Hidrológiai Közlöny 1963 (43. évfolyam)
3. szám - Rákóczi László: Folyadéksebesség- és hozammérés radioaktív jelzőanyaghullám segítségével
202 Hidrológiai Közlöny 1963. 3. sz. Rákóczi L.: Folyadéksebesség és hozammérés beütést számlál. A kapott eredmény azt mutatja, hogy a rész-áramlásban ugyanolyan számú beütést kapunk, mintha a teljes áramlásban mérnénk és az x számszerű értékét nem szükséges ismernünk. Ez a tény igen jelentős, mert lehetővé teszi egy nagyobb vízfolyás hozamának meghatározását egy kis rész megmérése által. A mérés megbízhatóságának előfeltétele természetesen az, hogy a jelzőanyag tökéletesen elkeveredve érkezzék a mérési helyhez. Ha a nyíltfelszínű vízfolyást képzeletben számos kisebb „csatornára" osztjuk fel, beláthatjuk, hogy a bemerített észlelőfej csak egy ilyen, láthatatlan határfalú „csatorna" hozamát méri. A „csatorna" keresztmetszeti területe az észlelőfej méreteitől és érzékenységétől, valamint az alkalmazott izotóp sugárzását elnyelő vízréteg vastagságától függ. Nagyságát megállapítani nem tudjuk, de nem is szükséges. A mérés szempontjából csak az a körülmény lényeges, hogy ez a keresztmetszeti terület állandó legyen. A rajta átáramló víz sebessége lehet nagyobb, vagy kisebb, mint az egész vízfolyás középsebessége, ez a láthatatlan „csatorna" minden esetben a teljes vízhozam x-ed részét vezeti. A (7) egyenlet alapján ugyanazt a beütésszámot kell kapnunk benne, mint bármely másik „csatornában". A mellékáramkörös mérési módot célszerűen alkalmazhatjuk olyan nehézségek leküzdésére, mint amelyet például a kisméretű csatornában áramló öntöző-, vagy szennyvízhozam megállapítása jelent. Itt ugyanis az elméletileg végtelen nagy térfogatra meghatározott F értékkel nem számolhatunk. A helyes F érték egy keskeny csatorna esetében kisebb lesz, mint volt a „végtelen" térfogat esetén. Megemlítem, hogy szakirodalmi adatok szerint [8] összehasonlító mérésekkel megállapították például, hogy míg egy 1,2 m széles csatornában végrehajtott hozammérés pontossága 1% volt, ugyanezzel a műszerrel mérve és változatlan F értékkel számolva 0,6 m széles csatornában 10% hibát követtek el. Ezt elkerülendő, keskeny csatornában történő mérésnél megcsapolást, vagy oldalágat kell létesítenünk, melybe az észlelőfejet előzetesen behelyeztük és hitelesítettük az ismert módon. A vízhozamot úgy számítjuk ki, hogy az edényben mért teljes beütésszámot, az edényre meghatározott F értéket és a csatornába beadagolt teljes izotópmennyiséget behelyettesítjük a (7) egyenletbe. Ismételten hangsúlyozom, hogy a megcsapolt vízhozamot nem kell ismernünk. Fontos csupán az, hogy sem a csatorna, sem a megcsapoló vezeték vízhozama ne változzék a mérési időszak alatt. Ez a mérőedényes módszer különösen célszerűen használható elfolyó szennyvizek hozamának megállapításánál, mert semmiféle esésveszteséggel nem jár és mert a kisméretű csatornákban gyakran nem lehet elegendő mélyre lebocsátani a műszer észlelőfejét. Végül megemlítem, hogy külföldön nagyobb patakokon és folyókon végzett hozamméréseknél egészen 50 m 3/s-ig több ízben sikerrel alkalmazták a „beütésösszegező" eljárást. Kisebb csatornák esetében főleg Cs 13 4, folyók esetében Au 19 8 izotópot használtak [8]. 6. Az alkalmazandó izotópfajta és mennyiség meghatározása Az egyes mérési módszerek ismertetése során megemlítettem néhány, leggyakrabban használt izotópfajtát. Arra a kérdésre, hogy adott esetben ezek közül, vagy az ezeken kívül még rendelkezésre álló számos izotópfajta közül melyiket alkalmazzuk, csak a körülmények gondos mérlegelése után válaszolhatunk. A radioaktív izotópok ugyanis nagymértékben különböznek egymástól felezési idejük, sugárzásuk neme és energiája, valamint élettani hatásuk tekintetében. Az áramlásméréseknél leginkább használatos néhány izotóp legfontosabb adatait az 1. táblázatban foglaltam össze [9]. A felezési idő kiválasztásánál természetesen elsődleges szempont a mérés jellege, tehát hogy gyors, vagy lassú áramlás sebességét mérjük-e, valamint hogy rövid, vagy hosszú szakaszra terjed-e ki a mérés ? Figyelembe kell vennünk az izotópnak a mérési helyre történő kiszállítására fordítandó időt is. Döntő lehet az a körülmény is, hogy a helyszíni, vagy mintavételes vizsgálatot végzünk-e ? Utóbbi esetben ugyanis a minták laboratóriumba szállításának időtartamát is számításba kell vennünk. A rövid felezési idejű izotópok alkalmazása egészségvédelmi és biztonsági szempontból feltétlenül előnyösebb, mert aktivitásuk hamarosan elhanyagolható mértékűre csökken és így a környezet veszélyeztetettsége is megszűnik. Hátrányuk viszont, hogy — éppen a gyors természetes lebontódásuk következtében — a mérési eredmények értékelésénél fokozottabb mértékben tekintetbe kell venni aktivitásuk rohamos csökkenését : az egyes időpontokban kapott aktivitás értékeket rendre át kell számítanunk a kezdeti 1. táblázat Az áramlásmérésekhez leginkább alkalmazott izotópfajták és jellemző adataik TaÖA. 1. Budbi u3omonoe u ux xapaKmepucmuKü, nauöOAee nacmo npu.M.mneMux ÖAH ludpaeAuiecKüx u3Mepemiü Tabelle 1. Die für Isotopmessungen meistens angewandten Isotoparten und ihre Kenngrössen Izotóp neve Felezési idő idő Vegyület Fajlagos aktivitás [mC/ml] Ár [Ft/mC] Bróm 8 2 36 óra Na Br 2 55 Jód 13 1 8,05 nap Na J 2—12 16 Cézium 13 4 2,07 év Cs Cl 10—50 40 Nátrium 2 4 15 óra Na Cl 40—190 mC/g 12 Arany 19 8 2,7 nap Fém 4—5 C/g 7
