JP2005016980A - トリチウム測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】原子炉施設などにおける気体廃棄物中に存在するトリチウムを測定するためのトリチウム測定装置であって、人為的に関わることなく、被測定ガスの水分を効率よく回収し、連続的な放射線測定を行うこと。
【解決手段】排気ダクト１からの被測定ガス２（３）を水回収タンク２２に導入すると共に、タンク内雰囲気を冷却装置２１の一次冷却配管２３により冷却し、ガス２の水分を凝縮させてタンク２２の底部に回収する。するとタンク２２の底面に配設されたシンチレータ２６とその感光部２７からなる放射線検出部により前記回収水２５内に捕集されたトリチウムからの放射ベータ線が検出され、放射線カウンタ２８により測定される。排ガス２中に含まれた水分を一次冷却配管２３の外側での冷却，凝縮によって効率よく回収でき、人為的に運搬したり当該回収水２５に近寄る必要はなく、連続的な放射線測定を行うことができる。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原子炉施設などにおける気体廃棄物中に存在するトリチウムを測定するためのトリチウム測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば発電用軽水型原子炉施設において、その排ガスなどの気体廃棄物中に存在するトリチウムは水蒸気（ＴＨＯ、Ｔ_２Ｏ）の状態で存在する。“発電用軽水型原子炉施設における放出放射性物質の測定に関する指針”では、４つの方法で水蒸気状のトリチウムを回収した場合の放射能量の算出について示されている。
【０００３】
トリチウムを回収する方法として、一つは排ガス中の水分を加圧冷却凝縮し９０％以上回収する（方法１）、一つは露点計によりガス中の水分量を確認しながら一部の水蒸気を冷却凝縮し回収する（方法２）、一つはシリカゲルなどの吸着材をもちいる（方法３）、一つは水を溜めたタンク内でサンプルガスをバブリングする（方法４）である。
【０００４】
気体廃棄物中に存在するトリチウムは連続監視する必要があり、通常このトリチウムの回収には、加圧冷却による凝縮方法（方法１）が用いられる。
【０００５】
図１０は従来のトリチウム回収装置および回収されたトリチウムの放射線測定装置の構成を示す図である。
【０００６】
例えば原子力発電所における焼却設備の排気ダクト１を通して放出される排ガス２を、被測定ガス３としてサンプル配管４に導入し、ダストフィルタ５，コンプレッサ６を介して冷却装置７に供給する。
【０００７】
冷却装置７は、被測定ガス３が導入されたサンプル配管４を冷却することで当該配管４内のガス３（２）を液化しトリチウムの回収を図るもので、この冷却装置７においてサンプリングされ液化された水は水回収タンク８にて回収される。
【０００８】
なお、冷却装置７による冷却，液化サンプリング後の戻りガス９ａ，９ｂは、前記排気ダクト１のサンプル位置よりも上流に戻される。
【０００９】
また、原子力発電所の焼却設備から放出される排ガス２には、腐食性ガスが含まれ高温であるため、その冷却には耐腐食性材料が使用されており、具体的には、前記サンプル配管４にはテフロンチューブを使用している。
【００１０】
図１１は前記従来のトリチウム回収装置における冷却装置７の構成を示す図である。
【００１１】
冷却装置７おいて、サンプル配管４に導入された被測定ガス３（２）は、図１１（Ａ）に示すように、ファン９によって空冷されるテフロンチューブの細管４′…を備えた空冷部１０と、冷却液によって水冷される同テフロンチューブの細管４′…を備えた水冷部１１との２段の冷却部によって冷却される。これにより、被測定ガス３（２）の水分は凝縮され気水分離されて水回収タンク８に回収される。
【００１２】
なお、テフロンチューブの細管４′は、図１１（Ｂ）に示すように、例えばその内径φ１＝２ｍｍ、外径φ２＝２．５ｍｍとして構成される。一般に、テフロンチューブは熱伝導率が低いため、これにおいて十分な水分の回収率を確保するには、当該チューブ（４′）を冷却する冷媒の温度を零度以下にする必要があるが、冷媒内部に局所的に温度がより低い場所が生じた場合、当該テフロンチューブ内で凍結現象が発生し水分を回収できないことがある。
【００１３】
このトリチウム回収装置によって水回収容タンク８に回収された水の放射線の測定は、この水を定期的に測定装置のある別の場所に運搬して行われるもので、例えば回収した水分のうち５ｍｌを２０ｍｌのバイアルビン１２に回収して液体シンチレータ１３と混合する。そして、液体シンチレータ１３におけるトリチウムに起因する発光を光電子増倍管１４にて検出し、これを放射線カウンタ１５により計測することで放射線の測定を行っている。
