JPS6347688A - トリチウム濃度測定装置 - Google Patents
トリチウム濃度測定装置Info
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Landscapes
- Measurement Of Radiation (AREA)
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】
(産業上の利用分野)
本発明は、粉末無機蛍光体を利用した高濃度トリチウム
の濃度測定装置に関するものであり、核***や核融合に
よるトリチウムの製造・増殖・分離・濃縮精製、並びに
トリチウム標識化合物の製造・利用等の原子力関係産業
に於いて利用されるりのである。
の濃度測定装置に関するものであり、核***や核融合に
よるトリチウムの製造・増殖・分離・濃縮精製、並びに
トリチウム標識化合物の製造・利用等の原子力関係産業
に於いて利用されるりのである。
(従来の技術)
これまで、トリチウムが主としてトレーサーとして活用
されてきた関係から、低放射能レベルのトリチウムを対
象とする濃度測定装置としては、気体充填型電離箱等の
優れた濃度測定装置が開発されている。
されてきた関係から、低放射能レベルのトリチウムを対
象とする濃度測定装置としては、気体充填型電離箱等の
優れた濃度測定装置が開発されている。
而して、近年核融合技術の研究開発が進捗し、トリチウ
ムの製造、増殖や重水素−トリチウム混合ガスの取扱等
が漸増するに伴なって、高放射能レベル(2,6〜0.
1 ci/d 、STP )のトリチウムを対象とする
濃度測定装置の開発が希求されている。
ムの製造、増殖や重水素−トリチウム混合ガスの取扱等
が漸増するに伴なって、高放射能レベル(2,6〜0.
1 ci/d 、STP )のトリチウムを対象とする
濃度測定装置の開発が希求されている。
ところで、前記高放射能レベルのトリチウムの濃度測定
装置としては、現在カロリーメータを用いる装置、通気
型電離箱を用いる装置及びシンチレータを用いる装置等
の開発が行なわれている。
装置としては、現在カロリーメータを用いる装置、通気
型電離箱を用いる装置及びシンチレータを用いる装置等
の開発が行なわれている。
前記カロリーメータを用いる装置は、第10図に示す如
く、断熱材1により囲繞したアルミニウム製セル2の中
へ、トリチウムを含む測定用試料3(例えば照射済みの
濃縮リチウムを含んだ’Li −A7合金製のターゲッ
ト3)と、左右の熱容量のバランスを取るだめの未照射
の測定用資料4を挿着し、セル2内に配設した半導対感
熱素子5により試料3からの発生熱量を測定する。そし
て、トリチウムのβ−線の平均エネルギーと前記発生熱
量の測定値とから、試料3中に存在するトリチウム量を
演第■分冊、162頁)。
く、断熱材1により囲繞したアルミニウム製セル2の中
へ、トリチウムを含む測定用試料3(例えば照射済みの
濃縮リチウムを含んだ’Li −A7合金製のターゲッ
ト3)と、左右の熱容量のバランスを取るだめの未照射
の測定用資料4を挿着し、セル2内に配設した半導対感
熱素子5により試料3からの発生熱量を測定する。そし
て、トリチウムのβ−線の平均エネルギーと前記発生熱
量の測定値とから、試料3中に存在するトリチウム量を
演第■分冊、162頁)。
しかし、上記カロリーメータを用いる装置では、トリチ
ウムを金属に吸着させるか、又は小型のアンプル等に収
納した形態としなければならず、インラインでの測定が
出来ないという問題がある。
ウムを金属に吸着させるか、又は小型のアンプル等に収
納した形態としなければならず、インラインでの測定が
出来ないという問題がある。
更に、測定精度を上げるためには、左右の熱バランスを
取るためのダミー(測定資料4)を必要とすると共に、
熱平衡に達するまでに相当の時間を必要とし、応答性に
欠けるという問題がある。
取るためのダミー(測定資料4)を必要とすると共に、
熱平衡に達するまでに相当の時間を必要とし、応答性に
欠けるという問題がある。
一方、前記通気型電離箱による装置に於いては、トリチ
ウムを含むガス体を直接検出器内へ導入するため、検出
器材料の表面トリチウムが吸着され各ことになる。その
結果、所謂汚染によるバックグラウンドの影響が大きく
なり、測定精度の向上が図れないという問題がある。
ウムを含むガス体を直接検出器内へ導入するため、検出
器材料の表面トリチウムが吸着され各ことになる。その
結果、所謂汚染によるバックグラウンドの影響が大きく
なり、測定精度の向上が図れないという問題がある。
また、通気型電離箱を用いる装置に於いては、混合ガス
の種類や圧力によって測定値が大きな影響を受け、精度
の高い測定が困難になるうえ、所謂トリチウムインベン
トリ−が相当大きくなり、且つ高磁場や高電場の下では
測定が出来ないという問題がある。
の種類や圧力によって測定値が大きな影響を受け、精度
の高い測定が困難になるうえ、所謂トリチウムインベン
トリ−が相当大きくなり、且つ高磁場や高電場の下では
測定が出来ないという問題がある。
最後て、前記シンチレータを用いる装置は、第11図に
示す如く、760〜10ffHII程度の内圧とした減
