JP3779374B2 - Radiation detection sampler - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原子力施設における排気筒放射線モニタを校正するための放射線検出用サンプラに関する。
【0002】
【従来の技術】
原子力施設における排気筒には、排気ガス中に放射性物質が含まれているか否かを監視する目的で排気筒放射線モニタが設置されている。
従来、かかる排気筒放射線モニタを校正するため、排気筒放射線モニタのサンプリングガスに含まれている放射性物質の核種分析を行う放射線検出用サンプラが使用されている。
【0003】
この放射線検出用サンプラは、気体に含まれる放射性物質の核種分析を行うだけのものであり、液体試料、固体試料に対しては排気筒放射線モニタの他の設備で採取し、その核種分析は別の核種分析装置を使用して行っている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
このように従来の放射線検出用サンプラでは、気体だけの核種分析しかできないため、気体以外の液体試料、固体試料についてはそれぞれ別の核種分析装置により核種分析を行うための各設備が必要となる。
【0005】
一方、連続して流れる液体中に含まれる放射性物質の放射能を測定する場合には、液体専用のサンプルチャンバーが用いられるが、このサンプルチャンバー内を流れる液体の流速が速い場合には放射性物質がサンプルチャンバー内に長く滞留しないため、測定精度が悪いという問題がある。
【0006】
本発明の第1の目的は気体以外の液体試料、固体試料の核種分析を同一の放射線検出器により行うことができ、設備の利用範囲の広い放射線検出用サンプラを提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するため、次のような手段により放射線検出用サンプラを構成する。
請求項1に対応する発明は、遮蔽容器と、この遮蔽容器の底部に設置された放射線検出器と、前記遮蔽容器内であって前記放射線検出器上方に昇降自在に設置され、流体試料を供給・排出するフレキシブル配管が前記遮蔽容器の内外を貫通させて接続されており、前記放射線検出器に対向する位置に凹部が設けられたチェンバーと、前記放射線検出器と前記凹部との間に設けられた着脱自在の試料台とを具備し、前記試料台が配置されている状態では前記チェンバーは前記放射線検出器上方に移動し、前記チェンバー内の試料を検出対象とする場合には前記試料台を除去して前記放射線検出器が前記凹部内に挿入されるよう前記チェンバーを下降移動させる。
【0009】
従って、このような構成の放射線検出用サンプラにおいては、サンプルチャンバーによりサンプルガスを導入して気体の核種分析測定を行っていないときは同一の放射線検出器により液体又は固体試料の核種分析測定を行うことができるので、設備の利用範囲が広くなる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図1は本発明による放射線検出用サンプラの第1の実施の形態を示す構成例を示す断面図である。
【0013】
図1(a)において、1は架台2上に設置された鉛・銅等からなる遮蔽容器で、この遮蔽容器1内の底面のほぼ中央部には筒状の試料台3が設置され、この試料台3の中途に設けられた支持体4の上に液体又は固体分析試料5が載置される。
【0014】
また、試料台3内の支持体4の下方にゲルマニュウム半導体検出器(以下Ge検出器と呼ぶ)6が設けられ、このGe検出器6は架台1側から遮蔽容器1の底部を貫通させて設けられたパイプ状のガイド7に取付けられている。
【0015】
上記ガイド7の架台1側には、ガイド7内に存するケーブルに電気的に接続されてGe検出器6により検出された放射線検出信号を増幅するプリアンプ8が設けられ、さらにガイド7の端部には液体窒素が収容された冷却容器9が取付けられている。
【0016】
一方、遮蔽容器1内にサンプルチャンバー10が設けられ、このサンプルチャンバー10は遮蔽容器1底面に垂直に取付けられた昇降機構11に上下方向に移動可能に支持されている。
【0017】
このサンプルチャンバー10は、上記Ge検出器6に対応する部分に凹部10aが形成され、この凹部10a内にGe検出器6が挿入可能になっている。また、サンプルチャンバー10内にサンプルガスを充填するためのフレキシブル配管12及びサンプルチャンバー10内のサンプルガスを外部に排出するためのフレキシブル配管13を遮蔽容器1の側壁の適宜箇所を貫通させてそれぞれ配設すると共に、フレキシブル配管12の端部はサンプルチャンバー10の下部に接続され、フレキシブル配管13の端部はサンプルチャンバー10の上面中央部に接続される。
【0018】
これらフレキシブル配管12及び13は、サンプルチャンバー10の昇降移動に追従可能なものである。
次に上記のように構成された放射線検出用サンプラの作用について述べる。
【0019】
液体試料又は固体試料を分析するときは、図1(a)に示すようにサンプルチャンバー10を昇降機構11により試料台3の上方に移動させ、また試料台3上に例えばトリチューム回収装置により採取された液体試料又はダストサンプラ(ろ紙)やよう素フィルタ(活性炭吸着フィルタ)により採取された固体試料等の分析試料5を載置する。
