(57)【要約】【課題】排ガス再結合器等の性能劣化を高感度に検出することができる簡便な構成の放射線監視装置を提供する。【解決手段】原子力発電所における排ガス中の放射能濃度を測定する放射線監視装置であって、排ガスを低放射能領域に導くサンプリング配管２２，２３及び計測ライン５１，５２に設けられ、ガンマ線のエネルギを低減させた状態で通過させるフローセル３１Ａ，３１Ｂと、計測ライン５２に排ガスを導入して閉じ込める三方弁５３Ａ，５３Ｂ、フローセル３１Ａ，３１Ｂに面して配置されたＧｅ検出器３２、開口部３３ａを有しＧｅ検出器３２を囲う可動式遮蔽体３３、波高分析装置３５、信号処理装置３６、制御部３７、操作表示部３８を備え、気体廃棄物処理系から排ガスをサンプリングし、サンプルガスからの５１１ｋｅＶのガンマ線に係る陽電子放出核種の濃度を測定することにより排ガス再結合器等の性能劣化を高感度に検出する。【選択図】図１
2010002278.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
γ線検出器と、該γ線検出器からのγ線検出信号の波高値により波高分析する波高分析手段と、前記波高分析された計数結果を処理する信号処理手段と、を備え、連続的に流れる試料に含まれるγ線を放出する核種の濃度を測定して放射能の漏洩監視を行う放射線監視装置において、
前記γ線検出器に面して配置した第１のフローセル及び第２のフローセルと、
前記第１のフローセルの前後に接続されて所定の流速で前記試料を流す第１の計測配管と、
前記第２のフローセルの前後に接続され、前記第１の計測配管に並列された第２の計測配管と、
前記第２のフローセルに前記試料を導入して閉じ込める閉じ込め手段と、
前記γ線検出器の周囲に配置し、可動式の開口部を有する遮蔽体と、
該遮蔽体の前記開口部を前記第１のフローセル側又は前記第２のフローセル側に切り替えて設定可能とするアクチュエータと、
前記閉じ込め手段、前記アクチュエータ、及び前記信号処理手段のそれぞれの動作を制御する制御手段と、を備え、
前記信号処理手段は、前記計数結果を時系列的に記憶する記憶手段を有し、
前記制御手段は、
通常計測状態では、前記アクチュエータに前記第１のフローセル側に前記遮蔽体の開口部を設定させ、前記信号処理手段に、前記第１のフローセルを流れる前記試料からのγ線にもとづく前記計数結果を処理させるとともに、
閉じ込め計測状態では、前記閉じ込め手段を制御して、前記第２のフローセルに前記試料を導入した後閉じ込めさせるとともに、前記アクチュエータを制御して前記遮蔽体の前記開口部を前記第２のフローセル側に設定させて、前記信号処理手段に前記第２のフローセルに閉じ込められた前記試料に対して得られた前記γ線検出信号の内の特定の波高値の前記計数結果を前記記憶手段に時系列的に記憶させ、
前記信号処理手段は、前記制御手段に制御されて、前記時系列的に記憶された計数結果にもとづいて、前記特定の波高値に対応するエネルギのγ線を放出する崩壊定数の異なる複数の放射性核種の濃度を定量分析することを特徴とする放射線監視装置。
【請求項２】
γ線検出器と、該γ線検出器からのγ線検出信号の波高値により波高分析する波高分析手段と、前記波高分析された計数結果を処理する信号処理手段と、を備え、連続的に流れる試料に含まれるγ線を放出する核種の濃度を測定して放射能の漏洩監視を行う放射線監視装置において、
前記γ線検出器として第１のγ線検出器と第２のγ線検出器とを備え、
更に、
前記第１のγ線検出器に面して配置された第１のフローセル及び前記第２のγ線検出器に面して配置された第２のフローセルと、
前記第１のフローセルの前後に接続されて所定の流速で前記試料を流す第１の計測配管と、
前記第２のフローセルの前後に接続され、前記第１の計測配管に並列された第２の計測配管と、
前記第２のフローセルに前記試料を導入して閉じ込める閉じ込め手段と、
前記閉じ込め手段及び前記信号処理手段を制御する制御手段と、を備え、
前記信号処理手段は、前記計数結果を時系列的に記憶する記憶手段を有し、
前記制御手段は、
通常計測状態では、前記信号処理手段に、前記第１のフローセルを流れる前記試料からのγ線にもとづく前記計数結果を処理させるとともに、
閉じ込め計測状態では、前記閉じ込め手段を制御して、前記第２のフローセルに前記試料を導入した後閉じ込めさせるとともに、前記信号処理手段に少なくとも前記第２のフローセルに閉じ込められた前記試料に対して得られた前記γ線検出信号の内の特定の波高値の前記計数結果を前記記憶手段に時系列的に記憶させ、
前記信号処理手段は、前記制御手段に制御されて前記記憶された計数結果にもとづいて、前記特定の波高値に対応するエネルギのγ線を放出する崩壊定数の異なる複数の放射性核種の濃度を定量分析することを特徴とする放射線監視装置。
【請求項３】
γ線検出器と、該γ線検出器からのγ線検出信号の波高値により波高分析する波高分析手段と、前記波高分析された計数結果を処理する信号処理手段と、を備え、連続的に流れる試料に含まれるγ線を放出する核種の濃度を測定して放射能の漏洩監視を行う放射線監視装置において、
前記γ線検出器に面して配置した第１のフローセル及び第２のフローセルと、
前記第１のフローセルの前後に接続されて所定の流速で前記試料を流す第１の計測配管と、
前記第２のフローセルの前後に接続され、前記第１の計測配管に並列された第２の計測配管と、
前記第２のフローセルに前記試料を導入して閉じ込める閉じ込め手段と、
前記閉じ込め手段の開閉と、前記信号処理手段の動作を制御する制御手段と、
を備え、
前記信号処理手段は前記計数結果を時系列的に記憶する記憶手段を有し、
前記制御手段は、
通常計測状態では、前記閉じ込め手段を開状態とし、前記信号処理手段に、前記第１のフローセルを流れる前記試料からのγ線にもとづく前記計数結果を処理させるとともに、
閉じ込め計測状態では、前記閉じ込め手段を、所定時間閉じさせるとともに、前記信号処理手段に前記第２のフローセルに閉じ込められた前記試料に対して得られた前記γ線検出信号の内の特定の波高値の前記計数結果を前記記憶手段に時系列的に記憶させ、
前記信号処理手段は、前記制御手段に制御されて前記記憶された計数結果にもとづいて、前記特定の波高値に対応するエネルギのγ線を放出する崩壊定数の異なる複数の放射性核種の濃度を定量分析することを特徴とする放射線監視装置。
【請求項４】
γ線検出器と、該γ線検出器からのγ線検出信号の波高値により波高分析する波高分析手段と、前記波高分析された計数結果を処理する信号処理手段と、を備え、連続的に流れる試料に含まれるγ線を放出する核種の濃度を測定して放射能の漏洩監視を行う放射線監視装置において、
前記γ線検出器に面して配置したフローセルと、
該フローセルの前後に接続されて所定の流速で前記試料を流す計測配管と、
前記計測配管に設けられ、前記フローセルの上流側及び下流側にそれぞれ設けられて前記フローセルに前記試料を導入して閉じ込める閉じ込め手段と、
前記閉じ込め手段の開閉と、前記信号処理手段の動作を制御する制御手段と、
を備え、
前記信号処理手段は前記計数結果を時系列的に記憶する記憶手段を有し、
前記制御手段は、
通常計測状態では、前記閉じ込め手段を開状態とし、前記信号処理手段に、前記フローセルを流れる前記試料からのγ線にもとづく前記計数結果を処理させるとともに、
閉じ込め計測状態では、前記閉じ込め手段を、所定時間閉じさせるとともに、前記信号処理手段に前記フローセルに閉じ込められた前記試料に対して得られた前記γ線検出信号の内の特定の波高値の前記計数結果を前記記憶手段に時系列的に記憶させ、
前記信号処理手段は、前記制御手段に制御されて前記記憶された計数結果にもとづいて、前記特定の波高値に対応するエネルギのγ線を放出する崩壊定数の異なる複数の放射性核種の濃度を定量分析することを特徴とする放射線監視装置。
【請求項５】
γ線検出器と、該γ線検出器からのγ線検出信号の波高値により波高分析する波高分析手段と、前記波高分析された計数結果を処理する信号処理手段と、を備え、連続的に流れる試料に含まれるγ線を放出する核種の濃度を測定して放射能の漏洩監視を行う放射線監視装置において、
前記γ線検出器に面して配置した第１のフローセル及び第２のフローセルと、
前記第１のフローセルの前後に接続されて所定の流速で前記試料を流す第１の計測配管と、
前記第１の計測配管の下流側に接続された所定の長さの遅延配管と、
前記第２のフローセルの前後に接続され、前記遅延配管の下流側に接続された第２の計測配管と、
前記γ線検出器の周囲に配置し、可動式の開口部を有する遮蔽体と、
該遮蔽体の前記開口部を前記第１のフローセル側又は前記第２のフローセル側に切り替えて設定可能とするアクチュエータと、
前記アクチュエータの動作及び前記信号処理手段の動作を制御する制御手段と、を備え、
前記信号処理手段は、前記計数結果を記憶する記憶手段を有し、
前記制御手段は、
通常計測状態では前記アクチュエータに前記遮蔽体の開口部を前記第１のフローセル側に設定させて、前記信号処理手段に、前記第１のフローセルを流れる前記試料からのγ線にもとづく前記計数結果を第１の計数結果として前記記憶手段に時系列的に記憶させ、
所定の頻度で前記アクチュエータを制御して前記遮蔽体の開口部を前記第２のフローセル側に設定変更させて、その状態で前記信号処理手段において前記第２のフローセルを流れる前記試料からのγ線にもとづく前記計数結果を第２の計数結果として前記記憶手段に記憶させ、
前記信号処理手段は、前記制御手段に制御されて、前記記憶された第２の計数結果と所定時間前の前記第１の計数結果とにもとづいて、特定の波高値に対応するエネルギのγ線を放出する崩壊定数の異なる複数の放射性核種の濃度を定量分析することを特徴とする放射線監視装置。
【請求項６】
γ線検出器と、該γ線検出器からのγ線検出信号の波高値により波高分析する波高分析手段と、前記波高分析された計数結果を処理する信号処理手段と、を備え、連続的に流れる試料に含まれるγ線を放出する核種の濃度を測定して放射能の漏洩監視を行う放射線監視装置において、
前記γ線検出器として第１のγ線検出器と第２のγ線検出器とを備え、
更に、
前記第１のγ線検出器に面して配置された第１のフローセル及び前記第１のγ線検出器に面して配置された第２のフローセルと、
前記第１のフローセルの前後に接続されて所定の流速で前記試料を流す第１の計測配管と、
前記第１の計測配管の下流側に接続された所定の長さの遅延配管と、
前記第２のフローセルの前後に接続され、前記遅延配管の下流側に接続された第２の計測配管と、
前記信号処理手段の動作を制御する制御手段と、を備え、
前記信号処理手段は、前記計数結果を記憶する記憶手段を有し、
前記制御手段は、
