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JPH0579952B2 - - Google Patents
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JPH0579952B2 - - Google Patents

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JPH0579952B2
JPH0579952B2 JP10559588A JP10559588A JPH0579952B2 JP H0579952 B2 JPH0579952 B2 JP H0579952B2 JP 10559588 A JP10559588 A JP 10559588A JP 10559588 A JP10559588 A JP 10559588A JP H0579952 B2 JPH0579952 B2 JP H0579952B2
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tritium
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concentration
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は放射性水モニタ装置、特に放射性廃水
中に含まれる低エネルギー放射能を高感度で測定
する装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a radioactive water monitoring device, and particularly to a device for measuring low-energy radioactivity contained in radioactive wastewater with high sensitivity.

[従来の技術] 近年、原子力や放射性同位元素(以下RIとい
う)利用が盛んなるに従い、放射性廃液が大量化
し、RI核種も多種類にわたるようになつてきて
いる。そこで、安全管理の立場から、これら放射
性廃水の性状に応じた放射能濃度の測定監視を行
う必要がある。
[Prior Art] In recent years, as the use of nuclear power and radioactive isotopes (hereinafter referred to as RI) has become more popular, the amount of radioactive waste liquid has increased, and the number of RI nuclides has become diverse. Therefore, from the standpoint of safety management, it is necessary to measure and monitor the radioactivity concentration according to the properties of these radioactive wastewaters.

従来は放射性廃液をサンプリングし、液体シン
チレーシヨンカウンタで測定するか、あるいは
GM管の放射線検出窓面やシート状プラスチツク
シンチレータの検出面に測定対象の廃液を流しな
がら測定する方法などがとられている。
Conventionally, radioactive waste liquid was sampled and measured using a liquid scintillation counter, or
Measurement methods include flowing the waste liquid to be measured through the radiation detection window surface of a GM tube or the detection surface of a sheet plastic scintillator.

しかし、前者のサンプリング方式は検出感度は
高いが、リアルタイム測定ができないという問題
点がある。また、後者の検出面に被測定廃液を流
す方式では低エネルギーβ線に対し検出感度が低
いため、トリチウム排水に係る許容濃度に対応す
る低濃度放射性廃液のリアルタイム測定が困難で
あるという問題点がある。
However, although the former sampling method has high detection sensitivity, it has the problem that it cannot perform real-time measurement. In addition, the latter method, in which the waste liquid to be measured is passed through the detection surface, has a low detection sensitivity for low-energy β-rays, so there is the problem that real-time measurement of low-concentration radioactive waste liquid that corresponds to the permissible concentration for tritium wastewater is difficult. be.

従つて、現状においては、トリチウムのような
低エネルギーβ線の高感度測定にはリアルタイム
的でないが、前者のサンプリング方式を取り、適
宜タイミングでの測定が実施されている。一方、
中高エネルギーβ線核種に対しては後者の水モニ
タ装置が一般に普及利用されている。
Therefore, at present, high-sensitivity measurement of low-energy β-rays such as tritium is not possible in real time, but the former sampling method is used and measurements are carried out at appropriate timings. on the other hand,
The latter type of water monitoring device is generally used for medium and high energy β-ray nuclides.

