondere für die Regelung und Steuerung von Extraktionsanlagen, z. B. in Plutoniumfabriken, weiter für die Überwachung von Korrosionsangriffen und Leckagen des Brennstoffelementes in flüssigkeitsgefüllten Reaktoren und ebenfalls für die Kontrolle von homogenen Reaktoren. Die erhaltenen Meßangaben beziehen sich überwiegend auf in hohem Mlaße radioaktive Flüssigkeiten. With the industrial generation of nuclear power is a strong need for reliable, automatic measuring options for radioactive liquids developed. This applies in particular to the regulation and control of extraction systems, z. B. in plutonium factories, further for the monitoring of corrosion attacks and Leakages of the fuel element in liquid-filled reactors and likewise for the control of homogeneous reactors. The measurements obtained relate to predominantly on highly radioactive liquids.

Dabei ist hohe Betriebs- und Leckagesicherheit der Meßvorrichtung erforderlich. In einigen Fällen will man, abgesehen von der gegebenenfalls vorhandenen Strahlungsgefahr, aus ökonomischen Gründen die jenige Menge von Lösungsmittel zurückgewinnen, welche für die Messung benutzt wurde. Dies gilt beispielsweise für die Messung der Radioaktivität von schwerem Wasser. Die radioaktiven Flüssigkeiten, die in den obenerwähnten Anlagen vorkommen, enthalten meistens auch radioaktive Gase, welche mit der früheren Technik aus der Lösung ausgewaschen und in besonderen Vorrichtungen gemessen werden mußten.There is a high level of operational reliability and leakage security of the measuring device necessary. In some cases, aside from the one that may be present, one will want Risk of radiation, recover the amount of solvent for economic reasons, which was used for the measurement. This applies, for example, to the measurement of the Radioactivity from heavy water. The radioactive fluids contained in the above Facilities usually also contain radioactive gases, which with the previous one Technology can be washed out of the solution and measured in special devices had to.

Bei den bisher benutzten Vorrichtungen zur Durchführung von derartigen Messungen können zwei Arten unterschieden werden. In the previously used devices for performing such There are two types of measurements.

Bei der einen Art wird der strahlungsempfindliche Detektor in direkten Kontakt mit Behältern oder Rohrleitungen gebracht, welche {die radioaktive Flüssigkeit enthalten, oder er wird in diese eingeführt. In one type, the radiation-sensitive detector is in direct Brought into contact with containers or pipelines containing {the radioactive liquid included, or it is introduced into them.

Diese Vorrichtung wurde sowohl für die Messung von Alpha- als auch Beta- und Gammastrahlung benutzt Sie gibt nur sehr begrenzte Möglichkeit, selektiv die Radioaktivität der in der Flüssigkeit gelösten Stoffe zu messen, weil das Lösungsmittel oft selbst aktiv ist.This device was designed for both the measurement of alpha and Beta and gamma radiation used They give very limited ability to be selective to measure the radioactivity of the substances dissolved in the liquid because the solvent is often active himself.

Maßnahmen zu ihrer Beseitigung können wegen der Selbstabsorption der Strahlung in der Flüssigkeit nur mit großen Schwierigkeiten vorgesehen werden.Measures to eliminate them can be taken because of the self-absorption of the Radiation in the liquid can only be provided with great difficulty.

Bei der anderen Art der bekannten Meßvorrichtungen wird eine Probe der radioaktiven Flüssigkeit in einem Teller eingedunstet und danach die Aktivität der Trockensubzstanz mit einem Detektor gemessen. In the other type of known measuring devices, a sample is used the radioactive liquid evaporated in a plate and then the activity the dry matter measured with a detector.

