JPS63118682A - トリチウム連続測定装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明はトリチウム連続測定装置、特に空気中に存在す
るトリチウムを水分に含まれる状態で捕集することによ
り、トリチウム濃度を高感度に測定するトリチウム連続
測定装置に関する。

［従来の技術］ β線放出核種であるトリチウムは、将来のエネルギ源と
期待される核融合の燃料として、また加速器から中性子
を発生するためのターゲットとして不可欠であり、近年
各種の分野で広く用いられている。一方、重水炉ではト
リチウムが大量に生産されており、放射能汚染という観
点からもトリチウムの取扱には充分な配慮がなされてい
る。

このトリチウムは、空気−気圧のもとて最大飛程が僅か
５ｍ１１１程度の低エネルギのβ線を放出し、かつ質量
が小さいので物質量の漏洩が激しく、飛散しやすい。従
って、エネルギが低くとも人体への影響を考慮すれば空
気中への混入をできるだけ低減しなければならない。

そのためには、空気中のトリチウム濃度の正確な測定が
必要となるが、通常では低エネルギのβ線を測定する場
合は、トリチウムを含む空気を直接有効検出部に取込ん
で測定する電離箱式のものが使用される。

例えば、第３図に示されるような円形構造の電離箱があ
るが、これは円筒外部電極１０とその中心軸上にある棒
状の集電極１２とがサファイア等の高絶縁体１４を介し
て支持固定された構造となっている。そして、上記電極
間に測定空気１６を通気すると、β線により生成する電
離電荷は、外部電極１０に高い電圧を印加することによ
り集電極１２に集電される。この集電極１２は１ｏ−１
５アンペア程度の微電流を検出することができ、電離箱
内で生じる電離電荷は高感度エレクトロメータ１８に供
給され、この電離量（電流）から正確なトリチウム濃度
が求められる。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、上記電離箱は検出部内ヘトリチウムを取
り入れることから、トリチウムの吸着汚染等を生じさせ
、また空気中に含まれる天然の２２２Ｒｎ等から放出さ
れるα線の影響があり、これらの要因によってトリチウ
ム濃度測定に限界が生じる。

特に、天然に存在するＲｎの濃度はトリチウムの排気口
において定められている許容トリチウム濃度の約１０−
３以下であるが、α線の電離はトリチウムの電離能に換
算すると、トリチウム１０３倍の電離に相当する。従っ
て、Ｒｎが存在するとβ線の検出限界はトリチウムの許
容濃度となり、許容濃度以下のトリチウム濃度を検出す
ることができない。

そこで、従来では許容濃度以下の測定をするため、一定
量の空気を吸収剤などに通気し、空気中に存在するトリ
チウムを水分の状態で捕集することが提案されている。

この捕集法としては、モレキュラシーブ、シリカゲル等
の固体吸収剤を用いる方法、エチレングリコール、水な
どの液体を用いる方法が一般的であるが、これら以外に
トリチウム水分を結氷させる方法が注目されている。

すなわち、固体吸収剤を用いる場合は、捕集された水分
を後に脱離して液体シンチレータに混入・測定し、また
液体吸収剤を用いる場合は、バブラ等に空気を通気して
液体にトリチウムを吸収させ、これを液体シンチレータ
に溶融させて測定する。

これに対して、結氷捕集する方法はトリチウム含ａの空
気を約２０℃に冷却したＵ字管に通気し管壁にトリチウ
ム水を箱状に結氷させて捕集するものである。そして、
一定時間空気を通気した後に、集積された結氷を解凍し
、水分を液体シンチレーションカウンタで測定する。こ
の場合のトリチウム水は、トリチウム化した水あるいは
トリチウムが融けている水、つまりいづれの形であって
もトリチウムが含まれている水をいうものとする。

このような捕集方法にてトリチウムを測定すれば、トリ
チウム許容濃度の１０−２程度の量を測定することがで
き、高感度の測定が可能となるが、捕集操作が多くかつ
複雑なことから、捕集から測定まで人的操作を必要とし
、迅速かつ効率のよい測定を実現することができなかっ
た。