【００１４】
なお、この他に、従来のトリチウム回収装置については、例えば、特許文献１〜特許文献５を参照。
【００１５】
【特許文献１】
特開昭５６−１００３９６号公報
【００１６】
【特許文献２】
特開平０３−０７３８８４号公報
【００１７】
【特許文献３】
特開平０３−１８１８８８号公報
【００１８】
【特許文献４】
特開平０４−０４７２８９号公報
【００１９】
【特許文献５】
特開２００１−３３０６９５号公報
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来のトリチウム回収装置を利用して放射線の測定を行う場合、定期的に容器（８）に捕集した水を人間が回収運搬して測定装置に装着し測定する必要があるので、万一、排ガス２中に放射性物質が含まれてしまうと、当該作業を行う者に被爆の可能性が生じる問題がある。また、捕集した水を人間が回収運搬して測定装置に装着し測定する必要があるので、連続的な測定データの収集が困難であり、万一、放出放射能レベルに変動があっても、これを速やかに確認することができない問題がある。
【００２１】
本発明は、前記のような問題に鑑みてなされたもので、人為的に関わることなく、被測定ガスの水分を効率よく回収し、連続的な放射線測定を行うことが可能になるトリチウム測定装置を提供することを目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る第１のトリチウム測定装置では、被測定ガスが導入される回収容器の内部に、冷却装置の一次冷却配管を配置して当該容器内部の雰囲気を冷却し、前記被測定ガスの水分を凝縮させる。前記回収容器の底部には凝縮させて回収された水分中のトリチウムから放射されるベータ線を検出する放射線検出部を設け、この放射線検出部により検出された放射線を放射線測定器により測定する。
【００２３】
これによれば、被測定ガス中に含まれた水分を一次冷却配管の外側での冷却，凝縮によって効率よく回収できるだけでなく、人為的に運搬したり当該回収水に近寄ったりする必要はなく、高効率且つ安全に連続的な放射線測定を行うことができる。
【００２４】
本発明の請求項６に係る第２のトリチウム測定装置では、被測定ガスが導入されるガス導入配管を、冷却装置によって外側から冷却し、当該配管内に導入された被測定ガスの水分を凝縮させる。この冷却装置による冷却後のガス導入配管には気水分離器を接続し、当該配管内のガスとその水分が凝縮した水とを分離すると共に、この気水分離器により分離された水を回収容器に回収する。この回収容器の底部には回収された水分中のトリチウムから放射されるベータ線を検出する放射線検出部を設け、この放射線検出部により検出された放射線を放射線測定器により測定する。
【００２５】
これによれば、ガス導入配管の内部にて効率よく被測定ガスの水分を凝縮して回収でき、しかも人為的に運搬したり当該回収水に近寄ったりする必要はなく、高効率且つ安全に連続的な放射線測定を行うことができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００２７】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係るトリチウム測定装置の構成を示す図である。
【００２８】
例えば原子力発電所における焼却設備の排気ダクト１を通して放出される排ガス２を、被測定ガス３としてサンプル配管４に導入し、ダストフィルタ５からコンプレッサ６を介し加圧して、冷却装置２１によってその内部が冷却される水回収タンク２２に供給する。
【００２９】
水回収タンク２２内の上部空間には、冷却装置２１の一次冷却配管２３が延長導入され、この一次冷却配管２３の内部を冷却装置２１により冷却された冷媒２４が循環することで当該水回収タンク２２の内部雰囲気が冷却される。
【００３０】
水回収タンク２２に導入された被測定ガス２（３）の水分は、当該ガス２（３）の冷却によって凝縮して液化され、この液化された水分は水回収タンク２２の底面に回収水２５として溜まる。水回収タンク２２における冷却，液化サンプリング後の戻りガス９ａ〜９ｃは、前記排気ダクト１のサンプル位置よりも上流に戻される。
【００３１】
水回収タンク２２の底面は、その全面が例えばプラスチックシンチレータ２６によって構成され、回収水２５中にトリチウムが含まれている場合、このトリチウムから放射されるベータ線が当該シンチレータ２６によって光に変換される。
【００３２】
