JP2010002278A - 放射線監視装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】原子力発電所における排ガス中の放射能濃度を測定する放射線監視装置であって、排ガスを低放射能領域に導くサンプリング配管22,23及び計測ライン51,52に設けられ、ガンマ線のエネルギを低減させた状態で通過させるフローセル31A,31Bと、計測ライン52に排ガスを導入して閉じ込める三方弁53A,53B、フローセル31A,31Bに面して配置されたGe検出器32、開口部33aを有しGe検出器32を囲う可動式遮蔽体33、波高分析装置35、信号処理装置36、制御部37、操作表示部38を備え、気体廃棄物処理系から排ガスをサンプリングし、サンプルガスからの511keVのガンマ線に係る陽電子放出核種の濃度を測定することにより排ガス再結合器等の性能劣化を高感度に検出する。
【選択図】図1
Description
ところで、この排ガスは、復水器から空気抽出器を用いて抽気された非凝縮性ガスの中に含まれる放射線分解により発生した水素と酸素とを排ガス再結合器で水に再結合させて、その再結合で生じた水を除湿冷却器で除去して復水器に戻し、残った非凝縮性ガスを活性炭式希ガスホールドアップ装置に導き、短半減期の放射性希ガスの放射能を減衰させてから主排気塔から大気中に拡散放出している。
ところで、発明者等は、空気抽出器により抽気された非凝縮性ガスと、除湿冷却器を通過した後の非凝縮性ガスについて、含まれる放射性核種を分析したところ、前者には窒素−13(N−13)とフッ素−18(F−18)とが含まれているのに対し、後者にはF−18がほとんど含まれていないという事実を発見した。これは、F−18は水素と結合し易くフッ化水素の形態で存在し、フッ化水素が水に極めて溶けやすいことから、排ガス再結合器が正常に動作して水素と酸素とを効率的に再結合させていれば、生成された水にフッ化水素が吸収され、非凝縮性ガス中にはF−18がほとんど留まらないためと考えられる。
従って、直接水素の濃度を計測せずとも、F−18の濃度を計測することで排ガス再結合器の性能劣化を監視することができることが分かった。
また、特許文献2の段落[0039]に記載されたような試料を一定時間試料容器等に閉じ込めて放射能計測するものでも、その目的は、試料中に含まれる短半減期の放射性核種の放射能を減衰させて、γ線エネルギを計測するときのバックグラウンドを低減させるためのものであった。
前記制御手段は、通常計測状態では、前記アクチュエータに前記第1のフローセル側に前記遮蔽体の開口部を設定させ、前記信号処理手段に、前記第1のフローセルを流れる前記試料からのγ線にもとづく前記計数結果を処理させるとともに、閉じ込め計測状態では、前記閉じ込め手段を制御して、前記第2のフローセルに前記試料を導入した後閉じ込めさせるとともに、前記アクチュエータを制御して前記遮蔽体の前記開口部を前記第2のフローセル側に設定させて、前記信号処理手段に前記第2のフローセルに閉じ込められた前記試料に対して得られた前記γ線検出信号の内の特定の波高値の前記計数結果を前記記憶手段に時系列的に記憶させ、前記信号処理手段は、前記制御手段に制御されて、前記時系列的に記憶された計数結果にもとづいて、前記特定の波高値に対応するエネルギのγ線を放出する崩壊定数の異なる複数の放射性核種の濃度を定量分析することを特徴とする。
前記制御手段は、通常計測状態では、前記信号処理手段に、前記第1のフローセルを流れる前記試料からのγ線にもとづく前記計数結果を処理させるとともに、閉じ込め計測状態では、前記閉じ込め手段を制御して、前記第2のフローセルに前記試料を導入した後閉じ込めさせるとともに、前記信号処理手段に少なくとも前記第2のフローセルに閉じ込められた前記試料に対して得られた前記γ線検出信号の内の特定の波高値の前記計数結果を前記記憶手段に時系列的に記憶させ、
前記信号処理手段は、前記制御手段に制御されて前記記憶された計数結果にもとづいて、前記特定の波高値に対応するエネルギのγ線を放出する崩壊定数の異なる複数の放射性核種の濃度を定量分析することを特徴とする。
前記制御手段は、通常計測状態では、前記閉じ込め手段を開状態とし、前記信号処理手段に、前記第1のフローセルを流れる前記試料からのγ線にもとづく前記計数結果を処理させるとともに、閉じ込め計測状態では、前記閉じ込め手段を、所定時間閉じさせるとともに、前記信号処理手段に前記第2のフローセルに閉じ込められた前記試料に対して得られた前記γ線検出信号の内の特定の波高値の前記計数結果を前記記憶手段に時系列的に記憶させ、前記信号処理手段は、前記制御手段に制御されて前記記憶された計数結果にもとづいて、前記特定の波高値に対応するエネルギのγ線を放出する崩壊定数の異なる複数の放射性核種の濃度を定量分析することを特徴とする。
前記制御手段は、通常計測状態では、前記閉じ込め手段を開状態とし、前記信号処理手段に、前記フローセルを流れる前記試料からのγ線にもとづく前記計数結果を処理させるとともに、閉じ込め計測状態では、前記閉じ込め手段を、所定時間閉じさせるとともに、前記信号処理手段に前記フローセルに閉じ込められた前記試料に対して得られた前記γ線検出信号の内の特定の波高値の前記計数結果を前記記憶手段に時系列的に記憶させ、
