( 1 1 ) Číslo dokumentu:
PATENTOVÝ SPIS ČESKÁ REPUBLIKA
( 2 1 ) Číslo přihlášky:
1619-90
( 2 2 ) Přihlášeno: 0 2 . 0 4 . (19)
( 4 7 ) Uděleno: 2 8 . 0 4 .
Щ
90
( 1 3 ) Druh dokumentu:
92
(51)
( 4 0 ) Zveřejněno: 1 8 . 0 3 .
§8 Щ
( 2 4 ) Oznámeno udělení ve Věstníku: 1 6 . 0 6 .
( 7 3 ) Majitel patentu:
Ústav jaderného výzkumu, Řež u Prahy, CZ; ( 7 2 ) Původce vynálezu:
Kysela J a n ing. CSc., Praha, CZ; Racek Jaroslav Ing. CSc., Praha, CZ; Černý Miroslav, Praha, CZ; ( 5 4 ) Název vynálezu:
Zařízeni ke stanovení koncentrace kyseliny borité ( 5 7 ) Anotace:
Detektor (2) neutronů je umístěn v měřicí kyvetě (3), na jejímž dolním konci je popřípadě připojen vstupní termostat (5), přičemž měřicí kyveta (3) je vložena v nádobě (4) s moderátorem, například demlneralizovanou vodou a dále je v nádobě (4) umístěn neutronový zdroj (1).
и Ю O
O N N M SI
o
93
B6
5
Int. Cl. :
G 01 N G 01 N
93
ÚŘAD PRŮMYSLOVÉHO VLASTNICTVÍ'
CO
277 905 23/00 23/09
1
CZ 277905 Вб
Zařízení ke stanovení koncentrace kyseliny borité Oblast techniky Vynález se týká zařízení ke stanovení koncentrace kyseliny borité, popřípadě jiných látek1 absorbujících neutrony, v proudícím kapalném prostředí. Dosavadní stav techniky V řadě průmyslových oborů, zejména v jaderné energetice a v jaderné technice se kyselina boritá používá jako pracovní látka hlavně z toho důvodu, že atomy bóru 1 0 B absorbují tepelné neutrony. V souvislosti s tímto využitím vzniká požadavek stanovit rychle a dostatečně přesně'koncentraci kyseliny borité nebo jiných bór obsahujících látek, tvořících jednu ze složek provozních médií. V současné době se používají ke stanovení koncentrace kyseliny borité chemické analytické postupy, například odměrné stanovení alkalimetrickou titrací, při níž se kyselina boritá s přídavkem mannitu titruje silnou zásadou. Nevýhodou tohoto způsobu je nutnost odebírat vzorky ze systému a dlouhá doba provedení analýzy. To způsobuje problémy zejména při přechodových stavech jaderného reaktoru, kdy dochází к velkým a rychlým změnám koncentrace kyseliny borité v chladivu a kdy z hlediska jaderné bezpečnosti je třeba získávat včasné a přesné informace o její okamžité koncentraci. Kromě toho při odběru vzorku chladiva a při jeho zpracování v laboratoři jsou pracovníci vystaveni radiační zátěži. Podstata vynálezu Podstata zařízení ke stanovení kyseliny borité spočívá podle vynálezu v tom, že detektor neutronů je umístěn v měřicí kyvetě, na jejímž dolním konci je popřípadě připojen vstupní termostat, přičemž měřicí kyveta je vložena v nádobě naplněné moderátorem, například demineralizovanou vodou a dále je v nádobě umístěn neutronový zdroj. Nový účinek je dán optimálním geometrickým uspořádáním neutronového zdroje, detektoru neutronů a měřicí kyvety s měřeným vzorkem, kdy je dosaženo nejvyšší citlivosti měření. Další výhodou zařízení je, že zařízení může popřípadě pracovat s termostatem. Přínos zařízení, u něhož se využívá metody neutronové absorpce, je dán tím, že není nutno odebírat vzorek chladiva. Chladivo protéká přímo měřicím zařízením, koncentrace je kontinuálně registrována. Zařízení nevyžaduje stálé obsluhy a jeuo používáním se snižuje radiační zátěž provozního personálu. Zařízení podle vynálezu umožňuje měření při zvýšeném tlaku, takže nedochází к uvolňování radioaktivních plynů, ke kterému jinak při odtlakování dojde. Měřený vzorek chladiva je veden zpět do systému a není třeba jej likvidovat jako radioaktivní a chemický odpad. Zařízení podle vynálezu má číslicový výstup, umožňuje připojení к počítači, statistické zpracování dat apod. Podstatnou výhodou metody neutronové absorpce je skutečnost, že metodou je