シンチレータ２６によって得られた光は、当該シンチレータ２６に密着された感光部（例えばフォトマル）２７によって検出され、放射線カウンタ２８によって計数される。
【００３３】
また、水回収タンク２２の下部側面には、前記シンチレータ２６の配置された底面レベルに対応して第１排水バルブ２９が設けられると共に、当該底面レベルから一定の高さの回収水レベルに対応して第２排水バルブ３０が設けられる。
【００３４】
第１排水バルブ２９は、水回収タンク２２内に溜まった回収水２５に対し適宜のタイミングで放射線測定を行った後に当該回収水２５を完全排水する際に開かれ、第２排水バルブ３０は、水回収タンク２２内の回収水２５を一定の液面レベルに常時保ち常時測定を行う場合に開側に維持される。
【００３５】
図２は前記第１実施形態のトリチウム測定装置における水回収タンク２２部の構成を抜き出して示す図であり、同図（Ｂ）は一次冷却配管２３のＡ−Ａ線断面図、同図（Ｃ）は回収タンク壁面のＢ−Ｂ線断面図である。
【００３６】
一次冷却配管２３は、冷却効率向上のため熱伝導の良好な金属材料（銅，アルミ，ステンレスなど）からなり、図２（Ｂ）に示すように、その表面には耐食性材料（テフロンなど）によるコーティング３１が施される。また、図２（Ｃ）に示すように、水回収タンク２２の内壁面にも耐食性材料（テフロンなど）によるコーティング３１が施される。
【００３７】
図３は前記トリチウム測定装置の水回収タンク２２の底部に設けられた放射線検出部のシンチレータ２６としてプレート状プラスチックシンチレータ２６Ａを使用した場合の構成を示す図であり、同図（Ａ）はプレート状プラスチックシンチレータ２６Ａの平面構成図、同図（Ｂ）はプレート状プラスチックシンチレータ２６Ａを使用した放射線検出部の側面構成図である。
【００３８】
プレート状プラスチックシンチレータ２６Ａは、水回収タンク２２の底面に対応する直径の円盤状のアクリル板の表面に対して、プラスチックプレート２６ａ１，２６ａ２，…を一定間隔のスリット状に垂直に一体立設または接着立設して構成される。そして、このプレート状プラスチックシンチレータ２６Ａは、そのプラスチックプレート２６ａ１，２６ａ２，…によって仕切られたスリットの方向Ｐ１，Ｐ２を、水回収タンク２２における被測定ガス２（３）および回収水２５の流れる方向に対応させて配置される。
【００３９】
このような、プレート状プラスチックシンチレータ２６Ａの場合、回収水２５に対するシンチレータ表面の接触面積を格段に広げることができ、回収水２５内に捕集されたトリチウムからの放射ベータ線の飛程が短くても、当該放射線を効率よく検出することができる。
【００４０】
図４は前記トリチウム測定装置の水回収タンク２２の底部に設けられた放射線検出部のシンチレータ２６として縦置きファイバ状プラスチックシンチレータ２６Ｂを使用した場合の構成を示す図であり、同図（Ａ）は縦置きファイバ状プラスチックシンチレータ２６Ｂの平面構成図、同図（Ｂ）は縦置きファイバ状プラスチックシンチレータ２６Ｂを使用した放射線検出部の側面構成図である。
【００４１】
縦置きファイバ状プラスチックシンチレータ２６Ｂは、水回収タンク２２の底面に対応する直径の円盤状のアクリル板の表面に対して、プラスチックファイバ２６ｂ１，２６ｂ２，…を縦横に一定間隔で垂直に一体立設または接着立設して構成される。
【００４２】
このような、縦置きファイバ状プラスチックシンチレータ２６Ｂの場合でも、前記プレート状プラスチックシンチレータ２６Ａの場合と同様に、回収水２５に対するシンチレータ表面の接触面積を格段に広げることができ、回収水２５内に捕集されたトリチウムからの放射ベータ線の飛程が短くても、当該放射線を効率よく検出することができる。
【００４３】
図５は前記トリチウム測定装置の水回収タンク２２の底部に設けられた放射線検出部のシンチレータ２６として横置きファイバ状プラスチックシンチレータ２６Ｃを使用した場合の構成を示す図であり、同図（Ａ）は横置きファイバ状プラスチックシンチレータ２６Ｃの平面構成図、同図（Ｂ）はそのＣ−Ｃ線断面構成図である。
【００４４】
横置きファイバ状プラスチックシンチレータ２６Ｃは、水回収タンク２２の底面に対応する直径の円盤状のアクリル板の表面に対して、プラスチックファイバ２６ｃ１，２６ｃ２，…を一定間隔で並列に一体または接着して設け構成される。
【００４５】
このような、横置きファイバ状プラスチックシンチレータ２６Ｃの場合でも、前記同様に、回収水２５に対するシンチレータ表面の接触面積を格段に広げることができ、回収水２５内に捕集されたトリチウムからの放射ベータ線の飛程が短くても、当該放射線を効率よく検出することができる。
【００４６】