前記信号処理手段は、前記制御手段に制御されて前記記憶された計数結果にもとづいて、前記特定の波高値に対応するエネルギのγ線を放出する崩壊定数の異なる複数の放射性核種の濃度を定量分析することを特徴とする。
前記制御手段は、通常計測状態では前記アクチュエータに前記遮蔽体の開口部を前記第1のフローセル側に設定させて、前記信号処理手段に、前記第1のフローセルを流れる前記試料からのγ線にもとづく前記計数結果を第1の計数結果として前記記憶手段に時系列的に記憶させ、所定の頻度で前記アクチュエータを制御して前記遮蔽体の開口部を前記第2のフローセル側に設定変更させて、その状態で前記信号処理手段において前記第2のフローセルを流れる前記試料からのγ線にもとづく前記計数結果を第2の計数結果として前記記憶手段に記憶させ、前記信号処理手段は、前記制御手段に制御されて、前記記憶された第2の計数結果と所定時間前の前記第1の計数結果とにもとづいて、特定の波高値に対応するエネルギのγ線を放出する崩壊定数の異なる複数の放射性核種の濃度を定量分析することを特徴とする。
前記制御手段は、通常計測状態では、前記信号処理手段において前記第1のγ線検出器にもとづく前記計数結果を第1の計数結果として前記記憶手段に時系列的に記憶させ、所定の頻度で前記信号処理手段において前記第2のγ線検出器にもとづく前記計数結果を第2の計数結果として前記記憶手段に記憶させ、前記信号処理手段は、前記制御手段に制御されて、前記記憶された第2の計数結果と所定時間前の前記第1の計数結果にもとづいて、特定の波高値に対応するエネルギのγ線を放出する崩壊定数の異なる複数の放射性核種の濃度を定量分析することを特徴とする。
前記制御手段は、通常計測状態では、前記流れ切替手段を前記第2の計測配管に前記遅延配管経由の前記試料が流れている状態とさせ、前記信号処理手段において、前記第1及び第2のフローセルを流れる前記試料にもとづく前記計数結果を、第1の計数結果として前記記憶手段に時系列的に記憶させ、所定の頻度で前記流れ切替手段を前記第2の計測配管に前記バイパス管経由の前記試料が流れている状態とさせ、前記信号処理手段において前記第1及び第2のフローセルを流れる前記試料にもとづく前記計数結果を第2の計数結果として前記記憶手段に記憶させ、前記信号処理手段は、前記制御手段に制御されて、前記記憶された第2の計数結果と所定時間前の前記第1の計数結果にもとづいて、特定の波高値に対応するエネルギのγ線を放出する崩壊定数の異なる複数の放射性核種の濃度を定量分析することを特徴とする。
更に、試料を閉じ込めることなく、遅延配管を通過する間の時間による半減期の短い放射性核種の濃度低下を利用するので、連続的に試料を流しながら放射線監視を行うのに都合が良い。
《気体廃棄物処理系》
図1は本発明の実施形態に係る放射線監視装置を適用した沸騰水型原子力発電所における一次系プラントの概要図、気体廃棄物処理系の機器配置図、及び気体廃棄物処理系に設置される放射線監視装置の構成図である。
一方、インリーク空気および核燃料から生じる放射性希ガスを主体とする非凝縮性ガスは、排ガス系配管25を通り、活性炭式希ガスホールドアップ装置13を構成する個々のホールドアップタンク13a〜13cを経、更に、排ガスフィルタ14を経て、排ガス抽出器15により主排気筒16に導かれ、大気中に放出される。
図1中、除湿冷却器12より下流側の排ガス系配管25において、排ガス系配管25から分岐して後記する放射線監視装置30(図1では、後記する第1の実施形態の放射線監視装置30Aの構成が具体的に示されている)に試料ガスを供給するサンプリング配管(採取)22と、放射線監視装置30から戻される試料を排ガス系配管25に戻すサンプリング配管(戻り)23が接続している。
次に、本願発明に係る放射線監視装置の第1の実施形態である放射線監視装置30Aについて説明する。
放射線監視装置30Aは、バックグラウンドレベルの低い場所に設置された、計測ライン(通常用)51、計測ライン(閉じ込め用)52、Ge検出器32、可動式遮蔽体33、波高分析装置(波高分析手段)35、信号処理装置(信号処理手段)36、制御部(制御手段)37等を含む現場配置装置部分と、中央操作室に設置された操作表示部38を含んで構成されている。
サンプリング配管(採取)22は、排ガスをバックグラウンドレベルの低い場所まで導き、そこに設置された計測ライン(通常用)51と計測ライン(閉じ込め用)に三方弁53Aで分岐し、分岐した後三方弁53Bで合流して、サンプリング配管(戻り)23に接続している。
計測ライン(通常用)51はフローセル31Aを備えており、フローセル31Aは、試料である排ガスを一定量収容し得る容積を有する通路として構成されている。
計測ライン(閉じ込め用)52も同様にフローセル31Bを備えており、フローセル31Bも、試料である排ガスを一定量収容し得る容積を有する通路として構成されている。
ここで、計測ライン(通常用)51は請求項に記載の「第1の計測配管」に、計測ライン(閉じ込め用)52は請求項に記載の「第2の計測配管」に、フローセル31Aは請求項に記載の「第1のフローセル」に、フローセル31Bは請求項に記載の「第2のフローセル」に、三方弁53A,53Bは請求項に記載の「閉じ込め手段」に対応する。
