JP2001311793A - 冷却材金属の漏洩検出方法および漏洩検出器 - Google Patents
冷却材金属の漏洩検出方法および漏洩検出器Info
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- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
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- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 低コストで、操作、メンテナンスが容易な冷
却材金属の漏洩検出方法および漏洩検出器を提供する。 【解決手段】 冷却材金属を用い窒素を含む雰囲気ガス
中に設けられる原子力プラントにおいて、雰囲気ガスの
サンプリングガスにブレークダウン用パルスレーザを照
射し、サンプリングガスのプラズマ発光を発生させ、分
光分析を行なう冷却材金属の漏洩検出方法において、パ
ルスレーザーの発振開始からプラズマ発光中の窒素の発
光強度より冷却材金属の発光強度が高い時点までの所定
時間経過時に、分光器に取りつけられたＩＣＣＤ検出器
によりプラズマ発光の発光スペクトルを測定して冷却材
金属の漏洩を検出するように構成し、Ｓ／Ｎ比の大きな
精度の高い漏洩冷却材金属の検出を可能とし、操作、メ
ンテナンスを容易にし、コストを低減した。
却材金属の漏洩検出方法および漏洩検出器を提供する。 【解決手段】 冷却材金属を用い窒素を含む雰囲気ガス
中に設けられる原子力プラントにおいて、雰囲気ガスの
サンプリングガスにブレークダウン用パルスレーザを照
射し、サンプリングガスのプラズマ発光を発生させ、分
光分析を行なう冷却材金属の漏洩検出方法において、パ
ルスレーザーの発振開始からプラズマ発光中の窒素の発
光強度より冷却材金属の発光強度が高い時点までの所定
時間経過時に、分光器に取りつけられたＩＣＣＤ検出器
によりプラズマ発光の発光スペクトルを測定して冷却材
金属の漏洩を検出するように構成し、Ｓ／Ｎ比の大きな
精度の高い漏洩冷却材金属の検出を可能とし、操作、メ
ンテナンスを容易にし、コストを低減した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液体金属を冷却材
とする原子力プラントの冷却材金属の漏洩を検知する方
法および検出器に関する。
とする原子力プラントの冷却材金属の漏洩を検知する方
法および検出器に関する。
【０００２】
【従来の技術】液体金属を冷却材とする発電用の原子
炉、例えば高速炉、高速増殖炉（以下、ＦＢＲ）等にお
いては、冷却材金属としてナトリウム（以下、Ｎａ）、
リチウム（以下、Ｌｉ）、カリウム（以下、Ｋ）等の原
子番号の低いアルカリ金属（本明細書において「ナトリ
ウム等のアルカリ金属」という。）が用いられており、
液体金属状で循環使用されている。
炉、例えば高速炉、高速増殖炉（以下、ＦＢＲ）等にお
いては、冷却材金属としてナトリウム（以下、Ｎａ）、
リチウム（以下、Ｌｉ）、カリウム（以下、Ｋ）等の原
子番号の低いアルカリ金属（本明細書において「ナトリ
ウム等のアルカリ金属」という。）が用いられており、
液体金属状で循環使用されている。
【０００３】図７に、Ｎａを冷却材金属として使用する
ＦＢＲの場合を例に、原子力プラントの炉１の周辺の要
部構成概要を示し説明すると、同図に示すようにＦＢＲ
の１次冷却材ａ1 としてＮａが１次主循環ポンプ２によ
り炉（ＦＢＲ）１に送り込まれ、炉１を冷却したのち中
間熱交換器３へ送られ、２次冷却材ａ2 のＮａを加熱し
たのち１次循環ポンプ２へ戻り循環している。
ＦＢＲの場合を例に、原子力プラントの炉１の周辺の要
部構成概要を示し説明すると、同図に示すようにＦＢＲ
の１次冷却材ａ1 としてＮａが１次主循環ポンプ２によ
り炉（ＦＢＲ）１に送り込まれ、炉１を冷却したのち中
間熱交換器３へ送られ、２次冷却材ａ2 のＮａを加熱し
たのち１次循環ポンプ２へ戻り循環している。
【０００４】中間熱交換器３で加熱された２次冷却材ａ
2 のＮａは、蒸気発生器４へ送られ、発電用の水蒸気を
発生させたのち２次主循環ポンプ５に戻り、２次主循環
ポンプ５によって再び中間熱交換器３へ送られる。
2 のＮａは、蒸気発生器４へ送られ、発電用の水蒸気を
発生させたのち２次主循環ポンプ５に戻り、２次主循環
ポンプ５によって再び中間熱交換器３へ送られる。
【０００５】蒸気発生器４で発生した高温の水蒸気は図
示しない蒸気タービンに送られ発電が行なわれる。
示しない蒸気タービンに送られ発電が行なわれる。
【０００６】１次冷却材ａ1 の循環する炉１、中間熱交
換器３、１次主循環ポンプ２と、１次冷却材ａ1 の配管
６とを含む１次系１０は、不活性ガス雰囲気内に設けら
れており、雰囲気ガスの不活性ガスとしては通常、窒素
ガス（以下、Ｎ2 ガス）が用いられる。
換器３、１次主循環ポンプ２と、１次冷却材ａ1 の配管
６とを含む１次系１０は、不活性ガス雰囲気内に設けら
れており、雰囲気ガスの不活性ガスとしては通常、窒素
ガス（以下、Ｎ2 ガス）が用いられる。
【０００７】２次冷却材ａ2 のＮａの循環する範囲の
内、１次系１０の外の範囲の蒸気発生器４、２次主循環
ポンプ５と、２次冷却材ａ2 の配管７とを含む２次系２
０は、通常大気雰囲気内に設けられている。雰囲気ガス
の空気は８０％近くのＮ2 ガスを含む。なお、２次系２
０が不活性ガス雰囲気内に設けられる場合もあり、その
場合、不活性ガスとしては通常、Ｎ2 ガスが用いられ
る。
内、１次系１０の外の範囲の蒸気発生器４、２次主循環
ポンプ５と、２次冷却材ａ2 の配管７とを含む２次系２
０は、通常大気雰囲気内に設けられている。雰囲気ガス
の空気は８０％近くのＮ2 ガスを含む。なお、２次系２
０が不活性ガス雰囲気内に設けられる場合もあり、その
場合、不活性ガスとしては通常、Ｎ2 ガスが用いられ
る。
【０００８】以上の様な液体金属を冷却材とするＦＢＲ
においては、冷却材であるナトリウム等のアルカリ金属
（以下、Ｎａを例に記載する）が非常に化学的活性の高
い金属であるため、循環経路からの漏洩が無いように充
分に配慮された設計が行なわれているが、万が一Ｎａの
漏洩が生じた場合、雰囲気ガスや周囲の物質と反応し、
原子力プラントの運転に支障を来すばかりでなく、汚染
や反応生成物（Ｎａエアロゾル等）の除去、復旧に時間
と手間を要するなどの問題を引き起こすおそれがある。
においては、冷却材であるナトリウム等のアルカリ金属
（以下、Ｎａを例に記載する）が非常に化学的活性の高
い金属であるため、循環経路からの漏洩が無いように充
分に配慮された設計が行なわれているが、万が一Ｎａの
漏洩が生じた場合、雰囲気ガスや周囲の物質と反応し、
原子力プラントの運転に支障を来すばかりでなく、汚染
や反応生成物（Ｎａエアロゾル等）の除去、復旧に時間
と手間を要するなどの問題を引き起こすおそれがある。
【０００９】そこで万一Ｎａが漏洩した場合はそれを早
期に検出し、対処することが必要であり、従来から種々
の漏洩検出器３０が用いられてきた。冷却材の配管６、
７は図８に概略断面を示すように周囲を断熱材８で囲ま
れ、エンクロージャ９で覆われているが、例えば図７中
にＡで示すサンプリング点では、図８に示すようにサン
プリング管３０ａが取り付けられ、エンクロージャ９内
からサンプリングガスｂを吸引して漏洩検出器３０に導
き、サンプリングガスｂ中のＮａを漏洩検出器３０で検
出することにより冷却材ａ1 、ａ2 の漏洩を検知してい
る。
期に検出し、対処することが必要であり、従来から種々
の漏洩検出器３０が用いられてきた。冷却材の配管６、
７は図８に概略断面を示すように周囲を断熱材８で囲ま
れ、エンクロージャ９で覆われているが、例えば図７中
にＡで示すサンプリング点では、図８に示すようにサン
プリング管３０ａが取り付けられ、エンクロージャ９内
からサンプリングガスｂを吸引して漏洩検出器３０に導
き、サンプリングガスｂ中のＮａを漏洩検出器３０で検
出することにより冷却材ａ1 、ａ2 の漏洩を検知してい
る。
【００１０】サンプリング点は図７中に例示するよう
に、配管６、７に沿って複数カ所設けられ、その間隔は
漏洩箇所の特定の必要性と範囲、および検出能力とによ
り設定される。また配管６、７以外の各機器の冷却材が
漏洩するおそれがある部分の外装部においても同様に設
けられる。なお、図７において、サンプリング管３０ａ
の弁等詳細は図示省略されている。
に、配管６、７に沿って複数カ所設けられ、その間隔は
漏洩箇所の特定の必要性と範囲、および検出能力とによ
り設定される。また配管６、７以外の各機器の冷却材が
漏洩するおそれがある部分の外装部においても同様に設
けられる。なお、図７において、サンプリング管３０ａ
の弁等詳細は図示省略されている。
【００１１】従来の漏洩検出器の例としては、不活性ガ
ス雰囲気の１次系でのＳＩＤ（Sodium Ionization Dete
ctor：ナトリウムイオン化検出器) 、大気雰囲気の２次
系でのＲＩＤ（Radioactive Ionization Detector ：放
射線イオン化式検出器）がある。
ス雰囲気の１次系でのＳＩＤ（Sodium Ionization Dete
ctor：ナトリウムイオン化検出器) 、大気雰囲気の２次
系でのＲＩＤ（Radioactive Ionization Detector ：放
