JPS6197553A - ウランの濃縮度測定方法 - Google Patents
ウランの濃縮度測定方法Info
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- JPS6197553A JPS6197553A JP59219446A JP21944684A JPS6197553A JP S6197553 A JPS6197553 A JP S6197553A JP 59219446 A JP59219446 A JP 59219446A JP 21944684 A JP21944684 A JP 21944684A JP S6197553 A JPS6197553 A JP S6197553A
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- gas
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- piping
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
- G01N21/39—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using tunable lasers
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の技術分野１
本発明は容器・配！（以下配管と記す）内に存在する六
フッ化ウラン（以下ＵＦ６ガスと記す）のウラン濃縮度
をその配管からサンプリングすることなく、オンライン
で測定できるようにしたウランの濃縮度測定方法に関す
る。
フッ化ウラン（以下ＵＦ６ガスと記す）のウラン濃縮度
をその配管からサンプリングすることなく、オンライン
で測定できるようにしたウランの濃縮度測定方法に関す
る。
［発明の技術的背景とその問題点］
通常、配管内に流通または存在するＵＦｓＦ２ガスラン
濃縮度を測定するには、配管内からＵＦ６をサンプリン
グし、質ｍ分析装置に導入してその濃度を測定する方法
と、配管の外面に放射線検出器を設けてγ線を計測する
方法とが採用されている。
濃縮度を測定するには、配管内からＵＦ６をサンプリン
グし、質ｍ分析装置に導入してその濃度を測定する方法
と、配管の外面に放射線検出器を設けてγ線を計測する
方法とが採用されている。
しかしながら、前者の質量分析装置を使用する方法では
、全体の装置が大形、高価となり、加えてサンプリング
装置を必要とすることから、その保守が複雑になるとい
う問題があった。一方後者の配管の外面に設けたγ線検
出器による測定方法は非破壊測定手段として近年よく用
いられている。
、全体の装置が大形、高価となり、加えてサンプリング
装置を必要とすることから、その保守が複雑になるとい
う問題があった。一方後者の配管の外面に設けたγ線検
出器による測定方法は非破壊測定手段として近年よく用
いられている。
しかしながら、γ線による濃縮度測定では、低圧のＵＦ
ｓガスを測定対象とする場合必要な精度を得るには長時
間測定しなければならない。また、配管に対して正確に
γ線検出器を設定しなければ再現性が悪化する。さらに
不要なγ線の遮蔽のために鉛遮蔽体を配管や検出器の周
囲に設置しなければならない等取扱いについて種々な問
題点がある。
ｓガスを測定対象とする場合必要な精度を得るには長時
間測定しなければならない。また、配管に対して正確に
γ線検出器を設定しなければ再現性が悪化する。さらに
不要なγ線の遮蔽のために鉛遮蔽体を配管や検出器の周
囲に設置しなければならない等取扱いについて種々な問
題点がある。
「発明の目的」
本発明の目的は、上記問題点を解決するためになされた