圧容器6の内部に、石英板上にC5I(Tlりを蒸着し
て形成したシンチレータ7を配設し、トリチウムのβ−
線によるシンチレータ7の発光をプリズムタイプのライ
トガイド8を通して光電子培増管9へ導入し、プリアン
プ10及びコインシデンス計数ユニット11を経て被測
定ガス12のトリチウム濃度を計測するものでらる(財
団法人日本原子力学会、昭和58年年会要旨集・第■分
冊、55頁)。
示す如く、760〜10ffHII程度の内圧とした減
圧容器6の内部に、石英板上にC5I(Tlりを蒸着し
て形成したシンチレータ7を配設し、トリチウムのβ−
線によるシンチレータ7の発光をプリズムタイプのライ
トガイド8を通して光電子培増管9へ導入し、プリアン
プ10及びコインシデンス計数ユニット11を経て被測
定ガス12のトリチウム濃度を計測するものでらる(財
団法人日本原子力学会、昭和58年年会要旨集・第■分
冊、55頁)。
しかし、当該方式では、トリチウムからのβ−線のエネ
ルギーが低いため(平均エネルギー約5.68Key)
、所謂トリチウムのβ−線の自己吸収現象が減圧容器6
内で発生し、被測定ガス12内のトリチウム濃度が10
(Ci/cc・VOL)を越えると、被測定ガス1
2のトリチウム濃度とシンチレータ7の発も強度との間
のりニア−特性が完全に喪失されることとなる。その結
果、測定精度が著しく悪化して実質的に測定が不能とな
り、放射能レベルが10−゛(Ci /cc−VOL)
程度以上のトリチウム濃度の高い被測定ガス12の場合
には、適用できないという問題がある。
ルギーが低いため(平均エネルギー約5.68Key)
、所謂トリチウムのβ−線の自己吸収現象が減圧容器6
内で発生し、被測定ガス12内のトリチウム濃度が10
(Ci/cc・VOL)を越えると、被測定ガス1
2のトリチウム濃度とシンチレータ7の発も強度との間
のりニア−特性が完全に喪失されることとなる。その結
果、測定精度が著しく悪化して実質的に測定が不能とな
り、放射能レベルが10−゛(Ci /cc−VOL)
程度以上のトリチウム濃度の高い被測定ガス12の場合
には、適用できないという問題がある。
(発明が解決しようとする問題点)
本願発明は、従前の高濃度トリチウムの濃度測定に於け
る上述の如き問題、即ち■カロリーメータと使用する装
置にあっては、インラインでの測定が出来ないうえ、応
答性が極めて悪いこと、■通気型電離箱を用いる装置に
あっては、汚染によるバックグランドや混合ガスの種類
及び圧力によって測定値が大きな影響を受け、しかもト
リチウムインベントリ−が大きくなること、及び■シン
チレータを用いる装置にあっては、トリチウム濃度が高
くなると、トリチウムのβ−線に対する自己吸収によっ
てトリチウム濃度と発光強度との間のリニアー特性が完
全に喪失され、測定が不可能になること、等の問題を解
決せんとするものである。
る上述の如き問題、即ち■カロリーメータと使用する装
置にあっては、インラインでの測定が出来ないうえ、応
答性が極めて悪いこと、■通気型電離箱を用いる装置に
あっては、汚染によるバックグランドや混合ガスの種類
及び圧力によって測定値が大きな影響を受け、しかもト
リチウムインベントリ−が大きくなること、及び■シン
チレータを用いる装置にあっては、トリチウム濃度が高
くなると、トリチウムのβ−線に対する自己吸収によっ
てトリチウム濃度と発光強度との間のリニアー特性が完
全に喪失され、測定が不可能になること、等の問題を解
決せんとするものである。
即ち、本願発明は、高放射能レベルのトリチウムを、■
インライン方式で、■しかもより少ないトリチウムイン
ベントリ−でもって、■且つ、汚染によるバックグラン
ドや混合ガスの種類及び圧力、磁場及び電場等の影響を
受けることなく、■リアなタイムで迅速に測定出来るよ
うにした高濃度トリチウムの濃度測定装置を提供するこ
とを、目的とするものでおる。
インライン方式で、■しかもより少ないトリチウムイン
ベントリ−でもって、■且つ、汚染によるバックグラン
ドや混合ガスの種類及び圧力、磁場及び電場等の影響を
受けることなく、■リアなタイムで迅速に測定出来るよ
うにした高濃度トリチウムの濃度測定装置を提供するこ
とを、目的とするものでおる。
(問題点分解法するための手段)
本願発明は、電子線励起により蛍光体を発光させるトリ
チウム検出器Aと、該検出器Aの出力Cを計測すること
によりトリチウム濃度を知得する計測表示器Bとから成
るトリチウム濃度測定装置に於いて、前記検出器Aを、
被測定ガス12の流入孔29を有する検出器本体13と
;検出器本体13内に充填した粉末状の無機蛍光体14
と;粉末無機蛍光体14に隣接する発光信号取出機構1
5とより構成したことt1発明の基本構成とするもので
ある。
チウム検出器Aと、該検出器Aの出力Cを計測すること
によりトリチウム濃度を知得する計測表示器Bとから成
るトリチウム濃度測定装置に於いて、前記検出器Aを、
被測定ガス12の流入孔29を有する検出器本体13と
;検出器本体13内に充填した粉末状の無機蛍光体14
と;粉末無機蛍光体14に隣接する発光信号取出機構1
5とより構成したことt1発明の基本構成とするもので
ある。
(作用)
トリチウムを含む被測定ガス12が流入孔29分通して
検出器本体Aの粉末無機蛍光体14へ到達すると、粉末
