JP2006126123A

JP2006126123A - Tritium monitor

Info

Publication number: JP2006126123A
Application number: JP2004317953A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Mogi; 健一茂木; Shoichi Nakanishi; 正一中西
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2004-11-01
Filing date: 2004-11-01
Publication date: 2006-05-18
Anticipated expiration: 2024-11-01
Also published as: JP4515888B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a tritium monitor generating a clear carrier gas without a process of replacement of absorbent. <P>SOLUTION: The tritium monitor is provided with: a entrance valve 1 for sampling the gas of the measurement point; a steam separator 5 for separating the steam in the sample gas and releasing it into the carrier gas the carrier gas; a generation device 9 for generating the carrier gas by taking in the ambient air of the tritium monitor; an ion trap 10 for collecting ions and electrified particles contained in the carrier gas; a dust filter 11 for filtering out the dust released from the ion trap 10 to the carrier gas; the compensating ionization chamber 13 for measuring the back ground radiation ray by introducing the carrier gas clean of the dust; and an ionization chamber 14 for measuring the tritium contained in the steam which is separated from the sampling gas by the steam separator 5 after the transportation of the steam with the carrier gas. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

この発明はトリチウムモニタに関し、特に、原子力炉施設、放射性同位元素使用施設、放射線発生装置使用施設等から放出されるガス状廃棄物中のトリチウムを、連続測定するトリチウムモニタに関するものである。 The present invention relates to a tritium monitor, and more particularly to a tritium monitor that continuously measures tritium in gaseous waste discharged from a nuclear reactor facility, a radioactive isotope facility, a radiation generator facility, and the like.

従来のトリチウムモニタとしては、トリチウムサンプラとトリチウム測定装置としての液体シンチレーションカウンタを融合させ、トリチウムのサンプリングとトリチウムの測定プロセスの自動化を図ったものがあり、サンプルガス中の水蒸気を冷却凝縮して水の形でトリチウムを採取し、採取した水と液体シンチレータを混合して水に含まれるトリチウムのβ線とシンチレータが反応したときに発する蛍光を検出し、それに基づく信号パルスを計数するという一連の工程を自動化している（例えば、特許文献１参照。）。 As a conventional tritium monitor, there is a tritium sampler and a liquid scintillation counter as a tritium measurement device, which are used to automate the tritium sampling and tritium measurement process. A series of steps of collecting tritium in the form of, mixing the collected water and liquid scintillator, detecting fluorescence emitted when the scintillator reacts with β-rays of tritium contained in water, and counting signal pulses based on it Is automated (see, for example, Patent Document 1).

しかし、この装置では、採取した水に自然界に存在する放射性同位元素が混入してしまうため、トリチウムが放出する放射線よりもエネルギーが高い放射線を数多く測定することになり、このことがトリチウムモニタの測定感度の障害になっている。この障害を除去するために、自然界に存在する放射性同位元素を除去する機能を備えたものが提案されており、サンプルガス中の水蒸気を自然環境中に存在するラドン・トロンから中空糸膜で分離し、分離した水蒸気をキャリヤガス中に放出し、その水蒸気を含むキャリヤガスを電離箱に導入し、キャリヤガスを循環させて水蒸気を蓄積しながらトリチウムを連続測定している。同様に、サンプルガス中の水蒸気を高温に加熱された水素イオン導電性セラミックスで分解し、生成した水素イオンをサンプルガスから分離して水素としてキャリヤガス中に放出し、その水素を含むキャリヤガスを電離箱に導入し、キャリヤガスを循環させて水素を蓄積しながらトリチウムを連続測定している。いずれもキャリガスとして窒素ガスを使用しており、窒素ガスはボンベから供給している（例えば、特許文献２参照。）。 However, with this device, radioactive isotopes that exist in nature are mixed in the collected water, and this means that a lot of radiation with higher energy than the radiation emitted by tritium is measured. It is an obstacle to sensitivity. In order to eliminate this obstacle, the one with the function to remove the radioisotope existing in the natural world has been proposed, and the water vapor in the sample gas is separated from the Radon Tron existing in the natural environment with a hollow fiber membrane. Then, the separated water vapor is released into the carrier gas, the carrier gas containing the water vapor is introduced into the ionization chamber, and the tritium is continuously measured while the carrier gas is circulated to accumulate the water vapor. Similarly, the water vapor in the sample gas is decomposed with hydrogen ion conductive ceramics heated to a high temperature, and the generated hydrogen ions are separated from the sample gas and released as hydrogen into the carrier gas, and the carrier gas containing the hydrogen is removed. It is introduced into an ionization chamber, and tritium is continuously measured while accumulating hydrogen by circulating a carrier gas. In any case, nitrogen gas is used as a carrier gas, and the nitrogen gas is supplied from a cylinder (see, for example, Patent Document 2).

しかしながら、窒素ガスをボンベから供給すると、ボンベを頻繁に交換する作業が発生する。そのため、これを解決するために、吸着剤を使用して空気から水蒸気とラドン・トロンを除去する機能を備え、ボンベレス化を実現した装置が提案されている（例えば、特許文献３参照。）。 However, when nitrogen gas is supplied from a cylinder, an operation of frequently replacing the cylinder occurs. Therefore, in order to solve this problem, an apparatus that has a function of removing water vapor and radon thoron from air using an adsorbent and realizes cylinderless has been proposed (for example, see Patent Document 3).

特開平８−７５８６３号公報JP-A-8-75863 特開２００４−１５１０４８号公報JP 2004-151048 A 特開平３−１８９５８７号公報Japanese Patent Laid-Open No. 3-189487

特許文献３に記載されているような従来のトリチウムモニタは、空気を取り入れて圧縮・移送するコンプレッサにおいて、空気を圧縮する時に微小水滴の帯電ミストが発生し、その一部が吸着剤をすり抜けて排出され、また、ラドン・トロンの娘核種の一部が吸着剤から離脱して排出されてしまい、測定対象核種を搬送するキャリヤガス中に混入してしまうという問題点があった。このようにして、排出されてしまった帯電ミストやラドン・トロンの娘核種から放射される放射線は、測定対象核種の放射線を測定する場合に、バックグラウンドの放射線として混入してしまう結果となる。 In a conventional tritium monitor as described in Patent Document 3, in a compressor that takes in air and compresses / transfers it, when the air is compressed, a charged mist of minute water droplets is generated, and part of the tritium monitor passes through the adsorbent. In addition, there is a problem in that a part of the daughter nuclide of Radon Tron is detached from the adsorbent and discharged, and is mixed into the carrier gas carrying the measurement target nuclide. In this way, the radiation emitted from the discharged charged mist and the daughter nuclide of Radon Tron is mixed as background radiation when measuring the radiation of the measurement target nuclide.

測定対象核種によっては、測定対象核種から放射される放射線のエネルギーよりも、ラドン・トロンの娘核種から放射される放射線のエネルギーの方が大きいこともある。そのため、測定対象核種のトリチウム測定を行う測定用電離箱とバックグラウンドの測定を行う補償用電離箱の出力電流の差をとって正味の電流値を求め、その結果に基づき、トリチウムの放射能を求める測定方法があるものの、この際に、帯電ミスト及びラドン・トロンの娘核種はバックグラウンド放射線測定値の増加の原因となり、測定値の揺らぎが増大するため、トリチウムの測定感度の障害となっている。このため、帯電ミスト及びラドン・トロンの娘核種を出来る限り除去することが望ましいが、従来のトリチウムモニタにおいては、上述したように、吸着剤をすり抜けて排出されてしまうため、結果として、トリチウムを高感度で測定することができないという問題点があった。 Depending on the measurement target nuclide, the energy of the radiation emitted from the daughter nuclide of Radon Tron may be larger than the energy of the radiation emitted from the measurement target nuclide. Therefore, the net current value is obtained by taking the difference between the output current of the measurement ionization chamber for measuring the tritium of the target nuclide and the compensation ionization chamber for measuring the background, and based on the result, the radioactivity of the tritium is calculated. Although there is a measurement method to be obtained, at this time, the charged mist and the daughter nuclide of Radon Tron cause an increase in the background radiation measurement value, and the fluctuation of the measurement value increases, which hinders the measurement sensitivity of tritium. Yes. For this reason, it is desirable to remove the charged mist and the daughter nuclides of Radon and Tron as much as possible. However, in the conventional tritium monitor, as described above, the adsorbent passes through and is discharged, and as a result, tritium is removed. There was a problem that measurement could not be performed with high sensitivity.