この横置きファイバ状プラスチックシンチレータ２６Ｃの場合、各プラスチックファイバ２６ｃ１，２６ｃ２，…の終端に光電子増倍管などの感光部２７ａ，２７ｂを接続して、回収水２５内に捕集されたトリチウムからの放射ベータ線により得られる光を検出し、これをプリアンプ３２ａ，３２ｂを介して放射線カウンタ２８に接続し放射線測定を行う。
【００４７】
すなわち、水回収タンク２２の底面に配設されるシンチレータ２６における回収水２５と接触する表面全域を、前記プレート状プラスチックシンチレータ２６Ａの各プラスチックプレート２６ａ１，２６ａ２，…、あるいは縦置きファイバ状プラスチックシンチレータ２６Ｂの各プラスチックファイバ２６ｂ１，２６ｂ２，…、あるいは横置きファイバ状プラスチックシンチレータ２６Ｃの各プラスチックファイバ２６ｃ１，２６ｃ２，…によって、多数の凹凸により表面積を拡大したシンチレータ２６とすることで、回収水２５内に捕集されたトリチウムが放射するベータ線を効率よく検出することができ、その放射線測定を行うことができる。
【００４８】
次に、前記第１実施形態の構成によるトリチウム測定装置の測定機能について説明する。
【００４９】
図６は前記第１実施形態のトリチウム測定装置のコンピュータ制御による連続測定処理を示すフローチャートである。
【００５０】
トリチウム測定装置において、被測定ガス２（３）に含まれるトリチウムからの放射ベータ線を連続測定したい場合には、第１排水バルブ２９は閉じられ、第２排水バルブ（液位管理バルブ）３０が開けられる（ステップＡ１）。
【００５１】
この状態で、排気ダクト１からダストフィルタ５，コンプレッサ６を介して水回収タンク２２内に排ガス２（被測定ガス３）が回収され（ステップＡ２）、冷却装置２１によって冷却される（ステップＡ３）。
【００５２】
この水回収タンク２２内に回収された被測定ガス２（３）を冷却することによって当該ガスの水分を凝縮させて液化回収し回収水２５として溜めると共に（ステップＡ４）、水分液化後の排ガスが戻りガス９ａとして水回収タンク２２から排出され、排気ダクト１に環流放出される（ステップＡ５）。
【００５３】
このような水回収タンク２２を中心とする排ガス２（被測定ガス３）の回収→冷却→液化→排出が繰り返されることで、当該水回収タンク２２内の底面に回収水２５が溜まり、その液位レベル（水位）が第２排水バルブ（液位管理バルブ）３０の高さまで上昇してオーバフローレベルの定常状態になると、シンチレータ２６を介して感光部２７に検出される、回収水２５内に捕集されたトリチウムからの放射線が、放射線カウンタ２８によりカウントされて測定される（ステップＡ６→Ａ７）。
【００５４】
この後、前記回収水２５の液位レベルが第２排水バルブ（液位管理バルブ）３０の高さで定常的にオーバフローした状態での放射線測定が繰り返し行われ、必要な測定データが得られた後に測定終了される（ステップＡ８）。
【００５５】
これにより、回収水２５内に捕集されたトリチウムの放射線測定を常時安定して行うことができる。
【００５６】
図７は前記第１実施形態のトリチウム測定装置のコンピュータ制御による間欠測定処理を示すフローチャートである。
【００５７】
トリチウム測定装置において、被測定ガス２（３）に含まれるトリチウムからの放射ベータ線を任意のタイミングで間欠測定したい場合には、第１排水バルブ２９および第２排水バルブ（液位管理バルブ）３０ともに閉じられる。
【００５８】
この状態で、排気ダクト１からダストフィルタ５，コンプレッサ６を介して水回収タンク２２内に排ガス２（被測定ガス３）が回収され（ステップＢ１）、冷却装置２１によって冷却される（ステップＢ２）。
【００５９】
この水回収タンク２２内に回収された被測定ガス２（３）を冷却することによって当該ガスの水分を凝縮させて液化回収し回収水２５として溜めると共に（ステップＢ３）、水分液化後の排ガスが戻りガス９ａとして水回収タンク２２から排出され、排気ダクト１に環流放出される（ステップＢ４）。
【００６０】
このような水回収タンク２２を中心とする排ガス２（被測定ガス３）の回収→冷却→液化→排出が繰り返されることで、当該水回収タンク２２内の底面に回収水２５が溜まり、その液位レベル（水位）が予め設定された高さまで上昇すると（ステップＢ５）、シンチレータ２６を介して感光部２７に検出される、回収水２５内に捕集されたトリチウムからの放射線が、放射線カウンタ２８によりカウントされて測定される（ステップＢ６）。
【００６１】
この後、前記第１排水バルブ２９が開放されて全ての回収水２５が排水され（（ステップＢ７）、さらに次の間欠測定を行う場合には再び前記ステップＢ１からの処理が繰り返される（ステップＢ８→Ｂ１）。
【００６２】