無機蛍光体14がトリチウムより放射されるβ−線によ
って励起され、その結果、蛍光体14は発光する。
検出器本体Aの粉末無機蛍光体14へ到達すると、粉末
無機蛍光体14がトリチウムより放射されるβ−線によ
って励起され、その結果、蛍光体14は発光する。
蛍光体14からの発光エネルギーは、発光信号取出機構
15を介して光信号又は電気信号の形で計測表示器Bへ
入力され、ここで蛍光体14の発光強度が計測される。
15を介して光信号又は電気信号の形で計測表示器Bへ
入力され、ここで蛍光体14の発光強度が計測される。
ところで、粉末無機蛍光体14は微粉状にして充填され
ているため、粉末無機蛍光体14の粒子間の微細空間に
存在する微量のトリチウムガスからのβ−線も、トリチ
ウム自体に自己吸収されることなく有効に蛍光体140
発光作用に寄与することが出来る。
ているため、粉末無機蛍光体14の粒子間の微細空間に
存在する微量のトリチウムガスからのβ−線も、トリチ
ウム自体に自己吸収されることなく有効に蛍光体140
発光作用に寄与することが出来る。
その結果、トリチウム濃度(圧力)と粉末無機量−光体
14の発光強度との間には、相当の濃度(圧力)範囲に
亘ってリニアー関係が成立することになり、計測表示器
Bに於いて、トリチウム検出器Aから送られてくる発光
信号出力Cを計測することにより、その計測値から被測
定ガス12内のトリチウム濃度を知ることが出来る。
14の発光強度との間には、相当の濃度(圧力)範囲に
亘ってリニアー関係が成立することになり、計測表示器
Bに於いて、トリチウム検出器Aから送られてくる発光
信号出力Cを計測することにより、その計測値から被測
定ガス12内のトリチウム濃度を知ることが出来る。
(実施例〕
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
第1図は、本発明に係るトリチウム濃度測定装置の構成
を示すブロック線図でアリ、当該測定装置は、トリチウ
ム検出器Aと計測表示器Bとから構成されている。
を示すブロック線図でアリ、当該測定装置は、トリチウ
ム検出器Aと計測表示器Bとから構成されている。
前記トリチウム検出器Aは、ガス流入孔29を有する検
出器本体13とその内部に充填した粉末無機蛍光体14
及び発光信号取出機構15とから形成されており、被測
定ガス12が前記蛍光体14内へ導入されてくる。
出器本体13とその内部に充填した粉末無機蛍光体14
及び発光信号取出機構15とから形成されており、被測
定ガス12が前記蛍光体14内へ導入されてくる。
又、前記計測表示器Bは増幅機構16及び計測表示機構
17等より構成されており、信号伝送路18を通して送
られてきた検出器Aからの出力信号C(光信号又は電気
信号)を処理並びに計測し、トリチウム濃度を表示する
ものである。
17等より構成されており、信号伝送路18を通して送
られてきた検出器Aからの出力信号C(光信号又は電気
信号)を処理並びに計測し、トリチウム濃度を表示する
ものである。
第2図は、本発明の要部を構成するトリチウム検出器A
の縦断面図であり、図に於いて13はステンレス鋼製の
検出器本体、14は粉末無機蛍光体、19は円柱形の石
英ロッド、20はフィルター、21は被測定ガス12の
導入管、22は検出器本体と同形状の接手材、23は光
ファイバー、24.25は袋ナツト、26 は気密用
シールである。
の縦断面図であり、図に於いて13はステンレス鋼製の
検出器本体、14は粉末無機蛍光体、19は円柱形の石
英ロッド、20はフィルター、21は被測定ガス12の
導入管、22は検出器本体と同形状の接手材、23は光
ファイバー、24.25は袋ナツト、26 は気密用
シールである。
当該検出器Aは、内径2.4ffOのガス流入孔29を
有する検出器本体13と、その内部へ充填した粉末無機
蛍光体14と、フィルター20と、発光信号取出機構1
5を構成する石英ロッド19等から形成てれており、気
密用シール26を介して各袋ナツト24.25を締付け
ることにより、第2図の如き状態に組立てられている。
有する検出器本体13と、その内部へ充填した粉末無機
蛍光体14と、フィルター20と、発光信号取出機構1
5を構成する石英ロッド19等から形成てれており、気
密用シール26を介して各袋ナツト24.25を締付け
ることにより、第2図の如き状態に組立てられている。
湖、袋ナラ)24.25はガス導入管21及び光ファイ
バー23を接続固定するだめのものである。
バー23を接続固定するだめのものである。
前記粉末無機蛍光体14としては、Zn2SiO4:Δ
怪(平均粒径5μm)が約45rTI9充填されている
。
怪(平均粒径5μm)が約45rTI9充填されている
。
尚、本実施例に於いては、Zn、 S i (14;M
n を蛍光体14として使用しているが、その他に、下
記の如き電子線励起により発光する粉末無機蛍光体14
を使用することが出来る。
n を蛍光体14として使用しているが、その他に、下
記の如き電子線励起により発光する粉末無機蛍光体14
を使用することが出来る。
ZnS :Ag ZnS :Ag
、CuZn3 :Ag+Pigment Ca
WoaZnS:Cu、AI (Zn、C
