JP4602454B2 - 放射性ヨウ素サンプラおよびそれを具備する放射性ヨウ素モニタ - Google Patents

Description

この発明は、原子力発電施設や核燃料サイクル施設などの原子力施設内の空気中および施設から環境に放出される放射性ヨウ素の検出のために環境空気中からヨウ素およびその化合物をサンプリングする放射性ヨウ素サンプラおよびそれを具備する放射性ヨウ素モニタに関する。

原子力発電施設等から放出される空気を測定対象とする放射性ヨウ素モニタは、通常連続して空気をサンプリングしており、空気の流路のヨウ素捕集剤の上流に加熱器を備えることにより、サンプリングした空気を加熱してヨウ素捕集剤の吸湿を防止している（例えば、特許文献１参照）。

特開２０００−９８８２号公報

一方、緊急時に施設周辺の空気をサンプリングする放射性ヨウ素モニタも、連続的にサンプリングしているものと同様な構成になっている。しかし、緊急時用のものについては、長期間ポンプが停止した待機中の状態に置かれているので、空気の流れがなく、備えられている加熱器によりヨウ素捕集剤の周辺の空気の相対湿度を減少することができずにヨウ素捕集剤に対する防湿効果が見られない。さらに、ヨウ素捕集剤が設置されている気密ボックスの内部と外気との間で、温度変化および気圧の変化により、呼吸作用が生じてヨウ素捕集材が吸湿してしまう。そして、ヨウ素の代わりに水を捕集してしまうためヨウ素およびその化合物の捕集効率が低下するという問題がある。
また、ヨウ素捕集剤が設置されている気密ボックスを高気密構造にすることも技術的には可能であるが、コストが大幅にアップするという問題がある。

この発明の目的は、緊急時用として長期間待機状態に置かれていても、ヨウ素捕集剤の吸湿が少ないままに維持され、捕集効率の低下が防止される放射性ヨウ素サンプラおよびそれを具備する放射性ヨウ素モニタを提供することである。

この発明に係わる放射性ヨウ素サンプラは、環境空気に含まれる放射性ヨウ素から放出される放射線を検出するために、上記環境空気をサンプリングし、サンプリングされた空気中のヨウ素またはその化合物をヨウ素捕集剤に捕集する放射性ヨウ素サンプラにおいて、待機時、上記ヨウ素捕集剤を気密状態で収納する気密収容手段と、上記ヨウ素捕集剤が収納されている空間の空気から水蒸気を除湿する除湿手段と、上記サンプリングされた空気中のヨウ素またはその化合物を上記ヨウ素捕集剤に捕集するとき上記サンプリングされた空気が上記ヨウ素捕集剤に導かれた後上記空間外に排出されるとともに上記気密収容手段が囲む空間から隔離された流路を形成する、上記ヨウ素捕集剤を両側から挟むカートリッジホルダおよびサクションヘッドと、上記サクションヘッドを加熱するサクションヘッドヒータと、が備えられ、上記除湿手段は、上記空間内の空気を冷却して水蒸気を結露し、液滴にする冷却コイルと、上記冷却コイルを冷却する冷却ユニットと、上記液滴の落下を受けて上記空間外に排出するドレン排出手段と、からなる。

この発明の放射性ヨウ素サンプラの効果は、待機時ヨウ素捕集剤が気密状態で収容されている空間の空気から水蒸気を除湿する除湿手段が備えられているので、長期に亘った待機であっても、ヨウ素捕集剤が常時低湿度の条件下に置かれ、緊急時にヨウ素およびその化合物を捕集するヨウ素捕集剤の捕集効率を高レベルに維持できる。

この発明の実施の形態１に係わる放射性ヨウ素モニタの構成図である。 実施の形態１に係わる除湿器の断面図である。 この発明の実施の形態２に係わる放射性ヨウ素モニタの構成図である。 この発明の実施の形態３に係わる放射性ヨウ素サンプラの構成図である。 この発明の実施の形態４に係わる除湿器の構成図である。 この発明の実施の形態５に係わる除湿器の斜視図である。 この発明の実施の形態６に係わる除湿器の断面図である。 実施の形態６に係わる固体電解質膜の内部の様子を説明するための図である。 この発明の実施の形態７に係わるサクションヘッドを示す図である。