また、ボンベレス化の結果として吸着剤の交換作業という新たな保守作業が発生するという問題点があった。 In addition, there is a problem that a new maintenance work such as an adsorbent replacement work occurs as a result of the cylinderless construction.

この発明はかかる問題点を解決するためになされたものであり、保守作業を軽減しながら、かつ、バックグラウンド放射線の原因となる帯電物質やダストを除去して、トリチウムを精度良く測定するためのトリチウムモニタを得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve such problems, and is intended to accurately measure tritium while reducing maintenance work and removing charged substances and dust that cause background radiation. The purpose is to obtain a tritium monitor.

この発明は、測定点のガスをサンプリングして水蒸気の形で内包するトリチウムを測定するトリチウムモニタであって、上記測定点のガスをサンプリングするサンプリング手段と、上記サンプリング手段によってサンプリングされたサンプルガス中の水蒸気を上記サンプルガスから分離してキャリヤガス中に放出する水蒸気分離手段と、上記トリチウムモニタの周辺空気からキャリヤガスを生成するキャリヤガス生成手段と、上記キャリヤガスに含まれるイオン及び帯電微粒子を捕集する帯電物質捕集手段と、上記帯電物質捕集手段から上記キャリヤガス中に離脱するダストを除去するダスト捕集手段と、上記ダストを除去した上記キャリヤガスを通気してバックグラウンド放射線を測定するバックグラウンド測定手段と、上記水蒸気分離手段により上記サンプルガスから分離された水蒸気を、上記バックグラウンド測定手段から排出される上記キャリヤガスで搬送して、上記水蒸気に含まれるトリチウムを測定するトリチウム測定手段とを備えたトリチウムモニタである。 The present invention is a tritium monitor that samples a gas at a measurement point and measures tritium contained in the form of water vapor, the sampling means for sampling the gas at the measurement point, and a sample gas sampled by the sampling means. The water vapor separating means for separating the water vapor from the sample gas and releasing it into the carrier gas, the carrier gas generating means for generating the carrier gas from the ambient air of the tritium monitor, and the ions and charged fine particles contained in the carrier gas. The charged substance collecting means for collecting, the dust collecting means for removing the dust released from the charged substance collecting means into the carrier gas, and the carrier gas from which the dust has been removed are vented to emit background radiation. Background measuring means for measuring, and the water vapor separating hand The water vapor separated from the sample gas, and transported in the carrier gas discharged from the background measurement means, a tritium monitor with a tritium measuring means for measuring the tritium contained in the steam.

この発明は、測定点のガスをサンプリングして水蒸気の形で内包するトリチウムを測定するトリチウムモニタであって、上記測定点のガスをサンプリングするサンプリング手段と、上記サンプリング手段によってサンプリングされたサンプルガス中の水蒸気を上記サンプルガスから分離してキャリヤガス中に放出する水蒸気分離手段と、上記トリチウムモニタの周辺空気からキャリヤガスを生成するキャリヤガス生成手段と、上記キャリヤガスに含まれるイオン及び帯電微粒子を捕集する帯電物質捕集手段と、上記帯電物質捕集手段から上記キャリヤガス中に離脱するダストを除去するダスト捕集手段と、上記ダストを除去した上記キャリヤガスを通気してバックグラウンド放射線を測定するバックグラウンド測定手段と、上記水蒸気分離手段により上記サンプルガスから分離された水蒸気を、上記バックグラウンド測定手段から排出される上記キャリヤガスで搬送して、上記水蒸気に含まれるトリチウムを測定するトリチウム測定手段とを備えたトリチウムモニタである。これにより、周辺空気からキャリヤガスを生成するキャリヤガス生成手段を備えたので、吸着剤の交換作業等の保守作業が不要となる。また、上記キャリヤガスに含まれるイオン及び帯電微粒子を捕集する帯電物質捕集手段と、上記帯電物質捕集手段から離脱して上記キャリヤガス中に放出されるダストを除去するダスト捕集手段とを備えているので、帯電物質やダストを含まないクリーンなキャリヤガスを生成できるので、トリチウムを精度よく測定することができる。 The present invention is a tritium monitor that samples a gas at a measurement point and measures tritium contained in the form of water vapor, the sampling means for sampling the gas at the measurement point, and a sample gas sampled by the sampling means. The water vapor separating means for separating the water vapor from the sample gas and releasing it into the carrier gas, the carrier gas generating means for generating the carrier gas from the ambient air of the tritium monitor, and the ions and charged fine particles contained in the carrier gas. The charged substance collecting means for collecting, the dust collecting means for removing the dust released from the charged substance collecting means into the carrier gas, and the carrier gas from which the dust has been removed are vented to emit background radiation. Background measuring means for measuring, and the water vapor separating hand The water vapor separated from the sample gas, and transported in the carrier gas discharged from the background measurement means, a tritium monitor with a tritium measuring means for measuring the tritium contained in the steam. Accordingly, since the carrier gas generating means for generating the carrier gas from the ambient air is provided, maintenance work such as replacement of the adsorbent becomes unnecessary. A charged substance collecting means for collecting ions and charged fine particles contained in the carrier gas; and a dust collecting means for removing dust released from the charged substance collecting means and released into the carrier gas. Therefore, it is possible to generate a clean carrier gas that does not contain a charged substance or dust, so that tritium can be accurately measured.

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１に係るトリチウムモニタを図に基づいて説明する。この発明に係るトリチウムモニタによって測定する測定点のガスは、例えば、原子力炉施設、放射性同位元素使用施設、放射線発生装置使用施設等の排気筒（図示せず）またはトリチウムを取り扱っている室内（図示せず）の空気である。また、この発明に係るトリチウムモニタは、測定点のガスをサンプリングして水蒸気の形で内包するトリチウムを測定するものである。図１は実施の形態１に係わるトリチウムモニタの構成を示すもので、測定点からサンプリングされたサンプル空気（サンプルガス）が吸入される入口弁１（サンプリング手段）と、サンプル空気からダスト等を除去する吸気フィルタ２と、サンプル空気の流量を測定するサンプル空気流量計３と、サンプル空気の露点（水蒸気密度）を測定するサンプル空気露点計４（サンプルガス水蒸気密度測定手段）とが設けられている。 Embodiment 1 FIG.
A tritium monitor according to Embodiment 1 of the present invention will be described below with reference to the drawings. The measurement point gas to be measured by the tritium monitor according to the present invention is, for example, an exhaust pipe (not shown) such as a nuclear reactor facility, a facility using a radioisotope, a facility using a radiation generator, or a room (see FIG. (Not shown). Further, the tritium monitor according to the present invention measures the tritium contained in the form of water vapor by sampling the gas at the measurement point. FIG. 1 shows the configuration of the tritium monitor according to the first embodiment, and an inlet valve 1 (sampling means) into which sample air (sample gas) sampled from a measurement point is sucked, and dust and the like are removed from the sample air. An intake filter 2, a sample air flow meter 3 for measuring the flow rate of the sample air, and a sample air dew point meter 4 (sample gas water vapor density measuring means) for measuring the dew point (water vapor density) of the sample air. .

