JP2837779B2

JP2837779B2 - 放射性ガス測定装置

Info

Publication number: JP2837779B2
Application number: JP19564392A
Authority: JP
Inventors: 啓文鈴木; 芳嗣足達
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 1992-07-22
Filing date: 1992-07-22
Publication date: 1998-12-16
Anticipated expiration: 2013-12-16
Also published as: JPH0643144A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、放射性ガス測定装置に
関し、特に安定かつ高精度に測定を行うことができる放
射性ガス測定装置に関する。

【０００２】放射性ガスは放射能を発生するため、安全
性等のため成分、残在放射能等の管理を行うことが望ま
れる。たとえば、放射性標識ガスを医療に使用する場合
は、使用前にガスクロマトグラフと放射能検出器によ
り、化学的純度と放射化学的純度を測定する必要があ
る。

【０００３】

【従来の技術】ガスの化学的純度の測定は、ガスクロマ
トグラフによって行うことができる。また、ガスの放射
化学的純度は、放射能検出器により行うことができる。
しかしながら、放射性ガスの測定は、測定後のガスを大
気中に解放することができず、タンクに溜める必要があ
る。

【０００４】医療に使用される放射性元素としては、¹⁵
Ｏ、¹³Ｎ、¹¹Ｃ等があり、放射性ガス¹⁵Ｏ2 、Ｃ¹⁵Ｏ、
Ｃ¹⁵Ｏ2 、¹³Ｎ2 、¹¹ＣＯ、¹¹ＣＯ2 等が放射性標識ガ
スとして用いられる。

【０００５】図５に従来の技術による放射性ガスの測定
を示す。図５（Ａ）は測定システムを示す。サンプルガ
スは、３方コック５１を通って第１の分析用カラムＣＬ
１と、第１のサーモカップルデバイス（ＴＣＤ１）の直
列流路へ、また３方コック５２を通って第２の分析用カ
ラムＣＬ２と第２のＴＣＤの直列流路かに流され、再び
回収側流路５３に合流接続される。なお、キャリアガス
も同様に３方コック５１、５２に接続され、いずれの直
列流路かに流される。

【０００６】カラムＣＬ１とＣＬ２は、たとえば異なる
吸着特性を示す吸着剤を含み、所定時間経過後に所定の
ガス成分を解放する。これらのガス成分の流量は、ＴＣ
Ｄ１、ＴＣＤ２によって検出され、ＴＣＤ１、ＴＣＤ２
が構成するブリッジ回路を介して、ガスの化学的純度が
測定される。

【０００７】回収側流路５３には、放射能検出器ＲＩが
近接して配置され、流路５３を流れるガスの放射能を測
定する。測定後のガスはポンプ５５によってタンク５６
に蓄えられる。

【０００８】図５（Ｂ）は、ＴＣＤによる化学的純度の
測定例を示す。ＴＣＤ１、ＴＣＤ２は、それぞれカラム
ＣＬ１、ＣＬ２から供給されるガスを測定し、その所定
成分の比を検出する。このようにして、サンプルガスの
化学的純度が測定される。

【０００９】図５（Ｃ）は、放射能検出器ＲＩによる放
射化学的純度の測定を示す。放射能検出器ＲＩは、回収
側流路５３を流れるガスの発する放射能を検出する。検
出値は、放射性ガスの放射能に比例するため、図に示す
ような母線を用いてサンプルガスの放射化学的純度を測
定することができる。

【００１０】測定するサンプルガスが、放射性ガスのた
め、測定後のガスは大気中に放出できずポンプ５５を介
してタンク５６に回収される。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】化学的純度および放射
化学的純度を測定した測定後のガスをポンプを稼働させ
ながらタンクに蓄えようとすると、測定中のガス流路の
圧力が変動する。分析用カラムとＴＣＤを含むガスクロ
マトグラフにおいて、ガス圧力が変動するとベースライ
ンが変動し、微量分析が困難になる。