[発明が解決しようとする課題] 既述のような水モニタ装置の普及に加え、今後
は低エネルギーβ線、特にトリチウムの廃液が増
大することが予想される。このため、放射線安全
管理の観点から、排水に係るトリチウムの許容濃
度3×10-3μCi/cm3に対応する低エネルギーβ線
をリアルタイムで実測できる水モニタ装置の開発
が待たれる。すなわち、現在の電力供給の27%に
及ぶ原子力発電、特に重水炉ではトリチウムの生
成量が膨大となろうとしている。また、核融合研
究では1回のトリチウムの使用量だけでも10万Ci
を越すといわれており、さらにその量が増大しよ
うとしている。そのほか、中性子発生用ターゲツ
ト、生物医学でのトレーサーとしてトリチウムが
大量に使用され、廃液の増加が必然的に生じる。
従つて、確実、簡便、経済的にトリチウムの許容
濃度をリアルタイムで実測する高感度の水モニタ
装置が必要である。
[Problems to be Solved by the Invention] In addition to the spread of water monitoring devices as described above, it is expected that the amount of waste liquid containing low-energy β-rays, particularly tritium, will increase in the future. Therefore, from the perspective of radiation safety management, the development of a water monitoring device that can actually measure low-energy β-rays in real time corresponding to the permissible tritium concentration of 3×10 -3 μCi/cm 3 in wastewater is awaited. In other words, nuclear power generation, which accounts for 27% of the current electricity supply, and heavy water reactors in particular, are about to produce a huge amount of tritium. In addition, in nuclear fusion research, the amount of tritium used just once is 100,000 Ci.
It is said that the amount will exceed 20%, and the amount is about to increase further. In addition, large amounts of tritium are used as targets for neutron generation and as tracers in biomedicine, which inevitably results in an increase in waste fluids.
Therefore, there is a need for a highly sensitive water monitoring device that can reliably, easily, and economically measure the allowable concentration of tritium in real time.

しかしながら、測定対象のトリチウムβ線は、
水中での最大飛程がわずか数μmであり、空気中
(1気圧)では数mmである。従つて、廃液から放
射線検出器へ入射するトリチウムは数μm以内の
極わずかな層内に存在するものだけである。さら
に、検出器に放射線入射窓がある場合、窓の厚さ
が数μmの水に相当する厚さを有するため、トリ
チウムβ線は検出器の有感部に達する以前に吸収
され、検出することができない。
However, the tritium β ray to be measured is
The maximum range in water is only a few μm, and in air (1 atm) it is several mm. Therefore, the tritium that enters the radiation detector from the waste liquid is only present in a very small layer within a few micrometers. Furthermore, if the detector has a radiation entrance window, the thickness of the window is equivalent to several micrometers of water, so tritium β rays are absorbed and detected before they reach the sensitive part of the detector. I can't.

これらのことから、トリチウム測定は既述した
サンプリング方式のように検出器としての液体シ
ンチレーシヨンカウンタの検出部に廃液を直接取
り入れて測定することによつて行なわれている。
For these reasons, tritium measurement is carried out by directly introducing waste liquid into the detection section of a liquid scintillation counter as a detector, as in the sampling method described above.

そこで、液体シンチレーシヨンカウンタについ
て第3図に基づいて説明する。この測定には放射
線の照射があると、エネルギーに応じた発光をす
る液体状のシンチレータが利用される。まず、シ
ンチレータに測定対象である廃液を混合し、容積
20ml(普及型)の透明ガラスびん10(乳白色の
フツ素樹脂系びんの場合もある)に適量注入す
る。すると廃液中の放射性物質より発せられる放
射線によりシンチレータが発光する。このシンチ
レータからの発光を光電子増倍管12で受け、光
電子変換後、電子増倍(107倍)する。そして、
同時回路14、直線増幅器16、計数率計18を
経て発光を電気パルスとして測定する。
Therefore, the liquid scintillation counter will be explained based on FIG. 3. This measurement uses a liquid scintillator that emits light depending on the energy when it is irradiated with radiation. First, the waste liquid to be measured is mixed in a scintillator, and the volume is
Pour an appropriate amount into a 20 ml (popular type) transparent glass bottle 10 (sometimes a milky white fluororesin bottle). Then, the scintillator emits light due to the radiation emitted from the radioactive material in the waste liquid. The light emitted from this scintillator is received by a photomultiplier tube 12, and after photoelectron conversion, the electrons are multiplied (10 7 times). and,
The light emission is measured as an electric pulse through a simultaneous circuit 14, a linear amplifier 16, and a counting rate meter 18.