また、実施の形態１に係るトリチウムモニタには、さらに、キャリヤガス生成用にトリチウムモニタの周辺空気を吸入する周辺空気入口フィルタ７と、吸入した周辺空気を加圧するコンプレッサ８と、当該周辺空気からキャリヤガスを生成するキャリヤガス生成装置９（キャリヤガス生成手段）と、キャリヤガスに含まれるイオン及び帯電微粒子を捕集するイオントラップ１０（帯電物質捕集手段）と、イオントラップ１０から時間経過とともに離脱してキャリヤガス中にダストとなって放出される帯電微粒子を除去するダストフィルタ１１（ダスト捕集手段）と、キャリヤガスの流量を測定するキャリヤガス流量計１２と、ダストを除去した上記キャリヤガスを通気してバックグラウンド放射線を測定する補償用電離箱１３（バックグラウンド測定手段）とが設けられている。さらに、水蒸気分離装置５（水蒸気分離手段）が設けられており、水蒸気分離装置５には、サンプル空気露点計４により露点が測定されたサンプル空気と、ダストが除去され補償用電離箱１３によりバックグラウンド放射線が測定されたキャリヤガスとが、別々に導入される。水蒸気分離装置５は、入口弁１によってサンプリングされたサンプル空気中の水蒸気をサンプル空気から分離してキャリヤガス中に放出する。また、水蒸気分離装置５には、水蒸気が分離された後のサンプル空気が導入されるポンプ１６と、当該水蒸気を搬送しているキャリヤガスが導入される測定用電離箱１４とが並列に接続されている。測定用電離箱１４（トリチウム測定手段）は、水蒸気分離装置５によりサンプルガスから分離された水蒸気を、補償用電離箱１３によりバックグラウンド放射線が測定されたキャリヤガスで搬送して、当該水蒸気に含まれるトリチウムを測定する。測定用電離箱１４には、水蒸気とキャリヤガスとの混合ガスの露点（水蒸気密度）を測定するキャリヤガス露点計１５（キャリヤガス水蒸気密度測定手段）が接続されている。キャリヤガス露点計１５から排出されるキャリヤガスと、ポンプ１６から排出されるサンプル空気とは下流にて合流されて出口弁１７からサンプリングしてきた排気筒またはトリチウムを取り扱っている室内へ排出される構成になっている。 The tritium monitor according to the first embodiment further includes an ambient air inlet filter 7 that sucks in ambient air of the tritium monitor for generating a carrier gas, a compressor 8 that pressurizes the sucked ambient air, and the ambient air. A carrier gas generation device 9 (carrier gas generation means) that generates carrier gas, an ion trap 10 (charged substance collection means) that collects ions and charged fine particles contained in the carrier gas, and the time from the ion trap 10 over time A dust filter 11 (dust collecting means) for removing charged fine particles released from the carrier gas as dust, a carrier gas flow meter 12 for measuring the flow rate of the carrier gas, and the carrier from which dust has been removed. Compensation ionization chamber 13 for measuring background radiation by aeration of gas (background glass De measuring means) are provided. Further, a water vapor separation device 5 (water vapor separation means) is provided. The water vapor separation device 5 has a sample air whose dew point is measured by the sample air dew point meter 4 and dust is removed and backed up by a compensation ionization chamber 13. The carrier gas whose ground radiation has been measured is introduced separately. The water vapor separator 5 separates the water vapor in the sample air sampled by the inlet valve 1 from the sample air and releases it into the carrier gas. In addition, the water vapor separator 5 is connected in parallel with a pump 16 into which the sample air after the water vapor is separated and a measurement ionization chamber 14 into which the carrier gas carrying the water vapor is introduced. ing. The measurement ionization chamber 14 (tritium measurement means) transports the water vapor separated from the sample gas by the water vapor separation device 5 using the carrier gas whose background radiation has been measured by the compensation ionization chamber 13 and is contained in the water vapor. Measure tritium. The measurement ionization chamber 14 is connected to a carrier gas dew point meter 15 (carrier gas water vapor density measuring means) for measuring the dew point (water vapor density) of the mixed gas of water vapor and carrier gas. The carrier gas discharged from the carrier gas dew point meter 15 and the sample air discharged from the pump 16 are combined downstream and discharged from the outlet valve 17 into the chamber in which the sampled exhaust tube or tritium is handled. It has become.

また、実施の形態１に係るトリチウムモニタには、図１に示すように、さらに、測定部１８と、制御部１９とが設けられている。測定部１８には、サンプル空気流量計３、サンプル空気露点計４、キャリヤガス流量計１２、補償用電離箱１３、測定用電離箱１４、および、キャリヤガス露点計１５からの出力が入力される。また、制御部１９は、コンプレッサ８、キャリヤガス生成装置９、および、ポンプ１６の動作の制御を行う。 Further, as shown in FIG. 1, the tritium monitor according to the first embodiment is further provided with a measurement unit 18 and a control unit 19. Outputs from the sample air flow meter 3, sample air dew point meter 4, carrier gas flow meter 12, compensation ionization chamber 13, measurement ionization chamber 14, and carrier gas dew point meter 15 are input to the measurement unit 18. . The control unit 19 controls operations of the compressor 8, the carrier gas generation device 9, and the pump 16.

次に、動作について説明する。測定点からサンプリングされたサンプル空気は入口弁１から吸入され、吸気フィルタ２でサンプル空気中に含まれる粒子状のダスト及び放射性物質が除去され、サンプル空気流量計３により流量が測定され、サンプル空気露点計４によりサンプル空気の露点が測定される。露点が測定されたサンプル空気は、水蒸気分離装置５に導入されてサンプル空気から水蒸気が分離され、乾燥したサンプル空気が水蒸気分離装置５から排出される。水蒸気分離装置５から排出されたサンプル空気は、ポンプ１６から出口弁１７に移送されて、出口弁１７からサンプリングしてきた排気筒またはトリチウムを取り扱っている室内へ戻される。 Next, the operation will be described. The sample air sampled from the measurement point is sucked from the inlet valve 1, particulate dust and radioactive substances contained in the sample air are removed by the intake filter 2, the flow rate is measured by the sample air flow meter 3, and the sample air The dew point of the sample air is measured by the dew point meter 4. The sample air whose dew point has been measured is introduced into the water vapor separator 5 to separate water vapor from the sample air, and the dried sample air is discharged from the water vapor separator 5. The sample air discharged from the water vapor separator 5 is transferred from the pump 16 to the outlet valve 17 and returned to the chamber in which the exhaust pipe or tritium sampled from the outlet valve 17 is handled.

一方、周辺空気入口フィルタ７からはトリチウムモニタ周辺の空気が吸入され、コンプレッサ８で加圧され、キャリヤガス生成装置９に導入されてキャリヤガスが生成される。生成されたキャリヤガスは、イオントラップ１０に導入されてそこに含まれる帯電ミスト及びプラスに帯電したラドン・トロンの娘核種が捕集される。イオントラップ１０で捕集された帯電ミストは、時間経過とともに蒸発して水蒸気になり、イオントラップ１０から離脱してキャリヤガス中に放出される。捕集されたラドン・トロンの娘核種は、他の粒子状物質に付着して粒子径が徐々に成長してダストとなり、最終的にイオントラップ１０を離脱してキャリヤガス中に放出される。キャリヤガス中に放出されたダストは、ダストフィルタ１１で除去される。ダストを除去されたキャリヤガスは、キャリヤガス流量計１２で流量が測定され、補償用電離箱１３で残留放射能から放出される放射線と環境から進入する放射線を合わせたバックグラウンド放射線が測定され、水蒸気分離装置５に導入される。水蒸気分離装置５に導入されたキャリヤガスは、水蒸気分離装置５においてサンプルガスから分離された水蒸気を搬出して測定用電離箱１４に導入する。測定用電離箱１４は、水蒸気に含まれるトリチウムから放出される放射線と、バックグラウンド放射線が合計された放射線が測定される。測定用電離箱１４から排出されたキャリヤガスは、キャリヤガス露点計１５で露点が測定され、サンプル空気と合流し、出口弁１７を経由してサンプリングしてきた排気筒またはトリチウムを取り扱っている室内へ排出される。 On the other hand, air around the tritium monitor is sucked from the ambient air inlet filter 7, pressurized by the compressor 8, and introduced into the carrier gas generator 9 to generate carrier gas. The generated carrier gas is introduced into the ion trap 10 and the charged mist contained therein and the daughter nuclide of Radon Tron charged positively are collected. The charged mist collected by the ion trap 10 evaporates with time to become water vapor, and is released from the ion trap 10 into the carrier gas. The collected radon-tron daughter nuclide adheres to other particulate matter, gradually grows in particle size and becomes dust, and finally leaves the ion trap 10 and is released into the carrier gas. Dust released into the carrier gas is removed by the dust filter 11. The carrier gas from which dust has been removed is measured for the flow rate by the carrier gas flow meter 12, and the background radiation that combines the radiation emitted from the residual radioactivity and the radiation entering from the environment is measured by the compensation ionization chamber 13. Introduced into the water vapor separator 5. The carrier gas introduced into the water vapor separator 5 carries out the water vapor separated from the sample gas in the water vapor separator 5 and introduces it into the measurement ionization chamber 14. The measurement ionization chamber 14 measures the radiation obtained by adding the radiation emitted from tritium contained in the water vapor and the background radiation. The carrier gas discharged from the measurement ionization chamber 14 has its dew point measured by the carrier gas dew point meter 15, merges with the sample air, and enters the chamber handling the exhaust tube or tritium sampled via the outlet valve 17. Discharged.

