JP2016194479A - Radioactivity measuring device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、原子力施設の排気筒、排気筒ダクト又は排気系のプロセス配管を流れる排ガス中の気体状放射性物質の放射能濃度を監視する放射性ガスモニタに適用可能な放射能測定装置に関する。 The present invention relates to a radioactivity measuring apparatus applicable to a radioactive gas monitor that monitors a radioactive concentration of a gaseous radioactive substance in exhaust gas flowing through an exhaust pipe, an exhaust pipe duct or an exhaust system process pipe of a nuclear facility.
例えば、原子力施設の1つである原子炉施設では、施設の最終放出端である排気筒から放出される排ガス中の放射能濃度を測定するために放射性ガスモニタが設置される。放射性ガスモニタは、排気筒の排ガスをサンプリングして測定容器に導き、測定容器に取り付けた放射能測定装置にて排ガス中の放射性希ガスから放出される放射線を検出し、その検出信号を計測器へ入力して放射能濃度を計測している。 For example, in a nuclear reactor facility that is one of nuclear facilities, a radioactive gas monitor is installed to measure the radioactivity concentration in exhaust gas discharged from an exhaust stack that is the final discharge end of the facility. The radioactive gas monitor samples the exhaust gas from the exhaust pipe, guides it to the measurement container, detects the radiation emitted from the radioactive noble gas in the exhaust gas with the radioactivity measurement device attached to the measurement container, and sends the detection signal to the measuring instrument Input and measure radioactivity concentration.
放射能測定装置が測定対象とする放射能レベルは、通常時のバックグラウンドレベルから事故を想定した高濃度レベルまで広い測定範囲が対象となる。低濃度レベルから高濃度レベルまでの広範囲を連続モニタリングする要請に応えるため、低レンジモニタと高レンジモニタに対応させて低レンジ側測定容器と高レンジ側測定容器を設け、サンプリング配管を2系統に分岐して低レンジ側測定容器と高レンジ側測定容器に導入する構成が提案されている(例えば、特許文献1、特許文献2参照)。通常時は、低レンジ側測定容器にサンプリング配管から被測定気体を流入させてバックグラウンドレベルの放射能濃度を測定する一方、事故等の異常時にはガス流路系統を切替えて、被測定気体を高レンジ側測定容器に流入させて高濃度の放射能を測定できるように制御している。 The radioactivity level to be measured by the radioactivity measuring device covers a wide measurement range from the normal background level to a high concentration level assuming an accident. To meet the demand for continuous monitoring over a wide range from low concentration level to high concentration level, low range monitor and high range monitor are installed corresponding to low range monitor and high range monitor. The structure which branches and introduces into the low range side measurement container and the high range side measurement container is proposed (for example, refer patent document 1 and patent document 2). Under normal conditions, the gas to be measured is allowed to flow from the sampling pipe into the low range side measurement vessel to measure the background level radioactivity concentration. It is controlled so that high concentration radioactivity can be measured by flowing into the range side measurement container.
しかしながら、特許文献1及び特許文献2に記載された放射性ガスモニタは、低レンジモニタと高レンジモニタに対応させて2系統のサンプリング系統が必要であると共に低レンジ側測定容器と高レンジ側測定容器が必要であるので、ガスモニタ設備の大型化及び複雑化が避けられないといった問題がある。
However, the radioactive gas monitors described in Patent Document 1 and
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、低濃度レベルから高濃度レベルまでの広範囲を連続モニタリングする要請に応えると共に、モニタ設備の大型化・複雑化を回避することができる放射能測定装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems, and its object is to meet the demand for continuous monitoring over a wide range from a low concentration level to a high concentration level, and to increase the size and complexity of the monitor equipment. It is an object of the present invention to provide a radioactivity measuring apparatus that can avoid the above.
本発明における放射能測定装置は、所定容積の測定空間を形成するチャンバー又はプロセス配管の一部からなり、前記測定空間を被測定気体が通る測定部と、前記測定空間に検出面を向けるように前記測定部に取り付けられ、前記被測定気体の放射能濃度のうち相対的に低いレンジを測定対象とする第1の検出器と、前記測定空間に検出面を向けるように前記測定部に取り付けられ、前記被測定気体の放射能濃度のうち相対的に高いレンジを測定対象とする第2の検出器と、を具備したことを特徴とする。本発明によれば、同一の測定空間に対して第1の検出器と第2の検出器の各検出面を向けて配置するので、低濃度レベルから高濃度レベルまで広範囲を連続モニタリングする要請に応えることができると共に、低レンジモニタと高レンジモニタに対応させて2系統のガス流路を設ける必要が無くなり、モニタ設備の大型化・複雑化を回避することができる。 The radioactivity measurement apparatus according to the present invention includes a chamber or a part of process piping that forms a measurement space having a predetermined volume, and a measurement unit through which the gas to be measured passes through the measurement space and a detection surface facing the measurement space. A first detector attached to the measurement unit and having a relatively low range of the radioactivity concentration of the gas to be measured as a measurement target, and attached to the measurement unit so that a detection surface faces the measurement space. And a second detector whose measurement target is a relatively high range of the radioactivity concentration of the gas to be measured. According to the present invention, since the detection surfaces of the first detector and the second detector are arranged to face the same measurement space, it is necessary to continuously monitor a wide range from a low concentration level to a high concentration level. In addition to being able to respond, there is no need to provide two gas flow paths corresponding to the low range monitor and the high range monitor, and the enlargement and complexity of the monitor equipment can be avoided.