【００１２】また、サンプリング圧力が変動すると、ガ
ス流量が変動し、化学的純度や放射化学的純度の絶対量
の測定が困難になる。また、２つの分析カラムを用いて
化学的純度を測定する際、ガス圧力が変動するとカラム
切換えの際、ベースラインが安定するまでにたとえば十
数分という長い時間が必要になる。

【００１３】また、真空ポンプが故障した場合には、Ｔ
ＣＤに圧力の高過ぎるガスが流入し、ＴＣＤが故障する
原因ともなる。また、図５（Ａ）に示すような測定シス
テムを用いて放射性標識ガスの純度を測定するためには
繁雑な操作を必要とした。

【００１４】本発明の目的は、安定かつ高精度に放射性
ガスの測定を行なうことができる放射性ガス測定装置を
提供することである。本発明の他の目的は、簡単な操作
で放射性ガスの測定を行なうことができる放射性ガス測
定装置を提供することである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の放射性ガス測定
装置は、放射性ガスを導入するための導入手段と、放射
性ガスを収容するためのサンプリング容器と、前記サン
プリング容器内の放射性ガスを導入して測定するための
測定装置と、測定後の放射性ガスを貯蔵するためのガス
バッグと、ガスバッグ内を排気し、排気したガスをタン
ク内に収容するための排気装置と、前記ガスバッグの体
積が所定の値に達した時前記排気装置を作動させるため
のセンサとを含む。

【００１６】

【作用】測定後の放射性ガスは、ガスバッグに貯蔵され
るため、放射性ガスの圧力を安定に維持することができ
る。放射性ガスの圧力が安定に維持されるため、測定に
おける精度が向上する。

【００１７】さらに、測定後の貯蔵放射性ガスの量が増
大し、ガスバッグの体積が所定の値に達した時には、セ
ンサが排気装置を作動させるため、測定装置の操作は簡
単である。

【００１８】

【実施例】図１は、本発明の実施例による放射性標識ガ
スの測定装置を示す。この測定装置は放射性標識ガスの
化学的純度と放射化学的純度を測定することができる。

【００１９】ガスクロマトグラフ１は、２つのカラムと
１つのＴＣＤを有し、サンプルガスの化学的純度を測定
できる。ガスクロマトグラフ１には、２つのサンプルガ
ス入口と１つのキャリアガス入口が設けられている。２
つのサンプルガス入口は、６方コックを用いて構成され
た２つのサンプラ４、５に接続されている。

【００２０】サンプルガスは、３方バルブＶ１を介して
導入され、減圧弁２によって一定圧力に減圧される。こ
の減圧されたサンプルガスが第１のサンプラ４に供給さ
れ、図示の状態においては、サンプリング容器１２を介
して直列に接続された第２のサンプラ５に配管Ｌ１を介
して供給される。

【００２１】第２サンプラ５においては、供給されたサ
ンプルガスはサンプリング容器１３を通り、電磁駆動２
方コックであるバルブＶ２を介して回収用配管Ｌ２に接
続されている。回収用配管Ｌ２は、ポンプ１７を介して
タンクＴに接続されている。

【００２２】サンプラ４、５の間の配管Ｌ１には、圧力
スイッチＰが接続されており、圧力が所定値に達した時
にスイッチが入り、サンプリング容器１２、１３に一定
量のサンプルガスを収容する。

【００２３】サンプラ４、５には、ヘリウムガス等のキ
ャリアガス供給口ＣＧ１とＣＧ２に接続された口、ガス
クロマトグラフの２つの入口に接続された口も設けられ
ている。図示の状態においては、キャリアガス供給口Ｃ
Ｇ１、ＣＧ２はサンプラ４、５を介して直接ガスクロマ
トグラフ１に接続されている。

【００２４】このサンプラ４、５は減圧弁２とバルブＶ
２の間にサンプリング容器１２、１３を直列に接続し、
放射性標識ガスのサンプルガスをサンプリング容器１
２、１３にサンプルすることができると共に、そのコッ
クを回転することにより、サンプリング容器１２、１３
をキャリアガス供給口ＣＧ１、ＣＧ２とクロマトグラフ
１との間に接続することもできる。