射線イオン化式検出器）がある。
【００１２】ＳＩＤは、フィラメントとコレクタの間に
導入されたサンプリングガス中のＮａエアロゾルを高温
に加熱したフィラメントによりイオン化し、フィラメン
ト−コレクタの間のイオン電流を検出することによりＮ
ａ漏洩を検知するものであるが、Ｎａの空間濃度が１０
の−１０乗ｇ／ｃｍ3 程度迄の検出感度で、昨今の１０
の−１３乗ｇ／ｃｍ3 レベルの検出感度の要求には不十
分であり、また、フィラメントが高価であり寿命が１年
程度で短く、交換を要し、コスト、煩雑さにおいても課
題があった。
導入されたサンプリングガス中のＮａエアロゾルを高温
に加熱したフィラメントによりイオン化し、フィラメン
ト−コレクタの間のイオン電流を検出することによりＮ
ａ漏洩を検知するものであるが、Ｎａの空間濃度が１０
の−１０乗ｇ／ｃｍ3 程度迄の検出感度で、昨今の１０
の−１３乗ｇ／ｃｍ3 レベルの検出感度の要求には不十
分であり、また、フィラメントが高価であり寿命が１年
程度で短く、交換を要し、コスト、煩雑さにおいても課
題があった。
【００１３】ＲＩＤは、外部から電界を加えた電極間に
導入されたサンプリングガス中のＮａエアロゾルを、放
射線源Ａｍ−241 によってイオン化されたガスに付着さ
せて電極間の電流変化を起こし、これを標準イオン室側
との電位差検出によって捉えＮａ漏洩を検知するもので
あるが、Ｎａの空間濃度が１０の−１０乗ｇ／ｃｍ3程
度迄の検出感度であり、ＲＩＤ同様検出感度、コスト、
煩雑さにおいても課題があった。
導入されたサンプリングガス中のＮａエアロゾルを、放
射線源Ａｍ−241 によってイオン化されたガスに付着さ
せて電極間の電流変化を起こし、これを標準イオン室側
との電位差検出によって捉えＮａ漏洩を検知するもので
あるが、Ｎａの空間濃度が１０の−１０乗ｇ／ｃｍ3程
度迄の検出感度であり、ＲＩＤ同様検出感度、コスト、
煩雑さにおいても課題があった。
【００１４】また、フィルタ部にサンプリングガスを導
き、サンプリングガス中のＮａエアロゾルを捕集し、フ
ィルタ前後の差圧変化を検出することによりＮａ漏洩を
検知するＤＰＤ（Differential Pressure Detector：差
圧式検出器）があるが、Ｎａ捕集量２ｍｇ以上と検出感
度が低く、また、フィルタの目詰まりであればＮａに限
らず同結果となるので誤作動のおそれがあり、捕集物を
サンプリングしてＮａであると同定する必要が生じる等
問題があった。
き、サンプリングガス中のＮａエアロゾルを捕集し、フ
ィルタ前後の差圧変化を検出することによりＮａ漏洩を
検知するＤＰＤ（Differential Pressure Detector：差
圧式検出器）があるが、Ｎａ捕集量２ｍｇ以上と検出感
度が低く、また、フィルタの目詰まりであればＮａに限
らず同結果となるので誤作動のおそれがあり、捕集物を
サンプリングしてＮａであると同定する必要が生じる等
問題があった。
【００１５】また、前述のＳＩＤ，ＲＩＤにおいても、
Ｎａ以外の元素のイオン化により同様の作動が生じるの
で誤作動のおそれがあり、Ｎａだけを選択的に検出する
ものが求められていた。
Ｎａ以外の元素のイオン化により同様の作動が生じるの
で誤作動のおそれがあり、Ｎａだけを選択的に検出する
ものが求められていた。
【００１６】パルスレーザ光を照射し集光レンズによる
その集光点で物質をブレークダウンさせてプラズマ化
し、その発光スペクトル（原子蛍光）を観測することに
より成分分析を行う方法、ＬＢＳ（Laser Breakdown Sp
ectroscopy：レーザーブレークダウン分光分析）がある
が、多元素が共存する試料の分析を行う場合、発光線の
重なり合いや近接が生じスペクトルによる定量的成分分
析は勿論、単なる検出も困難なことがあった。
その集光点で物質をブレークダウンさせてプラズマ化
し、その発光スペクトル（原子蛍光）を観測することに
より成分分析を行う方法、ＬＢＳ（Laser Breakdown Sp
ectroscopy：レーザーブレークダウン分光分析）がある
が、多元素が共存する試料の分析を行う場合、発光線の
重なり合いや近接が生じスペクトルによる定量的成分分
析は勿論、単なる検出も困難なことがあった。
【００１７】そこで、例えば特開平３−２４５０４３号
公報に示されるように、ブレークダウン用パルスレーザ
光を照射しその集光点で物質をブレークダウン（原子
化）させてプラズマ化するＬＢＳの工程に、検出しよう
とする元素の固有の蛍光波長の色素レーザーを照射して
その元素を再励起させ、その波長の原子蛍光の蛍光強度
を増加させるＬＩＦ（Laser-Induced Fluorescence：レ
ーザ誘起蛍光）の工程を加えた、ＬＢＳ＋ＬＩＦシステ
ムが開発されている。
公報に示されるように、ブレークダウン用パルスレーザ
光を照射しその集光点で物質をブレークダウン（原子
化）させてプラズマ化するＬＢＳの工程に、検出しよう
とする元素の固有の蛍光波長の色素レーザーを照射して
その元素を再励起させ、その波長の原子蛍光の蛍光強度
を増加させるＬＩＦ（Laser-Induced Fluorescence：レ
ーザ誘起蛍光）の工程を加えた、ＬＢＳ＋ＬＩＦシステ
ムが開発されている。
【００１８】ＬＢＳ＋ＬＩＦシステムによってサンプリ
ングガス中の漏洩冷却材の検出を行えばＳ／Ｎ比が向上
し、また、Ｎａの空間濃度が１０の−１３乗ｇ／ｃｍ3
レベルの検出感度が得られるが、検出感度は高いもの
の、上記特開平３−２４５０４３号公報に示されるもの
では、ブレークダウン部に圧電素子を追設してブレーク
ダウン時の音響波によって定量化を行っており、光学系
自体では漏洩元素の定量的成分分析はできない。
ングガス中の漏洩冷却材の検出を行えばＳ／Ｎ比が向上
し、また、Ｎａの空間濃度が１０の−１３乗ｇ／ｃｍ3
レベルの検出感度が得られるが、検出感度は高いもの
の、上記特開平３−２４５０４３号公報に示されるもの
では、ブレークダウン部に圧電素子を追設してブレーク
ダウン時の音響波によって定量化を行っており、光学系
自体では漏洩元素の定量的成分分析はできない。
【００１９】また、色素レーザーを照射するＬＩＦ装置
が複雑であり、ＬＢＳとＬＩＦの２種のレーザーを適切
に照射する構造的、制御的複雑さが加わり、操作も複雑
となる。また、漏洩検出器が大きくなり、装置コスト、
メンテナンスコストが高くなるという問題があった。
が複雑であり、ＬＢＳとＬＩＦの２種のレーザーを適切
に照射する構造的、制御的複雑さが加わり、操作も複雑
となる。また、漏洩検出器が大きくなり、装置コスト、
メンテナンスコストが高くなるという問題があった。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述のよう
に液体金属を冷却材とする原子炉、たとえば高速炉、Ｆ
ＢＲ等において求められる、冷却材金属のナトリウム等
のアルカリ金属の漏洩を厳重に監視し対処するシステム
のために、早期に微量のＮａ等のアルカリ金属でもその
漏洩を正確に検出でき、また定量的成分分析ができ、低
コストで、操作、メンテナンスが容易な冷却材金属の漏
洩検出方法および漏洩検出器を提供することを課題とす
るものである。
に液体金属を冷却材とする原子炉、たとえば高速炉、Ｆ
ＢＲ等において求められる、冷却材金属のナトリウム等
のアルカリ金属の漏洩を厳重に監視し対処するシステム
のために、早期に微量のＮａ等のアルカリ金属でもその
漏洩を正確に検出でき、また定量的成分分析ができ、低
コストで、操作、メンテナンスが容易な冷却材金属の漏
洩検出方法および漏洩検出器を提供することを課題とす
るものである。
【００２１】
【課題を解決するための手段】（１）本発明は上記の課
題を解決するためになされたものであり、その第１の手
段として、冷却材金属としてナトリウム等のアルカリ金
属を用い窒素を含む雰囲気ガス中に設けられる原子力プ
ラントにおいて、同雰囲気ガスのサンプリングガスにブ
レークダウン用パルスレーザを照射し、同サンプリング
ガスをブレークダウンしプラズマ発光を発生させ、分光
器により前記プラズマ発光の分光分析を行なう冷却材金
属の漏洩検出方法であって、前記パルスレーザーの発振
開始から前記プラズマ発光中の窒素の発光強度より前記
冷却材金属の発光強度が高い時点までの所定時間経過時
に、同分光器に取りつけられたＩＣＣＤ検出器により前
記プラズマ発光の発光スペクトルを測定し前記冷却材金
属の漏洩を検出することを特徴とする冷却材金属の漏洩
検出方法を提供するものである。
題を解決するためになされたものであり、その第１の手
段として、冷却材金属としてナトリウム等のアルカリ金
属を用い窒素を含む雰囲気ガス中に設けられる原子力プ
ラントにおいて、同雰囲気ガスのサンプリングガスにブ
レークダウン用パルスレーザを照射し、同サンプリング
ガスをブレークダウンしプラズマ発光を発生させ、分光
器により前記プラズマ発光の分光分析を行なう冷却材金
属の漏洩検出方法であって、前記パルスレーザーの発振
開始から前記プラズマ発光中の窒素の発光強度より前記
冷却材金属の発光強度が高い時点までの所定時間経過時
に、同分光器に取りつけられたＩＣＣＤ検出器により前
記プラズマ発光の発光スペクトルを測定し前記冷却材金
属の漏洩を検出することを特徴とする冷却材金属の漏洩
検出方法を提供するものである。
【００２２】第１の手段によれば、プラズマ発光中の冷