Diese Anordnung wird in erster Linie zur Bestimmung der Alpha- und der Betaaktivität benutzt, weil sie dünne Probeschichten gibt, die mit Rücksicht insbesondere auf die kurze Reichweite der Alphastrahlung erwünscht sind. Üblicherweise fand die Probenahme und die Eindunstung von Hand statt. Außer der Schwierigkeit, die aktive Trockensubstanz über die Probefläche gleichmäßig zu verteilen, leidet diese Meßvorrichtung an dem überstand, daß der Zeitverlust zwischen der Probenahme und der Messung zu groß wird. Aus physikalischen Gründen kann die Verdampfung des Lösungsmittels in einem Teller nicht so schnell erfolgen, daß leder große Zeitverlust verhindert werden könnte.This arrangement is used primarily to determine the alpha and that uses beta activity because it gives thin test coats that are done with consideration especially the short range of alpha radiation are desirable. Usually Sampling and evaporation took place by hand. Besides the difficulty Distributing the active dry substance evenly over the sample area suffers this measuring device on the overhang that the time loss between sampling and the measurement becomes too large. For physical reasons, the evaporation of the Solvent in a plate does not take place so quickly that you lose a lot of time could be prevented.

Bei beiden bekannten Vorrichtungen sind also erhebliche Nachteile vorhanden. Hinzu kommt, daß sie nicht die eingangs gestellten Bedingungen erfüllen können. Both known devices have considerable disadvantages available. In addition, they do not meet the conditions set out at the beginning can.

Es ist als nicht zum Stande der Technik gehörend vorgeschlagen worden, die Radioaktivität von Flüssigkeiten mittels einer Vorrichtung zu messen, bei der die in der Flüssigkeit vorhandenen radioaktiven Bestandteile in einem Filter filtriert werden, das auf ein bewegliches bandförmiges Material wirkt, auf das die radioaktiven Bestandteile in der Form von Stoffpartikelchen niedergeschlagen werden. Das bandförmige Material wird anschließend einem oder mehreren Detektoren zwecks Messung der Strahlungsintensität des Niederschlages zugeführt. Ein Gebläse und ein Heizelement für die Zufuhr eines heißen Gasstromes in eine Sprühkammer sind dabei angeordnet, in die durch Düsen die zu untersuchende Flüssigkeit eingesprüht und unter Bildung eines Aerosols verdunstet wird, dessen feste Bestandteile in dem Filter ausfiltriert werden, an welches die Ausgangsseite der Sprühkammer angeschlossen ist. Das bandförmige Filtermaterial bewegt sich dabei kontinuierlich. Das Filter besteht aus einem üblichen Papierfilter. It has been suggested to be out of the state of the art to measure the radioactivity of liquids by means of a device in which the radioactive components present in the liquid are filtered through a filter be that on a movable band-shaped material acts on that precipitated the radioactive components in the form of particles of matter will. The strip-shaped material is then one or more detectors supplied for the purpose of measuring the radiation intensity of the precipitation. A blower and a heating element for supplying a hot gas stream into a spray chamber arranged into which the liquid to be examined is sprayed through nozzles and is evaporated to form an aerosol, the solid constituents of which are in the Filters are filtered out, to which the outlet side of the spray chamber is connected is. The band-shaped filter material moves continuously. The filter consists of a standard paper filter.

Papierfilter haben den Nachteil, daß die Messungen ungenau werden. Theoretisch sollten viel genauere Messungen mit elektrostatischen Filtern erhalten werden können. Elektrostatische Filter geben aber andererseits einen viel geringeren radioaktiven Niederschlag auf dem Band, wodurch bei Benutzung von elektrostatischen Filtern auch eine Ungenauigkeit vorhanden ist. Zwar könnte man diese dadurch vermeiden, daß man das bandförmige Material außerordentlich langsam bewegt. Dies verursacht aber einen anderen Nachteil, da immer ein gegebener Abstand zwischen dem Filter und dem ersten Detektor vorhanden sein muß und die Zeit für die Bewegung des Filterbandes von dem Filter zu dem ersten Detektor derart lang wird, daß die Geschwindigkeit zur Anzeige eines plötzlichen Anstiegs - der Radioaktivität nicht ausreicht. Paper filters have the disadvantage that the measurements are inaccurate. In theory, much more accurate measurements should be obtained with electrostatic filters can be. On the other hand, electrostatic filters give a much lower result fallout on the tape, eliminating the use of electrostatic Filtering there is also an inaccuracy. You could avoid this by that the tape-shaped material is moved extremely slowly. This causes but another disadvantage, since there is always a given distance between the filter and the first detector must be present and the time for the movement of the filter belt from the filter to the first detector becomes so long that the speed to indicate a sudden increase in radioactivity - insufficient.

