JPH0373884A - Tritium capturing device - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の目的］
〔産業上の利用分野〕
本発明は、サンプリングガスの放射線量を測定するため
のトリチウム補集装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] [Industrial Field of Application] The present invention relates to a tritium collection device for measuring the radiation dose of a sampling gas.
原子力設備では、原子炉の排気塔や設備の各所にトリチ
ウム補集装置を設置して、大気中の放暫線量を監視して
いる。このようなトリチウム補集装置には排気塔等に常
時取付けてなる本設用と携帯して必要な箇所に設置する
仮設用のものがある。At nuclear power facilities, tritium collectors are installed in reactor exhaust towers and other parts of the equipment to monitor the amount of radiation in the atmosphere. There are two types of such tritium collection devices: permanently installed devices that are permanently attached to an exhaust tower, etc., and temporary devices that are portable and installed at necessary locations.
従来、この種のトリチウム補集装置は一４０℃程度まで
冷却した冷却部にサンプリングガスを流通させてガス中
のトリチウムを含んだ水蒸気を凝固させることによりト
リチウムを補集する。すなわち、第３図に示すように、
サンプリングポイントから取込まれたサンプリングガス
がポンプ１により複数台並置された冷却部Ａ、Ｂ（同図
には２台の例が示されている）の一方の冷却部たとえば
冷却部Ａに送込まれ、冷却部Ａ内でサンプリングガス中
のトリチウムを含んだ水蒸気を凝固させて補集する。冷
却部Ａは凝固した氷によって２〜３時間程度で閉塞する
。冷却部Ａが閉塞すると、冷却部Ａ、Ｂそれぞれの出入
口の差圧を検出する差圧スイッチ２によって、冷却部Ａ
の閉塞が検出されサンプリングガスの供給が冷却部Ａか
ら冷却部Ｂに切換えられる。冷却部Ｂにサンプリングガ
スを供給している間に、冷却部Ａに補集された氷はヒー
タ等によって液化され、トリチウムを含んだ水溶液が水
回収ポット３に回収される。回収が終了した冷却部Ａは
そのままの状態で待機し、冷却部Ｂが氷によって閉塞し
差圧スイッチ２によって再びサンプリングガスの供給が
冷却部Ａに切換えられると冷却を開始してサンプリング
ガス中のトリチウムの水蒸気を凝固させてトリチウムを
補集する。このようにして、冷却部Ａと冷却部Ｂとを切
換えながら、例えば−ケ月間程度連続してトリチウムの
補集を行ない、補集したトリチウムの放射線量を測定す
る。Conventionally, this type of tritium collector collects tritium by passing a sampling gas through a cooling section cooled to about -40° C. to solidify water vapor containing tritium in the gas. That is, as shown in Figure 3,
The sampling gas taken in from the sampling point is sent by the pump 1 to one of the cooling units A and B (an example of two units is shown in the figure), in which multiple cooling units A and B are arranged side by side, for example, cooling unit A. The water vapor containing tritium in the sampling gas is solidified and collected in the cooling section A. The cooling section A becomes clogged with solidified ice in about 2 to 3 hours. When cooling section A is blocked, the differential pressure switch 2 detects the differential pressure between the entrance and exit of cooling sections A and B.
blockage is detected, and the supply of sampling gas is switched from cooling section A to cooling section B. While the sampling gas is being supplied to the cooling part B, ice collected in the cooling part A is liquefied by a heater or the like, and an aqueous solution containing tritium is collected in the water recovery pot 3. After the collection has been completed, the cooling section A remains on standby, and when the cooling section B is blocked by ice and the supply of sampling gas is switched to the cooling section A again by the differential pressure switch 2, cooling starts and the sample gas is removed. Tritium is collected by solidifying tritium water vapor. In this way, while switching between the cooling section A and the cooling section B, tritium is collected continuously for about - months, for example, and the radiation dose of the collected tritium is measured.