補償用電離箱１３及び測定用電離箱１４には、互いに逆電圧が印加され、両方の電離電流の差、すなわち、バックグラウンド放射線が除去され、トリチウムから放出された放射線のみによる出力が測定部１８に入力され、それに基づきトリチウム濃度が演算される。サンプル空気露点計４及びキャリヤガス露点計１５で測定された露点は測定部１８に入力され、それぞれサンプル空気水蒸気密度及びキャリヤガス水蒸気密度、すなわち、サンプル空気単位体積当たりのそれぞれの水分重量に変換され、前記トリチウム濃度に、サンプル空気水蒸気密度とキャリヤガス水蒸気密度の比を掛け算することにより、水蒸気分離装置５の水蒸気分離効率に係わる補償演算が行われ、サンプル空気のトリチウム濃度として表示される。なお、水蒸気分離効率が概ね一定であれば、水蒸気分離効率に係わる補償係数は定数として設定できるので、高精度の測定が必要でない場合、サンプル空気露点計４及びキャリヤガス露点計１５はなくてもよい。 The compensation ionization chamber 13 and the measurement ionization chamber 14 are applied with reverse voltages to each other, the difference between the two ionization currents, that is, the background radiation is removed, and the output of only the radiation emitted from the tritium is output to the measurement unit 18. And the tritium concentration is calculated based on this. The dew points measured by the sample air dew point meter 4 and the carrier gas dew point meter 15 are input to the measuring unit 18 and converted into the sample air water vapor density and the carrier gas water vapor density, that is, the respective moisture weights per unit volume of the sample air. By multiplying the tritium concentration by the ratio of the sample air water vapor density to the carrier gas water vapor density, a compensation operation related to the water vapor separation efficiency of the water vapor separation device 5 is performed and displayed as the tritium concentration of the sample air. If the water vapor separation efficiency is substantially constant, the compensation coefficient related to the water vapor separation efficiency can be set as a constant. Therefore, if high-precision measurement is not required, the sample air dew point meter 4 and the carrier gas dew point meter 15 are not required. Good.

図２は水蒸気分離装置５の構成を示すもので、図２（ａ）において、サンプル空気入口５３から吸入された空気は、中空糸膜５１の内側を流れてサンプル空気出口５４から排出される。一方、キャリヤガスは、キャリヤガス入口５５から吸入されて中空糸膜５１の外側かつ外筒５２の内側を流れ、キャリヤガス出口５６から排出される。キャリヤガスは極度に乾燥しているため、サンプル空気との水蒸気圧の差により、水蒸気は中空糸膜５１の外部に移動し、サンプル空気から水蒸気が分離されてキャリヤガス中に排出される。キャリヤガス中に排出された水蒸気はキャリヤガスに搬送されてキャリヤガス出口５６から排出される。中空糸膜５１は、図２（ｂ）に示すように、選択的に水蒸気を透過させる性質を有しており、内部と外部の水蒸気の差圧に依存して水蒸気が分離されるため、サンプルガス中のラドン・トロンの娘核種、その他のガス状放射性物質に対してトリチウムを含む水蒸気を分離することができる。 FIG. 2 shows the configuration of the water vapor separator 5. In FIG. 2A, the air sucked from the sample air inlet 53 flows inside the hollow fiber membrane 51 and is discharged from the sample air outlet 54. On the other hand, the carrier gas is sucked from the carrier gas inlet 55, flows outside the hollow fiber membrane 51 and inside the outer cylinder 52, and is discharged from the carrier gas outlet 56. Since the carrier gas is extremely dry, the water vapor moves to the outside of the hollow fiber membrane 51 due to the difference in water vapor pressure from the sample air, and the water vapor is separated from the sample air and discharged into the carrier gas. The water vapor discharged into the carrier gas is transferred to the carrier gas and discharged from the carrier gas outlet 56. As shown in FIG. 2 (b), the hollow fiber membrane 51 has a property of selectively allowing water vapor to pass through, and the water vapor is separated depending on the pressure difference between the internal and external water vapor. Water vapor containing tritium can be separated from radon-tron daughter nuclides in the gas and other gaseous radioactive materials.

周辺空気入口フィルタ７は、トリチウムモニタの周囲から吸入された空気から粒子状物質を除去し、コンプレッサ８は粒子状物質が除去された空気を４気圧程度に加圧する。４気圧程度に加圧された空気では、飽和水蒸気圧を超える水蒸気が凝縮されて細かい水滴、すなわちミストが発生する。図３はキャリヤガス生成装置９の構成を示すものである。図に示されるように、複数の吸着槽が並列に設けられている。図３においては、２つの吸着槽が設けられている例について示しているが、この場合に限らず、必要に応じた任意の個数を設けるようにしてもよい。図３において、ミストセパレータ９１は、コンプレッサ８で発生したミストをドレンに成長させて除去し、オートドレン９２はドレンを自動的に排出する。ミストを除去された空気は、第１の三方電磁弁９４ａから第１の吸着槽９３ａを通って第２の三方電磁弁９４ｂから排出され、キャリヤガスとしてバッファータンク９５に蓄えられる。バッファータンク９５に蓄えられたキャリヤガスは、圧力計９６で圧力が測定され、減圧弁９７で大気圧近くに減圧されてキャリヤガスとなる。キャリヤガスとして供給する流量は、流量調整弁９８で調整され、余分なキャリヤガスは第３の三方電磁弁９４ｃを経由し、吸着したガスを減圧して離脱再生中の第２の吸着槽９３ｂに導入され、離脱したガスを搬送して第３の三方電磁弁９４ｄを経由して、トリチウムモニタ周辺の大気中に排出される。第１の吸着槽９３ａと第２の吸着槽９３ｂは、吸着と離脱が交互に切り替わるように、第１の吸着槽９３ａについては第１の三方電磁弁９４ａと第２の三方電磁弁９４ｂの流れ方向と、第２の吸着槽９３ｂについては第３の三方電磁弁９４ｃと第４の三方電磁弁９４ｄの流れ方向が、それぞれ逆転して切り換えられる。なお、第１の吸着槽９３ａ及び第２の吸着槽９３ｂは、吸着剤として活性炭モレキュラシーブスを使用し、活性炭モレキュラシーブスの孔径を選択することにより、例えば、加圧時にサンプル空気から窒素ガスを選択的に通過させ、酸素、炭酸ガス及びトリチウム測定の障害になる水蒸気及びラドン・トロンを同時に吸着させてキャリヤガスとしての窒素を生成し、大気圧時には吸着した前記ガスを解放する。このように、キャリヤガス生成装置９として、複数の吸着槽９３ａ，９３ｂを並列に備えて交互に吸着と離脱を行うようにしたので、吸着剤を再生して繰り返し使用することができる。 The ambient air inlet filter 7 removes particulate matter from the air sucked from around the tritium monitor, and the compressor 8 pressurizes the air from which the particulate matter has been removed to about 4 atmospheres. In air pressurized to about 4 atmospheres, water vapor exceeding the saturated water vapor pressure is condensed and fine water droplets, that is, mist is generated. FIG. 3 shows the configuration of the carrier gas generator 9. As shown in the figure, a plurality of adsorption tanks are provided in parallel. Although FIG. 3 shows an example in which two adsorption tanks are provided, the present invention is not limited to this case, and an arbitrary number may be provided as necessary. In FIG. 3, the mist separator 91 grows and removes the mist generated in the compressor 8 and the automatic drain 92 automatically discharges the drain. The air from which the mist has been removed is discharged from the second three-way electromagnetic valve 94b through the first adsorption tank 93a from the first three-way electromagnetic valve 94a and stored in the buffer tank 95 as a carrier gas. The pressure of the carrier gas stored in the buffer tank 95 is measured by a pressure gauge 96 and is reduced to near atmospheric pressure by a pressure reducing valve 97 to become a carrier gas. The flow rate to be supplied as the carrier gas is adjusted by the flow rate adjusting valve 98, and excess carrier gas passes through the third three-way electromagnetic valve 94c to depressurize the adsorbed gas and enter the second adsorption tank 93b that is being separated and regenerated. The introduced and separated gas is transported and discharged into the atmosphere around the tritium monitor via the third three-way solenoid valve 94d. The first adsorption tank 93a and the second adsorption tank 93b flow in the first three-way electromagnetic valve 94a and the second three-way electromagnetic valve 94b with respect to the first adsorption tank 93a so that adsorption and separation are alternately switched. For the second adsorption tank 93b, the flow direction of the third three-way solenoid valve 94c and the fourth three-way solenoid valve 94d is reversed and switched. In addition, the first adsorption tank 93a and the second adsorption tank 93b use activated carbon molecular sieves as the adsorbent, and by selecting the pore diameter of the activated carbon molecular sieves, for example, nitrogen gas is selected from the sample air at the time of pressurization. The water vapor and radon tron, which are obstacles to the measurement of oxygen, carbon dioxide and tritium, are adsorbed simultaneously to generate nitrogen as a carrier gas, and the adsorbed gas is released at atmospheric pressure. As described above, as the carrier gas generation device 9, a plurality of adsorption tanks 93a and 93b are provided in parallel to alternately perform adsorption and desorption, so that the adsorbent can be regenerated and used repeatedly.

