DIN ISO 2889 Bb 5-2014 Sampling airborne radioactive materials from the stacks and ducts of nuclear facilities Supplement 5 Estimation of the activity-related correction factors ac.pdf

1、September 2014 DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDENormenausschuss Radiologie (NAR) im DINPreisgruppe 17DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e

2、. V., Berlin, gestattet.ICS 13.040.40!%2,j“2150971www.din.deDDieses Beiblatt enthlt Informationen zuDIN ISO 2889, jedoch keine zustzlichgenormten Festlegungen.DIN ISO 2889 Beiblatt 5Probenentnahme von luftgetragenen radioaktiven Stoffenaus Kanlen und Kaminen kerntechnischer Anlagen;Beiblatt 5: Besti

3、mmung der aktivittsbezogenen Korrektionsfaktoren:aktivittsbezogener Gesamtverlustfaktor und aktivittsbezogenerRohrfaktorSampling airborne radioactive materials from the stacks and ducts of nuclear facilities;Supplement 5: Estimation of the activity-related correction factors: activity-relatedtotal-l

4、oss factor and activity related tube factorchantillonnage des substances radioactives contenues dans lair dans les conduits etmissaires de rejet des installations nuclaires;Supplment 5: Evaluation des facteurs de correction relatif lactivit: facteur pertestotales relatif lactivit et facteur pertes t

5、ubes lactivitAlleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin www.beuth.deGesamtumfang 29 SeitenDIN ISO 2889 Bbl 5:2014-09 2 Inhalt SeiteVorwort. 4 1 Anwendungsbereich 4 2 Verfahren zur experimentellen Bestimmung der Aktivittsableitungen von an Aerosolpartikel gebundenen Radionukliden.

6、 4 3 Definition der aktivittsbezogenen Korrektionsfaktoren aktivittsbezogener Gesamtverlustfaktor und aktivittsbezogener Rohrfaktor . 6 3.1 Definition des aktivittsbezogenen Gesamtverlustfaktors. 6 3.2 Definition des aktivittsbezogenen Rohrfaktors 7 3.3 Anmerkungen 7 4 Verfahren zur Bestimmung des G

7、esamtverlustfaktors 8 4.1 Verfahren zur Bestimmung des Werts des aktivittsbezogenen Gesamtverlustfaktors durch Aufgabe von Prfaerosolpartikelkollektiven in den Fortluftkanal oder Fortluftkamin Integralversuch“ 8 4.2 Verfahren zur Bestimmung des Werts des aktivittsbezogenen Gesamtverlustfaktors unter

8、 Einbeziehung des Werts des aktivittsbezogenen Rohrfaktors 10 5 Verfahren zur Bestimmung des Werts des aktivittsbezogenen Rohrfaktors. 11 5.1 Allgemeines . 11 5.2 Passives Verfahren zur Bestimmung des aktivittsbezogenen Rohrfaktors. 12 5.3 Aktive Verfahren zur Bestimmung von Rohrfaktoren 12 5.4 Anme

9、rkungen zur Bestimmung des aktivittsbezogenen Rohrfaktors . 16 6 Verwendete Prfaerosolpartikelkollektive . 16 6.1 Allgemeines . 16 6.2 Allgemeine Eigenschaften von Prfaerosolpartikelkollektiven 17 6.3 Arten und Herstellung von Prfaerosolpartikelkollektiven. 17 7 Methoden zur Bestimmung der Massen de

10、r abgeschiedenen Prfaerosolpartikelkollektive 18 7.1 Nicht-selektive Methode Gravimetrie . 19 7.2 Selektive Methoden. 19 8 Vorrichtungen und Probleme bei der Einspeisung von Prfaerosolpartikelkollektiven in die Einlassffnungen der Probenentnahmesonden 20 8.1 Allgemeines . 20 8.2 Verluste von Prfaero

11、solpartikeln durch Rckstrmungen im und aus dem Probenentnahmerechen bei Aufgabe in die Einlassffnungen von Probenentnahmesonden 20 8.3 Aufgabe in die Einlassffnungen von Probenentnahmesonden . 20 8.4 Betrachtung der Abscheideverluste von Prfaerosolpartikelkollektiven in Aufgabelanzen 20 9 Unsicherhe

12、iten bei der Bestimmung der Werte der aktivittsbezogenen Korrektionsfaktoren. 22 9.1 Unsicherheit infolge der Form der Verteilungsdichte der charakteristischen Menge des Prfaerosolpartikelkollektivs 22 9.2 Unsicherheit der aufgegebenen Menge 22 9.3 Unsicherheit infolge von Verlusten bei der Aufgabe