さらに、測定結果は、記録計20に表示すると
ともに、測定結果が所定値以上である場合には警
報計22でこれを表示する。なお、光電子増倍管
12は通常2本からなり、光電子増倍管12自身
の熱電子ノイズと放射線の信号を区別する。すな
わち、熱電子ノイズは各光電子増倍管12それぞ
れ独自に発生する。一方、放射線による発光は両
光電子増倍管12に同時に入射する。従つて同時
回路14で両光電子増倍管12からの同時に得ら
れる信号のみを放射線による発光として計測すれ
ば、同時信号とならない熱電子ノイズを除去で
き、目標とする放射線を有効に測定できる。
Further, the measurement result is displayed on the recorder 20, and when the measurement result is equal to or higher than a predetermined value, it is displayed on the alarm meter 22. Note that the photomultiplier tube 12 usually consists of two tubes, and distinguishes between thermionic noise of the photomultiplier tube 12 itself and radiation signals. That is, thermionic noise is generated independently in each photomultiplier tube 12. On the other hand, light emitted by radiation enters both photomultiplier tubes 12 simultaneously. Therefore, if the simultaneous circuit 14 measures only the signals obtained simultaneously from both photomultiplier tubes 12 as emission of radiation, thermionic noise that does not result in simultaneous signals can be removed, and the target radiation can be effectively measured.

さらに、この方法は測定を阻害する廃液中や放
射線入射窓でのエネルギー損失がなく、シンチレ
ータ光にその全エネルギーが有効に利用されるの
で低エネルギーβ線の測定に有効である。
Furthermore, this method is effective for measuring low-energy β-rays because there is no energy loss in the waste liquid or at the radiation entrance window that would impede measurement, and the entire energy of the scintillator light is effectively used.

しかし、このような液体シンチレーシヨンカウ
ンタは高感度化が見込まれるが、リアルタイム測
定ができないことから、連続計測が行える水モニ
タ装置とはならない。そこで、液体シンチレータ
部をシート状プラスチツクシンチレータあるいは
粒状プラスチツクシンチレータに代え、その表面
に廃液を流しながらリアルタイム測定する方法が
用いられている。この方法は直接シンチレータに
廃液が接しているので低エネルギーβ線の測定が
可能である。しかし、廃液層が厚いとシンチレー
タ面から廃液側に入るに従い、廃液による自己吸
収をともない検出効率を低下させる。すなわち、
トリチウムについては既述したように測定に有効
な廃液層の厚さは最大飛程に相当する数μmであ
り、これを超えることはない。
However, although such a liquid scintillation counter is expected to have high sensitivity, it cannot be used as a water monitoring device that can perform continuous measurements because it cannot perform real-time measurements. Therefore, a method is used in which the liquid scintillator section is replaced with a sheet-like plastic scintillator or a granular plastic scintillator, and real-time measurement is carried out while flowing waste liquid on the surface of the scintillator. This method allows measurement of low-energy β-rays because the waste liquid is in direct contact with the scintillator. However, if the waste liquid layer is thick, as it enters the waste liquid side from the scintillator surface, it will be self-absorbed by the waste liquid and the detection efficiency will decrease. That is,
Regarding tritium, as mentioned above, the thickness of the waste liquid layer effective for measurement is several μm, which corresponds to the maximum range, and will not exceed this.

従つて、この方法では、トリチウムの排水に係
る許容濃度の測定などの低エネルギー放射線の測
定の場合にはシンチレータ各部の構造を特別に対
応したり、長時間(例えば30分程度)にわたる放
射線計数の積算により統計的変動を小さくして測
定すること等の工夫が必要である。これらのこと
から、リアルタイム測定では感度の向上を図るこ
と必要であることが分る。
Therefore, in this method, when measuring low-energy radiation such as measuring the permissible concentration of tritium wastewater, the structure of each part of the scintillator must be specially adapted, and the radiation count can be carried out over a long period of time (for example, about 30 minutes). It is necessary to take measures such as reducing statistical fluctuations through integration. These results show that it is necessary to improve the sensitivity in real-time measurement.