この発明は、放射性ヨウ素モニタおよび放射性ヨウ素サンプラに適用することができる。ここで言う放射性ヨウ素モニタは、ヨウ素およびその化合物を活性炭カートリッジに捕集するサンプリング部と、そのサンプリング部と一体に構成され、活性炭カートリッジに捕集された放射性ヨウ素から放出される放射線を検出する放射線検出部と、から構成されている。一方、放射性ヨウ素サンプラは、ヨウ素およびその化合物を活性炭カートリッジに捕集するサンプリング部から構成されており、活性炭カートリッジに捕集された放射性ヨウ素から放出される放射線を放射線検出器により検出するものである。この発明は、特にヨウ素およびその化合物を活性炭カートリッジに捕集するサンプリング部に係わるものなので、両者は共通しており、以下の説明では放射性ヨウ素モニタを主に説明する。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係わる放射性ヨウ素モニタの構成図である。図２は、実施の形態１に係わる除湿器の断面図である。なお、図１中において、検出器ホルダ、パッキン、活性炭カートリッジ、サクションヘッドおよびカートリッジ供給機構、気密ボックスは縦断面図として表されている。
実施の形態１の放射性ヨウ素モニタは、例えば、原子力発電所構外の局舎１内に設置されている。そして、放射性ヨウ素モニタは、大きく分けて、検出対象の環境空気からヨウ素およびその化合物を捕集するサンプリング部２と、捕集された放射性ヨウ素から放出される放射線を検出する放射線検出部３と、から構成されている。

まず、サンプリング部２は、局舎１外の環境空気を吸入する吸気ノズル４、吸入されたサンプル空気に含まれるミストを分離してドレンとして溜めておくミストセパレータ５、吸気ノズル４から見て下流側の圧力が上流側に比べて所定の差圧以上に低下したとき開放され、サンプル空気を下流側に流す逆止弁６、サンプル空気を吸入するときサンプル空気を加熱するサンプル空気加熱ヒータ７が配管８により直列に接続されて構成されている。ミストセパレータ５には、溜められたミストを点検時に排水する排水弁９が備えられている。逆止弁６は、待機時は閉められており、下流側を密閉している。サンプル空気加熱ヒータ７は、サンプル空気を加熱して相対湿度を下げている。
サンプル空気加熱ヒータ７から下流側に接続された配管８は、シール部材１０を貫通してサンプリング部２を構成する気密ボックス１１内に延びている。

さらに、サンプリング部２は、放射線検出器１２を保持するとともにカートリッジホルダとして兼用され、活性炭カートリッジ１４を下方に位置するサクションヘッド１５とともに支持する検出器ホルダ１６、電磁ソレノイド１７が動作することにより鉛直上方向に押し上げられ、それにより活性炭カートリッジ１４を押し上げるサクションヘッド１５、検出器ホルダ１６とサクションヘッド１５との相対するシール面にそれぞれ配置され、活性炭カートリッジ１４が押し上げられたとき検出器ホルダ１６とサクションヘッド１５との内部空間を気密ボックス１１から隔離するパッキン１８から構成されている。

なお、活性炭カートリッジ１４は、図示しないが、ヨウ素捕集剤としての活性炭が円筒状容器に充填され、容器端面が繊維シートで蓋をされ、その繊維シートがリングにより容器へ接着固定されたものであり、市販されており容易に入手できる。

活性炭カートリッジ１４は、カートリッジ供給機構２０により検出器ホルダ１６とサクションヘッド１５との間にサンプル空気の吸気に先立って供給される。
カートリッジ供給機構２０は、検出器ホルダ１６とサクションヘッド１５との間に水平に設けられ、サクションヘッド１５の上昇下降する領域に穴が空けられた固定板２１、固定板２１の中心で回転自在に支持され、活性炭カートリッジ１４を複数収容できる穴が円周上に設けられた回転板２２、回転板２２を回転するためのモータ２３、モータ２３の回転を回転板２２に伝達するギヤ２４から構成されている。
活性炭カートリッジ１４は、サクションヘッド１５の上方以外は固定板２１の上に載った状態にある。そして、モータ２３が回転し、それに連動してギヤ２４が回転し、それに伴い回転板２２が回転すると、活性炭カートリッジ１４は固定板２１の上を滑って移動して、新たな活性炭カートリッジ１４がサクションヘッド１５上に配置される。