通常計測状態では、前記信号処理手段において前記第１のγ線検出器にもとづく前記計数結果を第１の計数結果として前記記憶手段に時系列的に記憶させ、
所定の頻度で前記信号処理手段において前記第２のγ線検出器にもとづく前記計数結果を第２の計数結果として前記記憶手段に記憶させ、
前記信号処理手段は、前記制御手段に制御されて、前記記憶された第２の計数結果と所定時間前の前記第１の計数結果にもとづいて、特定の波高値に対応するエネルギのγ線を放出する崩壊定数の異なる複数の放射性核種の濃度を定量分析することを特徴とする放射線監視装置。
【請求項７】
γ線検出器と、該γ線検出器からのγ線検出信号の波高値により波高分析する波高分析手段と、前記波高分析された計数結果を処理する信号処理手段と、を備え、連続的に流れる試料に含まれるγ線を放出する核種の濃度を測定して放射能の漏洩監視を行う放射線監視装置において、
前記γ線検出器に面して配置された第１のフローセル及び第２のフローセルと、
前記第１のフローセルの前後に接続されて所定の流速で前記試料を流す第１の計測配管と、
前記第１の計測配管の下流側に接続された所定の長さの遅延配管と、
前記第１の計測配管の下流側に前記遅延配管と並列に接続されたバイパス管と、
前記第２のフローセルの前後に接続された第２の計測配管と、
前記遅延配管経由の前記試料の分流と、前記バイパス管経由の前記試料の分流とを切り替えて前記第２の計測配管に供給する流れ切替手段と、
前記信号処理手段及び流れ切替手段の動作を制御する制御手段と、を備え、
前記信号処理手段は、前記計数結果を記憶する記憶手段を有し、
前記制御手段は、
通常計測状態では、前記流れ切替手段を前記第２の計測配管に前記遅延配管経由の前記試料が流れている状態とさせ、前記信号処理手段において、前記第１及び第２のフローセルを流れる前記試料にもとづく前記計数結果を、第１の計数結果として前記記憶手段に時系列的に記憶させ、
所定の頻度で前記流れ切替手段を前記第２の計測配管に前記バイパス管経由の前記試料が流れている状態とさせ、前記信号処理手段において前記第１及び第２のフローセルを流れる前記試料にもとづく前記計数結果を第２の計数結果として前記記憶手段に記憶させ、
前記信号処理手段は、前記制御手段に制御されて、前記記憶された第２の計数結果と所定時間前の前記第１の計数結果にもとづいて、特定の波高値に対応するエネルギのγ線を放出する崩壊定数の異なる複数の放射性核種の濃度を定量分析することを特徴とする放射線監視装置。
【請求項８】
前記特定の波高値に対応するエネルギのγ線を放出する崩壊定数の異なる複数の放射性核種とは、５１１ｋｅＶのγ線を放出する陽電子放出核種であることを特徴とする請求項１から請求項７に記載の放射線監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子力発電所における排ガス中の放射能濃度を計測する放射線監視装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、原子力発電所においては、例えば燃料破損の監視等を目的として、排ガス中の放射能濃度の計測、例えば、希ガス核種の放射能分析が行われている（特許文献１，２参照）。
ところで、この排ガスは、復水器から空気抽出器を用いて抽気された非凝縮性ガスの中に含まれる放射線分解により発生した水素と酸素とを排ガス再結合器で水に再結合させて、その再結合で生じた水を除湿冷却器で除去して復水器に戻し、残った非凝縮性ガスを活性炭式希ガスホールドアップ装置に導き、短半減期の放射性希ガスの放射能を減衰させてから主排気塔から大気中に拡散放出している。
【０００３】
そして、排ガス再結合器における水素と酸素の再結合の処理が正常になされていることの確認は、排ガス再結合器の後流側に配した水素センサにより水素濃度を計測することで排ガス再結合器の健全性がオンラインでチェックされている。
【特許文献１】特開平１０−２２１４８３号公報
【特許文献２】特開２００１−１４１８７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、水素センサによる水素濃度の計測は感度が低く、その検出感度はｐｐｍオーダーであり、排ガス再結合器の性能劣化の早期検出の観点からは検出感度低く、より高感度のものが望まれている。
ところで、発明者等は、空気抽出器により抽気された非凝縮性ガスと、除湿冷却器を通過した後の非凝縮性ガスについて、含まれる放射性核種を分析したところ、前者には窒素−１３（Ｎ−１３）とフッ素−１８（Ｆ−１８）とが含まれているのに対し、後者にはＦ−１８がほとんど含まれていないという事実を発見した。これは、Ｆ−１８は水素と結合し易くフッ化水素の形態で存在し、フッ化水素が水に極めて溶けやすいことから、排ガス再結合器が正常に動作して水素と酸素とを効率的に再結合させていれば、生成された水にフッ化水素が吸収され、非凝縮性ガス中にはＦ−１８がほとんど留まらないためと考えられる。
従って、直接水素の濃度を計測せずとも、Ｆ−１８の濃度を計測することで排ガス再結合器の性能劣化を監視することができることが分かった。
【０００５】
そして、Ｎ−１３とＦ−１８はともに陽電子放出核種であり、（１）放出された陽電子が電子対消滅するときに５１１ｋｅＶのエネルギのγ線対を放出するので、放射線検出器で検出されたγ線のエネルギからは、Ｎ−１３とＦ−１８を区別できないこと、（２）その半減期はＮ−１３が約１０分と短いのに対し、Ｆ−１８の半減期が約１１０分と比較的長いことから、発明者らは、排ガス中の放射能を計測するに当たり、半減期（崩壊定数）の差を用いて放射性核種の濃度を算出する方法を用いることを考えたが、従来の試料を連続的に流して放射線監視をする放射線監視装置では、オンラインで半減期の差を利用するものは無かった。
また、特許文献２の段落［００３９］に記載されたような試料を一定時間試料容器等に閉じ込めて放射能計測するものでも、その目的は、試料中に含まれる短半減期の放射性核種の放射能を減衰させて、γ線エネルギを計測するときのバックグラウンドを低減させるためのものであった。
【０００６】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり排ガス再結合器等の性能劣化を高感度に検出することができる簡便な構成の放射線監視装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に係る発明は、γ線検出器と、該γ線検出器からのγ線検出信号の波高値により波高分析する波高分析手段と、前記波高分析された計数結果を処理する信号処理手段と、を備え、連続的に流れる試料に含まれるγ線を放出する核種の濃度を測定して放射能の漏洩監視を行う放射線監視装置において、前記γ線検出器に面して配置した第１のフローセル及び第２のフローセルと、前記第１のフローセルの前後に接続されて所定の流速で前記試料を流す第１の計測配管と、前記第２のフローセルの前後に接続され、前記第１の計測配管に並列された第２の計測配管と、前記第２のフローセルに前記試料を導入して閉じ込める閉じ込め手段と、前記γ線検出器の周囲に配置し、可動式の開口部を有する遮蔽体と、該遮蔽体の前記開口部を前記第１のフローセル側又は前記第２のフローセル側に切り替えて設定可能とするアクチュエータと、前記閉じ込め手段、前記アクチュエータ、及び前記信号処理手段のそれぞれの動作を制御する制御手段と、を備え、前記信号処理手段は、前記計数結果を時系列的に記憶する記憶手段を有し、
前記制御手段は、通常計測状態では、前記アクチュエータに前記第１のフローセル側に前記遮蔽体の開口部を設定させ、前記信号処理手段に、前記第１のフローセルを流れる前記試料からのγ線にもとづく前記計数結果を処理させるとともに、閉じ込め計測状態では、前記閉じ込め手段を制御して、前記第２のフローセルに前記試料を導入した後閉じ込めさせるとともに、前記アクチュエータを制御して前記遮蔽体の前記開口部を前記第２のフローセル側に設定させて、前記信号処理手段に前記第２のフローセルに閉じ込められた前記試料に対して得られた前記γ線検出信号の内の特定の波高値の前記計数結果を前記記憶手段に時系列的に記憶させ、前記信号処理手段は、前記制御手段に制御されて、前記時系列的に記憶された計数結果にもとづいて、前記特定の波高値に対応するエネルギのγ線を放出する崩壊定数の異なる複数の放射性核種の濃度を定量分析することを特徴とする。
【０００８】
請求項２に係る発明は、γ線検出器と、該γ線検出器からのγ線検出信号の波高値により波高分析する波高分析手段と、前記波高分析された計数結果を処理する信号処理手段と、を備え、連続的に流れる試料に含まれるγ線を放出する核種の濃度を測定して放射能の漏洩監視を行う放射線監視装置において、前記γ線検出器として第１のγ線検出器と第２のγ線検出器とを備え、更に、前記第１のγ線検出器に面して配置された第１のフローセル及び前記第２のγ線検出器に面して配置された第２のフローセルと、前記第１のフローセルの前後に接続されて所定の流速で前記試料を流す第１の計測配管と、前記第２のフローセルの前後に接続され、前記第１の計測配管に並列された第２の計測配管と、前記第２のフローセルに前記試料を導入して閉じ込める閉じ込め手段と、前記閉じ込め手段及び前記信号処理手段を制御する制御手段と、を備え、前記信号処理手段は、前記計数結果を時系列的に記憶する記憶手段を有し、
前記制御手段は、通常計測状態では、前記信号処理手段に、前記第１のフローセルを流れる前記試料からのγ線にもとづく前記計数結果を処理させるとともに、閉じ込め計測状態では、前記閉じ込め手段を制御して、前記第２のフローセルに前記試料を導入した後閉じ込めさせるとともに、前記信号処理手段に少なくとも前記第２のフローセルに閉じ込められた前記試料に対して得られた前記γ線検出信号の内の特定の波高値の前記計数結果を前記記憶手段に時系列的に記憶させ、
前記信号処理手段は、前記制御手段に制御されて前記記憶された計数結果にもとづいて、前記特定の波高値に対応するエネルギのγ線を放出する崩壊定数の異なる複数の放射性核種の濃度を定量分析することを特徴とする。
【０００９】
請求項３に係る発明は、γ線検出器と、該γ線検出器からのγ線検出信号の波高値により波高分析する波高分析手段と、前記波高分析された計数結果を処理する信号処理手段と、を備え、連続的に流れる試料に含まれるγ線を放出する核種の濃度を測定して放射能の漏洩監視を行う放射線監視装置において、前記γ線検出器に面して配置した第１のフローセル及び第２のフローセルと、前記第１のフローセルの前後に接続されて所定の流速で前記試料を流す第１の計測配管と、前記第２のフローセルの前後に接続され、前記第１の計測配管に並列された第２の計測配管と、前記第２のフローセルに前記試料を導入して閉じ込める閉じ込め手段と、前記閉じ込め手段の開閉と、前記信号処理手段の動作を制御する制御手段と、を備え、前記信号処理手段は前記計数結果を時系列的に記憶する記憶手段を有し、