さらに、シート状シンチレーシヨン方式では長
時間測定に利用しているとると水垢の固着、汚泥
の沈着、放射性物質による汚染を伴う。そして、
これによつて低エネルギーβ線の吸収層が形成さ
れたり、バツクグラウンドが高まり検出感度が低
下するなどの欠点を生じ、測定結果への信頼性を
失う結果となる。また、汚染物等の適宜除去等の
対応が必要となり、水モニタ装置の維持管理にお
ける負担が増大する。
Furthermore, when the sheet scintillation method is used for long-term measurements, it is accompanied by the adhesion of limescale, deposition of sludge, and contamination by radioactive materials. and,
This causes drawbacks such as formation of a low-energy β-ray absorption layer, increased background, and decreased detection sensitivity, resulting in a loss of reliability in measurement results. In addition, it becomes necessary to take appropriate measures such as removing contaminants, etc., which increases the burden of maintenance and management of the water monitoring device.

一方気体状のトリチウムのリアルタイムモニタ
では、水モニタ同様に検出部にトリチウムを取り
入れて測定する必要がある。そのために第4図に
示すような通気形電離箱が用いられている。この
ような通気形電離箱による測定は電離箱30内に
生じたトリチウムによる電離電荷(以後電離電流
とする)をガス増幅したり、再結合しないように
円筒状の外部電極32と集電極34の間に電場が
生じるように電圧を印加し、電離電流を集電する
ことによつて行う。そして、この電離電流をエレ
クトロメータ等で測定し、トリチウム濃度を求め
る。
On the other hand, in real-time monitoring of gaseous tritium, it is necessary to introduce tritium into the detection unit and measure it, just like in a water monitor. For this purpose, a ventilated ionization chamber as shown in FIG. 4 is used. In measurements using such a vented ionization chamber, the ionization charge (hereinafter referred to as ionization current) due to tritium generated in the ionization chamber 30 is amplified by gas, and the cylindrical external electrode 32 and collector electrode 34 are connected to prevent recombination. This is done by applying a voltage so that an electric field is created between them and collecting the ionizing current. Then, this ionization current is measured with an electrometer or the like to determine the tritium concentration.

ここで、電離電流とトリチウム濃度Nには次
式の関係がある。
Here, the relationship between the ionization current and the tritium concentration N is expressed by the following equation.

I=η・eE/W・NV =η{(1.6×1019×5.7×103×3.7 ×104/34}・NV =9.6×10-13・NV(A) ……(1) η:効率 e:電子1個の電荷 1.6×10-19C E: トリチウムβ線1個が電離箱内で失うエ
ネルギー(トリチウムの平均エネルギー
5.7KeV) W: 測定気体中の電子対1個を生成する平均
エネルギー(空気34eV) V:電離箱の有効容積(cm3) N:濃度(μCi/cm3) そして、トリチウムの最大許容濃度は空気中で
5×10-6μCi/cm3(8時間の平均)である。この
濃度の時に10の電離箱有効容積に生じる電離電
流Iは上記(1)式により求まり、効率η=1とする
と約5×10-14Aとなる。この電離電流Iはエレ
クトロメータ36で測定する訳であるがこのエレ
クトロメータ36の検出感度は、通常10-14A程
度である。このため、最大許容濃度以下のトリチ
ウム濃度の検出も可能である。
I=η・eE/W・NV = η{(1.6×10 19 ×5.7×10 3 ×3.7×10 4 /34}・NV =9.6×10 -13・NV(A) ...(1) η: Efficiency e: Charge of one electron 1.6×10 -19 C E: Energy lost by one tritium β ray in the ionization chamber (average energy of tritium
5.7KeV) W: Average energy to generate one electron pair in the measurement gas (air 34eV) V: Effective volume of the ionization chamber (cm 3 ) N: Concentration (μCi/cm 3 ) And the maximum allowable concentration of tritium is 5×10 −6 μCi/cm 3 (average over 8 hours) in air. The ionization current I generated in the 10 effective volumes of the ionization chamber at this concentration is determined by the above equation (1), and is approximately 5×10 −14 A when the efficiency η=1. This ionization current I is measured by an electrometer 36, and the detection sensitivity of this electrometer 36 is usually about 10 -14 A. Therefore, it is also possible to detect tritium concentrations below the maximum allowable concentration.