サクションヘッド１５から排気するためのフレキシブルホース２６が接続され、その先にシール部材１０を貫通する配管８が接続され、その配管８が気密ボックス１１の外部にまで延びている。サクションヘッド１５にフレキシブルホース２６が接続されているので、サクションヘッド１５を上昇下降することができる。このサクションヘッド１５は、電磁ソレノイド１７により上下に移動される。
そして、サンプリング部２は、さらに、サクションヘッド１５から延びた配管８が接続され、サクションヘッド１５から排気される空気の流量を計測する流量計２７、流量計２７に接続され、下流から空気を排出するポンプ２８、ポンプ２８から排出される空気が局舎１外に排出される排気ノズル２９から構成されている。

さらに、サンプリング部２は、気密ボックス１１内の空気を除湿する除湿手段としての除湿器３１、カートリッジ供給機構２０を制御して活性炭カートリッジ１４をサクションヘッド１５上に配置し、サクションヘッド１５を上昇下降し、ポンプ２８を流量に基づき制御して吸気・排気し、サンプル空気加熱ヒータ７を制御してサンプル空気を加熱する制御部３２から構成されている。

除湿器３１は、図２に示すように、吸湿剤３６が収納袋３７、例えば麻袋のような通気性の良好なものに入れられ、その収納袋３７が多数の穴が開けられた収納ケース３８の中に配置される。そして、収納ケース３８は取付板３９により気密ボックス１１の壁に固定されている。
吸湿剤３６としては、シリカゲル、モレキュラーシーブ、ゼオライト等が市販されており容易に入手でき、シール箇所の状況に応じて使用量を決定して定期的に取り替える。

一方、放射線検出部３は、検出器ホルダ１６に保持され、活性炭カートリッジ１４に捕集された放射性ヨウ素から放出される放射線を検出し、電気パルスに変換する放射線検出器１２、放射線検出器１２から出力された電気パルスを測定対象の放射性ヨウ素の波高スペクトルピークに対応して波高弁別し、放射性ヨウ素の濃度に対応する計数率を出力する測定部３４から構成されている。

放射性ヨウ素モニタは、さらに、サンプリング部２を局舎１外から制御する制御信号や測定部３４から出力される計数率を局舎１外に伝送するインターフェース部３５が備えられている。

緊急時に用いる放射性ヨウ素モニタにおいて、気密ボックス１１内は、待機時逆止弁６とポンプ２８の中の図示しない逆止弁とにより密閉されている。このように実施の形態１において、ヨウ素捕集剤を気密状態で収容する気密収容手段は、逆止弁６、気密ボックス１１およびポンプ２８内の図示しない逆止弁から構成されている。
一方、緊急時においては、カートリッジ供給機構２０を駆動して、活性炭カートリッジ１４をサクションヘッド１５上に配置する。そして、サクションヘッド１５を電磁ソレノイド１７により押し上げて、検出器ホルダ１６、活性炭カートリッジ１４およびサクションヘッド１５を密着して、サンプル空気の流路を構築する。すなわち、サンプル空気の流路は、吸気ノズル４から下流方向に、ミストセパレータ５、逆止弁６、検出器ホルダ１６、活性炭カートリッジ１４、サクションヘッド１５、流量計２７、ポンプ２８を経由して排気ノズル２９に至る。ポンプ２８を駆動すると、逆止弁６に差圧が加わるので、逆止弁６が開放され、サンプル空気が活性炭カートリッジ１４に流されて、サンプル空気中の放射性ヨウ素が活性炭カートリッジ１４に捕集される。このように捕集された放射性ヨウ素から放出される放射線が放射線検出器１２により検出される。なお、放射性ヨウ素は、単体ヨウ素およびヨウ化メチルなどのヨウ化物も含まれる。

気密ボックス１１は、放射線検出器１２、検出器ホルダ１６、活性炭カートリッジ１４、カートリッジ供給機構２０、サクションヘッド１５、電磁ソレノイド１７、パッキン１８、フレキシブルホース２６を内包し、外気に対して気密を保持している。検出器はシールされた検出器筒の中に入れられて、検出器筒で気密を保持してもよい。
なお、気密ボックス１１は、活性炭カートリッジ１４の取替えと気密ボックス１１内部の保守とのために点検窓３３が設けられている。配管８や配線が気密ボックス１１を貫通する箇所および接合箇所はシール部材１０によりシールされている。
局舎１は、吸気ノズル４および排気ノズル２９を局舎１外に出して固定し、それ以外の機器を内部に格納して保護する。
除湿器３１は、待機時のシール部から外気の温度変化および気圧の変化による呼吸現象にともない気密ボックス１１に進入する水蒸気を除去することができる。