d)8:Cu(Zn 、Cd )8 :Cu 、AI
Mg8 ios :MnZn5:Cu、Al−
1−zns:Au、fl ZnS:Ag+(Zn、
Cd)8:CuZnS:Cu、Au、AI
CaxMg5itOy :CeY! Os : Eu
ZnO:Zn−)−(Zn 、Cd
)S :CuY* Ot S : Eu
(Zn 、Cd )S :AgY2O2S :E
u+Pigmen t ZnO:ZnNaI(T
a) Ca5iO,:Pb、MnC5
I(Ta ) Zns (PO,)
、 :MnZnS:Ag+(Zn、Cd)S:Cu、A
I Zn8:CuZn3 :Ag+(Zn 、Cd
)8 :Ag Zns :Ag+(Zn 、cd
)S :Cu(Zn 、Cd )S :Au 、Ag
、AI ZnS :Cu−)−Zns S io
n :MnGdz Ox S :Tb
(Zn 、Cd )S :Au 、AI−)−In
g o。
、CuZn3 :Ag+Pigment Ca
WoaZnS:Cu、AI (Zn、C
d)8:Cu(Zn 、Cd )8 :Cu 、AI
Mg8 ios :MnZn5:Cu、Al−
1−zns:Au、fl ZnS:Ag+(Zn、
Cd)8:CuZnS:Cu、Au、AI
CaxMg5itOy :CeY! Os : Eu
ZnO:Zn−)−(Zn 、Cd
)S :CuY* Ot S : Eu
(Zn 、Cd )S :AgY2O2S :E
u+Pigmen t ZnO:ZnNaI(T
a) Ca5iO,:Pb、MnC5
I(Ta ) Zns (PO,)
、 :MnZnS:Ag+(Zn、Cd)S:Cu、A
I Zn8:CuZn3 :Ag+(Zn 、Cd
)8 :Ag Zns :Ag+(Zn 、cd
)S :Cu(Zn 、Cd )S :Au 、Ag
、AI ZnS :Cu−)−Zns S io
n :MnGdz Ox S :Tb
(Zn 、Cd )S :Au 、AI−)−In
g o。
Lag Os S :Tb YFs
:Yb 、ErY、 0. S :Tb
ZnS :Cu 、C。
:Yb 、ErY、 0. S :Tb
ZnS :Cu 、C。
YsAlsOsz :C(l B
a8i20i :PbY、SiO,:Ce
(Sr、Ca)B2O,:Eu”P46−Y1+
P47 Ca!B、O書CI HEu
”YsklsOst :Tb (Sr
、Zn、Ba)s (PO4)z :SnS rGax
S4: Eu” ” Yt Os :
EuYAIOs :Ce 、Ag 8
r48isOsCIa :Eu”ZnS :Au 、A
l−1−Yt Ot S : Eu YVO4:
EuYt Ox 8 :’r b3.5Mg0 、0
5MgF* Gem5 :MnZnS :Ag 、Ga
、CI BaMgAl la Ch s
: Eu″+P39+P27+P22−BL
BaO−6AI、03:Mn3Cds (PO4
)t 、CdC1z :Mn (Y、Gd)BO
s :EuZn3:Zn−1−IntOs
Mg0−nBzos :Ce 、TbZn3 :C
u 、AI−)−Ing Os BaSO
4:PbZnS :Au 、Al+In* Os
BaFCl : Eu”(Zn、Cd)S:Au
、AI−)−In、03LaOBr:Tb、TmLZn
、Cd )S :Ag+Int Os L
a、 Ox S :Tb←Zn 、Cd )8 :Ag
+In* Os Gdz Ox 8 :Tb
Mg、 8 i(14:Tb 前記粉末無機蛍光体14は、トリチウムのβ−線により
励起され、発光をするものであるが、微粒子状にして検
出器本体13内へ充填することKより、粉末無機蛍光体
140粒子間の微細空間に存在する微量のトリチウムガ
スの一βが有効に測定に利用できるため、トリチウムβ
−線の自己吸収の影響を非常に小さくすることができる
。
a8i20i :PbY、SiO,:Ce
(Sr、Ca)B2O,:Eu”P46−Y1+
P47 Ca!B、O書CI HEu
”YsklsOst :Tb (Sr
、Zn、Ba)s (PO4)z :SnS rGax
S4: Eu” ” Yt Os :
EuYAIOs :Ce 、Ag 8
r48isOsCIa :Eu”ZnS :Au 、A
l−1−Yt Ot S : Eu YVO4:
EuYt Ox 8 :’r b3.5Mg0 、0
5MgF* Gem5 :MnZnS :Ag 、Ga
、CI BaMgAl la Ch s
: Eu″+P39+P27+P22−BL
BaO−6AI、03:Mn3Cds (PO4
)t 、CdC1z :Mn (Y、Gd)BO
s :EuZn3:Zn−1−IntOs
Mg0−nBzos :Ce 、TbZn3 :C
u 、AI−)−Ing Os BaSO
4:PbZnS :Au 、Al+In* Os
BaFCl : Eu”(Zn、Cd)S:Au
、AI−)−In、03LaOBr:Tb、TmLZn
、Cd )S :Ag+Int Os L
a、 Ox S :Tb←Zn 、Cd )8 :Ag
+In* Os Gdz Ox 8 :Tb
Mg、 8 i(14:Tb 前記粉末無機蛍光体14は、トリチウムのβ−線により
励起され、発光をするものであるが、微粒子状にして検
出器本体13内へ充填することKより、粉末無機蛍光体
140粒子間の微細空間に存在する微量のトリチウムガ