可動式遮蔽体33は、制御部37によって動作が制御されるアクチュエータ34により、回動可能になっており、その開口部33aをフローセル31A側に向けたりフローセル31B側に向けたりすることができる。
なお、ここでは可動式遮蔽体33全体が回動可能な構成としたが、それに限定されること無く、可動式遮蔽体33のフローセル31A及びフローセル31Bそれぞれの側に面して設けられた開口部33aが、アクチュエータ34により開閉自在な構造でも良い。
そして、Ge検出器32に波高分析装置35及び信号処理装置36が順次接続され、さらに操作表示部38が接続されている。信号処理装置36は、制御部37とも接続し、制御部37に制御されて動作する。ちなみに、信号処理装置36は、記憶装置(記憶手段)36aを有している。また、制御部37は操作表示部38と接続し、必要に応じて操作表示部38の入力装置から入力された指令を受けることができるようになっている。
ちなみに、この予め設定されたエネルギ窓の中にはN−13とF−18による511keVのγ線エネルギに対応するエネルギ窓も含まれている。
ここで、計数率又は計数率から放射能濃度に換算されたものが、請求項に記載の「計数結果」に対応する。
次に、図2を参照しながら適宜図1、図3を参照して、排ガス中のN−13及びF−18濃度を計測する方法について説明する。
図2は、試料を閉じ込めて所定のエネルギ窓に対応する同じエネルギのγ線を放出する放射線核種、例えば、N−13及びF−18の濃度を算出する制御の流れのフローチャートである。
図3は、半減期の長さが異なる2つの放射性核種が存在する場合の、両方の放射能の減衰曲線を示す図である。
制御部37は、予め設定された所定時間の頻度、例えば、1時間に1回の頻度で、排ガスを計測ライン(閉じ込め用)52及びフローセル31Bに閉じ込めて、フローセル31Bからのγ線を計測する「閉じ込め計測」を行うようにプログラム制御されており、閉じ込め計測開始のタイミングか否かをチェックしている(ステップS11)。閉じ込め計測開始のタイミングの場合(Yes)は、ステップS12に進み、そうでない場合(No)は、ステップS11を繰り返す。
このとき、計測ライン(通常用)51には、再び排ガスが所定の流速で流れ始める。
ステップS14では、アクチュエータ34が制御部37からの制御信号を受けて、可動式遮蔽体33の開口部33aをそれまでフローセル31Aに向けて設定していたものを、フローセル31Bに向けるように可動式遮蔽体33を回動させる(「可動式遮蔽体の開口部を、計測ライン(閉じ込め用)側のフローセルに設定する」)。
図3において横軸は閉じ込め計測を開始t0後の時間を示し、縦軸は経過時間毎の計数率Cm(放射能に対応す)を対数表示したものを示す。曲線CAは半減期の短い放射性核種、つまり、N−13の寄与を示し、曲線CBは半減期の長い放射性核種、つまり、F−18の寄与を示す。
図3中におけるTA,TBは半減期を示す。
そして、得られた定数A,BがN−13,F−18それぞれの濃度に対応する。
ステップS22において閾値未満の場合(No)は、信号処理装置36は、一連の閉じ込め計測の処理を終了して、通常計測の処理を開始する。
なお、閉じ込め計測の処理を終了するに当たって、信号処理装置36は、算出したF−18の濃度を操作表示部38に送信し、操作表示部38においてF−18濃度の時系列情報の傾向監視を行うことにより、排ガス再結合器10、排ガス復水器11や除湿冷却器12が正常状態か否かを継続的に監視するようにしても良い。
特に、水素濃度で検知するよりも511keVのγ線に対応する波高値に対する計数率からF−18の濃度を検出できるので高感度でそれらの性能劣化又は異常検出可能である。
次に、図4を参照しながら本願発明に係る放射線監視装置の第2の実施形態である放射線監視装置30Bについて説明する。
図4は、第2の実施形態の放射線監視装置の構成図である。
本実施形態の放射線監視装置30Bが第1の実施形態の放射線監視装置30Aと異なる点は、第1の実施形態ではフローセル31A,31Bに対してγ線検出器として1つのGe検出器32を用い、可動式遮蔽体33の開口部33aの設定をアクチュエータ34で切り替えていたものを、本実施形態では2つのGe検出器(第1のγ線検出器)32A,(第2のγ線検出器)32Bをそれぞれのフローセル31A,31Bに面して配置し、Ge検出器32Aとフローセル31Aの組み合わせと、Ge検出器32Bとフローセル31Bの組み合わせとを、固定遮蔽体50で隔離して互いの放射線計測時にバックグラウンドが高くならないようにしている点である。
他の構成は第1の実施形態と同じであり、第1の実施形態と同じ構成については同一符号を付し、重複する説明を省略する。
なお、本実施形態においては、図2のフローチャートのステップS14,S20は不要となる。
なお、本実施形態では、波高分析装置35を1台として入力切替装置40で2つのGe検出器32A,32Bからのγ線検出信号を切り替えて入力するものとしたがそれに限定されるものではなく、入力切替装置40を無くし、2台の波高分析装置35にGe検出器32A,32Bからのγ線検出信号を入力するようにしても良い。
次に、図5、図6を参照しながら本願発明に係る放射線監視装置の第3の実施形態である放射線監視装置30Cについて説明する。