もので、配管内のＵＦｇガスの濃縮度をサンプリングす
ることなく非破壊で、かつ短時間に小型軽量なり４置で
測定可能なウランの濃縮度測定方法を提供することにあ
る。
もので、配管内のＵＦｇガスの濃縮度をサンプリングす
ることなく非破壊で、かつ短時間に小型軽量なり４置で
測定可能なウランの濃縮度測定方法を提供することにあ
る。
［発明の概要］
本発明に係るウランの濃縮度測定方法は配管内のＵＦｓ
ガスにレーザ光を照射し、少なくとも２対の波長のレー
ザ発光する発光体と正対して取付けられた受光体でその
強度を測定し、Ｕ Ｆ ｓガスにおけるレーザ光の吸収
率を算出し、この２つ以上の吸収率とＬＪＦ６ガスの既
知である同位体のシフト波長からＵＦ６ガス中の同位体
の濃縮度を算出することを特徴とするものである。
ガスにレーザ光を照射し、少なくとも２対の波長のレー
ザ発光する発光体と正対して取付けられた受光体でその
強度を測定し、Ｕ Ｆ ｓガスにおけるレーザ光の吸収
率を算出し、この２つ以上の吸収率とＬＪＦ６ガスの既
知である同位体のシフト波長からＵＦ６ガス中の同位体
の濃縮度を算出することを特徴とするものである。
［発明の実施例］
以上本発明に係るウラン濃縮度測定方法の一実施例につ
いて説明するに当り、まずその測定装置を示す第１図に
ついて説明する。
いて説明するに当り、まずその測定装置を示す第１図に
ついて説明する。
第１図においてＵＦｓガスは、配管１を通して他方の図
示してない装置へ移送せられる。この配管１内には、レ
ーザ光の２対の発光体４．５と受光体６．７とを対向す
るよう設けている。レーザ光の発光体４．５および受光
体６．７はそれぞれ配管１内に取付け、冶具３を介して
、または、ガラスなどのレーザ光を透過する媒体を介在
させて配管の外に取付ける方法かあるが、第１図は、配
管１内に取付用圧２に取付は治具３を介して設置した例
を示している。レーザ光の発光体４．５と受光体６．７
は発光体４．５の発光するレーザ光を受光体６．７で測
定することにより、配管１内を流れるＬＩＦｓガスのレ
ーザ光の吸収率を求めるものである。
示してない装置へ移送せられる。この配管１内には、レ
ーザ光の２対の発光体４．５と受光体６．７とを対向す
るよう設けている。レーザ光の発光体４．５および受光
体６．７はそれぞれ配管１内に取付け、冶具３を介して
、または、ガラスなどのレーザ光を透過する媒体を介在
させて配管の外に取付ける方法かあるが、第１図は、配
管１内に取付用圧２に取付は治具３を介して設置した例
を示している。レーザ光の発光体４．５と受光体６．７
は発光体４．５の発光するレーザ光を受光体６．７で測
定することにより、配管１内を流れるＬＩＦｓガスのレ
ーザ光の吸収率を求めるものである。
これらのレーザ光の発光体４．５および受光体６．７は
、それぞれ制御演算装置８に接続されている。この演算
制御装置８は、レーザ光の受光体６．７からのレーザ光
の受光強度測定値からＵＦ６ガス濃縮度の算出と、レー
ザ光の発光・受光の順次行なうことにより、たとえば、
発光体４のレーザ光を受光する受光体７が他の発光体５
からのレーザ光の干渉を受けないように制御するもので
ある。
、それぞれ制御演算装置８に接続されている。この演算
制御装置８は、レーザ光の受光体６．７からのレーザ光
の受光強度測定値からＵＦ６ガス濃縮度の算出と、レー
ザ光の発光・受光の順次行なうことにより、たとえば、
発光体４のレーザ光を受光する受光体７が他の発光体５
からのレーザ光の干渉を受けないように制御するもので
ある。
第１図の装置を用いて、濃縮度の測定方法を説明する前
にまず、ＵＦｓガスのレーザ光吸収率と濃縮度の関係を
説明する。
にまず、ＵＦｓガスのレーザ光吸収率と濃縮度の関係を
説明する。
ＵＦ６ガスの中の同位体、例えば２！Ｓ Ｕｌ：６と２