本発明において、前記第1の検出器と前記第2の検出器は、前記測定部に対して前記測定空間を挟んで対向配置されることができる。また本発明において、前記第1の検出器と前記第2の検出器は、前記測定部に対して前記被測定気体の流れる方向に沿って並列に配置されることができる。 In the present invention, the first detector and the second detector may be disposed opposite to the measurement unit with the measurement space interposed therebetween. Moreover, in this invention, a said 1st detector and a said 2nd detector can be arrange | positioned in parallel along the direction through which the said to-be-measured gas flows with respect to the said measurement part.
また本発明において、前記第1の検出器の検出面と前記測定空間との間に設けられ、前記第1の検出器の測定対象レンジに応じた開口を有する第1のコリメータと、前記第2の検出器の検出面と前記測定空間との間に設けられ、前記第2の検出器の測定対象レンジに応じた開口を有する第2のコリメータと、を具備することができる。第1の検出器及び第2の検出器の各測定対象レンジに応じた第1のコリメータと第2のコリメータを具備することで、第1及び第2のコリメータの開口の大きさにより第1の検出器及び第2の検出器の測定対象とするレンジを設定することができる。 In the present invention, a first collimator provided between a detection surface of the first detector and the measurement space and having an opening corresponding to a measurement target range of the first detector, and the second And a second collimator provided between the detection surface of the detector and the measurement space and having an opening corresponding to the measurement target range of the second detector. By providing a first collimator and a second collimator corresponding to each measurement target range of the first detector and the second detector, the first collimator has a first collimator opening size. The range to be measured by the detector and the second detector can be set.
前記第1のコリメータ及び第2のコリメータにより第1の検出器及び第2の検出器の測定対象とするレンジを設定する場合、前記第1の検出器と前記第2の検出器は、同一の検出感度を有するものを用いてもよい。 When setting the ranges to be measured by the first detector and the second detector by the first collimator and the second collimator, the first detector and the second detector are the same. You may use what has a detection sensitivity.
また本発明において、前記測定部は、前記測定空間を形成するチャンバーで構成され、排気筒又は排気筒ダクトに接続されたサンプリング配管の途中に設けられる構成とすることができる。また本発明では、前記測定部は、排気系のプロセス配管の一部で構成されてもよい。 Moreover, in this invention, the said measurement part is comprised by the chamber which forms the said measurement space, and can be set as the structure provided in the middle of the sampling piping connected to the exhaust pipe or the exhaust pipe duct. In the present invention, the measurement unit may be configured by a part of an exhaust system process pipe.
本発明によれば、低濃度レベルから高濃度レベルまでの広範囲を連続モニタリングする要請に応えることができると共に、モニタ設備の大型化・複雑化を回避することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while being able to respond to the request | requirement which continuously monitors the wide range from a low concentration level to a high concentration level, the enlargement and complication of a monitor installation can be avoided.
以下、本発明の一実施の形態(以下、「実施の形態」と略記する。)について、詳細に説明する。本実施の形態は、原子力施設の排気筒から排出される排ガス中の気体状放射性物質の放射能濃度を監視する放射性ガスモニタシステムに適用した一例について説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention (hereinafter abbreviated as “embodiment”) will be described in detail. In the present embodiment, an example applied to a radioactive gas monitor system that monitors the radioactive concentration of a gaseous radioactive substance in exhaust gas discharged from an exhaust pipe of a nuclear facility will be described.