Bei flüssigkeitsgekühlten Reaktoren ist es nämlich immer sehr wichtig, die aus den Brennstoffelementen gegebenenfalls austretenden radioaktiven Edelgase schnell messen zu können, weil eine größere Menge von solchen in der Kühlflüssigkeit einen Bruch oder eine größere Leckage in den Schutzhüllen eines Brennstoffelementes andeutet. In the case of liquid-cooled reactors, it is always very important the radioactive noble gases that may escape from the fuel elements to be able to measure quickly because a larger amount of such in the coolant a break or a major leak in the protective covers of a fuel element indicates.

Hierzu und zu den weiter unten angegebenen Zwecken ist die Vorrichtung zum Messen der Radioaktivität von Flüssigkeiten, bei der ein in einer Heizvorrichtung erhitzter Gasstrom in eine Sprühkammer geleitet wird, in die durch Düsen die zu untersuchende Flüssigkeit eingesprüht und unter Aerosolbildung verdunstet wird, bei der ferner durch den heißen Gasstrom die gebildeten festen Bestandteile zu einem elektrostatischen Filter geleitet und durch dieses auf ein Band niedergeschlagen werden, welches an einem oder mehreren Detektoren zum Messen der Radioaktivität vorbeigeführt wird, gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem elektrostatischen Filter und der Zuführung des Gas stromes zur Heizvorrichtung eine Rückführungsleitung vorhanden ist, in die eine Kühlvorrichtung zum Kondensieren und Abführen der vorher in der Sprühkammer verdunsteten Flüssigkeit eingeschaltet ist. For this purpose and for the purposes specified below, the device for measuring the radioactivity of liquids, at the one in a heating device heated gas stream is passed into a spray chamber into which the nozzles lead to the liquid to be examined is sprayed in and evaporated with aerosol formation, in which, furthermore, the solid constituents formed into one by the hot gas stream Electrostatic filter passed and deposited by this on a belt which is attached to one or more detectors to measure radioactivity is passed, according to the invention, characterized in that between the electrostatic filter and the supply of the gas stream to the heating device Return line is present, in which a cooling device for condensing and discharging the liquid previously evaporated in the spray chamber switched on is.

Beim Gegenstand der Erfindung wird wie bei der bereits vorgeschlagenen Vorrichtung eine starke Vergrößerung der Verdampfungsfläche des Lösungsmittels und damit ebenfalls der Verdampfungsgeschwindigkeit dadurch erreicht, daß die radioaktive Flüssigkeit in feinzerteilter Form oder als Nebel in innigen Kontakt gebracht wird mit einem die Verdampfung bewirkenden Gas hoher Temperatur. Nachdem das Lösungsmittel verdampft isf, erhält man nämlich eine Trockensubstanz in Form von kleinen Partikelchen die in der radioaktiven Flüssigkeit enthalten waren, welche sich schwebend in dem Gemisch von Gas und Dampf halten und ein radioaktives Aerosol bilden. The subject matter of the invention is as in the case of the one already proposed Device a large increase in the evaporation area of the solvent and thus likewise the evaporation rate achieved by the fact that the radioactive Liquid is brought into intimate contact in finely divided form or as a mist with a high temperature gas causing the evaporation. After the solvent if it evaporates, a dry substance is obtained in the form of small particles which were contained in the radioactive liquid which was floating in the Maintain a mixture of gas and vapor and form a radioactive aerosol.

Diese Partikelchen werden danach in einem elektrostatischen Filter auf ein Band abgesetzt, worauf die Radioaktivität gemessen wird.These particles are then placed in an electrostatic filter deposited on a tape, whereupon the radioactivity is measured.