３６ＬＪＦ６ガスでは、同一の吸収率を示す波長が平行
移動（同位体シフト）した特性を示す。この平行移動す
る波長は、同位体間では温度、圧力によらず常に一定で
あることが知られている。第２図に吸収率の同位体シフ
トの様子を示す。
３６ＬＪＦ６ガスでは、同一の吸収率を示す波長が平行
移動（同位体シフト）した特性を示す。この平行移動す
る波長は、同位体間では温度、圧力によらず常に一定で
あることが知られている。第２図に吸収率の同位体シフ
トの様子を示す。
すなわち、特定波長に対しては、２３５ ｊＪ Ｆ６と
２′６ＵＦ６ではレーザ光に対し異なる吸収率を示し、
その吸収率は、温度・圧力などで異なるものである。
２′６ＵＦ６ではレーザ光に対し異なる吸収率を示し、
その吸収率は、温度・圧力などで異なるものである。
一方、ＵＦｓガスはこれら同位体から構成されているの
で特定圧力・温度の条件化でも同位体比により、レーザ
光の光の吸収率は異なる。
で特定圧力・温度の条件化でも同位体比により、レーザ
光の光の吸収率は異なる。
この関係を（１）式に示す。
ある温度・圧力下でのたとえば？！５ ＵＦ６と２３６
ＵＦｓガスから構成されるＵＦ６ガスのある波長のレー
ザ吸収率をａとし、同位体の吸収率をそれぞれａ２３５
．８２Ｗとし、′３５Ｕの濃縮度をＸ（Ｏ〜１）とすれ
ば ａ＝Ｘ”ａ、ｓＳ＋（１−Ｘ）”ａ２ｙｒ’ ”’
（１）なる関係にある。
ＵＦｓガスから構成されるＵＦ６ガスのある波長のレー
ザ吸収率をａとし、同位体の吸収率をそれぞれａ２３５
．８２Ｗとし、′３５Ｕの濃縮度をＸ（Ｏ〜１）とすれ
ば ａ＝Ｘ”ａ、ｓＳ＋（１−Ｘ）”ａ２ｙｒ’ ”’
（１）なる関係にある。
さて、ＵＦ６ガスの吸収率は、レーザ光の発光−受光に
より実測され、たとえば３波長のレーザ光での測定を行
なえばＵＦ６ガスの注目している３波長分の領域では、
波長をλとすれば［（λ）＝Ｃ１λ２＋Ｃ２λ＋Ｃ３・
・・（２〉なる２次式で近似できる。この近似精度は、
吸収率が２次曲線に近い部分の波長を選択することによ
り向上する。
より実測され、たとえば３波長のレーザ光での測定を行
なえばＵＦ６ガスの注目している３波長分の領域では、
波長をλとすれば［（λ）＝Ｃ１λ２＋Ｃ２λ＋Ｃ３・
・・（２〉なる２次式で近似できる。この近似精度は、
吸収率が２次曲線に近い部分の波長を選択することによ
り向上する。
このようにしてＬＩＦ６ガスの吸収率曲線が求まれば、
同位体の吸収率曲線はこれを平行移動したものであるか
ら同位体シフト波長Δλと濃縮度によりそれぞれ定める
ことができる。たとえば２！５ＵＦｓ、”ＵＦ６ガスで
はそれぞれの吸収率をｆ ２３５（λ）、「２３ａ（λ
）とすれば以下の関係式である。
同位体の吸収率曲線はこれを平行移動したものであるか
ら同位体シフト波長Δλと濃縮度によりそれぞれ定める
ことができる。たとえば２！５ＵＦｓ、”ＵＦ６ガスで
はそれぞれの吸収率をｆ ２３５（λ）、「２３ａ（λ
）とすれば以下の関係式である。
ｆ ２］５ （λ）＝Ｃ（λ＋（１−Ｘ）△λ）・・・
（３）ｆ ２３６ （λ）＝Ｃ（λ−Ｘ△λ）
−（４＞である。したがって濃縮度Ｘが既知であるＬ
ＩＦＥ。
（３）ｆ ２３６ （λ）＝Ｃ（λ−Ｘ△λ）
−（４＞である。したがって濃縮度Ｘが既知であるＬ
ＩＦＥ。
ガスの吸収率を測定すれば、”５Ｕ Ｆ ６ 、”’
Ｕ Ｆ ６ガスそれぞれの吸収率曲線を求めることがで
きる。
Ｕ Ｆ ６ガスそれぞれの吸収率曲線を求めることがで
きる。
例えば濃縮度が既知であるＵＦ６ガスとして天然ウラン
を使用すれば濃縮度Ｘが約０．００７であるから ｆ ２３５ （λ）＝Ｃ（λ＋（１−０，００７）△λ
）・・・（５） ｆ２カ（λ）＝Ｃ（λ−０．００７△λ） ・・・（
６〉との関係が得られる。したがって、濃縮度Ｘが未知
であるＵＦ６については、特定の波長λ１について吸収