図1は、本実施の形態に係る放射能測定装置を備える放射性ガスモニタシステムの系統図である。本例では沸騰水型原子炉(BWR)の原子力施設における気体状放出放射性物質試料採取系統の概要を例示している。放射能測定装置1は、サンプリングした排ガスが導引されるチャンバー2と、測定対象となる放射能濃度のうち相対的に低いレンジを測定対象とする第1の検出器としての低レンジ用検出器3と、測定対象となる放射能濃度のうち相対的に高いレンジを測定対象とする第2の検出器としての高レンジ用検出器4とを具備して構成される。
FIG. 1 is a system diagram of a radioactive gas monitor system including a radioactivity measuring apparatus according to the present embodiment. In this example, an outline of a gaseous emission radioactive material sampling system in a nuclear facility of a boiling water reactor (BWR) is illustrated. The radioactivity measurement apparatus 1 includes a
図1に示すように、放射能測定装置1は、原子力施設において排ガスを排気する最終放出端である排気筒20に接続されたサンプリング配管21、22の途中に接続されている。排気筒20内には、サンプリング配管21の上流側のガス取り込み口となるサンプリングノズル20aが挿入されている。サンプリング配管21には、排ガス中に含まれる粒状物等を除去するための集塵ろ紙及び活性炭カートリッジ等からなる集塵部23が設けられている。排気筒20を通過する排ガスの一部は、サンプリングノズル20aから取り込まれ、集塵部23によって粒状物等を除去してから被測定気体として放射能測定装置1のチャンバー2へ供給される。図1には、上流側のサンプリング配管21を通る被測定気体の流れ方向が矢印Bで示されている。
As shown in FIG. 1, the radioactivity measurement apparatus 1 is connected in the middle of
放射能測定装置1のチャンバー2を通過した被測定気体は、下流側のサンプリング配管22を通って排気筒20に戻されるようにサンプリング配管22の他端が排気筒20に接続されている。図1には、下流側のサンプリング配管22を通る被測定気体の流れ方向が矢印Cで示されている。なお、サンプリング配管22には、サンプリング配管22内の圧力を測定するための圧力計24、被測定気体の流量を測定するための流量計25、被測定気体の流量を制御するための流量制御弁26、及び、ポンプ27等が設けられている。ポンプ27にてサンプリングノズル20aから取り込まれた被測定気体が放射能測定装置1のチャンバー2を経由して排気筒20に戻るように排ガスの流れる方向が制御される。
The other end of the
また、低レンジ用検出器3及び高レンジ用検出器4から出力される放射線検出信号はそれぞれ対応する前置増幅器28、29を介して制御部30へ出力される。制御部30は、前置増幅器28、29にて増幅された微弱な電気信号である放射線検出信号を計数して放射能濃度などの監視パラメータに変換して記録等する。制御部30では、予め放射線検出信号によるカウント数と放射能濃度(ベクレル)との関係データが記憶されており、低レンジ用検出器3及び高レンジ用検出器4から送られてきた放射線検出信号のカウント数に基づいて放射能濃度を算出することができる。
The radiation detection signals output from the
次に、本実施の形態における放射能測定装置1の具体的な構成について説明する。図2は、放射能測定装置1の断面図である。チャンバー2は、中心部を貫く筒状の貫通路が形成されており、この貫通路が測定空間S1を形成している。測定空間S1の一端側となるチャンバー2の上流側開口には上流側のサンプリング配管21の一端部が接続され、測定空間S1の他端側となるチャンバー2の下流側開口には下流側のサンプリング配管22の一端部が接続されている。測定空間S1は被測定気体Gが通る所定容積の測定空間を形成している。図2に示すようにチャンバー2には、測定空間S1を挟んで対向配置するように低レンジ用検出器3と高レンジ用検出器4が取り付けられている。低レンジ用検出器3が検出面3aを測定空間S1に向けてチャンバー2に取り付けられている。上記したように、低レンジ用検出器3は、被測定気体Gの放射能濃度のうち相対的に低いレンジを測定対象とする。具体的には、低レンジ用検出器3は、バックグラウンドレベルの放射能濃度が測定対象となるように設定されている。また、高レンジ用検出器4が検出面4aを測定空間S1に向けてチャンバー2に取り付けられている。高レンジ用検出器4は、被測定気体Gの放射能濃度のうち相対的に高いレンジを測定対象とする。具体的には、原子力施設の事故時等に想定される高い放射能濃度(バックグラウンドレベルを超えた状態であり、低レンジ用検出器3では測定できない高いレンジ)を測定可能レンジとなるように設定されている。ここで、検出器が測定対象とする放射能濃度のレンジは、後述するように検出器の検出面に放射線が入射可能な測定空間S1におけるエリアを絞る(コリメート)ことにより設定することができるが、その他に使用する検出器自体の検出感度を選択することによっても設定可能である。例えば、NaI(TI)シンチレーション計数装置、電離箱、プラスチック・シンチレーション計数装置、GM計数装置は、検出感度が異なるので測定対象とする放射能濃度のレンジ及び対象核種に合わせて選択することができる。
Next, a specific configuration of the radioactivity measurement apparatus 1 in the present embodiment will be described. FIG. 2 is a cross-sectional view of the radioactivity measurement apparatus 1.