図４はイオントラップ１０の構成を示すもので、陰極１０１は、例えば上下を端板で塞いだ円筒状の金属容器であり、陽極１０２はその容器の中心に配置された金属棒で、陽極絶縁物１０３は陰極１０１に陽極１０２を絶縁して固定する。キャリヤガスは、円筒状の金属容器の形状をした陰極１０１に設けられたイオントラップ入口１０４から吸入され、同じく陰極１０１に設けられたイオントラップ出口１０５から排出する。陰極絶縁物１０６は、陰極１０１を配管（図示せず）から電気的に絶縁するためのものである。直流電源１０７は、陽極１０２と陰極１０１間に高電圧を供給する直流電源である。キャリヤガスに含まれる帯電ミストは電界作用で、陽イオンは陰極１０１に、陰イオンは陽極１０２に吸引され、放電して電極に付着し、その後は蒸発して水蒸気になり、サンプル空気中に離脱する。プラスに帯電したラドン・トロンの娘核種は、同様に電界作用で陰極１０１に吸引され、放電して陰極１０１に付着し、既に電極に付着している粒子状物質、及び、その後に電極に捕集される粒子状物質により粒子径が徐々に成長し、最終的に陰極１０１から離脱してサンプル空気中に放出される。 FIG. 4 shows the configuration of the ion trap 10. The cathode 101 is a cylindrical metal container whose upper and lower ends are closed with end plates, for example, and the anode 102 is a metal rod disposed at the center of the container, and is anode-insulated. The object 103 insulates and fixes the anode 102 to the cathode 101. The carrier gas is sucked from the ion trap inlet 104 provided in the cathode 101 in the shape of a cylindrical metal container and discharged from the ion trap outlet 105 provided in the cathode 101 as well. The cathode insulator 106 is for electrically insulating the cathode 101 from a pipe (not shown). The DC power source 107 is a DC power source that supplies a high voltage between the anode 102 and the cathode 101. The charged mist contained in the carrier gas is caused by the electric field action, the positive ions are attracted to the cathode 101 and the negative ions are attracted to the anode 102, discharged and attached to the electrode, and then evaporated to become water vapor, which is released into the sample air. To do. The positively charged radon-tron daughter nuclide is similarly attracted to the cathode 101 by electric field action, discharged and attached to the cathode 101, and the particulate matter already attached to the electrode, and then trapped on the electrode. The particle size gradually grows due to the collected particulate matter, and finally leaves the cathode 101 and is released into the sample air.

以上のように、本実施の形態では、キャリヤガス生成装置９として、複数の吸着槽９３ａ，９３ｂを並列に備えて交互に吸着と離脱を行い、吸着剤を再生して繰り返し使用できるようにしたので、キャリヤガス用ボンベが不要になり、頻繁なボンベ交換作業等の保守作業から解放されるとともに、吸着剤の保守作業も不要となり、保守性が格段に向上する。また、キャリヤガスに含まれるイオン及び帯電微粒子を捕集して粒子径を成長させるイオントラップ１０と、粒子径が大きくなりイオントラップ１０から離脱するダストを捕集して除去するダストフィルタ１１とにより、キャリヤガス生成装置９から漏れ出たラドン・トロンのプラスに帯電した娘核種イオン及び帯電ミストを除去し、キャリヤガスを障害核種フリー、障害イオンフリーのクリーンガスに改善できるので、測定用電離箱１４と補償用電離箱１３の出力電流の差をとって正味の電流値を求め、その結果に基づきトリチウムの放射能を求める測定において、トリチウムを高感度に測定することができる。 As described above, in the present embodiment, as the carrier gas generation device 9, a plurality of adsorption tanks 93a and 93b are provided in parallel to alternately perform adsorption and desorption, and the adsorbent can be regenerated and used repeatedly. As a result, the carrier gas cylinder is not required, and the maintenance work such as frequent cylinder replacement work is eliminated, and the maintenance work of the adsorbent is also unnecessary, and the maintainability is remarkably improved. Also, an ion trap 10 that collects ions and charged fine particles contained in the carrier gas and grows the particle size, and a dust filter 11 that collects and removes the dust that has increased in particle size and separated from the ion trap 10. , The positively charged daughter nuclide ions and charged mist leaked from the carrier gas generation device 9 can be removed, and the carrier gas can be improved to be a clean gas free of obstacle nuclides and obstruction ions. 14 and the compensation ionization chamber 13, the net current value is obtained by taking the difference between the output currents of the compensation ion chamber 13 and the tritium can be measured with high sensitivity.

実施の形態２．
以下、この発明の実施の形態２に係るトリチウムモニタを図に基づいて説明する。図５は実施の形態２に係わるトリチウムモニタの構成を示すもので、図５が図１と異なる箇所は、図１の水蒸気分離装置５が水素・水蒸気分離装置６に置き代わったことと、キャリヤガス露点計１５がなく水素・水蒸気分離装置排気露点計２０が設けられていることとの２箇所である。他の構成については、図１と同様であるため、同一符号を付して示し、ここではその説明を省略する。なお、本実施の形態においては、測定部１８には、サンプル空気流量計３、サンプル空気露点計４、キャリヤガス流量計１２、補償用電離箱１３、測定用電離箱１４、および、水素・水蒸気分離装置排気露点計２０からの出力が入力される。また、制御部１９は、コンプレッサ８、キャリヤガス生成装置９、ポンプ１６、および、水素・水蒸気分離装置６の動作の制御を行う。 Embodiment 2. FIG.
Hereinafter, a tritium monitor according to Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 5 shows the configuration of the tritium monitor according to the second embodiment. FIG. 5 is different from FIG. 1 in that the water vapor separation device 5 in FIG. The gas dew point meter 15 is not provided and the hydrogen / water vapor separator exhaust dew point meter 20 is provided. Since other configurations are the same as those in FIG. 1, the same reference numerals are given, and description thereof is omitted here. In the present embodiment, the measurement unit 18 includes a sample air flow meter 3, a sample air dew point meter 4, a carrier gas flow meter 12, a compensation ionization chamber 13, a measurement ionization chamber 14, and hydrogen / water vapor. The output from the separator exhaust dew point meter 20 is input. The control unit 19 controls operations of the compressor 8, the carrier gas generation device 9, the pump 16, and the hydrogen / steam separation device 6.

図５において、水素・水蒸気分離装置６はサンプルガス中の水蒸気を電気分解し、酸素はサンプルガスに戻し、水素と水蒸気を分離してキャリヤガス中に放出する。水素・水蒸気分離装置排気露点計２０は、水素・水蒸気分離装置６から排出される除湿されて乾燥したサンプル空気の露点を測定する。サンプル空気露点計４及び水素・水蒸気分離装置排気露点計２０で測定された露点、サンプル空気流量計３及びキャリヤガス流量計１２で測定された流量は測定部１８に入力され、それぞれの露点はサンプル空気水蒸気密度及び水素・水蒸気分離装置排気水蒸気密度、すなわち、サンプル空気単位体積当たりのそれぞれの水分重量に変換される。サンプル空気水蒸気密度から水素・水蒸気分離装置排気水蒸気密度を引き算して除湿された水蒸気密度を求め、トリチウム濃度に、サンプル空気水蒸気密度と除湿された水蒸気密度の比を掛け算し、それにキャリヤガス流量とサンプル空気流量の比を掛け算することにより、水蒸気分離装置５の水蒸気分離効率に係わる補償演算、更に、流量の違いによる補償演算が行われ、サンプル空気のトリチウム濃度として表示される。 In FIG. 5, the hydrogen / water vapor separator 6 electrolyzes water vapor in the sample gas, oxygen returns to the sample gas, hydrogen and water vapor are separated and released into the carrier gas. The hydrogen / water vapor separator exhaust dew point meter 20 measures the dew point of the dehumidified and dried sample air discharged from the hydrogen / water vapor separator 6. The dew point measured by the sample air dew point meter 4 and the hydrogen / water vapor separator exhaust gas dew point meter 20 and the flow rate measured by the sample air flow meter 3 and the carrier gas flow meter 12 are input to the measuring unit 18, and each dew point is sampled. The water vapor density and the hydrogen / water vapor separator exhaust water vapor density are converted into the respective water weights per unit volume of the sample air. Subtract the hydrogen / water vapor separator exhaust water vapor density from the sample air water vapor density to obtain the dehumidified water vapor density, multiply the tritium concentration by the ratio of the sample air water vapor density and the dehumidified water vapor density, and the carrier gas flow rate By multiplying the ratio of the sample air flow rate, a compensation calculation related to the water vapor separation efficiency of the water vapor separation device 5 and a compensation operation due to the difference in the flow rate are performed and displayed as the tritium concentration of the sample air.