なお、補集したトリチウムの放射線量およびトリチウム
の補集効率はサンプリングガスの露点およびサンプリン
グガスの総量を測定することにより算出できる。そのた
めに、露点計４および流量計５を設け、露点計４でサン
プリングガスの露点を測定すると共に、流量計５により
サンプリングガスが一定流量で流れるように調整し、そ
の測定時間をタイマーにより計時している。また、トリ
チウムの補集効率が９０％以下のときは、測定値の誤差
が大きくなることから、測定値を補正する必要がある。Note that the radiation dose of collected tritium and the collection efficiency of tritium can be calculated by measuring the dew point of the sampling gas and the total amount of the sampling gas. For this purpose, a dew point meter 4 and a flow meter 5 are provided, and the dew point meter 4 measures the dew point of the sampling gas, the flow meter 5 adjusts the sampling gas to flow at a constant flow rate, and the measurement time is measured using a timer. ing. Further, when the tritium collection efficiency is 90% or less, the error in the measured value becomes large, so it is necessary to correct the measured value.
トリチウムの補集効率Ｎは、サンプリン、グガスの露点
温度における飽和水蒸気Ｑａ（ｇ／ｊＪ）、流量ｂ （
Ｎ ／ｌ１ｉｎ ） 、回収水量Ｃ（ｇ）、補集時間ｔ
（＋ｇ１ｎ）とすると、補集効率Ｎ−（ｃ／ａＸｂＸｔ
）Ｘ１００で表される。The tritium collection efficiency N is determined by the following equation: saturated water vapor Qa (g/jJ) at the dew point temperature of the sample and gas, flow rate b (
N/l1in), collected water amount C (g), collection time t
(+g1n), the collection efficiency N-(c/aXbXt
)X100.
このように、従来のトリチウム補集装置は、冷却部が数
時間で閉塞してしまうので、例えば一般に行われている
ように一ケ月間に及んで連続した測定を行なうためには
、少なくとも二系統の冷却部Ａ、Ｂが必要であり、しか
も冷却部を閉塞した氷を溶して補集するのでヒータ等の
加熱手段が必要となり、装置全体の構成が複雑化すると
いった問題がある。In this way, in conventional tritium collectors, the cooling section becomes clogged within a few hours, so in order to carry out continuous measurements over a month, as is generally done, at least two systems are required. In addition, since ice clogging the cooling parts is melted and collected, a heating means such as a heater is required, which complicates the overall structure of the apparatus.
また、冷却部Ａ、Ｂはサンプリングガスを供給するタイ
ミングに合わせて冷却を開始しているので、冷却部の温
度が十分に低下するまではサンプリングガス中の水蒸気
が十分には凝固されず補集効率が低く、したがって正確
な測定値を得ることができないという問題がある。In addition, since cooling parts A and B start cooling at the same time as the sampling gas is supplied, the water vapor in the sampling gas is not sufficiently solidified until the temperature of the cooling part has sufficiently decreased. The problem is that the efficiency is low and therefore accurate measurements cannot be obtained.
従って、従来のトリチウム補集装置は、装置の構成が複
雑であり、しかもトリチウムの補集効率が低いことから
正確な測定値を得ることができないという問題があった
。Therefore, the conventional tritium collection device has a problem that accurate measurement values cannot be obtained because the structure of the device is complicated and tritium collection efficiency is low.
本発明はこのような実情に鑑みてなされたもので、装置
の構成を簡素化できると共にトリチウムの補集効率を向
上することのできるトリチウム補集装置を提供すること
を目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a tritium collection device that can simplify the configuration of the device and improve tritium collection efficiency.
［発明の構成］
〔課題を解決するための手段〕
本発明は上記課題を解決するために、サンプリングガス
に含まれているトリチウムを補集するトリチウム補集装
置において、水蒸気を液化可能とする温度に保持されて
いる所定水位の冷却水が充填されている冷却容器と、前
記サンプリングガスを前記冷却水中に導き冷却水中でサ
ンプリングガスをバブリングさせるサンプリングライン
とを備え、前記サンプリングガス中の水蒸気に含まれる
トリチウムを前記冷却水で冷却し液化して補集する構成
とした。[Structure of the Invention] [Means for Solving the Problems] In order to solve the above problems, the present invention provides a tritium collection device that collects tritium contained in a sampling gas at a temperature that makes it possible to liquefy water vapor. a cooling vessel filled with cooling water at a predetermined water level held in the cooling water; and a sampling line for guiding the sampling gas into the cooling water and bubbling the sampling gas in the cooling water, the sampling line includes a cooling container filled with cooling water at a predetermined water level held in The structure is such that tritium is collected by cooling it with the cooling water, liquefying it, and collecting it.
