JP4592614B2

JP4592614B2 - Tritium inspection apparatus and tritium inspection method

Info

Publication number: JP4592614B2
Application number: JP2006042053A
Authority: JP
Inventors: 健一茂木; 正一中西
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2006-02-20
Filing date: 2006-02-20
Publication date: 2010-12-01
Anticipated expiration: 2026-02-20
Also published as: JP2007218827A

Description

本発明は、トリチウム検査装置およびトリチウム検査方法に関し、原子力炉施設、使用済燃料再処理施設、放射性同位元素使用施設、粒子線使用施設、あるいはかかる施設の解体前後でのトリチウム汚染の検査に好適なトリチウム検査装置および検査方法に関するものである。 The present invention relates to a tritium inspection apparatus and a tritium inspection method, and is suitable for inspection of tritium contamination before and after dismantling of a nuclear reactor facility, a spent fuel reprocessing facility, a radioactive isotope facility, a particle beam facility, or such facility. The present invention relates to a tritium inspection apparatus and an inspection method.

従来のトリチウム検査装置は、汚染物を密閉容器に入れて加熱し、トリチウムを含む水蒸気をカバーガス中に蒸発させ、当該水蒸気を含むカバーガスを通気式電離箱に通し、トリチウムから放射されるβ線でカバーガスが電離して生成される電離電流を、高電圧を印加した電極に収集し、通気式電離箱から出力される電離電流を測定することによりトリチウムの放射能レベルを測定する。天然核種のラドン、トロンから放射されるα線の平均的エネルギーは、ラドンが５．５ＭｅＶ、トロンが６．３ＭｅＶと高エネルギーであるのに対し、トリチウムから放射される放射線はβ線であって、その最大エネルギーが１８ｋｅＶ、平均エネルギーが５．７ｋｅＶと低エネルギーであるため、トリチウム測定上での障害を防止する観点からカバーガスとしてはラドン、トロンを含まない窒素ガスが窒素ボンベより供給される。将来、トリチウムの検査対象となる各種施設の解体の際に生じるトリチウム汚染物の量が増大すると、上記密閉容器も大型になり、また窒素ガスの消費量が増大してボンベの交換の頻度が高まることが予想され、このための労務改善策および保守費低減策が課題となる。また、トリチウムを水蒸気の形態で通気式電離箱で測定した場合は、水の形態で液体シンチレーションカウンターで測定した場合に比べて検出感度が低いという課題があった。 In the conventional tritium inspection apparatus, contaminants are put in a sealed container and heated, water vapor containing tritium is evaporated into the cover gas, the cover gas containing water vapor is passed through a ventilated ionization chamber, and β emitted from tritium is emitted. The ionization current generated by ionizing the cover gas with a wire is collected on an electrode to which a high voltage is applied, and the radioactivity level of tritium is measured by measuring the ionization current output from the vented ionization chamber. The average energy of alpha rays emitted from the natural nuclides radon and thoron is as high as 5.5 MeV for radon and 6.3 MeV for thoron, whereas the radiation emitted from tritium is beta ray. Since the maximum energy is 18 keV and the average energy is 5.7 keV, the cover gas is supplied with radon and nitrogen gas not containing thoron from the nitrogen cylinder from the viewpoint of preventing troubles in tritium measurement. . In the future, if the amount of tritium contaminants generated during the dismantling of various facilities to be inspected for tritium increases, the above-mentioned sealed container will also become larger, and the consumption of nitrogen gas will increase, increasing the frequency of cylinder replacement. For this reason, labor improvement measures and maintenance cost reduction measures become issues. Further, when tritium is measured in the form of water vapor with a vent ionization chamber, there is a problem that the detection sensitivity is lower than that in the case of measuring with water in a liquid scintillation counter.

上記の対策として、トリチウム捕集部とトリチウム測定部とからなり、前記トリチウム捕集部は、サンプリング場所からサンプリング空気を引き込むサンプリング配管と、このサンプリング配管の一端が接続されサンプリング空気中の水分を凝結すると共に解凍してサンプリング水を取得する湿分採集部と、この湿分採集部からサンプリング水を採り出すサンプリング水導入管と、当該捕集部の各部の動作を制御する制御部とを備え、前記トリチウム測定部は、前記サンプリング水導入管の一端に接続されプラスチックシンチレータまたは液体シンチレータと前記サンプリング水とを直接接触させる測定容器と、この測定容器におけるプラスチックシンチレータまたは液体シンチレータとサンプリング水中のトリチウムとの反応による発光を検出する光検出手段と、この光検出手段から出力される信号パルスを計数する計数手段と、前記測定容器に導入されたサンプリング水の水量を測定する水量測定手段と、前記湿分採集部に導入されたサンプリング空気の量を測定する空気量測定手段と前記計数手段の計数値と前記水量測定手段の水量測定値と前記空気量測定手段の空気量測定値とを使用してトリチウム濃度を計算するデータ処理手段とを備えたトリチウム自動測定装置が、後記する特許文献１から従来公知である。 As the above countermeasure, the tritium collecting part and the tritium measuring part consist of a sampling pipe for drawing sampling air from the sampling place and one end of the sampling pipe connected to condense moisture in the sampling air. And a moisture collecting unit that thaws and obtains sampling water, a sampling water introduction pipe that collects sampling water from the moisture collecting unit, and a control unit that controls the operation of each part of the collecting unit, the tritium measuring unit includes a measuring container contacting a is connected to one end of the sampling water inlet pipe and a plastic scintillator or liquid scintillator and the sampling water directly, and tritium plastic scintillators or liquid scintillators and sampling water at the measurement container Luminescence due to the reaction of Introducing into the moisture collecting unit, the light detecting means for emitting, the counting means for counting the signal pulses output from the light detecting means, the water amount measuring means for measuring the amount of sampling water introduced into the measurement container, The tritium concentration is calculated using the air amount measuring means for measuring the amount of the sampled air, the count value of the counting means, the water amount measurement value of the water amount measuring means, and the air amount measurement value of the air amount measuring means. A tritium automatic measuring device including a data processing means is conventionally known from Patent Document 1 described later.

また、ガス中のトリチウム化水蒸気または他の親水性のトリチウム化核種に対して選択的に応答するのに適した吸湿シンチレータ部材において、前記シンチレータは、吸湿性材料の層を表面に有する固体シンチレータ材料からなるシンチレータ部材、および上記吸湿シンチレータ部材を製造する方法として、固体シンチレータ材料を吸湿性材料の層により皮膜するステップからなる方法は、後記する特許文献２から従来公知である。 Further, in the hygroscopic scintillator member suitable for selectively responding to tritiated water vapor or other hydrophilic tritiated nuclides in the gas, the scintillator is a solid scintillator material having a layer of hygroscopic material on the surface. As a method for producing the scintillator member made of the above-mentioned and the hygroscopic scintillator member, a method comprising a step of coating a solid scintillator material with a layer of a hygroscopic material is conventionally known from Patent Document 2 described later.

従来のトリチウム汚染検査装置は、上記のように構成されているため、トリチウム捕集部で捕集された試料水が測定容器に導入される経路に試料水が付着し、測定に必要な試料水の量を確保するには水蒸気発生装置で多量の水蒸気を供給して試料水を増やす必要があり、このためにトリチウム測定感度が低下するという問題があった。また、プラスチックシンチレータは、分子構造に水素原子を含むため、トリチウムと同位体交換で汚染されるという問題があった。また、吸湿性材料の層を表面に有する固体シンチレータは、吸湿性材料に取り込まれた水蒸気を放出させて次の測定を行える状態にするのに時間がかかり、また、残留水蒸気が測定誤差になるという問題があった。
特開平８−７５８６３号公報特表２００１−５１７８０２号公報 Since the conventional tritium contamination inspection apparatus is configured as described above, the sample water is attached to the path through which the sample water collected by the tritium collecting unit is introduced into the measurement container, and the sample water necessary for the measurement. In order to secure this amount, it is necessary to increase the sample water by supplying a large amount of water vapor with a water vapor generator, which causes a problem that the tritium measurement sensitivity is lowered. In addition, the plastic scintillator has a problem that it is contaminated with tritium by isotope exchange because it contains hydrogen atoms in its molecular structure. In addition, a solid scintillator having a hygroscopic material layer on the surface takes time to release the water vapor taken into the hygroscopic material so that the next measurement can be performed, and the residual water vapor becomes a measurement error. There was a problem.
JP-A-8-75863 JP-T-2001-517802

本発明は、斯界における如上の問題に鑑みて、ごく少量のトリチウム含有被検体を対象に高精度で且つ短時間でトリチウムを正確に検査可能なトリチウム検査装置およびトリチウム検査方法を提供することを課題とするものである。 In view of the above problems in the field, the present invention provides a tritium inspection apparatus and a tritium inspection method capable of accurately inspecting tritium containing a very small amount of tritium-containing specimen with high accuracy and in a short time. It is what.

