JP4372355B2 - 測定子すすぎ手段を備えた液体の放射能を測定するためのセル - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、液体の放射能（ａｃｔｉｖｉｔｙ）を測定するためのセルに関する。
【０００２】
分光測光セルは、たとえば放射性の液体中のウランやプルトニウムの濃度を測定するために日常的に使用されている。これは、放射性元素を含有する液体の中に沈められるオプトードと呼ばれる一端部と、操作者がとどくゾーンに置かれ、元素の濃度を測定して結果を表示する分光光度計と、分光光度計をオプトードに接続する光ファイバとを含む。
【０００３】
オプトードは一般に石英のシリンダで作られ、このシリンダを、オプトードの底部で生ずる反射によって光を往復させるために配置された光ファイバの２本の平行なブランチが通っている。石英シリンダにはスリットが切られており、ファイバを戻りブランチまたは両ブランチに属するその長さの一部にわたって中断する。この長さは「光学距離（ｏｐｔｉｃ ｄｉｓｔａｎｃｅ）」と呼ばれ、測定の目的のために液体中の放射性粒子によって放射される光子を収集する役目をする。したがって必ず、光学距離は測定しようとする液体の中に完全に沈めなければならない。
【０００４】
現在、測定は、分析しようとする液体の試料を含むビーカーの中にオプトードを沈めることからなり、オプトードにはいくつかの操作が必要である。オプトードはすすいでから較正しなければならないので、新たに使用する度に事前に別の操作が必要である。したがって、これらの分光測光装置の使用は緩慢で面倒であり、汚染を防止するために予防処置が必要である。
【０００５】
下に詳述するここで提唱する測定セルは、液体試料を容器の中に注ぐためにこの液体試料を含む迂回路からこの液体試料を引き出す必要はなく、また複雑な操作も必要とせず、液体の直接で速くて安全な測定を可能にするという主な利点を提供する。とりわけこれは、通常はアクセスできなくても容易なすすぎと較正を可能にすることができる。
【０００６】
これらの利点を達成するために取られる具体的な処置は、測定子の端部にオプトードを統合すること、ならびにオプトードが迂回路部分に沈められるように、測定しようとする液体の流れ迂回路の一部分にセルを通過させることからなっている。オプトードを随意にすすぎができるように、オプトードに通じるすすぎ迂回路が加えられている。オプトードは、セルの中に挿入されたままであるが、オプトードを測定しようとする液体またはすすぎ液のいずれかに向かって配列することができる。
【０００７】
要約すれば、本発明はもっと一般的な形式では、円筒状の測定端部を備えた測定子を含む、液体の放射能を測定するためのセルであって、円筒状端部が中に挿入されている円筒状小室を備えた液体流管を含み、小室は一方の側で流管の中に開放しており、他方の側では壁によって限定され、測定子の端部と壁との間には隙間が存在し、さらに、すすぎ液ダクトが壁を通過して小室の中に通じ、測定子はセルの内部で自由に旋回できるように取り付けられていることを特徴とするセルに関する。
【０００８】
越流障壁が小室の下流にすすぎ液ダクトを横切って置かれている場合には、オプトードの液浸が保証される。
【０００９】
本発明の内容、目的、および利点を下記の図に示す本発明の好ましい実施形態によってさらによく理解するために、さらに詳細な説明を行う。
【００１０】
図１に示す測定セルは、オプトード１を能動部分として含み、これは図２に完全に示されている測定子２の端部に位置しており、測定子２は保護スラブ３を通過しており、閉じ込めゾーン４の外側に位置するオプトード１とは反対側の端部には、保護ジャケット７中の測定子２用の回転制御ハンドル５がついており、保護ジャケット７は保護スラブ３を横切っており、測定子２を収容する役目をする。ストップピン６が、測定子２に含まれる貫通孔８に入って測定子２の回転を阻止することができるように、ジャケット７の内部で測定子２に対して直角方向に滑動し、これらの貫通孔は対向した位置に２つある。測定子２とジャケット７の間に圧しつけられているトーリックシール（参照番号なし）が、保護スラブ３の下の閉じ込めゾーン４内部におけるあらゆる汚染を抑止する。
【００１１】
オプトード１は、測定の対象となる放射能を有する液体の流れ迂回路９に通じている。この流れ迂回路は、所定の液体流が必要に応じて分流される主要迂回路の分流ブランチにすることもできる。流れ迂回路９は、測定しようとする液体が流れ込む貯槽１０に通じているが、その流路を下流まで続けて他の迂回路ブランチに連結することもできる。
【００１２】
１つの可能なオプトード１の構成を、図７にさらによく見ることができる。光学経路の２つのブランチ１１、１２が黒石英のブロック１３を通過している（したがって完全に不透明である）。ステンレス鋼の包被（図示せず）が、後述するスリット１５の前面を残してオプトード１を囲み、ステンレス鋼はスリットを保護している。光ファイバ２５、２６がブランチ１１、１２を実体化して、ブロック１３の底にカットされたプリズム１４に向かっており、プリズムの刻面は１つのブランチ１１から他のブランチ１２へ光を戻す。しかし、ブランチ１１はプリズム１４の前面まで延びており、ブランチ１２はブロック１３の中にカットされたスリット１５によってプリズム１４から分離されており、測定しようとする液体はこのスリット１５を満たし、液体が放射する光はブランチ１２によって収集され、図１に示す分光計１６によって測定され、それから測定値は詳細には示されていない電子システム１７によって処理される。ブランチ１１はオプトード１を較正するために使用される送出ブランチであり、測定値の間でうまく決定された光度を放射性液体に送る光源１８に接続されている。この光は、プリズム１４、スリット１５、および戻りブランチであるブランチ１２を通過した後に分光計１６に到達する。分光計１６と光源１８を同時にいくつかのオプトードに接続して、適切なスイッチを介してさまざまな測定を実施することもでき、たとえば１つのオプトードを図示するが、これは１０１で示され、同じ様式で接続された他のオプトード２０１は活動しておらず、較正のために使用されるだけである。
