(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
大気を濾過して取り込む除湿装置と、同除湿装置により大気から分離された水分について同水分中のトリチウムの放射能を測定する第１検出手段と、上記除湿装置を経由して水分を取り除かれた気体から酸素分を取り除く脱酸素装置と、同脱酸素装置を経由した気体を水素系ガスと残余ガスとに分離して同水素系ガスに含まれるトリチウムの放射能を測定する第２検出手段と、上記残余ガス中に含まれるメタン起源のトリチウムについて放射能を測定する第３検出手段とを備えたことを特徴とする、大気中トリチウム検出装置。
【請求項２】
上記脱酸素装置を経由した気体を水素系ガスと残余ガスとに分離する手段として第１のパラジウム合金水素透過膜を備えたことを特徴とする、請求項１に記載の大気中トリチウム検出装置。
【請求項３】
上記第１のパラジウム合金水素透過膜へ導かれる上記気体に予めトリチウムを含まない水素を添加するための水素添加手段が設けられたことを特徴とする、請求項２に記載の大気中トリチウム検出装置。
【請求項４】
上記残余ガスにトリチウムを含まないメタンおよび水蒸気を添加するメタン水蒸気添加手段と、同メタン水蒸気添加手段を経由した上記残余ガスを触媒還元手段および第２のパラジウム合金水素透過膜に導いて上記メタン起源のトリチウムを取り出す手段とが設けられたことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１つに記載の大気中トリチウム検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、大気中に含まれるトリチウム（水素の放射性同位元素）の濃度を検出するための大気中トリチウム検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
大気中に含まれるトリチウムは、天然起源のものと人工起源のものとがある。天然起源のトリチウムは、ほぼすべて宇宙線と大気分子との破砕反応によって成層圏で生成されたものであり、その生成と崩壊とは平衡している。これに対し、人工的なトリチウムは、核実験起源と核施設起源のものとがある。大気中における分子状水素系のトリチウムやメタン中のトリチウムの濃度はかなり高くなっている。この原因ははっきりとしていないが、主として人工的なトリチウムに起因していると考えられている。
そして、今後核融合の研究が進めばトリチウムの使用量は増大してゆき、さらに核融合炉が実用化されればトリチウムの使用量は大幅に増大するので、僅かな漏洩率でも環境に大きな影響を与えるおそれがある。
トリチウムはその化学形によって人体に対する影響が大きく異なり、法規制値も異なっている（［表１］）。そこで、大気中のトリチウムを化学形別に常時計測する必要があるが、従来のトリチウム検出手段では、単に大気中の水素やメタンなどについて、個々に水の形に変換して液体シンチレーションカウンターによってトリチウムの濃度測定が行われているにすぎない。
【表１】
0003718703.tif 000002
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、大気中の水分に含まれるトリチウム，大気中の分子状水素としてのトリチウムおよび大気中のメタンに含まれるトリチウムを、それぞれの放射能の測定により効率よく総合的に計測できるようにした大気中トリチウム検出装置を提供することを課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前述の課題を解決するため、本発明の大気中トリチウム検出装置は、大気を濾過して取り込む除湿装置と、同除湿装置により大気から分離された水分について同水分中のトリチウムの放射能を測定する第１検出手段と、上記除湿装置を経由して水分を取り除かれた気体から酸素分を取り除く脱酸素装置と、同脱酸素装置を経由した気体を水素系ガスと残余ガスとに分離して同水素系ガスに含まれるトリチウムの放射能を測定する第２検出手段と、上記残余ガス中に含まれるメタン起源のトリチウムについて放射能を測定する第３検出手段とを備えたことを特徴としている。
【０００５】