本発明のトリチウム検査装置は、被検査気体供給装置から供給された被検査気体に含まれているトリチウムを付着させるための付着用面を有する被検体採取装置、上記付着用面を冷却してトリチウムを含有する液体または固体の被検体層を付着させる冷却装置、上記付着用面に対向して設置されて上記被検体層から放射されるβ線を検出すると共に検出したβ線量に応じた量の信号を出力するβ線検出装置を備えたことを特徴とするものである。 A tritium inspection apparatus according to the present invention includes a specimen collection apparatus having an attachment surface for attaching tritium contained in a gas to be inspected supplied from a gas supply apparatus to be inspected, and tritium by cooling the adhesion surface. A cooling device for adhering a liquid or solid specimen layer containing a liquid, a beta ray emitted from the specimen layer installed opposite to the attachment surface and an amount corresponding to the detected beta dose A β-ray detection device for outputting a signal is provided.

本発明のトリチウム検査方法は、被検査気体供給装置から供給された被検査気体に含まれているトリチウムを付着させるための付着用面を有する被検体採取装置、上記付着用面を冷却してトリチウムを含有する液体または固体の被検体層を付着させる冷却装置、上記付着用面に対向して設置されて上記被検体層から放射されるβ線を検出すると共に検出したβ線量に応じた量の信号を出力するβ線検出装置を備えたトリチウム検査装置を用い、上記付着用面に平均厚さが０．０５mm〜０．５mmの上記被検体層を付着させる第一工程、上記β線検出装置にて上記被検体層から放射されるβ線を検出すると共に検出したβ線量に応じた量の信号を出力する第二工程を含むことを特徴とするものである。 The tritium inspection method of the present invention includes an object sampling apparatus having an attachment surface for attaching tritium contained in a gas to be inspected supplied from a gas supply apparatus to be inspected, tritium by cooling the adhesion surface. A cooling device for adhering a liquid or solid specimen layer containing a liquid, a beta ray emitted from the specimen layer installed opposite to the attachment surface and an amount corresponding to the detected beta dose A first step of attaching the specimen layer having an average thickness of 0.05 mm to 0.5 mm to the attachment surface using a tritium inspection device provided with a β-ray detection device that outputs a signal, the β-ray detection device The method includes a second step of detecting β rays emitted from the subject layer and outputting a signal having an amount corresponding to the detected β dose.

本発明によれば、上記被検体採取装置の上記付着用面に液体または固体として付着させた薄い被検体層をトリチウムを含む被検体とするので、当該被検体の量は、前記特許文献１の場合と比較して極端に少量で済む。また当該被検体層の形成は、冷却された上記被検体採取装置の上記付着用面に沿って上記被検査気体を単に流すだけであるので、被検体層の形成が頗る簡単且つ短時間で行うことができ、上記付着用面の対面位置でトリチウムのβ線の検出が可能であるので、トリチウム検査上でエラーの原因となる異物の混入の可能性が極めて少なく、よって検体採取装置が頗る簡単且つ小型化が可能となり、しかも高感度並びに高精度でトリチウムを検査することができる。 According to the present invention, since the thin specimen layer attached as a liquid or solid to the attachment surface of the specimen collection apparatus is a specimen containing tritium, the amount of the specimen is the same as that of Patent Document 1. Compared to the case, the amount is extremely small. Further, the formation of the analyte layer is performed simply and in a short time because the formation of the analyte layer is simple because the analyte gas is simply flowed along the attachment surface of the cooled specimen collection device. Since it is possible to detect tritium β-rays at the facing position of the attachment surface, there is very little possibility of contamination of foreign matters causing an error in the tritium inspection, and thus the sample collection device can be made simple. In addition, downsizing is possible, and tritium can be inspected with high sensitivity and high accuracy.

本発明は、カバー気体としてボンベから供給される窒素などのボンベ入りガスを排除するものではないが、たとえボンベ入りガスを使用するとしても、前記した理由からその使用量は従来技術の場合と比較してかなり少量で済むのでボンベ交換の頻度も軽減する。 Although the present invention does not exclude a cylinder-containing gas such as nitrogen supplied from a cylinder as a cover gas, even if a cylinder-containing gas is used, the amount used is compared with the case of the prior art for the reasons described above. The amount of cylinder change is also reduced because only a small amount is required.

またさらに本発明は、上記付着用面の薄い被検体層は、加熱により簡単且つ短時間で蒸発除去できるので、水蒸気の形態のトリチウムを含む被検体を対象として、それのトリチウム含有量の経時変化の測定や、多数の被検体を能率的に検査する場合に好適である。 Still further, in the present invention, the specimen layer having a thin attachment surface can be evaporated and removed easily and in a short time by heating, so that the tritium content of the specimen containing tritium in the form of water vapor changes over time. It is suitable for measuring the above and for efficiently examining a large number of subjects.

また前記特許文献２の場合では、β線検出装置としてのシンチレータとして吸湿性材料層付きのシンチレータを採用する必要があったが、本発明ではシンチレータとして従来公知あるいは周知の各種のものが採用が可能であり、検査の状況並びに条件に応じて所望のシンチレータを採用できる。 In the case of Patent Document 2, it is necessary to employ a scintillator with a hygroscopic material layer as a scintillator as a β-ray detection device. However, in the present invention, various conventionally known or well-known scintillators can be employed. Therefore, a desired scintillator can be adopted according to the inspection situation and conditions.

以下において、同符号は、同個所を示す。 In the following, the same symbols indicate the same parts.

実施の形態１．
図1〜図３は、実施の形態１を説明するものであって、図１は、実施の形態１における
トリチウム検査装置の構成図であり、図２は図1の一部に就いての詳細図であり、図３は
図２の一部に就いてのさらに詳細な断面図である。
図1〜図３において、当該トリチウム検査装置１は、その主要部として、被検査気体供
給装置２、前記被検体採取装置の一例としての平板体３、冷却装置４、β線検出装置６、およびトリチウム検出装置７から構成されている。被検査気体供給装置２は、密閉容器２１、ファンヒータ２２、ポンプ２３、ダストフィルタ２４、温度計２５、湿度計２６から構成されている。平板体３は、アルミニウムなどの熱伝導性の良好な金属にて形成されており、そのβ線検出装置６と対向する面がトリチウムを含有する被検体層を付着させるための付着用面３１となっていて付着用面３１上にはトリチウムを含有する被検体層ＴＬ（図３参照）が後記する方法で形成される。 Embodiment 1 FIG.
1 to 3 illustrate the first embodiment. FIG. 1 is a configuration diagram of a tritium inspection apparatus according to the first embodiment, and FIG. 2 is a detail of a part of FIG. FIG. 3 is a more detailed sectional view of a part of FIG.
1 to 3, the tritium inspection apparatus 1 includes, as main parts, a gas supply apparatus 2 to be inspected, a flat body 3 as an example of the specimen collection apparatus, a cooling apparatus 4, a β-ray detection apparatus 6, and The tritium detection device 7 is configured. The gas supply device 2 to be inspected includes a sealed container 21, a fan heater 22, a pump 23, a dust filter 24, a thermometer 25, and a hygrometer 26. Flat plate 3 is formed with a good metallic thermal conductivity such as aluminum, deposited surfaces 31 for attaching the object layer surface opposing the β ray detection device 6 contains tritium Thus, a specimen layer TL (see FIG. 3) containing tritium is formed on the adhesion surface 31 by the method described later.

冷却装置４は、冷却室４１、冷却コイル４２、および冷凍機４３から構成されており、冷却室４１内には平板体３とβ線検出装置６とが図示するように互いに対向して設置されている。冷却コイル４２には冷凍機４３から冷媒(図示せず)が送られ、当該冷媒が循環して冷却コイル４２を冷却する。また冷却コイル４２は、平板体３の上記付着用面３１の反対側に熱的に結合された状態で設置されていて、冷凍機４３の稼動により平板体３を、即ち付着用面３１を冷却する機能をなす。 The cooling device 4 includes a cooling chamber 41, a cooling coil 42, and a refrigerator 43. In the cooling chamber 41, the flat plate 3 and the β-ray detection device 6 are installed facing each other as shown in the figure. ing. A refrigerant (not shown) is sent from the refrigerator 43 to the cooling coil 42, and the refrigerant circulates to cool the cooling coil 42. The cooling coil 42 is installed in a state where it is thermally coupled to the opposite side of the adhesion surface 31 of the flat plate 3, and the flat plate 3, that is, the adhesion surface 31 is cooled by the operation of the refrigerator 43. Function.