却材金属の発光は、Ｎ発光に比べて発行寿命が長いの
で、一定時点後は冷却材金属のの発光強度が、Ｎの発光
強度より大きくなり、パルスレーザーの発振開始から所
定時間が経過し冷却材金属の発光強度がＮの発光強度よ
り大い時点で分光器の発光スペクトルを極めて高速高応
答のシャッター制御が可能なＩＣＣＤ検出器により測定
するので、ＩＣＣＤ検出器の高感度性により高感度な冷
却材金属の発光測定ができ、的確なシャッター設定とシ
ャッター作動により、容易にＳ／Ｎ比の大きな精度の高
い冷却材金属の漏洩検出が可能となる。
却材金属の発光は、Ｎ発光に比べて発行寿命が長いの
で、一定時点後は冷却材金属のの発光強度が、Ｎの発光
強度より大きくなり、パルスレーザーの発振開始から所
定時間が経過し冷却材金属の発光強度がＮの発光強度よ
り大い時点で分光器の発光スペクトルを極めて高速高応
答のシャッター制御が可能なＩＣＣＤ検出器により測定
するので、ＩＣＣＤ検出器の高感度性により高感度な冷
却材金属の発光測定ができ、的確なシャッター設定とシ
ャッター作動により、容易にＳ／Ｎ比の大きな精度の高
い冷却材金属の漏洩検出が可能となる。
【００２３】（２）第２の手段としては、第１の手段の
冷却材金属の漏洩検出方法において、前記所定時間が、
前記パルスレーザーの発振開始から前記プラズマ発光中
の窒素の発光強度より前記冷却材金属の発光強度が高く
なる時点までの時間以上で、前記プラズマ発光中の前記
冷却材金属の発光の消滅までの時間以下であることを特
徴とする冷却材金属の漏洩検出方法を提供するものであ
る。
冷却材金属の漏洩検出方法において、前記所定時間が、
前記パルスレーザーの発振開始から前記プラズマ発光中
の窒素の発光強度より前記冷却材金属の発光強度が高く
なる時点までの時間以上で、前記プラズマ発光中の前記
冷却材金属の発光の消滅までの時間以下であることを特
徴とする冷却材金属の漏洩検出方法を提供するものであ
る。
【００２４】第２の手段によれば、第１の手段において
前記所定時間が明確となり、確実にＳ／Ｎ比が大きく精
度の高い冷却材金属の漏洩検出が出来る。
前記所定時間が明確となり、確実にＳ／Ｎ比が大きく精
度の高い冷却材金属の漏洩検出が出来る。
【００２５】（３）また、第３の手段として、第２の手
段の冷却材金属の漏洩検出方法において、前記所定時間
が１９マイクロ秒であることを特徴とする冷却材金属の
漏洩検出方法を提供する。
段の冷却材金属の漏洩検出方法において、前記所定時間
が１９マイクロ秒であることを特徴とする冷却材金属の
漏洩検出方法を提供する。
【００２６】第３の手段によれば、第２の手段の特徴に
加え、レーザー発振開始後１９マイクロ秒に於いては、
Ｎ発光は消滅直前で、一方冷却材金属の発光強度は大き
いため発光強度の差が大きく、さらにＳ／Ｎ比が大き
く、精度の高い冷却材金属の漏洩検出が出来る。
加え、レーザー発振開始後１９マイクロ秒に於いては、
Ｎ発光は消滅直前で、一方冷却材金属の発光強度は大き
いため発光強度の差が大きく、さらにＳ／Ｎ比が大き
く、精度の高い冷却材金属の漏洩検出が出来る。
【００２７】（４）第４の手段として、第１の手段の冷
却材金属の漏洩検出方法において、予め前記所定時間
と、同所定時間経過時における前記プラズマ発光中の窒
素の発光のピーク強度に対する前記冷却材金属の発光の
ピーク強度の比と、前記サンプリングガス中の前記冷却
材金属の濃度との関係を求めておき、同関係に基づき前
記ＩＣＣＤ検出器で測定した前記所定時間経過時の前記
プラズマ発光の発光スペクトル中の窒素の発光のピーク
強度と前記冷却材金属の発光のピーク強度から前記冷却
材金属の濃度を算出することを特徴とする冷却材金属の
漏洩検出方法を提供する。
却材金属の漏洩検出方法において、予め前記所定時間
と、同所定時間経過時における前記プラズマ発光中の窒
素の発光のピーク強度に対する前記冷却材金属の発光の
ピーク強度の比と、前記サンプリングガス中の前記冷却
材金属の濃度との関係を求めておき、同関係に基づき前
記ＩＣＣＤ検出器で測定した前記所定時間経過時の前記
プラズマ発光の発光スペクトル中の窒素の発光のピーク
強度と前記冷却材金属の発光のピーク強度から前記冷却
材金属の濃度を算出することを特徴とする冷却材金属の
漏洩検出方法を提供する。
【００２８】第４の手段によれば、所定時間と、所定時
間経過時におけるＮの発光のピーク強度に対する冷却材
金属の発光のピーク強度の比と、サンプリングガス中の
冷却材金属の濃度との間に一定の関係があるため、微小
時間でも正確に所定時間経過時におけるシャッター開閉
を可能とするＩＣＣＰ検出器によって所定時間経過時に
同時に冷却材金属の発光のピーク強度とＮの発光のピー
ク強度を測定し、予めキャリブレーションを行い求めて
おいた前記関係をもとに、漏洩冷却材金属の濃度を容易
に定量的に算出できる。
間経過時におけるＮの発光のピーク強度に対する冷却材
金属の発光のピーク強度の比と、サンプリングガス中の
冷却材金属の濃度との間に一定の関係があるため、微小
時間でも正確に所定時間経過時におけるシャッター開閉
を可能とするＩＣＣＰ検出器によって所定時間経過時に
同時に冷却材金属の発光のピーク強度とＮの発光のピー
ク強度を測定し、予めキャリブレーションを行い求めて
おいた前記関係をもとに、漏洩冷却材金属の濃度を容易
に定量的に算出できる。
【００２９】また、一旦キャリブレーションを行い、そ
の条件下で測定をすれば、検出部の劣化等により全体的
に発光強度が低下した場合においても、変わらず精度良
く漏洩冷却材金属の定量測定結果が得られる。
の条件下で測定をすれば、検出部の劣化等により全体的
に発光強度が低下した場合においても、変わらず精度良
く漏洩冷却材金属の定量測定結果が得られる。
【００３０】（５）第５の手段として、第４の手段の冷
却材金属の漏洩検出方法において、前記所定時間が、前
記パルスレーザーの発振開始から前記プラズマ発光中の
窒素の発光強度より前記冷却材金属の発光強度が高くな
る時点までの時間以上で、前記プラズマ発光中の前記窒
素の発光の消滅までの時間以下であることを特徴とする
冷却材金属の漏洩検出方法を提供する。
却材金属の漏洩検出方法において、前記所定時間が、前
記パルスレーザーの発振開始から前記プラズマ発光中の
窒素の発光強度より前記冷却材金属の発光強度が高くな
る時点までの時間以上で、前記プラズマ発光中の前記窒
素の発光の消滅までの時間以下であることを特徴とする
冷却材金属の漏洩検出方法を提供する。
【００３１】第５の手段によれば、第４の手段において
前記所定時間が明確となり、確実にＳ／Ｎ比が大きく精
度の高い漏洩冷却材金属の濃度測定が出来る。
前記所定時間が明確となり、確実にＳ／Ｎ比が大きく精
度の高い漏洩冷却材金属の濃度測定が出来る。
【００３２】（６）第６の手段として、第５の手段の冷
却材金属の漏洩検出方法において、前記所定時間が１９
マイクロ秒であることを特徴とする冷却材金属の漏洩検
出方法を提供する。
却材金属の漏洩検出方法において、前記所定時間が１９
マイクロ秒であることを特徴とする冷却材金属の漏洩検
出方法を提供する。
【００３３】第６の手段によれば、第５の手段の特徴に
加え、レーザー発振開始後１９マイクロ秒に於いては、
Ｎは消滅直前で、一方冷却材金属の発光強度は大きいた
め発光強度の差が大きく、さらにＳ／Ｎ比が大きく精度
の高い漏洩冷却材金属の濃度測定が出来る。
加え、レーザー発振開始後１９マイクロ秒に於いては、
Ｎは消滅直前で、一方冷却材金属の発光強度は大きいた
め発光強度の差が大きく、さらにＳ／Ｎ比が大きく精度
の高い漏洩冷却材金属の濃度測定が出来る。
【００３４】（７）さらに、第７の手段として、冷却材
金属としてナトリウム等のアルカリ金属を用い窒素を含
む雰囲気ガス中に設けられる原子力プラントにおける冷
却金属の漏洩検出器において、同雰囲気ガスのサンプリ
ングガスにブレークダウン用パルスレーザを照射するパ
ルスレーザー発振器と、同サンプリングガスのプラズマ
発光が入射される分光器と、同分光器による発光スペク
トルを測定するＩＣＣＤ検出器と、前記パルスレーザー
発振器に前記ブレークダウン用パルスレーザの発振開始
を指示するトリガー信号に対し所定時間の遅延信号を発
するパルス遅延発振器と、同遅延信号に基づき前記ＩＣ
ＣＤ検出器のシャッター開閉を指示するゲート信号を発
する演算制御装置とを有してなることを特徴とする冷却
材金属の漏洩検出器を提供するものである。
金属としてナトリウム等のアルカリ金属を用い窒素を含
む雰囲気ガス中に設けられる原子力プラントにおける冷
却金属の漏洩検出器において、同雰囲気ガスのサンプリ
ングガスにブレークダウン用パルスレーザを照射するパ
ルスレーザー発振器と、同サンプリングガスのプラズマ
発光が入射される分光器と、同分光器による発光スペク
トルを測定するＩＣＣＤ検出器と、前記パルスレーザー
発振器に前記ブレークダウン用パルスレーザの発振開始
を指示するトリガー信号に対し所定時間の遅延信号を発
するパルス遅延発振器と、同遅延信号に基づき前記ＩＣ
ＣＤ検出器のシャッター開閉を指示するゲート信号を発
する演算制御装置とを有してなることを特徴とする冷却
材金属の漏洩検出器を提供するものである。
【００３５】第７の手段によれば、第１の手段ないし第
３の手段のいずれかの冷却材金属の漏洩検出方法を的確
に実施でき、早期に微量の冷却材金属でもその漏洩を高
検出感度、高精度に検出できる。
３の手段のいずれかの冷却材金属の漏洩検出方法を的確