図2に示すように放射能測定装置1を構成するチャンバー2、低レンジ用検出器3、高レンジ用検出器4は、鉛などの放射線遮蔽効果のある遮蔽材で形成された遮蔽容器31の内部に収容されている。遮蔽容器31の内部空間の中央付近にチャンバー2が配置され、遮蔽容器31内に上流側のサンプリング配管21が挿入されてチャンバー2の上流側開口部に連結されている。また、遮蔽容器31内に下流側のサンプリング配管22が挿入されてチャンバー2の下流側開口部に連結されている。チャンバー2の両側の外側面には遮蔽容器31外から挿入された検出器ケース5、6の先端フランジ部分がそれぞれ固定されている。検出器ケース5、6はSUSなどの材料で構成することができる。図2に示すように、各検出器ケース5、6はそれぞれ低レンジ用検出器3及び高レンジ用検出器4の外径よりも僅かに大きな内径を有しており、各ケース内壁との間に隙間を介在して低レンジ用検出器3及び高レンジ用検出器4がそれぞれ収納されている。低レンジ用検出器3は、検出器本体11と、検出器本体11の後端側に位置し鉛などの放射線に対する遮蔽材で形成された遮蔽基部13と、遮蔽基部13の後端側に位置するコネクタ14と、を有して構成される。このうち、検出器本体11及び遮蔽基部13は、検出器ケース5に収容されている。遮蔽基部13は、遮蔽容器31の側壁と略同じ厚さを有している。また、コネクタ14は、遮蔽容器31外に位置しており、コネクタ14のフランジ部分が遮蔽容器31の外表面に固定されている。同様に、高レンジ用検出器4は、検出器本体12と、検出器本体12の後端側に位置し鉛などの放射線に対する遮蔽材で形成された遮蔽基部15と、遮蔽基部15の後端側に位置するコネクタ16と、を有して構成される。検出器本体12及び遮蔽基部15は、検出器ケース6に収容され、コネクタ16は遮蔽容器31外に位置しており、コネクタ16のフランジ部分が遮蔽容器31の外表面に固定されている。このように各検出器3、4の鉛等からなる遮蔽基部13、15を遮蔽容器31の側壁部分と同一位置に配置することで、遮蔽容器31に対する放射能測定装置1の支持機構を簡略化できるとともに、遮蔽容器31を小型化することができる。
As shown in FIG. 2, the
チャンバー2には、低レンジ用検出器3の検出面3aと測定空間S1との間に、測定空間S1に連通する開口を有する第1のコリメータ7が設けられている。第1のコリメータ7は、低レンジ用検出器3が測定対象としている放射能濃度のレンジに応じた開口幅に設定される。また、高レンジ用検出器4の検出面4aと測定空間S1との間に、測定空間S1に連通する開口を有する第2のコリメータ8が設けられている。第2のコリメータ8は、高レンジ用検出器4が測定対象としている放射能濃度のレンジに応じた開口幅に設定される。例えば、測定空間S1の容積にもよるが、第1のコリメータ7の開口幅を10mmに設定し、第2のコリメータ8の開口幅を1.5mmに設定する。図2に示すように、密閉膜9が、チャンバー2の内壁面に設けられている。密閉膜9は、第1のコリメータ7及び第2のコリメータ8の開口部分を気密に塞いでいて、測定空間S1を通る被測定気体が検出器ケース5、6内へ入り込むのを防止している。密閉膜9は、測定空間S1側からゴムシート、樹脂膜、及び、ステンレス鋼板の順に積層して構成することができ、全体で1mm程度の厚さを有する。密閉膜9を上記の積層構造(1mm程度の厚さ)とすることで、検出対象の放射線(β線やγ線等)は透過するがそれ以外の空気成分を透過させない構成とすることができる。したがって、被測定気体Gに含まれる核種から放出されるβ線やγ線は密閉膜9を通過し、各コリメータ7、8で絞られてから低レンジ用検出器3及び高レンジ用検出器4の各検出面3a、4aに到達することができる。ここで、本実施の形態に用いられる検出器の具体的構成について説明する。
The
図3は、本実施の形態の放射能測定装置1に設けられる検出器の構成を模式的に示した図である。図3Aは、低レンジ用検出器3及び高レンジ用検出器4として使用できる主としてβ線の検出に好適なシンチレーション検出器であり、その断面図である。図3Bは、低レンジ用検出器3及び高レンジ用検出器4として使用できる主としてγ線の検出に好適なシンチレーション検出器であり、その断面図である。図3では、図2と同じ向きに図示された高レンジ用検出器4を用いてシンチレーション検出器の内部構成を説明する。なお低レンジ用検出器も同じ構成及び検出感度である。
FIG. 3 is a diagram schematically showing a configuration of a detector provided in the radioactivity measuring apparatus 1 of the present embodiment. FIG. 3A is a cross-sectional view of a scintillation detector mainly suitable for detecting β rays that can be used as the
図3Aに示すように、高レンジ用検出器4は、検出面4a側からプラスチックシンチレータ41、ライトガイド42及び光電子増倍管43の順に配置されている。プラスチックシンチレータ41とライトガイド42の間、及びライトガイド42と光電子増倍管43の間にはオプティカルカップリング層44a、44bが介在している。検出器本体12は、プラスチックシンチレータ41、ライトガイド42、光電子増倍管43及び、オプティカルカップリング層44a、44b等で構成されている。検出器本体12は、収納筒17によって外壁を形成している。図3Aに示すように、鉛等で形成された遮蔽基部15が収納筒17の後端側の開口部から挿入されている。これにより、検出器本体12の後端側に遮蔽基部15が配置される。なお図3Aに示すように遮蔽基部15の前端にはプレート45が配置されており、遮蔽基部15はプレート45に当接している。また遮蔽基部15の後端であって収納筒17の外側にコネクタ16が設けられている。内部に検出器本体12及び遮蔽基部15を備えた収納筒17は、図2に示す検出器ケース6に収容されるが、コネクタ16は検出器ケース6の外側に位置しており、図2で示したように、コネクタ16のフランジ部分が遮蔽容器31の外表面にて固定される。また図3Aに示すように、収納筒17内では、弾性部47が、光電子増倍管43と遮蔽基部15との間に配置されている。遮蔽基部15の前端に位置するプレート45及びライトガイド42は、検出面4a方向への移動が可能に支持されており、遮蔽基部15が後端から挿入されることで、光電子増倍管43の基端が検出面4a方向に押圧される。このとき光電子増倍管43、ライトガイド42及びオプティカルカップリング層44a、44bが検出面4a方向に押圧され、各部材の位置決めがなされる。