13、und durch Rckstrmung im Probenentnahmerechen bei der Bestimmung des Werts des Rohrfaktors. 22 9.4 Unsicherheit infolge inhomogener Verteilung der Aerosolpartikelkonzentration im Fortluftkanal oder -kamin bei der Bestimmung des Gesamtverlustfaktors . 22 9.5 Unsicherheit der auf den Schwebstofffiltern

14、 abgeschiedenen Masse des Prfaerosolpartikelkollektivs 22 9.6 Unsicherheit von Probenluftdurchfluss oder Fortluftdurchfluss. 22 9.7 Kombinierte Unsicherheit bei der Bestimmung der Korrektionsfaktoren 23 DIN ISO 2889 Bbl 5:2014-09 3 SeiteAnhang A (informativ) Beispiel einer Fehlerberechnung fr die Me

15、ssung des Rohrfaktors mit trocken dispergiertem Pulver .24 Anhang B (informativ) Beispiel einer Fehlerberechnung fr die Messung des Gesamtverlustfaktors mit fluggetrockneten Kaliumbromidkristallen .26 Literaturhinweise 28 Bild 1 Schematische Darstellung einer blichen Probenentnahmeeinrichtung (mit H

16、inweisen auf mgliche Einflsse fr eine Messwertverflschung)5 Bild 2 Schematische Darstellung der Einflsse auf den aktivittsbezogenen Gesamtverlustfaktor .6 Bild 3 Schematische Darstellung der Einflsse auf den aktivittsbezogenen Rohrfaktor.7 Bild 4 Beispielhafte schematische Darstellung der Bestimmung

17、 des aktivittsbezogenen Gesamtverlustfaktors (Verfahren 1).9 Bild 5 Beispielhafte schematische Darstellung der Bestimmung des aktivittsbezogenen Gesamtverlustfaktors (Verfahren 2).11 Bild 6 Beispielhafte schematische Darstellung der Bestimmung des Rohrfaktors durch Aufgabe eines Prfaerosolpartikelko

18、llektivs mit einer der Aktivittsverteilungsdichte hnlichen Massenverteilungsdichte13 Bild 7 Beispielhafte schematische Darstellung der Bestimmung des Werts des Rohrfaktors durch Aufgabe eines Prfaerosolpartikelkollektivs und der Ermittlung der Anzahlverteilungsdichte des Aufgabeguts und des Feingute

19、s .15 Bild 8 Schematische Darstellung der Ermittlung des Trenngrades.15 Bild 9 Ansichten von Aufgabelanzen und -zufhrungen .21 Tabelle 1 bertragungsgrade fr einzelne Prfaerosolpartikelkollektive vom Brstendispergierer in die Probenentnahmesonde bei den Aufgabeeinrichtungen A und B nach Bild 9 21 DIN

20、 ISO 2889 Bbl 5:2014-09 4 Vorwort Fr dieses Beiblatt ist das nationale Arbeitsgremium GUK 967.2 Aktivittsmessgerte fr den Strahlen-schutz“ der DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDE (www.dke.de), Gemeinschaftsgremium mit dem Normenausschuss Radiologie (N

21、AR) im DIN, zustndig. Zu Fragen der berwachung luftgetragener Aktivittsableitungen hat dieses den Arbeitskreis GAK 967.2.4 ein-gesetzt. Zur Untersttzung der Anwendung der DIN ISO 2889:2012-07 sind folgende Beibltter vorgesehen bzw. ver-ffentlicht: DIN ISO 2889 Beiblatt 1 Probenentnahme von luftgetra

22、genen radioaktiven Stoffen aus Kanlen und Kami-nen kerntechnischer Anlagen Beiblatt 1: Verteilungen von Aktivitt ber dem Aerosolpartikeldurchmesser DIN ISO 2889 Beiblatt 2 Probenentnahme von luftgetragenen radioaktiven Stoffen aus Kanlen und Kami-nen kerntechnischer Anlagen Beiblatt 2: Abschtzung de

23、r nderungen der Kon-zentration der Aerosolpartikel infolge nicht-isokinetischer Probenentnahme DIN ISO 2889 Beiblatt 3 Probenentnahme von luftgetragenen radioaktiven Stoffen aus Kanlen und Kami-nen kerntechnischer Anlagen Beiblatt 3: Abschtzung von bertragungsgraden und Abscheideverlusten von Aeroso

24、lpartikeln in Probenentnahmeleitungen DIN ISO 2889 Beiblatt 4 Probenentnahme von luftgetragenen radioaktiven Stoffen aus Kanlen und Kami-nen kerntechnischer Anlagen Beiblatt 4: Sammelverfahren DIN ISO 2889 Beiblatt 5 Probenentnahme von luftgetragenen radioaktiven Stoffen aus Kanlen und Kami-nen kern

