JPH0915145A - 多重計測型分析装置 - Google Patents
多重計測型分析装置Info
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- JPH0915145A JPH0915145A JP7165294A JP16529495A JPH0915145A JP H0915145 A JPH0915145 A JP H0915145A JP 7165294 A JP7165294 A JP 7165294A JP 16529495 A JP16529495 A JP 16529495A JP H0915145 A JPH0915145 A JP H0915145A
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
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Abstract
被曝及び分析廃液の低減が可能で、短時間に信頼性の高
い分析結果が得られる装置を実現する。 【構成】 複数の物質が共存する試料溶液が封入される
試料セル5と、同試料セル5内にレーザ光を照射するレ
ーザ光源1と、上記試料セル5内からの蛍光を受光する
蛍光光度計4と透過光を受光する分光光度計3と、上記
試料セル5に設けられた圧電素子12からの電気信号を
受信する光音響分光装置2と、上記蛍光光度計4と分光
光度計3と光音響分光装置2より電気信号を入力して上
記試料溶液中の物質を同定して定量するコンピュータ1
0を備えたことによって、試料溶液についての前処理が
不要となり、一度の測定で試料溶液中の物質を精度よく
同定・定量することが可能となったため、分析作業員の
放射線被曝の低減及び分析廃液の低減が可能になるとと
もに、信頼性の高い分析値の取得が可能となる。
Description
ラン、プルトニウム、核分裂生成物、超ウラン元素(以
下、それぞれU,Pu,FP,TRUとする)を含む工
程溶液の濃度分析等に適用される多重計測型分析装置に
関する。
やPuの濃度の測定は、吸光度を測定することにより行
われていた。
するFP元素やTRU元素を溶媒抽出操作やイオン交換
操作により除去した後、これに呈色試薬や原子価調整用
酸化還元剤を添加し、これらが添加された試料溶液を試
料セルに注入して吸光度を測定するものである。
ては、放射性物質による被曝防止のために、鉛しゃへい
を有する分析ボックス内に閉じ込め、マニプレータ等の
ハンドリング機器を用いて分析操作を行っていた。
設の工程溶液のUやPuの濃度の測定のための分析にお
いては、前記のようにFP元素やTRU元素を除去する
等の前処理が必要であり、分析にはハンドリング機器を
用いて行なわなければならず、しかも一度の操作で多く
の元素を分析することができないため、分析に長時間を
要していた。
廃棄物の排出が多く、分析に長時間を要することと相埃
って、分析作業員が放射線を被曝する危険性が高く、分
析作業に支障を及ぼしていた。
いて遠隔操作により行なわれるために分析精度が低く、
Uの定量下限値は約1g/lであり、大幅な分析精度の向
上が望まれていた。
い試料の場合は、呈色試薬や原子価調整用酸化還元剤を
使用せずにU,Pu濃度を直接吸光光度計で測定するこ
とは可能であるが、酸濃度などの影響を受けやすいこと
等により、各原子価毎のスペクトルを正確に分離処理す
ることができず、信頼性の高い分析結果を得ることがで
きなかった。本発明は上記の課題を解決しようとするも
のである。
装置は、入射レーザ光と透過レーザ光と蛍光をそれぞれ
通過させる窓と圧電素子が側壁に設けられ複数の物質が
共存する試料溶液が内部に封入される試料セル、同試料
セル内にレーザ光を入射するレーザ光源、同レーザ光源
からのレーザ光により試料溶液中の特定成分が励起され
て発生した蛍光を受光し電気信号に変換する蛍光光度
計、上記レーザ光源からのレーザ光の一部分が試料溶液
中の特定成分により吸収されたレーザ光を受光し電気信
号に変換する分光光度計、上記レーザ光源からのレーザ
光により試料溶液中の特定成分が発生させた音響信号を
受信し電気信号に変換する光音響分光(以下、LPAS
とする)装置、および上蛍光光度計と分光光度計とLP
AS装置よりそれぞれが出力する電気信号を入力して試
料溶液中に共存する物質の定性・定量分析を行うコンピ
ュータを備えたことを特徴としている。
後、まず、レーザ光源より励起光を試料溶液に照射し、
発生した蛍光を蛍光光度計が受光し、電気信号に変換し
てコンピュータに入力し、コンピュータが励起光により
蛍光を発する試料溶液中の特定物質を同定して定量す
る。
試料溶液に照射し、透過光を分光光度計が受光し電気信
号に変換してコンピュータに入力し、コンピュータが試
料溶液中の特定物質によってレーザ光の特定波長の光が
吸収された吸収スペクトルを求める。
ザ光を試料溶液に照射し、試料溶液中の特定物質がレー
ザ光の特定波長の光を吸収して発生させた音響信号を圧
電素子が受信し電気信号に変換してコンピュータに入力
し、コンピュータは音響スペクトルを求める。
力した電気信号より求められた蛍光を発する特定物質の
濃度をそれに相当する音響スペクトル及び吸収スペクト