As shown in FIG. 3A, the high range detector 4 is arranged in the order of a plastic scintillator 41, a
プラスチックシンチレータ41は、放射線(β線等)がプラスチックシンチレータ41に入射されると、プラスチックシンチレータ41を構成するシンチレーション物質が反応してシンチレーション光を発する。このシンチレーション光は、ライトガイド42及びオプティカルカップリング層44を介して効率よく光電子増倍管43に導かれ、光電子増倍管43にて電流パルスである放射線検出信号(パルス状の電子信号)に変換される。放射線検出信号はコネクタ16へ電気ケーブル46を介して送られる。そして放射線検出信号がコネクタ16を介して制御部30へ送出される。
When radiation (β rays or the like) is incident on the plastic scintillator 41, the plastic scintillator 41 reacts with a scintillation substance constituting the plastic scintillator 41 to emit scintillation light. The scintillation light is efficiently guided to the
図3Bに示す検出器4は、主にγ線の検出に好適なシンチレーション検出器であり、図3Aに示すプラスチックシンチレータ41をNaIシンチレータ48に代えた以外は、その他の基本構成は図3Aと同じである。図3Bにおいて図3Aと同じ符号の部分は図3Aと同じ部材を示している。図3Bの構成では、NaIシンチレータ48は、放射線(主にγ線)がNaIシンチレータ48に入射されると、NaI層が放射線に反応してシンチレーション光を発する。このシンチレーション光は、ライトガイド42及びオプティカルカップリング層44a、44bを介して効率よく光電子増倍管43に導かれ、光電子増倍管43はシンチレーション光を電流パルスである放射線検出信号に変換する。放射線検出信号はコネクタ16へ電気ケーブル46を介して送られる。そして放射線検出信号がコネクタ16を介して制御部30へ送出される。
The detector 4 shown in FIG. 3B is a scintillation detector mainly suitable for detecting γ-rays, and the other basic configuration is the same as that of FIG. 3A except that the plastic scintillator 41 shown in FIG. 3A is replaced with a
本実施の形態の放射能測定装置1における放射能測定動作について説明する。図1に示す排気筒20を通る排ガスの一部はサンプリング配管21に吸引されて、被測定気体Gが、放射能測定装置1のチャンバー2の測定空間S1を通過する。このとき、チャンバー2に取り付けられた低レンジ用検出器3及び高レンジ用検出器4の各検出面3a、4aに対して被測定気体Gに含まれる核種から放出された放射線が第1及び第2のコリメータ7、8を介して入射される。
The radioactivity measurement operation in radioactivity measurement apparatus 1 of the present embodiment will be described. A part of the exhaust gas passing through the
本実施の形態では、上記した通り、低レンジ用検出器3の検出面3aと測定空間S1との間に設けられた第1のコリメータ7の開口幅は、高レンジ用検出器4の検出面4aと測定空間S1との間に設けられた第2のコリメータ8の開口幅よりも大きく設定されている。このように各コリメータの開口幅を変えることにより、同一の検出感度を有する検出器を、低レンジ用検出器3と高レンジ用検出器4に用いることができる。第1のコリメータ7の開口幅を、第2のコリメータ8の開口幅よりも大きくしたことで、第1のコリメータ7を通って低レンジ用検出器3の検出面3aに入射される放射線量のほうが、第2のコリメータ8を通って高レンジ用検出器4の検出面4aに入射される放射線量よりも大きくなる。したがって、低レンジ用検出器3にて検出される放射線量のカウント数(検出パルス)は、高レンジ用検出器4にて検出される放射線量のカウント数(検出パルス)よりも大きくなる。同じ放射能濃度であれば、高レンジ用検出器4のほうが低レンジ用検出器3より放射線量に対するカウント数が小さいため、低レンジ用検出器3が検出限度のカウント数に達しても、高レンジ用検出器4は、まだ検出限度のカウント数に達しておらず、低レンジ用検出器3よりも、高い放射能濃度の測定を行うことが可能になる。
In this embodiment, as described above, the opening width of the first collimator 7 provided between the