しかし、この電離電流Iは微弱であり、また集
電極34と外部電極32とを隔てる絶縁体38は
1016Ω以上であることを必要とする。したがつ
て、空気出入管40を通じて流通される空気中の
湿度により絶縁抵抗が変化する。そして、飽和湿
度では水分の凝縮を生じ絶縁抵抗の低下をきたし
濃度測定が不能となる。この点について、経験的
に電離箱30の適正使用湿度は60%以下であり、
最大限90%で使用されている。
However, this ionization current I is weak, and the insulator 38 separating the collector electrode 34 and the external electrode 32 is
Must be at least 10 16 Ω. Therefore, the insulation resistance changes depending on the humidity in the air flowing through the air inlet/outlet pipe 40. At saturated humidity, moisture condenses and insulation resistance decreases, making concentration measurement impossible. Regarding this point, empirically, the appropriate operating humidity of the ionization chamber 30 is 60% or less,
Used by up to 90%.

ここで、室温(35℃)において飽和水蒸気圧ま
で水分を含んだ空気10には0.4gの水が含まれ
る。そこで、絶縁破壊を起こさないものと仮定し
て、電離箱30ヘトリチウムの濃度3×10-3μCi/
cm3(最大許容濃度)の廃液を飽和水蒸気圧までの
空気に混入して電離電流Iを測定すると、 (1)式などを用いてもとめられる電離電流Iは1.2
×10-15Aとなる。
Here, the air 10 containing moisture up to the saturated water vapor pressure at room temperature (35° C.) contains 0.4 g of water. Therefore, assuming that dielectric breakdown does not occur, the concentration of hetritium in the ionization chamber 30 is 3 × 10 -3 μCi/
cm 3 (maximum permissible concentration) is mixed into air up to the saturated water vapor pressure and the ionization current I is measured.The ionization current I, which can be determined using equation (1), is 1.2
×10 -15 A.

この電離電流Iはエレクトロメータ36の検出
感度以下であり、飽和蒸気圧まで廃液の水蒸気を
含むものとしても測定不可能であることが理解さ
れる。従つてこの方法で測定するためには電離箱
容積を85以上とする必要がある。さらに湿度を
室温20℃で60%とするとさらに2.5倍程度の容積
を必要とすることから約210となり水モニタ装
置として大形化する欠点がある。
It is understood that this ionization current I is below the detection sensitivity of the electrometer 36 and cannot be measured even if the waste liquid contains water vapor up to its saturated vapor pressure. Therefore, in order to measure using this method, the volume of the ionization chamber must be 85 or more. Furthermore, if the humidity is set to 60% at a room temperature of 20°C, approximately 2.5 times as much volume is required, which results in a volume of approximately 210°C, which has the drawback of increasing the size of the water monitoring device.

発明の目的 本発明は前記従来の課題に鑑みなされたもので
あり、その目的は廃液中の放射性濃度測定のう
ち、トリチウムの排水に係る許容濃度以下という
低エネルギーβ線などを確実、簡便、経済的にリ
アルタイム測定する高感度な水モニタ装置を提供
することにある。
Purpose of the Invention The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and its purpose is to reliably, easily, and economically measure the radioactive concentration in waste liquid, such as low-energy β-rays, which are below the permissible concentration for tritium wastewater. The purpose of this invention is to provide a highly sensitive water monitoring device that measures water in real time.

[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、本発明に係る放射
性水モニタ装置は、測定対象の放射性廃液を加熱
し高温の加熱蒸気とする蒸気発生部と、 この蒸気発生部からの加熱蒸気と別の供給源か
らの計測用気体を所定の割合いで取り入れ混合す
る気体混合部と、 この気体混合部からの高温の混合気体を受入
れ、放射能の測定を行う耐高温の通気式電離箱
と、 を有することを特徴とする。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the radioactive water monitoring device according to the present invention includes: a steam generating section that heats the radioactive waste liquid to be measured into high-temperature heated steam; A gas mixing section that takes in and mixes heated steam from one source and measurement gas from another source at a predetermined ratio; It is characterized by having a vented ionization chamber;