前記制御手段は、通常計測状態では、前記閉じ込め手段を開状態とし、前記信号処理手段に、前記第１のフローセルを流れる前記試料からのγ線にもとづく前記計数結果を処理させるとともに、閉じ込め計測状態では、前記閉じ込め手段を、所定時間閉じさせるとともに、前記信号処理手段に前記第２のフローセルに閉じ込められた前記試料に対して得られた前記γ線検出信号の内の特定の波高値の前記計数結果を前記記憶手段に時系列的に記憶させ、前記信号処理手段は、前記制御手段に制御されて前記記憶された計数結果にもとづいて、前記特定の波高値に対応するエネルギのγ線を放出する崩壊定数の異なる複数の放射性核種の濃度を定量分析することを特徴とする。
【００１０】
請求項４に係る発明は、γ線検出器と、該γ線検出器からのγ線検出信号の波高値により波高分析する波高分析手段と、前記波高分析された計数結果を処理する信号処理手段と、を備え、連続的に流れる試料に含まれるγ線を放出する核種の濃度を測定して放射能の漏洩監視を行う放射線監視装置において、前記γ線検出器に面して配置したフローセルと、該フローセルの前後に接続されて所定の流速で前記試料を流す計測配管と、前記計測配管に設けられ、前記フローセルの上流側及び下流側にそれぞれ設けられて前記フローセルに前記試料を導入して閉じ込める閉じ込め手段と、前記閉じ込め手段の開閉と、前記信号処理手段の動作を制御する制御手段と、を備え、前記信号処理手段は前記計数結果を時系列的に記憶する記憶手段を有し、
前記制御手段は、通常計測状態では、前記閉じ込め手段を開状態とし、前記信号処理手段に、前記フローセルを流れる前記試料からのγ線にもとづく前記計数結果を処理させるとともに、閉じ込め計測状態では、前記閉じ込め手段を、所定時間閉じさせるとともに、前記信号処理手段に前記フローセルに閉じ込められた前記試料に対して得られた前記γ線検出信号の内の特定の波高値の前記計数結果を前記記憶手段に時系列的に記憶させ、
前記信号処理手段は、前記制御手段に制御されて前記記憶された計数結果にもとづいて、前記特定の波高値に対応するエネルギのγ線を放出する崩壊定数の異なる複数の放射性核種の濃度を定量分析することを特徴とする。
【００１１】
請求項１から請求項４に係る発明によれば、γ線エネルギが同一で、かつ、半減期の長さの異なる放射性核種の濃度を簡単に算出することができ、例えば、排ガス中にＮ−１３以外にＦ−１８が含まれている場合に、容易にＦ−１８の濃度を算出することができ、排ガス再結合器の性能劣化を早期に検知することができる。
【００１２】
請求項５に係る発明は、γ線検出器と、該γ線検出器からのγ線検出信号の波高値により波高分析する波高分析手段と、前記波高分析された計数結果を処理する信号処理手段と、を備え、連続的に流れる試料に含まれるγ線を放出する核種の濃度を測定して放射能の漏洩監視を行う放射線監視装置において、前記γ線検出器に面して配置した第１のフローセル及び第２のフローセルと、前記第１のフローセルの前後に接続されて所定の流速で前記試料を流す第１の計測配管と、前記第１の計測配管の下流側に接続された所定の長さの遅延配管と、前記第２のフローセルの前後に接続され、前記遅延配管の下流側に接続された第２の計測配管と、前記γ線検出器の周囲に配置し、可動式の開口部を有する遮蔽体と、該遮蔽体の前記開口部を前記第１のフローセル側又は前記第２のフローセル側に切り替えて設定可能とするアクチュエータと、前記アクチュエータの動作及び前記信号処理手段の動作を制御する制御手段と、を備え、前記信号処理手段は、前記計数結果を記憶する記憶手段を有し、
前記制御手段は、通常計測状態では前記アクチュエータに前記遮蔽体の開口部を前記第１のフローセル側に設定させて、前記信号処理手段に、前記第１のフローセルを流れる前記試料からのγ線にもとづく前記計数結果を第１の計数結果として前記記憶手段に時系列的に記憶させ、所定の頻度で前記アクチュエータを制御して前記遮蔽体の開口部を前記第２のフローセル側に設定変更させて、その状態で前記信号処理手段において前記第２のフローセルを流れる前記試料からのγ線にもとづく前記計数結果を第２の計数結果として前記記憶手段に記憶させ、前記信号処理手段は、前記制御手段に制御されて、前記記憶された第２の計数結果と所定時間前の前記第１の計数結果とにもとづいて、特定の波高値に対応するエネルギのγ線を放出する崩壊定数の異なる複数の放射性核種の濃度を定量分析することを特徴とする。
【００１３】
請求項６に係る発明は、γ線検出器と、該γ線検出器からのγ線検出信号の波高値により波高分析する波高分析手段と、前記波高分析された計数結果を処理する信号処理手段と、を備え、連続的に流れる試料に含まれるγ線を放出する核種の濃度を測定して放射能の漏洩監視を行う放射線監視装置において、前記γ線検出器として第１のγ線検出器と第２のγ線検出器とを備え、更に、前記第１のγ線検出器に面して配置された第１のフローセル及び前記第１のγ線検出器に面して配置された第２のフローセルと、前記第１のフローセルの前後に接続されて所定の流速で前記試料を流す第１の計測配管と、前記第１の計測配管の下流側に接続された所定の長さの遅延配管と、前記第２のフローセルの前後に接続され、前記遅延配管の下流側に接続された第２の計測配管と、前記信号処理手段の動作を制御する制御手段と、を備え、前記信号処理手段は、前記計数結果を記憶する記憶手段を有し、
前記制御手段は、通常計測状態では、前記信号処理手段において前記第１のγ線検出器にもとづく前記計数結果を第１の計数結果として前記記憶手段に時系列的に記憶させ、所定の頻度で前記信号処理手段において前記第２のγ線検出器にもとづく前記計数結果を第２の計数結果として前記記憶手段に記憶させ、前記信号処理手段は、前記制御手段に制御されて、前記記憶された第２の計数結果と所定時間前の前記第１の計数結果にもとづいて、特定の波高値に対応するエネルギのγ線を放出する崩壊定数の異なる複数の放射性核種の濃度を定量分析することを特徴とする。
【００１４】
請求項７に係る発明は、γ線検出器と、該γ線検出器からのγ線検出信号の波高値により波高分析する波高分析手段と、前記波高分析された計数結果を処理する信号処理手段と、を備え、連続的に流れる試料に含まれるγ線を放出する核種の濃度を測定して放射能の漏洩監視を行う放射線監視装置において、前記γ線検出器に面して配置された第１のフローセル及び第２のフローセルと、前記第１のフローセルの前後に接続されて所定の流速で前記試料を流す第１の計測配管と、前記第１の計測配管の下流側に接続された所定の長さの遅延配管と、前記第１の計測配管の下流側に前記遅延配管と並列に接続されたバイパス管と、前記第２のフローセルの前後に接続された第２の計測配管と、前記遅延配管経由の前記試料の分流と、前記バイパス管経由の前記試料の分流と、を切り替えて前記第２の計測配管に供給する流れ切替手段と、前記信号処理手段及び流れ切替手段の動作を制御する制御手段と、を備え、前記信号処理手段は、前記計数結果を記憶する記憶手段を有し、
前記制御手段は、通常計測状態では、前記流れ切替手段を前記第２の計測配管に前記遅延配管経由の前記試料が流れている状態とさせ、前記信号処理手段において、前記第１及び第２のフローセルを流れる前記試料にもとづく前記計数結果を、第１の計数結果として前記記憶手段に時系列的に記憶させ、所定の頻度で前記流れ切替手段を前記第２の計測配管に前記バイパス管経由の前記試料が流れている状態とさせ、前記信号処理手段において前記第１及び第２のフローセルを流れる前記試料にもとづく前記計数結果を第２の計数結果として前記記憶手段に記憶させ、前記信号処理手段は、前記制御手段に制御されて、前記記憶された第２の計数結果と所定時間前の前記第１の計数結果にもとづいて、特定の波高値に対応するエネルギのγ線を放出する崩壊定数の異なる複数の放射性核種の濃度を定量分析することを特徴とする。
【００１５】
請求項５から請求項７に係る発明によれば、γ線エネルギが同一で、かつ、半減期の長さ、つまり崩壊定数の異なる放射性核種の濃度を簡単に算出することができ、例えば、排ガス中にＮ−１３以外にＦ−１８が含まれている場合に、容易にＦ−１８の濃度を算出することができ、排ガス再結合器の性能劣化を早期に検知することができる。
更に、試料を閉じ込めることなく、遅延配管を通過する間の時間による半減期の短い放射性核種の濃度低下を利用するので、連続的に試料を流しながら放射線監視を行うのに都合が良い。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によると、排ガス再結合器の性能劣化を高感度に検出することができる簡便な構成の放射線監視装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、適宜図を参照しながら詳細に説明する。
《気体廃棄物処理系》
図１は本発明の実施形態に係る放射線監視装置を適用した沸騰水型原子力発電所における一次系プラントの概要図、気体廃棄物処理系の機器配置図、及び気体廃棄物処理系に設置される放射線監視装置の構成図である。
【００１８】
図１において、原子炉１に装荷された炉心２内の核燃料が核分裂反応により発熱し、原子炉水を沸騰させる。原子炉１で発生した蒸気は、主蒸気管３を通してタービン４に流入し、タービン４を回転させ、図示しない発電機を駆動して発電する。タービン４を回転させた蒸気は復水器５にダンプされて凝縮されて水に戻り、復水配管２７を経て復水ポンプ２１で、図示省略の給水加熱器に送られ、更に図示しない給水ポンプで給水配管２６を経て原子炉１に給水される。
【００１９】
主蒸気管３内を流れる気体の大半は原子炉水が沸騰して発生する水蒸気であるが、この中には、核燃料の核分裂に伴い発生する放射線エネルギにより原子炉水が放射線分解して生成する水素ガス、酸素ガス及び核燃料から僅かながら発生する放射性希ガスや、その他に復水器５に接続する配管や機器から入り込んでくる空気（インリーク空気）等の非凝縮性ガスが含まれている。
【００２０】
これら非凝縮性ガスは復水器５に流入した後、主蒸気管３から分岐した主蒸気抽気配管６を通して原子炉蒸気の一部を利用した空気抽出器７により気体廃棄物処理系側に抽気される。空気抽出器７からは抽気に用いた駆動蒸気と非凝縮性ガスが一緒に流出し、排ガス予熱器９に流入する。排ガス予熱器９では、流入した蒸気と非凝縮性ガスを加熱し、排ガス再結合器１０に送る。
【００２１】