本実施の形態では、チャンバー2は1つであるため、低レンジ用検出器3及び高レンジ用検出器4は、測定空間S1を通過する同じ被測定気体Gを測定対象としている。上記のように、本実施の形態では、低レンジ用検出器3と高レンジ用検出器4が同じ検出感度を備えるが、測定空間S1との間を繋ぐ各コリメータ7、8の開口幅を変えているため、同じ被測定気体Gを測定対象としても、低レンジ用検出器3にて測定される放射線(例えばβ線)のカウント数は、高レンジ用検出器4にて測定される放射線(β線)のカウント数よりも大きくなっている。図1に示す制御部30には、低レンジ用検出器3にて測定される放射線(β線)のカウント数と、高レンジ用検出器4にて測定される放射線(β線)のカウント数の双方が送られている。このとき制御部30では、通常時のバックグラウンドレベルの低放射能レベルに対しては、低レンジ用検出器3にて測定されたカウント数を用いて放射線濃度を算出することで、放射線濃度をより高感度で検出を行うことが可能になる。一方、事故等が生じて、被測定気体Gに含まれる放射能濃度が大幅に増加すると、低レンジ用検出器3では測定レンジを超えてしまうが、高レンジ用検出器4はコリメータ7で入射放射線量が絞られているので、測定レンジに収めることができる。このとき制御部30では、放射能濃度が低レンジ用検出器3で測定対象としているレンジを超えたと判断する。そして、現在の放射能濃度が測定レンジに入っている高レンジ用検出器4にて測定された放射線検出信号を用いたカウント数を用いて放射線濃度を算出する。このように制御部30では、事故等の異常時に、高レンジ用検出部4から得られるカウント数を用いて放射能濃度を算出することで、高濃度レベルの放射能の算出を適切に行うことができる。その結果、低濃度レベルから高濃度レベルまでの広範囲を連続モニタリングする要請に応えることができる。
In this embodiment, since the
以上、詳述した本実施の形態の放射能測定装置1では、特許文献1や特許文献2に開示された放射線ガスモニタの構造と比べて、サンプリングガスを取り込むガス流路系統を1系統にすることができ、チャンバー2が1つ備えるだけで広範囲を連続モニタリングが可能になる。その結果、モニタ設備の大型化・複雑化を回避することができる。
As described above, in the radioactivity measuring apparatus 1 of the present embodiment described in detail, the gas flow path system for taking in the sampling gas is made one system as compared with the structure of the radiation gas monitor disclosed in Patent Document 1 or
また放射線ガスモニタとしてレンジの並列切替型を採用した場合との作用効果について比較すると、特許文献1や特許文献2に開示された放射線ガスモニタの構成では、低レンジモニタと高レンジモニタの間でガス流路の切替えを必要とするが、被測定気体が切り替え先のチャンバーに充填されるまでに所定時間を要するので、その間は正確な測定ができない問題があった。また、特許文献2に示す放射線ガスモニタのように1つの放射線検出器を低レンジモニタと高レンジモニタで兼用する構成では、測定対象レンジを低レンジから高レンジに切り替えた際に(又はその逆)、切り替え先の測定レンジに対応して正常測定状態になるまでに時間がかかる問題があった。本実施の形態の放射能測定装置1によれば、低レンジ用検出器3と高レンジ用検出器4は正常時及び異常時の如何に拘らず同時並列に正常測定状態を維持しているので、通常時と異常時とで測定レンジを切り替えても欠測を生じることなく連続測定可能である。
Further, when comparing the effects of the case where the range parallel switching type is adopted as the radiation gas monitor, in the configuration of the radiation gas monitor disclosed in Patent Document 1 or
また、本実施の形態は、低レンジ用検出器3及び高レンジ用検出器4の各測定対象レンジに応じた第1のコリメータ7と第2のコリメータ8を備えたので、低レンジ用検出器3と高レンジ用検出器4は、同一の検出感度(同一仕様)の検出器を用いることができる。なお、第1のコリメータ7と第2のコリメータ8を同じ開口幅に設定し(またはコリメータを除去し)、低レンジ用検出器3と高レンジ用検出器4として検出感度が異なる検出器を用いてもよい。
In addition, since the present embodiment includes the first collimator 7 and the second collimator 8 corresponding to the measurement target ranges of the
図1では、測定部が、測定空間S1(図2参照)を有するチャンバー2で構成されており、放射能測定装置1が、排気筒20に接続されたサンプリング配管21、22の途中に設けられている。ただし本実施の形態では、放射能測定装置1のサンプリングポイント又は設置場所を限定するものでなく、以下のサンプリングポイント又は設置場所とすることが可能である。
In FIG. 1, the measurement unit is configured by a
図4は、排気筒ダクトからガスをサンプリングする放射性ガスモニタシステムの系統図である。図4では、加圧水型原子炉(PWR)の原子力施設における気体状放出放射性物質試料採取系統に適用した放射性ガスモニタシステムを示している。図4において図1と同じ符号は図1と同じ部分を示している。図4では、放射能測定装置1が、排気筒20に繋がる最終ダクトとなる排気筒ダクト50に接続されたサンプリング配管51、52の途中に設けられている。図4に示す放射能測定装置1は、図1、図2と同様に、測定部としてのチャンバー2と、低レンジ用検出器3と、高レンジ用検出器4とを具備して構成されている。図4に示すように上流側のサンプリング配管51に、集塵部23、ポンプ27、流量制御弁26、流量計25等が接続されているが、これはあくまでも一例である。
