Für Personal in Kernkraftwerken sind Prüfdauer und ein ausreichender Abstand wichtige Faktoren zur Durchführung einer
Bei Verdacht auf Korrosion oder blockierte Leitungen oder Behältern im Containment-Bereich muss sofort gehandelt werden, um ein versehentliches Austreten von radioaktiver Strahlung zu vermeiden. In einigen Fällen muss der Reaktor möglicherweise heruntergefahren werden, damit Personal mit Ganzkörperschutzbekleidung die Prüfung durchführen kann. Eine Sichtprüfung bietet jedoch eine Alternative zu dieser Methode. Damit lassen sich teure Ausfälle vermeiden, Zeit und Betriebskosten einsparen und das Risiko einer schädlichen Strahlendosis für das Personal verringern.
Strahlenexposition, Grenzwerte und Risiken
Die Strahlenbelastung am Arbeitsplatz ist durch strenge Sicherheitsvorschriften geregelt, wobei die jährliche effektive Dosisgrenze in den Vereinigten Staaten auf 50 mSv festgelegt ist. Zum Vergleich: Eine Person ist in einem Jahr durchschnittlich weniger als 3 mSv natürlicher Strahlenbelastung ausgesetzt. Personal in Kernkraftwerken ist normalerweise weniger als 10 mSv pro Jahr ausgesetzt. Diese Strahlenbelastung ist gemäß geltenden Normen als einigermaßen sicher eingestuft.
Das ALARA-Prinzip: Welche geringstmögliche Strahlenbelastung ist erreichbar?
Zusätzlich zu den allgemeinen Sicherheitsvorschriften für Kernkraftwerke ist durch das ALARA-Prinzip (As Low As Reasonably Achievable) festgelegt, dass Strahlenschutzprogramme die Strahlenexposition von Mitarbeitern so gering wie möglich zu halten haben. Sichtprüfungen können aus ausreichender Entfernung durchgeführt werden, um so die jährliche effektive Dosis so gering wie möglich zu halten.
Wie kann die Sichtprüfung die Strahlenbelastung verringern?
Wasser ist für die Energieerzeugung mittels Kernkraft von wesentlicher Bedeutung. Die Art und Weise, wie das Wasser verwendet wird, kann je nach Werk und Art der verwendeten Technik variieren. Normalerweise wird Wasser jedoch in drei Stufen verwendet.
Stufe 1: Im Sicherheitsbehälter kühlt Wasser die Brennelemente des Reaktors ab. Während dieses Prozesses wird das Wasser durch den Reaktor erhitzt.
Stufe 2: Das radioaktiv verunreinigte Wasser des Reaktors wird in einem Kreislauf zum Erwärmen von frischem sauberem Wasser geleitet.
Stufe 3: Das dadurch erhitzte saubere Wasser verdampft zu Wasserdampf, der den Generator antreibt.
Rohre und Behälter im Containment-Bereich sind hoher Strahlung ausgesetzt. Auch mit
Die Sichtprüfung aus der Ferne ist eine Option zur Durchführung von Prüfungen in Containment-Bereichen, ohne dass diese betreten werden müssen. Zusätzlich zu einem sicheren Abstand von den Bereichen mit hoher Strahlenbelastung ermöglicht ein Videoskop mit einem langen Einführungsteil die Prüfung von schwer erreichbaren Stellen wie Wasserleitungen. Je länger das Einführungsteil, desto weiter weg kann sich ein Prüfer vom Strahlungsbereich aufhalten.
Haltbarkeit von Videoskopen unter radioaktiven Bedingungen
Doch leider bleibt auch das beste Videoskop bei Strahlenexposition nicht vollkommen unversehrt. Wenn das Einführungsteil zur Prüfung von Rohrleitungen mit radioaktivem Wasser verwendet wird, sind Verunreinigung und Beschädigung nicht völlig vermeidbar.
Beispielsweise kann bei einer Langzeit-Strahlenbelastung das klare Glasfasermaterial des Einführungsteils für die Beleuchtung vergilben. Durch diese Vergilbung wird Licht absorbiert und die Lichtintensität des Einführungsteils wird verringert. Der Bildsensor des Einführungsteils wird eher durch die kurzen hohen Strahlungsdosen beschädigt, die zu einem rauschigen oder unscharfen Bild auf dem Bildschirm des Videoskops führen können.