β線検出装置６は、例えば固体シンチレータから構成されており、当該β線検出装置から出力する信号を入力してトリチウムを検出するトリチウム検出装置７を備えている。またトリチウム検出装置７は、ライトガイド７１、２台の光電子増倍管７２、７３、２台のプリアンプ７４、７５、同時計数回路７６、およびトリチウム計量部７７から構成されている。 The β-ray detection device 6 is composed of, for example, a solid scintillator, and includes a tritium detection device 7 that receives a signal output from the β-ray detection device and detects tritium. The tritium detection device 7 includes a light guide 71, two photomultiplier tubes 72 and 73, two preamplifiers 74 and 75, a coincidence counting circuit 76, and a tritium measuring unit 77.

図１〜図３および後続の各図において、符号ａは密閉容器２１のガス出口、符号ｂはダストフィルタ２４のガス出口、符号ｃは温度計２５のガス入口、符号ｄは冷却室４１のガス入口、符号ｅは冷却室４１のガス出口、符号ｆは被検査気体供給装置２のガス入口、をそれぞれ示す。 1-3 and each subsequent figure, the symbol a is the gas outlet of the sealed container 21, the symbol b is the gas outlet of the dust filter 24, the symbol c is the gas inlet of the thermometer 25, and the symbol d is the gas in the cooling chamber 41. The inlet, symbol e indicates a gas outlet of the cooling chamber 41, and symbol f indicates a gas inlet of the gas supply device 2 to be inspected.

次に実施の形態１のトリチウム検査装置１の動作につき説明する。密閉容器２１は、その内部にファンヒータ２２を備えており、容器２１内に収容された被検体の一種である汚染物Sは、ファンヒータ２２で加熱され、その際に汚染物Sの表面または表面層に吸着された水蒸気は、蒸発して密閉容器２１内に存在しているガス（以下、カバーガスと称す。）中に放出される。密閉容器２１内の当該水蒸気を含むカバーガスは、ポンプ２３によりダストフィルタ２４に導入され、カバーガス中の粒子状放射性核種を含むダストはダストフィルタ２４により除去される。 Next, the operation of the tritium inspection apparatus 1 according to the first embodiment will be described. The hermetic container 21 includes a fan heater 22 therein, and the contaminant S, which is a kind of subject accommodated in the container 21, is heated by the fan heater 22, and at that time, the surface of the contaminant S or The water vapor adsorbed on the surface layer evaporates and is released into a gas (hereinafter referred to as a cover gas) present in the sealed container 21. The cover gas containing the water vapor in the sealed container 21 is introduced into the dust filter 24 by the pump 23, and the dust containing the particulate radionuclide in the cover gas is removed by the dust filter 24.

ファンヒータ２２は、それを駆動するために印加される電圧を変えることにより汚染物Sを加熱するための熱風の温度を容易に変えることができる。したがって、汚染物Sの材質および大きさを予め分類整理して上記印加電圧を設定しておけば、ファンヒータ２２は、最適印加電圧を選択することによりスイッチ操作で簡単に操作できる。またファンヒータ２２を複数設け、熱風を吹き付ける角度および場所を変えることにより、あるいはファンヒータ２２を固定して汚染物Sを回転させることにより、汚染物Sを効率良く加熱することができて加熱時間を短縮できる。 The fan heater 22 can easily change the temperature of the hot air for heating the contaminant S by changing the voltage applied to drive it. Therefore, if the applied voltage is set by classifying and arranging the material and size of the contaminant S in advance, the fan heater 22 can be easily operated by a switch operation by selecting the optimum applied voltage. In addition, by providing a plurality of fan heaters 22 and changing the angle and the location where hot air is blown, or by fixing the fan heater 22 and rotating the contaminants S, the contaminants S can be efficiently heated and the heating time is increased. Can be shortened.

なお汚染物Sに対する加熱手段は、ファンヒータ２２に限定されるものでなく、赤外線ランプあるいはその他の加熱手段であってよく、加熱方法に就いても汚染物Sを効果的に加熱し得る限り任意であってよい。また上記のカバーガスとしては、通常、本発明のトリチウム検査装置が設置された個所周辺の空気が使用されるが、かかる空気は、ラドン、トロンあるいはその他のガス状放射性核種、さらにラドンやトロンの子孫核種のような粒子状放射性核種が含まれている。これに対してダストフィルタ２４は、粒子状放射性核種が上記被検体層ＴＬに混入するのを防止する。なお上記ガス状放射性核種は、希ガスが主体であり、水などの多くの被検気体との親和性が低いために上記被検体層ＴＬに混入する可能性は小さい。 The heating means for the contaminant S is not limited to the fan heater 22, but may be an infrared lamp or other heating means. Any heating method can be used as long as the contaminant S can be effectively heated. It may be. Further, as the above cover gas, air around the place where the tritium inspection apparatus of the present invention is installed is usually used. Such air is radon, thoron or other gaseous radionuclide, and radon or thoron. Particulate radionuclides such as progeny nuclides are included. In contrast, the dust filter 24 prevents the particulate radionuclide from being mixed into the specimen layer TL. The gaseous radionuclide is mainly a rare gas and has a low possibility of being mixed into the analyte layer TL because of its low affinity with many analyte gases such as water.

ダストが除去されたカバーガスの温度と湿度とは、温度計２５と湿度計２６とでそれぞれ測定され、次いで冷却室４１内を符号ｄ、ｅの方向に流されて上記付着用面３１に供給される。上記したように付着用面３１は冷却コイル４２により冷却されているので、カバーガス中の水蒸気は凝縮あるいは凝固して張り付いたような状態になって被検体層ＴＬが形成される。凝縮あるいは凝固せずに冷却室４１を通過した余剰のカバーガスは、ポンプ２３により三方電磁弁８を経由して密閉容器２１に還流され循環される。よって、ポンプ２３、密閉容器２１、冷却室４１、三方電磁弁８、およびそれらを繋ぐ管路を含むものは、循環排気装置の例である。 The temperature and humidity of the cover gas from which the dust has been removed are measured by the thermometer 25 and the hygrometer 26, respectively, and then flowed through the cooling chamber 41 in the directions of d and e to be supplied to the adhesion surface 31. Is done. As described above, since the attachment surface 31 is cooled by the cooling coil 42, the water vapor in the cover gas is condensed or solidified and stuck to form the analyte layer TL. Excess cover gas that has passed through the cooling chamber 41 without being condensed or solidified is recirculated to the sealed container 21 by the pump 23 via the three-way solenoid valve 8 and circulated. Therefore, what contains the pump 23, the airtight container 21, the cooling chamber 41, the three-way solenoid valve 8, and the pipe line which connects them is an example of a circulation exhaust apparatus.

かくして付着用面３１上に形成された被検体層ＴＬからは、当該被検体層ＴＬ内に含有されているトリチウムからβ線が発生し、それはβ線検出装置６により検出され、β線検出装置６は検出したβ線量に対応する量のパルス信号を出力する。当該パルス信号は、温度計２５から出力された温度信号および湿度計２６から出力された湿度信号と共に、トリチウム検出装置７に入力される。 Thus, β rays are generated from the tritium contained in the subject layer TL from the subject layer TL formed on the adhesion surface 31, and this is detected by the β ray detection device 6. 6 outputs a pulse signal of an amount corresponding to the detected β dose. The pulse signal is input to the tritium detection device 7 together with the temperature signal output from the thermometer 25 and the humidity signal output from the hygrometer 26.

β線検出装置６としては、従来から斯界で公知あるいは周知の固体シンチレータが例示される。なおトリチウムから放射されるβ線のエネルギーは、前記したように最大エネルギーが１８ｋｅＶ、平均エネルギーが５．７ｋｅＶと微弱のため、固体シンチレータから形成されたβ線検出装置６は、カバーガスに直接触れるように設置されるとβ線の検出能が向上するので好ましい。そのために上記固体シンチレータとしては、潮解性がなく、耐食性を有し、量子効率が高く、さらに同位体交換でトリチウム汚染しないものが好ましく、例えばCａＦ_２（Eｕ）シンチレータおよびＹＡｌＯ_３（Ｃｅ）シンチレータは、上記条件を満たす好適なシンチレータ例である。上記シンチレータは、結晶に水素原子を含まないためにトリチウムとの同位体交換反応がない。加えてプラスチックシンチレータと比較して、同一エネルギーのβ線に対して約２倍の光子を放出し、量子効率が高い。 As the β-ray detector 6, a solid scintillator conventionally known or well known in the art is exemplified. The β-ray energy radiated from the tritium is weak as the maximum energy is 18 keV and the average energy is 5.7 keV as described above. Therefore, the β-ray detector 6 formed of a solid scintillator directly touches the cover gas. It is preferable because the β-ray detection ability is improved. Therefore, the solid scintillator preferably has no deliquescence, corrosion resistance, high quantum efficiency, and no tritium contamination by isotope exchange. For example, CaF ₂ (Eu) scintillator and YAlO ₃ (Ce) scintillator are This is an example of a suitable scintillator that satisfies the above conditions. The scintillator has no isotope exchange reaction with tritium because the crystal does not contain a hydrogen atom. In addition, compared to plastic scintillators, it emits about twice as many photons as β-rays with the same energy, and has a high quantum efficiency.

