JPS61155981A - トリチウム濃度測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ｌ！ユ」」Ｕしし１ 本発明はトリチウム濃度測定装置、特に膜分離器を用い
てトリチウム検出エア中に含まれるトリチウム濃度測定
を行う改良されたトリチウム濃度測定装置に関する。

背景技術 今日、各分野において放射性物質が幅広く使用されてお
り、このような放射性物質の一種としてトリチウムが知
られている。このトリチウムのエネルギは、他の放射性
物質に比べ低レベルであるが、物質の透過や吸着が非常
に激しいことからその取扱山が多くなると飛散等による
汚染が無視できなくなり実測による安全管理が必要とな
る。

特に、このようなトリチウムは、将来のエネルギ源とし
ての核融合研究、核燃料再処理、重水型原子炉、中性子
トリチウムターゲット等において膨大な闇の使用が予想
され、今日その実測による安全管理の必要性はますます
＾まっている。

このような気中トリチウムの実測は、安全管理上高い信
頼性をもって行われることが必要とされ、更にその安全
管理を確実なものとするため、気中トリチウムを低濃度
から＾濃度に渡り連続実時間で測定することが望まれる
。

このような気中のトリチウム濃度測定装置として、従来
より電離箱底のものが周知であり、電離箱内における電
離量から気中トリチウム濃度を測定していた。

しかし、気中にはトリチウム以外にＲＮＳＴＮ等が存在
し、これらＲＮｌＴＮはトリチウムβ線の杓子個分相当
の電離を生じるα線を放出している。従って、単に電離
箱のみを用いたトリチウム濃度測定装置では、気中に存
在するＲＮ、ＴＮによる影響を受けやすく、気中のトリ
チウム濃度が低い場合には、これを正確に測定すること
ができないという欠点があった。

このような欠点を解消し、気中からＲＮ、ＴＮを除去し
た気体を抽出し、ＲＮｌＴＮの影響を受けることなく気
中トリチウムの濃度測定を可能とするため、透過膜を有
する膜分離器を用いたトリチウムｍ度測定装置が本発明
者らにより開発され出願されている（特開昭５９−１８
７２８０＞。

この装置は、気中に存在するトリチウムが特別な場合を
除きその化学的形状がＨＴＯ１ＤＴＯ１Ｔ２０等の水蒸
気の形で存在することに着目し、この気中の水蒸気を膜
分離器内の透過膜を介してＲＮ、ＴＮを除去しながら抽
出し、抽出された水分から気中のトリチウム濃度を測定
するものである。

ここにおいて用いられる透過膜は、親水性基を有するフ
ッ素化共重合体から構成された中空糸膜であり、膜の両
側に湿度の異なる気体が存在する場合に、高湿度側気体
中に含まれる水分を低湿度側の気体に向は選択透過し、
更にこの選択透過に際し他の物質例えばＲＮ、ＴＮ等を
透過しないという優れた性質を有している。

膜分離器は、このような透過膜の性質を利用し、気中ト
リチウム検出用の検出エアを通過させる検出エア通路を
透過膜の一側面に沿って設け、更に、透過膜の他側面に
沿って乾燥したパージガスを検出エアと逆方向に通過さ
せるパージガス通路を設けたものであり、検出エア中に
含まれる水分、すなわちトリチウム水をこの透過膜を介
してパージガス内に取り込み、この取り込まれたトリチ
ウム水からＲＮ、ＴＮの影響を受けることなく検出エア
中に含まれるトリチウム濃度を正確に測定している。

第２図にはこのような膜分離器の一例が示されており、
第３図には第２図に示す膜分離器のｎ−■断面図が示さ
れている。

この膜分離器１０は円筒形状に形成された外管１２と、
この外管１２内側に収納された複数の内管１４と、から
なり、内管１４は、透過膜を用いて形成され、その両端
が閉口された状態で仕切り板１６を介して外管１２の内
側面に支持されている。

そして、外管１２の両端面にはトリチウム検出エア１０
０の取入、取出を行うエア取入口１８及びエア取出口２
０が設けられており、内管１４の内部はエア取入口１８
から取入れられた検出エア１００を取出口２０に向は通
過させる検出エア通路２２を形成している。

また、外管１２の側面には、内管１４の外側面と外管１
２の内側面との間に乾燥したパージガスの取入及び取出
を行うガス取入口２４及びガス取出口２６が設けられて
おり、内管１４の外側面は外管１２の内側面との間にガ
ス取入口２４から取入れられたパージガス２００をガス
取出口２６に向は通過させるパージガス通路を形成して
いる。