率を実測し、その値をａ×とすれば、（５）と（６）式
から求まった吸収率曲線を使って（１）の関係から Ｘ＝ （ａ ｘ ｆ ２ツ（λ１））／ （ｆ ｚ３
ｓ （λ１）−ｆよ（λ１）） ・・・（７）の関係式
が得られる。したがって、この関係式を使って濃縮度Ｘ
が算出出来るので、濃縮度を算出することが出来る。
を使用すれば濃縮度Ｘが約０．００７であるから ｆ ２３５ （λ）＝Ｃ（λ＋（１−０，００７）△λ
）・・・（５） ｆ２カ（λ）＝Ｃ（λ−０．００７△λ） ・・・（
６〉との関係が得られる。したがって、濃縮度Ｘが未知
であるＵＦ６については、特定の波長λ１について吸収
率を実測し、その値をａ×とすれば、（５）と（６）式
から求まった吸収率曲線を使って（１）の関係から Ｘ＝ （ａ ｘ ｆ ２ツ（λ１））／ （ｆ ｚ３
ｓ （λ１）−ｆよ（λ１）） ・・・（７）の関係式
が得られる。したがって、この関係式を使って濃縮度Ｘ
が算出出来るので、濃縮度を算出することが出来る。
そこで上記関係を利用した本発明による測定方法を第１
図および第２図を参照して説明する。
図および第２図を参照して説明する。
まず、配管１に濃縮度が既知であるＵＦｓガスを流して
おく。レーザ光の発光体４．５は制御演算装置８により
順次それぞれ異なる波長のレーザ光を発光づ゛る。一方
、発光体４．５に正対して設置された受光体６．７から
のレーザ光受光強度信号は、制御演算装置８により発光
体と同期してそれぞれ読み込まれる。
おく。レーザ光の発光体４．５は制御演算装置８により
順次それぞれ異なる波長のレーザ光を発光づ゛る。一方
、発光体４．５に正対して設置された受光体６．７から
のレーザ光受光強度信号は、制御演算装置８により発光
体と同期してそれぞれ読み込まれる。
この発光−受光の制御により制御演算装置８には、それ
ぞれ異なる波長のレーザ光強度信号が互いに干渉するこ
となく取り込まれる。このレーザ光の発光波長は、ＵＦ
６の吸収率曲線が２次式に近い領域を選定する。
ぞれ異なる波長のレーザ光強度信号が互いに干渉するこ
となく取り込まれる。このレーザ光の発光波長は、ＵＦ
６の吸収率曲線が２次式に近い領域を選定する。
制御演算装置８には、このようにしてＵＦｓガスによる
吸収を受けた各波長毎のレーザ光の受光強度Ｉｎが取り
込まれ、事前に制御演算装置８にＵＦ６ガスのない状態
での各波長のレーザ光受光強度Ｊａｎが測定あるいは計
算による値として設定されており、それぞれ２つの波長
に対する吸収率ａｌ、ａ２を下式から算出する。
吸収を受けた各波長毎のレーザ光の受光強度Ｉｎが取り
込まれ、事前に制御演算装置８にＵＦ６ガスのない状態
での各波長のレーザ光受光強度Ｊａｎが測定あるいは計
算による値として設定されており、それぞれ２つの波長
に対する吸収率ａｌ、ａ２を下式から算出する。
ａ ＋＝ （Ｉｏ ＋−１＋ ）／Ｉｏ ＋ａ ２
＝ （Ｉｏ ２−１２ ）／Ｔｏ ２ここで
ａ Ｉ 、ａ ２と発光波長λ１、λ２から制御演算装
置８では、前出（１）式の各係数を算出し測定条件にお
ける濃縮度が既知であるＵＦｈガスの吸収率曲線を前記
（２）式のように２次式による近似式を定める。ここで
は制御演算装置８が定める吸収率曲線を、 ｆ （λ）＝ｂ１λ＋ｂ２ ・・・（８）
とする。ｂ＋、ｂ２は制御演算装置で算出した係数であ
る。この吸収率曲線の測定は濃縮度測定の準備段階であ
り、最初に１回または定期的に行なうのみでよい。そし
て（３）および（４）の関係式により７！５ｊｌ Ｆ
６．２３ａＵＦ ６ガスの吸収率曲線を求める。
＝ （Ｉｏ ２−１２ ）／Ｔｏ ２ここで
ａ Ｉ 、ａ ２と発光波長λ１、λ２から制御演算装
置８では、前出（１）式の各係数を算出し測定条件にお
ける濃縮度が既知であるＵＦｈガスの吸収率曲線を前記
（２）式のように２次式による近似式を定める。ここで