【００２５】図２は、このサンプラの構成と作用をより
詳細に示す。図２（Ａ）は、サンプラの構成を概略的に
示す。サンプラ４は、２つの入口Ｉ１、Ｉ２、２つの出
口Ｏ１、Ｏ２およびサンプリング容器１２が接続された
２つの中間口を有する。サンプラ５も同様に、２つの入
口Ｉ３、Ｉ４、２つの出口Ｏ３、Ｏ４およびサンプリン
グ容器１３の接続された２つの中間口を有する。

【００２６】図２（Ｂ）に示すように、各サンプラ４、
５の内部コックは、隣接する３対の口を接続する。サン
プリング時には、図に示すように、入口Ｉ１がサンプリ
ング容器１２を介して出口Ｏ１に接続され、出口Ｏ１は
配管Ｌ１を介して第２のサンプラ５の入口Ｉ３に接続さ
れ、入口Ｉ３はサンプリング容器１３を介して出口Ｏ３
に接続され、出口Ｏ３は回収用配管Ｌ２に接続される。

【００２７】なお、この時、サンプラ４、５の入口Ｉ
２、Ｉ４はそれぞれＯ２、Ｏ４に直結されている。この
状態で入口Ｉ１にサンプルガスである放射性標識ガスを
供給し、サンプリング容器１２、１３に所定量の放射性
標識ガスを収容する。

【００２８】サンプラ４、５はそれぞれ電磁駆動手段を
有しており、選択的に駆動することができる。図２
（Ｃ）は、第１のサンプラ４を回転させてサンプリング
容器１２をキャリアガス入口ＣＧ１に接続させた入口Ｉ
２とクロマトグラフに接続された出口Ｏ２の間に接続し
た状態を示す。なお、サンプラ５は図２（Ｂ）と同一の
状態に保たれている。

【００２９】この状態においては、キャリアガス供給口
ＣＧ１からサンプリング容器１２にキャリアガスが送ら
れ、サンプルされた放射性標識ガスはキャリアガスに押
出されてクロマトグラフ供給される。

【００３０】図２（Ｄ）は、第２のサンプラ５からサン
プルガスを供給する状態を示す。第１のサンプラ４は、
図２（Ｂ）と同様の状態に保たれている。第２サンプリ
ング容器１３は、キャリアガス供給口ＣＧ２に接続され
た入口Ｉ４とクロマトグラフ１に接続された出口Ｏ４の
間に接続されている。この状態においては、第２のサン
プリング容器１３に収容されたサンプルガスは、キャリ
アガスに押出されてクロマトグラフに供給される。

【００３１】ガスクロマトグラフ測定時においては、図
２（Ｃ）または（Ｄ）の状態が保たれる。これらの状態
の選択は、スイッチ１つを押すことによって実現され
る。ガスクロマトグラフ１は、２つのカラムを有し、そ
れぞれ独立の測定を行うことができる。図３は、ガスク
ロマトグラフによる測定を説明するための図である。

【００３２】図３（Ａ）、（Ｂ）は、ガスクロマトグラ
フ１内に設定された２つのカラムに対応したＴＣＤ１お
よびＴＣＤ２の出力波形を示す。なお、ＴＣＤ２の出力
は、正負反転した波形となっている。

【００３３】このままの状態では、ガスクロマトグラフ
の出力波形を判断し難いため、ガスクロマトグラフ１内
には、図３（Ｃ）に示すような、リレースイッチＲＬが
設けられている。図示の状態においては、ガスクロマト
グラフ１の正極端子＋と負極端子−がそれぞれ制御処理
装置１５の正極と負極に直結されている。この状態は、
ＴＣＤ１の出力を測定する場合に対応する。

【００３４】ＴＣＤ２の出力を測定する時には、図示の
オンしているスイッチがオフし、オフしているスイッチ
がオンする。すると、ガスクロマトグラフ１の正極＋と
負極−はそれぞれ制御処理装置１５の負極−と正極＋に
接続され、極性が反転して供給される。このため、制御
処理装置１５の受けるＴＣＤ２の出力は、図３（Ｄ）に
示すように、極性を反転した出力となる。