【0020】
このようにすれば、Ge検出器6はその上部に存する液体又は固体試料に含有する放射線を検出し、その検出信号はプリアンプ8により増幅された後、図示しない分析器、例えばマルチチャンネルアナライザに伝送されて核種分析が行われる。
【0021】
他方、気体分析を行う場合は、図1(a)に示す試料台3及び分析試料5を外部に取出してGe検出器6のみとし、サンプルチャンバー10を昇降機構11により下降移動させ、図1(b)に示すようにサンプルチャンバー10に形成された凹部10a内にGe検出器6が挿入される位置で停止する。
【0022】
この状態でフレキシブル配管12を通してサンプルチャンバー10内にサンプリングガスを導入してGe検出器6からの検出信号を前述同様に例えばマルチチャンネルアナライザに伝送することにより核種分析を行うことができる。
【0023】
このように第1の実施の形態では、遮蔽容器1内に昇降機構11により昇降移動するサンプルチャンバー10を設け、サンプルガスの核種分析を行う場合にはGe検出器6の上部にサンプルチャンバー10を移動させ、気体分析を行っていない場合にはサンプルチャンバー10を上方へ移動させてGe検出器6部に試料台3を配置すると共に、この試料台3に液体又は固体試料5を載置して核種分析を行えるようにしたので、設備の利用範囲が広くなり、従来のように気体以外に液体、固体の各試料に対応する別の核種分析装置により核種分析を行うための設備が不要となる。
【0024】
なお、上記第1の実施の形態ではGe検出器6を冷却容器9に収容された液体窒素により冷却するようにしたが、放射線検出器によっては必ずしも液体窒素による冷却機能がなくてもよい。
【0025】
ところで、上記第1の実施の形態では1つの放射線検出用サンプラにより気体、液体、固体試料の核種分析を行う場合について述べたが、連続して流れる液体中に含まれる放射性物質の放射能を測定して核種分析するものにあっては適用することができないため、液体専用のサンプルチャンバーが必要となる。
【0026】
図2は本発明の第2の実施の形態として液体専用の放射線検出用サンプラを示す断面図である。
図2において、21は鉛製の遮蔽容器で、この遮蔽容器21内には一方の側壁下部を貫通させて設けられた入口配管22を通して液体が流入し、且つ内部を環流して他方の側壁上部を貫通させて設けられた出口配管23を通して外部に流出するようにしたサンプルチャンバー24が設けられている。
【0027】
このサンプルチャンバー24は、両端開口部が閉塞された筒体の上面のほぼ中央より内方に膨出させた凹部24aが形成され、この凹部24aには放射線検出器25が挿入されている。
【0028】
また、サンプルチャンバー24内には液体を浸透させ、放射性物質を吸着する中空糸膜フィルタ26が設けられる。この中空糸膜フィルタ26は、図3に示すように細い管状の中空糸膜を束ねたもので、表面から内部に浸透した液体が中空部を通して排水される構成となっている。
【0029】
このような構成の放射線検出用サンプラにおいて、入口配管22からサンプルチャンバー24内に流入した液体は中空糸膜フィルタ26の表面から内部に浸透し、中空部を通して出口配管23を通して外部に排出される。この時、中空糸膜を通り抜けなかった放射性物質が中空糸膜の表面に吸着する。
【0030】
従って、サンプルチャンバー24内に流れる液体の流速が速くても液体中に含まれる放射性物質のみを中空糸膜の表面に長く滞留させることが可能となるので、放射線検出器25による放射線の測定精度を向上させることができる。
【0031】
上記第2の実施の形態によれば、サンプルチャンバー24内に中空糸膜フィルタ26を設けることにより、連続して流れる液体の流速を遅くすることなく、液体中に含まれる放射性物質のみを中空糸膜の表面に吸着させ、長時間サンプルチャンバー24内に滞留させることができ、放射線検出器25への放射線量が増加する。
【0032】
このことは、被測定物が低放射能レベルの液体の場合、放射線検出器が測定した放射能値/バックグランド放射能値比(S/N比)が向上し、測定精度を良くすることができる。
以上第2の実施の形態は測定対象が液体として説明してきたが、気体に対しても適用することができる。
【0033】
【発明の効果】
以上述べたように本発明による放射線検出用サンプラによれば、気体以外の液体試料、固体試料の核種分析を同一の放射線検出器により行うことができ、設備の利用範囲を拡大することができる。
【0034】
また、流体専用の放射線検出用サンプラによれば、被測定物が低レベル放射能レベルの流体であっても、サンプルチャンバー内に設けられた中空糸膜フィルタにより被測定物質と流体を分離し、サンプルチャンバー内に放射性物質を滞留させることができるので、連続してサンプルチャンバー内を流れる流体の流速が速くても精度良く放射能を測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による放射線検出用サンプラの第1の実施の形態を示すもので、(a)は液体又は固体試料の分析を行う場合の断面図、(b)は気体試料の分析を行う場合の断面図。