FIG. 4 is a system diagram of a radioactive gas monitor system that samples gas from the exhaust duct. FIG. 4 shows a radioactive gas monitor system applied to a gaseous emission radioactive material sampling system in a nuclear facility of a pressurized water reactor (PWR). 4, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same parts as those in FIG. In FIG. 4, the radioactivity measurement apparatus 1 is provided in the middle of sampling
以上の説明では、低レンジ用検出器3と高レンジ用検出器4を、測定空間S1を挟んで対向配置する構成について説明したが、本発明は一対の検出器を対向配置する構成に限定されない。
In the above description, only the structure and the
図5は、プロセス配管に並列に配置した放射能測定装置の説明図である。図6は、図5中に示すAで囲まれた部分を拡大した断面図である。図5に示す放射能測定装置は、低レンジ用検出器と高レンジ用検出器を並列に配置する変形例を示している。また、本変形例は放射能測定装置1の設置場所をプロセス配管にした例である。 FIG. 5 is an explanatory diagram of a radioactivity measuring apparatus arranged in parallel with the process piping. FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of a portion surrounded by A shown in FIG. The radioactivity measurement apparatus shown in FIG. 5 shows a modification in which a low range detector and a high range detector are arranged in parallel. In addition, this modification is an example in which the installation location of the radioactivity measurement apparatus 1 is a process pipe.
図5に示す放射能測定装置60は、排気系のプロセス配管62の一部で構成される測定部61に検出器66、67が取り付けられている。プロセス配管62は、排ガスを排気筒20へ導く途中の配管である。プロセス配管62は、配管の一部に所定容積の測定空間S2を形成する測定部61が設けられている。測定部61は、下流側のプロセス配管63と上流側のプロセス配管64との間に接続されて、一体としてプロセス配管62を構成している。測定部61は両端部付近がプロセス配管62と同径に構成されていて、測定部61の両端部に形成されたフランジ65aを、対向するプロセス配管63、64のフランジ65bに接合して固定している。これにより、プロセス配管62の一部に検出器66、67を取り付け可能な測定部61を組み込むことができる。排ガスは図5に示す矢印方向に向けてプロセス配管62の内部を通過する。
In the
図5、図6に示すように、測定空間S2に検出面66aを向けた低レンジ用検出器(第1の検出器)66が測定部61に取り付けられている。また、測定空間S2に検出面67aを向けた高レンジ用検出器(第2の検出器)67が測定部61に取り付けられている。図5、図6に示す実施の形態では、低レンジ用検出器66及び高レンジ用検出器67が、図2と異なって、測定部61に対して被測定気体の流れる方向(図5の矢印方向)に沿って並列に配置されている。
As shown in FIGS. 5 and 6, a low range detector (first detector) 66 having a
図6に示すように、低レンジ用検出器66と測定空間S2との間には、低レンジ用検出器66の測定対象レンジに応じた開口を有する第1のコリメータ68が設けられている。また、高レンジ用検出器67と測定空間S2との間には、高レンジ用検出器67の測定対象レンジに応じた開口を有する第2のコリメータ69が設けられている。なお、図5、図6に示す低レンジ用検出器66及び高レンジ用検出器67は、図3A,図3Bに示す検出器と同じ構成のものを適用できる。
As shown in FIG. 6, between the measurement space S 2 and the low-
本変形例のように、プロセス配管62に測定部61を組み込んで放射能測定装置60を備えることで、サンプリング配管で測定容器まで試料ガスを導く必要がなくなり、簡単な構成とすることができる。
As in this modification, by incorporating the
なお、上記変形例のようにプロセス配管62の一部を測定部61とした構成でも、図2と同様に、低レンジ用検出器66及び高レンジ用検出器67を、測定部61に対して測定空間S2を挟んで対向配置させても良い。また、図2に示すチャンバー2を用いる構成であっても、上記変形例のように低レンジ用検出器3及び高レンジ用検出器4を、チャンバー2に対して被測定気体Gの流れる方向に沿って並列に配置することができる。
Even in the configuration in which a part of the