付着用面３１上の被検体層ＴＬの厚みとトリチウムの検出感度との関係は、一般的に、トリチウムから放射されるβ線の最大エネルギーに相当する飛程で検出感度が飽和する特性になり、よって被検体層ＴＬの当該飛程以上の厚みは、検出感度に寄与しない。トリチウムから放射されるβ線のエネルギーは微弱であり、以上のことから被検体層ＴＬの厚みＴ（図３参照）は、０．０５ｍｍあれば十分である。また被検体層ＴＬの厚み０．０５ｍｍは、水の形態でも表面張力で平板体３から落下することがないので、被検体層ＴＬは、水の形態または氷の形態のいずれでもであってもよい。夏場は空気中の水蒸気密度が高く、冬場は低いので、冷凍機４３から冷却コイル４２に供給される冷媒の温度制御に幅をもたせることにより、自動的に夏場は凝縮、冬場は凝固となるため、安定して適度の量の被検体層ＴＬが採取できる。 The relationship between the thickness of the specimen layer TL on the attachment surface 31 and the detection sensitivity of tritium generally has a characteristic that the detection sensitivity is saturated at a range corresponding to the maximum energy of β rays emitted from tritium. Therefore, the thickness of the specimen layer TL equal to or greater than the range does not contribute to detection sensitivity. The energy of β-rays radiated from tritium is weak. From the above, it is sufficient that the thickness T (see FIG. 3) of the specimen layer TL is 0.05 mm. Further, since the thickness of the specimen layer TL of 0.05 mm does not fall from the flat plate 3 due to surface tension even in the form of water, the specimen layer TL may be in the form of water or ice. Good. Since the water vapor density in the air is high in the summer and low in the winter, the temperature control of the refrigerant supplied from the refrigerator 43 to the cooling coil 42 has a wide range so that the summer automatically condenses and the winter solidifies. Thus, an appropriate amount of the specimen layer TL can be collected stably.

また幾何学的効率とカバーガスによる減衰を考慮すると、β線検出装置６としての固体シンチレータは、平板体３にできるだけ近接して配置するのが望ましく、平板体３上に被検体層ＴＬを形成し、固体シンチレータを対面するように配置することにより良好なトリチウム検出条件が実現できる。上記を顧慮し、且つ実際上の装置の製造や操作の容易さ、およびトリチウムの検査精度などを考慮すると、一般的には、被検体層ＴＬの厚みＴは、０．０１ｍｍ〜１ｍｍ、好ましくは０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍであり、付着用面３１とβ線検出装置６の付着用面３１に対向する外表面との間隔Ｄ１は、０．５ｍｍ〜５ｍｍ、好ましくは１ｍｍ〜５ｍｍ、被検体層ＴＬとβ線検出装置６の外表面との間隔Ｄ２は、０〜５ｍｍ、好ましくは０．５〜３ｍｍである。 In consideration of geometric efficiency and attenuation by the cover gas, the solid scintillator as the β-ray detection device 6 is desirably arranged as close as possible to the flat plate 3, and the object layer TL is formed on the flat plate 3. However, good tritium detection conditions can be realized by arranging the solid scintillator so as to face each other. In consideration of the above and considering the ease of manufacturing and operation of the actual apparatus and the inspection accuracy of tritium, the thickness T of the specimen layer TL is generally 0.01 mm to 1 mm, preferably The distance D1 between the adhesion surface 31 and the outer surface facing the adhesion surface 31 of the β-ray detector 6 is 0.05 mm to 0.5 mm, and is 0.5 mm to 5 mm, preferably 1 mm to 5 mm. The distance D2 between the layer TL and the outer surface of the β-ray detection device 6 is 0 to 5 mm, preferably 0.5 to 3 mm.

一つの被検体層ＴＬに就いての検査が終了すると、冷凍機４３は冷却モードから加熱モードに自動的に切り替わり、温度の高い媒体が冷却コイル４２に供給されて平板体３は加熱され、平板体３上の被検体層ＴＬは蒸発してカバーガス中に放出され、上記加熱モード切り替わりの際に自動的に切り替わった電磁弁８から周辺空気を吸入し、三方電磁弁９を経て外部に排気される。 When the inspection for one specimen layer TL is completed, the refrigerator 43 automatically switches from the cooling mode to the heating mode, a medium having a high temperature is supplied to the cooling coil 42, and the flat plate 3 is heated. The subject layer TL on the body 3 evaporates and is released into the cover gas, sucks ambient air from the electromagnetic valve 8 that is automatically switched when the heating mode is switched, and exhausts outside through the three-way electromagnetic valve 9. Is done.

β線検出装置６は、トリチウムから放射されたβ線が入射すると蛍光を発する。当該蛍光は、ライトガイド７１で伝達されて２台の光電子増倍管７２、７３に入射し、それぞれ電流パルスに変換される。光電子増倍管７２、７３から出力された電流パルスは、それぞれプリアンプ７４、７５に入力されて電圧パルスに変換される。当該電圧パルスは、同時計数回路７６に入力され、同時に電圧パルスが入力されたらトリチウムを検出したとしてデジタルパルスを出力する。なおトリチウムから放射されるβ線は、エネルギーが低いため、光電子増倍管７２、７３から出力される前記電流パルスと熱雑音によるノイズパルスを識別してノイズパルスを除去する必要があるが、光電子増倍管７２、７３の両方で熱雑音が同時発生する確率は極めて低いため、プリアンプ７４、７５からそれぞれ出力される電圧パルスを同時計数回路７６で同時計数することにより前記熱雑音を排除できる。 The β ray detector 6 emits fluorescence when β rays emitted from tritium are incident. The fluorescence is transmitted by the light guide 71 and is incident on the two photomultiplier tubes 72 and 73, which are converted into current pulses, respectively. Current pulses output from the photomultiplier tubes 72 and 73 are input to preamplifiers 74 and 75, respectively, and converted into voltage pulses. The voltage pulse is input to the coincidence counting circuit 76, and when a voltage pulse is input at the same time, a digital pulse is output assuming that tritium is detected. Since β-rays emitted from tritium have low energy, it is necessary to discriminate between the current pulses output from the photomultiplier tubes 72 and 73 and noise pulses due to thermal noise to remove the noise pulses. Since the probability of simultaneous occurrence of thermal noise in both the multipliers 72 and 73 is extremely low, the thermal noise can be eliminated by simultaneously counting the voltage pulses output from the preamplifiers 74 and 75 by the coincidence circuit 76.

トリチウム計量部７７では、同時計数回路７６から出力されたデジタルパルスおよび温度計６と湿度計７から出力された温度信号と湿度信号が入力され、デジタルパルスを計数して測定時間で割り算して計数率ｎが求られ、当該計数率ｎに予め校正試験で求めておいた単位計数率当たりのトリチウム濃度のｋ換算定数を乗じて試料水のトリチウムの放射能量Ｃが求められる。また、温度信号Ｔ（℃）と湿度信号Ｈ（％RH）から、下式（１）によりカバーガスの水蒸気密度Ｗ（カバーガス１ｃｍ³あたりに含まれている水のｇ数）が求められる。よって、温度計６、湿度計７、およびトリチウム計量部７７は、水蒸気密度測定装置として機能する。
Ｗ＝(Ｈ／１００)×[０．０００８０４／(１＋０．００３６６Ｔ)]×(ｅ／P)・・（１）
ここに、ｅは、Ｔ℃における飽和水蒸気圧であって、Ｔ℃に対応する飽和水蒸気圧のテーブルをトリチウム計量部７７に記憶させておく。一方、Ｐは、カバーガスの圧力(ｅと同じ単位)であり、概ね大気圧である。

In the tritium measuring unit 77, the digital pulse output from the coincidence counting circuit 76 and the temperature signal and humidity signal output from the thermometer 6 and the hygrometer 7 are input, and the digital pulse is counted and divided by the measurement time. The rate n is obtained, and the radioactivity amount C of tritium in the sample water is obtained by multiplying the count rate n by the k conversion constant of the tritium concentration per unit count rate obtained in advance in the calibration test. Further, from the temperature signal T (° C.) and humidity signal H (% RH), (g number of water contained per cover gas 1 cm ³⁾ water vapor density W of the cover gas by the following equation (1) is obtained. Therefore, the thermometer 6, the hygrometer 7, and the tritium measuring unit 77 function as a water vapor density measuring device.
W = (H / 100) × [0.000804 / (1 + 0.00366T)] × (e / P) (1)
Here, e is the saturated water vapor pressure at T ° C., and a table of saturated water vapor pressure corresponding to T ° C. is stored in the tritium metering unit 77. On the other hand, P is the pressure of the cover gas (the same unit as e) and is generally atmospheric pressure.