[作用] 放射性廃液を蒸気発生部に導入し、ここで高温
の加熱蒸気とする。そして、この加熱蒸気を気体
混合部において窒素や空気などの計測用気体に容
積比で例えば10%程度混入させる。そして、この
混合気体を高温加熱状態で電離箱に供給する。
[Operation] The radioactive waste liquid is introduced into the steam generation section, where it is turned into high-temperature heated steam. Then, this heated steam is mixed with a measurement gas such as nitrogen or air in a volume ratio of, for example, about 10% in a gas mixing section. Then, this mixed gas is supplied to the ionization chamber in a high-temperature heated state.

このため、相対湿度を低く保つた状態で混合気
体中の廃水濃度を高めることができ、トリチウム
の排水に係る許容濃度以下というような低エネル
ギーの放射能濃度をリアルタイムで確実に測定す
ることができる。また、表示器や警報器に設けれ
ば、濃度表示、記録、一定濃度での警報を行うこ
ともできる。
Therefore, it is possible to increase the concentration of wastewater in the mixed gas while keeping the relative humidity low, and it is possible to reliably measure in real time the concentration of low-energy radioactivity, which is below the permissible concentration for tritium wastewater. . Furthermore, if it is provided on a display or alarm, it is possible to display and record the concentration, and to issue an alarm at a constant concentration.

[実施例] 以下、本発明の一実施例について図面に基づい
て説明する。
[Example] Hereinafter, an example of the present invention will be described based on the drawings.

第1図は本発明を実施する一例の装置の系統を
示すものである。電離箱50は第2図における電
離箱30を耐高温、高圧化したものである。ま
た、廃液タンク52には測定対象である放射性廃
液が貯留されている。そして、この廃液タンク5
2の廃液は加熱機能に備えた蒸気発生部54に導
入され、ここで加熱蒸気に変換される。次に、気
体混合部56において加熱蒸気に計測用気体を混
入する。ここで、この計測用気体は、計測用気体
容器(高圧気体ボンベ)58から加熱蒸気の圧力
以上で気体混合部56に注入される。そして、こ
の気体混合部56は高圧に耐えるとともに適切な
温度に保てるよう加熱機構を有している。また、
所定の温度に保持するための制御機構を設けると
良い。
FIG. 1 shows a system of an example of an apparatus for carrying out the present invention. The ionization chamber 50 is a high temperature resistant, high pressure version of the ionization chamber 30 shown in FIG. Furthermore, radioactive waste liquid to be measured is stored in the waste liquid tank 52 . And this waste liquid tank 5
The waste liquid No. 2 is introduced into a steam generating section 54 equipped with a heating function, where it is converted into heated steam. Next, measurement gas is mixed into the heated steam in the gas mixing section 56 . Here, the measurement gas is injected from the measurement gas container (high-pressure gas cylinder) 58 into the gas mixing section 56 at a pressure higher than the pressure of the heated steam. The gas mixing section 56 has a heating mechanism to withstand high pressure and maintain an appropriate temperature. Also,
It is preferable to provide a control mechanism for maintaining the temperature at a predetermined temperature.

このようにして、気体混合部56において測定
廃液を水蒸気として含む高温、高圧の混合気体が
得られる。次に、この高温、高圧の混合気体は耐
高温、高圧の電離箱50へ注入される。そして、
この電離箱50における電離電流Iをエレクトロ
メータ60で測定する、なお、このエレクトロメ
ータ60による測定結果は、記録表示部62に適
宜記録され、表示される。また、この電離電流I
が所定値より大きい場合には警報部64において
警報を発生する。
In this way, a high-temperature, high-pressure mixed gas containing the measurement waste liquid as water vapor is obtained in the gas mixing section 56. Next, this high temperature, high pressure mixed gas is injected into the high temperature resistant, high pressure ionization chamber 50. and,
The ionization current I in this ionization chamber 50 is measured by an electrometer 60. The measurement results by this electrometer 60 are appropriately recorded and displayed on a recording display section 62. Moreover, this ionization current I
is larger than a predetermined value, the alarm section 64 generates an alarm.