に実施でき、早期に微量の冷却材金属でもその漏洩を高
検出感度、高精度に検出できる。
【００３６】（８）また、第８の手段として、第７の手
段の冷却材金属の漏洩検出器において、前記演算制御装
置は、予め求められた前記所定時間と、同所定時間経過
時における前記プラズマ発光中の窒素の発光のピーク強
度に対する前記冷却材金属の発光のピーク強度の比と、
前記サンプリングガス中の前記冷却材金属の濃度との関
係を記憶し、同関係に基づき前記ＩＣＣＤ検出器で測定
した前記所定時間経過時の前記プラズマ発光の発光スペ
クトル中の窒素の発光のピーク強度と前記冷却材金属の
発光のピーク強度から前記冷却材金属の濃度を算出する
演算手段を備えてなることを特徴とする冷却材金属の漏
洩検出器を提供する。
段の冷却材金属の漏洩検出器において、前記演算制御装
置は、予め求められた前記所定時間と、同所定時間経過
時における前記プラズマ発光中の窒素の発光のピーク強
度に対する前記冷却材金属の発光のピーク強度の比と、
前記サンプリングガス中の前記冷却材金属の濃度との関
係を記憶し、同関係に基づき前記ＩＣＣＤ検出器で測定
した前記所定時間経過時の前記プラズマ発光の発光スペ
クトル中の窒素の発光のピーク強度と前記冷却材金属の
発光のピーク強度から前記冷却材金属の濃度を算出する
演算手段を備えてなることを特徴とする冷却材金属の漏
洩検出器を提供する。
【００３７】第８の手段によれば、第 7の手段の特徴に
加え、第４の手段ないし第６の手段のいずれかの冷却材
金属の漏洩検出方法を的確に実施でき、早期に微量の冷
却材金属でもその漏洩を高検出感度、高精度に検出でき
るとともに定量的に漏洩冷却材金属の濃度を測定でき、
しかも検出部の劣化等により全体的に発光強度が低下し
た場合においても変わらず精度良く漏洩冷却材金属の定
量測定結果が得られる。
加え、第４の手段ないし第６の手段のいずれかの冷却材
金属の漏洩検出方法を的確に実施でき、早期に微量の冷
却材金属でもその漏洩を高検出感度、高精度に検出でき
るとともに定量的に漏洩冷却材金属の濃度を測定でき、
しかも検出部の劣化等により全体的に発光強度が低下し
た場合においても変わらず精度良く漏洩冷却材金属の定
量測定結果が得られる。
【００３８】
【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態にかかる冷
却材金属の漏洩検出方法および漏洩検出器を図１から図
６に基づき説明する。図１は本実施の形態にかかる冷却
材金属の漏洩検出器の構成図であり、図２は図１の漏洩
検出器による冷却材金属の漏洩検出方法の説明図であ
る。図３はプラズマ発光の発光寿命とカメラディレイの
関係の説明図、図４はＮａとＮとの発光スペクトルの例
図、図５はカメラディレイと、Ｎ発光のピーク強度に対
するＮａ発光のピーク強度の比と、Ｎａ濃度との関係
図、図６はＮａ濃度の定量化の説明図である。
却材金属の漏洩検出方法および漏洩検出器を図１から図
６に基づき説明する。図１は本実施の形態にかかる冷却
材金属の漏洩検出器の構成図であり、図２は図１の漏洩
検出器による冷却材金属の漏洩検出方法の説明図であ
る。図３はプラズマ発光の発光寿命とカメラディレイの
関係の説明図、図４はＮａとＮとの発光スペクトルの例
図、図５はカメラディレイと、Ｎ発光のピーク強度に対
するＮａ発光のピーク強度の比と、Ｎａ濃度との関係
図、図６はＮａ濃度の定量化の説明図である。
【００３９】図１において、３１は図７に示すサンプリ
ング点から吸引され漏洩検出器３０に導入されたサンプ
リングガスｂにブレークダウン用パルスレーザーとして
ＹＡＧレーザー（Yttrium-Aluminum-Garnet Laser:Ｎｄ
を含むイットリウム−アルミニウム−ガーネット結晶を
用いたレーザー）ｃを照射するためのパルスレーザー発
振器である。ＹＡＧレーザーｃは集光レンズ３２で集光
され、その集光点３３においてサンプリングガスｂをブ
レークダウンしてプラズマ発光（原子蛍光）ｄを発生さ
せる。プラズマ発光ｄはレンズ３４により分光器３５に
入射される。
ング点から吸引され漏洩検出器３０に導入されたサンプ
リングガスｂにブレークダウン用パルスレーザーとして
ＹＡＧレーザー（Yttrium-Aluminum-Garnet Laser:Ｎｄ
を含むイットリウム−アルミニウム−ガーネット結晶を
用いたレーザー）ｃを照射するためのパルスレーザー発
振器である。ＹＡＧレーザーｃは集光レンズ３２で集光
され、その集光点３３においてサンプリングガスｂをブ
レークダウンしてプラズマ発光（原子蛍光）ｄを発生さ
せる。プラズマ発光ｄはレンズ３４により分光器３５に
入射される。
【００４０】パルスレーザー発振器３１にはパルス遅延
発振器３６が接続しており、レーザー発振開始を指示す
るトリガー信号ｅに対し所定時間の遅延信号ｆを演算制
御装置３７へ発信する。演算制御装置３７はその遅延信
号ｆに基づき、分光器に取りつけられたＩＣＣＤ（Imag
e Intensified Charged Couple Device:イメージ・イン
テンシファイド電荷結合素子）検出器３８にゲート信号
ｇを発信し、ＩＣＣＤ検出器３８のシャッターの開閉制
御を行う。
発振器３６が接続しており、レーザー発振開始を指示す
るトリガー信号ｅに対し所定時間の遅延信号ｆを演算制
御装置３７へ発信する。演算制御装置３７はその遅延信
号ｆに基づき、分光器に取りつけられたＩＣＣＤ（Imag
e Intensified Charged Couple Device:イメージ・イン
テンシファイド電荷結合素子）検出器３８にゲート信号
ｇを発信し、ＩＣＣＤ検出器３８のシャッターの開閉制
御を行う。
【００４１】ＩＣＣＤ検出器３８は分光器３５による発
光スペクトルの検出データｈを演算制御装置３７へ送信
し、演算制御装置３７は検出データｈに基づき分光分析
を行い、サンプリングガスｂ中の漏洩冷却材Ｎａの検
出、及び定量的成分分析を行なう。
光スペクトルの検出データｈを演算制御装置３７へ送信
し、演算制御装置３７は検出データｈに基づき分光分析
を行い、サンプリングガスｂ中の漏洩冷却材Ｎａの検
出、及び定量的成分分析を行なう。
【００４２】なお、以上において、漏洩検出器３０に対
する諸信号の往復はじめ一般的な制御信号、電力回路、
表示装置、サンプリングガスｂの経路、レーザー照射部
のセル等は図示省略してあるが、これらは本実施の形態
に即して適宜構成される。
する諸信号の往復はじめ一般的な制御信号、電力回路、
表示装置、サンプリングガスｂの経路、レーザー照射部
のセル等は図示省略してあるが、これらは本実施の形態
に即して適宜構成される。
【００４３】また、演算制御装置３７は全体制御、制御
信号の受発信と共にデータ処理、記録等を行なうもので
あり、パーソナル・コンピュータ（ＰＣ）等の電子計算
機により構成される。
信号の受発信と共にデータ処理、記録等を行なうもので
あり、パーソナル・コンピュータ（ＰＣ）等の電子計算
機により構成される。
【００４４】また、ＩＣＣＤ検出器３８は、受光面が受
けた光により発する電子を増幅素子が増幅し、それを螢
光板に照射し、その蛍光をＣＣＤ（電荷結合素子）で検
出するもので、より高感度の検出が可能であるととも
に、ゲート信号ｇによる増幅素子への印加高電圧のオン
オフで非常に高速な開閉ができるシャッター機能を有し
ている。
けた光により発する電子を増幅素子が増幅し、それを螢
光板に照射し、その蛍光をＣＣＤ（電荷結合素子）で検
出するもので、より高感度の検出が可能であるととも
に、ゲート信号ｇによる増幅素子への印加高電圧のオン
オフで非常に高速な開閉ができるシャッター機能を有し
ている。
【００４５】上記のように構成された冷却材金属の漏洩
検出器３０は、サンプリングガスｂにパルスレーザー発
振器３１からブレークダウン用パルスレーザーとしてＹ
ＡＧレーザーｃを照射し、サンプリングガスｂをブレー
クダウンしてプラズマ発光ｄを発生させ、これを分光器
３５に入射するまでは、前述のＬＢＳであるが、従来例
と異なりＩＣＣＤ検出器３８を設け下記のように用いる
ことにより、また、後述する処理を行うことにより、従
来のＬＢＳ自体では不可能な、高精度な漏洩Ｎａの検
出、また、定量的成分分析が可能となる。
検出器３０は、サンプリングガスｂにパルスレーザー発
振器３１からブレークダウン用パルスレーザーとしてＹ
ＡＧレーザーｃを照射し、サンプリングガスｂをブレー
クダウンしてプラズマ発光ｄを発生させ、これを分光器
３５に入射するまでは、前述のＬＢＳであるが、従来例
と異なりＩＣＣＤ検出器３８を設け下記のように用いる
ことにより、また、後述する処理を行うことにより、従
来のＬＢＳ自体では不可能な、高精度な漏洩Ｎａの検
出、また、定量的成分分析が可能となる。
【００４６】以上のように構成された本実施の形態の漏
洩検出器３０においては、図２に示すように、トリガー
信号ｅが発せられるとパルスレーザー発振器３１からＹ
ＡＧレーザーｃが発振される。ＹＡＧレーザーｃにより
プラズマ発光ｄが生じ、やがて減衰するが、従来のＬＢ
Ｓはこれを直接分光分析していたものである。
洩検出器３０においては、図２に示すように、トリガー
信号ｅが発せられるとパルスレーザー発振器３１からＹ
ＡＧレーザーｃが発振される。ＹＡＧレーザーｃにより
プラズマ発光ｄが生じ、やがて減衰するが、従来のＬＢ
Ｓはこれを直接分光分析していたものである。
【００４７】しかし本発明の発明者らは、ここでＮａ発