従って、例えば、湿度０％のパージガス２００をパージ
ガス通路２８に供給することにより、検出エア１００内
に水蒸気の形として含まれているトリチウムは透過膜を
以て形成された内管１４を介して検出エア通路２２側か
らパージガス通路２８側に透過し、パージガス２００内
に取込まれることになる。この際、ＲＮｌＴＮは透過膜
によりその透過を阻止されるため、その、透過膜を透過
しパージガス２００内に取込まれる水分にはトリチウム
のみが含まれることになり、従ってこのパージガス２０
０内に取込まれた水分から検出エア１００内に含まれる
トリチウム濃度を低濃度から高濃度に渡り確実に検出す
ることが可能となる。

第４図には前述した膜分離器１０を用いて形成された従
来のトリチウム濃度測定装置が示されており、この装置
は、検出エア１００をフィルタ３２を介して膜分離器１
０のエア取入口１８に導き膜分離器１０内部に形成され
た検出エア通路２２を通過させた侵エア取出口２０から
膜分離器１０の外部に取出している。そして、エア取出
口２０から取出された検出エア１００は、更に流量計３
４に導かれ、ここで単位時間当たりの流量が測定されて
いる。

ここにおいて、このような検出エア１００の流れは、ポ
ンプ３６を用い膜分離器１０のエア取出口２０の気圧を
エア取入口１８側の気圧に比し負の圧力とし、その気圧
差により取入０千８側から検出エア１００を取込むこと
により行われ、この際取込む検出エア１００の流量調整
はバルブ３８用いエア取出口２０の負圧を調整すること
により行われる。

また、実施例の装置では、乾燥したパージガス２００、
例えば、窒素ガス等が封入されたガスボンベ４０から、
パージガス２００がバルブ４２）流量計４４を介して膜
分離器１０のガス取入口２４に導かれ、このパージガス
２００は膜分離器内部に設けられたパージガス通路２８
を通過した後ガス取出口２６から取出される。このパー
ジガス２００は、前述したごとく、パージガス通路２８
内を通過する途中で透過膜、すなわち、内管１４を介し
て検出エア１００に含まれるトリチウム水をその内部に
取込み、トリチウム水を十分に取込んだ状態でガス取出
口２６から取出される。

この時、検出エア１００をパージガス２００より十分多
く流すことにより、ガス取出口２６でのパージガス２０
０の相対湿度をエア取入口１８での検出エア１００の相
対湿度と等しくすることができ、その結果エア取出口２
６から取出されるパージガス２００のトリチウム濃度を
検出エア１００のトリチウム濃度と等しくすることがで
きる。

このようにしてガス取出口２６から取出されたパージガ
ス２００は電離箱４６へ導かれ、ここでその内部に取込
まれたトリチウム水の放射線量が測定された後排気され
る。測定器４８は、電離箱４６で測定されたパージガス
２００内の放射線量から、検出エア１００のトリチウム
濃度を演算し、その演算値を表示している。

ここにおいて、前述したごとく、膜分離器１０は検出エ
ア１００からＲＮ、ＴＮ等を透過することなく気中に含
まれる水分のみを選択透過しパージガス２００内に取込
むため、測定器４８には検出エア１００のトリチウム濃
度がＲＮ、ＴＮの影響を受けることなく正確に表示され
ることとなる。

明が解決しようとする問題点 しかし、このような従来装置では、検出エア１００のト
リチウム濃度測定に多量のパージガス２００を必要とし
、しかも測定終了後のパージガス２００はトリチウムを
含むためもはやトリチウム検出用として用いることがで
きずそのまま排気されていた。このため讐パージガスの
単位時間当りの消ｖｔｆｆｉが極めて大きく経、済的で
ないという欠点があった。

特に、このようなトリチウム濃度測定装置を連続使用す
る場合においては、パージガス２００の消費量が非常に
大きなものとなるためその有効な対策が望まれていた。

＆」」とｌｈ一 本発明は、このような従来の課題に鑑み為されたもので
あり、その目的は、検出エアのトリチウム１度測定に使
用されるパージガスの消費量を節減できる経済的なトリ
チウム濃度測定装置を提供することにある。