電離箱50における計測後の気体は水分除去器
66にここで冷却され水分が除去される。そし
て、除去水は廃液タンク52にもどされ、水分除
去後の気体は排気ダクト68から大気の放出され
る。
The gas after measurement in the ionization chamber 50 is cooled and moisture removed by a moisture remover 66. The removed water is then returned to the waste liquid tank 52, and the gas after water removal is released into the atmosphere from the exhaust duct 68.

本実施例によれば、廃液を加熱蒸気として、こ
れに計測用気体を混合する。このため、トリチウ
ムの排水に係る許容濃度以下という低エネルギー
β線の測定が可能となる。また、廃液量を加熱温
度における水の蒸気圧以下とすることにより、凝
縮水が絶縁物へ付着し絶縁破壊することなく、リ
アルタイムで廃液中トリチウム測定できる。
According to this embodiment, the waste liquid is turned into heated steam, and the measurement gas is mixed with the heated steam. Therefore, it becomes possible to measure low-energy β-rays whose concentration is below the permissible concentration associated with tritium wastewater. Furthermore, by setting the amount of waste liquid to be less than the vapor pressure of water at the heating temperature, tritium in the waste liquid can be measured in real time without condensed water adhering to the insulator and causing dielectric breakdown.

ここで、混合気体の温度、圧力、計測気体との
混合比について説明する。
Here, the temperature, pressure, and mixing ratio of the mixed gas with the measurement gas will be explained.

まず、水1gの蒸気容積は0℃で1.24×103cm3
である。そして、温度Tにおける容積Vは次式に
より得られる。
First, the vapor volume of 1 g of water is 1.24×10 3 cm 3 at 0°C.
It is. Then, the volume V at the temperature T is obtained by the following equation.

V=(273+T)・V0/273 ここで、V0は0℃における気体容積である。 V=(273+T)·V 0 /273 Here, V 0 is the gas volume at 0°C.

上式より200℃では水1gの場合、水蒸気100%
で2.15(1気圧)となる。そして、この蒸気は
第2図に示した温度と水蒸気圧の関係から約
15.34気圧(蒸気圧)以上としないかぎり、凝縮
しないことが明らかである。なお、第2図におい
て、0.10132MPa=1気圧である。
From the above formula, at 200℃, 1g of water is 100% water vapor.
It becomes 2.15 (1 atm). From the relationship between temperature and water vapor pressure shown in Figure 2, this steam is approximately
It is clear that condensation will not occur unless the pressure is 15.34 atmospheres (vapor pressure) or higher. In addition, in FIG. 2, 0.10132MPa=1 atmosphere.

従つて電離箱50を30とし、3気圧、200℃
で水蒸気と計測用気体の容積比を1:9とすると
測定廃液が約4g混入されることになる。
Therefore, the ionization chamber 50 is set to 30, and the temperature is 3 atm and 200℃.
If the volume ratio of water vapor and measurement gas is 1:9, approximately 4 g of measurement waste liquid will be mixed.

そして、この廃液中トリチウム濃度を排水に係
るトリチウム許容濃度であるとすると、この電離
箱50で得られる電離電流Iは(1)式から求まり、
約10-14Aとなる。この電流値はエレクトロメー
タ60の検出感度以上であるので、トリチウムの
排水に係る許容濃度の測定が可能であることが理
解される。また、この時の水蒸気圧は凝縮水によ
る絶縁破壊もないことから、測定値の信頼性を高
めることができる。さらに、廃液からの蒸気を通
気することから、水モニタ装置で問題となる水垢
の固着、汚泥の沈着をなくせるとともに、トリチ
ウム以外のRIの混入や汚染も低減され、長時間、
リアルタイム測定に利用され、確実、簡便、経済
的な高感度な放射性水モニタ装置とすることがで
きる。
Then, assuming that the tritium concentration in this waste liquid is the permissible tritium concentration for wastewater, the ionization current I obtained in this ionization chamber 50 can be found from equation (1),
Approximately 10 -14 A. Since this current value is greater than the detection sensitivity of the electrometer 60, it is understood that it is possible to measure the permissible concentration of tritium in waste water. Furthermore, since there is no dielectric breakdown due to condensed water in the water vapor pressure at this time, the reliability of the measured value can be increased. Furthermore, since the steam from the waste liquid is vented, it is possible to eliminate the adhesion of limescale and the deposition of sludge, which are problems with water monitoring devices, and it also reduces the contamination and contamination of RI other than tritium.
It can be used for real-time measurement, and can be made into a highly sensitive radioactive water monitoring device that is reliable, simple, and economical.