排ガス再結合器１０では、原子炉水の放射線分解で生じた水素ガスと酸素ガスが排ガス再結合器１０に充填された触媒の作用により水（水蒸気）となる。次にこれら駆動蒸気や再結合水及びインリーク空気等は排ガス復水器１１に導入され、この中で冷却されることにより、駆動蒸気および再結合水は排ガス復水器ドレン管１９を経て復水器５に回収される。排ガス復水器１１を通過した非凝縮性ガスは湿分を有しており、更に、除湿冷却器１２で湿分を除去される。ここで除去された湿分も排ガス復水器ドレン管１９を経て復水器５に回収される。
一方、インリーク空気および核燃料から生じる放射性希ガスを主体とする非凝縮性ガスは、排ガス系配管２５を通り、活性炭式希ガスホールドアップ装置１３を構成する個々のホールドアップタンク１３ａ〜１３ｃを経、更に、排ガスフィルタ１４を経て、排ガス抽出器１５により主排気筒１６に導かれ、大気中に放出される。
【００２２】
活性炭式希ガスホールドアップ装置１３では、放射性希ガスを吸着脱着する間に減衰し、主排気筒１６から放出するときは、放射性希ガスの放射能濃度レベルが一定の値以下となるよう設計されている。
図１中、除湿冷却器１２より下流側の排ガス系配管２５において、排ガス系配管２５から分岐して後記する放射線監視装置３０（図１では、後記する第１の実施形態の放射線監視装置３０Ａの構成が具体的に示されている）に試料ガスを供給するサンプリング配管（採取）２２と、放射線監視装置３０から戻される試料を排ガス系配管２５に戻すサンプリング配管（戻り）２３が接続している。
【００２３】
原子炉１の炉心２内に装荷されている核燃料集合体は燃料表面に付着する汚染ウラン等により通常運転時でも僅かながら放射性希ガスを発生しているが、核燃料集合体を構成する核燃料ペレットを充填された燃料棒の被覆管に破損が生じた場合には、発生する放射性希ガス量が増大する。
【００２４】
原子炉１内の核燃料集合体の損傷を監視するため、排ガス系配管２５の活性炭式希ガスホールドアップ装置１３の入口に設けられたサンプリング配管（採取）２２により、除湿冷却器１２の出口ガスを（試料）採取し、γ線検出器であるゲルマニウム放射線検出器３２（以下、Ｇｅ検出器と称する）を含む放射線監視装置３０の現場配置装置部分に導入し、Ｇｅ検出器３２からのγ線検出信号を波高分析して、その計数結果の変化、つまり、放射能濃度の変化を、原子力発電所の図示しない中央操作室に配置された放射線監視装置３０の操作表示部３８に表示させたり、その内蔵した記憶装置に記録させたりして監視している。
【００２５】
サンプリング配管（戻り）２３には、例えば、ポンプ５９を使用して放射線監視装置３０からの排ガスの戻りガスを排ガス系配管２５へ流すようにし、サンプリング配管（採取）２２側に排ガス流速を一定制御するために流量調整弁５７と流量計５８を設ける。そして、後記する制御部３７に流量計５８の流量信号を入力し、その流量信号に応じて流量調整弁５７の開度を制御部３７により制御して、サンプリング配管（採取）２２内の排ガス流量を一定に保つことが、燃料破損による排ガス中の放射能濃度の変動を検知する上で好ましい。
【００２６】
なお、操作表示部３８は図１では、パーソナルコンピュータとして表示してあるが、それに限定されるものではない。また、計数結果の記録は、記録計を用いて記録用紙に出力するものでも良い。
【００２７】
本実施形態では、排ガス放射能濃度は、放射線監視装置３０によりγ線核種分析を行い連続的に計測しているが、排ガス中の核種別の放射能濃度を、定期的または不定期に、図示しないバイアル試料びんを用いて排ガス試料をサンプリングし、バイアル試料びんを取り外し、γ線核種分析をしても良い。
【００２８】
《第１の実施形態》
次に、本願発明に係る放射線監視装置の第１の実施形態である放射線監視装置３０Ａについて説明する。
放射線監視装置３０Ａは、バックグラウンドレベルの低い場所に設置された、計測ライン（通常用）５１、計測ライン（閉じ込め用）５２、Ｇｅ検出器３２、可動式遮蔽体３３、波高分析装置（波高分析手段）３５、信号処理装置（信号処理手段）３６、制御部（制御手段）３７等を含む現場配置装置部分と、中央操作室に設置された操作表示部３８を含んで構成されている。
サンプリング配管（採取）２２は、排ガスをバックグラウンドレベルの低い場所まで導き、そこに設置された計測ライン（通常用）５１と計測ライン（閉じ込め用）に三方弁５３Ａで分岐し、分岐した後三方弁５３Ｂで合流して、サンプリング配管（戻り）２３に接続している。
計測ライン（通常用）５１はフローセル３１Ａを備えており、フローセル３１Ａは、試料である排ガスを一定量収容し得る容積を有する通路として構成されている。
計測ライン（閉じ込め用）５２も同様にフローセル３１Ｂを備えており、フローセル３１Ｂも、試料である排ガスを一定量収容し得る容積を有する通路として構成されている。
ここで、計測ライン（通常用）５１は請求項に記載の「第１の計測配管」に、計測ライン（閉じ込め用）５２は請求項に記載の「第２の計測配管」に、フローセル３１Ａは請求項に記載の「第１のフローセル」に、フローセル３１Ｂは請求項に記載の「第２のフローセル」に、三方弁５３Ａ，５３Ｂは請求項に記載の「閉じ込め手段」に対応する。
【００２９】
三方弁５３Ａ，５３Ｂは制御部３７に通電制御される電磁弁の切替弁である。三方弁５３Ａは、無通電のときサンプリング配管（採取）２２からの排ガスを計測ライン（通常用）５１に流し、通電時にはサンプリング配管（採取）２２からの排ガスを矢印で示すように計測ライン（閉じ込め）５２に流す。三方弁５３Ｂは、無通電のとき計測ライン（通常用）５１からの排ガスをサンプリング配管（戻り）２３に流し、通電時には矢印で示すように計測ライン（閉じ込め）５２から排ガスをサンプリング配管（戻り）２３に流す。
【００３０】
フローセル３１Ａ，３１Ｂの間には開口部３３ａを有する可動式遮蔽体（遮蔽体）３３に囲まれてＧｅ検出器３２が配置されている。そして、Ｇｅ検出器３２は、開口部３３ａを通してフローセル３１Ａ又はフローセル３１Ｂからの放射線（γ線）を検出するようになっている。
可動式遮蔽体３３は、制御部３７によって動作が制御されるアクチュエータ３４により、回動可能になっており、その開口部３３ａをフローセル３１Ａ側に向けたりフローセル３１Ｂ側に向けたりすることができる。
なお、ここでは可動式遮蔽体３３全体が回動可能な構成としたが、それに限定されること無く、可動式遮蔽体３３のフローセル３１Ａ及びフローセル３１Ｂそれぞれの側に面して設けられた開口部３３ａが、アクチュエータ３４により開閉自在な構造でも良い。
【００３１】
ちなみに、Ｇｅ検出器３２は、例えば、可動式遮蔽体３３内に配置された図示しない電子式冷却装置で冷却されているか、可動式遮蔽体３３外に放射線監視装置３０Ａの現場配置装置部分の一部として設けられた図示しない電子式冷却装置で冷却された循環する冷媒によって冷却されている。
【００３２】
フローセル３１Ａ，３１Ｂの周壁は低エネルギガンマ線の吸収を押さえるために、例えば、アルミニウム（Ａｌ）のような質量数の低い材料によって構成されることが好ましく、Ｇｅ検出器３２側の窓厚が極めて薄肉とされている。これにより、フローセル３１Ａ，３１Ｂに導かれた排ガスからの放射線が、Ｇｅ検出器３２によりそのエネルギに比例した大きさの電気信号に変換される。
そして、Ｇｅ検出器３２に波高分析装置３５及び信号処理装置３６が順次接続され、さらに操作表示部３８が接続されている。信号処理装置３６は、制御部３７とも接続し、制御部３７に制御されて動作する。ちなみに、信号処理装置３６は、記憶装置（記憶手段）３６ａを有している。また、制御部３７は操作表示部３８と接続し、必要に応じて操作表示部３８の入力装置から入力された指令を受けることができるようになっている。
【００３３】
なお、フローセル３１Ａ，３１ＢはＧｅ検出器３２とともに図示しない遮蔽体で覆われることにより、さらにバックグラウンドレベルが低減されている。
【００３４】
このような構成においては、通常計測状態では、制御部３７は、可動式遮蔽体３３の開口部３３ａをフローセル３１Ａ側に向くように設定し、三方弁５３Ａ，５３Ｂを無通電として、サンプリング配管（採取）２２を介して排ガスがフローセル３１Ａに導かれ、Ｇｅ検出器３２によって放射線計測が行われ、このＧｅ検出器３２からのγ線検出信号は、波高分析装置３５によりエネルギ弁別され、エネルギ窓毎の計数値として、信号処理装置３６にタイミング制御されて所定時間間隔（所定時間窓）の間積算される。信号処理装置３６は所定時間毎に波高分析装置３５からエネルギ窓毎の計数値を読み取り、予め設定されたエネルギ窓に対応する目的とする放射性核種毎の所定時間窓に対する計数率を算出する。目的とする放射性核種毎の計数率は計数率のまま、もしくは検出効率により放射能濃度に換算され、記憶装置３６ａに記憶されるとともに、その時系列情報が操作表示部３８の表示装置に表示される。
ちなみに、この予め設定されたエネルギ窓の中にはＮ−１３とＦ−１８による５１１ｋｅＶのγ線エネルギに対応するエネルギ窓も含まれている。
ここで、計数率又は計数率から放射能濃度に換算されたものが、請求項に記載の「計数結果」に対応する。
【００３５】
そこで、操作表示部３８において時系列情報の傾向監視を行うことにより、燃料の破損を監視することができる。
【００３６】
（Ｎ−１３及びＦ−１８の濃度の算出）
次に、図２を参照しながら適宜図１、図３を参照して、排ガス中のＮ−１３及びＦ−１８濃度を計測する方法について説明する。
図２は、試料を閉じ込めて所定のエネルギ窓に対応する同じエネルギのγ線を放出する放射線核種、例えば、Ｎ−１３及びＦ−１８の濃度を算出する制御の流れのフローチャートである。
図３は、半減期の長さが異なる２つの放射性核種が存在する場合の、両方の放射能の減衰曲線を示す図である。
制御部３７は、予め設定された所定時間の頻度、例えば、１時間に１回の頻度で、排ガスを計測ライン（閉じ込め用）５２及びフローセル３１Ｂに閉じ込めて、フローセル３１Ｂからのγ線を計測する「閉じ込め計測」を行うようにプログラム制御されており、閉じ込め計測開始のタイミングか否かをチェックしている（ステップＳ１１）。閉じ込め計測開始のタイミングの場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ１２に進み、そうでない場合（Ｎｏ）は、ステップＳ１１を繰り返す。
【００３７】
ステップＳ１２では、制御部３７は、閉じ込め計測の指示をアクチュエータ３４、信号処理装置３６、三方弁５３Ａ，５３Ｂに出力する。具体的には、アクチュエータ３４には、開口部３３ａをそれまでフローセル３１Ａに向けて設定していたものを、開口部３３ａをフローセル３１Ｂに向けるように可動式遮蔽体３３を回動させる制御信号を出力し、信号処理装置３６には、それまでの通常計測状態から閉じ込め計測状態に切り替えるように指令し、三方弁５３Ａ，５３Ｂを通電状態にする。すると三方弁５３Ａ，５３Ｂは一時的に通電状態となり、サンプリング配管（採取）２２を介して排ガスがフローセル３１Ｂに導かれ、以前から計測ライン（閉じ込め用）５２及びフローセル３１Ｂ内に留まっていた排ガスは掃気される。
