(57)【要約】【課題】本発明の目的は、液体シンチレーションカウンターの様に長時間を要する試料の前処理や放射性廃棄物の発生無しにトリチウムを高感度で連続して監視できるトリチウムモニター及びその検出方法を提供することにある。【解決手段】本発明は、被測定対象の空気から水素成分を分離する水素分離装置と、前記分離された前記水素成分を蓄積させる蓄積手段と、該蓄積された前記前記水素成分の放射線を検出する検出器と、前記水素分離装置、蓄積手段及び検出器内の各ガス圧力の制御を行う制御装置とを備えたことを特徴とするトリチウムモニターにある。又、その検出方法は、被測定対象の空気から水素成分を分離する水素分離工程と、前記分離された水素成分を蓄積させる蓄積工程と、前記蓄積された水素成分の放射線を検出する検出工程とを有することを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定対象の空気から水素成分を分離する水素分離装置と、前記分離された前記水素成分を蓄積させる蓄積手段と、該蓄積された前記水素成分の放射線を検出する検出器と、前記水素分離装置、蓄積手段及び検出器内の各ガス圧力の制御を行う制御装置とを備えたことを特徴とするトリチウムモニター。
【請求項２】
被測定対象の空気から水素成分を分離する水素分離装置と、前記分離された水素成分を加圧する加圧ポンプと、該加圧された水素成分を蓄積する蓄積部と、該蓄積部に蓄積された前記水素成分の放射線を検出する半導体ベータ線検出器と、前記酸素分圧調整装置、水素分離装置、蓄積部及び加圧ポンプの各ガス圧力の制御を行う制御装置とを備えたことを特徴とするトリチウムモニター。
【請求項３】
被測定対象の空気から水素成分を分離する水素分離装置と、前記分離された水素成分の放射線を検出する電離箱又は比例計数管ベータ線検出器と、該検出器より排出される前記水素成分を仕切り弁を介して前記水素分離装置に戻す循環ポンプと、前記酸素分圧調整装置、水素分離装置及び循環ポンプの各ガス圧力の制御を行う制御装置とを備えたことを特徴とするトリチウムモニター。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかにおいて、前記空気中から水素成分を分離する水素分離装置の前に被測定対象の空気の酸素分圧を調整する酸素分圧調整装置と、前記水素分離装置への前記被測定対象の空気の供給と前記水素分離装置から前記水素成分が分離された前記空気を排気系に排出させる給排気ポンプと、前記検出器より排出される前記水素成分を仕切り弁を介して前記排気系に排出させる排気ポンプとを備えたことを特徴とするトリチウムモニター。
【請求項５】
被測定対象の空気から水素成分を分離する水素分離工程と、前記分離された水素成分を蓄積させる蓄積工程と、前記蓄積された水素成分の放射線を検出する検出工程とを有することを特徴とするトリチウムの検出方法。
【請求項６】
被測定対象の空気から水素成分を分離する水素分離工程と、該分離された水素成分を加圧する加圧工程と、該加圧された前記水素成分を蓄積部に蓄積する蓄積工程と、前記蓄積部に蓄積された前記水素成分の放射線を半導体ベータ線検出器によって検出する検出工程とを有することを特徴とするトリチウムの検出方法。
【請求項７】
被測定対象の空気から水素成分を分離する水素分離工程と、前記分離された水素成分の放射線を電離箱又は比例計数管ベータ線検出器によって検出する検出工程と、前記検出器より排出される前記水素成分を前記水素分離装置に戻す循環工程とを有することを特徴とするトリチウム検出方法。
【請求項８】
請求項５〜７のいずれかにおいて、前記水素分離工程の前に空気の酸素分圧を調整する酸素分圧調整工程と、前記水素分離工程で前記水素成分が分離された前記空気を排気系に排出させる排出工程と、前記検出器より排出される前記水素成分を仕切り弁を介して排気ポンプにより前記排気系に排出させる排出工程とを備えたことを特徴とするトリチウム検出方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原子力施設や核融合関連施設内等のトリチウムの放射線を監視する新規なトリチウムモニター及びその検出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
原子力施設では施設の安全管理の一環として、作業環境の空気中あるいは気体状廃棄物中放射性物質濃度を監視している。放射性物質の内トリチウム濃度は、通気型の電離箱あるいは比例計数管を用いて監視されている。しかし、施設の安全管理の充実のために、感度の向上が課題とされている。
このような課題を解決したトリチウムモニターの例としては、試料気体中の水素ガスを酸化して水の形態で回収し、液体シンチレーションカウンターで計測するトリチウムモニターがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