【図2】本発明による液体専用の放射線検出用サンプラの第2の実施の形態を示す断面図。
【図3】図2の中空糸膜フィルタのA部を拡大して示す斜視図。
【符号の説明】
1……鉛・銅等からなる遮蔽容器
2……架台
3……試料台
4……支持体
5……固体分析試料
6……Ge検出器
7……ガイド
8……プリアンプ
9……冷却容器
10……サンプルチャンバー
11……昇降機構
12,13……フレキシブル配管
21……鉛製の遮蔽容器
22……入口配管
23……出口配管
24……サンプルチャンバー
24a……凹部
25……放射線検出器
26……中空糸膜フィルタ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a radiation detection sampler for calibrating an exhaust stack radiation monitor in a nuclear facility.
[0002]
[Prior art]
An exhaust pipe radiation monitor is installed in an exhaust pipe in a nuclear facility for the purpose of monitoring whether or not a radioactive substance is contained in the exhaust gas.
Conventionally, in order to calibrate such an exhaust stack radiation monitor, a radiation detection sampler that performs nuclide analysis of a radioactive substance contained in a sampling gas of the exhaust stack radiation monitor has been used.
[0003]
This sampler for radiation detection is used only for nuclide analysis of radioactive materials contained in gas. Liquid samples and solid samples are collected by other equipment in an exhaust stack radiation monitor. Using a nuclide analyzer.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, since the conventional sampler for radiation detection can only perform nuclide analysis of only gas, each facility for performing nuclide analysis with a separate nuclide analyzer is required for liquid samples and solid samples other than gas.
[0005]
On the other hand, when measuring the radioactivity of a radioactive substance contained in a continuously flowing liquid, a sample chamber dedicated to the liquid is used, but when the flow rate of the liquid flowing in the sample chamber is high, the radioactive substance is not contained. There is a problem that measurement accuracy is poor because it does not stay in the sample chamber for a long time.
[0006]
A first object of the present invention is to provide a radiation detection sampler that can perform nuclide analysis of liquid samples other than gas and solid samples with the same radiation detector and has a wide utilization range of equipment.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention constitutes a radiation detection sampler by the following means.