ルに換算し、上記LPAS分析により求められた音響ス
ペクトル、及び吸収分析により求められた吸収スペクト
ルから換算により求められたそれぞれのスペクトルを差
し引いた後、両スペクトルの相違から上記蛍光を発する
特定物質以外の特定物質を同定して定量する。
クトル又は吸収スペクトルから他の特定物質を同定して
定量することにより、試料溶液中に含まれる全ての物質
の同定と定量を行う。
について、図1及び図2により説明する。図1及び図2
に示す本実施例の装置は、一側面に圧電素子12が設け
られ内部に試料が注入される試料セル5、同試料セル5
が収納された分析ボックス11、同分析ボックス11の
外側に配設されたレーザ光源1とLPAS装置2と分光
光度計3と蛍光光度計4、およびこれらの装置1,2,
3,4が電線を介して接続されたコンピュータ10を備
えている。
を貫通し、一端が上記圧電素子12に接続された電気ケ
ーブル9の他端に接続されている。上記レーザ光源1
は、同様に分析ボックス11を貫通し、圧電素子12が
設けられた試料セル5の側面と直交する側面と一端が対
向する励起光用光ファイバ6の他端に接続されている。
は、それぞれ分析ボックス11を貫通し、励起光用光フ
ァイバ6の一端が対向する試料セル5の側面に相対する
側面と一端が対向する吸光用光ファイバ7の他端に、ま
た、圧電素子12が設けられた試料セル5の側面に相対
する側面と一端が対向する蛍光用光ファイバ8の他端に
それぞれ接続されている。
あり、励起光用光ファイバ6、吸光用光ファイバ7及び
蛍光用光ファイバ8の一端が対向するそれぞれの側面に
石英ガラス13が設けられている。
を用いて行う放射性物質を含んだ試料溶液の計測分析の
要領について、図3に示す分析フローに従い、以下に説
明する。
セル5に注入した後は、まず、レーザ光源1からの励起
光を光ファイバ6及び試料セル5の石英ガラス13aを
介して試料セル5内の試料溶液に照射して、蛍光分析を
行う。
等)は、励起光を吸収した後に、その光のエネルギーを
蛍光として放出する性質があるため、これらが放出した
蛍光は試料セル5の石英ガラス13c及び蛍光用光ファ
イバ8を介して分析ボックス11外の蛍光光度計4に導
き、同蛍光光度計4が計測した蛍光スペクトルの強度か
らコンピュータ10がU等の蛍光を発生する元素の濃度
を算出する。
によるクエンチング作用を受けやすいため、図1中に示
す方向14a,14bに光軸を移動できる架台を用いて
光路長の異なる場合の蛍光強度を測定し、それらを解析
することにより、クエンチング作用についての補正を行
う。
よって行われる吸収分析について説明する。上記レーザ
光源1より放射され試料セル5内の試料溶液に照射され
たレーザ光は、試料セル5の石英ガラス13b及び吸光
用光ファイバ7を介して分光光度計3に導かれる。試料
中に存在する元素はある特定の波長の光を吸収する特性
を有するため、レーザ光の波長をスキャンさせることに
より吸収スペクトルを求め、特定の元素の定性・定量分
析を行うことができる。
の照射によりU,Puの濃度を測定することができる。
たヾし、FP元素やTRU元素が共存する再処理工程溶
液においては、各元素の吸収スペクトルが複雑に重なり
合うため、この吸収スペクトルのデータからだけでは分
析対象元素の定量を行うことは不可能である。
によって行われるレーザ光音響分光分析について説明す
る。試料セルに照射されたレーザ光によって励起された
試料はそのエネルギーを熱として放出するため、試料周
囲の媒体中に膨張と収縮を生じ、これが試料セル5側面
に設置された圧電素子12に伝わり、この圧電素子12
により電気信号に変換されてLPAS装置2に伝送され
る。
る元素はある特定の波長の光を吸収する特性を有するた
め、その特定の波長に対応した音響信号はピークスペク
トルを示すことになる。
ことにより音響スペクトルを求め、特定の元素の定性・
定量分析を行うことができる。たヾし、この場合も、F
P元素やTRU元素が共存する再処理工程溶液では、各
元素の音響スペクトルが複雑に重なり合うため、分析対
象元素の定量を行うことは不可能である。
のランタノイド元素の濃度をそれに相当する音響スペク
トル及び吸収スペクトルに換算し、上記吸収分析及び音
響分析により得られたスペクトルデータから差し引く。
この操作を行うと、残った音響スペクトル及び吸収スペ
クトルは蛍光を発生しない物質だけに依存することにな
る。
と吸収スペクトルはほぼ同形のスペクトルを示すことに
なるが、図4に示すようにある特定の元素については、
その量子収率の違いから、両スペクトルの形状に若干の
相違が生じる。そこで、このスペクトルの差からその特
定の元素の定量を行うことができる。
クトル及び吸収スペクトルを測定すると、各元素による
複数のピークが存在するが、これらのピークのうち、酸
濃度の影響を受けて大きく変動するピークと酸濃度の影
響をほとんど受けないピークが存在する。そこで、これ
らのピーク高さの比から試料溶液の酸濃度を求めること
ができる。
関係を図5に示した。図5中のaのピークは酸濃度が高
くなると吸光スペクトルは大きくなっているが、bのピ
ークはほとんど変化していない。そこでa/bの比は酸
濃度に依存して変化する値となるため、この関係を把握