は制御演算装置８が定める吸収率曲線を、 ｆ （λ）＝ｂ１λ＋ｂ２ ・・・（８）
とする。ｂ＋、ｂ２は制御演算装置で算出した係数であ
る。この吸収率曲線の測定は濃縮度測定の準備段階であ
り、最初に１回または定期的に行なうのみでよい。そし
て（３）および（４）の関係式により７！５ｊｌ Ｆ
６．２３ａＵＦ ６ガスの吸収率曲線を求める。
次に濃縮度が未知であるＵＦ６ガスを流す。このとき波
長λ１、λ２から１つの波長を選択し、その波長におけ
る吸収率を測定する。ここではこの波長をλ３として説
明をつづける。
長λ１、λ２から１つの波長を選択し、その波長におけ
る吸収率を測定する。ここではこの波長をλ３として説
明をつづける。
λ３における吸収率をａ３とおくと、前出（７）式は
Ｘ−（ａ ３ ｆ 、３ｓ＜λ３ ））／ （ｆ
２３５ （λ３）−ｆ２３６（λ３ ））となり
、濃縮度Ｘを算出することが可能となる。
２３５ （λ３）−ｆ２３６（λ３ ））となり
、濃縮度Ｘを算出することが可能となる。
このように本実施例によれば、複数の少なくとも２つ以
上の異なる波長のレーザ光を発光・受光させる装置と制
御演算装置などの簡易な装置で、また配管内にこのよう
に異なる波長のレーザ光の受光を互いに干渉防止用の遮
光板なども取付けることなく、すなわち非常に簡易な装
置でＵＦｓガスの濃縮度を測定するこが出来る。
上の異なる波長のレーザ光を発光・受光させる装置と制
御演算装置などの簡易な装置で、また配管内にこのよう
に異なる波長のレーザ光の受光を互いに干渉防止用の遮
光板なども取付けることなく、すなわち非常に簡易な装
置でＵＦｓガスの濃縮度を測定するこが出来る。
本発明では、２対のレーザ光の発光体・受光体により２
次式近２似のＵＦｓガスの吸収率曲線を算出して濃縮度
を得る実施例を説明したが、２対以上の発光体−受光体
を組み合せ、さらに高次式の吸収率曲線を近似しても本
実施例と同様な作用が得られる。
次式近２似のＵＦｓガスの吸収率曲線を算出して濃縮度
を得る実施例を説明したが、２対以上の発光体−受光体
を組み合せ、さらに高次式の吸収率曲線を近似しても本
実施例と同様な作用が得られる。
また本実施例では異なる波長のレーザ光の発光・受光を
複数対の組合せで説明したが、発光波長を電圧制御など
で変化可能な発光体たとえば半導体レーザを使用し、１
対で、順次発光波長を変化させ、複数の波長に対する吸
収率を測定するように構成しても同様な効果が得られる
。
複数対の組合せで説明したが、発光波長を電圧制御など
で変化可能な発光体たとえば半導体レーザを使用し、１
対で、順次発光波長を変化させ、複数の波長に対する吸
収率を測定するように構成しても同様な効果が得られる
。
また本実施例ではレーザ光の発光・受光体を配管内に配
置する場合を説明したが、配管等に正対する位置に耐Ｕ
Ｆｓ性のガラスなどによる窓を設け、レーザ発光・受光
体を配管外部に設置しても同様な効果が得られる。
置する場合を説明したが、配管等に正対する位置に耐Ｕ
Ｆｓ性のガラスなどによる窓を設け、レーザ発光・受光
体を配管外部に設置しても同様な効果が得られる。
［発明の効果］
以上詳述したように本発明によれば、レーザ光の発光体
と受光体および制御演算装置だけで、配管・容器内のＵ
Ｆ６ガスの同位体の濃縮度を得ることが可能となり、従
来法のようにサンプリングする必要がなく、また小型軽
量な装置で短時間に測定可能となる。
と受光体および制御演算装置だけで、配管・容器内のＵ
Ｆ６ガスの同位体の濃縮度を得ることが可能となり、従
来法のようにサンプリングする必要がなく、また小型軽
量な装置で短時間に測定可能となる。
第１図は本発明方法の一実施例を説明するための装置の
概要を示す系統図、第２図はＵＦ６ガスにおける吸収率