スの一βが有効に測定に利用できるため、トリチウムβ
−線の自己吸収の影響を非常に小さくすることができる
。
前記粉末無機蛍光体14の粒径は、小さければ小さいほ
ど好都合であるが、平均粒径が0.1μmより小さくな
れば加工費が急騰することになる。また、平均粒径が3
00μm以上になるとトリチウムからのβ−線の自己吸
収が漸増することKなり、後述する如くトリチウム濃度
と発光強度との間のリニアー特性が崩れ、測定精度が悪
化する。上述の如き理由により、粉末無機蛍光体14の
平均粒度は01〜300μmの間に選定するのが望まし
い。
ど好都合であるが、平均粒径が0.1μmより小さくな
れば加工費が急騰することになる。また、平均粒径が3
00μm以上になるとトリチウムからのβ−線の自己吸
収が漸増することKなり、後述する如くトリチウム濃度
と発光強度との間のリニアー特性が崩れ、測定精度が悪
化する。上述の如き理由により、粉末無機蛍光体14の
平均粒度は01〜300μmの間に選定するのが望まし
い。
又、粉末無機蛍光体14の充填厚は少なくとも5頭以上
とするのが望ましい。充填厚みが5mm以上になると、
蛍光体14の発光強度が、夫々のトリチウム濃度に対応
した飽和値分示すことKなり、安定した発光強度を得ら
れることが実証されている。
とするのが望ましい。充填厚みが5mm以上になると、
蛍光体14の発光強度が、夫々のトリチウム濃度に対応
した飽和値分示すことKなり、安定した発光強度を得ら
れることが実証されている。
第3図は、本発明で使用するトリチウム検出器人の第2
実施例を示す縦断面図であり、第1実施例の検出器Aに
粉末無機蛍光体14の加熱機構36ト装備したものであ
る。
実施例を示す縦断面図であり、第1実施例の検出器Aに
粉末無機蛍光体14の加熱機構36ト装備したものであ
る。
該加熱機構30は電気ヒータ等から構成されており、粉
末蛍光体4を50〜200℃に加熱する。
末蛍光体4を50〜200℃に加熱する。
粉末無機蛍光体14は通常0.01〜0.1%の水を吸
着シテイルタメ、HzO−)−T t 二二’ruo十
u’r C1交換反応によりバックグランドに影響と与
えることがおる。
着シテイルタメ、HzO−)−T t 二二’ruo十
u’r C1交換反応によりバックグランドに影響と与
えることがおる。
そのため、センサー内部を50〜200 ℃に加熱し、
粉末無機蛍光体14に吸着されている水?除去すること
により、バックグランドの影響をさらに少なくすること
ができる。尚、粉末無機蛍光体14の加熱は、後述する
如く真空下で行なうのが望ましい。
粉末無機蛍光体14に吸着されている水?除去すること
により、バックグランドの影響をさらに少なくすること
ができる。尚、粉末無機蛍光体14の加熱は、後述する
如く真空下で行なうのが望ましい。
第4図及び第5図は本発明で使用する検出器Aの第3及
び第4実施例?示すものであ抄、第2図及び第3図に於
ける光ファイバー23に代えて、フォトダイオード31
が発光信号取出機115i形成している。尚、33は気
密保持用の充填物である。
び第4実施例?示すものであ抄、第2図及び第3図に於
ける光ファイバー23に代えて、フォトダイオード31
が発光信号取出機115i形成している。尚、33は気
密保持用の充填物である。
第6図は、本発明に係るトリチウム濃度測定装置の試験
方法の説明図である。
方法の説明図である。
図に於いて、34は気密状のグローブボックス、35は
グローブボックス内に設置したトリチウムハンドリング
装置、36はウランベット、37はバルブ、38は真空
ポンプ、39はトリチウム回収装置である。
グローブボックス内に設置したトリチウムハンドリング
装置、36はウランベット、37はバルブ、38は真空
ポンプ、39はトリチウム回収装置である。
トリチウム検出器Aは被測定ガス12の導入管21を介
してトリチウムハンドリング装置35に連通されており
、且つ光ファイバー23を介設して、計測表示器Bを構
成する光電子増倍管16及び計測表示器17へ接続され
ている。
してトリチウムハンドリング装置35に連通されており
、且つ光ファイバー23を介設して、計測表示器Bを構
成する光電子増倍管16及び計測表示器17へ接続され
ている。
また、トリチウムハンドリング装置35には、装置内の
ガス圧を測定する圧力検出器40が接続されており、こ
れに圧力計測装置41が接続されている。
ガス圧を測定する圧力検出器40が接続されており、こ
れに圧力計測装置41が接続されている。
尚、本実施例に於いては、圧力検出器40としてピエゾ
素子型圧力変換器が使用されており、検出圧力値が電気
信号に変換され、圧力計測装置41へ送られている。
素子型圧力変換器が使用されており、検出圧力値が電気
信号に変換され、圧力計測装置41へ送られている。
トリチウム濃度の測定等の試験に際しては、先ずロータ
リー型真空ポンプ38を駆動して、トリチウム・・ンド
リング装置35の系内を10−2〜10−’tOry程
度の真空にする。系内の真空引きが終れば、予かしめ所
定濃度のトリチウム混合ガスを吸着せしめたウランベツ
ド36を300〜500℃に加熱して、トリチウムハン
ドリング装置35の系内にトリチウムと重水素の混合ガ
スを発生させ、系内に所定の圧力のガスを充満せしめる