発明の目的 本発明は前記従来の問題点に鑑みなされたものであり、
その目的は、結氷捕集において捕集から測定までの操作
を連続的かつ自動的に行うことのできるトリチウム連続
測定装置を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 前記目的を達成するために、本発明は、測定空気中の水
分を捕東部に冷却結氷させる冷却手段及びこの冷却手段
にて得られた結氷を急速に解氷する加熱手段を有する結
氷解氷部を複数設けるとともに、前記結氷解氷部に対し
て測定空気及び冷媒の供給切替をすると同時に解氷した
トリチウム水を測定部に順次供給するための切替供給手
段を設け、複数の結氷解氷部にて得られたトリチウム水
を測定部に順次供給することにより、空気中のトリチウ
ム放射能を連続的に測定することを特徴とする。

［作用］ 以−にの構成によれば、一つの結氷解氷部に測定空気が
供給されると、空気中の水分が冷却操作にて捕集部、例
えばＵ字管内側に結氷することになる。そして、所定時
間空気が流通した後に冷却操作から加熱操作に変えると
、集積した結氷は解氷され水にもどる。

この場合、複数の結氷解氷部のうち一つの結氷解氷部が
加熱操作をしているときは他の結氷解氷部は結氷操作を
しており、いずれかの結氷解氷部が必ず結氷及び解氷の
いずれかを行っている。従って、解氷されたトリチウム
水は順次測定部に供給され、複数個の結氷解氷部にて連
続的なトリチウムの測定が可能となる。

［実施例］ 以下、図面に基づいて本発明の好適な実施例を説明する
。

第１図にはトリチウム連続測定装置の第１実施例が示さ
れている。

本発明において特徴的なことは、結氷捕集から測定まで
を連続的かつ自動的に行うことであり、実施例では空気
中の水分を結氷捕集するため２個の結氷解氷部２０．２
２が設けられている。

そして、この結氷解氷部２０．２２は恒温槽として形成
され、この恒温槽の中に水分捕集部としてのＵ字管２４
．２６が設けられており、これらＵ字管２４．２６には
測定空気を供給するための供給管２８が接続される。こ
の場合の測定空気の供給は個々の結氷解氷部ごとに行わ
れており、これは制御器により供給バルブ１０１，１０
２，１０３及び１０４を自動的に開閉制御することによ
り行われる。

また、結氷解氷部２０．２２には冷却手段及び加熱手段
の両者が設けられており、冷却手段はＵ字管２４．２６
を内包する恒温槽としての結氷解氷部２０．２２と、冷
却機３０と、供給管３２とから構成され、冷却機３０か
ら冷媒を結氷解氷部２０．２２に供給することにより、
−２０℃程度に冷やされる。

実施例では、冷媒としてエチレングリコールを用い、冷
却機３０にて冷やしたエチレングリコールを恒温槽とし
ての結氷解氷部２０．２２に供給している。この場合の
冷媒の供給についても、個々の結氷解氷部ごとに行われ
、このためにバルブ２０１．２０２．２０３及び２０４
が設けられる。

そして、加熱手段はＵ字管２４．２６の外周に巻回され
たヒータコイル３４．３６にて構成され、このヒータコ
イル３４．３６は冷却状態にないときに動作するように
制御され、この制御は図には示されていない制御器によ
り行われる。

更に、Ｕ字管２４．２６にはバルブ３０１，３０２を介
してシンチレーションカウンタ３８が接続され、加熱手
段にて解氷されたトリチウム水が順次シンチレーション
カウンタ３８に供給される。

なお、上記のように本発明の切替供給手段は、＃１定空
気の供給を行うバルブ１０１〜１０４、冷媒の供給を行
うバルブ２０１〜２０４、トリチウム水の供給を行うバ
ルブ３０１，３０２と、これらの切替制御を行う制御器
から成る。

第１実施例は以上の構成から成り、以下にその作用を説
明する。

まず、供給管２８の捕集口２８ａから測定空気がバルブ
１０１を介してＵ字管２４に通気され、この場合はバル
ブ１０１及び１０３が開状態、バルブ１０２及び１０４
が閉状態となる。このとき、冷凍機３０側のバルブは２
０１及び２０３が開状態、バルブ２０２及び２０４が閉
状態となって結氷解氷部２０は結氷操作を行うこととな
る。従って、Ｕ字管２４が冷却されるとＵ字管２４の内
壁に流通空気中の水分が書状に氷結することとなり、測
定空気は所定時間だけ通気されと結氷は管内壁に積層さ
れる。そして、所定時間後にはバルブ１Ｏｌ及び１０３
が閉状態、バルブ１０２及び１０４が開状態に制御され
、結氷解氷部２０への通気が停止されるとともに、他方
の結氷解氷部２２への通気に自動的に変更される。