Das bandförmige Material wird dann stufenweise von dem elektrostatischen Filter zu in Reihe nacheinanderfolgenden Detektoren für Alpha- und/oder Beta- und/oder Gammastrahlungsmessung übergeführt, die mit an sich bekannten Indikatorvornehtungen und Zählgeräten, vorzugsweise nach E ccl es - Jordan, verbunden sind. The belt-shaped material is then gradually removed from the electrostatic Filters for detectors following one another in series for alpha and / or beta and / or Gamma radiation measurement transferred that with indicator provisions known per se and counting devices, preferably according to E ccl es - Jordan, are connected.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel erläutert. Es zeigt Fig. 1 ein Schema aus dem der gegenseitige Zusammenhang zwischen den verschiedenen Teilen, welche radioaktive Stoffe tragen, ersichtlich ist, Fig. 2 die schematische Darstellung einer Vorrichtung für die Verschiebung der bandförmigen Unterlage für die Ausfällung des radioaktiven Aerosols. The invention is based on the drawing using an exemplary embodiment explained. It shows Fig. 1 a scheme from which the mutual relationship between the various parts that carry radioactive substances can be seen, Fig. 2 shows the schematic representation of a device for the displacement of the band-shaped Base for the precipitation of the radioactive aerosol.

In Fig. 1 wird die mit radioaktiven Bestandteilen versetzte Flüssigkeit in eineRohrleitung 10 eingeführt. In Fig. 1, the radioactive component liquid inserted into a pipe 10.

Zur Regelung des Flüssigkeitszulaufes zu einem Satz Sprühdüsen 11 ist eine Einspritzpumpe 12 angeordnet, die in Reihe mit einem ersten magnetgesteuerten Ventil 13 und parallel mit einem zweiten Ventil 14 geschaltet ist.To regulate the flow of liquid to a set of spray nozzles 11 an injection pump 12 is arranged, which is in series with a first solenoid-controlled Valve 13 and is connected in parallel with a second valve 14.

Die für das Eindunsten der Flüssigkeit erforderlichen heißen Gase werden in einer getrennten Leitung zugeführt: Das Gas wird anfangs mit beliebiger Temperatur durch ein Rohr 15 einem sogenannten Absolutfilter 16 zuge führt, um feste Verunreinigungen zurückzuhalten. GegebenenfaIls kann eine Ionisationskammer oder ein anderer Strahlungsdetektor in die Leitung eingeschaltet sein. Die Ionisationskammer 17 hat den Zweck gegebenenfalls vorhandene Radioaktivität des zugeführten Gases zu registrieren. The hot gases required for the liquid to evaporate are fed in a separate line: The gas is initially supplied with any Temperature through a pipe 15 a so-called absolute filter 16 leads to solid Retain impurities. If necessary, an ionization chamber or another radiation detector must be switched into the line. The ionization chamber 17 has the purpose of any radioactivity of the supplied gas to register.

Von der Ionisationskammer 17 strömt das Gas weiter zu einem Gebläse 18, von da durch eine gegebenenfalls einstellbare Abzweigstelle 19, wo ein Teil des Gases aus der Anlage durch die Leitung 20 ausströmen kann, während ein anderer Teil durch die Leitung 21 zu einer zweiten Abzweigstelle22 gelangt. Hier wird das Gas in zwei parallelen Strömen23 und 24 zur Sprühkammer 25 geleitet, in welche die Sprühdüsen 11 münden. Der Zweig23 führt unmittelbar in die Kammer25, während wider Zweig 24 über eine Heizvorrichtung 26 führt, wo das Gas so hoch erhitzt wird, daß eine Verdunstung der eingesprühten Flüssigkeit erfolgt. In der Sprühkammer 25 wird ein Aerosol aus dem zugeführten Gas, aus Dämpfen des Lösungsmittels der zugeführten Flüssigkeit und aus den festen Mikropartikelchen des radioaktiven Stoffes gebildet.From the ionization chamber 17, the gas flows on to a fan 18, from there through an optionally adjustable junction 19, where a part of the gas can flow out of the system through the line 20, while another Part passed through the line 21 to a second junction 22. Here it becomes Gas is passed in two parallel streams 23 and 24 to the spray chamber 25, into which the Spray nozzles 11 open. The branch 23 leads directly into the chamber 25, while reflecting Branch 24 leads over a heater 26, where the gas is heated so high that an evaporation of the sprayed liquid takes place. In the spray chamber 25 is an aerosol from the supplied gas, from vapors of the solvent of the supplied Liquid and formed from the solid microparticles of the radioactive material.