このような放射性ヨウ素モニタは、待機中において気密ボックス１１の内部の空気が除湿器３１により除湿されるので、活性炭カートリッジ１４を常に低湿度の好適な状態に維持できる。
また、気密ボックス１１内部の空気が低湿度に維持されるので、気密ボックス１１内面およびその内部に収容されている機器に対する防錆の効果がある。
また、原子力発電施設や燃料サイクル施設において、腐食性ガスを含む空気をサンプリングする場合、吸湿剤３６が気密ボックス１１内に漏洩拡散する腐食性ガスを吸着するので、気密ボックス１１内面及びその内部に設置された機器の腐食を防止する効果がある。

なお、活性炭カートリッジ１４は、ヨウ素およびその化合物の吸着材として活性炭を充填しているが、同様の機能と性能を有する吸着剤を用いることができる。
また、活性炭カートリッジ１４の代わりに活性炭素繊維をフェルト状にしたものを同一平面形状に打ち抜いて適用することもできる。

実施の形態２．
図３は、この発明の実施の形態２に係わる放射性ヨウ素モニタの構成図である。なお、図３中において、検出器ホルダ、パッキン、活性炭カートリッジ、サクションヘッドおよび押し付け機構は縦断面図として表されている。
実施の形態２の放射性ヨウ素モニタは、実施の形態１の放射性ヨウ素モニタと異なり、活性炭カートリッジ１４が１個だけ備えられている。そして、活性炭カートリッジ１４は、待機時押し付け機構４０により押し上げられたサクションヘッド１５により押し上げられ、検出器ホルダ１６との間で気密保持されている。このように１個の活性炭カートリッジ１４が気密保持されているので、カートリッジ供給機構２０および気密ボックス１１が省かれている。
待機時、逆止弁６とポンプ２８内に設けられている図示しない逆止弁とにより検出器ホルダ１６、活性炭カートリッジ１４、サクションヘッド１５内の空間が気密封止されている。そして、この気密封止された空間を除湿するために、フレキシブルホース２６の下流側から分岐された配管８の先に除湿箱４５が設けられ、その除湿箱４５の中に実施の形態１と同様な除湿器３１が取り付けられている。このように実施の形態２における気密収容手段は、逆止弁６、検出器ホルダ１６、パッキン１８、サクションヘッド１５、押し付け機構４０およびポンプ２８内の図示しない逆止弁から構成されている。

押し付け機構４０は、サクションヘッド１５を上下に移動する可動軸４１、可動軸４１を上下に回転しながら直線移動可能に支持するガイド４２、可動軸４１の下方端に固定されて、回転することにより可動軸４１を上下に移動するハンドル４３から構成されている。ハンドル４３を手動で回すと可動軸４１がガイド４２に沿って鉛直方向に移動してサクションヘッド１５を押し上げる。
それによりパッキン１８を介してサクションヘッド１５と活性炭カートリッジ１４、検出器ホルダ１６と活性炭カートリッジ１４のシール面が密着させられてサンプル空気の流路が形成される。待機時、この状態で待機しており、緊急時、外部からインターフェース部３５経由で制御部３２にポンプ２８の起動信号が入力され、サンプリングが開始され、外部からの停止信号、または、図示しない内蔵タイマーに基づく停止信号が制御部３２からポンプに入力されることによりポンプ２８が停止してサンプリングが完了する。

捕集が完了した活性炭カートリッジ１４は、放射線検出器１２により放射性ヨウ素から放出される放射線が検出される。そして、検出が完了した活性炭カートリッジ１４は、ハンドル４３を逆回転して可動軸４１を下げることにより取り外し、その後、新しい活性炭カートリッジ１４をサクションヘッド１５の上に配置してから、ハンドル４３を回転して可動軸４１を上昇することにより、新たな活性炭カートリッジ１４を検出器ホルダ１６とサクションヘッド１５との間に装着する。

このような放射性ヨウ素モニタは、検出器ホルダ１６、サクションヘッド１５、活性炭カートリッジ１４の中の空気だけを除湿すればよいので、小さな除湿器を用いても活性炭カートリッジを常に低湿度の好適な状態に維持できる。