【００３５】制御処理装置１５は、ＴＣＤ１およびＴＣ
Ｄ２からそれぞれ極性の揃えた出力波形を受取るため、
信号波形の処理が容易となり、各表示器上に判断の容易
な波形を表示することができる。

【００３６】ガスクロマトグラフ１で化学的純度を測定
されたサンプルガスは、回収用配管Ｌ３に供給され、Ｎ
ａＩで構成された放射能検出器１１の近傍を通って放射
能を測定され、流量計７、３方バルブ１３を介してガス
バッグ９へと供給される。

【００３７】ガスバッグ９は、放射能を遮蔽する機能を
有する遮蔽容器８内に設置されており、大気圧状態に保
たれている。測定後のサンプリングガスがガスバッグ９
に供給されると、ガスバッグ９は次第に膨らむが、圧力
は一定に保たれる。

【００３８】遮蔽容器８内には、３つのリミットスイッ
チＬＳ１、ＬＳ２、ＬＳ３が配置されている。ガスバッ
グ９が膨らむに従ってリミットスイッチＬＳ１、ＬＳ
２、ＬＳ３が順次オンする。

【００３９】図４は、ガスバッグ９を収容した遮蔽容器
８内のリミットスイッチＬＳ１、ＬＳ２、ＬＳ３の作動
を説明するための図である。図４（Ａ）は、初期状態を
示す。ガスバッグ９は内部のガスを回収された状態にあ
り、リミットスイッチＬＳ１、ＬＳ２、ＬＳ３はそれぞ
れオフした状態にある。ガスバッグ９に放射性標識ガス
が供給されると、ガスバッグ９は次第に膨らみ、リミッ
トスイッチＬＳ１、ＬＳ２が順次オンする。

【００４０】図４（Ｂ）は、ガスバッグ９がかなり膨ら
み、リミットスイッチＬＳ１とＬＳ２がオンした状態を
示す。リミットスイッチＬＳ２は、まもなくガスバッグ
９が収容能力限界に達することを警告するために設けら
れたスイッチである。

【００４１】たとえば、リミットスイッチＬＳ２の出力
によって制御処理装置１５上の警告ランプを点灯させる
ことにより、操作者にまもなく測定を中断しなければな
らないことを警告する。

【００４２】図４（Ｃ）は、ガスバッグ９が能力限界近
くまで膨らみ、第３のリミットスイッチＬＳ３のオンし
た状態を示す。リミットスイッチＬＳ３の出力信号は、
電磁駆動３方バルブＶ３およびポンプ１７に連動してお
り、リミットスイッチＬＳ３がオンすると、バルブＶ３
はガスバッグ９をポンプ１７に接続し、ポンプ１７はガ
スバッグ９内の放射性標識ガスをタンクＴに回収するよ
うに作動を始める。

【００４３】ポンプ９が作動してガスバッグ９内の放射
性標識ガスがタンクＴ内に回収されると、ガスバッグ９
は次第にしぼんでいく。ガスバッグ９がしぼんでいく
と、リミットスイッチＬＳ３、ＬＳ２、ＬＳ１は順次オ
フする。

【００４４】図４（Ｄ）は、ガスバッグ９がしぼみ、リ
ミットスイッチＬＳ３、ＬＳ２、ＬＳ１が全てオフした
状態を示す。リミットスイッチＬＳ１がオフした時は、
ガスバッグ９内の放射性標識ガス回収が終了した合図で
あり、リミットスイッチＬＳ１のオフ信号を検出してバ
ルブＶ３、ポンプ１７を制御し、ガスバッグ９をクロマ
トグラフ１側に接続すると共にポンプ１７の作動を停止
させる。