これにより、回収水２５内に捕集されたトリチウムの放射線測定を適宜のタイミングで間欠的に行うことができる。
【００６３】
したがって、前記第１実施形態の構成のトリチウム測定装置によれば、排気ダクト１から導入した被測定ガス２（３）を、水回収タンク２２内に回収すると共に、当該タンク内雰囲気を冷却装置２１からの一次冷却配管２３によって冷却し、被測定ガス２（３）の水分を液化して当該タンク２２の底部に回収する。すると、このタンク２２の底面に配設されたシンチレータ２６とその感光部２７からなる放射線検出部によって前記回収水２５内に捕集されたトリチウムからの放射ベータ線が検出され、放射線カウンタ２８により測定されるので、トリチウムが捕集される可能性のある排ガス２（３）を凝縮して液化した水２５を前記一次冷却配管２３の外側での冷却，凝縮によって効率よく回収できるだけでなく、人為的に運搬したり当該回収水２５に近寄ったりする必要はなく、高効率且つ安全に連続的な放射線測定を行うことができる。
【００６４】
また、前記第１実施形態の構成のトリチウム測定装置によれば、腐食性の高い排ガス２（３）と接触する一次冷却配管２３に、熱伝導の良好な金属材料を使用すると共に、当該一次冷却配管２３の表面および水回収タンク２２の内壁面に、テフロンなどの耐食性材料によるコーティング３１を施してなるので、排ガス２（３）の冷却効率を維持しつつ、しかも各回収機器に腐食による不具合を生じさせずに、効率よく排ガス２（３）の液化，回収を行うことができる。
【００６５】
さらに、前記第１実施形態の構成のトリチウム測定装置によれば、水回収タンク２２の底面に配設されるシンチレータ２６における回収水２５と接触する表面全域を、図３におけるプレート状プラスチックシンチレータ２６Ａの各プラスチックプレート２６ａ１，２６ａ２，…、あるいは図４における縦置きファイバ状プラスチックシンチレータ２６Ｂの各プラスチックファイバ２６ｂ１，２６ｂ２，…、あるいは図５における横置きファイバ状プラスチックシンチレータ２６Ｃの各プラスチックファイバ２６ｃ１，２６ｃ２，…として、多数の凹凸により表面積を拡大したシンチレータ２６としたので、回収水２５内に捕集されたトリチウムが放射するベータ線を効率よく検出することができ、放射線測定を高効率に行うことができる。
【００６６】
しかも、前記第１実施形態の構成のトリチウム測定装置によれば、水回収タンク２２内の底面に回収される回収水２５を全排水するための第１排水バルブ２９と、この第１排水バルブ２９を閉じた状態で前記回収水２５の液位レベルを一定レベルでオーバフロー排水して維持するための第２排水バルブ３０とを設けたので、当該各排水バルブ２９，３０の開閉制御に基づき回収水２５の各液位レベルでの放射線測定を行うことで、その連続測定や間欠測定を必要に応じ切り換えて実施することができる。
【００６７】
なお、前記第１実施形態では、水回収タンク２２に対して全排水用の第１排水バルブ２９と一定液位レベル維持用の第２排水バルブ３０とを設け、各排水バルブ２９，３０の開閉制御を行うことで、放射線の連続測定と間欠測定とを必要に応じ切り換えて実施できる構成としたが、次の第２実施形態において説明するように、排水バルブを何ら設けることなく、高効率に回収した排ガス２（３）の回収水２５から連続放射線測定が行える構成としてもよい。
【００６８】
（第２実施形態）
図８は本発明の第２実施形態に係るトリチウム測定装置の構成を示す図である。
【００６９】
この第２実施形態のトリチウム測定装置では、水回収タンク２２に排ガス２（３）を導入する構成、水回収タンク２２に導入された排ガス２（３）を冷却する構成、冷却された排ガス２（３）の水分を凝縮，液化させ水回収タンク２２の底部に溜めて回収する構成、回収水２５中に捕集されたトリチウムからの放射ベータ線を水回収タンク２２の底面に設けたシンチレータ２６と感光部２７からなる放射線検出機構によって検出する構成、感光部２７にて検出された放射線を放射線カウンタ２８によって測定する構成のそれぞれと、シンチレータ２６の詳細な構成については、前記第１実施例と同様の構成ため同一の符号を付してその説明を省略する。
【００７０】
そして、この第２実施形態のトリチウム測定装置では、水回収タンク２２における回収水２５の一定の液位レベルに対応する位置に、冷却，凝縮後の戻りガス９ａの排出および一定液位レベル以上の回収水２５の排出を行うためのオーバフロー排出管３３を設け、このオーバフロー排出管３３には気水分離器３４を接続する。
【００７１】
オーバフロー排出管３３を介して水回収タンク２２から排出された気体Ｈと液体Ｌとは、気水分離器３４によって分離され、戻りガス９ａは上方から排気されて排気ダクト１に環流され、オーバフローした回収水２５は下方から排水される。