しておけば、a/bの比から未知試料の酸濃度を求める
ことができる。
元素の濃度を補正する。ここで、酸濃度の影響を大きく
受けるスペクトルピークを有するものは、この酸濃度推
定に十分注意する必要がある。
算出した分析値を比較し、許容誤差以内で一致すれば、
この値を分析結果としてアウトプットする。もし、LP
AS、吸光光度、蛍光分析から算出した値が一致しなけ
れば、最初の蛍光分析によるU等の濃度推定に戻り、前
述の分析フローに従って再計算する。
u、FP元素、TRU元素が共存する核燃料再処理溶液
中のU,Pu等主成分の濃度について、煩雑な前処理を
行うことなく、迅速、かつ正確に求めることが可能とな
った。
物質が共存する試料溶液が封入される試料セルと、同試
料セル内にレーザ光を照射するレーザ光源と、上記試料
セルからの蛍光を受光する蛍光光度計と透過光を受光す
る分光光度計と、上記試料セルに設けられた圧電素子か
らの電気信号を受信する光音響分光装置と、上記蛍光光
度計と分光光度計と光音響分光装置より電気信号を入力
して上記試料溶液中の物質を同定して定量するコンピュ
ータを備えたことによって、試料溶液についての前処理
が不要となり、一度の測定で試料溶液中の物質を精度よ
く同定・定量することが可能となったため、分析作業員
の放射線被曝の低減及び分析廃液の低減が可能になると
ともに、信頼性の高い分析値の取得が可能となる。
用することが可能となり、連続的に核燃料再処理工程溶
液中のU,Pu等の濃度をモニタリングすることが可能
となる。
全体説明図である。
る。
ある。
ペクトルの説明図である。
による変動の説明図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 入射レーザ光と透過レーザ光と蛍光をそ
れぞれ通過させる窓と圧電素子が側壁に設けられ複数の
物質が共存する試料溶液が内部に封入される試料セル、
同試料セル内にレーザ光を入射するレーザ光源、同レー
ザ光源からのレーザ光により試料溶液中の特定成分が励
起されて発生した蛍光を受光し電気信号に変換する蛍光
光度計、上記レーザ光源からのレーザ光の一部分が試料
溶液中の特定成分により吸収されたレーザ光を受光し電
気信号に変換する分光光度計、上記レーザ光源からのレ
ーザ光により試料溶液中の特定成分が発生させた音響信
号を受信し電気信号に変換する光音響分光装置、および
上蛍光光度計と分光光度計と光音響分光装置よりそれぞ
れが出力する電気信号を入力して試料溶液中に共存する
物質の定性・定量分析を行うコンピュータを備えたこと
を特徴とする多重計測型分析装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16529495A JP4052398B2 (ja) | 1995-06-30 | 1995-06-30 | 多重計測型分析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16529495A JP4052398B2 (ja) | 1995-06-30 | 1995-06-30 | 多重計測型分析装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0915145A true JPH0915145A (ja) | 1997-01-17 |
JP4052398B2 JP4052398B2 (ja) | 2008-02-27 |
Family
ID=15809603
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16529495A Expired - Lifetime JP4052398B2 (ja) | 1995-06-30 | 1995-06-30 | 多重計測型分析装置 |
Country Status (1)
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006029968A (ja) * | 2004-07-15 | 2006-02-02 | Chubu Electric Power Co Inc | 濃度測定装置および方法 |
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CN104774180A (zh) * | 2015-04-13 | 2015-07-15 | 成都石大力盾科技有限公司 | 一种含酰胺键树状咪唑啉缓蚀剂的制备方法 |
KR20160137019A (ko) * | 2015-05-22 | 2016-11-30 | 전남대학교산학협력단 | 광학 센서를 이용한 수질 오염 측정 시스템 및 수질 오염 측정 장치 |
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-
1995
- 1995-06-30 JP JP16529495A patent/JP4052398B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (7)
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