【００３８】
そして、ステップＳ１３では、制御部３７は、所定時間経過後に、計測ライン（閉じ込め用）５２及びフローセル３１Ｂ内の排ガスが現在サンプリング配管（採取）２２を流れているものに完全に置き換わったころを見計らって、三方弁５３Ａ，５３Ｂを再び無通電状態とし、排ガスを計測ライン（閉じ込め用）５２及びフローセル３１Ｂ内に閉じ込める（「計測ライン（閉じ込め用）に排ガスを導入して閉止」）。
このとき、計測ライン（通常用）５１には、再び排ガスが所定の流速で流れ始める。
ステップＳ１４では、アクチュエータ３４が制御部３７からの制御信号を受けて、可動式遮蔽体３３の開口部３３ａをそれまでフローセル３１Ａに向けて設定していたものを、フローセル３１Ｂに向けるように可動式遮蔽体３３を回動させる（「可動式遮蔽体の開口部を、計測ライン（閉じ込め用）側のフローセルに設定する」）。
【００３９】
ステップＳ１５では、制御部３７は、タイマｔをスタートさせ、信号処理装置３６に所定時間間隔で放射線計測をさせる。具体的には、ステップＳ１１〜Ｓ１５までの間、Ｇｅ検出器３２はγ線検出信号を継続して波高分析装置３５に出力しており、波高分析装置３５はγ線検出信号をエネルギ弁別してエネルギ窓毎の計数値として、所定時間間隔の間積算するが、信号処理装置３６は、ステップＳ１２において閉じ込め計測の指示を出力を受信すると同時に、ステップＳ１１〜Ｓ１５までの間は、波高分析装置３５からエネルギ窓毎の計数値の読み取りを停止し、ステップＳ１６の時点で再び波高分析装置３５からエネルギ窓毎の計数値の読み取りを開始し、予め設定されたＮ−１３及びＦ−１８の陽電子放出崩壊時の５１１ｋｅＶのγ線のエネルギ窓に対応する計数率を算出する。５１１ｋｅＶのγ線の計数率は計数率のまま、もしくは検出効率により放射能濃度に換算され、記憶装置３６ａに記憶される。
【００４０】
この結果、記憶装置３６ａには、閉じ込め計測状態での時間ｔ１，ｔ２，・・・，ｔｉ，・・・，ｔｎに対する計数率Ｃｍ（ｔ１），Ｃｍ（ｔ２），・・・，Ｃｍ（ｔｉ），・・・，Ｃｍ（ｔｎ）が図３に示すような×印で示すプロット点のように時間を経て計数率が低下する形で記憶される。
図３において横軸は閉じ込め計測を開始ｔ０後の時間を示し、縦軸は経過時間毎の計数率Ｃｍ（放射能に対応す）を対数表示したものを示す。曲線ＣＡは半減期の短い放射性核種、つまり、Ｎ−１３の寄与を示し、曲線ＣＢは半減期の長い放射性核種、つまり、Ｆ−１８の寄与を示す。
図３中におけるＴＡ，ＴＢは半減期を示す。
【００４１】
ステップＳ１７では、制御部３７は、タイマｔが閉じ込め計測の終了時間Ｔ１に達したか否かをチェックする。終了時間Ｔ１に達した場合（Ｙｅｓ）はステップＳ１８に進み、達していない場合（Ｎｏ）は、ステップＳ１６を続ける。ステップＳ１８では、制御部３７は、タイマｔをリセットし、ステップＳ１９へ進み、通常計測の指示をアクチュエータ３４に出力する。
【００４２】
ステップＳ２０では、アクチュエータ３４が制御部３７からの制御信号を受けて、可動式遮蔽体３３の開口部３３ａをそれまでフローセル３１Ｂに向けて設定していたものをフローセル３１Ａに向けるように可動式遮蔽体３３を回動させる（「可動式遮蔽体の開口部を、計測ライン（通常用）側のフローセルに設定する」）。
【００４３】
ステップＳ２１では、信号処理装置３６は、ステップＳ１６で、記憶装置３６ａに時系列的に記憶された計数率を読み出して、図３に示すように異なる長さの半減期を有する２つの放射性核種の放射能減衰曲線として、それぞれの濃度を示す定数Ａ，Ｂを最小二乗法により算出する（「Ｎ−１３，Ｆ−１８の濃度を分析」）。
【００４４】
ここで定数Ａ，Ｂを最小二乗法で算出する方法は、良く知られた方法であり、計数率の減衰曲線の評価関数Ｃ（ｔｉ）を次式（１）のように仮定し、
【数１】
2010002278.tif 000003
式（２）で示した差分の二乗の総和が最小となる定数Ａ，Ｂを求めるものである。
そして、得られた定数Ａ，ＢがＮ−１３，Ｆ−１８それぞれの濃度に対応する。
【００４５】
ステップＳ２２では、信号処理装置３６は、Ｆ−１８濃度が閾値以上か否かを、つまり、図３における曲線ＣＢの定数Ｂが、閾値以上か否かをチェックする。閾値以上の場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ２３に進み、操作表示部３８に警報出力をする。例えば、「排ガス再結合器、排ガス復水器、除湿冷却器  異常！」の表示を操作表示部３８にさせる。ここで、Ｆ−１８濃度のとしては、ステップＳ２１で算出された定数Ｂそのものを用いるよりも定数Ａ，Ｂにもとづく相対比（Ｂ／Ａ）を用いたほうが適切である。
ステップＳ２２において閾値未満の場合（Ｎｏ）は、信号処理装置３６は、一連の閉じ込め計測の処理を終了して、通常計測の処理を開始する。
なお、閉じ込め計測の処理を終了するに当たって、信号処理装置３６は、算出したＦ−１８の濃度を操作表示部３８に送信し、操作表示部３８においてＦ−１８濃度の時系列情報の傾向監視を行うことにより、排ガス再結合器１０、排ガス復水器１１や除湿冷却器１２が正常状態か否かを継続的に監視するようにしても良い。
【００４６】
一連の閉じ込め計測の処理を終了すると、信号処理装置３６は、計測ライン（通常用）５１のフローセル３１Ａからのγ線にもとづくγ線検出信号に対して波高分析装置３５が出力するエネルギ窓毎の計数値を読み取り、予め設定されたエネルギ窓に対応する目的とする放射性核種毎の計数率を算出する。目的とする放射性核種毎の計数率は計数率のまま、もしくは検出効率により放射能濃度に換算され、記憶装置３６ａに記憶させ、その時系列情報が操作表示部３８に送られる。
【００４７】
本実施形態の放射線監視装置３０Ａによれば、所定の時間間隔毎にＦ−１８の濃度が算出でき、排ガス再結合器１０、排ガス復水器１１、除湿冷却器１２が健全ならば、Ｆ−１８がフッ化水素の化学形態で排ガス復水器ドレン管１９に戻っており、ステップＳ２３の警報出力はなされない。排ガス再結合器１０、排ガス復水器１１、除湿冷却器１２に性能劣化や異常等が生じると、採取された非凝縮性ガスにフッ化水素が混じったり、除去されなかった湿分に含まれたフッ化水素がＧｅ検出器３２で検出されたりして、排ガス再結合器１０、排ガス復水器１１、除湿冷却器１２の性能劣化又は異常が生じていることが判定できる。
特に、水素濃度で検知するよりも５１１ｋｅＶのγ線に対応する波高値に対する計数率からＦ−１８の濃度を検出できるので高感度でそれらの性能劣化又は異常検出可能である。
【００４８】
また、本実施形態では、計測ライン（閉じ込め用）５２で閉じ込め計測を行っている際にも、計測ライン（通常用）５１には、排ガスが所定量流れるようになっているので、サンプリング配管（採取）２２やサンプリング配管（戻り）２３が長くても、その長さによる時間遅れがあるだけで、排ガス系配管２５に現在流れている排ガスを連続して採取している状態は続いているので、図２のフローチャートにおいて閉じ込め計測が終了して、通常計測を始めるときに、そのまま信頼できる排ガスの放射能計測の結果とすることができる。
【００４９】
なお、このようなＮ−１３，Ｆ−１８の濃度分析を所定の時間間隔で自動的に行っている以外に、操作表示部３８の入力手段からの操作により、随時、制御部３７にステップＳ１２の閉じ込め計測の指示を出力させても良い。
【００５０】
《第２の実施形態》
次に、図４を参照しながら本願発明に係る放射線監視装置の第２の実施形態である放射線監視装置３０Ｂについて説明する。
図４は、第２の実施形態の放射線監視装置の構成図である。
本実施形態の放射線監視装置３０Ｂが第１の実施形態の放射線監視装置３０Ａと異なる点は、第１の実施形態ではフローセル３１Ａ，３１Ｂに対してγ線検出器として１つのＧｅ検出器３２を用い、可動式遮蔽体３３の開口部３３ａの設定をアクチュエータ３４で切り替えていたものを、本実施形態では２つのＧｅ検出器（第１のγ線検出器）３２Ａ，（第２のγ線検出器）３２Ｂをそれぞれのフローセル３１Ａ，３１Ｂに面して配置し、Ｇｅ検出器３２Ａとフローセル３１Ａの組み合わせと、Ｇｅ検出器３２Ｂとフローセル３１Ｂの組み合わせとを、固定遮蔽体５０で隔離して互いの放射線計測時にバックグラウンドが高くならないようにしている点である。
【００５１】
このような構成とすることに対応し、本実施形態では可動式遮蔽体３３とアクチュエータ３４を必要としない。また、本実施形態では、Ｇｅ検出器３２ＡとＧｅ検出器３２Ｂからのγ線検出信号を先ず入力切替装置４０に入力する。そして、入力切替装置４０は制御部３７に制御されて、通常計測状態のときはＧｅ検出器３２Ａからのγ線検出信号を波高分析装置３５に入力し、閉じ込め計測状態のときはＧｅ検出器３２Ｂからのγ線検出信号を波高分析装置３５に入力する。
他の構成は第１の実施形態と同じであり、第１の実施形態と同じ構成については同一符号を付し、重複する説明を省略する。
なお、本実施形態においては、図２のフローチャートのステップＳ１４，Ｓ２０は不要となる。
【００５２】
本実施形態における計測ライン（通常用）５１は請求項に記載の「第１の計測配管」に、計測ライン（閉じ込め用）５２は請求項に記載の「第２の計測配管」に、フローセル３１Ａは請求項に記載の「第１のフローセル」に、フローセル３１Ｂは請求項に記載の「第２のフローセル」に、三方弁５３Ａ，５３Ｂは請求項に記載の「閉じ込め手段」に対応する。
【００５３】
本実施形態でも第１の実施形態と同様に通常検出されない程度のＦ−１８の濃度が、排ガス再結合器１０、排ガス復水器１１、除湿冷却器１２に性能劣化や異常等が生じると、非凝縮性ガスにフッ化水素が混じったり、除去されなかった湿分に含まれたフッ化水素が検出されたりして、排ガス再結合器１０、排ガス復水器１１、除湿冷却器１２の性能劣化又は異常が生じていることが判定できる。
【００５４】
本実施形態によれば、可動式遮蔽体３３やアクチュエータ３４を用いないので、機械的駆動する構成品が少なくなり、信頼性が向上する。
なお、本実施形態では、波高分析装置３５を１台として入力切替装置４０で２つのＧｅ検出器３２Ａ，３２Ｂからのγ線検出信号を切り替えて入力するものとしたがそれに限定されるものではなく、入力切替装置４０を無くし、２台の波高分析装置３５にＧｅ検出器３２Ａ，３２Ｂからのγ線検出信号を入力するようにしても良い。
【００５５】
《第３の実施形態》
次に、図５、図６を参照しながら本願発明に係る放射線監視装置の第３の実施形態である放射線監視装置３０Ｃについて説明する。