In einem Sprühgerät kann ohne Schwierigkeit eine Flüssigkeit in Tropfen von 0,01 bis 0,1 mm Durchmesser übergeführt werden. Mit normaler Konzentration des in der Flüssigkeit gelösten radioaktiven Stoffes kann man dann mit einem Partikeldurchmesser von 0,1 bis 1 ffi rechnen. Partikeln dieser Größen ordnung folgen ohne wesentlichen Niederschlag dem Strom des heißen Gemisches aus Gas und Lösungsmittel dampf durch die Leitung 27 zu dem elektrostatischen Filter 28. In a sprayer, a liquid can be poured into drops without difficulty from 0.01 to 0.1 mm in diameter can be transferred. With normal concentration of the Radioactive substance dissolved in the liquid can then be measured with a particle diameter calculate from 0.1 to 1 ffi. Particles of this size order follow without any significant Precipitate the stream of hot mixture of gas and solvent vapor through the line 27 to the electrostatic filter 28.

In dem elektrostatischen Filter 28 wird dem Aerosol aus Gas, Dampf aus dem Lösungsmittel und festen Partikeln ein elektrisches Potential erteilt, während ein Band 29, z. B. aus Metall, das entgegengesetzte elektrische Potential erhält. Das Band 29 bewegt sich stufenweise durch das elektrostatische Filter 28 in Richtung des Pfeiles 30. Auf Grund des Potentialunterschiedes werden die festen Partikelchen in einer sehr gleichmäßig verteilten Form als Belag 31 niedergeschlagen. In the electrostatic filter 28, the aerosol of gas, vapor from the solvent and solid particles given an electrical potential while a band 29, e.g. B. made of metal, which receives the opposite electrical potential. The belt 29 gradually moves through the electrostatic filter 28 in the direction of the arrow 30. Because of the potential difference, the solid particles in a very evenly distributed form as coating 31 is deposited.

Das jetzt völlig oder teilweise von den festen Partikeln befreite Gemisch aus Gas und Dampf des Lösungsmittels wird von dem elektrostatischen Filter 28 durch die Leitung 32 herausgeführt. Oft ist aber das Lösungsmittel oder das Gas derart wertvoll, daß eine Zurückgewinnung erwünscht ist. In solchen Fällen wird das Gemisch aus Gas und Lösungsmitteldampf durch die Rückführungsleitung zum Absolutfilter 16 geleitet, wo es mit dem gegebenenfalls zugeführten Frischgas aus der Leitung 15 vereinigt wird. Von dem Absolutfilter 16 wird das dabei entstandene Gemisch zu einem Kühler 33 geleitet, in welchem eine Kondensation des Lösungsmitteldampfes erfolgt, gegebenenfalls im Zusammenhang mit teilweiser oder vollkommener Herabfrierung des Lösungsmittels zu feinen Kristallen. Das dabei abgetrennte Lösungsmittel wird durch die Leitung 34 abgeleitet und gegebenenfalls zurückgeführt. Diese Abtrennung ist erwünscht, wenn das Lösungsmittel aus schwerem Wasser besteht. Falls das Gas des Systems Luft ist, werden im Zusammenhang mit der Koronaentladung in dem elektrostatischen Filter nitrose Gase gebildet, die das zurückgewonnene Wasser schwach sauer machen können. Das kann verhindert werden, wenn als Gas reiner Sauerstoff verwendet wird. In einem solchen Fall ist es aber erwünscht, diesen Sauerstoff zurückzugewinnen, was ebenfalls mit der Vorrichtung nach der Erfindung erfolgt. That now completely or partially freed from the solid particles Mixture of gas and vapor of the solvent is passed through the electrostatic filter 28 led out through line 32. But often it is the solvent or the gas so valuable that recovery is desired. In such cases it will the mixture of gas and solvent vapor through the return line to the absolute filter 16, where it is with the fresh gas that may be supplied from the line 15 is united. The resulting mixture is closed by the absolute filter 16 a cooler 33 passed, in which a condensation of the solvent vapor occurs, possibly in connection with partial or total freezing of the solvent to fine crystals. The solvent separated off in the process is diverted through line 34 and possibly returned. This separation is desirable when the solvent is heavy water. If the gas of the system is air, are related to the corona discharge in the electrostatic Filter nitrous gases formed, which make the recovered water slightly acidic can. This can be prevented if pure oxygen is used as the gas. In such a case, however, it is desirable to recover this oxygen, which is also done with the device according to the invention.