Wird das Gerät in Bereichen mit hoher Strahlungbelastung eingesetzt, kann sich die Dekontamination des Geräts in einigen Fällen als zu teuer und für die Gesundheit des Personals als zu gefährlich erweisen. Das Werk kann sich dann dafür entscheiden, das Einführungsteil dauerhaft im Strahlungsbereich zu belassen. Ungeachtet dessen müssen Einführungsteil und Videoskop robust genug sein, um die Anforderungen und Erwartungen der Sicherheitsprüf- und Wartungsprogramme des Kernkraftwerks zu erfüllen. Deshalb baut Olympus Systeme mit speziellen Eigenschaften für einen längeren Einsatz in Bereichen mit hoher Strahlenbelastung.
5 Vorteile der IPLEX GAir Videoskope in Kernkraftwerken
Strahlungsresistent
Wir haben das Einführungsteil des IPLEX GAir Videoskops getestet und festgestellt, dass die Laserbeleuchtung und der CCD-Bildsensor auch dann noch funktionieren, wenn sie 1.400 Gy (eine Maßeinheit für die absorbierte Strahlungsdosis) ausgesetzt werden. Besonders vorteilhaft ist der LED-beleuchtete Spitzenadapter des Videoskops, der die Verwendung von optischen Fasern überflüssig macht, die bei Strahlungseinwirkung vergilben können. Dies führt zu einer längeren Lebensdauer in einer radioaktiven Umgebung. Je nach Art der Strahlung entspricht 1 Gy ungefähr 1 Sievert. Das bedeutet, dass das Einführungsteil ein Vielfaches der Strahlung aushalten kann, die für Menschen als sicher gilt: etwa das 140.000-Fache des jährlichen Grenzwerts für eine Person.
Prüfung aus sicherer Entfernung
Das IPLEX GAir Videoskop verfügt über ein sehr langes Einführungsteil, was eine Prüfung aus sicherer Entfernung zulässt. Das Einführungsteil mit einer Länge von 30 m kann über eine Fernsteuerung durch Rohre mit verunreinigtem Wasser geführt werden. Für noch mehr Flexibilität können mit einem USB-WLAN-Adapter Live-Bilder aus einer Entfernung von 15 m bis 20 m betrachtet sowie Standbilder und Videos auf einem Tablet-PC vom Gerät aufgezeichnet werden. Mit einem handelsüblichen Repeater-System kann das IPLEX GAir Videoskop aus bis zu 100 m Entfernung ferngesteuert werden.
Auswechselbares Einführungsteil
Das austauschbare Einführungsteil des IPLEX GAir Videoskops kann am Prüfort ausgetauscht werden. Dies spart Zeit und Kosten, da der Prüfer ein Ersatzgerät mitbringen und vor Ort austauschen kann, falls das Originalgerät durch Strahlung kontaminiert wird.
Hohe Lichtstärke
Die Bildhelligkeit ist für die Prüfung des Inneren eines Rohrs oder eines Behälters aus großer Entfernung unerlässlich. Der optische Spitzenadapter des IPLEX GAir Videoskops mit LED-Beleuchtung liefert unabhängig von der Länge des Einführungsteils kontinuierlich helles Licht. In Kombination mit der WiDER Bildverarbeitung (Wide, Dynamic Extended Range) erzeugt das Videoskop helle, kontrastreiche Bilder über die gesamte Schärfentiefe. Darüber hinaus hilft die Langzeitbelichtungsfunktion dem Benutzer, bei der Prüfung großer Räume, z. B. eines Reaktorbehälters, Defekte leicht zu finden.
Einfache Handhabung ermöglicht schnelle Prüfung
Um die Sicherheit der Prüfer maximal zu erhöhen, müssen Prüfungen in einer Strahlungsumgebung so schnell wie möglich abgeschlossen werden.
Das pneumatische Gelenk des IPLEX GAir Videoskops ist kompakt und verfügt über einen integrierten Luftkompressor, sodass das System schnell zu einem anderen Prüfort transportiert werden kann. Beim Manövrieren durch ein Rohr richtet ein Schwerkraftsensor in der Spitze des Einführungsteils das Bild automatisch aus, sodass der Prüfer immer sieht, welche Richtung nach oben zeigt, was zu weniger Verwirrung führt und die Prüfung beschleunigt. Die Geschwindigkeit wird auch durch einen Führungskopf erhöht, der am distalen Ende des Einführungsteils für ein reibungsloses Einführen des Einführungsteils sorgt, wenn es durch einen Rohrkrümmer geführt wird.
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