図5は、第3の実施形態の放射線監視装置の構成図であり、図6は、半減期の長さが異なる2つの放射性核種が存在する場合の、両方の放射能の減衰曲線が定常状態の通常計測時の放射能と重畳されている関係を示す図である。
本実施形態の放射線監視装置30Cが第1の実施形態の放射線監視装置30Aと異なる点は、(1)可動式遮蔽体33とアクチュエータ34を削除した点と、(2)三方弁53A,53Bの代わりに、図5に示すように並行する計測ライン(通常用)51と計測ライン(閉じ込め用)52に分岐した配管構成において、計測ライン(閉じ込め用)52のフローセル31Bの上流側及び下流側に玉形弁の電磁弁である弁55A,55Bを設ける点である。
他の構成は第1の実施形態と同じであり、第1の実施形態と同じ構成については同一符号を付し、重複する説明を省略する。
なお、本実施形態においては、図2のフローチャートのステップS14,S20は不要となる。
これに対し、閉じ込め計測の場合には、サンプリング配管(採取)22で採取された排ガスは弁55A,55Bが閉状態なので、計測ライン(通常用)51に全量流れる。Ge検出器32はフローセル31A,31Bの両方からの放射線を検出して、γ線検出信号を波高分析装置35に出力する。
従って、Ge検出器32は、フローセル31Aを流れる排ガスとフローセル31Bに閉じ込められた排ガスとからの放射線を検出することになる。
また、フローセル31Aを含めた計測ライン51及びフローセル31Bを含めた計測ライン52の流路抵抗は小さく、フローセル31A内の排ガスの時間平均の原子数密度は通常計測状態と閉じ込め計測状態で同じとする。
図6中におけるTA,TBはそれぞれN−13,F−18の半減期を示す。
このような構成とすることで、排ガスに含まれるN−13、F−18の濃度A,Bが定常状態の場合、時間t0において通常計測状態から閉じ込め計測状態に切り替わると、N−13、F−18の陽電子放出に伴う511keVのγ線エネルギに対応する波高分析された計数率Cm(ti)は、図6に示すように通常計測状態時には両方のフローセル31A,31Bからの寄与による{2×(A+B)}レベルであったものが、閉じ込め計測が始まると、フローセル31Aの方は(A+B)レベルの寄与を続けるが、フローセル31Bの方の寄与は(A+B)のレベルから曲線CAと曲線CBが合算されたものに切り替わる。
以上第1の実施形態から第3の実施形態においては、計測ライン(通常用)51と計測ライン(閉じ込め用)52を設けて、原則的にサンプリング配管(採取)22、サンプリング配管(戻り)23には、一定量の排ガスが流れ続けているものとしたが、それに限定されるものではない。
図5に示した第3の実施形態の構成の放射線監視装置30Cにおいて、計測ライン(通常用)51を削除し、計測ライン(閉じ込め用)52だけとしても良い。
このような構成の放射線監視装置においては、通常計測状態時は弁55A,55Bを開状態にしてGe検出器32で放射線検出をし、閉じ込め計測時は弁55A,55Bを閉状態にしてGe検出器32で放射線検出をする。
この場合の評価関数C(ti)は式(1)で示されたものとなり、容易にN−13,F−18の濃度が算出される。
そして、閉じ込め計測状態から通常計測状態に切り替わったときには、制御部37に制御されポンプ59は起動し、流量調整弁57の制御動作が始まる。また、通常計測が再開されても、制御部37は、タイマ制御で閉じ込め計測状態時にサンプリング配管(採取)22内に滞留していた排ガスがフローセル31Bを通過するまでは、その計数率は排ガスの監視データとしては用いないように、信号処理装置36から操作表示部38に送信しないものとする。
次に、図7から図9を参照しながら本願発明に係る放射線監視装置の第5の実施形態である放射線監視装置30Dについて説明する。
図7は、第5の実施形態の放射線監視装置の構成図であり、図8は、制御部が可動式遮蔽体の開口部の設定を制御するのに応じて、信号処理装置で取得される計数結果が2つのフローセルのいずれのものかを示すタイムチャートであり、図9は、「通常計測」と「N−13及びF−18の濃度の算出」の制御の流れを示すフローチャートである。
本実施形態の放射線監視装置30Dが第1の実施形態の放射線監視装置30Aと異なる点は、第1の実施形態では計測ライン(通常用)51と計測ライン(閉じ込め用)52とに三方弁53A,53Bに試料である排ガスの流れを切り替え可能とし、計測ライン(閉じ込め用)52に排ガスを導入して閉じ込め、閉じ込め計測をする構成としていたものを、本実施形態では、サンプリング配管(採取)22はフローセル31Aを有する計測ライン51Aに接続し、次いで遅延配管54、フローセル31Bを有する計測ライン52Aの順に接続し、最後に計測ライン52Aの下流側にサンプリング配管(戻り)23が接続している。そして、図7に示すように第1の実施形態と同様にフローセル31Aとフローセル31Bの間に可動式遮蔽体(遮蔽体)33で囲われたGe検出器32が配置されている。
少なくとも、フローセル31Bを通過時にはN−13からの511keVのエネルギのγ線の放出はフローセル31Aを通過時の約1/2に減少している。
ちなみにこの予め設定されたエネルギ窓の中にはN−13とF−18による511keVのγ線エネルギに対応するエネルギ窓も含まれている。