Nun kann es vorkommen, daß in dem zum Kühler 33 gelangenden Lösungsmittel, z. B. schwerem Wasser, radioaktive Gase gelöst sind, die nicht in dem elektrostatischen Filter abgetrennt werden können, da sie nicht fest sind. Sie bleiben daher auch im weiteren Weg des Lösungsmittels. Die daraus hergeleitete Aktivität wird in der Ionisationskammer 17 registriert. Diese Registrierung ist an sich von untergeordneter Bedeutung für den hauptsächlichen Zweck der Vorrichtung; sie ist aber aus einem anderen Grund von außerordentlich großer Bedeutung. Falls beispielsweise ein Elementbruch in einem Reaktor erfolgt ist oder ein anderer Fehler eingetreten ist, wodurch die im Reaktor vorhandenen besonders teuren Edelgase ausströmen, wird ein Teil dieser Gase mit Sicherheit in dem Lösungsmittel gelöst, und es erfolgt dann eine sehr schnelle Anzeige in der Ionisationskammer 17, welche zu diesem Zweck über eine Leitung 35 mit einer Alarmvorrichtung verbunden ist. Now it can happen that in the solvent reaching the cooler 33, z. B. heavy water, radioactive gases are dissolved that are not in the electrostatic Filters can be disconnected because they are not solid. So you stay in the further path of the solvent. The activity derived from this is stored in the Ionization chamber 17 registered. This registration is in itself of subordinate Significance for the main purpose of the device; but it is made of one another reason of extremely great importance. For example, if there is a break in the element has occurred in a reactor or another error has occurred, whereby the The particularly expensive noble gases present in the reactor flow out, become part of these Gases are certainly dissolved in the solvent, and a very rapid one then occurs Display in the ionization chamber 17, which for this purpose via a line 35 is connected to an alarm device.

In der angegebenen Weise wird somit teils das Lösungsmittel, z. B. von einem Reaktor stammend, durch den Einlaß 10, die Einspritzpumpe 12, das elektrostatische Filter 28, durch die Rückführungsleitung, das Absolutfilter 16 und den Kühler 33 strömen und danach zum Reaktor zurückgeführt, teils wird das zur Herstellung des Aerosols benutzte Gas in einem geschlossenen Kreislauf geführt, nämlich durch das Absolutfilterl6, den Kühler 33, die Ioni sationskammer 17, ein Gebläse 18, die Heizvorrichtung 26 bzw. die Leitung 23, idie Sprühkammer 25 und das elektrostatische Filter 28, gegebenenfalls unter Zufuhr von Frischgas durch die Leitung 15 oder unter Abgabe von benutztem Gas durch die Leitung 20. In the manner indicated, the solvent, for. B. coming from a reactor, through inlet 10, injection pump 12, the electrostatic Filter 28, through the return line, the absolute filter 16 and the cooler 33 flow and then returned to the reactor, which is partly used to produce the Aerosol gas used in a closed circuit, namely through the Absolutfilterl6, the cooler 33, the ionization chamber 17, a fan 18, the heating device 26 or the line 23, i the spray chamber 25 and the electrostatic filter 28, optionally with the supply of fresh gas through the line 15 or with delivery of used gas through line 20.