そうすると、バルブ２０１及び２０３が閉状態、バルブ
２０２及び２０４が開状態となって結氷解氷部２２での
冷却操作が行なわれると同時に、結氷解氷部２０ではヒ
ータコイル３４が動作状態となって加熱操作が行われる
。この加熱操作にて融けるトリチウム水はバルブ３０１
を介してシンチレーションカウンタ３８に供給され、こ
こで放射能の測定が行われる。

この解氷から測定までを行っている間には、−方の結氷
解氷部２２では結氷が行なわれており、結氷解氷部２０
での測定が修了すると同時に、バルブ３０２が開いて結
氷解氷部２２が加熱操作を行うこととなり、このような
結氷解氷部２０及び２２の交互の冷却及び加熱操作の繰
返しにて空気中のトリチウム濃度の連続的な測定が可能
となる。

なお、冷却結氷後の測定空気は排出口２８ｂから外部に
排気される。

第３図には、本発明の第２実施例が示されており、この
第２実施例は第１実施例と冷却手段及び加熱手段の構成
において異なっており、冷却手段はＵ字管２４．２６の
Ｕ字外周に゛螺旋状に巻設した冷却管４０．４２を有す
る。そして、加熱手段はＵ字管２４．２６の中心間隙に
ヒータ４４，４６を配置する構成から成り、冷却はＵ字
管２４゜２６の外側から、加熱はその内側から行うよう
にする。　その他の構成は第１実施例と同様であり、こ
のような構成にても連続的なトリチウム濃度測定が可能
となる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、複数の結氷解氷
部を設け、自動的なバルブの開閉制御をするようにした
ので、複数の結氷捕集したトリチウム水を測定部に順次
供給でき、連続的なトリチウム濃度の測定が可能となる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るトリチウム連続測定装置の第１実
施例を示す概略構成図、 第２図は第２実施例を示す概略構成図、第３図は従来の
電離箱を用いたトリチウム濃度、ＩＩ定器ある。 ２０．２２　　・・・　結氷解氷部 ２４．２６　　・・・　Ｕ字管 ２８．３２　　・・・　供給管 ３０　・・・　冷却機 ３４．３６　　・・・　ヒータコイル ３８　・・・　シンチレーションカウンタ４０．４２　
　・・・　冷却管 ４４．４６　　・・・　ヒータ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）測定空気中の水分を捕集部に冷却結氷させる冷却
   手段及びこの冷却手段にて得られた結氷を急速に解氷す
   る加熱手段を有する結氷解氷部を複数設けるとともに、
   前記結氷解氷部に対して測定空気及び冷媒の供給切替を
   すると同時に解氷したトリチウム水を測定部に順次供給
   するための切替供給手段を設け、複数の結氷解氷部にて
   得られたトリチウム水を測定部に順次供給することによ
   り、空気中のトリチウム放射能を連続的に測定すること
   を特徴とするトリチウム連続測定装置。
2. （２）特許請求の範囲（１）記載の装置において、結氷
   解氷部は捕集部としてのＵ字管を有する恒温槽とされ、
   冷却手段はこの恒温槽に約１０℃から３０℃の冷媒を循
   環させ、切替手段はいずれかの結氷解氷部に上記冷媒を
   順に供給し、加熱手段は前記Ｕ字管の側壁に沿ってヒー
   タコイルを螺旋状に配置して冷媒が供給されないときに
   捕集部を加熱することを特徴とするトリチウム連続測定
   装置。
3. （３）特許請求の範囲（１）又は（２）記載の装置にお
   いて、結氷解氷部の冷却手段はＵ字管のＵ字外周に螺旋
   状に巻設した冷却管に冷媒を供給することにより行い、
   加熱手段はＵ字管の管間隙にヒータを配置したことを特
   徴とするトリチウム連続測定装置。