【００１３】
別のオプトード１’を同じ条件の下で使用することもでき、これは図８に示されており、実際に先のオプトードとは少し異なっている。このスリット１５’はオプトード１のものよりも長くて、また送出ブランチ１１’の前面にまで延びている。また、プリズム１４は同様の反射特性を有する凹面鏡１４’によって置き換えられている。
【００１４】
ここで図３に注目してみる。流れ迂回路９は傾斜して液体の永続的な流れを保証し、その下流開口部は隔壁１９によって部分的にさえぎられ、隔壁１９は上部分を開放し、したがって越流障壁を形成している。液体は、液体が越流隔壁１９の頂部に到達してこれを越えて貯槽１０の中に流れ込むまで流れ迂回路９を満たす。しかし、越流隔壁１９の底部には管腔２０が設けられており、この目的は、液体の更新を保証し、測定の品質を害することになる越流隔壁１９の前面における液体のよどみを防止することである。
【００１５】
オプトード１は流れ迂回路９の中に沈められ、測定しようとする液体の中にオプトード１が完全に沈むように、そのスリット１５は越流隔壁１９の高さにある。
【００１６】
図４は、オプトード１が常に１つの表面を液体の流れにさらし、この流れに対抗する１つの表面を小室２１の表面に向け、この表面からオプトード１が隙間２２によって分離されるように、オプトード１が流管９の壁に作られた半円形の小室２１に実際に半分だけ収容されていることを示している。また、すすぎダクト２３が小室２１の中に通じている。このすすぎダクトは小室２１から上向きに傾斜しており、すすぎ液供給手段２４（詳細には図示せず）に通じ、すすぎ液供給手段はゲートによって閉じられる前記液の貯槽を含むこともあり、保護スラブ２３上の操作者がアクセスできるゾーンに位置する。
【００１７】
測定セルは、交互に測定状態とすすぎ較正状態になることができる。測定状態では、オプトード１は図３、４に示すような場所にあり、スリット１５は流れ迂回路９の方に向いており、測定しようとする液体はオプトード１を、隙間２２の個所とすすぎダクト２３に対応する部分を含めて越流隔壁１９の上縁の高さまで沈めている。したがって、液体はスリット１５をふさぎ、通常の方式で測定が行われる。すすぎ状態では、オプトード１は、図５、６に示すように小室２１の壁に面してスリット１５を置くように向けられ、すすぎ迂回路２３の中にすすぎ液が注がれ、すすぎ液は重力によってこの迂回路の傾斜に沿って流れ、それからオプトード１をバイパスして、隙間２２を通じて流れ迂回路９の中に入る。測定しようとする液体は、流れ迂回路９の傾斜よりも急なすすぎ迂回路２３の傾斜部によってオプトード１の近くから放出される。したがってすすぎ液はより高い液圧負荷を有し、これが流れている間にスリット１５を横切り、そこにあるあらゆる不純物を除去する。すすぎ操作は、必要なことはオプトード１を回すことだけであるから実施が容易であり、実際のすすぎを実施する前に、十分なすすぎ液を流して、すすぎ導管２３にしみ込んでいるかもしれない測定対象液体を放出するように流すことを可能にすることがわかる。これは測定の短い中断を必要とするだけであり、測定は流れ迂回路９におけるスリット１５を置き換えることによって引き続き再開でき、測定しようとする新たな量の液体がすすぎ液にとって代わるまで待つだけで十分である。すすぎはその場で行われるので、制限されるものではなく、測定の質に関して何か疑いがある場合にはすぐに繰り返すことができ、測定子２は例外的な状況、特に取替えのためには除去するだけである。
【００１８】
測定状態に戻る前に、測定子２の較正をすすぎの最後に行うことができるのは有利である。この目的のために、上述のように光源１８を使用する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の装置を全体として示す図である。
【図２】 測定子を示す図である。
【図３】 液体流迂回路と測定子の長手垂直断面で示す、オプトードと液体流迂回路の隣接部分との図である。
【図４】 本発明の同じ部分を水平断面で示す図である。
【図５】 測定子が測定位置の代わりにすすぎ位置にある以外は、図４と同じ図である。
【図６】 同じ部分を断面で示す図である。
【図７】 ある型式の測定子を示す図である。
【図８】 別の型式の測定子を示す図である。

Claims (5)

1. 円筒状の測定端部（１）を備え付けた測定子（２）を含む、液体の放射能を測定するためのセルであって、円筒状端部が中に挿入されている円筒状小室を備えた液体用流管を含み、小室（２１）は一方の側で流管（９）の中に開放しており、他方の側では壁によって限定され、測定子（２）の端部（１）と壁（２１）との間には隙間（２２）が存在し、すすぎ液ダクトが壁を通過して小室の中に通じ、測定子はセルの内部で自由に旋回できるように取り付けられていることを特徴とする測定セル。
2. すすぎ液ダクト（２３）がすすぎ液供給区画（２４）から小室（２１）に向かって下向きに傾斜していることを特徴とする請求項１に記載の測定セル。
3. すすぎ液ダクトが流管（９）の傾斜よりも急な傾斜で下向きに傾斜していることを特徴とする請求項２に記載の測定セル。
4. 流管が小室の下流で越流障壁（１９）によって限定された開口部を含むことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の測定セル。
5. 越流障壁がより低い排出用貫通出口（２０）を含むことを特徴とする請求項４に記載の測定セル。

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