本発明は以上のような手段を講じたことにより、サンプ
リングラインを用いてサンプリングガスを液化可能な温
度に設定されている冷却水中に送込んでバブリングする
。その結果、冷却容器内の冷却水中でバブリングされた
サンプリングガスは冷却水によって冷却され、ガス中に
水蒸気として含まれているトリチウム水蒸気が液化され
て冷却容器内に補集される。したがって、一つの冷却容
器で連続してトリチウムの補集を行なうことができる。By taking the above measures, the present invention uses a sampling line to send the sampling gas into the cooling water set at a temperature that allows it to be liquefied, thereby bubbling it. As a result, the sampling gas bubbled in the cooling water in the cooling container is cooled by the cooling water, and the tritium water vapor contained in the gas as water vapor is liquefied and collected in the cooling container. Therefore, tritium can be collected continuously in one cooling container.
以下、本発明の実施例について説明する。 Examples of the present invention will be described below.
第１図は第１実施例に係るトリチウム補集装置の構成を
示す図である。このトリチウム補集装置は、冷却水Ｗが
所定水位に満たされている密閉形冷却容器１０と、サン
プリングポイントに通じた配管１１の端部に設けられた
ポンプ１２と、このポンプ１２から冷却容器１０内の冷
却水Ｗに導入されているバブリング管１３と、冷却容器
１０内の非冷却水位置から冷却容器外に導出されてサン
プリングポイントに通じている排気用配管１４と、水蒸
気を液化可能とするために冷却水Ｗの温度を制御する温
度調節部１５とから構成されている。FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a tritium collection device according to a first embodiment. This tritium collection device includes a closed cooling container 10 filled with cooling water W to a predetermined water level, a pump 12 provided at the end of a pipe 11 leading to a sampling point, and a pump 12 connected to the cooling container 10. The bubbling pipe 13 introduced into the cooling water W inside the cooling container 10 and the exhaust pipe 14 led out from the non-cooled water position in the cooling container 10 to the outside of the cooling container and leading to the sampling point make it possible to liquefy water vapor. The temperature control section 15 controls the temperature of the cooling water W for this purpose.
この装置において、配管１１．ポンプ１２．バブリング
管１３等によってサンプリングラインを構成している。In this device, piping 11. Pump 12. A sampling line is constituted by the bubbling tube 13 and the like.
なお、配管１１にはサンプリングガスの露点を測定する
ための露点計１６が設けられ、また排気配管１４にはサ
ンプリングガスの流量を一定流量に調節する流量計１７
が設けられている。Note that the pipe 11 is provided with a dew point meter 16 for measuring the dew point of the sampling gas, and the exhaust pipe 14 is provided with a flow meter 17 for adjusting the flow rate of the sampling gas to a constant flow rate.
is provided.
さらに、ポンプ１２にはポンプ１２の動作時間を測定す
る時間計１８が設けられている。Furthermore, the pump 12 is provided with a time meter 18 for measuring the operating time of the pump 12.
このように構成されたトリチウム補集装置は、ポンプ１
２を動作させることにより、サンプリングポイントから
引込まれたサンプリングガスがバブリング管１３の先端
から冷却水Ｗ中にバブリングされる。バブリングされた
サンプリングガス中の水蒸気は冷却水中で０℃以下に冷
却され液化して冷却容器１０内に補集される。The tritium collection device configured in this way has a pump 1.
2, the sampling gas drawn from the sampling point is bubbled into the cooling water W from the tip of the bubbling tube 13. The water vapor in the bubbled sampling gas is cooled to below 0° C. in the cooling water, liquefied, and collected in the cooling container 10.