また、本発明の大気中トリチウム検出装置は、上記脱酸素装置を経由した気体を水素系ガスと残余ガスとに分離する手段として第１のパラジウム合金水素透過膜を備えたことを特徴としている。
【０００６】
さらに、本発明の大気中トリチウム検出装置は、上記第１のパラジウム合金水素透過膜へ導かれる上記気体に予めトリチウムを含まない水素を添加するための水素添加手段が設けられたことを特徴としている。
【０００７】
また、本発明の大気中トリチウム検出装置は、上記残余ガスにトリチウムを含まないメタンおよび水蒸気を添加するメタン水蒸気添加手段と、同メタン水蒸気添加手段を経由した上記残余ガスを触媒還元手段および第２のパラジウム合金水素透過膜に導いて上記メタン起源のトリチウムを取り出す手段とが設けられたことを特徴としている。
【０００８】
上述の本発明の大気中トリチウム検出装置では、大気中の水分に含まれるトリチウムの比率が、除湿装置により大気から分離された水分についてトリチウムの放射能を検出する第１検出手段により求められ、ついで上記水分を取り除かれた気体から更に酸素分を取り除いた後、同気体に含まれる水素系ガスを分離して、同水素系ガスについてトリチウムの放射能を検出する第２検出手段により、大気中の水素系ガスに含まれるトリチウムの比率が効率よく検出されるとともに、上記の酸素分および水素系ガスを取り除かれた残余ガスにおけるメタン起源のトリチウムについて放射能を検出する第３検出手段により、大気中に含まれるメタン起源のトリチウムの比率が検出されるので、これらを総合して大気中に含まれるトリチウムの比率が的確に求められるようになる。
【０００９】
また、上記脱酸素装置を経由した気体を水素系ガスと残余ガスとに分離する手段として第１のパラジウム合金水素透過膜を備えたことにより、大気中における水素系ガスの分離が適切に行われ、同水素系ガスに含まれるトリチウムの放射能測定が、上記第２検出手段により能率よく行われるようになる。
【００１０】
そして、上記第１のパラジウム合金水素透過膜に導かれる気体は、予め脱酸素装置で酸素分を除去されているので、上記第１のパラジウム合金水素透過膜の損傷が十分に防止される利点が得られる。
【００１１】
さらに、上記残余ガスに対してトリチウムを含まないメタンおよび水蒸気を添加する手段と、その添加後に上記残余ガスを触媒還元手段および第２のパラジウム合金水素透過膜に導いてメタン起源のトリチウムを取り出す手段とが設けられることにより、大気中におけるメタン起源のトリチウムについての検出が前記第３検出手段により的確に行われるようになる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面により本発明の一実施形態としての大気中トリチウム検出装置について説明すると、図１はその系統図を示している。
【００１３】
図１に示すように、大気が、フィルター１により濾過されるようにして送風機２に取り込まれるとともに除湿装置３へ送り込まれ、この除湿装置３により取り出された水分は比例計数管などの放射能測定手段としての第１検出手段４へ送られて、同水分中のトリチウムを検出されるようになっている。
【００１４】
そして、除湿装置３で水分を除去された気体は、脱酸素装置５に導かれて酸素分を除去された後、水素添加手段６によりトリチウムを含まない水素ガスを添加され、このようにして水素分圧を高められた気体は、第１のパラジウム合金水素透過膜７により効率よく水素系ガスと残余ガスとに分離される。
【００１５】
第１のパラジウム合金水素透過膜７を透過したトリチウムを含む水素系ガスは、比例係数管などの放射能測定手段としての第２検出手段８へ導かれて、同水素系ガスにおけるトリチウムを検出される。
【００１６】
一方、第１のパラジウム合金水素透過膜７で分離された残余ガスは、水素除去手段９で残存する水素を十分に除去された後、メタン水蒸気添加手段10を経由し、ついで触媒還元手段13および第２のパラジウム合金水素透過膜11によりメタン起源のトリチウムを分離され、同トリチウムについては比例係数管などの放射能測定手段としての第３検出手段12により、その検出が行われる。
【００１７】