実施の形態１の装置の内容積（即ち、図１における符号ａから符号ｂ〜符号ｆを経て符号ａに至る間に含まれている容器や気体搬送管路内の合計内容積、以下の循環排気装置においても同様である。）をＶとすると、カバーガス中の水蒸気量はＶ×Ｗとなる。被検体層ＴＬの量は、被検体層ＴＬの面積と厚みの積であり、当該面積は平板体３の付着用面３１の面積であり、当該厚みはトリチウムから放射されるβ線の最大エネルギーに相当する飛程とすれば、必要な被検体層ＴＬの量、即ち必要な試料水は一義的に決定する。 The internal volume of the apparatus according to the first embodiment (that is, the total internal volume in the container and the gas conveyance pipe included in the period from the symbol a to the symbol a to the symbol a in FIG. The same applies to the exhaust system.) When V is V, the amount of water vapor in the cover gas is V × W. The amount of the specimen layer TL is the product of the area and the thickness of the specimen layer TL, and the area is the area of the attachment surface 31 of the flat plate 3, and the thickness is the maximum energy of β rays emitted from tritium. In this case, the necessary amount of the analyte layer TL, that is, the necessary sample water is uniquely determined.

トリチウム計量部７７は、カバーガスの最初の水蒸気密度W１に対して目標水蒸気密度W２を、Ｖ×（W１−W２）が上記試料水の量となるように自動で設定し、水蒸気密度が目標値のW２まで減少したら必要な試料水が確保できたとみなしてβ線検出装置６からトリチウム検査に自動的に切り換え、上記のように被検体層ＴＬのトリチウムの放射能量Ｃを求め、当該放射能量ＣにW１と(W１−W２)の比を乗じて下式（２）にて汚染物Sの表面または表面層に吸着されたトリチウムの放射能量Cｓを求めて出力する。
Cｓ＝Ｃ×W1／（W１−W２）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（２） The tritium metering unit 77 automatically sets the target water vapor density W2 with respect to the initial water vapor density W1 of the cover gas so that V × (W1-W2) is the amount of the sample water, and the water vapor density is the target value. If the sample water is reduced to W2, it is assumed that the necessary sample water has been secured, and the β-ray detector 6 automatically switches to the tritium test, and the tritium radioactivity C of the specimen layer TL is obtained as described above, and the radioactivity C Is multiplied by the ratio of W1 and (W1-W2), and the radioactivity amount Cs of tritium adsorbed on the surface of the contaminant S or the surface layer is obtained and output by the following equation (2).
Cs = C × W1 / (W1-W2) (2)

なお、カバーガスとしてトリチウム汚染検査装置の周辺空気を使用する場合、汚染物Ｓの検査を行う前に、前記と同様の方法にて空気中の水蒸気からバックグラウンド試料としての被検体層ＴＬを採取し、当該被検体層ＴＬに就きバックグラウンド計数率がトリチウム検査に支障がないレベルであること、例えばバックグラウンド計数率の統計的変動をσとしたときに、3σに相当の計数率に単位計数率当たりのトリチウム濃度の換算定数を乗じたトリチウムの放射能量が、測定目標レベルより低いことを確認しておく。当該バックグラウンド計数率n_bをトリチウム計量部７７に記憶させておき、上記の汚染物の測定結果としての計数率ｎからバックグラウンド計数率n_bを引き算して正味計数率n_Nを求め、正味計数率n_Nに単位計数率当たりのトリチウム濃度の換算定数ｋを乗じて下式（３）のようにして正味の放射能量C_Nを演算することにより、高精度でトリチウムの放射能量を測定できる。
C_N＝ｋ×n_N＝ｋ×(ｎ−n_b)・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（３） When the ambient air of the tritium contamination inspection device is used as the cover gas, the sample layer TL as the background sample is collected from the water vapor in the air before the contamination S is inspected. When the background count rate of the subject layer TL is at a level that does not interfere with the tritium test, for example, when the statistical fluctuation of the background count rate is σ, the unit count is set to a count rate equivalent to 3σ. Confirm that the radioactivity amount of tritium multiplied by the conversion constant of tritium concentration per rate is lower than the target measurement level. The background count rate n _b is stored in the tritium measuring unit 77, and the net count rate n _N is obtained by subtracting the background count rate n _b from the count rate n as the measurement result of the above-mentioned contaminant. By multiplying the count rate n _N by the conversion constant k of the tritium concentration per unit count rate and calculating the net radioactivity C _N as shown in the following formula (3), the radioactivity of tritium can be measured with high accuracy. .
C _N = k × n _N = k × (n−n _b ) (3)

以上のように実施の形態１では、検査対象の汚染物Sを密閉容器２１に入れてファンヒータ２２で加熱し、汚染物Sの表面または表面層に吸着された水蒸気を効率良く蒸発させてカバーガス中に放出させ、放出させたトリチウムを含む水蒸気を平板体３の上に平面状に凝縮または凝固させて被検体層ＴＬを採取し、平面状の被検体層ＴＬから放射されるトリチウムのβ線を対面に近接設置した剥き出しの固体シンチレータなどのβ線検出装置６で検出するようにし、測定に供される試料水量は必要最小限で済むようにしたので、さらにβ線検出装置６に入射するまでのβ線エネルギー損失を小さくし且つ近距離で好適な幾何学的条件でトリチウムのβ線を検出するようにしたので、汚染物Ｓから放出される水蒸気量が少量でも高感度でトリチウム汚染を検査することができ、それと共に装置を小型化できる。 As described above, in the first embodiment, the contamination S to be inspected is put in the sealed container 21 and heated by the fan heater 22 to efficiently evaporate the water vapor adsorbed on the surface or the surface layer of the contamination S and cover it. The specimen layer TL is collected by condensing or coagulating the water vapor containing the released tritium on the flat plate 3 in a planar shape by discharging into the gas, and β of tritium emitted from the planar specimen layer TL. The detection is performed by a β-ray detection device 6 such as a bare solid scintillator that is placed close to the opposite surface, and the amount of sample water used for the measurement is minimized. Since the β-ray energy loss until detection is reduced and β-rays of tritium are detected at a suitable geometric condition at a short distance, the tritium contamination is highly sensitive even if the amount of water vapor released from the contaminant S is small. Can be inspected, the apparatus can be downsized with it.

また固体シンチレータとして、潮解性がなく、耐食性を有するCａＦ_２（Eｕ）シンチレータやＹＡｌＯ_３（Ｃｅ）シンチレータを使用することにより当該シンチレータを剥き出しにしてカバーガスに直接触れる状態で使用可能であり、保護膜によるβ線エネルギー損失がないため、またプラスチックシンチレータに比べて量子効率が高いため、更に同位体交換でトリチウム汚染することがないため、高感度でトリチウム汚染を検査することができる。また、ファンヒータ２２を使用して汚染物Sを加熱するため、汚染物Sの形状が複雑でも熱風を吹き付けることで、影になっている箇所にも熱が伝わり、汚染物Sから水蒸気を確実に蒸発させ、均一に且つ効率良く加熱できるのでトリチウム汚染を高精度で検査できる。また光電子増倍管７２、７３の両方が熱雑音を同時発生する確率は極めて低いことに着目し、プリアンプ７４、７５からそれぞれ出力される電圧パルスを同時計数回路７６で同時計数することにより光電子増倍管７２、７３の熱雑音を排除できるため、トリチウム汚染を高感度かつ高精度で検査できる。 In addition, as a solid scintillator, it is possible to use it by exposing the scintillator directly to the cover gas by using CaF ₂ (Eu) scintillator and YAlO ₃ (Ce) scintillator that have no deliquescence and have corrosion resistance. Since there is no β-ray energy loss due to the film and the quantum efficiency is higher than that of the plastic scintillator, tritium contamination is not caused by isotope exchange, so that tritium contamination can be inspected with high sensitivity. Moreover, since the contaminant S is heated using the fan heater 22, even if the shape of the contaminant S is complex, by blowing hot air, heat is transmitted to the shaded area, and water vapor is reliably transmitted from the contaminant S. Since it can be evaporated and heated uniformly and efficiently, tritium contamination can be inspected with high accuracy. In addition, paying attention to the fact that both the photomultiplier tubes 72 and 73 are very unlikely to generate thermal noise at the same time, the coincidence circuit 76 simultaneously counts the voltage pulses output from the preamplifiers 74 and 75, respectively. Since the thermal noise of the double tubes 72 and 73 can be eliminated, tritium contamination can be inspected with high sensitivity and high accuracy.