図５は、第３の実施形態の放射線監視装置の構成図であり、図６は、半減期の長さが異なる２つの放射性核種が存在する場合の、両方の放射能の減衰曲線が定常状態の通常計測時の放射能と重畳されている関係を示す図である。
本実施形態の放射線監視装置３０Ｃが第１の実施形態の放射線監視装置３０Ａと異なる点は、（１）可動式遮蔽体３３とアクチュエータ３４を削除した点と、（２）三方弁５３Ａ，５３Ｂの代わりに、図５に示すように並行する計測ライン（通常用）５１と計測ライン（閉じ込め用）５２に分岐した配管構成において、計測ライン（閉じ込め用）５２のフローセル３１Ｂの上流側及び下流側に玉形弁の電磁弁である弁５５Ａ，５５Ｂを設ける点である。
【００５６】
弁５５Ａ，５５Ｂは、例えば、無通電時「開」、通電磁「閉」であり、制御部３７により制御され通常計測状態のときは開状態となり、閉じ込め計測のときは閉状態となる。
他の構成は第１の実施形態と同じであり、第１の実施形態と同じ構成については同一符号を付し、重複する説明を省略する。
なお、本実施形態においては、図２のフローチャートのステップＳ１４，Ｓ２０は不要となる。
【００５７】
そして、通常計測状態の場合には、サンプリング配管（採取）２２で採取された排ガスは弁５５Ａ，５５Ｂが開状態なので、計測ライン（通常用）５１及び計測ライン（閉じ込め用）５２の両方に等量に分配されて流れる。Ｇｅ検出器３２はフローセル３１Ａ，３１Ｂの両方からの放射線を検出して、γ線検出信号を波高分析装置３５に出力する。
これに対し、閉じ込め計測の場合には、サンプリング配管（採取）２２で採取された排ガスは弁５５Ａ，５５Ｂが閉状態なので、計測ライン（通常用）５１に全量流れる。Ｇｅ検出器３２はフローセル３１Ａ，３１Ｂの両方からの放射線を検出して、γ線検出信号を波高分析装置３５に出力する。
従って、Ｇｅ検出器３２は、フローセル３１Ａを流れる排ガスとフローセル３１Ｂに閉じ込められた排ガスとからの放射線を検出することになる。
【００５８】
本実施形態における計測ライン（通常用）５１は請求項に記載の「第１の計測配管」に、計測ライン（閉じ込め用）５２は請求項に記載の「第２の計測配管」に、フローセル３１Ａは請求項に記載の「第１のフローセル」に、フローセル３１Ｂは請求項に記載の「第２のフローセル」に、弁５５Ａ，５５Ｂは請求項に記載の「閉じ込め手段」に対応する。
【００５９】
なお、第１の実施形態で前記したようにサンプル配管（戻り）２３にはポンプ５９を配置し、流量計及び流量調整弁が設けられ、流量計及び流量調整弁は制御部３７に接続され、サンプル配管（採取）２２には流量調整弁５７と流量計５８が設けられ、流量調整弁５７の開度が制御部３７に制御されて、閉じ込め計測状態におけるサンプル配管（採取）２２、サンプル配管（戻り）２３の排ガス流速が通常計測状態のときのそれと同じになるように、流量制御をしているものとする。
また、フローセル３１Ａを含めた計測ライン５１及びフローセル３１Ｂを含めた計測ライン５２の流路抵抗は小さく、フローセル３１Ａ内の排ガスの時間平均の原子数密度は通常計測状態と閉じ込め計測状態で同じとする。
【００６０】
図６において横軸は時間を示し、縦軸は経過時間毎の計数率Ｃｍ（放射能に対応す）を対数表示したものを示す。曲線ＣＡは半減期の短い放射性核種、つまり、Ｎ−１３の寄与を示し、曲線ＣＢは半減期の長い放射性核種、つまり、Ｆ−１８の寄与を示す。
図６中におけるＴＡ，ＴＢはそれぞれＮ−１３，Ｆ−１８の半減期を示す。
このような構成とすることで、排ガスに含まれるＮ−１３、Ｆ−１８の濃度Ａ，Ｂが定常状態の場合、時間ｔ０において通常計測状態から閉じ込め計測状態に切り替わると、Ｎ−１３、Ｆ−１８の陽電子放出に伴う５１１ｋｅＶのγ線エネルギに対応する波高分析された計数率Ｃｍ（ｔｉ）は、図６に示すように通常計測状態時には両方のフローセル３１Ａ，３１Ｂからの寄与による｛２×（Ａ＋Ｂ）｝レベルであったものが、閉じ込め計測が始まると、フローセル３１Ａの方は（Ａ＋Ｂ）レベルの寄与を続けるが、フローセル３１Ｂの方の寄与は（Ａ＋Ｂ）のレベルから曲線ＣＡと曲線ＣＢが合算されたものに切り替わる。
【００６１】
そこで、前記の評価関数Ｃ（ｔｉ）を次式（３）のように置き換えることができ、
【数２】
2010002278.tif 000004
式（２）で示した差分の二乗の総和を最小となる定数Ａ，Ｂを求める。そして、得られた定数Ａ，ＢがＮ−１３，Ｆ−１８それぞれの濃度に対応する。
【００６２】
本実施形態でも第１の実施形態と同様に通常検出されない程度のＦ−１８の濃度が、排ガス再結合器１０、排ガス復水器１１、除湿冷却器１２に性能劣化や異常等が生じると非凝縮性ガスにフッ化水素が混じったり、除去されなかった湿分に含まれたフッ化水素が検出されたりして、排ガス再結合器１０、排ガス復水器１１、除湿冷却器１２の性能劣化又は異常が生じていることが判定できる。
【００６３】
本実施形態によれば、可動式遮蔽体３３やアクチュエータ３４を用いないので、機械的駆動する構成品が少なくなり、信頼性が向上する。
【００６４】
《第４の実施の形態》
以上第１の実施形態から第３の実施形態においては、計測ライン（通常用）５１と計測ライン（閉じ込め用）５２を設けて、原則的にサンプリング配管（採取）２２、サンプリング配管（戻り）２３には、一定量の排ガスが流れ続けているものとしたが、それに限定されるものではない。
図５に示した第３の実施形態の構成の放射線監視装置３０Ｃにおいて、計測ライン（通常用）５１を削除し、計測ライン（閉じ込め用）５２だけとしても良い。
このような構成の放射線監視装置においては、通常計測状態時は弁５５Ａ，５５Ｂを開状態にしてＧｅ検出器３２で放射線検出をし、閉じ込め計測時は弁５５Ａ，５５Ｂを閉状態にしてＧｅ検出器３２で放射線検出をする。
【００６５】
本実施形態における弁５５Ａ，５５Ｂは請求項に記載の「閉じ込め手段」に対応する。
この場合の評価関数Ｃ（ｔｉ）は式（１）で示されたものとなり、容易にＮ−１３，Ｆ−１８の濃度が算出される。
【００６６】
なお、本実施形態の放射線検出装置においては、前記したサンプリング配管（戻し）２３に設けられたポンプ５９、サンプリング配管（採取）２３に設けられた流量調整弁５７、流量計５８は制御部３７に接続し、閉じ込め計測状態のときには制御部３７に制御されてポンプを停止し、流量調整弁５７の制御動作は停止しされている。
そして、閉じ込め計測状態から通常計測状態に切り替わったときには、制御部３７に制御されポンプ５９は起動し、流量調整弁５７の制御動作が始まる。また、通常計測が再開されても、制御部３７は、タイマ制御で閉じ込め計測状態時にサンプリング配管（採取）２２内に滞留していた排ガスがフローセル３１Ｂを通過するまでは、その計数率は排ガスの監視データとしては用いないように、信号処理装置３６から操作表示部３８に送信しないものとする。
【００６７】
《第５の実施形態》
次に、図７から図９を参照しながら本願発明に係る放射線監視装置の第５の実施形態である放射線監視装置３０Ｄについて説明する。
図７は、第５の実施形態の放射線監視装置の構成図であり、図８は、制御部が可動式遮蔽体の開口部の設定を制御するのに応じて、信号処理装置で取得される計数結果が２つのフローセルのいずれのものかを示すタイムチャートであり、図９は、「通常計測」と「Ｎ−１３及びＦ−１８の濃度の算出」の制御の流れを示すフローチャートである。
本実施形態の放射線監視装置３０Ｄが第１の実施形態の放射線監視装置３０Ａと異なる点は、第１の実施形態では計測ライン（通常用）５１と計測ライン（閉じ込め用）５２とに三方弁５３Ａ，５３Ｂに試料である排ガスの流れを切り替え可能とし、計測ライン（閉じ込め用）５２に排ガスを導入して閉じ込め、閉じ込め計測をする構成としていたものを、本実施形態では、サンプリング配管（採取）２２はフローセル３１Ａを有する計測ライン５１Ａに接続し、次いで遅延配管５４、フローセル３１Ｂを有する計測ライン５２Ａの順に接続し、最後に計測ライン５２Ａの下流側にサンプリング配管（戻り）２３が接続している。そして、図７に示すように第１の実施形態と同様にフローセル３１Ａとフローセル３１Ｂの間に可動式遮蔽体（遮蔽体）３３で囲われたＧｅ検出器３２が配置されている。
【００６８】
他の構成は第１の実施形態と同じであり、第１の実施形態と同じ構成については同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００６９】
本実施形態における計測ライン５１Ａは請求項に記載の「第１の計測配管」に、計測ライン５２Ａは請求項に記載の「第２の計測配管」に、フローセル３１Ａは請求項に記載の「第１のフローセル」に、フローセル３１Ｂは請求項に記載の「第２のフローセル」に対応する。
【００７０】
遅延配管の長さは、通常計測状態時の排ガスの流速に応じて設定されるが、例えば、フローセル３１Ａを通過した排ガスが約１０分後にフローセル３１Ｂを通過するように設定すると、Ｎ−１３の半減期が約１０分であることから、フローセル３１Ａから放出される５１１ｋｅＶのエネルギのγ線と、フローセル３１Ｂから放出される５１１ｋｅＶのエネルギのγ線と、に対するＧｅ検出器３２の計数率に十分な差異が生じて都合が良い。
少なくとも、フローセル３１Ｂを通過時にはＮ−１３からの５１１ｋｅＶのエネルギのγ線の放出はフローセル３１Ａを通過時の約１／２に減少している。
【００７１】
また、本実施形態における制御部３７は、信号処理装置３６が図８に示すタイムチャートのように、フローセル３１Ａから放出される放射線にもとづき波高分析装置３５からの符号（１）〜（９）で示す９組の、所定時間窓Δｔの計数結果、例えば、１分間の予め設定されたエネルギ窓に対応する目的とする放射性核種毎の所定時間窓Δｔに対する計数率（第１の計数結果）を波高分析装置３５から周期的に取得し、時系列的に記憶装置３６ａに記憶させた後、フローセル３１Ｂから放出される放射線にもとづき波高分析装置３５からの符号（１０）で示す１組の前記所定時間窓の計数結果を取得するように、可動式遮蔽体３３の開口部３３ａの設定を制御する。
ちなみにこの予め設定されたエネルギ窓の中にはＮ−１３とＦ−１８による５１１ｋｅＶのγ線エネルギに対応するエネルギ窓も含まれている。
従って、可動式遮蔽体３３の開口部３３ａは時間ΔＴＸの間はフローセル３１Ａ側を向いて開いており、時間ΔＴＸに続く時間Δｔの間は、可動式遮蔽体３３の開口部３３ａはフローセル３１Ｂ側を向いて開いている。その後は、開口部３３ａは再びフローセル３１Ａ側を向いて開いて符号（１１）から９組の所定時間窓Δｔの計数結果を取得し、その後フローセル３１Ｂ側を向いて開いて１組の所定時間窓Δｔの計数結果を取得することを繰り返す。