の同位体シフトを示す特性図である。 １・・・・・・・・・・・・配 管 ２・・・・・・・・・・・・取付用外 ３・・・・・・・・・・・・取付は冶具４．５・・・・
・・レーザ光の発光体 ６．７・・・・・・レーザ光の受光体 ８・・・・・・・・・・・・制御演算装置代理人弁理士
須 山 佐 − 第１図 第２図 レーザ波長
概要を示す系統図、第２図はＵＦ６ガスにおける吸収率
の同位体シフトを示す特性図である。 １・・・・・・・・・・・・配 管 ２・・・・・・・・・・・・取付用外 ３・・・・・・・・・・・・取付は冶具４．５・・・・
・・レーザ光の発光体 ６．７・・・・・・レーザ光の受光体 ８・・・・・・・・・・・・制御演算装置代理人弁理士
須 山 佐 − 第１図 第２図 レーザ波長
Claims (3)
- （１）六フッ化ウランが存在する配管内にレーザ光の発
光体および受光体を少なくとも２対を設置するかまたは
ガラスなどのレーザ透過体を通じて配管の外側に発光体
および受光体を対向するように設置した装置と、前記各
々の発光体、受光体を制御演算装置に接続してなり、前
記配管に設置するレーザ光の発光体および受光体はそれ
ぞれ異なる波長のレーザ光に対し発光し、受光するもの
であり、それぞれの波長毎の発光強度と受光強度から発
光体と受光体の間に存在する六フッ化ウランガスのそれ
ぞれの波長に対する吸収率曲線を算出し、その吸収率曲
線と、既知である六フッ化ウランガスの同位体シフト波
長とから、演算により、六フッ化ウランガスの中の同位
体の濃縮度を測定することを特徴とするウランの濃縮度
測定方法。 - （２）少なくとも２対のレーザ光の発光体の発光は順次
行なうことにより異なる波長のレーザ光を受光体側で干
渉しないように発光制御することを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載のウランの濃縮度測定方法。 - （３）六フッ化ウランガスに照射するレーザ光の発光体
と受光体は発光波長を制御可能なレーザ発光素子（発光
体）および受光体を１対対向して設置し、異なる波長の
レーザ光を少なくとも２波長順次発光−受光することを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載のウランの濃縮度
測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59219446A JPS6197553A (ja) | 1984-10-19 | 1984-10-19 | ウランの濃縮度測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59219446A JPS6197553A (ja) | 1984-10-19 | 1984-10-19 | ウランの濃縮度測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6197553A true JPS6197553A (ja) | 1986-05-16 |
Family
ID=16735535
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59219446A Pending JPS6197553A (ja) | 1984-10-19 | 1984-10-19 | ウランの濃縮度測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6197553A (ja) |
-
1984
- 1984-10-19 JP JP59219446A patent/JPS6197553A/ja active Pending
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