また検査が終了すると、冷凍機４３は冷却モードから加熱モードに自動的に切り替わり、温度の高い冷媒を冷却コイル４２に供給して平板体３上の被検体層ＴＬを強制的に蒸発させるため、次のトリチウム検査のための準備時間が短縮される。またさらに、温度計２５と湿度計２６から出力された温度信号と湿度信号は、トリチウム計量部７７に入力され、温度信号と湿度信号からカバーガスに含まれる水蒸気密度が求められ、水蒸気密度に基づき被検体層ＴＬを採取するのに必要な時間が演算されて、自動運転の時間割りに組み込まれるため、時間割りの無駄がなくなるために装置の利用率が向上する。 When the inspection is completed, the refrigerator 43 automatically switches from the cooling mode to the heating mode, and supplies a high-temperature refrigerant to the cooling coil 42 to forcibly evaporate the specimen layer TL on the flat plate 3. Preparation time for the next tritium test is shortened. Furthermore, the temperature signal and the humidity signal output from the thermometer 25 and the hygrometer 26 are input to the tritium measuring unit 77, and the water vapor density contained in the cover gas is obtained from the temperature signal and the humidity signal, and based on the water vapor density. Since the time required to collect the specimen layer TL is calculated and incorporated in the time schedule for automatic operation, the time utilization is not wasted and the utilization rate of the apparatus is improved.

実施の形態２．
図４は、実施の形態２を説明するものであって、被検査気体供給装置２の密閉容器２１に就いての他の例を説明する断面図である。図４においては、実施の形態１で採用されたファンヒータ２２に代えて赤外線ランプ２７とミラー２８が採用されている。なお符号ａと符号ｆとの間は省略しているが、前記図１のそれと同じである。赤外線ランプ２７から放射される赤外線をミラー２８で絞って汚染物Sの一例としてのコンクリート破砕粉に照
射し、５００℃以上で加熱するようにしたので、コンクリート破砕粉の表面の水蒸気はもとよりコンクリート成分の水酸化カルシウムが分解して発生する水蒸気がカバーガス中に放出されるため、コンクリート内部のトリチウムまで容易に検査でき、従来、大掛かりで高価格であったコンクリート用トリチウム汚染検査装置を安価で提供できる。 Embodiment 2. FIG.
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating the second embodiment and illustrating another example of the sealed container 21 of the gas supply device 2 to be inspected . In FIG. 4, an infrared lamp 27 and a mirror 28 are employed instead of the fan heater 22 employed in the first embodiment. In addition, although it omits between code | symbol a and code | symbol f, it is the same as that of the said FIG. The infrared radiation emitted from the infrared lamp 27 is squeezed by the mirror 28 and irradiated to the concrete crushed powder as an example of the contaminant S and heated at 500 ° C. or higher. Since the water vapor generated by the decomposition of calcium hydroxide is released into the cover gas, tritium inside the concrete can be easily inspected, and the conventional tritium contamination inspection device for concrete, which is large and expensive, is provided at a low cost. it can.

実施の形態３．
図５は、実施の形態３を説明するものであって、被検査気体供給装置２の密閉容器２１に就いての他の例を説明する断面図である。実施の形態３においては、密閉容器２１としてドラム缶が採用され、且つ実施の形態１で使用されたファンヒータ２２が省略された構成となっていることのみ実施の形態１と異なり、その他の構成は同じである。以下、前記図１〜図３を参照して説明すると、ドラム缶２１内のカバーガスは、ポンプ２３で吸引され、トリチウムを含む水蒸気は冷却装置４で冷却され、平板体３上に凝縮または凝固させて被検体層ＴＬが採取され、トリチウムから放射されるβ線はβ線検出装置６にて検出される。この結果、実施の形態１と同様に、水蒸気を水または霜の形態に変えることでトリチウムが濃縮されるため、ドラム缶２１内の汚染物から放出される水蒸気量が少量でもトリチウム汚染を確実に検査することができる。 Embodiment 3 FIG.
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating the third embodiment and illustrating another example of the sealed container 21 of the gas supply device 2 to be inspected . The third embodiment is different from the first embodiment only in that a drum can is employed as the sealed container 21 and the fan heater 22 used in the first embodiment is omitted. The same. 1 to 3, the cover gas in the drum can 21 is sucked by the pump 23, the water vapor containing tritium is cooled by the cooling device 4, and condensed or solidified on the flat plate 3. The specimen layer TL is collected, and β rays emitted from tritium are detected by the β ray detector 6. As a result, as in the first embodiment, tritium is concentrated by changing the water vapor into the form of water or frost, so that the tritium contamination is reliably inspected even if the amount of water vapor released from the contaminants in the drum can 21 is small. can do.

実施の形態４．
図６は、実施の形態４を説明するものであって、トリチウム検査装置の一部断面図を含む他の構成図である。実施の形態１では、測定対象の汚染物Sを密閉容器２１の内部に入れてファンヒータ２２で加熱して汚染物Sの表面または表面層に吸着された水蒸気を蒸発させてカバーガス中に放出させ、当該カバーガスをポンプ２３で吸入したが、実施の形態４では、図６に示すように、実施の形態１で採用された密閉容器２１の代わりに吸入器２１１が採用され、ファンヒータ２２の代わりに前記実施の形態２の場合と同様の赤外線ランプ２７とミラー２８を備えている。吸入器２１１は、椀を下向きにしたようなものであって下端は開放状態であり、開放された状態にある汚染物Sは、赤外線ランプ２７から放射される赤外線をミラー２８で絞ってスポット的に加熱され、当該加熱箇所の表面または表面層から蒸発した水蒸気は、吸引器２１１により汚染物S周辺の空気と共にポンプ２３にて吸引され、吸引ガスは、実施の形態１の場合と同様にトリチウム検査される。赤外線ランプ２７とミラー２８は、汚染物Sの加熱したい箇所をスポット的に加熱し、実施の形態１におけるファンヒータ２２のように空気の流れを乱すことがなく、蒸発した水蒸気を効率良く回収可能となる。このため、小型で安価な可搬型のトリチウム検査装置を提供できる。なお赤外線ランプ２７は、それを稼動させるための印加電圧を変えることにより汚染物の材質に応じて加熱温度を容易に調節できる。このことは、前記実施の形態２、３、および後記の実施の形態においても同じである。
なお実施の形態４は、実施の形態１などで採用された密閉容器２１の代わりに大気に開放された吸入器２１１が採用され、そのために実施の形態１において説明した装置の内容積Ｖが確定しないのでトリチウムの定量は困難ではあるが、トリチウムの有無の検査には簡便に利用できる効果がある。 Embodiment 4 FIG.
FIG. 6 is a diagram illustrating the fourth embodiment, and is another configuration diagram including a partial cross-sectional view of the tritium inspection apparatus. In the first embodiment, the pollutant S to be measured is placed in the sealed container 21 and heated by the fan heater 22 to evaporate the water vapor adsorbed on the surface or surface layer of the pollutant S and release it into the cover gas. The cover gas is sucked by the pump 23. In the fourth embodiment, as shown in FIG. 6, an inhaler 211 is employed instead of the sealed container 21 employed in the first embodiment, and the fan heater 22 is used. Instead of this, an infrared lamp 27 and a mirror 28 similar to those in the second embodiment are provided. The inhaler 211 is like a heel facing downward, and the lower end is in an open state, and the contaminant S in the open state is spot-like when the infrared ray radiated from the infrared lamp 27 is squeezed by the mirror 28. The water vapor heated and evaporated from the surface or surface layer of the heated portion is sucked by the pump 23 together with the air around the contaminant S by the suction device 211, and the suction gas is tritium as in the first embodiment. Inspected. The infrared lamp 27 and the mirror 28 spot-heat the spot where the contaminant S is to be heated, and can efficiently recover the evaporated water vapor without disturbing the air flow unlike the fan heater 22 in the first embodiment. It becomes. For this reason, a small and inexpensive portable tritium inspection apparatus can be provided. Note that the heating temperature of the infrared lamp 27 can be easily adjusted according to the material of the contaminant by changing the applied voltage for operating the infrared lamp 27. This also applies to the second and third embodiments and the embodiments described later.
In the fourth embodiment, an inhaler 211 opened to the atmosphere is employed instead of the sealed container 21 employed in the first embodiment, and the internal volume V of the apparatus described in the first embodiment is thus determined. However, it is difficult to determine the amount of tritium.