実施の形態３．
図４は、この発明の実施の形態３に係わる放射性ヨウ素サンプラに構成図である。なお、図４中において、カートリッジ押さえ、活性炭カートリッジ、サクションヘッド、押し付け機構は縦断面図として表されている。
実施の形態３の放射性ヨウ素サンプラは、実施の形態２の放射性ヨウ素モニタから放射線検出部３が省略され、逆止弁６からサクションヘッド１５の一連の機器が複数備えられ、複数の捕集流路を有することが実施の形態２の放射性ヨウ素モニタと異なっており、その他は同様であるので同様な部分に同じ符号を付記して説明は省略する。また、逆止弁６から電磁弁４６には１つの捕集流路だけに符号を付記してあるが、３つとも同様であるので省略している。
また、活性炭カートリッジ１４を上方から押さえるために、カートリッジホルダとしてのカートリッジ押さえ４５が実施の形態２の検出器ホルダ１６の替わりに備えられている。

実施の形態３の放射性ヨウ素サンプラは、図４に示すように、３つの捕集流路を備えている例を挙げて説明していくが、捕集流路の数は３つに限るものではない。
そして、放射性ヨウ素サンプラには、複数の捕集流路を選択するために、それぞれの捕集流路に含まれるサクションヘッド１５の下流側に接続されているフレキシブルホース２６の先に電磁弁４６がそれぞれ設けられ、電磁弁４６を開閉することにより、捕集流路が選択されている。このように実施の形態３における気密収容手段は、逆止弁６、カートリッジ押さえ４５、パッキン１８、サクションヘッド１５、電磁弁４６から構成されている。
待機時、複数の捕集流路の全てが逆止弁６と電磁弁４６とにより気密封止された状態にある。そして、緊急時、外部からインターフェース部３５を経由して制御部３２に電磁弁選択信号とポンプ２８の起動信号とが入力されると、選択された電磁弁４６が開になりポンプ２８が起動されて空気のサンプリングを開始し、外部からの停止信号、または、図示しない内蔵タイマーに基づく停止信号が制御部３２からポンプに入力されることによりポンプ２８が停止してサンプリングが完了する。そして、外部からの操作または制御部３２のタイマーにより電磁弁４６を順次切換ながら放射性ヨウ素の捕集を行うことができる。
捕集を終えた活性炭カートリッジ１４は、ハンドル４３を操作して取り外され、新しいものに取り替えられる。取り外された活性炭カートリッジ１４は、別の場所に設置された放射線検出器により放射性ヨウ素から放出される放射線が測定される。

このような放射性ヨウ素サンプラは、外部から電磁弁選択信号を入力することにより複数の活性炭カートリッジに放射性ヨウ素を捕集することができるので、緊急時に遠隔地からでも複数の活性炭カートリッジを切り換えて放射性ヨウ素を捕集できる。
なお、活性炭カートリッジ１４は、実施の形態２と同様に１個とすることも可能である。

実施の形態４．
図５は、この発明の実施の形態４に係わる除湿器の構成図である。
実施の形態４に係わる放射性ヨウ素モニタは、実施の形態４に係わる放射性ヨウ素モニタの気密ボックス１１内に備えられた除湿器３１ｂだけが実施の形態１と異なり、その他は同様であるので説明は省略する。
実施の形態４の除湿器３１ｂは、図５に示すように、気密ボックス１１内に配置され、冷却された冷媒が流される冷却コイル５１、気密ボックス１１外に配置され、冷却コイル５１の入力と出力とに接続され、冷媒を冷却して冷却コイル５１に流す冷却ユニット５２、冷却コイル５１の下方に配置され、冷却コイル５１で凝縮されて落下する水分を受けるドレン受け５３、ドレン受け５３に溜まった水を定期的に気密ボックス１１外に排出するように開放するドレン排出電磁弁５４、一端がドレン排出電磁弁５４に接続され、他端が気密ボックス１１外に気密ボックス１１の壁を貫通して延びるドレン管５５から構成されている。ドレン排出電磁弁５４は、通常は閉になっており、制御部３２からの制御信号で定期的に動作される。なお、冷却コイル５１とドレン管５５とが気密ボックス１１の壁を貫通する箇所はシール部材１０によりシールされている。ここで、ドレン排出手段は、ドレン受け５３、ドレン排出電磁弁５４およびドレン管５５から構成されている。
冷媒としては、冷却された水、代替フロンガス等で対応でき、冷却コイルはヒートパイプであってもよい。
このような除湿器３１ｂは、密閉した系の空気を冷却して水蒸気を凝縮させて除去するので、吸湿剤が不要となり、吸湿剤の交換がないので保守コストが低減できる。