。
リー型真空ポンプ38を駆動して、トリチウム・・ンド
リング装置35の系内を10−2〜10−’tOry程
度の真空にする。系内の真空引きが終れば、予かしめ所
定濃度のトリチウム混合ガスを吸着せしめたウランベツ
ド36を300〜500℃に加熱して、トリチウムハン
ドリング装置35の系内にトリチウムと重水素の混合ガ
スを発生させ、系内に所定の圧力のガスを充満せしめる
。
ハンドリング装置35内に発生したトリチウム混合ガス
はトリチウム検出器A内へ流入し、トリチウムのβ−線
により粉末無機蛍光体14が励起され、発光する。蛍光
体14からの光は、光ファイバー23を通して光電子増
倍管16へ送られ、電気信号に変換された後、計測表示
機構17に於いて計測並びに標示される。
はトリチウム検出器A内へ流入し、トリチウムのβ−線
により粉末無機蛍光体14が励起され、発光する。蛍光
体14からの光は、光ファイバー23を通して光電子増
倍管16へ送られ、電気信号に変換された後、計測表示
機構17に於いて計測並びに標示される。
又、トリチウムハンドリング装置35内のトリチウム混
合ガスの圧力は、圧力検出器40により検出され、圧力
計測装置41に於いて計測・標示される。
合ガスの圧力は、圧力検出器40により検出され、圧力
計測装置41に於いて計測・標示される。
試験結果+1)
第7図は、トリチウム検出器Aの粉末無機蛍光体14と
して、ZnS:Cu 、 ZnS:Ag 、 Zn*8
:Oa :Mn 。
して、ZnS:Cu 、 ZnS:Ag 、 Zn*8
:Oa :Mn 。
YsA40u:Tb 、 Y鵞OtS:Tb 、
Y、S:Oi :Ce 。
Y、S:Oi :Ce 。
Ys his Oa : Ce 等の粉末蛍光体く平均
粒径5+um)を45〜60 mg 充填した場合の、
トリチウム圧力・(濃度)と蛍光体の発光強度との関係
を示す測定結果である。尚、第7図に於いて、横軸はト
リチウムを40%含有するトリチウムと重水素との混合
ガスの圧力(atm )でsb、また縦軸は発光強度(
Avb;U )である。
粒径5+um)を45〜60 mg 充填した場合の、
トリチウム圧力・(濃度)と蛍光体の発光強度との関係
を示す測定結果である。尚、第7図に於いて、横軸はト
リチウムを40%含有するトリチウムと重水素との混合
ガスの圧力(atm )でsb、また縦軸は発光強度(
Avb;U )である。
この結果より、蛍光体140種類によ妙見光強度の差は
あるが、どの蛍光体14の場合もトリチウムのβ−線の
自己吸収の影響が見られず、トリチウム混合ガス圧力(
濃度)と発光強度とが直線的に比例していることが確認
された。
あるが、どの蛍光体14の場合もトリチウムのβ−線の
自己吸収の影響が見られず、トリチウム混合ガス圧力(
濃度)と発光強度とが直線的に比例していることが確認
された。
前記試験の結果より、蛍光体14として粉末無機蛍光体
を使用し、トリチウムのβ−線の励起作用による蛍光体
14の発光強度を測定することにより、トリチウム濃度
としてこれを再現性良く、極めて正確に測定することが
出来ることが確認された。
を使用し、トリチウムのβ−線の励起作用による蛍光体
14の発光強度を測定することにより、トリチウム濃度
としてこれを再現性良く、極めて正確に測定することが
出来ることが確認された。
試験結果(2)
第8図は、本発明に係るトリチウム検出器Aを繰り返し
使用した場合に於けるバックグランドの変化を示すもの
である。
使用した場合に於けるバックグランドの変化を示すもの
である。
本試験に於いては、検出器Aの蛍光体14として、粉末
無機蛍光体Znz 8 i(14:Mn (平均粒径5
μm)e45m、9充填し、トリチウム40%を含有す
るトリチウムと重水素の混合ガスを用いて、検出器Aを
繰り返し使用した場合のバックグラウンドの変化を測定
した。
無機蛍光体Znz 8 i(14:Mn (平均粒径5
μm)e45m、9充填し、トリチウム40%を含有す
るトリチウムと重水素の混合ガスを用いて、検出器Aを
繰り返し使用した場合のバックグラウンドの変化を測定
した。
第6図からも明らかな様に、使用開始後2回目以降のバ
ックグラウンド値は平衡状態に達しており、その結果、
バックグラウンド値が測定上側等問題にならないことが
判明した。
ックグラウンド値は平衡状態に達しており、その結果、
バックグラウンド値が測定上側等問題にならないことが
判明した。
試験結果(3す
第9図は、トリチウム検出器Aの蛍光体14として、粉
末無機蛍光体Znz8i0t :Mn (平均粒径5μ
m。
末無機蛍光体Znz8i0t :Mn (平均粒径5μ
m。
総量45 mN )を充填し、98%トリチクムガスに
よる発光強度を測定した後、任意の割合で重水素ガスを
加えてこれを希釈した場合に於ける、混合ガス圧力と発
光強度の測定結果分示すものでるる。
よる発光強度を測定した後、任意の割合で重水素ガスを
加えてこれを希釈した場合に於ける、混合ガス圧力と発
光強度の測定結果分示すものでるる。
また、第1表は、98%トリチウムガスの場合の発光強
度を基準にして、任意の割・径で重水素ガスを混合した
ときのトリチウム濃度の計算値と、前記第9図に示した
発光強度の測定値の直線の傾きより求めたトリチウム濃