実施の形態５．
図７は、実施の形態５を説明するものであって、トリチウム検査装置一部である被検体採取装置２の他の例の一部断面図を含む説明図である。前記実施の形態４では、大気中に解放された汚染物Sを赤外線ランプ２７から放射される赤外線をミラー２８で絞ってスポット的に加熱し、加熱箇所の表面または表面層から蒸発した水蒸気を、吸入器２１１により汚染物S周辺の空気と共に吸引するようにしたが、実施の形態５では、図７に示すように、吸入器２１１は、その下縁に全周に亘るリング状のゴム製吸盤２１２を備え、汚染物Sの検査対象面に吸盤２１２を押し付けて当該検査対象面を取り込んでシールする。かくすると、汚染物Sが例えばコンクリート面のような広がりがある場合、検査対象面から蒸発した水蒸気を確実に回収でき、その結果、実施の形態１で説明した平板体３、β線検出装置６およびその他の装置を用いて高精度でトリチウム汚染を検査できる。また、当該コンクリート面の内部まで検査する場合については、赤外線ランプ２７の印加電圧を高めて加熱温度を上げてコンクリー面内部の水蒸気を放出させ、且つこれを飛散させることなく確実に採取することができる。 Embodiment 5 FIG.
FIG. 7 illustrates the fifth embodiment, and is an explanatory diagram including a partial cross-sectional view of another example of the subject sampling apparatus 2 which is a part of the tritium test apparatus. In the fourth embodiment, the contaminant S released to the atmosphere is spot-heated by squeezing the infrared ray radiated from the infrared lamp 27 with the mirror 28, and the water vapor evaporated from the surface or the surface layer of the heating location is Although the suction device 211 sucks the air around the contaminant S together with the inhaler 211, in the fifth embodiment, as shown in FIG. 7, the suction device 211 has a ring-shaped rubber sucker around the entire periphery thereof. 212, and the suction cup 212 is pressed against the inspection target surface of the contaminant S to capture and seal the inspection target surface. In this way, when the contaminant S has a spread like a concrete surface, for example, the water vapor evaporated from the surface to be inspected can be reliably collected. As a result, the flat plate 3 and the β-ray detector 6 described in the first embodiment. And other devices can be used to test for tritium contamination with high accuracy. Further, in the case of inspecting the inside of the concrete surface, it is possible to increase the applied voltage of the infrared lamp 27 to raise the heating temperature to release water vapor inside the concrete surface, and to reliably collect the water without scattering it. it can.

実施の形態６．
図８は、実施の形態６を説明するものである。実施の形態６は、前記実施の形態１とは、水蒸気供給装置２９がダストフィルタ２４のガス出口ｂと温度計２５のガス入口ｃとの間に追加設置されている点において異なり、その他は同構造である。水蒸気供給装置２９は、純水を収容した給水タンク２９１、ガラス繊維２９２、加熱容器２９３、加熱容器２９３の外部に設けられて当該容器を加熱するヒータ２９４、および電磁弁２９５から構成されたものである。水蒸気供給装置２９は、電磁弁２９５を介してダストフィルタ２４と温度計２５とを繋ぐ管路に気密に接続されており、ガラス繊維２９２の一端部は、給水タンク２９１内の純水中に浸漬し、その他端は加熱容器２９３内に達している。ヒータ２９４にて加熱容器２９３を加熱し且つ電磁弁２９５を開状態とすると、上記純水は毛細管現象によりガラス繊維２９２間を上昇して加熱容器２９３に達し、そこで加熱され気化し、上記管路内を通過するカバーガスに供給される。しかして実施の形態６は、汚染物Ｓ（図示せず）から水蒸気を採取し難い条件下でもトリチウム汚染検査を行うことができ、また利用率の高いトリチウム汚染検査装置を供給できる。 Embodiment 6 FIG.
FIG. 8 illustrates the sixth embodiment. The sixth embodiment is different from the first embodiment in that a water vapor supply device 29 is additionally installed between the gas outlet b of the dust filter 24 and the gas inlet c of the thermometer 25. Structure. The water vapor supply device 29 includes a water supply tank 291 containing pure water, a glass fiber 292, a heating container 293, a heater 294 provided outside the heating container 293 and heating the container, and an electromagnetic valve 295. is there. The water vapor supply device 29 is hermetically connected to a pipe line connecting the dust filter 24 and the thermometer 25 via an electromagnetic valve 295, and one end of the glass fiber 292 is immersed in pure water in the water supply tank 291. However, the other end reaches the inside of the heating container 293. When the heating vessel 293 is heated by the heater 294 and the electromagnetic valve 295 is opened, the pure water rises between the glass fibers 292 by capillary action and reaches the heating vessel 293 where it is heated and vaporized, and the pipe line It is supplied to the cover gas that passes through. Therefore, Embodiment 6 can perform a tritium contamination test even under conditions where it is difficult to collect water vapor from the contaminant S (not shown), and can supply a tritium contamination test apparatus with a high utilization rate.

実施の形態７．
図９は、実施の形態７を説明するものである。実施の形態７は、前記実施の形態１とは、冷却装置４として冷却コイル４２および冷凍機４３に代えてペルチェ素子５を含むものが採用された点において異なり、その他は同構造である。図９において、冷却装置４は、ペルチェ素子５、放熱フィン５１、送風ファン５２、およびペルチェ素子５を稼動させる直流電源(図示せず)を備えている。またペルチェ素子５の冷却面は平板体３と熱的に接合され、ペルチェ素子５の放熱面は放熱フィン５１と熱的に接合されている。当該直流電源からペルチェ素子５に一方向に電流を流すと、ペルチェ素子５の冷却面が冷却されて平板体３が冷却され、付着用面３１上に被検体層ＴＬが採取される。一方、ペルチェ素子５の発熱面は、放熱フィン５１が熱的に接合され、送風ファン５２から送られる風で放熱する。一方、ペルチェ素子５に上記と反対に電流を流すと、冷却面は逆転して放熱面となり、上記平板体３2は加熱され、被検体層ＴＬは強制的に蒸発せしめられる。ペルチェ素子５は、スポット的な冷却に適しており、電流を逆転することにより容易に熱の流れを逆転することができるため、本発明のトリチウム検査装置１を小型化することができ、さらに安価な携帯型の装置の提供が可能となる。 Embodiment 7 FIG.
FIG. 9 illustrates the seventh embodiment. The seventh embodiment is different from the first embodiment in that the cooling device 4 includes a Peltier element 5 instead of the cooling coil 42 and the refrigerator 43, and the other structure is the same. In FIG. 9, the cooling device 4 includes a Peltier element 5, a heat radiation fin 51, a blower fan 52, and a DC power source (not shown) that operates the Peltier element 5. The cooling surface of the Peltier element 5 is thermally bonded to the flat plate 3, and the heat dissipation surface of the Peltier element 5 is thermally bonded to the heat dissipation fins 51. When a current flows in one direction from the DC power source to the Peltier element 5, the cooling surface of the Peltier element 5 is cooled to cool the flat plate 3, and the specimen layer TL is collected on the adhesion surface 31. On the other hand, the heat generating surface of the Peltier element 5 is thermally joined to the heat radiating fins 51 and radiates heat by the wind sent from the blower fan 52. On the other hand, when an electric current is applied to the Peltier element 5 in the opposite direction, the cooling surface is reversed to become a heat radiating surface, the flat plate 3 2 is heated, and the specimen layer TL is forcibly evaporated. The Peltier element 5 is suitable for spot-like cooling, and can easily reverse the flow of heat by reversing the current. Therefore, the tritium inspection device 1 of the present invention can be downsized and further inexpensive. A portable device can be provided.

本発明は、コンクリートなど、トリチウム汚染の可能性のある種々の材料や物質に就いてトリチウム汚染の検査に有用である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is useful for inspecting tritium contamination for various materials and substances that may be contaminated with tritium, such as concrete.