The invention corresponding to claim 1 includes a shielding container, a radiation detector installed at the bottom of the shielding container, and a fluid sample installed in the shielding container so as to be movable up and down above the radiation detector. A flexible pipe for supplying and discharging the gas is connected through the inside and outside of the shielding container, and a chamber having a recess provided at a position facing the radiation detector, and between the radiation detector and the recess. A detachable sample stage provided, and in a state where the sample stage is arranged, the chamber moves above the radiation detector, and the sample in the chamber is used as a detection target. The platform is removed and the chamber is moved downward so that the radiation detector is inserted into the recess.
[0009]
Therefore, in the sampler for radiation detection having such a configuration, when the sample gas is introduced by the sample chamber and the nuclide analysis of the gas is not performed, the nuclide analysis of the liquid or solid sample is performed by the same radiation detector. As a result, the range of use of the facilities is widened.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration example showing a first embodiment of a radiation detection sampler according to the present invention.
[0013]
In FIG. 1 (a), reference numeral 1 denotes a shielding container made of lead, copper or the like installed on a
[0014]
Further, a germanium semiconductor detector (hereinafter referred to as Ge detector) 6 is provided below the
[0015]
On the gantry 1 side of the guide 7, a preamplifier 8 is provided which is electrically connected to a cable existing in the guide 7 and amplifies a radiation detection signal detected by the
[0016]
On the other hand, a
[0017]
The
[0018]
These
Next, the operation of the radiation detection sampler configured as described above will be described.
[0019]
When analyzing a liquid sample or a solid sample, as shown in FIG. 1A, the
[0020]
In this way, the
[0021]
On the other hand, when performing a gas analysis, the
[0022]
In this state, the nuclide analysis can be performed by introducing the sampling gas into the
[0023]
As described above, in the first embodiment, the
[0024]
In the first embodiment, the
[0025]
By the way, in the first embodiment, the case where nuclide analysis of a gas, liquid, and solid sample is performed by one radiation detection sampler has been described, but the radioactivity of a radioactive substance contained in a continuously flowing liquid is measured. Therefore, it is not possible to apply the method for nuclide analysis, so a sample chamber dedicated to liquid is required.
[0026]
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a liquid-specific radiation detection sampler according to a second embodiment of the present invention.
In FIG. 2,
[0027]
The sample chamber 24 is formed with a recess 24a bulging inward from the substantially center of the upper surface of the cylinder whose both ends are closed, and a radiation detector 25 is inserted into the recess 24a.
[0028]
In addition, a hollow
[0029]
In the radiation detection sampler having such a configuration, the liquid that has flowed into the sample chamber 24 from the
[0030]
Therefore, even if the flow rate of the liquid flowing in the sample chamber 24 is high, only the radioactive substance contained in the liquid can be retained for a long time on the surface of the hollow fiber membrane, so that the radiation measurement accuracy by the radiation detector 25 can be increased. Can be improved.
[0031]
According to the second embodiment, by providing the hollow
[0032]
This means that when the object to be measured is a liquid with a low radioactivity level, the radioactivity value / background radioactivity value ratio (S / N ratio) measured by the radiation detector is improved, and the measurement accuracy is improved. it can.
As described above, the second embodiment has been described on the assumption that the measurement target is a liquid, but it can also be applied to a gas.
[0033]
【The invention's effect】
As described above, according to the sampler for radiation detection according to the present invention, nuclide analysis of liquid samples other than gas and solid samples can be performed by the same radiation detector, and the utilization range of equipment can be expanded.
[0034]
In addition, according to the sampler for radiation detection dedicated to fluid, even if the object to be measured is a fluid with a low level of radioactivity, the substance to be measured and the fluid are separated by the hollow fiber membrane filter provided in the sample chamber, Since the radioactive substance can be retained in the sample chamber, the radioactivity can be accurately measured even if the flow rate of the fluid flowing through the sample chamber is high.
[Brief description of the drawings]
1A and 1B show a first embodiment of a radiation detection sampler according to the present invention, in which FIG. 1A is a sectional view when analyzing a liquid or solid sample, and FIG. 1B is an analysis of a gas sample; FIG.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a second embodiment of a liquid detection sampler for liquids according to the present invention.
3 is an enlarged perspective view showing a portion A of the hollow fiber membrane filter of FIG. 2. FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
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