【００４５】なお、サンプルガス導入側の３方バルブＶ
１の残りの１つの口は、収容空間を有する放射能検出器
１４を介して次段の測定装置に接続されている。制御処
理装置１５は、上述の制御の他、図１に示す放射性ガス
測定装置全体の動作を制御する。

【００４６】本実施例の放射性ガス測定装置によれば、
測定後の放射性ガスはガスバッグ９に収容される。ガス
バッグ９は、一定圧力で供給されたガスを収容するた
め、測定ラインにおける圧力は一定に保つことができ
る。なお、遮蔽容器８を気密構造とし、圧力検出装置、
圧力調整装置を設けて遮蔽容器８内の圧力を常に一定に
保つようにすれば、大気圧変動による影響も防止するこ
とが可能である。

【００４７】ガスバッグを用いて測定後のガスを等圧で
回収すると、測定ラインのガス圧が安定するため、ガス
クロマトグラフ測定のベースラインが安定に維持され、
微量分析も可能となる。

【００４８】ガスバッグ９に回収した放射性標識ガスの
量が一定量に達すると、リミットスイッチＬＳ３の出力
により、自動的にタンクＴへのガス回収が開始するた
め、測定装置操作者の操作は簡単である。

【００４９】放射性標識ガスのサンプリング時において
は、減圧弁２によって一定圧力に減圧された放射性標識
ガスが２つのサンプラ４、５を直列に流れ、バルブ２を
介して回収されるため、サンプリング容器１２、１３部
分の圧力は安定に保たれる。圧力スイッチＰの出力をモ
ニターし、サンプリングを制御することによって、自動
的に所望圧力の放射性標識ガスをサンプリングすること
ができる。このため、放射性標識ガスの純度の絶対値測
定が可能となる。

【００５０】サンプリング容器１２、１３は、直列に接
続することができるため、１度の操作で放射性標識ガス
を複数単位サンプリングすることができる。さらに、サ
ンプリング容器１２、１３を選択的にガスクロマトグラ
フ１に接続することができるため、２つのサンプリング
ガスを任意にガスクロマトグラフに供給することができ
る。

【００５１】ガス切換えは、６方コックを有するサンプ
ラ４、５の操作のみによって可能であり、供給ガスの圧
力安定化までの時間が短縮化される。サンプラ４、５は
電磁駆動することができる。

【００５２】流量計７は、測定ガスの絶対量を測定でき
ると共に、ガス流量が一定値以下になった時には、エラ
ー信号を発生し、ＴＣＤへの電流供給を停止させること
ができる。このため、ＴＣＤの破損を防止することがで
きる。

【００５３】制御処理装置１５に設けられたガスクロマ
トグラフ立上げスイッチを押すと、自動的にガスクロマ
トグラフのヒータが昇温し、昇温終了をチェックした
後、ＴＣＤに電流を流し、測定可能状態とすることがで
きる。

【００５４】また、測定終了スイッチを押せば、先ずＴ
ＣＤ電流が停止し、その後キャリアガスが停止するよう
にできる。測定を自動化すれば、１つのスイッチを押す
ことにより、自動的に一定量の放射性標識ガスをサンプ
リングし、続いてサンプリング容器１２、１３に収容さ
れたサンプルガスを順次自動的に測定することができ
る。なお、放射能検出器１１により、同時に放射能の検
出も行えることは自明であろう。

【００５５】また、切換えスイッチを設けることによ
り、任意にサンプリング容器１２、１３の切換えを行
い、ＴＣＤ１、ＴＣＤ２の測定を切換えることもでき
る。また、制御処理装置１５にガス回収スイッチを設け
ることにより、任意にエアバッグ９内のガスをタンクＴ
に回収することもできる。

【００５６】このように、大気中に解放できない危険性
のある放射性標識ガスをタンクＴに回収しながら化学的
純度、放射化学的純度を測定する場合においても、安定
したベースラインを有し、絶対値の測定が可能であり、
短時間に測定を行うことのできる放射性標識ガス測定装
置が提供される。

【００５７】サンプリング容器は、高精度に一定量のサ
ンプルガスを収容することができ、自動的もしくは任意
にガスクロマトグラフにサンプルガスを供給することが
できる。