実施の形態１でのトリチウム検査装置の構成図である。1 is a configuration diagram of a tritium inspection apparatus in Embodiment 1. FIG. 図1の一部の詳細図である。FIG. 2 is a detailed view of a part of FIG. 図２の一部の詳細な断面図である。FIG. 3 is a detailed sectional view of a part of FIG. 2. 実施の形態２での密閉容器の断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view of a sealed container in a second embodiment. 実施の形態３での密閉容器の断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of a sealed container in a third embodiment. 実施の形態４でのリチウム検査装置の一部断面図を含む構成図である。It is a block diagram including the partial cross section figure of the lithium test | inspection apparatus in Embodiment 4. FIG. 実施の形態５でのトリチウム検査装置の一部断面図を含む説明図である。It is explanatory drawing including the partial cross section figure of the tritium test | inspection apparatus in Embodiment 5. FIG. 実施の形態６における水蒸気供給装置の説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram of a water vapor supply device in a sixth embodiment. 実施の形態７でのトリチウム検査装置の説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram of a tritium inspection device in a seventh embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

１トリチウム検査装置、２被検査気体供給装置、２１密閉容器、
２１１吸入器、２１２吸盤、２２ファンヒータ、２３ポンプ、
２４ダストフィルタ、２５温度計、２６湿度計、２７赤外線ランプ、
２８ミラー、２９水蒸気供給装置、２９１給水タンク、２９２ガラス繊維、
２９３加熱容器、２９４ヒータ、２９５電磁弁、３平板体、３１付着用面、
４冷却装置、４１冷却室、４２冷却コイル、４３冷凍機、５ペルチェ素子、
５１放熱フィン、５２送風ファン、６ β線検出装置、７トリチウム検出装置、
７１ライトガイド、７２光電子増倍管、７３光電子増倍管、７４プリアンプ、
７５プリアンプ、７６同時計数回路、７７トリチウム計量部、８電磁弁、
９三方電磁弁、S 汚染物、ＴＬ被検体層。 1 Tritium inspection device, 2 Inspected gas supply device, 21 Airtight container,
211 Inhaler, 212 Suction cup, 22 Fan heater, 23 Pump,
24 dust filter, 25 thermometer, 26 hygrometer, 27 infrared lamp,
28 mirror, 29 water vapor supply device, 291 water supply tank, 292 glass fiber,
293 Heating vessel, 294 heater, 295 solenoid valve, 3 flat plate, 31 adhesion surface,
4 cooling device, 41 cooling chamber, 42 cooling coil, 43 refrigerator, 5 Peltier element,
51 radiating fins, 52 blower fans, 6 β-ray detector, 7 tritium detector,
71 light guide, 72 photomultiplier tube, 73 photomultiplier tube, 74 preamplifier,
75 preamplifier, 76 coincidence counting circuit, 77 tritium metering section, 8 solenoid valve,
9 Three-way solenoid valve, S contaminant, TL Sample layer.

Claims

被検査気体供給装置から供給された被検査気体に含まれているトリチウムを付着させるための付着用面を有する被検体採取装置、上記付着用面を冷却してトリチウムを含有する液体または固体の被検体層を付着させる冷却装置、上記付着用面に対向して設置されて上記被検体層から放射されるβ線を検出すると共に検出したβ線量に応じた量の信号を出力するβ線検出装置を備えたことを特徴とするトリチウム検査装置。 A specimen collecting device having an attachment surface for attaching tritium contained in the inspection gas supplied from the inspection gas supply device, and a liquid or solid object containing tritium by cooling the attachment surface. A cooling device for adhering a specimen layer, a β-ray detection apparatus that is installed opposite to the attachment surface and detects β-rays radiated from the specimen layer and outputs a signal in an amount corresponding to the detected β-dose A tritium inspection device characterized by comprising:

上記被検査気体供給装置は、トリチウム汚染物を必要に応じて加熱して上記トリチウム汚染物を覆うカバー気体中にトリチウムを含む水蒸気を放出させる加熱装置および上記被検査気体に含まれている粒子状物質を除去する粒子状物質除去装置を備え、上記冷却装置は、上記被検体層を加熱蒸発させる加熱機能を兼備する冷却加熱装置であり、上記β線検出装置は、上記β線検出装置から出力する信号を入力してトリチウムを検出するトリチウム検出装置を備えたことを特徴とする請求項1記載のトリチウム検査装置。 The gas supply device to be inspected includes a heating device that heats tritium contaminants as necessary to release water vapor containing tritium into a cover gas that covers the tritium contaminants, and particulates contained in the gas to be inspected. A particulate matter removing device for removing a substance, wherein the cooling device is a cooling and heating device having a heating function for heating and evaporating the specimen layer, and the β-ray detection device outputs from the β-ray detection device 2. The tritium inspection device according to claim 1, further comprising a tritium detection device that inputs a signal to detect tritium.

上記被検査気体供給装置および上記被検体採取装置に上記カバー気体を循環させると共にトリチウム検査後に上記カバー気体を外部に排気する循環排気装置を備えたことを特徴とする請求項1または請求項２記載のトリチウム検査装置。 3. A circulation exhaust device for circulating the cover gas through the inspection gas supply device and the specimen collection device and exhausting the cover gas to the outside after the tritium inspection. Tritium inspection equipment.

上記被検査気体供給装置は、上記トリチウム汚染物を収容したドラム缶を含むものであることを特徴とする請求項３記載のトリチウム検査装置。 4. The tritium inspection apparatus according to claim 3, wherein the inspection gas supply apparatus includes a drum can containing the tritium contaminant.

上記被検査気体供給装置は、上記トリチウム汚染物を気密に囲む吸盤付きトリチウム捕獲容器を備えたことを特徴とする請求項1〜請求項３のいずれか一項記載のトリチウム検査装置。 The tritium inspection device according to any one of claims 1 to 3, wherein the gas supply device to be inspected includes a tritium capture container with a sucker that hermetically surrounds the tritium contaminant.

上記被検査気体供給装置は、上記トリチウム汚染物を加熱するための赤外線を放射する赤外線ランプと赤外線を集光するミラーを備えたことを特徴とする請求項1〜請求項３のいずれか一項記載のトリチウム検査装置。 The said to-be-inspected gas supply apparatus was equipped with the infrared lamp which radiates | emits the infrared rays for heating the said tritium contaminant, and the mirror which condenses infrared rays, The any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned. The tritium inspection device described.

上記被検体採取装置は、アルミニウムで形成された平板体であり、上記β線検出装置は、CａＦ_２（Eｕ）シンチレータまたはＹＡｌＯ_３（Ｃｅ）シンチレータであることを特徴とする請求項１または請求項２記載のトリチウム検査装置。 2. The specimen collection device according to claim 1, wherein the specimen collection device is a flat plate made of aluminum , and the β-ray detection device is a CaF ₂ (Eu) scintillator or a YAlO ₃ (Ce) scintillator. 2. The tritium inspection device according to 2.

上記トリチウム検出装置は、上記β線検出装置から発する上記信号を受信する複数の光電変換素子、上記複数の光電変換素子からの信号を受信して同時計数する同時計数装置を備えたことを特徴とする請求項２記載のトリチウム検査装置。 The tritium detection device includes a plurality of photoelectric conversion elements that receive the signal emitted from the β-ray detection device, and a coincidence counting device that receives signals from the plurality of photoelectric conversion elements and simultaneously counts the signals. The tritium inspection device according to claim 2.

上記冷却加熱装置は、冷凍機およびペルチェ素子のいずれか一方または両方を含むものであることを特徴とする請求項２記載のトリチウム検査装置。 The tritium inspection device according to claim 2, wherein the cooling and heating device includes one or both of a refrigerator and a Peltier element.

上記カバー気体中の水蒸気密度を測定する水蒸気密度測定装置を備えことを特徴とする請求項２記載のトリチウム検査装置。 The tritium inspection device according to claim 2, further comprising a water vapor density measuring device for measuring a water vapor density in the cover gas.

上記カバー気体中に水蒸気を供給する水蒸気供給装置を備えたことを特徴とする請求項請求項２または請求項１０記載のトリチウム検査装置。 The tritium inspection device according to claim 2 or 10, further comprising a water vapor supply device for supplying water vapor into the cover gas.

上記付着用面と上記β線検出装置の上記付着用面に対向する外表面との間隔が１ｍｍ〜５ｍｍであることを特徴とする請求項１または請求項２記載のトリチウム検査装置。 The tritium inspection device according to claim 1 or 2, wherein a distance between the adhesion surface and an outer surface of the β-ray detection device facing the adhesion surface is 1 mm to 5 mm.

被検査気体供給装置から供給された被検査気体に含まれているトリチウムを付着させるための付着用面を有する被検体採取装置、上記付着用面を冷却してトリチウムを含有する液体または固体の被検体層を付着させる冷却装置、上記付着用面に対向して設置されて上記被検体層から放射されるβ線を検出すると共に検出したβ線量に応じた量の信号を出力するβ線検出装置を備えたトリチウム検査装置を用い、上記付着用面に平均厚さが０．０５mm〜０．５mmの上記被検体層を付着させる第一工程、上記β線検出装置にて上記被検体層から放射されるβ線を検出すると共に検出したβ線量に応じた量の信号を出力する第二工程を含むことを特徴とするトリチウム検査方法。 A specimen collecting device having an attachment surface for attaching tritium contained in the inspection gas supplied from the inspection gas supply device, and a liquid or solid object containing tritium by cooling the attachment surface. A cooling device for adhering a specimen layer, a β-ray detection apparatus that is installed opposite to the attachment surface and detects β-rays radiated from the specimen layer and outputs a signal in an amount corresponding to the detected β-dose A first step of attaching the specimen layer having an average thickness of 0.05 mm to 0.5 mm to the attachment surface using a tritium inspection apparatus comprising: a radiation from the specimen layer by the β-ray detector A tritium inspection method characterized by including a second step of detecting a β ray and outputting a signal of an amount corresponding to the detected β dose.