図６は、水素・水蒸気分離装置６の構成を示すもので、サンプル空気はサンプル空気入口６１からサンプル空気室６２に導入され、水素・水蒸気分離膜６３で水蒸気が電気分解されて水素と水蒸気が分離され、キャリヤガス室６４のキャリヤガス中に放出される。除湿されて乾燥したサンプルガスは、サンプルガス出口６５から排出される。キャリヤガスはキャリヤガス入口６６から導入されて、分離した水素と水蒸気を搬出してキャリヤガス出口６７から排出される。水素・水蒸気分離膜６３はサンプル空気室６２とキャリヤガス室６４の境界に配置され、各面がそれぞれサンプルガスとキャリヤガスとに接触するように配置される。 FIG. 6 shows the configuration of the hydrogen / water vapor separation device 6. Sample air is introduced into the sample air chamber 62 from the sample air inlet 61, and the water vapor is electrolyzed by the hydrogen / water vapor separation membrane 63 so that the hydrogen and water vapor are separated. It is separated and released into the carrier gas in the carrier gas chamber 64. The sample gas dehumidified and dried is discharged from the sample gas outlet 65. The carrier gas is introduced from the carrier gas inlet 66, carries out the separated hydrogen and water vapor, and is discharged from the carrier gas outlet 67. The hydrogen / water vapor separation membrane 63 is disposed at the boundary between the sample air chamber 62 and the carrier gas chamber 64 and is disposed so that each surface is in contact with the sample gas and the carrier gas, respectively.

図７は水素・水蒸気分離膜６３の構成を示すもので、固体電界質膜６３１と、固体電界質膜６３１の両側に設けられた触媒電極である陽極６３２および陰極６３３と、直流電源６３４とから構成されており、固体電界質膜６３１は、陽極６３２と陰極６３３に密着した構造となっている。電極の陽極６３２と陰極６３３は、多孔質の触媒作用を有する材料を使用しており、直流電源６３４で電極間に直流電圧を印加すると、陽極６３２は水蒸気を取り込んでその触媒作用で酸素イオンと水素イオンに分解し、酸素イオンは陽極６３２の表面で酸素ガスになりサンプルガス中に放出される。水素イオンは水分子を随伴して固体電界質膜６３１の内部を直流電源６３４の電界作用で移動し、陰極６３３の表面から水素ガスとなりキャリヤガス中に放出される。このとき随伴した水蒸気もキャリヤガス中に放出される。固体電界質膜６３１としては、例えば固体高分子電界質膜がある。この膜は、水素イオン伝導性を有する厚み２００μｍ程度の機能膜で、電極間に直流電圧３Ｖ程度を印加することにより上記のように動作する。 FIG. 7 shows the configuration of the hydrogen / water vapor separation membrane 63. From the solid electrolyte membrane 631, anodes 632 and cathodes 633 which are catalyst electrodes provided on both sides of the solid electrolyte membrane 631, and a DC power source 634. The solid electrolyte membrane 631 is in close contact with the anode 632 and the cathode 633. The anode 632 and the cathode 633 of the electrode use a material having a porous catalytic action. When a DC voltage is applied between the electrodes by the DC power source 634, the anode 632 takes in water vapor and generates oxygen ions by the catalytic action. It decomposes into hydrogen ions, and oxygen ions become oxygen gas on the surface of the anode 632 and are released into the sample gas. The hydrogen ions are accompanied by water molecules and move inside the solid electrolyte membrane 631 by the electric field action of the DC power source 634, and become hydrogen gas from the surface of the cathode 633 and are released into the carrier gas. The accompanying water vapor is also released into the carrier gas. An example of the solid electrolyte membrane 631 is a solid polymer electrolyte membrane. This film is a functional film having a hydrogen ion conductivity and a thickness of about 200 μm, and operates as described above by applying a DC voltage of about 3 V between the electrodes.

図８は固体高分子電界質膜の内部を水素イオンが水分子を随伴して移動するメカニズムを示すもので、固体高分子電界質膜はフッ素系の樹脂を主鎖に持ち、スルフォニル基ＳＯ_３ ⁻を側鎖に持つ構造になっている。水素イオンは水分子を随伴してスルフォニル基ＳＯ_３ ⁻に沿って移動する。この膜は手で触っても害のない電気絶縁性の透明なフィルムである。なお、電極間に加える電圧は、３Ｖ程度と低く万一漏電しても安全である。 FIG. 8 shows a mechanism in which hydrogen ions move along with water molecules inside the solid polymer electrolyte membrane. The solid polymer electrolyte membrane has a fluorine-based resin in the main chain, and a sulfonyl group SO _3. ^The structure has-in the side chain. Hydrogen ions move along the sulfonyl group SO ₃ ⁻ with water molecules. This film is an electrically insulating transparent film that is harmless to the touch. It should be noted that the voltage applied between the electrodes is as low as about 3 V, and it is safe even if electric leakage occurs.

水素・水蒸気分離膜６３において、一定の膜面積のものを使用した場合、その除湿能力は、サンプル空気の絶対湿度のみに比例し、水素・水蒸気分離装置６の除湿能力は次式で与えられる。 When a hydrogen / water vapor separation membrane 63 having a constant membrane area is used, its dehumidification capacity is proportional only to the absolute humidity of the sample air, and the dehumidification capacity of the hydrogen / water vapor separation device 6 is given by the following equation.

Ｄ＝６×１０^２×ｐ×Ｓ‥（１）
ここで、Ｄ：水素・水素分離装置の除湿能力（ｇ／ｈ）、
ｐ：サンプル空気の水蒸気密度（ｇ／ｃｍ^３）、
Ｓ：水素分離膜の有効面積（ｃｍ^２）とする。 D = 6 × 10 ² × p × S (1)
Here, D: Dehumidification capacity (g / h) of hydrogen / hydrogen separator,
p: water vapor density of sample air (g / cm ³ ),
S: The effective area (cm ² ) of the hydrogen separation membrane.

したがって、サンプル空気露点計４でサンプル空気の露点を測定し、その結果に基づき測定部１８で水蒸気密度を求めることにより、上記（１）式から水素・水蒸気分離装置６の除湿能力が求められる。水素・水蒸気分離装置６の除湿能力をキャリヤガス流量で割り算することにより、キャリヤガスの水蒸気密度が求められる。本実施の形態２の場合は、水蒸気の一部が水素に分解されるので、実施の形態１のようにしてサンプル空気とキャリヤガスの露点の測定結果から水蒸気密度の比を求めることはできないが、その代わりに水素・水蒸気分離膜６３の除湿能力がサンプル空気の水蒸気密度に比例する性質を利用して、サンプル空気露点とキャリヤガス流量からキャリヤガスの水蒸気密度を間接的に求めることもでき、この方法によれば水素・水蒸気分離装置排気露点計２０をなくすことができる。 Therefore, by measuring the dew point of the sample air with the sample air dew point meter 4 and determining the water vapor density with the measurement unit 18 based on the result, the dehumidifying ability of the hydrogen / water vapor separator 6 is obtained from the above equation (1). By dividing the dehumidifying capacity of the hydrogen / water vapor separator 6 by the carrier gas flow rate, the water vapor density of the carrier gas is obtained. In the case of the second embodiment, since a part of the water vapor is decomposed into hydrogen, the ratio of the water vapor density cannot be obtained from the measurement result of the dew point of the sample air and the carrier gas as in the first embodiment. Alternatively, by utilizing the property that the dehumidifying capacity of the hydrogen / water vapor separation membrane 63 is proportional to the water vapor density of the sample air, the water vapor density of the carrier gas can be obtained indirectly from the sample air dew point and the carrier gas flow rate, According to this method, the hydrogen / steam separator exhaust dew point meter 20 can be eliminated.