光以外のプラズマ発光ｄをｄ2 として図２中に簡略に三
角状の実線で示すと、プラズマ発光ｄ中のＮａ発光ｄ1
は、図２中に簡略に三角状の破線で示すように、発光の
立ち上がりと減衰の時期が、Ｎａ発光以外のプラズマ発
光ｄ2 に比べて遅れることを見出し、この現象をもとに
新たな冷却材金属の漏洩検出方法を見出したものであ
る。
光以外のプラズマ発光ｄをｄ2 として図２中に簡略に三
角状の実線で示すと、プラズマ発光ｄ中のＮａ発光ｄ1
は、図２中に簡略に三角状の破線で示すように、発光の
立ち上がりと減衰の時期が、Ｎａ発光以外のプラズマ発
光ｄ2 に比べて遅れることを見出し、この現象をもとに
新たな冷却材金属の漏洩検出方法を見出したものであ
る。
【００４８】すなわち、ＹＡＧレーザーｃの発振開始か
ら一定の時点で、サンプリングガスｂのＮａ以外の元素
によるプラズマ発光ｄ2 の強度に比べ、Ｎａによるプラ
ズマ発光ｄ1 の強度が大きくなる。そこで、ＹＡＧレー
ザーｃの発振開始からＮａ以外の元素によるプラズマ発
光ｄ2 の強度よりＮａによるプラズマ発光ｄ1 の強度が
大きくなった後の好ましい時点までの所定時間経過時に
分光器３５の発光スペクトルを測定するものである。
ら一定の時点で、サンプリングガスｂのＮａ以外の元素
によるプラズマ発光ｄ2 の強度に比べ、Ｎａによるプラ
ズマ発光ｄ1 の強度が大きくなる。そこで、ＹＡＧレー
ザーｃの発振開始からＮａ以外の元素によるプラズマ発
光ｄ2 の強度よりＮａによるプラズマ発光ｄ1 の強度が
大きくなった後の好ましい時点までの所定時間経過時に
分光器３５の発光スペクトルを測定するものである。
【００４９】しかし、上記の所定時間、すなわちレーザ
ー発振開始後、測定開始までの時間はカメラディレイＴ
となるが、カメラディレイＴはμｓｅｃ（マイクロ秒）
のオーダーであり、通常の測定器とそのシャッターでは
適切なカメラディレイＴをもって測定を行なうことが困
難である。そこで、上記の極めて高速高応答のシャッタ
ー制御が可能なＩＣＣＤ検出器３８を用い測定を行な
う。
ー発振開始後、測定開始までの時間はカメラディレイＴ
となるが、カメラディレイＴはμｓｅｃ（マイクロ秒）
のオーダーであり、通常の測定器とそのシャッターでは
適切なカメラディレイＴをもって測定を行なうことが困
難である。そこで、上記の極めて高速高応答のシャッタ
ー制御が可能なＩＣＣＤ検出器３８を用い測定を行な
う。
【００５０】ＹＡＧレーザーｃの発振開始から所定時間
Ｔ後にＩＣＣＤ検出器３８のシャッターに対するゲート
信号ｇが発せられると、それに従い、ＩＣＣＤ検出器３
８はシャッターを開閉してスペクトルの測定が行われ
る。
Ｔ後にＩＣＣＤ検出器３８のシャッターに対するゲート
信号ｇが発せられると、それに従い、ＩＣＣＤ検出器３
８はシャッターを開閉してスペクトルの測定が行われ
る。
【００５１】このため、ＩＣＣＤ検出器３８の高感度性
により高感度なＮａ発光測定ができ、的確なシャッター
設定とシャッター作動によりＳ／Ｎ比の大きな精度の高
い漏洩Ｎａ検出が可能となる。
により高感度なＮａ発光測定ができ、的確なシャッター
設定とシャッター作動によりＳ／Ｎ比の大きな精度の高
い漏洩Ｎａ検出が可能となる。
【００５２】さらに、本実施の形態の冷却材金属の漏洩
検出方法によれば、ＩＣＣＤ検出器３８はＮａ発光と同
時に、１次系１０における雰囲気ガスのＮ2 ガス、また
は２次系２０における雰囲気ガスの空気中のＮ2 ガスの
Ｎ（窒素）発光も検出できるため、それらの発光強度の
比を取ることでＮａ原子の定量測定も可能となる。その
際、例えば検出部の劣化等により全体的に検知する発光
強度が低下した場合においても問題なく同じく定量測定
を可能とするものである。以下、上記の定量測定につき
詳しく説明する。
検出方法によれば、ＩＣＣＤ検出器３８はＮａ発光と同
時に、１次系１０における雰囲気ガスのＮ2 ガス、また
は２次系２０における雰囲気ガスの空気中のＮ2 ガスの
Ｎ（窒素）発光も検出できるため、それらの発光強度の
比を取ることでＮａ原子の定量測定も可能となる。その
際、例えば検出部の劣化等により全体的に検知する発光
強度が低下した場合においても問題なく同じく定量測定
を可能とするものである。以下、上記の定量測定につき
詳しく説明する。
【００５３】ＹＡＧレーザーｃの発振によるサンプリン
グガスｂのプラズマ発光ｄにつき図２で簡略に説明した
が、それを図３に詳しく示す。トリガー信号ｅによりＹ
ＡＧレーザーｃが発振されると、直ぐに電子の動きによ
るプラズマ発光が生じ、続いて各元素のプラズマ発光が
生じ、それぞれ立ち上がった後減衰する。図３中、ｄ3
は電子の動きによるプラズマ発光であり、ｄ4 はＮ発
光、ｄ1 はＮａ発光である。
グガスｂのプラズマ発光ｄにつき図２で簡略に説明した
が、それを図３に詳しく示す。トリガー信号ｅによりＹ
ＡＧレーザーｃが発振されると、直ぐに電子の動きによ
るプラズマ発光が生じ、続いて各元素のプラズマ発光が
生じ、それぞれ立ち上がった後減衰する。図３中、ｄ3
は電子の動きによるプラズマ発光であり、ｄ4 はＮ発
光、ｄ1 はＮａ発光である。
【００５４】Ｎ発光ｄ4 はレーザー発振開始後、約２０
μｓｅｃで減衰消滅するが、図３に示す測定データで
は、Ｎａ発光ｄ1 は約１０μｓｅｃ以降でＮ発光ｄ4 よ
り発光強度が上位にあり、約１５から２０μｓｅｃの
間、Ｎ発光ｄ4 との発光強度の差が大きいことが判明し
た。Ｎａ発光ｄ1 自体は約１００μｓｅｃで減衰消滅す
る。
μｓｅｃで減衰消滅するが、図３に示す測定データで
は、Ｎａ発光ｄ1 は約１０μｓｅｃ以降でＮ発光ｄ4 よ
り発光強度が上位にあり、約１５から２０μｓｅｃの
間、Ｎ発光ｄ4 との発光強度の差が大きいことが判明し
た。Ｎａ発光ｄ1 自体は約１００μｓｅｃで減衰消滅す
る。
【００５５】なお、Ｎａ発光ｄ1 がＮ発光ｄ4 より発光
強度が大きくなる時点は、Ｎａの濃度により変化する。
したがって、Ｎａ発光ｄ1 がＮ発光ｄ4 より発光強度が
大きくなる時点以降でＮａ発光ｄ1 の消滅まで、さらに
好ましくはＮ発光ｄ4 の消滅直前でＮａ発光強度の大き
い概ね１９μｓｅｃ前後に於いてＮａ発光ｄ1 を計測す
ることで、Ｓ／Ｎ比が大きく精度の良いＮａ発光ｄ1 の
測定が出来、漏洩Ｎａを高検出感度で検出できるのは前
述のとおりである。
強度が大きくなる時点は、Ｎａの濃度により変化する。
したがって、Ｎａ発光ｄ1 がＮ発光ｄ4 より発光強度が
大きくなる時点以降でＮａ発光ｄ1 の消滅まで、さらに
好ましくはＮ発光ｄ4 の消滅直前でＮａ発光強度の大き
い概ね１９μｓｅｃ前後に於いてＮａ発光ｄ1 を計測す
ることで、Ｓ／Ｎ比が大きく精度の良いＮａ発光ｄ1 の
測定が出来、漏洩Ｎａを高検出感度で検出できるのは前
述のとおりである。
【００５６】ここで図４に、レーザー発振開始後、カメ
ラディレイＴ＝１５μｓｅｃの時点で測定されたＮａと
Ｎを含むサンプリングガスｂのプラズマ発光ｄのスペク
トル線を例示する。横軸は波長、縦軸は発光強度であ
り、Ｎａ発光ｄ1 とＮ発光ｄ4のピーク位置は図４中に
示す通りである。
ラディレイＴ＝１５μｓｅｃの時点で測定されたＮａと
Ｎを含むサンプリングガスｂのプラズマ発光ｄのスペク
トル線を例示する。横軸は波長、縦軸は発光強度であ
り、Ｎａ発光ｄ1 とＮ発光ｄ4のピーク位置は図４中に
示す通りである。
【００５７】Ｎａ発光ｄ1 のピーク強度とＮ発光ｄ4 の
ピーク強度はカメラディレイＴによって刻々変化し、Ｎ
ａ発光ｄ1 とＮ発光ｄ4 のピーク強度の比も刻々変化す
るが、Ｎａ発光ｄ1 とＮ発光ｄ4 のピーク強度比はカメ
ラディレイＴに対して、Ｎ2ガス一定のもとでは、Ｎａ
の濃度ＣNaをパラメータに一定の変化曲線を描く。
ピーク強度はカメラディレイＴによって刻々変化し、Ｎ
ａ発光ｄ1 とＮ発光ｄ4 のピーク強度の比も刻々変化す
るが、Ｎａ発光ｄ1 とＮ発光ｄ4 のピーク強度比はカメ
ラディレイＴに対して、Ｎ2ガス一定のもとでは、Ｎａ
の濃度ＣNaをパラメータに一定の変化曲線を描く。
【００５８】図５は、横軸のカメラディレイＴμｓｅｃ
と、縦軸のＮａ発光ｄ1 のピーク強度（ＩNa）とＮ発光
ｄ4 のピーク強度（ＩN ）の比（ＩNa／ＩN ）との関係
を、サンプリングガスｂ中のＮａの濃度（ＣNa）をパラ
メータに示すものである。図５におけるサンプリングガ
スｂは、１次系１０の不活性ガス雰囲気の条件のＮ2ガ
ス１００％の場合である。なお、２次系２０の大気雰囲
気の場合も、大部分がＮ2 ガスであるので別途同様に関
係線図が得られる。
と、縦軸のＮａ発光ｄ1 のピーク強度（ＩNa）とＮ発光
ｄ4 のピーク強度（ＩN ）の比（ＩNa／ＩN ）との関係
を、サンプリングガスｂ中のＮａの濃度（ＣNa）をパラ
メータに示すものである。図５におけるサンプリングガ
スｂは、１次系１０の不活性ガス雰囲気の条件のＮ2ガ
ス１００％の場合である。なお、２次系２０の大気雰囲
気の場合も、大部分がＮ2 ガスであるので別途同様に関
係線図が得られる。
【００５９】この関係から、カメラディレイＴにおける
Ｎａ検量線の傾きである（ＦNa）が定まるので、予めキ
ャリブレーションを行い、その（ＦNa）を演算制御器３
７に与え記憶させておく。
Ｎａ検量線の傾きである（ＦNa）が定まるので、予めキ
ャリブレーションを行い、その（ＦNa）を演算制御器３
７に与え記憶させておく。
【００６０】以上の設定の後、漏洩Ｎａの定量測定では