[発明の効果] 以上説明したように、この発明に係る放射線水
モニタ装置によれば、放射性廃液を加熱蒸気とす
るとともに計測用気体に混入した高温加熱状態で
電離箱に供給する。このため、相対湿度を低く保
つた状態で混合気体中の廃液濃度を高めることが
でき、トリチウムの排水に係る許容濃度以下とい
うような低エネルギーの放射能濃度をリアルタイ
ムで確実に測定することができる。また、表示器
や警報器を設ければ、濃度表示、記録、一定濃度
での警報を行うこともできる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the radiation water monitoring device according to the present invention, the radioactive waste liquid is converted into heated steam and is supplied to the ionization chamber in a high-temperature heated state mixed with the measurement gas. Therefore, it is possible to increase the concentration of waste liquid in the mixed gas while keeping the relative humidity low, and it is possible to reliably measure in real time the concentration of low-energy radioactivity, which is below the permissible concentration for tritium wastewater. . Furthermore, if a display or an alarm is provided, concentration display, recording, and alarm at a constant concentration can be performed.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例に係る放射線水モニ
タ装置の全体構成を示すブロツク図、第2図は水
の温度と水蒸気圧の関係を示す特性図、第3図は
従来の液体シンチレーシヨンカウンタの一例を示
す構成図、第4図は従来の電離箱の一例を示す構
成図である。 50……電離箱、52……廃液タンク、54…
…蒸気派生部、56……気体混合部、62……記
録表示部、64……警報部。
Fig. 1 is a block diagram showing the overall configuration of a radiation water monitoring device according to an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a characteristic diagram showing the relationship between water temperature and water vapor pressure, and Fig. 3 is a conventional liquid scintillation system. FIG. 4 is a block diagram showing an example of a counter, and FIG. 4 is a block diagram showing an example of a conventional ionization chamber. 50... Ionization chamber, 52... Waste liquid tank, 54...
...Steam derivation section, 56... Gas mixing section, 62... Record display section, 64... Alarm section.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 測定対象の放射性廃液を加熱し高温の加熱蒸
気とする蒸気発生部と、 この蒸気発生部からの加熱蒸気と別の供給源か
らの計測用気体を所定の割合いで取り入れ混合す
る気体混合部と、 この気体混合部からの高温の混合気体を受入
れ、放射能の測定を行う耐高温の通気式電離箱
と、 を有することを特徴とする放射性水モニタ装置。 2 上記電離箱による測定結果を表示する表示器
を有することを特徴とする請求項1記載の放射性
水モニタ装置。 3 上記電離箱による測定結果が一定値以上の場
合に警報を発する警報器を有することを特徴とす
る請求項2記載の放射性水モニタ装置。
[Scope of Claims] 1. A steam generation section that heats radioactive waste liquid to be measured to produce high-temperature heated steam, and a steam generation section that takes in heated steam from this steam generation section and measurement gas from another supply source at a predetermined ratio. A radioactive water monitoring device comprising: a gas mixing section for mixing; and a high temperature resistant ventilated ionization chamber that receives a high temperature mixed gas from the gas mixing section and measures radioactivity. 2. The radioactive water monitoring device according to claim 1, further comprising a display for displaying the measurement results by the ionization chamber. 3. The radioactive water monitoring device according to claim 2, further comprising an alarm that issues an alarm when the measurement result by the ionization chamber exceeds a certain value.
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