上述の本実施形態の大気中トリチウム検出装置では、大気中の水分に含まれるトリチウムの比率が、除湿装置３により大気から分離された水分についてトリチウムの放射能を検出する第１検出手段４により求められ、ついで上記水分を取り除かれた気体から更に酸素分を取り除かれた後、同気体に含まれる水素系ガスを分離して、同水素系ガスについてトリチウムの放射能を検出する第２検出手段８により、大気中の水素系ガスに含まれるトリチウムの比率が効率よく検出されるとともに、上記の酸素分および水素系ガスを取り除かれた残余ガスにおけるメタン起源のトリチウムについて放射能を検出する第３検出手段12により、大気中に含まれるメタン起源のトリチウムの比率が検出されるので、これらを総合して大気中に含まれるトリチウムの比率が的確に求められるようになる。
【００１８】
また、脱酸素装置５を経由した気体を水素系ガスと残余ガスとに分離する手段として第１のパラジウム合金水素透過膜７を備えたことにより、大気中における水素系ガスの分離が適切に行われ、同水素系ガスに含まれるトリチウムの放射能測定が能率よく行われるようになる。
【００１９】
そして、第１のパラジウム合金水素透過膜７に導かれる気体は、予め脱酸素装置５で酸素分を除去されているので、第１のパラジウム合金水素透過膜７の損傷が十分に防止される利点がある。
【００２０】
さらに、上記残余ガスに対してトリチウムを含まないメタンおよび水蒸気を添加する手段10と、その添加後に上記残余ガスを触媒還元手段13および第２のパラジウム合金水素透過膜11に導いてメタン起源のトリチウムを取り出す手段とが設けられることにより、大気中におけるメタン起源のトリチウムについての検出が的確に行われるようになる。
【００２１】
このようにして、本実施形態の大気中トリチウム検出装置によれば、大気中の水分に含まれるトリチウム，大気中の分子状水素としてのトリチウムおよび大気中のメタンに含まれるトリチウムを、それぞれの放射能の測定により効率よく総合的に計測できるようになり、これにより大気中に含まれるトリチウムの比率の監視に役立つことができる。
【００２２】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の大気中トリチウム検出装置によれば次のような効果が得られる。
(1) 大気中の水分に含まれるトリチウムの比率が、除湿装置により大気から分離された水分についてトリチウムの放射能を検出する第１検出手段により求められ、ついで上記水分を取り除かれた気体から更に脱酸素装置により酸素分を取り除いた後、同気体に含まれる水素系ガスを分離して、同水素系ガスについてトリチウムの放射能を検出する第２検出手段により、大気中の水素系ガスに含まれるトリチウムの比率が効率よく検出されるとともに、上記の酸素分および水素系ガスを取り除かれた残余ガスにおけるメタン起源のトリチウムについて放射能を検出する第３検出手段により、大気中に含まれるメタン起源のトリチウムの比率が検出されるので、これらを総合して大気中に含まれるトリチウムの比率が的確に求められるようになる。
(2) 上記脱酸素装置を経由した気体を水素系ガスと残余ガスとに分離する手段として第１のパラジウム合金水素透過膜を備えたことにより、大気中における水素系ガスの分離が適切に行われ、同水素系ガスに含まれるトリチウムの放射能測定が、上記第２検出手段により能率よく行われるようになる。
(3) 上記第１のパラジウム合金水素透過膜に導かれる気体は、予め脱酸素装置で酸素分を除去されているので、上記第１のパラジウム合金水素透過膜の損傷が十分に防止される利点がある。
(4) 上記残余ガスに対してトリチウムを含まないメタンおよび水蒸気を添加する手段と、その添加後に上記残余ガスを触媒還元手段および第２のパラジウム合金水素透過膜に導いてメタン起源のトリチウムを取り出す手段とが設けられることにより、大気中におけるメタン起源のトリチウムについての検出が、上記第３検出手段により的確に行われるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としての大気中トリチウム検出装置を模式的に示す系統図である。
【符号の説明】
１  フィルター
２  送風機
３  除湿装置
４  第１検出手段
５  脱酸素装置
６  水素添加手段
７  第１のパラジウム合金水素透過膜
８  第２検出手段
９  水素除去手段
10  メタン水蒸気添加手段
11  第２のパラジウム合金水素透過膜
12  第３検出手段
13  触媒還元手段
【図１】
0003718703.tif 000003