図６に示すように、所定のカメラディレイＴの条件にお
いて、Ｎａ発光ｄ1 のピーク強度（ＩNa）とＮ発光ｄ4
のピーク強度（ＩN ）が同時に得られれば、Ｎ発光ｄ4
のピーク強度（ＩN ）に対するＮａ発光ｄ1 のピーク強
度（ＩNa）の比をとって補正した補正ピーク強度（ＩNa
＊）＝（ＩNa）／（ＩN ）を求め、（ＩNa＊）の値に上
記のカメラディレイＴにおけるＮａ検量線の傾き（ＦN
a）を乗じて、Ｎａの濃度（ＣNa）＝（ＩNa＊）×（ＦN
a）が量的に算出できる。演算制御装置３７は斯かる記
憶、算出を行なう演算手段を有するものに構成する。
図６に示すように、所定のカメラディレイＴの条件にお
いて、Ｎａ発光ｄ1 のピーク強度（ＩNa）とＮ発光ｄ4
のピーク強度（ＩN ）が同時に得られれば、Ｎ発光ｄ4
のピーク強度（ＩN ）に対するＮａ発光ｄ1 のピーク強
度（ＩNa）の比をとって補正した補正ピーク強度（ＩNa
＊）＝（ＩNa）／（ＩN ）を求め、（ＩNa＊）の値に上
記のカメラディレイＴにおけるＮａ検量線の傾き（ＦN
a）を乗じて、Ｎａの濃度（ＣNa）＝（ＩNa＊）×（ＦN
a）が量的に算出できる。演算制御装置３７は斯かる記
憶、算出を行なう演算手段を有するものに構成する。
【００６１】したがって、一旦キャリブレーションを行
い、その条件下で計測をすれば、漏洩検出器３０の検出
部の劣化等により全体的に発光強度が低下した場合にお
いても、ピーク強度の比（ＩNa）／（ＩN ）＝（ＩNa
＊）は変わらず、設定の変更等を要さず、変わらず精度
良くＮａの定量測定結果が得られるものとなる。
い、その条件下で計測をすれば、漏洩検出器３０の検出
部の劣化等により全体的に発光強度が低下した場合にお
いても、ピーク強度の比（ＩNa）／（ＩN ）＝（ＩNa
＊）は変わらず、設定の変更等を要さず、変わらず精度
良くＮａの定量測定結果が得られるものとなる。
【００６２】なお、上記の傾き（ＦNa）は、カメラディ
レイＴの他、諸ファクタ条件を多様に設定して予めキャ
リブレーションして演算制御装置３７に与えて記憶させ
ておけば、広い条件範囲で、Ｎａ発光ｄ1 とＮ発光ｄ4
のピーク強度（ＩNa）、（ＩN ）を同時に得るだけで、
サンプリングガスｂ中のＮａの濃度（ＣNa）を定量測定
できるものとなる。
レイＴの他、諸ファクタ条件を多様に設定して予めキャ
リブレーションして演算制御装置３７に与えて記憶させ
ておけば、広い条件範囲で、Ｎａ発光ｄ1 とＮ発光ｄ4
のピーク強度（ＩNa）、（ＩN ）を同時に得るだけで、
サンプリングガスｂ中のＮａの濃度（ＣNa）を定量測定
できるものとなる。
【００６３】また、Ｎａの濃度（ＣNa）の定量測定にお
いても、Ｎ発光ｄ4 のピーク強度（ＩN ）に対するＮａ
発光ｄ1 のピーク強度（ＩNa）の比が大きいほど、Ｎａ
発光ｄ1 について計測精度が高いので、カメラディレイ
Ｔは、レーザー発振開始後、Ｎａ発光ｄ1 がＮ発光ｄ4
より発光強度が大きくなる時点以降でＮ発光ｄ4 の消滅
以前迄の時間、さらに好ましくはＮ発光ｄ4 減衰消滅の
２０μｓｅｃの直前の１９μｓｅｃ程度に設定するとよ
い。
いても、Ｎ発光ｄ4 のピーク強度（ＩN ）に対するＮａ
発光ｄ1 のピーク強度（ＩNa）の比が大きいほど、Ｎａ
発光ｄ1 について計測精度が高いので、カメラディレイ
Ｔは、レーザー発振開始後、Ｎａ発光ｄ1 がＮ発光ｄ4
より発光強度が大きくなる時点以降でＮ発光ｄ4 の消滅
以前迄の時間、さらに好ましくはＮ発光ｄ4 減衰消滅の
２０μｓｅｃの直前の１９μｓｅｃ程度に設定するとよ
い。
【００６４】以上説明したように、本実施の形態の冷却
材金属の漏洩検出方法および漏洩検出器によれば、Ｎａ
等のアルカリ金属を冷却材金属とする原子炉、たとえば
高速炉、ＦＢＲ等において、早期に微量の冷却材金属で
もその漏洩を高検出感度、高精度に検出でき、また漏洩
冷却材の定量的成分分析ができるので、原子力プラント
の安全、安定運転に資することができる。そして、漏洩
検出器の設置コストを低減でき、検出操作、メンテナン
スが容易且つ低コストな冷却材金属の漏洩検出が可能と
なる。
材金属の漏洩検出方法および漏洩検出器によれば、Ｎａ
等のアルカリ金属を冷却材金属とする原子炉、たとえば
高速炉、ＦＢＲ等において、早期に微量の冷却材金属で
もその漏洩を高検出感度、高精度に検出でき、また漏洩
冷却材の定量的成分分析ができるので、原子力プラント
の安全、安定運転に資することができる。そして、漏洩
検出器の設置コストを低減でき、検出操作、メンテナン
スが容易且つ低コストな冷却材金属の漏洩検出が可能と
なる。
【００６５】以上本発明の実施の形態を説明したが、上
記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲
内でその具体的構成に種々の変更を加えてもよいことは
言うまでもない。
記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲
内でその具体的構成に種々の変更を加えてもよいことは
言うまでもない。
【００６６】たとえば、本実施の形態では冷却材金属と
してＮａを例に説明したが、同じく原子番号の低いアル
カリ金属であるＬｉ、Ｋについても同じ性質を確認して
おり、Ｌｉ、またはＫを冷却材として使用する原子力プ
ラントにおいても、本発明の冷却材金属の漏洩検出方法
および漏洩検出器が適用できる。
してＮａを例に説明したが、同じく原子番号の低いアル
カリ金属であるＬｉ、Ｋについても同じ性質を確認して
おり、Ｌｉ、またはＫを冷却材として使用する原子力プ
ラントにおいても、本発明の冷却材金属の漏洩検出方法
および漏洩検出器が適用できる。
【００６７】
【発明の効果】（１）請求項１の発明によれば、冷却材
金属の漏洩検出方法を、冷却材金属としてナトリウム等
のアルカリ金属を用い窒素を含む雰囲気ガス中に設けら
れる原子力プラントにおいて、同雰囲気ガスのサンプリ
ングガスにブレークダウン用パルスレーザを照射し、同
サンプリングガスをブレークダウンしプラズマ発光を発
生させ、分光器により前記プラズマ発光の分光分析を行
なう冷却材金属の漏洩検出方法であって、前記パルスレ
ーザーの発振開始から前記プラズマ発光中の窒素の発光
強度より前記冷却材金属の発光強度が高い時点までの所
定時間経過時に、同分光器に取りつけられたＩＣＣＤ検
出器により前記プラズマ発光の発光スペクトルを測定し
前記冷却材金属の漏洩を検出するように構成したので、
プラズマ発光中の冷却材金属の発光は、Ｎ発光に比べて
発光寿命が長いため、一定時点後は冷却材金属のの発光
強度が、Ｎの発光強度より大きくなり、パルスレーザー
の発振開始から所定時間が経過し冷却材金属の発光強度
がＮの発光強度より大きい時点で分光器の発光スペクト
ルを極めて高速高応答のシャッター制御が可能なＩＣＣ
Ｄ検出器により測定することにより、ＩＣＣＤ検出器の
高感度性によって高感度な冷却材金属の発光測定がで
き、的確なシャッター設定とシャッター作動により、容
易にＳ／Ｎ比の大きな精度の高い冷却材金属の漏洩検出
が可能となる。また、照射するレーザーはブレークダウ
ン用パルスレーザ一種であり、操作、メンテナンスが容
易でコストも低減できる。
金属の漏洩検出方法を、冷却材金属としてナトリウム等
のアルカリ金属を用い窒素を含む雰囲気ガス中に設けら
れる原子力プラントにおいて、同雰囲気ガスのサンプリ
ングガスにブレークダウン用パルスレーザを照射し、同
サンプリングガスをブレークダウンしプラズマ発光を発
生させ、分光器により前記プラズマ発光の分光分析を行
なう冷却材金属の漏洩検出方法であって、前記パルスレ
ーザーの発振開始から前記プラズマ発光中の窒素の発光
強度より前記冷却材金属の発光強度が高い時点までの所
定時間経過時に、同分光器に取りつけられたＩＣＣＤ検
出器により前記プラズマ発光の発光スペクトルを測定し
前記冷却材金属の漏洩を検出するように構成したので、
プラズマ発光中の冷却材金属の発光は、Ｎ発光に比べて
発光寿命が長いため、一定時点後は冷却材金属のの発光
強度が、Ｎの発光強度より大きくなり、パルスレーザー
の発振開始から所定時間が経過し冷却材金属の発光強度
がＮの発光強度より大きい時点で分光器の発光スペクト
ルを極めて高速高応答のシャッター制御が可能なＩＣＣ
Ｄ検出器により測定することにより、ＩＣＣＤ検出器の
高感度性によって高感度な冷却材金属の発光測定がで
き、的確なシャッター設定とシャッター作動により、容
易にＳ／Ｎ比の大きな精度の高い冷却材金属の漏洩検出
が可能となる。また、照射するレーザーはブレークダウ
ン用パルスレーザ一種であり、操作、メンテナンスが容
易でコストも低減できる。
【００６８】（２）請求項２の発明によれば、請求項１
に記載の冷却材金属の漏洩検出方法において、前記所定
時間が、前記パルスレーザーの発振開始から前記プラズ
マ発光中の窒素の発光強度より前記冷却材金属の発光強
度が高くなる時点までの時間以上で、前記プラズマ発光
中の前記冷却材金属の発光の消滅までの時間以下である
ように構成したので、請求項１の発明において前記所定
時間が明確となり、確実にＳ／Ｎ比が大きく精度の高い
冷却材金属の漏洩検出が出来る。
に記載の冷却材金属の漏洩検出方法において、前記所定
時間が、前記パルスレーザーの発振開始から前記プラズ
マ発光中の窒素の発光強度より前記冷却材金属の発光強
度が高くなる時点までの時間以上で、前記プラズマ発光