実施の形態５．
図６は、この発明の実施の形態５に係わる除湿器の斜視図である。
実施の形態５に係わる放射性ヨウ素モニタは、実施の形態４に係わる除湿器３１ｂだけが異なり、その他は同様であるので説明は省略する。
実施の形態５の除湿器３１ｃは、実施の形態４の除湿器３１ｂと気密ボックス１１の内部の空気を冷却する手段が異なっており、その他は同様である。
実施の形態５の除湿器３１ｃの空気を冷却する手段は、図６に示すように、気密ボックス１１の壁１１ｂに設けられた貫通孔１１ｃに嵌合されて壁に固定され、一面が気密ボックス１１外に面し、他面が気密ボックス１１内に面するように配置された放熱板５７、放熱板５７の気密ボックス１１内に面する面に熱的に密着されたペルチェ素子５８、ペルチェ素子５８の気密ボックス１１内に熱的に密着されて固定された冷却フィン５９、ペルチェ素子５８に直流電圧を印加する電源６０から構成されている。冷却フィン５９で凝縮されて滴下する液滴は、ドレン受け５３で受けられる。

ペルチェ素子５８は、冷却フィン５９にセラミックス基板を介して共通電極が取り付けられ、その共通電極にｎ型半導体とｐ型半導体との片面が取り付けられている。また、放熱板５７にセラミックス基板を介して個別電極が取り付けられ、ｎ型半導体とｐ型半導体との他の片面がそれぞれ個別電極に取り付けられた構造になっている。
ｐ型半導体の個別電極をプラス電極、ｎ型半導体の個別電極をマイナス電極として、両電極間に電源６０により直流電圧を印加すると、ｎ型半導体は共通電極からマイナス電極へ向かって電子が移動し、ｐ型半導体は共通電極からプラス電極へ向かって正孔が移動する。
この移動に伴って熱エネルギーの移動が生じ、共通電極側がエネルギー不足の状態になって結果として冷却される。冷却フィン５９が冷却されることにより、気密ボックス１１内の空気が冷却されて、水蒸気が凝縮して除去される。一方、個別電極側では加熱されて、その熱が放熱板５７を伝達して気密ボックス１１外の外気に放出される。

このような除湿器３１ｃは、ペルチェ素子５８を使用した電子冷却方式であるので、冷媒方式のように冷凍機を必要としないので、装置が小型になる。

実施の形態６．
図７は、この発明の実施の形態６に係わる除湿器の断面図である。
実施の形態６の除湿器３１ｄは、気密ボックス１１の壁１１ｂに設けられた貫通孔１１ｃに嵌合されて備えられている。そして、除湿器３１ｄの片面は気密ボックス１１の外側Ａに面し、他の片面は気密ボックス１１の内側Ｂに面している。
そして、除湿器３１ｄは、図７に示すように、プロトンを伝導する固体電解質膜６１、固体電解質膜６１の片面に積層され、気密ボックス１１の内側Ｂに面するように配置された陽極６２、固体電解質膜６１の他の片面に積層され、気密ボックス１１の外側Ａに面するように配置された陰極６３、固体電解質膜６１の外縁部６１ａを支持し、気密ボックス１１の壁１１ｂに固定する取付板６４、陽極６２と陰極６３の間に直流電圧を印加する電源６０から構成されている。
図８は、実施の形態７に係わる固体電解質膜６１の内部の様子を順次拡大して見た図である。固体電解質膜６１は、図８（ａ）に示すように、厚み２００μｍ程度の機能膜で、その機能は、図８（ｂ）に示すように、ガスや電子を通さずに、水素イオンを伝導することである。そして、このイオン伝導の機能は、図８（ｃ）に示すように、スルフォニル基に沿って水素イオンが伝導することにより発揮する。この固体電解質膜６１は、図８（ｄ）に示すように、フッ素系の樹脂を主鎖に持ち、プロトンを付加することができるスルフォニル基ＳＯ３−を側鎖に持つ構造になっている。この固体電解質膜６１は、例えば、固体高分子電解質膜があり、デュポン社の商品名ナフィオン（登録商標）として市販されており、手で触っても害のない電気絶縁性の透明なフィルムであり、容易に入手できる。なお、電極間に加える電圧は、３Ｖ程度と低く万一漏電しても安全である。
固体電解質膜６１は、陽極６２と陰極６３とにより挟まれており、陽極６２と陰極６３との間に直流電圧３Ｖ程度を印加すると陽極６２に吸収した水を伴って水素イオンが固体電解質膜６１中を移動する。
また、陽極６２と陰極６３とは、多孔質の触媒作用を有する材料を使用しており、陽極６２は水蒸気を取り込んでその触媒作用で酸素イオンと水素イオンにイオン化し、酸素イオンは陽極６２の表面で酸素ガスになりサンプル空気中に放出され、水素イオンは固体電解質膜６１の内部を電界で伝導され、陰極６３の表面で外気の酸素と反応して水蒸気となり、随伴した水蒸気とともに放出されて気密ボックス１１の除湿が行われる。
ナフィオン（登録商標）を使用した除湿器３１ｄの除湿能力Ｄは、膜面積が一定の場合、陽極６２側の気密ボックスの絶対湿度のみに比例し、式（１）で与えられる。