Während des Kreislaufes des Gases kann es vorkommen, daß dem Gas in unerwünscht hohem Maße radioaktive Bestandteile zugeführt werden, so daß die Ionisationskammer 17 oder der entsprechende Detektor Alarm gibt. Um diese Anreicherung zu verhindern, muß in abgemessenen Zeiträumen die ganze Anlage durchgespült werden, was durch Einführung von Frischgas durch den Einlaß 15 erfolgt, während gleichzeitig verbrauchtes Gas bei 20 ausströmt. During the cycle of the gas it can happen that the gas radioactive components are supplied in an undesirably high degree, so that the Ionization chamber 17 or the corresponding detector gives an alarm. To this enrichment To prevent this, the entire system must be flushed through in measured periods of time, what by introduction of fresh gas takes place through inlet 15 while simultaneously used gas flows out at 20.

Im gegebenen Takt wird der radioaktive Stoff 31 auf dem Band 29 niedergeschlagen und in der aus Fig. 2 ersichtlichen Weise gemessen. The radioactive material 31 is deposited on the belt 29 in the given cycle and measured in the manner shown in FIG.

Das Band 29 wird von einer Ausgangsspule 36 über eine Leitrolle 37 in die in Fig. 1 gezeigte Bahn geführt, wo es in stufenweisem Betrieb vor dem elektrostatischen Filter 28 vorbeigeführt und mit einem radioaktiven Belag 31 versehen wird. In gleichmäßig verteilten Abständen folgen nach dem elektrostatischen Filter 28 die Detektoren für Radioaktivität 36, 37 und 38, welche in an sich bekannter Weise angeordnet sind, um die von dem radioaktiven Niederschlag ausgehende radioaktive Strahlung zu messen, beispielsweise mit einem Zähler nach Eccles-Jordan. Der Detektor 36 ist für die Aufnahme der Alphastrahlung, der Detektor 37 für die der Betastrahlung und der Detektor 38 für die der Gammastrahlung vorgesehen. Die drei Detektoren sind in an sich bekannter Weise, welche nicht Gegenstand der Erfindung ist, mit einer Registriertafel zur Angabe der Meßwerte verbunden, die teils als Augenblickswerte, teils auch als zeitsummierte Werte registriert werden. The tape 29 is fed from an output reel 36 via a guide roller 37 guided into the path shown in Fig. 1, where it is in stepwise operation before the electrostatic Filter 28 is passed and provided with a radioactive coating 31. In evenly The detectors follow the electrostatic filter 28 at distributed distances for radioactivity 36, 37 and 38, which are arranged in a manner known per se, to measure the radioactive radiation emitted by the radioactive fallout, for example with a counter according to Eccles-Jordan. The detector 36 is for Recording of the alpha radiation, the detector 37 for the beta radiation and the detector 38 intended for those of gamma radiation. The three detectors are known per se Way, which is not the subject of the invention, with a registration board for Indication of the measured values connected, some as instantaneous values, some also as time-accumulated Values are registered.

Das Band passiert danach eine Zeitverzögerungsschleife über die Leitrollen 39 und gelangt zu einer weiteren Reihe Detektoren 40, 41 und 42 für eine erneute Messung der Strahlung aus Alpha-, Beta- und Gammateilchen, worauf es über eine Leitrolle 43 von der Spule 44 aufgenommen wird. Es kann vorkommen, daß die Strahlungsintensität während der Bewegung des Bandes von den drei ersterwähnten Detektoren 36, 37, 38 bis zu den drei letzterwähnten Detektoren 40, 41, 42 stark abgenommen hat, und Ida diese erneute Messung vorgesehen ist, um festzustellen, wie stark die Strahlungsintensität abnimmt, kann es vorteilhaft sein, im Zusammenhang mit aden drei letzterwähnten Detektoren oder wenigstens im Zusammenhang mit dem Beta- und Gammastrahlendetektor 41 bzw. 42 einen Bleischirm 45 zur Abschirmung anzuordnen.The belt then passes a time delay loop over the guide rollers 39 and arrives at another row of detectors 40, 41 and 42 for a new one Measurement of the radiation from alpha, beta and gamma particles, whereupon it is via a guide roller 43 is taken up by the spool 44. It can happen that the radiation intensity during the movement of the tape from the three first mentioned detectors 36, 37, 38 up to the three last-mentioned detectors 40, 41, 42 has decreased sharply, and Ida this re-measurement is provided to determine how strong the radiation intensity is decreases, it can be advantageous in connection with the last three mentioned Detectors or at least in connection with the beta and gamma ray detector 41 or 42 to arrange a lead shield 45 for shielding.