度の実測値とを示すものである。
度を基準にして、任意の割・径で重水素ガスを混合した
ときのトリチウム濃度の計算値と、前記第9図に示した
発光強度の測定値の直線の傾きより求めたトリチウム濃
度の実測値とを示すものである。
即ち、前記第9図に於いて、例えば混合ガス圧力を2(
atm )とした場合のトリチウム濃度(%)と発光強
度(Avb−U)との関係を読み取り、これを線図化す
れば、ガス圧力2 (atm )に於ける発光強度とト
リチウム濃度の関係を示す直線が得られる。
atm )とした場合のトリチウム濃度(%)と発光強
度(Avb−U)との関係を読み取り、これを線図化す
れば、ガス圧力2 (atm )に於ける発光強度とト
リチウム濃度の関係を示す直線が得られる。
第1表 トリチウム濃度の計算値と
実測値の比較
第1表の結果からも明らかな様に、当該検出器Aを用い
ることにより重水素とトリチウムの混合ガスに於けるト
リチウムの濃度と正確に測定できることが、本実験によ
り確認された。
ることにより重水素とトリチウムの混合ガスに於けるト
リチウムの濃度と正確に測定できることが、本実験によ
り確認された。
(発明の効果)
本発明に於いては、トリチウム検出器Aの検出器本体1
3内へ粉末無機蛍光体14を充填する構成としているた
め、蛍光体14の微細空間に存在するトリチウムからの
β−線が、トリチウムに自己吸収されることなく有効に
蛍光体の励起作用に寄与することができる。その結果、
混合ガス内のトリチウム濃度と蛍光体の発光強度との間
にリニヤ−関係が保持され、極めて正確なトリチウム濃
度の測定が可能となる。
3内へ粉末無機蛍光体14を充填する構成としているた
め、蛍光体14の微細空間に存在するトリチウムからの
β−線が、トリチウムに自己吸収されることなく有効に
蛍光体の励起作用に寄与することができる。その結果、
混合ガス内のトリチウム濃度と蛍光体の発光強度との間
にリニヤ−関係が保持され、極めて正確なトリチウム濃
度の測定が可能となる。
また、本発明は、被測定ガス12をガス導入管21を介
して検出器本体13内へ導入する構成としているため、
所謂インライン使用が可能であり、リアルタイムでトリ
チウム濃度を連続測定できると共に、測定に要する被測
定ガス12も極く小量でよく、トリチウムインベントリ
−が小となる。
して検出器本体13内へ導入する構成としているため、
所謂インライン使用が可能であり、リアルタイムでトリ
チウム濃度を連続測定できると共に、測定に要する被測
定ガス12も極く小量でよく、トリチウムインベントリ
−が小となる。
更に、汚染によるパックグランドの影響も極く小さく、
且つ混合ガスの種類や圧力、磁場及び電場等の影響を受
けずに相当の圧力範囲に亘って安定したトリチウム濃度
の測定が行なえる。
且つ混合ガスの種類や圧力、磁場及び電場等の影響を受
けずに相当の圧力範囲に亘って安定したトリチウム濃度
の測定が行なえる。
そのうえ、本発明のトリチウム検出善人は構造 、が極
めて簡単で、小形化も可能でアリ、製造コストや測定精
度、使用の容易性等の点で、高濃度トリチウムの濃度測
定に於いては優れた実用的効用を有するものでるる。
めて簡単で、小形化も可能でアリ、製造コストや測定精
度、使用の容易性等の点で、高濃度トリチウムの濃度測
定に於いては優れた実用的効用を有するものでるる。
第1図は、本発明に係るトリチウム濃度測定装置の構成
を示すブロック線図である。 第2図は、本発明で使用するトリチウム検出器Aの第1
実施例を示す断面図であり、第3図は第2実施例を示す
断面図、第4図は第3実施例を示す断面図、第5図は第
4実施例を示す断面図である。 第6図は、トリチウム検出器Aの試験方法を示す説明図
である。 第7図は、各種の蛍光体を使用した場合に於けるトリチ
ウム混合ガスの圧力と蛍光体の発光強度との関係を示す
線図である。 第8図は、蛍光体(ZntSiOn :Mn )の繰り
返し使用によるバックグラウンドの変化を示す線図であ
、る。 第9図は、トリチウムと重水素の混合ガスに於いて、ト
リチウム濃度を変化した場合の混合ガスの圧力と蛍光体
の発光強度の関係と示す線図である。 第10図及び第11図は、従来のトリチウム濃度測定装
置の説明図である。 A トリチウム検出器 B 計測表示器 C検出器出力信号 12 被測定ガス 13 検出器本体 14 粉末無機蛍光体 15 発光信号取出機構 16 増幅・変換機構 17 計測表示機構 18 信号伝送路 23 光ファイバー 29 流人孔 30 加熱機構 31 フオトダイオード 第6図 第7図 ト、1牛’y4140ガワシシ(トカ゛χ斥力 (j6
jべ)第8図 (Am’J) 、2SO+:Mt 45s+y
’^v11..’J)硅sLuコ翠に 第9図 (Arb、u) ガス圧つ (24,す
を示すブロック線図である。 第2図は、本発明で使用するトリチウム検出器Aの第1
実施例を示す断面図であり、第3図は第2実施例を示す
断面図、第4図は第3実施例を示す断面図、第5図は第
4実施例を示す断面図である。 第6図は、トリチウム検出器Aの試験方法を示す説明図
である。 第7図は、各種の蛍光体を使用した場合に於けるトリチ
ウム混合ガスの圧力と蛍光体の発光強度との関係を示す