【００５８】なお、２つのサンプラが直列に接続された
構造を説明したが、サンプラの数は任意に選択すること
ができる。たとえば、１種類の測定でよければ、サンプ
ラを１個としてもよく、さらに多種類の測定を行なう時
には、３個以上のサンプラを直列接続してもよい。

【００５９】風船状のガスバッグを開示したが、ガスバ
ッグはわずかな内圧増加によって膨らむものであればよ
い。風船状以外にもベローズ形等種々の形態で実現でき
る。また、ガスバッグの数を複数個設けることも可能で
ある。たとえば、２個のガスバッグを設け、一方のガス
バッグが収容能力限界に達した時には、一方のガスバッ
グから他方のガスバッグにガス回収ラインを切替えるこ
とにより、ガスバッグが一杯になっても測定を続行する
こともできる。

【００６０】なお、この時他方のガスバッグに測定ガス
を回収しながら、一杯になった一方のガスバッグをポン
プを介してタンクに接続することもできる。ガスバッグ
を再生し、再び使用可能とすれば測定を任意に継続する
ことができる。

【００６１】以上実施例に沿って本発明を説明したが、
本発明はこれらに制限されるものではない。たとえば、
種々の変更、改良、組み合わせが可能なことは当業者に
自明であろう。

【００６２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
放射性ガスの測定を安定かつ高精度に行うことができ
る。

【００６３】また、放射性ガスの純度の絶対値を測定す
ることが可能となる。さらに、放射性ガス測定の操作を
単純化することができる。このため、医療現場において
放射性ガスの純度測定が極めて容易となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例による放射性ガス測定装置の構
成を示すブロック図である。

【図２】図１の測定装置におけるサンプラの機能を説明
するための図である。

【図３】図１の測定装置のガスクロマトグラフによる測
定を説明するための図である。

【図４】図１の測定装置のガスバッグの機能を説明する
ための図である。

【図５】従来の技術による放射性ガス測定を説明するた
めの図である。

【符号の説明】

２減圧弁４、５サンプラ７流量計８遮蔽容器９ガスバッグ１１、１４放射能検出器１２、１３サンプリング容器１５制御処理装置１７ポンプＶバルブＰ圧力スイッチＴタンクＩ入口Ｏ出口ＬＳリミットスイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G01N 30/02 G01N 30/62 G01T 7/02 G21F 9/36 G01N 23/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】放射性ガスを導入するための導入手段
と、放射性ガスを収容するためのサンプリング容器と、前記サンプリング容器内の放射性ガスを導入して測定す
るための測定装置と、測定後の放射性ガスを貯蔵するためのガスバッグと、ガスバッグ内を排気し、排気したガスをタンク内に収容
するための排気装置と、前記ガスバッグの体積が所定の値に達した時前記排気装
置を作動させるためのセンサとを含む放射性ガス測定装
置。
【請求項２】さらに、２つの６方コックを含み、前記
測定手段は、２つのカラムと１つのサーモカップルデバ
イス（ＴＣＤ）を含み、前記サンプリング容器はそれぞれ前記６方コックの２つ
の口の間に接続された２つのサンプリング容器であり、前記６方コックの各々は、他に放射性ガス用入口、キャ
リアガス用入口、カラム出口、回収用出口を有し、前記
２つの６方コックは前記導入手段と前記排気手段との間
に２つの前記サンプリング容器を直列に接続でき、前記
サンプリング容器のいずれをも選択的にキャリアガス用
入口と前記測定手段との間に接続できる請求項１記載の
放射性ガス測定装置。
【請求項３】前記導入手段は減圧弁を有し、さらに、
一方の前記６方コックの回収用出口と前記排気装置との
間に配置されたバルブを有する請求項２記載の放射性ガ
ス測定装置。
【請求項４】前記測定装置は、前記ＴＣＤの下流側に
さらに流量計と放射能検出器とを含む請求項２ないし３
記載の放射性ガス測定装置。