【００７２】
したがって、前記第２実施形態の構成のトリチウム測定装置によれば、前記第１実施形態のトリチウム測定装置と同様に、排ガス２（３）を効率よく凝縮させて回収できると共に、当該回収水２５中に捕集されたトリチウムからの放射ベータ線を人為的関与を要さずに高効率に検出測定することができ、しかも全排水用のバルブや一定液位レベル維持用のバルブを何ら設けることなく、前記回収水２５からの連続放射線測定を行うことができる。
【００７３】
なお、前記第１実施形態および第２実施形態のそれぞれにおいて説明したトリチウム測定装置では、排気ダクト１からサンプリングされた被測定ガス２（３）を、冷却装置２１からの一次冷却配管２３によって内部雰囲気が冷却される水回収タンク２２の内部空間に導入して冷却し、当該タンク２２内で生じた凝縮，液化による回収水２５に対して同タンク２２内の底部に一体に設けた放射線検出機構によって放射線測定を行う構成としたが、次の第３実施形態において説明するように、排気ダクト１からサンプリングされた被測定ガス２（３）をサンプル配管４の内部においてそのまま凝縮，液化して回収する場合でも、人為的関与を要さずに回収水２５に対する放射線の検出，測定が行える構成としてもよい。
【００７４】
（第３実施形態）
図９は本発明の第３実施形態に係るトリチウム測定装置の構成を示す図であり、同図（Ａ）はその全体構成図、同図（Ｂ）はそのサンプル配管４のＤ−Ｄ線断面図である。
【００７５】
この第３実施形態のトリチウム測定装置では、排気ダクト１から被測定ガス２（３）を導入したサンプル配管４を、冷却装置３５によって冷却される冷却水槽３５ａ内にその上方から延長して取り込み、この冷却水槽３５ａ内で冷却されるサンプル配管４の内部で被測定ガス２（３）の水分を結露，液化する。
【００７６】
サンプル配管４は、図９（Ｂ）に示すように、熱伝導の良好な金属性の配管からなり、その内側面がテフロンなどの耐蝕材によってコーティング３１される。
【００７７】
冷却水槽３５ａの下方から外部へ導出されたサンプル配管４は、気水分離器３４に接続され、前記排気ダクト１への戻りガス９ａである気体Ｈと被測定ガス２（３）の液化後の回収水２５である液体Ｌとに分離される。
【００７８】
気水分離された回収水２５は、モニタタンク３６に回収される。このモニタタンク３６の底面には、前記第１実施形態のトリチウム測定装置、および前記第２実施形態のトリチウム測定装置それぞれと同様に、シンチレータ２６および感光部２７からなる放射線検出部が設けられ、回収水２５中に捕集されたトリチウムからの放射ベータ線が検出され、放射線カウンタ２８によって測定される。
【００７９】
なお、モニタタンク３６の底部に一体にした放射線検出部のシンチレータ２６については、前記第１実施形態と同様に、プレート状プラスチックシンチレータ２６Ａ（図３参照）、または縦置きファイバ状プラスチックシンチレータ２６Ｂ（図４参照）、または横置きファイバ状プラスチックシンチレータ２６Ｃ（図５参照）の何れを使用してもよく、回収水２５中に捕集されたトリチウムからの飛程の短いベータ線も高効率に検出できるという同様の効果が得られる。
【００８０】
また、モニタタンク３６には、前記第１実施形態のトリチウム測定装置と同様に、回収水２５を完全排水するための第１排水バルブ２９が設けられると共に、回収水２５の一定液位レベルに対応する位置に当該一定液位レベル以上にオーバフローした回収水２５を排水するための第２排水バルブ３０が設けられる。
【００８１】
そして、前記第１排水バルブ２９と第２排水バルブ３０とは、前記第１実施形態と同様に開閉制御され、図６および図７で示したように、必要に応じて連続測定または間欠測定による放射線測定が実施される。
【００８２】
このように構成した第３実施形態のトリチウム測定装置によれば、内側面が耐蝕材によりコーティング３１された金属製のサンプル配管４そのものを冷却水槽３５ａ内で冷却し、当該配管４内にて被測定ガス２（３）を結露，液化すると共に、その回収水２５を気液分離器３４を通してモニタタンク３６に分離回収し、当該モニタタンク３６に一体設置された放射線検出部（２６，２７）によって回収水２５中に捕集されたトリチウムの放射ベータ線を検出するようにしたので、サンプル配管４の内部にて凍結の不具合なく高効率に被測定ガス２（３）の水分を液化回収でき、しかも人為的に運搬したり当該回収水２５に近寄ったりする必要はなく、高効率で安全な連続放射線測定を行うことができる。
【００８３】
しかも、各排水バルブ２９，３０の開閉制御に基づき回収水２５の各液位レベルでの放射線測定を行うことで、その連続測定や間欠測定を必要に応じ切り換えて実施することができる。