中の前記冷却材金属の発光の消滅までの時間以下である
ように構成したので、請求項１の発明において前記所定
時間が明確となり、確実にＳ／Ｎ比が大きく精度の高い
冷却材金属の漏洩検出が出来る。
【００６９】（３）請求項３の発明によれば、請求項２
に記載の冷却材金属の漏洩検出方法において、前記所定
時間が１９マイクロ秒であるように構成したので、請求
項２の発明の効果に加え、レーザー発振開始後１９マイ
クロ秒に於いては、Ｎ発光は消滅直前で冷却材金属の発
光強度が大きいため発光強度の差が大きく、さらにＳ／
Ｎ比が大きく、精度の高い冷却材金属の漏洩検出が出来
る。
に記載の冷却材金属の漏洩検出方法において、前記所定
時間が１９マイクロ秒であるように構成したので、請求
項２の発明の効果に加え、レーザー発振開始後１９マイ
クロ秒に於いては、Ｎ発光は消滅直前で冷却材金属の発
光強度が大きいため発光強度の差が大きく、さらにＳ／
Ｎ比が大きく、精度の高い冷却材金属の漏洩検出が出来
る。
【００７０】（４）請求項４の発明によれば、請求項１
に記載の冷却材金属の漏洩検出方法において、予め前記
所定時間と、同所定時間経過時における前記プラズマ発
光中の窒素の発光のピーク強度に対する前記冷却材金属
の発光のピーク強度の比と、前記サンプリングガス中の
前記冷却材金属の濃度との関係を求めておき、同関係に
基づき前記ＩＣＣＤ検出器で測定した前記所定時間経過
時の前記プラズマ発光の発光スペクトル中の窒素の発光
のピーク強度と前記冷却材金属の発光のピーク強度から
前記冷却材金属の濃度を算出するように構成したので、
所定時間と、所定時間経過時におけるＮの発光のピーク
強度に対する冷却材金属の発光のピーク強度の比と、サ
ンプリングガス中の冷却材金属の濃度との間に一定の関
係があるため、微小時間でも正確に所定時間経過時にお
けるシャッター開閉を可能とするＩＣＣＰ検出器によっ
て所定時間経過時に同時に冷却材金属の発光のピーク強
度とＮの発光のピーク強度を測定し、予めキャリブレー
ションを行い求めておいた前記関係をもとに、漏洩冷却
材金属の濃度を容易に定量的に算出できるものとなる。
に記載の冷却材金属の漏洩検出方法において、予め前記
所定時間と、同所定時間経過時における前記プラズマ発
光中の窒素の発光のピーク強度に対する前記冷却材金属
の発光のピーク強度の比と、前記サンプリングガス中の
前記冷却材金属の濃度との関係を求めておき、同関係に
基づき前記ＩＣＣＤ検出器で測定した前記所定時間経過
時の前記プラズマ発光の発光スペクトル中の窒素の発光
のピーク強度と前記冷却材金属の発光のピーク強度から
前記冷却材金属の濃度を算出するように構成したので、
所定時間と、所定時間経過時におけるＮの発光のピーク
強度に対する冷却材金属の発光のピーク強度の比と、サ
ンプリングガス中の冷却材金属の濃度との間に一定の関
係があるため、微小時間でも正確に所定時間経過時にお
けるシャッター開閉を可能とするＩＣＣＰ検出器によっ
て所定時間経過時に同時に冷却材金属の発光のピーク強
度とＮの発光のピーク強度を測定し、予めキャリブレー
ションを行い求めておいた前記関係をもとに、漏洩冷却
材金属の濃度を容易に定量的に算出できるものとなる。
【００７１】また、一旦キャリブレーションを行い、そ
の条件下で測定をすれば、検出部の劣化等により全体的
に発光強度が低下した場合においても、変わらず精度良
く漏洩冷却材金属の定量測定結果が得られるものとな
る。
の条件下で測定をすれば、検出部の劣化等により全体的
に発光強度が低下した場合においても、変わらず精度良
く漏洩冷却材金属の定量測定結果が得られるものとな
る。
【００７２】さらに、照射するレーザーはブレークダウ
ン用パルスレーザー１種であり、操作、メンテナンスが
容易でコストも低減できる。
ン用パルスレーザー１種であり、操作、メンテナンスが
容易でコストも低減できる。
【００７３】（５）請求項５の発明によれば、請求項４
に記載の冷却材金属の漏洩検出方法において、前記所定
時間が、前記パルスレーザーの発振開始から前記プラズ
マ発光中の窒素の発光強度より前記冷却材金属の発光強
度が高くなる時点までの時間以上で、前記プラズマ発光
中の前記窒素の発光の消滅までの時間以下であるように
構成したので、請求項４の発明において前記所定時間が
明確となり、確実にＳ／Ｎ比が大きく精度の高い漏洩冷
却材金属の濃度測定が出来る。
に記載の冷却材金属の漏洩検出方法において、前記所定
時間が、前記パルスレーザーの発振開始から前記プラズ
マ発光中の窒素の発光強度より前記冷却材金属の発光強
度が高くなる時点までの時間以上で、前記プラズマ発光
中の前記窒素の発光の消滅までの時間以下であるように
構成したので、請求項４の発明において前記所定時間が
明確となり、確実にＳ／Ｎ比が大きく精度の高い漏洩冷
却材金属の濃度測定が出来る。
【００７４】（６）請求項６の発明によれば、請求項５
に記載の冷却材金属の漏洩検出方法において、前記所定
時間が１９マイクロ秒であるように構成したので、請求
項５の発明の効果に加え、レーザー発振開始後１９マイ
クロ秒に於いては、Ｎ発光は消滅直前で、一方冷却材金
属の発光強度は大きいため発光強度の差が大きく、さら
にＳ／Ｎ比が大きく精度の高い漏洩冷却材金属の濃度測
定が出来る。
に記載の冷却材金属の漏洩検出方法において、前記所定
時間が１９マイクロ秒であるように構成したので、請求
項５の発明の効果に加え、レーザー発振開始後１９マイ
クロ秒に於いては、Ｎ発光は消滅直前で、一方冷却材金
属の発光強度は大きいため発光強度の差が大きく、さら
にＳ／Ｎ比が大きく精度の高い漏洩冷却材金属の濃度測
定が出来る。
【００７５】（７）さらに、請求項７の発明によれば、
冷却材金属の漏洩検出器を、冷却材金属としてナトリウ
ム等のアルカリ金属を用い窒素を含む雰囲気ガス中に設
けられる原子力プラントにおける冷却金属の漏洩検出器
において、同雰囲気ガスのサンプリングガスにブレーク
ダウン用パルスレーザを照射するパルスレーザー発振器
と、同サンプリングガスのプラズマ発光が入射される分
光器と、同分光器による発光スペクトルを測定するＩＣ
ＣＤ検出器と、前記パルスレーザー発振器に前記ブレー
クダウン用パルスレーザの発振開始を指示するトリガー
信号に対し所定時間の遅延信号を発するパルス遅延発振
器と、同遅延信号に基づき前記ＩＣＣＤ検出器のシャッ
ター開閉を指示するゲート信号を発する演算制御装置と
を有してなるように構成したので、請求項１ないし請求
項３のいずれかに記載の冷却材金属の漏洩検出方法を的
確に実施でき、装置構成は照射レーザーがブレークダウ
ン用パルスレーザ一種で簡潔であり、早期に微量の冷却
材金属でもその漏洩を高検出感度、高精度に検出でき、
原子力プラントの安全、安定運転に資することができ
る。そして、漏洩検出器の設置コストを低減でき、検出
操作、メンテナンスが容易且つ低コストな冷却材金属の
漏洩検出器となる。
冷却材金属の漏洩検出器を、冷却材金属としてナトリウ
ム等のアルカリ金属を用い窒素を含む雰囲気ガス中に設
けられる原子力プラントにおける冷却金属の漏洩検出器
において、同雰囲気ガスのサンプリングガスにブレーク
ダウン用パルスレーザを照射するパルスレーザー発振器
と、同サンプリングガスのプラズマ発光が入射される分
光器と、同分光器による発光スペクトルを測定するＩＣ
ＣＤ検出器と、前記パルスレーザー発振器に前記ブレー
クダウン用パルスレーザの発振開始を指示するトリガー
信号に対し所定時間の遅延信号を発するパルス遅延発振
器と、同遅延信号に基づき前記ＩＣＣＤ検出器のシャッ
ター開閉を指示するゲート信号を発する演算制御装置と
を有してなるように構成したので、請求項１ないし請求
項３のいずれかに記載の冷却材金属の漏洩検出方法を的
確に実施でき、装置構成は照射レーザーがブレークダウ
ン用パルスレーザ一種で簡潔であり、早期に微量の冷却
材金属でもその漏洩を高検出感度、高精度に検出でき、
原子力プラントの安全、安定運転に資することができ
る。そして、漏洩検出器の設置コストを低減でき、検出
操作、メンテナンスが容易且つ低コストな冷却材金属の
漏洩検出器となる。
【００７６】（８）請求項８の発明によれば、請求項７
に記載の冷却材金属の漏洩検出器において、前記演算制
御装置は、予め求められた前記所定時間と、同所定時間
経過時における前記プラズマ発光中の窒素の発光のピー
ク強度に対する前記冷却材金属の発光のピーク強度の比
と、前記サンプリングガス中の前記冷却材金属の濃度と
の関係を記憶し、同関係に基づき前記ＩＣＣＤ検出器で
測定した前記所定時間経過時の前記プラズマ発光の発光
スペクトル中の窒素の発光のピーク強度と前記冷却材金
属の発光のピーク強度から前記冷却材金属の濃度を算出
する演算手段を備えてなるように構成したので、請求項
7 の発明の効果に加え、請求項４ないし請求項６のいず
れかに記載の冷却材金属の漏洩検出方法を的確に実施で
き、装置構成は照射レーザーがブレークダウン用パルス
レーザ一種で簡潔であり、早期に微量の冷却材金属でも
その漏洩を高検出感度、高精度に検出できるとともに定
量的に漏洩冷却材金属の濃度を測定でき、しかも検出部
の劣化等により全体的に発光強度が低下した場合におい
ても変わらず精度良く冷却材金属の定量測定結果が得ら
れるので、原子力プラントの安全、安定運転に資するこ
とができる。そして、漏洩検出器の設置コストを低減で
き、検出操作、メンテナンスが容易且つ低コストな冷却