従って、可動式遮蔽体33の開口部33aは時間ΔTXの間はフローセル31A側を向いて開いており、時間ΔTXに続く時間Δtの間は、可動式遮蔽体33の開口部33aはフローセル31B側を向いて開いている。その後は、開口部33aは再びフローセル31A側を向いて開いて符号(11)から9組の所定時間窓Δtの計数結果を取得し、その後フローセル31B側を向いて開いて1組の所定時間窓Δtの計数結果を取得することを繰り返す。
なお、図8では、アクチュエータ34で可動式遮蔽体33を回動して開口部33aを設定するのに要する時間を無視して、模式的に示してある。
式(4),(5)を定数A,Bを未知数とした1次2元連立方程式として、信号処理装置36において行列式計算で解いて、定数A,Bを算出すれば、定数A,BがN−13,F−18それぞれの濃度に対応する。
次に、図9を参照しながら波高分析装置35、信号処理装置36及び制御部37における「通常計測」と、「N−13及びF−18の濃度の算出」の制御の流れを説明する。
制御部37は、予め設定された所定時間の頻度、例えば、通常計測状態を含む10分間に1回の頻度でN−13,F−18の濃度算出するようにプログラム制御されており、通常計測のタイミングか否かをチェックしている(ステップS31)。通常計測のタイミングの場合(Yes)は、ステップS32に進み、そうでない場合(No)は、ステップS37に進む。
そして、ステップS38では、フローセル31B側の計測の制御信号を信号処理装置36に出力し、信号処理装置36においてタイマtAをスタートさせるとともに、信号処理装置36から波高分析装置35に計数開始のタイミング信号を出力させる(「タイマtAスタート」)。波高分析装置35においてGe検出器32からのγ線検出信号をエネルギ弁別させ、エネルギ窓毎の計数値として、積算させる(ステップS39;「所定時間窓Δtで放射線計測」)。次いで、信号処理装置36はタイマtAがΔt以上になったか否かをチェック(ステップS40)し、Δt以上の場合(Yes)はステップS41へ進み、Δt未満の場合(No)はステップS39を繰り返す。
ステップS44では、信号処理装置36は、ステップS41で、記憶装置36aに計測開始時刻データとともに記憶された第2の計数率を記憶装置36aから読み出し、次いで、ステップS34で記憶装置36aに計測開始時刻データとともに記憶された計数率のうち、前記第2の計数率の計数開始時刻データよりもΔTXだけ遡った計数開始時刻データの511keVのエネルギ窓に対応する第1の計数率(第1の計数結果)を記憶装置36aから読み出し、前記した式(4)、式(5)の連立方程式を解いて定数A,Bを算出する(「N−13,F−18の濃度を分析」)。
ステップS45において閾値未満の場合(No)は、信号処理装置36は、一連の閉じ込め計測の処理を終了して、通常計測の処理を開始する。
なお、閉じ込め計測の処理を終了するに当たって、信号処理装置36は、算出したF−18の濃度を操作表示部38に送信し、操作表示部38においてF−18濃度の時系列情報の傾向監視を行うことにより、排ガス再結合器10、排ガス復水器11や除湿冷却器12が正常状態か否かを継続的に監視するようにしても良い。
特に、水素濃度で検知するよりも511keVのγ線に対応する波高値に対する計数率から放射線核種の濃度を検出できるので高感度で検出可能である。
次に、図10を参照しながら本願発明に係る放射線監視装置の第6の実施形態である放射線監視装置30Eについて説明する。
図10は、第6の実施形態の放射線監視装置の構成図である。
本実施形態の放射線監視装置30Eが第5の実施形態の放射線監視装置30Dと異なる点は、第1の実施形態ではフローセル31A,31Bに対してγ線検出器として1つのGe検出器32を用い、可動式遮蔽体33の開口部33aの設定をアクチュエータ34で切り替えていたものを、本実施形態では2つのGe検出器(第1のγ線検出器)32A,(第2のγ線検出器)32Bをそれぞれのフローセル31A,31Bに配置し、Ge検出器32Aとフローセル31Aの組み合わせと、Ge検出器32Bとフローセル31Bの組み合わせとを、固定遮蔽体50で隔離して互いの放射線計測がバックグラウンドを高めることの無いようにしている点である。
他の構成は第5の実施形態と同じであり、第5の実施形態と同じ構成については同一符号を付し、重複する説明を省略する。
なお、本実施形態においては、図9のフローチャートのステップS37,S43は不要となる。
なお、本実施形態では、波高分析装置35を1台として入力切替装置40で2つのGe検出器32A,32Bからのγ線検出信号を切り替えて入力するものとしたがそれに限定されるものではなく、入力切替装置40を無くし、2台の波高分析装置35にGe検出器32A,32Bからのγ線検出信号を入力するようにしても良い。
次に、図11を参照しながら本願発明に係る放射線監視装置の第7の実施形態である放射線監視装置30Fについて説明する。
図11は、第7の実施形態の放射線監視装置の構成図である。
本実施形態の放射線監視装置30Fが第5の実施形態の放射線監視装置30Dと異なる点は、(1)可動式遮蔽体33とアクチュエータ34を削除した点と、(2)図11に示すように計測ライン51Aの下流にバイパス管63と遅延配管54に分岐する分岐点を設け、そこに三方弁61を配置し、バイパス管63と遅延配管54のそれぞれ下流側は合流して計測ライン52Aに接続している点である。