【００８４】
なお、本願発明は、前記各実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。さらに、前記各実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、各実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されたり、幾つかの構成要件が組み合わされても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除されたり組み合わされた構成が発明として抽出され得るものである。
【００８５】
【発明の効果】
以上のように、本発明の請求項１に係る第１のトリチウム測定装置によれば、被測定ガスが導入される回収容器の内部に、冷却装置の一次冷却配管を配置して当該容器内部の雰囲気を冷却し、前記被測定ガスの水分を凝縮させる。前記回収容器の底部には凝縮させて回収された水分中のトリチウムから放射されるベータ線を検出する放射線検出部を設け、この放射線検出部により検出された放射線を放射線測定器により測定するので、被測定ガス中に含まれた水分を一次冷却配管の外側での冷却，凝縮によって効率よく回収できるだけでなく、人為的に運搬したり当該回収水に近寄ったりする必要はなく、高効率且つ安全に連続的な放射線測定を行うことができる。
【００８６】
また、本発明の請求項６に係る第２のトリチウム測定装置によれば、被測定ガスが導入されるガス導入配管を、冷却装置によって外側から冷却し、当該配管内に導入された被測定ガスの水分を凝縮させる。この冷却装置による冷却後のガス導入配管には気水分離器を接続し、当該配管内のガスとその水分が凝縮した水とを分離すると共に、この気水分離器により分離された水を回収容器に回収する。この回収容器の底部には回収された水分中のトリチウムから放射されるベータ線を検出する放射線検出部を設け、この放射線検出部により検出された放射線を放射線測定器により測定するので、ガス導入配管の内部にて効率よく被測定ガスの水分を液化回収でき、しかも人為的に運搬したり当該回収水に近寄ったりする必要はなく、高効率且つ安全に連続的な放射線測定を行うことができる。
【００８７】
よって、本発明によれば、人為的に関わることなく、被測定ガスの水分を効率よく回収し、連続的な放射線測定を行うことが可能になるトリチウム測定装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るトリチウム測定装置の構成を示す概略構成図。
【図２】図１に示した水回収タンクの構成を抜き出して示す要部拡大概略構成図であり、同図（Ｂ）は同図（Ａ）のＡ−Ａ線断面図、同図（Ｃ）は同図（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図。
【図３】図１に示した水回収タンクの底部に設けられた放射線検出部のシンチレータとしてプレート状プラスチックシンチレータを使用した場合の構成を示す図であり、同図（Ａ）は平面構成図、同図（Ｂ）は側面構成図。
【図４】図１に示した水回収タンクの底部に設けられた放射線検出部のシンチレータの他の実施例として縦置きファイバ状プラスチックシンチレータを使用した場合の構成を示す図であり、同図（Ａ）は平面構成図、同図（Ｂ）は側面構成図。
【図５】図１に示した水回収タンクの底部に設けられた放射線検出部のシンチレータの他の実施例として横置きファイバ状プラスチックシンチレータを使用した場合の構成を示す図であり、同図（Ａ）は平面構成図、同図（Ｂ）は同図（Ａ）のＣ−Ｃ線断面構成図。
【図６】前記第１実施形態のトリチウム測定装置のコンピュータ制御による連続測定処理を示すフローチャート。
【図７】前記第１実施形態のトリチウム測定装置のコンピュータ制御による間欠測定処理を示すフローチャート。
【図８】本発明の第２実施形態に係るトリチウム測定装置の構成を示す要部拡大概略構成図。
【図９】本発明の第３実施形態に係るトリチウム測定装置の構成を示す図であり、同図（Ａ）はその全体構成図、同図（Ｂ）は同図（Ａ）のＤ−Ｄ線断面図。
【図１０】従来のトリチウム回収装置および回収されたトリチウムの放射線測定装置の構成を示す概略構成図。
【図１１】図１０に示した冷却装置の構成を示す図であり、同図（Ａ）は概略構成図、同図（Ｂ）は同図（Ａ）に示した細管の横断面図。
【符号の説明】
１…排気ダクト ２…排ガス ３…被測定ガス ４…サンプル配管
５…ダストフィルタ ６…コンプレッサ ９ａ〜９ｄ…戻りガス
