Измерение радиоактивных аэрозолей
Радиоактивными аэрозолями называются любые взвешенные частицы, находящиеся в воздухе и имеющие естественную или искусственную радиоактивность.
В зависимости от агрегатного состояния различают
аэрозоли с твердой дисперсной фазой (пыль различных радиоактивных веществ, дым);
аэрозоли с жидкой дисперсной фазой (пар, туман или аэрозоли конденсации).
Основы дозиметрии. Лекция 10. Приборы радиацио 11
нного контроля
Измерение радиоактивных аэрозолей
Радиоактивные аэрозоли образуются:
в процессах производства и обработки радио- активных материалов (дробление, механическая обработка, выпаривание, кипячение и т. п.);
при взрывах атомных и водородных бомб;
при взаимодействии космического излучения с атмосферной пылью.
Основы дозиметрии. Лекция 10. Приборы радиацио 12
нного контроля
Измерение радиоактивных аэрозолей
Важнейшими источниками радиоактивных аэрозолей являются ядерный реактор и ядерное топливо АЭС. При нарушении целостности защитной оболочки ТВЭЛ продукты деления могут попасть в теплоноситель первого контура. В этом случае появится реальная опасность загрязнения воздуха нелетучими веществами (стронций, барий, лантан, цирконий, рутений, церий и др.).
В результате активации продуктов коррозии оборудования первого контура АЭС, в теплоносителе могут находиться радионуклиды 51Cr, 54Mn, 58Co, 59Fe, 60Co, 65Zn, 98Zr и др., короткоживущие радионуклиды 16N, 18F, 24Na, 42K и др., которые не представляют опасности при выходе в окружающую среду, и долгоживущий тритий в небольшом количестве вследствие активации дейтерия и ядерной реакции, происходящей на боре (борсодержащие материалы применяются для регулирования мощности реактора).
Основы дозиметрии. Лекция 10. Приборы радиацио 13
нного контроля
Измерение радиоактивных аэрозолей
Свойства аэрозольных частиц зависят от их размера.
По дисперсности аэрозоли можно разделить на три группы:
крупнодисперсные (неустойчивые) частицы (d = 10 мкм и более) быстро оседают, поэтому находятся в воздухе недолго;
среднедисперсные (относительно устойчивые) частицы (d = 1–10 мкм) медленно оседают в неподвижном воздухе, поэтому находятся во взвешенном состоянии различное время в зависимости от размера частиц и их концентрации;
мелкодисперсные (устойчивые) частицы (d < 1 мкм) движутся подобно молекулам воздуха, т. е. подчиняются законам броуновского движения.
Основы дозиметрии. Лекция 10. Приборы радиацио 14
нного контроля
Измерение радиоактивных аэрозолей
Физические параметры радиоактивных аэрозолей
Радионуклид
89Sr
90Sr
90Y
91Y
137Cs
140Ba
210Po
226Ra
239Pu
ДКА, Бк/м3
10,4 102
4,4 101
3,7 103
11,8 102
5,2 102
16,3 102
34,4 10 1
9,3 10 1
33,3 10 3
Энергия, МэВ
-частицы ( -частицы)
1,46
0,535
2,26
1,55
0,55
1,055,34,795,15
Основы дозиметрии. Лекция 10. Приборы радиацио
нного контроля
Т1/2
50,5 сут.
28 лет
64,8 ч
57,5 сут.
30 лет
13 сут.
138,5 сут.
1622 года
2,44 104
лет
15
Измерение радиоактивных аэрозолей
При измерении объемной активности аэрозолей на уровне ДКА и ее долей необходимо концентрировать
радионуклиды из большого объема воздуха. Концентрирование аэрозолей производится на поверхности мембранных фильтров.
Широкое распространение для контроля аэрозолей и очистки от них воздуха получили тонковолокнистые фильтры ФП, на которых достигается практически одинаковое улавливание аэрозольных частиц любых размеров вплоть до свободных атомов с эффективностью почти 100 %, т. е. вероятность присоединения частиц к волокнам у фильтра ФП близка к единице.
Основы дозиметрии. Лекция 10. Приборы радиацио 16
нного контроля
Измерение радиоактивных аэрозолей
Характеристики некоторых аналитических фильтров АФА
|
|
Рабочая |
Сопро- |
|
Марка |
Материал |
поверх- |
тивле- |
|
фильтра |
ность |
ние, |
||
|
||||
|
|
см2 |
Па |
|
АФА-РМА- |
ФПА-15-2,0 |
20 |
40–60 |
|
20 |
|
|
|
|
АФА- |
ФПП-15-1,7 |
40 |
40–60 |
|
РСП-40 |
||||
|
|
|
||
|
ФП с |
|
|
|
АФАСИ |
добавлением |
3 |
30–75 |
|
измельчен- |
||||
|
ного угля и |
|
|
|
|
AgNO3 |
|
|
Максима-
льная Назначение нагрузка,
л/мин.
Радиометрическое определение концентрации
100 радиоактивных аэрозолей при повышенной
температуре
Радиоспектрометрическое 800 определение
радиоактивных аэрозолей
Определение аэрозолей
– и паров молекулярного радиойода
Основы дозиметрии. Лекция 10. Приборы радиацио 17
нного контроля
Измерение радиоактивных аэрозолей
Измерив объем воздуха V (м3), пропущенного через тот или иной фильтр, и определив радиометрическим методом абсолютную активность фильтра А (Бк), устанавливают концентрацию аэрозолей в воздухе Q (Бк/м3) по формуле
Q AV
Основы дозиметрии. Лекция 10. Приборы радиацио 18
нного контроля
Измерение радиоактивных аэрозолей
Установка, предназначенная для определения концентрации радиоактивных аэрозолей, состоит из следующих основных узлов:
фильтр; 
устройство для прокачивания воздуха;
прибор для измерения скорости или объема прокачиваемого воздуха;
детектор и счетная установка для определения активности.
Основы дозиметрии. Лекция 10. Приборы радиацио 19
нного контроля
Измерение радиоактивных аэрозолей
Объемную активность Q радиоактивных аэрозолей в воздухе по активности, осажденной на фильтре, можно рассчитать по формуле
Q N AЭТ NЭТ η ω V
где N, Nэт – число импульсов в секунду за вычетом фона при
измерении активности фильтра и при измерении эталон- ного источника известной активности соответственно; Аэт – активность эталонного источника, Бк;
Nэт/Aэт = f – эффективность счета установки;
– эффективность фильтра;– поправка на самопоглощение детектируемого
излучения в объеме фильтра;
V – объем прокачанного воздуха, м3.
Основы дозиметрии. Лекция 10. Приборы радиацио 20
нного контроля