Mit der beschriebenen Vorrichtung kann die Messung der Radioaktivität von in Flüssigkeiten gelösten Stoffen auch mittels eines einzigen Satzes von Strahlungsdetektoren, Verstärkern und Impulszählern stattfinden, wobei das Meßergebnis als Ziffernsumme, am einfachsten in binären Zahlen, angegeben wird. In Kombination mit bei vorausgegangenen Messungen erhaltenen Zahlenwerten können die Meßwerte zur Steuerung und Regelung von Anlagen zur Plutoniumgewinnung und anderen Extraktionsanlagen benutzt werden oder für die Überwachung von flüssigkeitsgekühlten Reaktoren. The device described can be used to measure radioactivity of substances dissolved in liquids also by means of a single set of radiation detectors, Amplifiers and pulse counters take place, with the measurement result as a digit sum, is most simply given in binary numbers. In combination with the previous ones Numerical values obtained from measurements can be used to control and regulate the measured values be used by plants for plutonium production and other extraction plants or for monitoring liquid-cooled reactors.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Device for measuring the radioactivity of Liquids, in which a gas stream heated in a heating device into a spray chamber into which the liquid to be examined is sprayed through nozzles and is evaporated with aerosol formation, with or further by the hot gas flow the solid components formed are passed to an electrostatic filter and be knocked down by this on a tape, which on one or more Detectors for measuring the radioactivity is passed by, marked thereby, that between the electrostatic filter and the supply of the gas stream to the heating device a return line is present into which a cooling device to the Condensation and removal of the liquid previously evaporated in the spray chamber is switched on.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that for the purpose the purge the return line with an inlet port for fresh gas and is provided with an outlet for used gas.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that an ionization chamber with an alarm device connected by way of the return line is provided.

4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that that for the supply of the gas stream to the spray chamber two parallel, optionally Adjustable channels are provided in their permeability, one of which leads directly to the spray chamber and the other via the heating device.

5. Device according to one of the preceding claims, characterized in that that oxygen is used as the gas supplied to the spray chamber.

6. Apparatus according to claim 1 or one of the following, characterized by a device that is to be acted upon with the radioactive material particles Tape continues step by step in such a way that the step-by-step movements correspond to the distance between the electrostatic filter and the first detector or the distance between correspond to this and the following detector.

7. Apparatus according to claim 6, characterized in that of the Detectors one for measuring alpha radiation, the other for measuring beta radiation and another is used to measure the gamma radiation, the detectors preferably are arranged in such a way that the measurement takes place chronologically in the order mentioned.

8. Apparatus according to claim 7, characterized in that the tape after passing the detectors a certain distance to the time delay passes through and then passes through a second such set of detectors.

9. Apparatus according to claim 8, characterized by a measuring device, which counts the pulses emitted by the detectors during the measuring time and the sum of these pulses by a pulse counter, preferably in binary numbers indicates.

10. Device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that it is used to determine the radioactivity of heavy water.

Publications considered: "Nucleonics", Vol. 10, 1952, No. 6, pp. 36 to 39; Vol. 13, 1955, No. 6, pp. 98-103; "Journal of Scientific Instruments ", Vol. 33, 19569 No. 4, p. 142.

Older patents considered: German Patent No. 1 028 248.