前記三方弁61による流れを切り替える構成を以下に説明する。
三方弁61は制御部37に通電制御される電磁弁の切替弁である。三方弁61は、無通電のとき計測ライン51Aからの排ガスを、遅延配管54を経て計測ライン52Aに流し、通電時には計測ライン51Aからの排ガスを、バイパス管63を経て計測ライン52Aに流す。
次に、前記説明した計測ライン52Aの流れ切替の構成を用いて、制御部37が、「通常計測」と「N−13及びF−18の濃度分析用の計測」を行う制御について説明する。
通常計測時には、制御部37が三方弁61を無通電状態とし、計測ライン52Aに、遅延配管54を経た排ガスを流し、予め設定されたエネルギ窓に対応する目的とする放射性核種毎の所定時間窓Δtに対する計数率(第1の計数結果)を信号処理装置36に波高分析装置35から周期的に取得させて、時系列的に記憶装置36aに記憶させていくとともに、操作表示部38に送信させる。
ちなみにこの予め設定されたエネルギ窓の中にはN−13とF−18による511keVのγ線エネルギに対応するエネルギ窓も含まれている。
ちなみに、ΔTYは秒オーダーの値である。また、排ガス中のN−13,F−18の濃度は着目している時間的長さ、例えば10分程度の時間幅では変動が小さく、定常状態であると仮定する。すると、F−18濃度分析用の計測を行う直前の通常計測時の511keVのエネルギ窓に対応する計数率C3(ti)は次式(6)で表わされ、N−13,F−18濃度分析用の計測時の511keVのエネルギ窓に対応する計数率C4(tJ)は次式(7)で表わされる。
算出された、放射能濃度に対応する定数A,Bにもとづいて、前記した第5の実施形態のように制御部37は相対比(B/A)が閾値以上か否かを判定して、閾値以降の場合は操作表示部38に警報出力する。また、算出された相対比(B/A)を得るたびに、制御部37は操作表示部38に送信し、操作表示部38においてF−18濃度の時系列情報の傾向監視を行うことにより、排ガス再結合器10、排ガス復水器11や除湿冷却器12が正常状態か否かを継続的に監視するようにしても良い。
2 炉心
3 主蒸気管
4 タービン
5 復水器
6 主蒸気抽気配管
7 空気抽出器
8 抽気管
9 排ガス予熱器
10 排ガス再結合器
11 排ガス復水器
12 除湿冷却器
13 活性炭式希ガスホールドアップ装置
13a ホールドアップタンク
14 排ガスフィルタ
15 排ガス抽出器
16 主排気筒
19 排ガス復水器ドレン管
22 サンプリング配管(採取)
23 サンプリング配管(戻り)
25 排ガス系配管
30,30A,30B,30C,30D,30E,30F 放射線監視装置
31A フローセル(第1のフローセル)
31B フローセル(第2のフローセル)
32 Ge検出器(γ線検出器)
32A Ge検出器(第1のγ線検出器)
32B Ge検出器(第2のγ線検出器)
33 可動式遮蔽体(遮蔽体)
33a 開口部
34 アクチュエータ
35 波高分析装置(波高分析手段)
36 信号処理装置(信号処理手段)
36a 記憶装置(記憶手段)
37 制御部(制御手段)
38 操作表示部
40 入力切替装置
50 固定遮蔽体
51,51A 計測ライン(通常用)(第1の計測配管)
52,52A 計測ライン(閉じ込め用)(第2の計測配管)
53A,53B 三方弁(閉じ込め手段)
54 遅延配管
55A,55B 弁(閉じ込め手段)
57 流量調整弁
58 流量計
59 ポンプ
61 三方弁(流れ切替手段)
63 バイパス管
Claims (8)
- γ線検出器と、該γ線検出器からのγ線検出信号の波高値により波高分析する波高分析手段と、前記波高分析された計数結果を処理する信号処理手段と、を備え、連続的に流れる試料に含まれるγ線を放出する核種の濃度を測定して放射能の漏洩監視を行う放射線監視装置において、
前記γ線検出器に面して配置した第1のフローセル及び第2のフローセルと、
前記第1のフローセルの前後に接続されて所定の流速で前記試料を流す第1の計測配管と、
前記第2のフローセルの前後に接続され、前記第1の計測配管に並列された第2の計測配管と、
前記第2のフローセルに前記試料を導入して閉じ込める閉じ込め手段と、
前記γ線検出器の周囲に配置し、可動式の開口部を有する遮蔽体と、
該遮蔽体の前記開口部を前記第1のフローセル側又は前記第2のフローセル側に切り替えて設定可能とするアクチュエータと、
前記閉じ込め手段、前記アクチュエータ、及び前記信号処理手段のそれぞれの動作を制御する制御手段と、を備え、
前記信号処理手段は、前記計数結果を時系列的に記憶する記憶手段を有し、
前記制御手段は、
通常計測状態では、前記アクチュエータに前記第1のフローセル側に前記遮蔽体の開口部を設定させ、前記信号処理手段に、前記第1のフローセルを流れる前記試料からのγ線にもとづく前記計数結果を処理させるとともに、
閉じ込め計測状態では、前記閉じ込め手段を制御して、前記第2のフローセルに前記試料を導入した後閉じ込めさせるとともに、前記アクチュエータを制御して前記遮蔽体の前記開口部を前記第2のフローセル側に設定させて、前記信号処理手段に前記第2のフローセルに閉じ込められた前記試料に対して得られた前記γ線検出信号の内の特定の波高値の前記計数結果を前記記憶手段に時系列的に記憶させ、