25、technischer Anlagen Beiblatt 5: Bestimmung der aktivittsbezogenen Korrektionsfaktoren: aktivittsbezogener Gesamtverlustfaktor und aktivittsbezoge-ner Rohrfaktor 1 Anwendungsbereich Die berwachung der Aktivittsableitungen radioaktiver Stoffe mit der Fortluft aus kerntechnischen Anlagen wird aus folge

26、nden Grnden durchgefhrt: 1) Zum einen geben Hhe und nderungen der Aktivittsableitungen radioaktiver Stoffe dem Betreiber der Anlage Hinweise auf die Gte der Rckhalteeinrichtungen und auf nderungen im Betriebszustand; 2) zum anderen dient die berwachung der Aktivittsableitungen der Bilanzierung der a

27、bgeleiteten Aktivit-ten dem Nachweis, dass keine von der Aufsichtsbehrde vorgegebenen Grenzwerte berschritten wer-den, und als Grundlage fr die Berechnung der Strahlenexposition der Bevlkerung. Die berwachung und Bilanzierung der Aktivittsableitungen von Radionukliden mit der Fortluft erfolgt bei Ke

28、rnkraftwerken nach der Richtlinie fr Emissionen und Immissionen (REI) REI06 sowie der Sicherheits-technischen Regel des Kerntechnischen Ausschusses KTA 1503.1 KTA13. Da fr das Ziel 1) nur ungefhre Werte der Aktivittsableitungen und vor allem zeitliche nderungen dieser Werte von Bedeutung sind, sind

29、grere Messunsicherheiten zulssig. Fr die Bilanzierung der Aktivittsab-leitungen, dem Ziel 2), sollen die Messunsicherheiten dagegen mglichst klein sein. Daher mssen bei die-sen Messungen alle Einflsse, die zu einer Verflschung der Werte fhren knnen, bercksichtigt und nach Mglichkeit reduziert oder k

30、orrigiert werden. Im Folgenden werden Begriffsbestimmungen und Hinweise fr die Bestimmung der notwendigen aktivittsbe-zogenen Korrektionsfaktoren fr die Verfahren bei der Bestimmung der Aktivittsableitungen von an Aerosol-partikel gebundenen Radionukliden fr die Bilanzierung aufgefhrt. Zwei Beispiel

31、e sind in den Anhngen A und B dargestellt. 2 Verfahren zur experimentellen Bestimmung der Aktivittsableitungen von an Aerosolpartikel gebundenen Radionukliden Fr die Bilanzierung der Aktivittsableitungen wird im Fortluftkanal oder Fortluftkamin mit Hilfe einer oder auch mehrerer Probenentnahmesonden

32、, die zu einem Probenentnahmerechen zusammengefgt sind, ein Teilluftstrom der Fortluft mglichst reprsentativ und vorzugsweise isokinetisch entnommen und ber Pro-benentnahmeleitungen von meist einigen Zentimetern Durchmesser und Lngen von etlichen Metern zu einem Sammelmedium (Schwebstofffilter) in e

33、iner Sammeleinrichtung geleitet. Auf diesem werden Aerosol-DIN ISO 2889 Bbl 5:2014-09 5 partikel und damit die daran gebundenen radioaktiven Stoffe abgeschieden. Eine beispielhafte schematische Darstellung ber die bliche Auslegung von Probenentnahmeeinrichtungen bei kerntechnischen Anlagen in Deutsc

34、hland, aber auch anderen Lndern, zeigt Bild 1. Bild 1 Schematische Darstellung einer blichen Probenentnahmeeinrichtung (mit Hinweisen auf mgliche Einflsse fr eine Messwertverflschung) svitt m Allgemeinen nicht ber-stim1) ntnahme durch Inhomogenitten der Aktivittskonzentration oder der Str-2) solpart

35、ikelgrenverteilung) durch nicht-isokinetische Probenentnahme; on Probenentnahmerechen und Proben-e aus dem Fortluftstrom bzw. der pri-Aus den gesammelten und im Anschluss an die Sammlung blicherweise separat gemessenen Aktivitten von einzelnen Radionukliden auf dem Sammelmedium sowie dem Luftdurchsa

36、tz des Teilluftstroms durch das Sammelmedium werden dann die ber den Sammelzeitraum gemittelten Aktivittskonzentrationen dieser Radionuklide in der Fortluft ermittelt. Daraus und aus dem mittleren Fortluftvolumenstrom whrend dieses Zeitraums werden die mittleren Aktivittsableitungsraten, d. h. die i