線図である。 第8図は、蛍光体(ZntSiOn :Mn )の繰り
返し使用によるバックグラウンドの変化を示す線図であ
、る。 第9図は、トリチウムと重水素の混合ガスに於いて、ト
リチウム濃度を変化した場合の混合ガスの圧力と蛍光体
の発光強度の関係と示す線図である。 第10図及び第11図は、従来のトリチウム濃度測定装
置の説明図である。 A トリチウム検出器 B 計測表示器 C検出器出力信号 12 被測定ガス 13 検出器本体 14 粉末無機蛍光体 15 発光信号取出機構 16 増幅・変換機構 17 計測表示機構 18 信号伝送路 23 光ファイバー 29 流人孔 30 加熱機構 31 フオトダイオード 第6図 第7図 ト、1牛’y4140ガワシシ(トカ゛χ斥力 (j6
jべ)第8図 (Am’J) 、2SO+:Mt 45s+y
’^v11..’J)硅sLuコ翠に 第9図 (Arb、u) ガス圧つ (24,す
Claims (6)
- (1)電子線励起により蛍光体を発光させるトリチウム
検出器(A)と、該検出器(A)の出力(C)を計測す
ることによりトリチウム濃度を知得する計測表示器(B
)とから成るトリチウム濃度測定装置に於いて、前記検
出器(A)を、被測定ガス(12)の流入孔(29)を
有する検出器本体(13)と;検出器本体(13)内に
充填した粉末無機蛍光体(14)と;粉末無機蛍光体(
14)に隣接する発光信号取出機構(15)とより構成
したトリチウム濃度測定装置 - (2)検出器本体(13)を加熱機構(30)を備えた
検出器本体とした特許請求の範囲第1項に記載のトリチ
ウム濃度測定装置 - (3)粉末無機蛍光体(14)をZns:Cu、Zn_
2SiO_4:Mn、Zns:Ag、Y_3Al_5O
_1_2:Tb、Y_2O_2S:Tb、Y_2SiO
_5:Ce、Y_3Al_5O_1_2:Ceの内の何
れか一つの粉末無機蛍光体とした特許請求の範囲第1項
に記載のトリチウム濃度測定装置 - (4)粉末無機蛍光体(14)の平均粒径を0.1〜3
00μmとし且つその充填厚みを5mm以上とした特許
請求の範囲第1項に記載のトリチウム濃度測定装置 - (5)発光信号取出機構(15)を光フアイバー(23
)により構成した特許請求の範囲第1項に記載のトリチ
ウム濃度測定装置 - (6)発光信号取出機構(15)をフオトダイオード(
31)により構成した特許請求の範囲第1項に記載のト
リチウム濃度測定装置
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19105086A JPS6347688A (ja) | 1986-08-14 | 1986-08-14 | トリチウム濃度測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19105086A JPS6347688A (ja) | 1986-08-14 | 1986-08-14 | トリチウム濃度測定装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6347688A true JPS6347688A (ja) | 1988-02-29 |
Family
ID=16268057
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19105086A Pending JPS6347688A (ja) | 1986-08-14 | 1986-08-14 | トリチウム濃度測定装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6347688A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006258755A (ja) * | 2005-03-18 | 2006-09-28 | Japan Nuclear Cycle Development Inst States Of Projects | ZnS(Ag)シンチレーション検出器 |
JP2007178336A (ja) * | 2005-12-28 | 2007-07-12 | Mitsubishi Electric Corp | 水モニタ |
WO2018021160A1 (ja) * | 2016-07-29 | 2018-02-01 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | 荷電粒子検出用材料並びにそれを用いた荷電粒子検出膜および荷電粒子検出液 |
-
1986
- 1986-08-14 JP JP19105086A patent/JPS6347688A/ja active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006258755A (ja) * | 2005-03-18 | 2006-09-28 | Japan Nuclear Cycle Development Inst States Of Projects | ZnS(Ag)シンチレーション検出器 |
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