２１…冷却装置 ２２…水回収タンク ２３…一次冷却配管 ２４…冷媒
２５…回収水 ２６…シンチレータ
２６Ａ…プレート状プラスチックシンチレータ
２６ａ１，２６ａ２，…プラスチックプレート
２６Ｂ…縦置きファイバ状プラスチックシンチレータ
２６Ｃ…横置きファイバ状プラスチックシンチレータ
２６ｂ１，２６ｂ２，２６ｃ１，２６ｃ２，…プラスチックファイバ
２７…感光部 ２８…放射線カウンタ ２９…第１排水バルブ
３０…第２排水バルブ ３１…耐蝕材コーティング ３２…プリアンプ
３３…オーバフロー排出管 ３４…気水分離器 ３５…冷却装置
３５ａ…冷却水槽 ３６…モニタタンク

Claims (10)

1. 被測定ガスが導入される回収容器と、
   この回収容器の内部に一次冷却配管を配置して当該容器内部の雰囲気を冷却し、前記被測定ガスの水分を凝縮させるための冷却装置と、
   前記回収容器の底部に設けられ、凝縮させて回収された水分中のトリチウムから放射されるベータ線を検出する放射線検出部と、
   この放射線検出部により検出された放射線を測定する放射線測定器と、
   を備えたことを特徴とするトリチウム測定装置。
2. 前記冷却装置の一次冷却配管は、高熱伝導性の金属材料からなり、前記回収容器の内壁面および前記一次冷却配管の表面には、耐蝕性材料をコーティングしてなることを特徴とする請求項１に記載のトリチウム測定装置。
3. 前記回収容器の底部に設けられた放射線検出部は、前記凝縮させて回収された水の溜まる容器底部に面した放射線検出面を凹凸状に形成したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のトリチウム測定装置。
4. 前記回収容器の底部に面した放射線検出面は、その表面に等間隔に凸状部を設けたプラテンチックシンチレータからなり、このプラスチックシンチレータの裏面に感光部を設けて放射線を検出することを特徴とする請求項３に記載のトリチウム測定装置。
5. 前記回収容器の底部側面に設けられ、当該容器底部に回収された水を完全排水するための第１排水バルブと、
   前記回収容器の底部から一定の高さの側面に設けられ、当該容器底部に回収される一定液位レベル以上の水を排水する第２排水バルブと、
   前記第１排水バルブおよび第２排水バルブを開閉制御して前記回収容器底部の回収水レベルを調整すると共に、前記放射線測定器による放射線測定の開始または終了を制御する測定制御手段と、
   を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載のトリチウム測定装置。
6. 被測定ガスが導入されるガス導入配管と、
   このガス導入配管を外側から冷却し、当該配管内に導入された被測定ガスの水分を凝縮させるための冷却装置と、
   この冷却装置による冷却後のガス導入配管に接続され、当該配管内のガスとその水分が凝縮した水とを分離する気水分離器と、
   この気水分離器により分離された水を回収する回収容器と、
   この回収容器の底部に設けられ、回収された水分中のトリチウムから放射されるベータ線を検出する放射線検出部と、
   この放射線検出部により検出された放射線を測定する放射線測定器と、
   を備えたことを特徴とするトリチウム測定装置。
7. 前記ガス導入配管は、高熱伝導性の金属材料からなり、その内側面には耐蝕性材料をコーティングしてなることを特徴とする請求項６に記載のトリチウム測定装置。
8. 前記回収容器の底部に設けられた放射線検出部は、前記回収された水の溜まる容器底部に面した放射線検出面を凹凸状に形成したことを特徴とする請求項６または請求項７に記載のトリチウム測定装置。
9. 前記回収容器の底部に面した放射線検出面は、その表面に等間隔に凸状部を設けたプラテンチックシンチレータからなり、このプラスチックシンチレータの裏面に感光部を設けて放射線を検出することを特徴とする請求項８に記載のトリチウム測定装置。
10. 前記回収容器の底部側面に設けられ、当該容器底部に回収された水を完全排水するための第１排水バルブと、
    前記回収容器の底部から一定の高さの側面に設けられ、当該容器底部に回収される一定液位レベル以上の水を排水する第２排水バルブと、
    前記第１排水バルブおよび第２排水バルブを開閉制御して前記回収容器底部の回収水レベルを調整すると共に、前記放射線測定器による放射線測定の開始または終了を制御する測定制御手段と、
    を備えたことを特徴とする請求項６乃至請求項９の何れか１項に記載のトリチウム測定装置。

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