なお、図８では、アクチュエータ３４で可動式遮蔽体３３を回動して開口部３３ａを設定するのに要する時間を無視して、模式的に示してある。
【００７２】
ここで符号（１）に対応する５１１ｋｅＶのγ線の計数結果を計数率Ｃ１（ｔｉ）とすると計数率Ｃ１（ｔｉ）は次式（４）のように表わされ、符号（１０）に対応する５１１ｋｅＶのγ線の計数結果を計数率Ｃ２（ｔｉ＋ΔＴＸ）とすると計数率Ｃ２（ｔｉ＋ΔＴＸ）は次式（５）のように表わされる。
【数３】
2010002278.tif 000005
ＴＡ，ＴＢはそれぞれＮ−１３，Ｆ−１８の半減期を示す。
式（４），（５）を定数Ａ，Ｂを未知数とした１次２元連立方程式として、信号処理装置３６において行列式計算で解いて、定数Ａ，Ｂを算出すれば、定数Ａ，ＢがＮ−１３，Ｆ−１８それぞれの濃度に対応する。
【００７３】
（「通常計測」と「Ｎ−１３及びＦ−１８の濃度の算出」の制御）
次に、図９を参照しながら波高分析装置３５、信号処理装置３６及び制御部３７における「通常計測」と、「Ｎ−１３及びＦ−１８の濃度の算出」の制御の流れを説明する。
制御部３７は、予め設定された所定時間の頻度、例えば、通常計測状態を含む１０分間に１回の頻度でＮ−１３，Ｆ−１８の濃度算出するようにプログラム制御されており、通常計測のタイミングか否かをチェックしている（ステップＳ３１）。通常計測のタイミングの場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ３２に進み、そうでない場合（Ｎｏ）は、ステップＳ３７に進む。
【００７４】
ステップＳ３２では、制御部３７は「通常計測」の制御信号を信号処理装置３６に出力し、信号処理装置３６においてタイマｔＡをスタートさせるとともに、信号処理装置３６から波高分析装置３５に計数開始のタイミング信号を出力させる（「タイマｔＡスタート」）。波高分析装置３５においてＧｅ検出器３２からのγ線検出信号をエネルギ弁別させ、エネルギ窓毎の計数値として、積算させる（ステップＳ３３；「所定時間窓Δｔで放射線計測」）。次いで、信号処理装置３６はタイマｔＡがΔｔ以上になったか否かをチェック（ステップＳ３４）し、Δｔ以上の場合（Ｙｅｓ）はステップＳ３５へ進み、Δｔ未満の場合（Ｎｏ）はステップＳ３３を繰り返す。
【００７５】
ステップＳ３５では、信号処理装置３６は、波高分析装置３５からエネルギ窓毎の計数値を読み取り、予め設定されたエネルギ窓に対応する目的とする放射性核種毎の所定時間窓Δｔに対する計数率（計数結果）を算出し、所定時間窓Δｔの計測開始時刻データとともに記憶装置３６ａに記憶させる（ステップＳ３５；「計数結果を計測開始時刻データとともに記憶」）。そして、信号処理装置３６はタイマをリセットし（ステップＳ３６）、ステップＳ３１へ戻る。
【００７６】
ステップＳ３１においてＮｏでステップＳ３７に進むと、制御部３７は、アクチュエータ３４を制御して、可動式遮蔽体３３の開口部３３ａをそれまでフローセル３１Ａに向けて設定していたものを、フローセル３１Ｂに向けて開口するように設定する（「可動式遮蔽体の開口部を遅延配管より下流側のフローセルに設定する））。
そして、ステップＳ３８では、フローセル３１Ｂ側の計測の制御信号を信号処理装置３６に出力し、信号処理装置３６においてタイマｔＡをスタートさせるとともに、信号処理装置３６から波高分析装置３５に計数開始のタイミング信号を出力させる（「タイマｔＡスタート」）。波高分析装置３５においてＧｅ検出器３２からのγ線検出信号をエネルギ弁別させ、エネルギ窓毎の計数値として、積算させる（ステップＳ３９；「所定時間窓Δｔで放射線計測」）。次いで、信号処理装置３６はタイマｔＡがΔｔ以上になったか否かをチェック（ステップＳ４０）し、Δｔ以上の場合（Ｙｅｓ）はステップＳ４１へ進み、Δｔ未満の場合（Ｎｏ）はステップＳ３９を繰り返す。
【００７７】
ステップＳ４１では、信号処理装置３６は、波高分析装置３５からエネルギ窓毎の計数値を読み取り、５１１ｋｅＶのγ線エネルギのエネルギ窓に対応する所定時間窓Δｔに対する第２の計数率（第２の計数結果）を算出し、所定時間窓Δｔの計測開始時刻データとともに記憶装置３６ａに記憶させる（ステップＳ４１；「第２の計数結果を計測開始時刻データとともに記憶」）。そして、信号処理装置３６はタイマをリセットする（ステップＳ４２）。
【００７８】
ステップＳ４３では、制御部３７は、アクチュエータ３４に制御信号を出力して、可動式遮蔽体３３の開口部３３ａをそれまでフローセル３１Ｂに向けて設定していたものを、フローセル３１Ａに向けるように可動式遮蔽体３３を回動させる（「可動式遮蔽体の開口部を、遅延配管より上流側のフローセルに設定する」）。
ステップＳ４４では、信号処理装置３６は、ステップＳ４１で、記憶装置３６ａに計測開始時刻データとともに記憶された第２の計数率を記憶装置３６ａから読み出し、次いで、ステップＳ３４で記憶装置３６ａに計測開始時刻データとともに記憶された計数率のうち、前記第２の計数率の計数開始時刻データよりもΔＴＸだけ遡った計数開始時刻データの５１１ｋｅＶのエネルギ窓に対応する第１の計数率（第１の計数結果）を記憶装置３６ａから読み出し、前記した式（４）、式（５）の連立方程式を解いて定数Ａ，Ｂを算出する（「Ｎ−１３，Ｆ−１８の濃度を分析」）。
【００７９】
ステップＳ４５では、信号処理装置３６は、Ｆ−１８濃度が閾値以上か否かをチェックする。閾値以上の場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ４６に進み、操作表示部３８に警報出力をする。例えば、「排ガス再結合器、排ガス復水器、除湿冷却器  異常！」の表示を操作表示部３８にさせる。ここで、Ｆ−１８濃度のとしては、ステップＳ４４で算出された定数Ｂそのものを用いるよりも定数Ａ，Ｂにもとづく相対比（Ｂ／Ａ）を用いたほうが適切である。
ステップＳ４５において閾値未満の場合（Ｎｏ）は、信号処理装置３６は、一連の閉じ込め計測の処理を終了して、通常計測の処理を開始する。
なお、閉じ込め計測の処理を終了するに当たって、信号処理装置３６は、算出したＦ−１８の濃度を操作表示部３８に送信し、操作表示部３８においてＦ−１８濃度の時系列情報の傾向監視を行うことにより、排ガス再結合器１０、排ガス復水器１１や除湿冷却器１２が正常状態か否かを継続的に監視するようにしても良い。
【００８０】
ステップＳ３７〜Ｓ４６のＮ−１３及びＦ−１８濃度の分析のための放射線計測やその後の演算処理が終了すると、信号処理装置３６は、計測ライン５１Ａのフローセル３１Ａからのγ線検出信号に対して波高分析装置３５が出力するエネルギ窓毎の計数値を読み取り、予め設定されたエネルギ窓に対応する目的とする放射性核種毎の計数率を算出する。目的とする放射性核種毎の計数率は計数率のまま、もしくは検出効率により放射能濃度に換算され、記憶装置３６ａに記憶させ、その時系列情報が操作表示部３８に送られる。
【００８１】
本実施形態の放射線監視装置３０Ｄによれば、所定の時間間隔毎にＦ−１８の濃度が算出でき、排ガス再結合器１０、排ガス復水器１１、除湿冷却器１２が健全ならば、Ｆ−１８がフッ化水素の化学形態で排ガス復水器ドレン管１９に戻っており、通常検出されない程度のＦ−１８の濃度が、それらに性能劣化や異常等が生じると採取された非凝縮性ガスにフッ化水素が混じったり、除去されなかった湿分に含まれたフッ化水素が検出されたりして、排ガス再結合器１０、排ガス復水器１１、除湿冷却器１２の性能劣化又は異常が生じていることが判定できる。
特に、水素濃度で検知するよりも５１１ｋｅＶのγ線に対応する波高値に対する計数率から放射線核種の濃度を検出できるので高感度で検出可能である。
【００８２】
また、本実施形態では、通常計測を行っている場合でも、Ｎ−１３及びＦ−１８濃度の分析のための放射線計測やその後の演算処理を行っている際にも、計測ライン５１Ａ、５２Ａには、排ガスが所定量流れるようになっているので、サンプリング配管（採取）２２やサンプリング配管（戻り）２３が長くても、その長さによる時間遅れがあるだけで、排ガス系配管２５に現在流れている排ガスを連続して採取している状態は続いているので、図９のフローチャートにおいてＮ−１３及びＦ−１８濃度の分析のための放射線計測やその後の演算処理が終了して、通常計測を始めるときに、そのまま信頼できる排ガスの放射能計測の結果とすることができる。
【００８３】
また、第１の実施形態及び第２の実施形態において用いられた三方弁５３Ａ，５３Ｂが不要になるので、放射線監視装置３０Ｄの機械的信頼性が向上する。
【００８４】
《第６の実施形態》
次に、図１０を参照しながら本願発明に係る放射線監視装置の第６の実施形態である放射線監視装置３０Ｅについて説明する。
図１０は、第６の実施形態の放射線監視装置の構成図である。
本実施形態の放射線監視装置３０Ｅが第５の実施形態の放射線監視装置３０Ｄと異なる点は、第１の実施形態ではフローセル３１Ａ，３１Ｂに対してγ線検出器として１つのＧｅ検出器３２を用い、可動式遮蔽体３３の開口部３３ａの設定をアクチュエータ３４で切り替えていたものを、本実施形態では２つのＧｅ検出器（第１のγ線検出器）３２Ａ，（第２のγ線検出器）３２Ｂをそれぞれのフローセル３１Ａ，３１Ｂに配置し、Ｇｅ検出器３２Ａとフローセル３１Ａの組み合わせと、Ｇｅ検出器３２Ｂとフローセル３１Ｂの組み合わせとを、固定遮蔽体５０で隔離して互いの放射線計測がバックグラウンドを高めることの無いようにしている点である。
【００８５】
このような構成とすることに対応し、本実施形態では可動式遮蔽体３３とアクチュエータ３４を必要としない。また、本実施形態では、Ｇｅ検出器３２ＡとＧｅ検出器３２Ｂからのγ線検出信号を先ず入力切替装置４０に入力する。そして、入力切替装置４０は制御部３７に制御されて、通常計測のときはＧｅ検出器３２Ａからのγ線検出信号を波高分析装置３５に入力し、フローセル３１Ｂ側の計測のときはＧｅ検出器３２Ｂからのγ線検出信号を波高分析装置３５に入力する。
他の構成は第５の実施形態と同じであり、第５の実施形態と同じ構成については同一符号を付し、重複する説明を省略する。
なお、本実施形態においては、図９のフローチャートのステップＳ３７，Ｓ４３は不要となる。
【００８６】
本実施形態における計測ライン５１Ａは請求項に記載の「第１の計測配管」に、計測ライン５２Ａは請求項に記載の「第２の計測配管」に、フローセル３１Ａは請求項に記載の「第１のフローセル」に、フローセル３１Ｂは請求項に記載の「第２のフローセル」に対応する。
【００８７】
本実施形態でも第５の実施形態と同様に通常検出されない程度のＦ−１８の濃度が、排ガス再結合器１０、排ガス復水器１１、除湿冷却器１２に性能劣化や異常等が生じると非凝縮性ガスにフッ化水素が混じったり、除去されなかった湿分に含まれたフッ化水素が検出されたりして、排ガス再結合器１０、排ガス復水器１１、除湿冷却器１２の性能劣化又は異常が生じていることが判定できる。