なお、上記実施の形態１では中空糸膜５１によりサンプル空気から水蒸気を分離する場合について述べたが、図７に示すように水素・水蒸気分離膜６３を設け、それによりサンプル空気の水蒸気を電気分解して水素イオンを生成させ、その水素イオンに水蒸気を随伴させて水素・水蒸気分離膜６３中を電界作用で移動させて分離するようにしたので、分離に要する応答時間を速くすることができる。 In the first embodiment, the case where the water vapor is separated from the sample air by the hollow fiber membrane 51 has been described. However, as shown in FIG. 7, a hydrogen / water vapor separation membrane 63 is provided to electrolyze the water vapor of the sample air. Thus, hydrogen ions are generated, and water vapor is accompanied with the hydrogen ions, and the hydrogen / water vapor separation membrane 63 is moved and separated by the electric field action, so that the response time required for the separation can be increased.

なお、固体電界質膜としてここでは固体高分子電界質膜の例で説明したが、同等の機能を有するものであれば同様に適用できるのはいうまでもない。 Although the solid polymer electrolyte membrane has been described as an example of the solid polymer electrolyte membrane here, it is needless to say that any solid electrolyte membrane having the same function can be applied.

以上のように、本実施の形態によれば、上記の実施の形態１と同様の効果が得られるとともに、さらに、水素・水蒸気分離装置６の水素・水蒸気分離膜６３が、固体電界質膜６３１と、固体電界質膜６３１の両側に設けられた触媒電極である陽極６３２および陰極６３３と、陽極６３２および陰極６３３に電圧をする印加する直流電源６３４とを有しているので、これらによりサンプル空気の水蒸気を電気分解して水素イオンを生成させ、その水素イオンに水蒸気を随伴させて水素・水蒸気分離膜６３中を電界作用で移動させて分離するようにしたので、分離に要する応答時間を速くすることができる。 As described above, according to the present embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained, and further, the hydrogen / water vapor separation film 63 of the hydrogen / water vapor separation apparatus 6 is replaced with the solid electrolyte membrane 631. And the anode 632 and the cathode 633 which are catalyst electrodes provided on both sides of the solid electrolyte membrane 631, and the DC power source 634 for applying a voltage to the anode 632 and the cathode 633. The water vapor is electrolyzed to generate hydrogen ions, and the hydrogen ions are accompanied by water vapor and moved and separated in the hydrogen / water vapor separation membrane 63 by electric field action, so that the response time required for the separation is increased. can do.

実施の形態３．
なお、上記実施の形態１では、陰極１０１が円筒で、その円筒の同軸中心に陽極１０２を配置した形状のイオントラップ１０の場合について述べたが、本実施の形態３においては、図９に示すような箱型のイオントラップ１０ａを用いている。他の構成については、図１と同じであるため、ここでは、図１を参照することとし、詳細な説明は省略する。 Embodiment 3 FIG.
In the first embodiment, the case where the cathode 101 is a cylinder and the ion trap 10 has a shape in which the anode 102 is arranged at the coaxial center of the cylinder has been described. In the third embodiment, FIG. Such a box-type ion trap 10a is used. Since other configurations are the same as those in FIG. 1, the detailed description thereof will be omitted here with reference to FIG. 1.

本実施の形態３においては、図９に示すように、金属箱１０８の対向する２面に陰極１０１ａと陽極１０２ａを、それぞれ陰極絶縁パッキン１０６ａ、陽極絶縁パッキン１０３ａを介して金属箱１０８に固定し、陰極１０１ａと陽極１０２ａに、例えばマイラーシートのような薄い絶縁シート１０９を取り外しが容易な糊で貼り付けて箱型のイオントラップ１０ａを構成した。これにより、プラスに帯電したラドン・トロンの娘核種は電界作用で陰極１０１ａに貼り付けられた絶縁シート１０９上に未放電の状態で付着するため、付着している時間が長くなり、粒子径の成長が不十分な状態、すなわちダストフィルタ１１のメッシュより小さいうちに離脱するものが少なくなり、ダストフィルタ１１におけるラドン・トロンの娘核種の除去効率が高くなり、よりクリーンなキャリヤガスが得られる。 In the third embodiment, as shown in FIG. 9, the cathode 101a and the anode 102a are fixed to the metal box 108 via the cathode insulating packing 106a and the anode insulating packing 103a, respectively, on the two opposing surfaces of the metal box 108. Then, a box-shaped ion trap 10a was configured by attaching a thin insulating sheet 109 such as a Mylar sheet to the cathode 101a and the anode 102a with an easily removable paste. As a result, the daughter nuclide of the positively charged radon and thoron is attached in an undischarged state on the insulating sheet 109 attached to the cathode 101a by the electric field action, so that the attached time becomes long and the particle size is increased. In a state where the growth is insufficient, that is, when the dust filter 11 is smaller than the mesh of the dust filter 11, the number of separation becomes small, the removal efficiency of the radon-tron daughter nuclide in the dust filter 11 becomes high, and a cleaner carrier gas is obtained.

以上のように、本実施の形態においては、上記の実施の形態１と同様の効果が得られるとともに、さらに、帯電物質捕集手段であるイオントラップ１０ａが、対向して設けられた電極として陰極１０１ａおよび陽極１０２ａを備え、また、これらの陰極１０１ａおよび陽極１０２ａに貼り付けた絶縁シート１０９を備えて、キャリヤガスに含まれるイオンや帯電微粒子を絶縁シート１０９上に捕集するようにしたので、絶縁シート１０９上に未放電の状態で付着するため、付着している時間が長くなり、粒子径の成長が不十分な状態、すなわち、ダストフィルタ１１のメッシュより小さいうちに離脱するものが少なくなり、ダストフィルタ１１におけるラドン・トロンの娘核種の除去効率が高くなり、よりクリーンなキャリヤガスを得ることができる。 As described above, in the present embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained, and the ion trap 10a serving as the charged substance collecting means can be used as a cathode provided as a cathode. 101a and the anode 102a, and the insulating sheet 109 attached to the cathode 101a and the anode 102a so that ions and charged fine particles contained in the carrier gas are collected on the insulating sheet 109. Since it adheres to the insulating sheet 109 in an undischarged state, the adhesion time becomes long, and the state in which the particle diameter is not sufficiently grown, that is, the one that comes off while being smaller than the mesh of the dust filter 11 is reduced. , Radon-Tron daughter nuclide removal efficiency in the dust filter 11 is increased, and a cleaner carrier gas is obtained. It can be.

実施の形態４．
上記実施の形態１では、水蒸気分離装置５のサンプル空気の排気はポンプ１６に導入され、コンプレッサ８でトリチウムモニタの周辺空気を吸入する場合について述べたが、本実施の形態においては、図１０に示すように、水蒸気分離装置５から排出されるサンプル空気をコンプレッサ８に導入するようにし、キャリヤガス生成装置９から排出したガスをキャリヤガス露点計１５の下流に排気するようにした。これにより、ポンプ１６と周辺空気入口フィルタ７とが不要となるため、図１０においては設けられていない。他の構成については、図１と同じであるため、ここでは説明を省略する。なお、本実施の形態においては、制御部１９は、コンプレッサ８とキャリヤガス生成装置９とを制御する。 Embodiment 4 FIG.
In the first embodiment, the sample air exhaust from the water vapor separator 5 is introduced into the pump 16 and the compressor 8 sucks the ambient air around the tritium monitor. In the present embodiment, FIG. As shown, the sample air discharged from the water vapor separator 5 is introduced into the compressor 8, and the gas discharged from the carrier gas generator 9 is exhausted downstream of the carrier gas dew point meter 15. This eliminates the need for the pump 16 and the ambient air inlet filter 7 and is not provided in FIG. Other configurations are the same as those in FIG. 1, and thus the description thereof is omitted here. In the present embodiment, the control unit 19 controls the compressor 8 and the carrier gas generation device 9.

このように、本実施の形態においては、水蒸気分離装置５の下流に、キャリヤガス生成装置９のサンプルガスの流れが直列になるようにコンプレッサ８を接続し、コンプレッサ８がキャリヤガス生成装置９の空気を圧縮することを利用して、入口弁１はサンプル空気のサンプリングを行う。 Thus, in the present embodiment, the compressor 8 is connected downstream of the water vapor separation device 5 so that the sample gas flow of the carrier gas generation device 9 is in series, and the compressor 8 is connected to the carrier gas generation device 9. Using the compression of air, the inlet valve 1 samples the sample air.