本発明の放射能測定装置によれば、通常時と事故等の異常時とで、欠測なく放射能の濃度変化を高精度に検出することができ、原子炉施設等に適宜使用できる。この際、本発明の放射能測定装置は、排気筒や排気筒ダクトから分岐したサンプリング配管の途中に配置したり、プロセス配管の一部を利用して構成することができ、加えて放射能測定装置の小型化を実現でき、検査基準や審査指針等に応じて放射能測定装置を必要とする場所に適宜設置することができる。 According to the radioactivity measuring apparatus of the present invention, it is possible to detect a change in radioactivity concentration with high accuracy without missing during normal times and when there is an abnormality such as an accident, and the radioactivity measuring device can be used appropriately in a nuclear reactor facility or the like. At this time, the radioactivity measuring device of the present invention can be arranged in the middle of the sampling pipe branched from the exhaust pipe or the exhaust pipe duct, or can be configured by using a part of the process pipe, in addition to the radioactivity measurement. Miniaturization of the device can be realized, and a radioactivity measuring device can be appropriately installed in a place where a radioactivity measuring device is required according to inspection standards, examination guidelines, and the like.
1、60 放射能測定装置
2 チャンバー(測定部)
S1、S2 測定空間
3、66 低レンジ用検出器(第1の検出器)
3a、4a、66a、67a 検出面
4、67 高レンジ用検出器(第2の検出器)
5、6 検出器ケース
7、8、68、69 コリメータ
9 密閉膜
11、12 検出器本体
13、15 遮蔽基部
14、16 コネクタ
17 収納筒
20 排気筒
21、22、51、52 サンプリング配管
30 制御部
31 遮蔽容器
41 プラスチックシンチレータ
43 光電子増倍管
48 NaIシンチレータ
50 排気筒ダクト
61 測定部
62、63、64 プロセス配管
1, 60
S 1 , S 2 Measurement space 3, 66 Low range detector (first detector)
3a, 4a, 66a,
5, 6
Claims (7)
前記測定空間に検出面を向けるように前記測定部に取り付けられ、前記被測定気体の放射能濃度のうち相対的に低いレンジを測定対象とする第1の検出器と、
前記測定空間に検出面を向けるように前記測定部に取り付けられ、前記被測定気体の放射能濃度のうち相対的に高いレンジを測定対象とする第2の検出器と、
を具備したことを特徴とする放射能測定装置。 A measurement unit comprising a part of a chamber or process piping forming a measurement space of a predetermined volume, and a measurement gas passing through the measurement space;
A first detector which is attached to the measurement unit so as to direct the detection surface toward the measurement space, and has a relatively low range of the radioactivity concentration of the gas to be measured;
A second detector that is attached to the measurement unit so as to direct the detection surface toward the measurement space, and has a relatively high range of the radioactivity concentration of the gas to be measured;
A radioactivity measuring apparatus comprising:
前記第2の検出器の検出面と前記測定空間との間に設けられ、前記第2の検出器の測定対象レンジに応じた開口を有する第2のコリメータと、
を具備したことを特徴とする請求項2又は請求項3記載の放射能測定装置。 A first collimator provided between a detection surface of the first detector and the measurement space, and having an opening corresponding to a measurement target range of the first detector;
A second collimator provided between a detection surface of the second detector and the measurement space, and having an opening corresponding to a measurement target range of the second detector;
The radioactivity measurement apparatus according to claim 2 or 3, characterized by comprising:
The radioactivity measurement apparatus according to claim 1, wherein the measurement unit is configured by a part of a process pipe of an exhaust system.
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