【００８８】
本実施形態によれば、可動式遮蔽体３３やアクチュエータ３４を用いないので、機械的駆動する構成品が少なくなり、信頼性が向上する。
なお、本実施形態では、波高分析装置３５を１台として入力切替装置４０で２つのＧｅ検出器３２Ａ，３２Ｂからのγ線検出信号を切り替えて入力するものとしたがそれに限定されるものではなく、入力切替装置４０を無くし、２台の波高分析装置３５にＧｅ検出器３２Ａ，３２Ｂからのγ線検出信号を入力するようにしても良い。
【００８９】
《第７の実施形態》
次に、図１１を参照しながら本願発明に係る放射線監視装置の第７の実施形態である放射線監視装置３０Ｆについて説明する。
図１１は、第７の実施形態の放射線監視装置の構成図である。
本実施形態の放射線監視装置３０Ｆが第５の実施形態の放射線監視装置３０Ｄと異なる点は、（１）可動式遮蔽体３３とアクチュエータ３４を削除した点と、（２）図１１に示すように計測ライン５１Ａの下流にバイパス管６３と遅延配管５４に分岐する分岐点を設け、そこに三方弁６１を配置し、バイパス管６３と遅延配管５４のそれぞれ下流側は合流して計測ライン５２Ａに接続している点である。
【００９０】
（計測配管の流れ切替の構成）
前記三方弁６１による流れを切り替える構成を以下に説明する。
三方弁６１は制御部３７に通電制御される電磁弁の切替弁である。三方弁６１は、無通電のとき計測ライン５１Ａからの排ガスを、遅延配管５４を経て計測ライン５２Ａに流し、通電時には計測ライン５１Ａからの排ガスを、バイパス管６３を経て計測ライン５２Ａに流す。
【００９１】
そして、通常計測の場合には、サンプリング配管（採取）２２で採取された排ガスは三方弁６１が図１１に示したような方向（白表示方向）に開状態なので、計測ライン５１Ａ通過後の排ガスは、遅延配管５４に流れ、その後計測ライン５２Ａを流れる。
【００９２】
従って、Ｇｅ検出器３２はフローセル３１Ｂを通過する排ガスに対しては、約１０分前にフローセル３１Ａを通過した放射能濃度の減衰した排ガスからの放射線と、現在フローセル３１Ａを通過している排ガスからの放射線とともに検出して、γ線検出信号を波高分析装置３５に出力していることになる。
【００９３】
これに対し、Ｎ−１３及びＦ−１８濃度の分析のための放射線計の場合には、サンプリング配管（採取）２２で採取された排ガスは三方弁６１が図１１に示したような矢印で示した方向に開状態なので、計測ライン５１Ａ通過後の排ガスは、三方弁６１でバイパス管６３側に流れた後、計測ライン５２Ａを流れる。
【００９４】
従って、Ｇｅ検出器３２はフローセル３１Ａ，３１Ｂの両方からのフローセル３１Ａを通過する排ガスと略同じ放射能濃度の排ガスからの放射線を検出して、γ線検出信号を波高分析装置３５に出力する。
【００９５】
本実施形態における計測ライン５１Ａは請求項に記載の「第１の計測配管」に、計測ライン５２Ａは請求項に記載の「第２の計測配管」に、フローセル３１Ａは請求項に記載の「第１のフローセル」に、フローセル３１Ｂは請求項に記載の「第２のフローセル」に、三方弁６１は請求項に記載の「流れ切替手段」に対応する。
【００９６】
（放射線計測の方法）
次に、前記説明した計測ライン５２Ａの流れ切替の構成を用いて、制御部３７が、「通常計測」と「Ｎ−１３及びＦ−１８の濃度分析用の計測」を行う制御について説明する。
通常計測時には、制御部３７が三方弁６１を無通電状態とし、計測ライン５２Ａに、遅延配管５４を経た排ガスを流し、予め設定されたエネルギ窓に対応する目的とする放射性核種毎の所定時間窓Δｔに対する計数率（第１の計数結果）を信号処理装置３６に波高分析装置３５から周期的に取得させて、時系列的に記憶装置３６ａに記憶させていくとともに、操作表示部３８に送信させる。
ちなみにこの予め設定されたエネルギ窓の中にはＮ−１３とＦ−１８による５１１ｋｅＶのγ線エネルギに対応するエネルギ窓も含まれている。
【００９７】
そして、制御部３７は、一定の時間間隔で、例えば、約２０分に一回の頻度で、所定時間窓Δｔ以上の時間だけ三方弁６１を通電状態とし、計測ライン５２Ａに、バイパス管６３を経た排ガスを流し、信号処理装置３６に波高分析装置３５から所定時間窓ΔｔのＮ−１３とＦ−１８による５１１ｋｅＶのγ線エネルギに対応するエネルギ窓に対応する計数率（第２の計数結果）取得させ、記憶装置３６ａに記憶させる。
【００９８】
ここで、フローセル３１Ａを通過後、遅延配管５４を経てフローセル３１Ｂに到るまでの所要時間をΔＴＸとしフローセル３１Ａを通過後、バイパス管６３を経てフローセル３１Ｂに到るまでの所要時間をΔＴＹとする。
ちなみに、ΔＴＹは秒オーダーの値である。また、排ガス中のＮ−１３，Ｆ−１８の濃度は着目している時間的長さ、例えば１０分程度の時間幅では変動が小さく、定常状態であると仮定する。すると、Ｆ−１８濃度分析用の計測を行う直前の通常計測時の５１１ｋｅＶのエネルギ窓に対応する計数率Ｃ３（ｔｉ）は次式（６）で表わされ、Ｎ−１３，Ｆ−１８濃度分析用の計測時の５１１ｋｅＶのエネルギ窓に対応する計数率Ｃ４（ｔＪ）は次式（７）で表わされる。
【００９９】
【数４】
2010002278.tif 000006
【０１００】
式（６），（７）で表示された定数Ａ，Ｂを未知数とする連立方程式は信号処理装置３６において行列式の演算を行うことで容易に解ける。
算出された、放射能濃度に対応する定数Ａ，Ｂにもとづいて、前記した第５の実施形態のように制御部３７は相対比（Ｂ／Ａ）が閾値以上か否かを判定して、閾値以降の場合は操作表示部３８に警報出力する。また、算出された相対比（Ｂ／Ａ）を得るたびに、制御部３７は操作表示部３８に送信し、操作表示部３８においてＦ−１８濃度の時系列情報の傾向監視を行うことにより、排ガス再結合器１０、排ガス復水器１１や除湿冷却器１２が正常状態か否かを継続的に監視するようにしても良い。
【０１０１】
なお、「Ｎ−１３及びＦ−１８の濃度分析用の計測」が終了した後、「通常計測」に戻ると、三方弁６１は、計測ライン５１Ａからの排ガスを遅延配管５４側に流れるように切り換えるが、正確には遅延配管５４には「Ｎ−１３及びＦ−１８の濃度分析用の計測」の間滞留していた排ガスが存在するので、その排ガスが全てフローセル３１Ｂを通過してしまうまでの約１０分間の「通常計測」の結果は、誤差を有することになる。従って、「Ｎ−１３及びＦ−１８の濃度分析用の計測」が終了した後の「通常計測」の最初の１０分間の計測結果は参考値とし、その後の１０分間の「通常計測」の計測値を正の計測値とするのが好適である。
【０１０２】
本実施形態でも第１の実施形態と同様に通常検出されない程度のＦ−１８の濃度が、排ガス再結合器１０、排ガス復水器１１、除湿冷却器１２に性能劣化や異常等が生じると非凝縮性ガスにフッ化水素が混じったり、除去されなかった湿分に含まれたフッ化水素が検出されたりして、排ガス再結合器１０、排ガス復水器１１、除湿冷却器１２の性能劣化又は異常が生じていることが判定できる。
【０１０３】
本実施形態によれば、可動式遮蔽体３３やアクチュエータ３４を用いないので、機械的駆動する構成品が少なくなり、信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】本発明の実施形態に係る放射線監視装置を適用した沸騰水型原子力発電所における一次系プラントの概要図、気体廃棄物処理系の機器配置図、及び気体廃棄物処理系に設置される放射線監視装置の構成図である。
【図２】試料を閉じ込めて所定のエネルギ窓に対応する同じエネルギのγ線を放出する放射線核種、例えば、Ｎ−１３及びＦ−１８の濃度を算出する制御の流れのフローチャートである。
【図３】減期の長さが異なる２つの放射性核種が存在する場合の、両方の放射能の減衰曲線を示す図である。
【図４】第２の実施形態の放射線監視装置の構成図である。
【図５】第３の実施形態の放射線監視装置の構成図である。
【図６】半減期の長さが異なる２つの放射性核種が存在する場合の、両方の放射能の減衰曲線が定常状態の通常計測時の放射能と重畳されている関係を示す図である。
【図７】第５の実施形態の放射線監視装置の構成図である。
【図８】制御部が可動式遮蔽体の開口部の設定を制御するのに応じて、信号処理装置で取得される計数結果が２つのフローセルのいずれのものかを示すタイムチャート。
【図９】「通常計測」と「Ｎ−１３及びＦ−１８の濃度の算出」の制御の流れを示すフローチャートである。
【図１０】第６の実施形態の放射線監視装置の構成図である。
【図１１】第７の実施形態の放射線監視装置の構成図である。
【符号の説明】
【０１０５】
１      原子炉
２      炉心
３      主蒸気管
４      タービン
５      復水器
６      主蒸気抽気配管
７      空気抽出器
８      抽気管
９      排ガス予熱器
１０    排ガス再結合器
１１    排ガス復水器
１２    除湿冷却器
１３    活性炭式希ガスホールドアップ装置
１３ａ  ホールドアップタンク
１４    排ガスフィルタ
１５    排ガス抽出器
１６    主排気筒
１９    排ガス復水器ドレン管
２２    サンプリング配管（採取）
２３    サンプリング配管（戻り）
２５    排ガス系配管
３０，３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ，３０Ｅ，３０Ｆ  放射線監視装置
３１Ａ  フローセル（第１のフローセル）
３１Ｂ  フローセル（第２のフローセル）
３２    Ｇｅ検出器（γ線検出器）
３２Ａ  Ｇｅ検出器（第１のγ線検出器）
３２Ｂ  Ｇｅ検出器（第２のγ線検出器）
３３    可動式遮蔽体（遮蔽体）
３３ａ  開口部
３４    アクチュエータ
３５    波高分析装置（波高分析手段）
３６    信号処理装置（信号処理手段）
３６ａ  記憶装置（記憶手段）
３７    制御部（制御手段）
３８    操作表示部
４０    入力切替装置
５０    固定遮蔽体
５１，５１Ａ  計測ライン（通常用）（第１の計測配管）
５２，５２Ａ  計測ライン（閉じ込め用）（第２の計測配管）
５３Ａ，５３Ｂ  三方弁（閉じ込め手段）
５４    遅延配管
５５Ａ，５５Ｂ  弁（閉じ込め手段）
５７    流量調整弁
５８    流量計
５９    ポンプ
６１    三方弁（流れ切替手段）
６３    バイパス管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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