CZ 277905 Вб
2
detekován izotop bóru 1 О jehož schopnosti absorbcivat tepelné neutrony se využívá při bórové regulaci jaderných reaktorů. Izotop bóru 1 0 B v přirozené izotopické směsi je zastoupen 19,8 % a při provozu reaktoru dochází ke snižování jeho koncentrace vlivem vyhořívání. Přehled obrázků na výkrese Vynález bude blíže osvětlen pomocí výkresu, na kterém znázorňuje obr. 1 schematický řez zařízením, kdy termostat je umístěn vně nádoby s moderátorem, na obr. 2 je schematický řez zařízením, kdy termostat je umístěn uvnitř nádoby a na obr. 3 schematický půdorys zařízení. Příklady provedení vynálezu Na obr. 1 je zobrazena nádoba 4, uvnitř.které je umístěna měřicí kyveta 3 s detektorem 2 neutronů. Uprostřed nádoby 4 je neutronový zdroj 1. Termostat 5 je umístěn vně nádoby 4 s moderátorem. Na obr. 2 je termostat 5 umístěn uvnitř nádoby 4 s moderátorem. Na obr. 3 je schematický půdorys zařízení s vyznačením nádoby 4, neutronového zdroje 1, měřicí kyvety 3 a detektoru neutronů 2. Při měření vzorek kapaliny protéká měřicí kyvetou 3, do které vstupuje spodní částí a horní částí měřený vzorek vystupuje. Z neutronového zdroje 1 vystupují rychlé neutrony, které se zpomalí na tepelné neutrony v nádobě 4 s moderátorem. Tyto tepelné neutrony potom vstupují přes měřicí kyvetu 3 s měřeným vzorkem a dopadají na detektor 2 neutronů. Množství detekovaných neutronů detektorem 2 neutronů je úměrné koncentraci kyseliny borité nebo jiné látky pohlcující neutrony. Množství detekovaných neutronů je potom porovnáno s množstvím neutronů detekovaných u vzorků se známou koncentrací. V tabulce je uvedena závislost četnosti tepelných neutronů v impulsech n za 10 s na koncentraci kyseliny borité c v rozsahu 0 až 15 g H 3 B0 3 /dm^. Je uveden i odhad střední kvadratické chyby jednoho měření s n . Tabulka С n S_
0 7044 35
5 5380 29
10 4273 24
15 3544 21
Absolutní chyba nepřekračuje 0,124 g/dm 3 , což představuje průměrnou relativní chybu 1%.
3
CZ
277905
Вб
Průmyslová využitelnost Zařízení lze s výhodou využít v provozech, kde v technologických okruzích je použito roztoků kyseliny borité, případně jiných látek absorbujících neutrony. Například v primárním okruhu tlakovodních reaktorů, kde se kyseliny borité používá к chemické regulaci výkonu reaktoru, nebo v galvanických provozech, kde se využívá roztoků solí kadmia.
P A T E N T O V É
N Á R O K Y
1. Zařízení ke stanovení koncentrace kyseliny borité, případně jiných látek, absorbujících neutrony v proudícím kapalném prostředí neutronovou absorpcí, vyznačené tím, že detektor (2) neutronů je umístěn v měřicí kyvetě (3), na jejímž dolním konci je popřípadě připojen vstupní termostat (5), přičemž měřicí kyveta (3) je vložena v nádobě (4) s moderátorem, například demineralizovanou vodou a dále je v nádobě (4) umístěn neutronový zdroj (1). 2. Zařízení podle bodu 1, vyznačené tím, že vstupní termostat (5) je umístěn uvnitř nádoby (4) s moderátorem.
1 výkres
CZ 277905 Вб
4
08R.3 Konec dokumentu