前記信号処理手段は、前記制御手段に制御されて、前記時系列的に記憶された計数結果にもとづいて、前記特定の波高値に対応するエネルギのγ線を放出する崩壊定数の異なる複数の放射性核種の濃度を定量分析することを特徴とする放射線監視装置。 - γ線検出器と、該γ線検出器からのγ線検出信号の波高値により波高分析する波高分析手段と、前記波高分析された計数結果を処理する信号処理手段と、を備え、連続的に流れる試料に含まれるγ線を放出する核種の濃度を測定して放射能の漏洩監視を行う放射線監視装置において、
前記γ線検出器として第1のγ線検出器と第2のγ線検出器とを備え、
更に、
前記第1のγ線検出器に面して配置された第1のフローセル及び前記第2のγ線検出器に面して配置された第2のフローセルと、
前記第1のフローセルの前後に接続されて所定の流速で前記試料を流す第1の計測配管と、
前記第2のフローセルの前後に接続され、前記第1の計測配管に並列された第2の計測配管と、
前記第2のフローセルに前記試料を導入して閉じ込める閉じ込め手段と、
前記閉じ込め手段及び前記信号処理手段を制御する制御手段と、を備え、
前記信号処理手段は、前記計数結果を時系列的に記憶する記憶手段を有し、
前記制御手段は、
通常計測状態では、前記信号処理手段に、前記第1のフローセルを流れる前記試料からのγ線にもとづく前記計数結果を処理させるとともに、
閉じ込め計測状態では、前記閉じ込め手段を制御して、前記第2のフローセルに前記試料を導入した後閉じ込めさせるとともに、前記信号処理手段に少なくとも前記第2のフローセルに閉じ込められた前記試料に対して得られた前記γ線検出信号の内の特定の波高値の前記計数結果を前記記憶手段に時系列的に記憶させ、
前記信号処理手段は、前記制御手段に制御されて前記記憶された計数結果にもとづいて、前記特定の波高値に対応するエネルギのγ線を放出する崩壊定数の異なる複数の放射性核種の濃度を定量分析することを特徴とする放射線監視装置。 - γ線検出器と、該γ線検出器からのγ線検出信号の波高値により波高分析する波高分析手段と、前記波高分析された計数結果を処理する信号処理手段と、を備え、連続的に流れる試料に含まれるγ線を放出する核種の濃度を測定して放射能の漏洩監視を行う放射線監視装置において、
前記γ線検出器に面して配置した第1のフローセル及び第2のフローセルと、
前記第1のフローセルの前後に接続されて所定の流速で前記試料を流す第1の計測配管と、
前記第2のフローセルの前後に接続され、前記第1の計測配管に並列された第2の計測配管と、
前記第2のフローセルに前記試料を導入して閉じ込める閉じ込め手段と、
前記閉じ込め手段の開閉と、前記信号処理手段の動作を制御する制御手段と、
を備え、
前記信号処理手段は前記計数結果を時系列的に記憶する記憶手段を有し、
前記制御手段は、
通常計測状態では、前記閉じ込め手段を開状態とし、前記信号処理手段に、前記第1のフローセルを流れる前記試料からのγ線にもとづく前記計数結果を処理させるとともに、
閉じ込め計測状態では、前記閉じ込め手段を、所定時間閉じさせるとともに、前記信号処理手段に前記第2のフローセルに閉じ込められた前記試料に対して得られた前記γ線検出信号の内の特定の波高値の前記計数結果を前記記憶手段に時系列的に記憶させ、
前記信号処理手段は、前記制御手段に制御されて前記記憶された計数結果にもとづいて、前記特定の波高値に対応するエネルギのγ線を放出する崩壊定数の異なる複数の放射性核種の濃度を定量分析することを特徴とする放射線監視装置。 - γ線検出器と、該γ線検出器からのγ線検出信号の波高値により波高分析する波高分析手段と、前記波高分析された計数結果を処理する信号処理手段と、を備え、連続的に流れる試料に含まれるγ線を放出する核種の濃度を測定して放射能の漏洩監視を行う放射線監視装置において、
前記γ線検出器に面して配置したフローセルと、
該フローセルの前後に接続されて所定の流速で前記試料を流す計測配管と、
前記計測配管に設けられ、前記フローセルの上流側及び下流側にそれぞれ設けられて前記フローセルに前記試料を導入して閉じ込める閉じ込め手段と、
前記閉じ込め手段の開閉と、前記信号処理手段の動作を制御する制御手段と、
を備え、
前記信号処理手段は前記計数結果を時系列的に記憶する記憶手段を有し、
前記制御手段は、
通常計測状態では、前記閉じ込め手段を開状態とし、前記信号処理手段に、前記フローセルを流れる前記試料からのγ線にもとづく前記計数結果を処理させるとともに、
閉じ込め計測状態では、前記閉じ込め手段を、所定時間閉じさせるとともに、前記信号処理手段に前記フローセルに閉じ込められた前記試料に対して得られた前記γ線検出信号の内の特定の波高値の前記計数結果を前記記憶手段に時系列的に記憶させ、
前記信号処理手段は、前記制御手段に制御されて前記記憶された計数結果にもとづいて、前記特定の波高値に対応するエネルギのγ線を放出する崩壊定数の異なる複数の放射性核種の濃度を定量分析することを特徴とする放射線監視装置。 - γ線検出器と、該γ線検出器からのγ線検出信号の波高値により波高分析する波高分析手段と、前記波高分析された計数結果を処理する信号処理手段と、を備え、連続的に流れる試料に含まれるγ線を放出する核種の濃度を測定して放射能の漏洩監視を行う放射線監視装置において、
前記γ線検出器に面して配置した第1のフローセル及び第2のフローセルと、