ｐ　　を　決するための手　　び　用 本発・明は、このような従来の課題に鑑み為されたもの
であり、その目的は、高湿度側から低湿度側へ水分を選
択透過する透過膜により仕切られた検出エア通路及びパ
ージガス通路から成る膜分離器を有し、検出エア通路に
トリチウム検出エアを供給するとともにパージガス通路
に前記検出エア中に含まれる水分を透過膜を介して取込
むパージガスを供給し、パージガス中に取込まれた水分
から検出エア中のトリチウム濃度測定するトリチウム濃
度測定装置において、トリチウム濃度測定終了後のパー
ジガスを除湿し再度パージガス通路へ供給する除湿循環
経路を設け：使用するパージガスの消費量を節減可能と
したことを特徴とする。

実施例 次に本発明の好適な実施例を図面に基づき説明する。な
お、第２図〜第４図に示す従来装置と対応する部材には
同一符号を付しその説明を省略する。

第１図には本発明のトリチウム濃度測定装置の好適な実
施例が示されており、実施例の装置は膜分離器１０の検
出エア通路２２にトリチウム検出エア１００を供給する
とともにパージガス通路２８に乾燥したパージガスを供
給している。

そして、この膜分離器１０内において、透過膜、すなわ
ち内管１４を介して検出エア１００中に含よれるトリチ
ウム水をパージガス２００内に取込み、更にこのパージ
ガス２０ｏ＠−電離箱４６を通過させることにより、こ
のパージガス２００中に取込まれたトリチウム水から検
出エア１００のトリチウム濃度を測定している。

ここにおいて、電離箱４６通過後のパージガス２００は
トリチウムを含んでいるため、もはや検出エア１００の
トリチウム検出用として用いることができず、従来の装
置ではこのパージガスをそのまま廃棄していた。

しかし、パージガス２００内に含まれるトリチウムは前
述したごとくその化学的形態がＨＴＯｌＤＴＯｌあるい
はＴ２Ｏ等の水蒸気の形で存在するため、パージガス２
００を完全に除湿してしまえばパージガス２００内に含
まれるトリチウムも完全に除去されることになる。

本発明の特徴的事項は、トリチウム濃度測定終了後のパ
ージガス２００を除湿しその内部に含まれるトリチウム
を完全に除去して再度検出エア１００のトリ丙つム濃度
測定用に用いることにある。

このため、本発明の装置は、トリチウム濃度測定後のパ
ージガス２００を除湿し再度パージガス通路へ供給する
除湿循環経路５０を設けている。

実施例において、この除湿循環経路５０は電離箱４６を
通過したパージガスが導かれる除湿器５２と、この除湿
器５２で除湿されたパージガス２００を膜分離器１０の
ガス取入口２４へ循環させるポンプ５４とを含み、電離
箱４６を通過してくるトリチウム濃度測定終了後のパー
ジガス２００を除湿器５２で湿度Ｏ％まで完全に除湿し
再度検出エア１００のトリチウム濃度検出用パージガス
として用いている。

また、実施例の装置では、電離箱４６の下流側にトリチ
ウム濃度測定終了後のパージガス２００を排出するバル
ブ５６が設けられている。

以上の構成とすることにより、本発明の装置を用いパー
ジガス２００を全部循環させる場合には、バルブ４２を
介してパージガス通路２８に所定量の乾燥したパージガ
ス２００を供給した後該バルブ４２及び５６を閉じれば
よい。

このようにすることにより、トリチウム濃度測定終了後
のパージガス２００は全て除湿循環経路５０内で完全に
除湿され再度パージガス通路２８へ向は測定用のパージ
ガスとして供給されることになり、消費するパージガス
２００の分量を著しく節減することが可能となる。

特に、このような完全循環経路を構成すれば、この装置
を用いて検出エア１００中のトリチウムを連続測定する
ような場合でもパージガスの消費量は変わらないため極
めて経済的である。

また、この装置を用いて、バルブ４２を介して供給され
るパージガスの一部を循環させる場合には、循環させず
に排出するパージガス２００の流ｍをバルブ５６で予め
調整しておけばよい。

このようにすることにより、ガスボンベ４０から新たに
供給するパージガスの供給量をａｊ２／ｍｉｎとし、除
湿循環経路５０内を循環するパージガスの流量をｂ　Ｊ
２／ｗｉｎとすれば、パージガス通路２８内には単位時
間当り（ａ　＋ｂ　）ｊ２／１ｎの流量の乾燥したパー
ジガスを常時通過させることができる。

従って、第４図に示す従来の装置に比し、パージガス通
路２８内に同じ分量のパージガス２００を通過させる場
合には、単位時間当りのパージガス２００の消費量、す
なわちボンベ４０から新たに供給するパージガス２００
の供給量が従来装置に比しａ　／　（ａ　＋ｂ　）とな
り、パージガス２００の消費量が著しく節減可能である
ことが理解される。