所定の補集期間経過後に、補集後の冷却水Ｗの水位から
補集された水蒸気の量を測定し、補集されたトリチウム
の量および放射能量を算出する。After a predetermined collection period has elapsed, the amount of water vapor collected is measured from the water level of the cooling water W after collection, and the amount of tritium and radioactivity collected are calculated.
ところで、サンプリングガス中には、トリチウムを含ん
だ水蒸気ＨＴＯとトリチウムを含まない水蒸気Ｈ２Ｏが
存在するので、液化して補集された水蒸気は両方を含ん
だものとなる。しかし、補集される水蒸気ＨＴＯと水蒸
気Ｈ２Ｏはサンプリングガス中に存在する割合では補集
されないので、捕集したトリチウムの量は次のようにし
て求める。By the way, since water vapor HTO containing tritium and water vapor H2O not containing tritium are present in the sampling gas, the water vapor liquefied and collected contains both. However, since the collected water vapor HTO and water vapor H2O are not collected in the proportions present in the sampling gas, the amount of collected tritium is determined as follows.
サンプリングガス中のトリチウム水蒸気ＨＴＯの量をｘ
（ｇ／ｃａ＋ ３） 、サンプリングガス中の水蒸気
Ｈ２Ｏの量をａ （ｇ／ｃｍ ’ ） 、補集前の冷却
水（Ｈ２０）の量をｂ（ｇ）、流量計１７で測定した単
位時間当りのサンプリングガス供給流量を０ （ａｍ
３／ｌ１ｉｎ） 、時間計１８で測定した補集時間ｔ
（ｍ１ｎ） 、補集後の冷却水（Ｈ２０＋ＨＴＯ）の量
をｃ （ｇ）とし、冷却水Ｗ中で液化したＨ、Ｏ。The amount of tritium water vapor HTO in the sampling gas is x
(g/ca+3), the amount of water vapor H2O in the sampling gas is a (g/cm'), the amount of cooling water (H20) before collection is b (g), per unit time measured by the flowmeter 17. The sampling gas supply flow rate of 0 (am
3/l1in), acquisition time t measured by time meter 18
(m1n), the amount of cooling water (H20+HTO) after collection is c (g), and H and O liquefied in cooling water W.
ＨＴＯがバブリングによって均一の量であるとすると、
補集後の冷却水中のＨＴＯの量は、ＨＴＯ−ｘｆｌ ｔ
Ｘｃ＋（（ｘ＋ａ） ｆｌ ｔ＋ｂｌ −（１）と
なる。なお、サンプリングガス中の水蒸気量（ｘ十ａ）
は露点計１６．流量計１７の測定値から算出できる。Assuming that the amount of HTO is uniform due to bubbling,
The amount of HTO in the cooling water after collection is HTO-xfl t
Xc+((x+a) fl t+bl -(1).In addition, the amount of water vapor in the sampling gas (x0a)
is dew point meter 16. It can be calculated from the measured value of the flow meter 17.
ここで、Ｃ１の放射能を持つ核種の質ｉｗはｗ−３，１
９Ｘ１０” ＴＸＡ （ｇ） −（２）
であるから（なお、Ａは質量数、Ｎは原子数、Ｔは半減
期を各々示している）、サンプリングガス中のトリチウ
ムの放射能量をｑ （ｃｌ／ｃｍ’ ）とし、トリチウ
ムの半減期を１２．２６年、トリチウムの質量数３．Ｈ
ＴＯの質量数２０．Ｈ２ＯとＨＴＯの比重量を１（ｇ／
ＣＩ３〉とすると、サンプリングガス中のトリチウム水
蒸気ＨＴＯの質量は（３）式％式％
（３）
なお、（３）式において放射能量ｑは
１０−６μＣｉ ／ｃｍ’のオーダであるため、ＨＴＯ
の量はＨ２Ｏの量に比べて極めて小さいので、（１）式
においてｘ十ａｍａと近似できる。したがって（１）式
は、
ＨＴＯ＝ｘｊ７ ｔＸｃ＋ （ａｆｆ を十ｂ）
−（３）とすることができる。Here, the quality iw of the nuclide with radioactivity C1 is w-3,1
9X10" TXA (g) - (2)
Therefore, (A is the mass number, N is the number of atoms, and T is the half-life), the amount of radioactivity of tritium in the sampling gas is q (cl/cm'), and the half-life of tritium is 12.26 years, mass number of tritium 3. H
Mass number of TO: 20. The specific weight of H2O and HTO is 1 (g/
CI3〉, the mass of tritium water vapor HTO in the sampling gas is expressed by formula (3)% formula% (3) Note that in formula (3), the amount of radioactivity q is on the order of 10-6 μCi/cm', so HTO
Since the amount of H2O is extremely small compared to the amount of H2O, it can be approximated as x0ama in equation (1). Therefore, formula (1) is: HTO=xj7 tXc+ (aff is 10b)
-(3).