37、nnerhalb dieses Zeitraums abgeleitetenAktivitten der einzelnen Radionuklide, berechnet Vog09. Die e mittleren Aktivittskonzentrationen bzw. Aktivittsableitungen, die aus der Messung der auf dem Sam-melmedium abgeschiedenen Aktivitten bestimmt wurden, stimmen aber mit den tatschlichen mittleren Akti-

38、skonzentrationen in der Fortluft bzw. den tatschlichen Aktivittsableitungen iein. Durch folgende Effekte knnen Differenzen zwischen den tatschlichen und den aus der Messung be-mten mittleren Aktivittskonzentrationen bzw. Aktivittsableitungen auftreten: nicht-reprsentative Probenemungsgeschwindigkeit

39、 in der Fortluft ber dem Querschnitt des Fortluftkanals; nderung des Verhltnisses der Aerosolpartikelkonzentration von groen und kleinen Aerosolpartikeln (Aero3) Radionuklide tragende Aerosolpartikel werden an den Wnden ventnahmeleitungen abgeschieden. Damit wird die Aktivittskonzentration im Teillu

40、ftstrom durch das Sammelmedium vermindert; 4) Aerosolpartikel, an die Radionuklide gebunden sind, werden in den Sammeleinrichtungen an anderen Stellen als im Sammelmedium abgeschieden oder inhomogen im oder auf dem Sammelmedium abgela-gert. Diese oben genannten Einflsse sind ebenfalls in Bild 1 darg

41、estellt. Bei kerntechnischen Anlagen werden im Allgemeinen die Teilluftstrmmren Probenentnahmeleitung nahezu isokinetisch entnommen, so dass Unsicherheiten und Vernderungen der Partikelgrenverteilung und der partikelgrenbezogenen Aktivittskonzentrationen nach Punkt 2) fr DIN ISO 2889 Bbl 5:2014-09 6

42、 ss sie nicht bercksichtigt werden mssen. r tts-der auf nnenen Werte mit Korrektions-faktoren richtigzustellen. Derartige Korrektionsfaktoren sind der aktivittsbezogene Gesamtverlustfaktor, der Wesentlichen nur die Abscheide-. erluste, aber auch andere Einflsse, wie die n-derung der Partikelgrenvert

43、eilung der Aerosolpartikel durch nicht-isokinetische Probenentnahme, wesent-lich vom Aerosolpartikeldurchmesser abhngen (siehe DIN ISO 2889 Beiblatt 1 und Beiblatt 2). In der Praxis wird jedoch nur ein Nherungswert fr einen gemeinsamen aktivittsbezogenen Gesamtverlustfaktor fr alle an Aerosolpartike

44、l gebundene Radionuklide bestimmt und angegeben. In Bild 2 sind die Effekte und Teile der Probenentnahmeeinrichtung, die fr den Gesamtverlustfaktor aktivi-ttsbezogen oder massenbezogen von Bedeutung sind, zum besseren Verstndnis nochmals durch Pfeile und gestrichelte Linien schematisch dargestellt.

45、die zu betrachtenden aerodynamischen Aerosolpartikeldurchmesser bis etwa 10 m gering und meist ver-nachlssigbar sind (siehe auch DIN ISO 2889 Beiblatt 2). Bei richtiger Auslegung der Sammeleinrichtungen sind auch die Abscheideverluste von Aerosolpartikeln und von an einen Teil dieser Aerosolpartikel

46、 gebunde-nen Radionukliden nach Punkt 4) an den Oberflchen der Sammeleinrichtungen, ausgenommen des Sam-melmediums, so gering, daF die Bestimmung der tatschlichen mittleren Aktivittskonzentrationen in der Fortluft oder der Aktiviableitungen mit der Fortluft ist es aus den angefhrten Grnden erforderl

47、ich, die aufgrund der Messungden Sammelmedien abgeschiedenen Aktivitten von Radionukliden gewoalle Einflsse bercksichtigt, und der aktivittsbezogene Rohrfaktor, der imverluste von an Aerosolpartikel gebundenen Radionukliden und damit deren Aktivitten in den Probenent-nahmeleitungen umfasst. 3 Defini

48、tion der aktivittsbezogenen Korrektionsfaktoren aktivittsbezogener Gesamtverlustfaktor und aktivittsbezogener Rohrfaktor 3.1 Definition des aktivittsbezogenen Gesamtverlustfaktors Der aktivittsbezogene Gesamtverlustfaktor ist das Verhltnis der tatschlichen Aktivittsableitung zu der aus der oben beschriebenen Messung bestimmten Aktivittsableitung; anders ausgedrckt, bei an Aerosolpartikel gebundenen Radionukliden das Verhltnis der mittleren Aktivittskonzentration eines an einen Teil der Aero-solpartikel gebundenen Radionuklids in der Fortluft zur Aktivittskonzentration dieses Radionuklids in d