このように、本発明の装置では、単位時間当りのパージ
ガス消費量が少ないため、例えばパージガスをボンベ４
０を用いて供給しているような場合には、検出エア１０
０のトリチウム濃度を使用するボンベを交換することな
く長ｆＲｍ連続測定することができ極めて経済的なもの
となる。

第５図には本発明の装置の他の実施例が示されている。

実施例の装置の特徴的事項は、除湿循環経路５０内に並
列的に複数の除湿器５２を設置し、除湿器５２の交換に
よる中断なしに、連続測定を可能としたことにある。

実施例にＪ３いては、２台の除湿器５２．５２が並列的
に設置されており、これに除湿器５２．５２内のパージ
ガス通過量はその上流及び下流に設置されたバルブ５８
．６０を調整することにより行われる。

以上のような構成とすることにより、パージガス通Ｍ２
Ｂ内へ単位時間当り多母のパージガス２００を供給する
場合でも、そのパージガス使用量に合せてトリチウム濃
度測定終了後のパージガスを除湿循環することが可能と
なる。

なお、実施例の装置では、除湿循環経路５０内に除塵用
フィルタ６２）除湿循環量測定用の流ｍ計６４が設けら
れており、またボンベ４０から供給されるパージガス２
００の流路にはパージガス供給用測定最の流量計４４が
設けられ、更に元ス取入口２４にはバニジガス圧力を測
定する圧力計゛６６が設けられている。

また、なお、実施例の装置では、電離箱４６の下流側に
トリチウム濃度測定終了後のパージガス排出用のバルブ
５６を設けていないが、このようにバルブ５６がなくと
もパージガス２００の除湿循環量はポンプ５２の吸引力
を制御することにより任意の値に調整できる。前述した
各実施例においては、いずれも除湿器５２の下流側にポ
ンプ５４を設けたものを示したが、本発明はこれに限ら
ず、電離箱４６及び除湿循環経路５０の分岐点Ａとの間
であるならばいずれの位置にポンプ５４を設けることも
可能である。

発明の詳細 な説明したように、本発明によれば、トリチウム濃度測
定終了後のパージガスをトリチウム濃度測定用のガスと
して再度使用をすることができるため、パージガスの消
費量を著しく節減可能となる。

特に、本発明の装置によれば、検出エアのトリチウム濃
度を連続測定するような場合にパージガスの消費量が従
来装置に比し著しく節減され、高い経済性を発揮するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のトリチウム濃度測定装置の好適な実施
例を示すブロック図、 第２図は膜分離器の開所面図、 第３図は第２図の■−■断面図、 第４図は第２図に示す膜分離器を用い形成された従来の
トリチウム濃度測定装置のブロック図、第５図は本発明
の装置の他の実施例を示すブロック図である。 １０　・・・　膜分離器、 １４　・・・　透過膜としての内管、 ２２　・・・　検出エア通路、 ２８　・・・　パージガス通路、 ５０　・・・　除湿循環経路、 ５２　・・・　除湿器、 １００　・・・　トリチウム検出エア、２００　・・・
　パージガス。 第１図 １０：、ＩＩ今離外 ５２：＃１外 ＋００ニトリ＋クム撲＊エア ２００：ノず−リ）ｒス 第４図 １０：膳分ＮＬ６ １００斗リナヴム挟出エア ２００：ハローリガ文 第５図 １ｏ：誘９１４φ ５２：１斜工聾 ＋００：トリナツム瑯り出エア ２（Ｘ）：ノψ−ジ゛η℃入

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）高湿度側から低湿度側へ水分を選択透過する透過
   膜により仕切られた検出エア通路及びパージガス通路か
   ら成る膜分離器を有し、検出エア通路にトリチウム検出
   エアを供給するとともにパージガス通路に前記検出エア
   中に含まれる水分を透過膜を介して取込むパージガスを
   供給し、パージガス中に取込まれた水分から検出エア中
   のトリチウム濃度測定するトリチウム濃度測定装置にお
   いて、トリチウム濃度測定終了後のパージガスを除湿し
   再度パージガス通路へ供給する除湿循環経路を設け、使
   用するパージガスの消費量を節減可能としたことを特徴
   とするトリチウム濃度測定装置。
2. （２）特許請求の範囲（１）記載の装置において、除湿
   循環経路は、パージガスの除湿を並列的に設置された複
   数の除湿器を用いて行い、単位時間当り高いパージガス
   除湿循環能力を発揮し、除湿器の交換による測定の中断
   をなくしたことを特徴とするトリチウム濃度測定装置。