したがって、上記（２）、（３）よりサンプリングガス
中のＨＴＯのＩｋｘｌ ｔ ［ｇコは、ｘｆｌ ｔ
＝８．８５ｘｌＯ−’ｘｑ ｘ（ａｆＩｔ ＋ｂ）
−（４）となる。Therefore, from (2) and (3) above, Ikxl t [gko of HTO in the sampling gas is xfl t
=8.85xlO-'xq x(afIt +b)
-(4).
ここで、実際に求めたいのはサンプリングガス中の放射
能量Ｑであるから、（５）式より、Ｑ−ｘｌ ｔ／８Ｊ
５Ｘ１０−’Ｘａｐ ｔ−（ａｌｔ＋ｂ）ｑ／ａｇｔ
［ｃｉ／ｃ１１ − （５）として求めることができ
る。Here, what we actually want to find is the amount of radioactivity Q in the sampling gas, so from equation (5), Q-xl t/8J
5X10-'Xap t-(alt+b)q/agt
[ci/c11 − (5)]
このような実施例によれば、サンプリングガス中の水蒸
気に含まれているトリチウムを液化して凝固させずに補
集するので、冷却容器の切換えを行なう必要がなく一つ
の冷却部で連続した測定を行なうことができ、しかもサ
ンプリングガス中の水蒸気を凝固させないのでヒータ等
の加熱手段を設ける必要がなく、従来の補集装置に比べ
てシステム構成が簡単となり、大巾な装置の簡素化を図
ることができる。According to this embodiment, the tritium contained in the water vapor in the sampling gas is collected without being liquefied and solidified, so there is no need to change the cooling container, and continuous measurements can be performed using one cooling section. Moreover, since the water vapor in the sampling gas does not solidify, there is no need to provide a heating means such as a heater, and the system configuration is simpler than conventional collection devices, allowing for the simplification of equipment. be able to.
また、従来の補集装置の補集効率と比べ、同じ温度であ
れば補集効率を高くすることができる。Furthermore, compared to the collection efficiency of conventional collection devices, the collection efficiency can be increased at the same temperature.
これは、従来のトリチウム補集装置によるＨＴＯの補集
量を（２）式に対応させて表すと、ｘｌ ｔ Ｘ （ｃ
−ｂ） ／ａＮ ｔ −（６）となり、
（２）式−（６）式は、
ＸＮ ｔＸｃ／ （ａｌ ｔ＋ｂ） −ｘｉ ｔＸ （
ｃ−ｂ） ／ｍｌ ｔ、’、ｂ （ａ、Ｑ ｔ＋ｂ−ｃ
） ／ （ａＮ ｔ （ａｉ） を十ｂ） ）≧０とな
ることから証明される。なお、ａｌｔ＋ｂ−Ｃは補集効
率１００％のとき０．１００以下のとき正となる。This can be expressed as xl t X (c
-b) /aN t -(6),
Equation (2) - Equation (6) is XN tXc/ (al t+b) -xi tX (
c-b) /ml t,',b (a,Q t+b-c
) / (aN t (ai) 10 b) ) ≧ 0, which proves this. Note that alt+b-C is positive when it is 0.100 or less when the collection efficiency is 100%.
なお、本発明は上記一実施例に限られるものではない。Note that the present invention is not limited to the above embodiment.
