198401. lajstromszámú szabadalom • Eljárás atomerőművek primer vízkörében levő jódizotópok elválasztására radioaktív koncentrációjuk szelektív meghatározásához
1 198 401 arányát folyamatosan, a lehető legrövidebb idő alatt meghatározzuk, a reaktor stacioner és tranziens (pl. leállási vagy indulási stb.) üzemelési szakaszában egyaránt. A találmányi gondolat lényege az a felismerés, hogy a jódizotópok mellett más radioizotópokat is tartalmazó folyadékmintából a gázhalmazállapoté komponensek és az oldatban lévő kationok, fluorid anionok, valamint kolloid korróziós termékek gázöblítéssel, illetve amorf cirkónium-foszfáttal töltött oszlopon való átvezetéssel gyors műveletekkel, folyamatos üzemben elválaszthatók és így az egyes jódizotópok szelektíven meghatározhatók. Meglepő, hogy a korábban - hordozós kivitelben - jódszrpcióra alkalmazott amorf cirkóniumfoszfát önhordó formában, szilikonolajból végzett gyöngyösítéssel előállítva nem mutat jódretenciós hajlamot, és ugyanakkor időreakció jellegű komplexképzési folyamat során kvantitatíve megköti a hordozómentes 18p- aniont. A radioaktív jódizotópok elválasztására (előnyösen WER atomerőművek primerköri hőhordozójából) szolgáló, találmányunk szerinti eljárás, melynek során folyamatosan vett mintából az oldott gázokat (többek között a radioaktív nemesgázokat) eltávolítjuk, majd a minta pH-ját semlegesre vagy lúgosra állítjuk be, azon alapul, hogy a mintát legalább 5, előnyösen mintegy 5-15 perces kontaktidőt eredményező áramlási sebességgel egy, a 118335. sz. csehszlovák szabadalom szerint, szilikonolajban végzett gyöngyösítéssel önhordozóvá tett, legalább 0,1, előnyösen 0,25-0,5 mm szemcseméretű gyöngyökből álló amorf cirkóniumfoszfáttal töltött oszlopon vezetjük át, az oszlopról elfolyó effluenst egy olyan hosszúságú csőszakaszon vezetjük át, amely lehetővé teszi, hogy a mintavétel pillanatától legalább 15 perc elteljék az izotópok detektálásáig, és a jódizotópokat gamma-sugárzásuk detektálásával ismert módon meghatározzuk. A találmány szerinti eljárást az alábbi példa alapján közelebbről ismertetjük. Példa A Paksi Atomerőmű primerközi hőhordozójában jelenlévő radioaktív jódizotópok folyamatos elválasztására és mérésére alkalmas eljárást megvalósító rendszer laboratóriumi modelljének rajza az 1. ábrán látható. Az eljárás során az 1 mintavevő csonkon kb. 3 dm3/perc áramlási sebességgel vezetjük a lehűtött mintát az 1000 cm3-es 2 üveg buborékoltató edénybe. Az edény alján elhelyezett üvegszűrőn keresztül legalább 10 dm3/ perc áramlási sebességgel levegőt vezetünk át. A levegőfolyadék-keverék az edény tétjén távozik a gáztalanítóban, az oda átjutott vízmintarészletet visszatápláljuk a primerkörbe. A szűrő alatti nemesgáz- és buborékmentes oldatrészből 1 cm3/perc áramlási sebességgel szivatjuk a mintát a 3 késleltető csőszakaszba a 4 perisztaltikus pumpával. A 7 Y-elágazáshoz csatlakoztatott 5 perisztaltikus pumpával adott esetben reagensek juttathatók a 6 reagenstárolóból a mintába, pl. a pH beállítása céljából. A minta egy részletét az elválasztás előtt a 8 mintaváltó csappal a 9 mintavevő edénybe szedjük, referenciamérések céljából. A 8 csap megfelelő beállításával a mintát a 6 mm belső átmérőjű 10 kolonnára vzetjük, melybe előzetesen 10 g amorf cirkónium-foszfátot a 118787. sz. magyar szabadalomban leírt eljárásnak megfelelően készítettük, és a 178335. sz. csehszlovák szabadalomban leírt eljárásnak megfelelően, szilikonolajban végzett gyöngyösítéssel tettük önhordozóvá. (A cirkóniumfoszfát előállításához egy 1.26 mól/dm3 hexametiléntetramint és 1.53 mól/dm3 karbamidot tartalmazó oldatot és egy 0.42 mól/dm3 Zr0Cl2-6H20-t és 1.53 mól/dm3 karbamidot tartalmazó oldatot 8,2 cm3/perces áramlási sebességgel egy reaktoredénybe, majd onnan összekeveredésük után egy 60 cm hosszú, 6 cm átmérőjű, 80 °C-ra termosztált szilikonolajat tartalmazó csőbe vezettünk. A gyöngyök az olajban lefelé haladva kigélesedtek, a cső alján a géles gyöngyöket tölcsérbe gyűjtöttük.) Az effluenst a 2 mm belső átmérőjű tefloncsőből készített, Nal(Tl) szcintillációs detektoron vezetjük át, onnan gyűjtőedénybe, illetve a 12 elzárócsapon keresztül a 13 mintavevő edénybe jut. A detektor analóg jeleit 14 analóg-digitális átalakítón az adatgyűjtés és adatkiértékelés feladatait egyaránt ellátó 15 Commodore 64 személyi számítógépre vezetjük, amely a 131l, 132p 133j 134j é$ 135j jódizotópok gamma-vonalait tartalmazó spektum kiértékelésével kiszámítja a jódok aktivitás-koncentrációját a vizsgált mintarészletben. Az erőmű stacioner üzeme során a helybeli radiokémiái laboratórium által végzett referenciamérések az alábbi eredményeket adták, a mintavételt követő 72 órán belül: 2 Mátrixaktivitás: 42 K 2,5 MBq/dnr 24Na 0,5 MBq/dm3 18p 1,5 MBq/dm; Radiojódok: 131i 0,8 kBq/dm3 132j 17 kBq/dm3 133i 8,2 kBq/dm3 134i 25 kBq/dm3 135j 23 kBq/dm3 Nemesgázok: 4Ur 4,0 kBq/dm3 133Xe 1,2 kBq/dm3 135Xe 9,0 kBq/dm3 85mRr 0,5 kBq/dm3 Egyéb radioizotópok: 54Mn 0,2 kBq/dm3 99Mo-99mxe 1,0 kBq/dm3 187W 20 kBq/dm3 134Cs 0,1 kBq/dm3 137Cs 0,3 kBq/dm3 86Rb 1,5 kBq/dim3 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