以上のように、本実施の形態においては、上記の実施の形態１と同様の効果が得られるとともに、さらに、水蒸気分離装置５から排出されたサンプルガスが、キャリヤガス生成装置９に導入されてキャリヤガスに生成されるようにし、入口弁１のサンプル空気をサンプリングするポンプをキャリヤガス生成装置９の空気を圧縮して移送するコンプレッサ８に機能統合したので、ポンプ１６と周辺空気入口フィルタ７とをなくすことができたため、コストを低減することができる。 As described above, in the present embodiment, the same effect as in the first embodiment can be obtained, and the sample gas discharged from the water vapor separator 5 is further introduced into the carrier gas generator 9. Since the pump that generates the carrier gas and samples the sample air of the inlet valve 1 is functionally integrated with the compressor 8 that compresses and transfers the air of the carrier gas generation device 9, the pump 16, the ambient air inlet filter 7, The cost can be reduced.

なお、水蒸気分離装置５を水素・水蒸気分離装置６に置き換えた実施の形態２および３についても、本実施の形態の構成を適用して同様の簡素化を適用することができる。 The same simplification can be applied to Embodiments 2 and 3 in which the steam separator 5 is replaced with the hydrogen / steam separator 6 by applying the configuration of the present embodiment.

この発明の実施の形態１に係わるトリチウムモニタの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the tritium monitor concerning Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態１に係わるトリチウムモニタにおける水蒸気分離装置および中空子膜の構成を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the structure of the water vapor separation apparatus and hollow core membrane in the tritium monitor concerning Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態１に係わるトリチウムモニタにおけるキャリヤガス生成装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the carrier gas production | generation apparatus in the tritium monitor concerning Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態１に係わるトリチウムモニタにおけるイオントラップの構成を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the structure of the ion trap in the tritium monitor concerning Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態２に係わるトリチウムモニタの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the tritium monitor concerning Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態２に係わるトリチウムモニタにおける水素・水蒸気分離装置の構成を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the structure of the hydrogen and water vapor | steam separation apparatus in the tritium monitor concerning Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態２に係わるトリチウムモニタにおける水素・水蒸気分離膜の構成を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the structure of the hydrogen and water vapor | steam separation membrane in the tritium monitor concerning Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態２に係わるトリチウムモニタにける固体高分子電界質膜内の水素イオンと水分子の動きを示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the motion of the hydrogen ion and water molecule in the solid polymer electrolyte membrane in the tritium monitor concerning Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態３に係わるトリチウムモニタにおけるイオントラップの構成を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the structure of the ion trap in the tritium monitor concerning Embodiment 3 of this invention. この発明の実施の形態４に係わるトリチウムモニタの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the tritium monitor concerning Embodiment 4 of this invention.

Explanation of symbols

１入口弁、２吸気フィルタ、３サンプル空気流量計、４サンプル空気露点計、５水蒸気分離装置、６水素・水蒸気分離装置、７周辺空気入口フィルタ、８コンプレッサ、９キャリヤガス生成装置、１０，１０ａイオントラップ、１１ダストフィルタ、１２キャリヤガス流量計、１３補償用電離箱、１４測定用電離箱、１５キャリヤガス露点計、１６ポンプ、１７出口弁、１８測定部、１９制御部、２０水素・水蒸気分離装置排気露点計、５１中空糸膜、５２外筒、５３サンプル空気入口、５４サンプル空気出口、５５キャリヤガス入口、５６キャリヤガス出口、６１サンプル空気入口、６２サンプル空気室、６３水素・水蒸気分離膜、６４キャリヤガス室、６５サンプル空気出口、６６キャリヤガス入口、６７キャリヤガス出口、９１ミストセパレータ、９２オートドレン、９３ａ第１の吸着槽、９３ｂ第２の吸着槽、９４ａ第１の三方電磁弁、９４ｂ第２の三方電磁弁、９４ｃ第３の三方電磁弁、９４ｄ第４の三方電磁弁、９５バッファータンク、９６圧力計、９７減圧弁、９８流量調整弁、６３１固体電界質膜、６３２陽極、６３３陰極、６３４直流電源、１０１，１０１ａ陰極、１０２，１０２ａ陽極、１０３陽極絶縁物、１０３ａ陽極絶縁パッキン、１０４イオントラップ入口、１０５イオントラップ出口、１０６陰極絶縁物、１０６ａ陰極絶縁パッキン、１０７直流電源、１０８金属箱、１０９絶縁シート。 1 Inlet valve, 2 Intake filter, 3 Sample air flow meter, 4 Sample air dew point meter, 5 Water vapor separator, 6 Hydrogen / water vapor separator, 7 Ambient air inlet filter, 8 Compressor, 9 Carrier gas generator, 10, 10a Ion trap, 11 Dust filter, 12 Carrier gas flow meter, 13 Compensation ionization chamber, 14 Measurement ionization chamber, 15 Carrier gas dew point meter, 16 Pump, 17 Outlet valve, 18 Measurement unit, 19 Control unit, 20 Hydrogen / water vapor Separator exhaust dew point meter, 51 hollow fiber membrane, 52 outer cylinder, 53 sample air inlet, 54 sample air outlet, 55 carrier gas inlet, 56 carrier gas outlet, 61 sample air inlet, 62 sample air chamber, 63 hydrogen / water vapor separation Membrane, 64 carrier gas chamber, 65 sample air outlet, 66 carrier Gas inlet, 67 carrier gas outlet, 91 mist separator, 92 auto drain, 93a first adsorption tank, 93b second adsorption tank, 94a first three-way solenoid valve, 94b second three-way solenoid valve, 94c third Three-way solenoid valve, 94d Fourth three-way solenoid valve, 95 buffer tank, 96 pressure gauge, 97 pressure reducing valve, 98 flow rate regulating valve, 631 solid electrolyte membrane, 632 anode, 633 cathode, 634 DC power supply, 101, 101a cathode, 102, 102a Anode, 103 Anode insulator, 103a Anode insulation packing, 104 Ion trap inlet, 105 Ion trap outlet, 106 Cathode insulator, 106a Cathode insulation packing, 107 DC power supply, 108 Metal box, 109 Insulating sheet.

Claims

A tritium monitor that measures the tritium contained in the form of water vapor by sampling the gas at the measurement point,
Sampling means for sampling the gas at the measurement point;
Water vapor separation means for separating water vapor in the sample gas sampled by the sampling means from the sample gas and releasing it into the carrier gas;
Carrier gas generating means for generating carrier gas from ambient air of the tritium monitor;
A charged substance collecting means for collecting ions and charged fine particles contained in the carrier gas;
Dust collecting means for removing dust that is detached from the charged substance collecting means into the carrier gas;
A background measuring means for ventilating the carrier gas from which the dust has been removed to measure background radiation;
Tritium measuring means for measuring the tritium contained in the water vapor by transporting the water vapor separated from the sample gas by the water vapor separating means with the carrier gas discharged from the background measuring means. Tritium monitor featured.

The carrier gas generation means is equipped with a plurality of adsorption tanks in parallel to alternately adsorb and desorb, and the adsorption tank uses activated carbon molecular sieves as an adsorbent, thereby removing both water vapor and radon / tron simultaneously. The tritium monitor according to claim 1.

The water vapor separation means includes a solid electrolyte membrane, catalyst electrodes provided on both sides of the solid electrolyte membrane, and a DC power source for applying a voltage to the catalyst electrode. Item 3. The tritium monitor according to Item 1 or 2.

Sample gas water vapor density measuring means for measuring the water vapor density of the sample gas sampled by the sampling means;
Carrier gas water vapor density measuring means for measuring the water vapor density of the mixed gas of the water vapor separated from the sample gas by the water vapor separating means and the carrier gas from which the background radiation has been measured. The tritium monitor according to any one of claims 1 to 3.

The charged substance collecting means has an electrode provided oppositely, and an insulating sheet attached to the electrode,
The tritium monitor according to any one of claims 1 to 4, wherein the ions and the charged fine particles are collected on the insulating sheet to grow a particle size.

6. The tritium monitor according to claim 1, wherein the sample gas discharged from the water vapor separating means is introduced into the carrier gas generating means and generated as a carrier gas. .