例えば、第２図に示すように、２台の冷却容器１０ａ、
１０ｂを併置し、各々の冷却容器にバブリング管１３お
よび排気配管１４を設け、バブリグ管１３および排気配
管１４の各々の分岐点に三方向電磁弁（不図示）を設け
る。そして、時間計１８に各冷却容器における補集時間
を設定しておき、設定された設定時間ごと三方向電磁弁
に切換え指令信号を送り、冷却容器を切換えながらサン
プリングガスを補集するようにしてもよい。For example, as shown in FIG. 2, two cooling containers 10a,
10b are placed side by side, a bubbling pipe 13 and an exhaust pipe 14 are provided in each cooling container, and a three-way solenoid valve (not shown) is provided at each branch point of the bubbling pipe 13 and exhaust pipe 14. Then, the collection time for each cooling container is set in the time meter 18, and a switching command signal is sent to the three-way solenoid valve every set time, so that the sampling gas is collected while switching the cooling container. Good too.
このようなトリチウム補集装置によれば、一方の冷却容
器が冷却水の交換等により使用できないときであっても
、他方の冷却容器に切換えることにより連続してトリチ
ウムの補集を行うことができる。また、一方の冷却容器
が故障したような場合にも柔軟に対処することができる
。According to such a tritium collection device, even when one cooling container cannot be used due to cooling water exchange, etc., tritium can be collected continuously by switching to the other cooling container. . Furthermore, even if one of the cooling containers breaks down, it can be dealt with flexibly.
［発明の効果］
以上詳記したように本発明によれば、一つの冷却容器で
連続してトリチウムの補集を行なうことができ、装置の
構成を簡素化することができると共にトリチウムの補集
効率を向上し得るトリチウム補集装置を提供できる。[Effects of the Invention] As detailed above, according to the present invention, tritium can be collected continuously in one cooling container, the configuration of the device can be simplified, and tritium can be collected A tritium scavenging device that can improve efficiency can be provided.
第１図は本発明の一実施例に係るトリチウム補集装置の
構成図、第２図は他の実施例の構成図、第３図は従来よ
りあるトリチウム補集装置の構成図である。
１０・・・冷却容器、１２・・・ポンプ、１３・・・バ
ブリング管、１４・・・排気用配管、１５・・・温度調
節部、１６・・・露点計、１７・・・流量計。FIG. 1 is a block diagram of a tritium collector according to one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram of another embodiment, and FIG. 3 is a block diagram of a conventional tritium collector. DESCRIPTION OF SYMBOLS 10... Cooling container, 12... Pump, 13... Bubbling pipe, 14... Exhaust piping, 15... Temperature control part, 16... Dew point meter, 17... Flow meter.
Claims (1)
トリチウム補集装置において、 水蒸気を液化可能とする温度に保持されている所定水位
の冷却水が充填されている冷却容器と、前記サンプリン
グガスを前記冷却水中に導き冷却水中でサンプリングガ
スをバブリングさせるサンプリングラインとを備え、前
記サンプリングガス中の水蒸気に含まれるトリチウムを
前記冷却水で冷却し液化して補集することを特徴とする
トリチウム補集装置。[Claims] A tritium collection device for collecting tritium contained in sampling gas, comprising: a cooling container filled with cooling water at a predetermined level maintained at a temperature that allows water vapor to be liquefied; A sampling line for guiding the sampling gas into the cooling water and bubbling the sampling gas in the cooling water is provided, and tritium contained in water vapor in the sampling gas is cooled by the cooling water, liquefied, and collected. Tritium collection device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21084989A JPH0373884A (en) | 1989-08-16 | 1989-08-16 | Tritium capturing device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21084989A JPH0373884A (en) | 1989-08-16 | 1989-08-16 | Tritium capturing device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0373884A true JPH0373884A (en) | 1991-03-28 |
Family
ID=16596126
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21084989A Pending JPH0373884A (en) | 1989-08-16 | 1989-08-16 | Tritium capturing device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0373884A (en) |
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1989
- 1989-08-16 JP JP21084989A patent/JPH0373884A/en active Pending
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