材金属の漏洩検出器となる。
に記載の冷却材金属の漏洩検出器において、前記演算制
御装置は、予め求められた前記所定時間と、同所定時間
経過時における前記プラズマ発光中の窒素の発光のピー
ク強度に対する前記冷却材金属の発光のピーク強度の比
と、前記サンプリングガス中の前記冷却材金属の濃度と
の関係を記憶し、同関係に基づき前記ＩＣＣＤ検出器で
測定した前記所定時間経過時の前記プラズマ発光の発光
スペクトル中の窒素の発光のピーク強度と前記冷却材金
属の発光のピーク強度から前記冷却材金属の濃度を算出
する演算手段を備えてなるように構成したので、請求項
7 の発明の効果に加え、請求項４ないし請求項６のいず
れかに記載の冷却材金属の漏洩検出方法を的確に実施で
き、装置構成は照射レーザーがブレークダウン用パルス
レーザ一種で簡潔であり、早期に微量の冷却材金属でも
その漏洩を高検出感度、高精度に検出できるとともに定
量的に漏洩冷却材金属の濃度を測定でき、しかも検出部
の劣化等により全体的に発光強度が低下した場合におい
ても変わらず精度良く冷却材金属の定量測定結果が得ら
れるので、原子力プラントの安全、安定運転に資するこ
とができる。そして、漏洩検出器の設置コストを低減で
き、検出操作、メンテナンスが容易且つ低コストな冷却
材金属の漏洩検出器となる。
【図１】本発明の実施の形態に係る冷却材金属の漏洩検
出器の構成説明図である。
出器の構成説明図である。
【図２】図１の漏洩検出器による冷却材金属の漏洩検出
方法の説明図である。
方法の説明図である。
【図３】プラズマ発光とカメラディレイの関係の説明図
である。
である。
【図４】ＮａとＮとの発光スペクトルの例図である。
【図５】カメラディレイと、Ｎａ発光とＮ発光のピーク
強度比と、Ｎａ濃度との関係図である。
強度比と、Ｎａ濃度との関係図である。
【図６】Ｎａ濃度の定量化の説明図である。
【図７】ＦＢＲによる原子力プラントの炉の周辺の要部
構成概要図である。
構成概要図である。
【図８】図７の冷却材の配管のサンプリングガスのサン
プリング点の断面説明図である。
プリング点の断面説明図である。
１ 炉 ２ １次主循環ポンプ ３ 中間熱交換器 ４ 蒸気発生器 ５ ２次主循環ポンプ ６ 配管 ７ 配管 ８ 断熱材 ９ エンクロージャ １０ １次系 ２０ ２次系 ３０ 漏洩検出器 ３０ａ サンプリング管 ３１ パルスレーザー発振器 ３２ 集光レンズ ３４ レンズ ３５ 分光器 ３６ パルス遅延発振器 ３７ 演算制御装置 ３８ ＩＣＣＤ検出器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G043 AA01 BA01 EA10 FA03 GA08 GB21 HA11 JA01 KA01 KA02 LA03 MA04 NA01 NA04 NA11 2G075 AA07 BA03 BA16 CA40 DA10 EA03 FA01 FA20 FB04 FC12 GA21
Claims (8)
- 【請求項１】 冷却材金属としてナトリウム等のアルカ
リ金属を用い窒素を含む雰囲気ガス中に設けられる原子
力プラントにおいて、同雰囲気ガスのサンプリングガス
にブレークダウン用パルスレーザを照射し、同サンプリ
ングガスをブレークダウンしプラズマ発光を発生させ、
分光器により前記プラズマ発光の分光分析を行なう冷却
材金属の漏洩検出方法であって、前記パルスレーザーの
発振開始から前記プラズマ発光中の窒素の発光強度より
前記冷却材金属の発光強度が高い時点までの所定時間経
過時に、同分光器に取りつけられたＩＣＣＤ検出器によ
り前記プラズマ発光の発光スペクトルを測定し前記冷却
材金属の漏洩を検出することを特徴とする冷却材金属の
漏洩検出方法。 - 【請求項２】 請求項１に記載の冷却材金属の漏洩検出
方法において、前記所定時間が、前記パルスレーザーの
発振開始から前記プラズマ発光中の窒素の発光強度より
前記冷却材金属の発光強度が高くなる時点までの時間以
上で、前記プラズマ発光中の前記冷却材金属の発光の消
滅までの時間以下であることを特徴とする冷却材金属の
漏洩検出方法。 - 【請求項３】 請求項２に記載の冷却材金属の漏洩検出
方法において、前記所定時間が１９マイクロ秒であるこ
とを特徴とする冷却材金属の漏洩検出方法。 - 【請求項４】 請求項１に記載の冷却材金属の漏洩検出
方法において、予め前記所定時間と、同所定時間経過時
における前記プラズマ発光中の窒素の発光のピーク強度
に対する前記冷却材金属の発光のピーク強度の比と、前
記サンプリングガス中の前記冷却材金属の濃度との関係
を求めておき、同関係に基づき前記ＩＣＣＤ検出器で測
定した前記所定時間経過時の前記プラズマ発光の発光ス
ペクトル中の窒素の発光のピーク強度と前記冷却材金属
の発光のピーク強度から前記冷却材金属の濃度を算出す
ることを特徴とする冷却材金属の漏洩検出方法。 - 【請求項５】 請求項４に記載の冷却材金属の漏洩検出
方法において、前記所定時間が、前記パルスレーザーの
発振開始から前記プラズマ発光中の窒素の発光強度より
前記冷却材金属の発光強度が高くなる時点までの時間以
上で、前記プラズマ発光中の前記窒素の発光の消滅まで
の時間以下であることを特徴とする冷却材金属の漏洩検
出方法。 - 【請求項６】 請求項５に記載の冷却材金属の漏洩検出
方法において、前記所定時間が１９マイクロ秒であるこ
とを特徴とする冷却材金属の漏洩検出方法。 - 【請求項７】 冷却材金属としてナトリウム等のアルカ
リ金属を用い窒素を含む雰囲気ガス中に設けられる原子
力プラントにおける冷却金属の漏洩検出器において、同
雰囲気ガスのサンプリングガスにブレークダウン用パル
スレーザを照射するパルスレーザー発振器と、同サンプ
リングガスのプラズマ発光が入射される分光器と、同分
光器による発光スペクトルを測定するＩＣＣＤ検出器
と、前記パルスレーザー発振器に前記ブレークダウン用
パルスレーザの発振開始を指示するトリガー信号に対し
所定時間の遅延信号を発するパルス遅延発振器と、同遅
延信号に基づき前記ＩＣＣＤ検出器のシャッター開閉を
指示するゲート信号を発する演算制御装置とを有してな
ることを特徴とする冷却材金属の漏洩検出器。 - 【請求項８】 請求項７に記載の冷却材金属の漏洩検出
器において、前記演算制御装置は、予め求められた前記
所定時間と、同所定時間経過時における前記プラズマ発
光中の窒素の発光のピーク強度に対する前記冷却材金属
の発光のピーク強度の比と、前記サンプリングガス中の
前記冷却材金属の濃度との関係を記憶し、同関係に基づ
き前記ＩＣＣＤ検出器で測定した前記所定時間経過時の
前記プラズマ発光の発光スペクトル中の窒素の発光のピ
ーク強度と前記冷却材金属の発光のピーク強度から前記
冷却材金属の濃度を算出する演算手段を備えてなること
を特徴とする冷却材金属の漏洩検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000130760A JP3510561B2 (ja) | 2000-04-28 | 2000-04-28 | 冷却材金属の漏洩検出方法および漏洩検出器 |
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|---|---|---|---|
| JP2000130760A JP3510561B2 (ja) | 2000-04-28 | 2000-04-28 | 冷却材金属の漏洩検出方法および漏洩検出器 |
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|---|---|
| JP2001311793A true JP2001311793A (ja) | 2001-11-09 |
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ID=18639787
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|---|---|---|---|
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|---|---|
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Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006275793A (ja) * | 2005-03-29 | 2006-10-12 | Toshiba Corp | 漏洩検出装置 |
| JP2008096104A (ja) * | 2006-10-05 | 2008-04-24 | Japan Atomic Energy Agency | ナトリウム漏えい検知方法及び装置 |
| WO2008068452A1 (en) * | 2006-12-07 | 2008-06-12 | Cascade Technologies Limited | Leak detection system and method |
| JP2011007640A (ja) * | 2009-06-26 | 2011-01-13 | Shikoku Electric Power Co Inc | 連続式濃度測定装置および方法 |
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