前記第1のフローセルの前後に接続されて所定の流速で前記試料を流す第1の計測配管と、
前記第1の計測配管の下流側に接続された所定の長さの遅延配管と、
前記第2のフローセルの前後に接続され、前記遅延配管の下流側に接続された第2の計測配管と、
前記γ線検出器の周囲に配置し、可動式の開口部を有する遮蔽体と、
該遮蔽体の前記開口部を前記第1のフローセル側又は前記第2のフローセル側に切り替えて設定可能とするアクチュエータと、
前記アクチュエータの動作及び前記信号処理手段の動作を制御する制御手段と、を備え、
前記信号処理手段は、前記計数結果を記憶する記憶手段を有し、
前記制御手段は、
通常計測状態では前記アクチュエータに前記遮蔽体の開口部を前記第1のフローセル側に設定させて、前記信号処理手段に、前記第1のフローセルを流れる前記試料からのγ線にもとづく前記計数結果を第1の計数結果として前記記憶手段に時系列的に記憶させ、
所定の頻度で前記アクチュエータを制御して前記遮蔽体の開口部を前記第2のフローセル側に設定変更させて、その状態で前記信号処理手段において前記第2のフローセルを流れる前記試料からのγ線にもとづく前記計数結果を第2の計数結果として前記記憶手段に記憶させ、
前記信号処理手段は、前記制御手段に制御されて、前記記憶された第2の計数結果と所定時間前の前記第1の計数結果とにもとづいて、特定の波高値に対応するエネルギのγ線を放出する崩壊定数の異なる複数の放射性核種の濃度を定量分析することを特徴とする放射線監視装置。 - γ線検出器と、該γ線検出器からのγ線検出信号の波高値により波高分析する波高分析手段と、前記波高分析された計数結果を処理する信号処理手段と、を備え、連続的に流れる試料に含まれるγ線を放出する核種の濃度を測定して放射能の漏洩監視を行う放射線監視装置において、
前記γ線検出器として第1のγ線検出器と第2のγ線検出器とを備え、
更に、
前記第1のγ線検出器に面して配置された第1のフローセル及び前記第1のγ線検出器に面して配置された第2のフローセルと、
前記第1のフローセルの前後に接続されて所定の流速で前記試料を流す第1の計測配管と、
前記第1の計測配管の下流側に接続された所定の長さの遅延配管と、
前記第2のフローセルの前後に接続され、前記遅延配管の下流側に接続された第2の計測配管と、
前記信号処理手段の動作を制御する制御手段と、を備え、
前記信号処理手段は、前記計数結果を記憶する記憶手段を有し、
前記制御手段は、
通常計測状態では、前記信号処理手段において前記第1のγ線検出器にもとづく前記計数結果を第1の計数結果として前記記憶手段に時系列的に記憶させ、
所定の頻度で前記信号処理手段において前記第2のγ線検出器にもとづく前記計数結果を第2の計数結果として前記記憶手段に記憶させ、
前記信号処理手段は、前記制御手段に制御されて、前記記憶された第2の計数結果と所定時間前の前記第1の計数結果にもとづいて、特定の波高値に対応するエネルギのγ線を放出する崩壊定数の異なる複数の放射性核種の濃度を定量分析することを特徴とする放射線監視装置。 - γ線検出器と、該γ線検出器からのγ線検出信号の波高値により波高分析する波高分析手段と、前記波高分析された計数結果を処理する信号処理手段と、を備え、連続的に流れる試料に含まれるγ線を放出する核種の濃度を測定して放射能の漏洩監視を行う放射線監視装置において、
前記γ線検出器に面して配置された第1のフローセル及び第2のフローセルと、
前記第1のフローセルの前後に接続されて所定の流速で前記試料を流す第1の計測配管と、
前記第1の計測配管の下流側に接続された所定の長さの遅延配管と、
前記第1の計測配管の下流側に前記遅延配管と並列に接続されたバイパス管と、
前記第2のフローセルの前後に接続された第2の計測配管と、
前記遅延配管経由の前記試料の分流と、前記バイパス管経由の前記試料の分流とを切り替えて前記第2の計測配管に供給する流れ切替手段と、
前記信号処理手段及び流れ切替手段の動作を制御する制御手段と、を備え、
前記信号処理手段は、前記計数結果を記憶する記憶手段を有し、
前記制御手段は、
通常計測状態では、前記流れ切替手段を前記第2の計測配管に前記遅延配管経由の前記試料が流れている状態とさせ、前記信号処理手段において、前記第1及び第2のフローセルを流れる前記試料にもとづく前記計数結果を、第1の計数結果として前記記憶手段に時系列的に記憶させ、
所定の頻度で前記流れ切替手段を前記第2の計測配管に前記バイパス管経由の前記試料が流れている状態とさせ、前記信号処理手段において前記第1及び第2のフローセルを流れる前記試料にもとづく前記計数結果を第2の計数結果として前記記憶手段に記憶させ、
前記信号処理手段は、前記制御手段に制御されて、前記記憶された第2の計数結果と所定時間前の前記第1の計数結果にもとづいて、特定の波高値に対応するエネルギのγ線を放出する崩壊定数の異なる複数の放射性核種の濃度を定量分析することを特徴とする放射線監視装置。 - 前記特定の波高値に対応するエネルギのγ線を放出する崩壊定数の異なる複数の放射性核種とは、511keVのγ線を放出する陽電子放出核種であることを特徴とする請求項1から請求項7に記載の放射線監視装置。
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