Ｄ＝６×１０２×ｐ×Ｓ （１）

ここで、Ｄは固体電解質膜の除湿能力（ｇ／ｈ）、ｐはサンプル空気の絶対湿度（ｇ／ｃｍ３）、Ｓは固体電解質膜の有効面積（ｃｍ２）である。

放射性ヨウ素モニタを緊急時用として運用する場合、通常は待機状態なので、固体電解質膜の面積としては１００ｍｍ×１００ｍｍ程度あれば十分である。
常時使用の場合には、カートリッジ切り換え時にサンプルエアーが拡散するが、切り換え時間は短時間なので同様の面積で十分である。
カートリッジの搭載数の多い大型の放射性ヨウ素モニタでは式（１）で必要面積を求めることができる。
このように気密ボックス内の水分を固体電解質膜を伝導させて外部に排出することができるので、吸湿剤の交換等の保守が不要となり、保守コストが低減する。
また、活性炭を密閉した系内に結露水を発生させることがないので、排水機構が不要となり、設備コストが低減できる。

実施の形態７．
図９は、この発明の実施の形態７に係わるサクションヘッドの一部断面図である。
実施の形態７の放射性ヨウ素モニタは、実施の形態１の放射性ヨウ素モニタのサクションヘッド１５にサクションヘッドヒータ６５を追加したところが異なっており、その他は同様であるので、同様な部分の説明は省略する。
サクションヘッドヒータ６５は、図９に示すように、サクションヘッド１５の外壁に巻かれるように配置されている。そして、制御部３２から一定の電力がサクションヘッドヒータ６５に供給されるので、サクションヘッド１５が加熱され、サクションヘッド１５から活性炭カートリッジ１４に熱が伝導されて、活性炭カートリッジ１４が好適な温度に維持される。サクションヘッドヒータ６５は、活性炭カートリッジ１４を常温より１０℃程度上昇させれば十分であるので、特別なコントロールは不要で定容量の電力を供給すればよい。なお、サクションヘッドヒータ６５を待機中も動作させておいてもよいが、ポンプ２８の稼動と連動させて動作させてもよい。

このようにサクションヘッド１５にサクションヘッドヒータ６５を備えることにより、活性炭カートリッジ１４内に収納されている活性炭を好適な温度に維持することにより、サンプル空気加熱ヒータ７がせっかくサンプル空気を加熱しても、空気の熱容量が小さいために流れの途中で温度が下がってしまうのを補うことができる。
また、途中の温度低下を見越してサンプル空気を高温に加熱することによるやけど防止用断熱材が不要になる。こうして活性炭を好適な温度にすることにより、活性炭によるヨウ素およびその化合物の捕集効率を高効率に維持することができる。

１ 局舎、２ サンプリング部、３ 放射線検出部、４ 吸気ノズル、５ ミストセパレータ、６ 逆止弁、７ サンプル空気加熱ヒータ、８ 配管、９ 排水弁、１０ シール部材、１１ 気密ボックス、１２ 放射線検出器、１４ 活性炭カートリッジ、１５ サクションヘッド、１６ 検出器ホルダ、１７ 電磁ソレノイド、１８ パッキン、２０ カートリッジ供給機構、２１ 固定板、２２ 回転板、２３ モータ、２４ ギヤ、２６ フレキシブルホース、２７ 流量計、２８ ポンプ、２９ 排気ノズル、３１、３１ａ〜３１ｄ 除湿器、３２ 制御部、３３ 点検窓、３４ 測定部、３５ インターフェース部、３６ 吸湿剤、３７ 収納袋、３８ 収納ケース、３９、６４ 取付板、４０ 押し付け機構、４１ 可動軸、４２ ガイド、４３ ハンドル、４５ 除湿箱、４６ 電磁弁、５１ 冷却コイル、５２ 冷却ユニット、５４ ドレン排出電磁弁、５５ ドレン管、５７ 放熱板、５８ ペルチェ素子、５９ 冷却フィン、６０ 電源、６１ 固体電解質膜、６１ａ 外縁部、６２ 陽極、６３ 陰極、６５ サクションヘッドヒータ。

Claims (4)

1. 環境空気に含まれる放射性ヨウ素から放出される放射線を検出するために、上記環境空気をサンプリングし、サンプリングされた空気中のヨウ素またはその化合物をヨウ素捕集剤に捕集する放射性ヨウ素サンプラにおいて、
   待機時、上記ヨウ素捕集剤を気密状態で収納する気密収容手段と、
   上記ヨウ素捕集剤が収納されている空間の空気から水蒸気を除湿する除湿手段と、
   上記サンプリングされた空気中のヨウ素またはその化合物を上記ヨウ素捕集剤に捕集するとき上記サンプリングされた空気が上記ヨウ素捕集剤に導かれた後上記空間外に排出されるとともに上記気密収容手段が囲む空間から隔離された流路を形成する、上記ヨウ素捕集剤を両側から挟むカートリッジホルダおよびサクションヘッドと、
   上記サクションヘッドを加熱するサクションヘッドヒータと、
   が備えられ、
   上記除湿手段は、上記空間内の空気を冷却して水蒸気を結露し、液滴にする冷却コイルと、上記冷却コイルを冷却する冷却ユニットと、上記液滴の落下を受けて上記空間外に排出するドレン排出手段と、からなることを特徴とする放射性ヨウ素サンプラ。
2. 環境空気に含まれる放射性ヨウ素から放出される放射線を検出するために、上記環境空気をサンプリングし、サンプリングされた空気中のヨウ素またはその化合物をヨウ素捕集剤に捕集する放射性ヨウ素サンプラにおいて、
   待機時、上記ヨウ素捕集剤を気密状態で収納する気密収容手段と、
   上記ヨウ素捕集剤が収納されている空間の空気から水蒸気を除湿する除湿手段と、
   上記サンプリングされた空気中のヨウ素またはその化合物を上記ヨウ素捕集剤に捕集するとき上記サンプリングされた空気が上記ヨウ素捕集剤に導かれた後上記空間外に排出されるとともに上記気密収容手段が囲む空間から隔離された流路を形成する、上記ヨウ素捕集剤を両側から挟むカートリッジホルダおよびサクションヘッドと、
   上記サクションヘッドを加熱するサクションヘッドヒータと、
   が備えられ、
   上記除湿手段は、上記空間内の空気を冷却して水蒸気を結露し、液滴にする冷却フィンと、上記冷却フィンを冷却するペルチェ素子と、上記液滴の落下を受けて上記空間外に排出するドレン排出手段と、上記ペルチェ素子に直流電圧を印加する電源と、を有することを特徴とする放射性ヨウ素サンプラ。
3. 環境空気に含まれる放射性ヨウ素から放出される放射線を検出するために、上記環境空気をサンプリングし、サンプリングされた空気中のヨウ素またはその化合物をヨウ素捕集剤に捕集する放射性ヨウ素サンプラにおいて、
   待機時、上記ヨウ素捕集剤を気密状態で収納する気密収容手段と、
   上記ヨウ素捕集剤が収納されている空間の空気から水蒸気を除湿する除湿手段と、
   上記サンプリングされた空気中のヨウ素またはその化合物を上記ヨウ素捕集剤に捕集するとき上記サンプリングされた空気が上記ヨウ素捕集剤に導かれた後上記空間外に排出されるとともに上記気密収容手段が囲む空間から隔離された流路を形成する、上記ヨウ素捕集剤を両側から挟むカートリッジホルダおよびサクションヘッドと、
   上記サクションヘッドを加熱するサクションヘッドヒータと、
   が備えられ、
   上記除湿手段は、上記空間の中外に両面が面すように配置された固体電解質膜と、上記固体電解質膜の上記空間の中に面する面に設けられ、水蒸気をイオン化してプロトンを生成する多孔性の陽極と、上記固体電解質膜の上記空間の外に面する面に設けられ、上記陽極側から伝導されたプロトンを酸化する陰極と、上記陽極と上記陰極との間に直流電圧を印加する電源と、を有することを特徴とする請求項１に記載の放射性ヨウ素サンプラ。
4. ヨウ素捕集剤に捕集された放射性ヨウ素から放出される放射線を検出する放射性ヨウ素モニタにおいて、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の放射性ヨウ素サンプラを備えたことを特徴とする放射性ヨウ素モニタ。

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