原子力施設では作業空間中や環境に排出する気体廃棄物中の放射性物質濃度を監視し、作業者の安全や環境への影響が十分に小さいことを確認している。したがって、トリチウムについてもその濃度を高感度でかつ連続的に監視することが必要である。この課題に対応する装置として、液体シンチレーションカウンターがある。しかし、液体シンチレーションカウンターでは試料の前処理や計数時間が数十分から数時間必要であり、オンラインモニターとしては十分ではない。また、計測後の液体シンチレータは放射性廃棄物であり、その処分が必要である。本発明の目的は、液体シンチレーションカウンターの様に長時間を要する試料の前処理や放射性廃棄物の発生無しにトリチウムを高感度で連続して監視できるトリチウムモニター及びその検出方法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、被測定対象の空気から水素成分を分離する水素分離装置と、前記分離された前記水素成分を蓄積させる蓄積手段と、該蓄積された前記水素成分の放射線を検出する検出器と、前記水素分離装置、蓄積手段及び検出器内の各ガス圧力の制御を行う制御装置とを備えたことを特徴とするトリチウムモニターにある。又、本発明のトリチウムモニターは、より具体的には以下の要件を有するものである。
【０００５】
被測定対象の空気から水素成分を分離する水素分離装置と、前記分離された水素成分を加圧する加圧ポンプと、該加圧された水素成分を蓄積する蓄積部と、該蓄積部に蓄積された前記水素成分の放射線を検出する半導体ベータ線検出器と、前記酸素分圧調整装置、水素分離装置、蓄積部及び加圧ポンプの各ガス圧力の制御を行う制御装置とを備えたことを特徴とする。
【０００６】
被測定対象の空気から水素成分を分離する水素分離装置と、前記分離された水素成分の放射線を検出する電離箱又は比例計数管ベータ線検出器と、該検出器より排出される前記水素成分を仕切り弁を介して前記水素分離装置に戻す循環ポンプと、前記酸素分圧調整装置、水素分離装置及び循環ポンプの各ガス圧力の制御を行う制御装置とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
前記空気中から水素成分を分離する水素分離装置の前に被測定対象の空気の酸素分圧を調整する酸素分圧調整装置と、前記水素分離装置への前記被測定対象の空気の供給と前記水素分離装置から前記水素成分が分離された前記空気を排気系に排出させる給排気ポンプと、前記検出器より排出される前記水素成分を仕切り弁を介して前記排気系に排出させる排気ポンプとを備えたことを特徴とする。
【０００８】
更に、本発明は、被測定対象の空気から水素成分を分離する水素分離工程と、前記分離された水素成分を蓄積させる蓄積工程と、前記蓄積された水素成分の放射線を検出する検出工程とを有することを特徴とするトリチウムの検出方法にある。又、本発明のより具体的なトリチウムの検出方法は以下の要件を有する。
【０００９】
被測定対象の空気から水素成分を分離する水素分離工程と、該分離された水素成分を加圧する加圧工程と、該加圧された前記水素成分を蓄積部に蓄積する蓄積工程と、前記蓄積部に蓄積された前記水素成分の放射線を半導体ベータ線検出器によって検出する検出工程とを有することを特徴とする。
【００１０】
被測定対象の空気から水素成分を分離する水素分離工程と、前記分離された水素成分の放射線を電離箱又は比例計数管ベータ線検出器によって検出する検出工程と、前記検出器より排出される前記水素成分を前記水素分離装置に戻す循環工程とを有することを特徴とする。
【００１１】
前記水素分離工程の前に空気の酸素分圧を調整する酸素分圧調整工程と、前記水素分離工程で前記水素成分が分離された前記空気を排気系に排出させる排出工程と、前記検出器より排出される前記水素成分を仕切り弁を介して排気ポンプにより前記排気系に排出させる排出工程とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
本発明のトリチウムモニターは、トリチウムを取り扱う原子力施設や核融合関連施設等の各施設内に直接設置される場合、又は各施設内に設けられたプロセス配管に接続されたサンプリング配管を通して被測定対象の空気を前記水素分離装置に供給する各施設の外に設置される場合並びに環境計測の目的で原子力施設等の外部に設置されることがある。
【００１３】
本発明のトリチウムモニター及びその検出方法では、試料中の水素成分を分離抽出すると共に所要の感度を得るに必要な時間の間、分離した水素を蓄積することにより、従来のトリチウムモニターと比較して大幅な感度向上が図れるものである。
【００１４】
前述の水素成分は、空気中の水素同位体からなる元素状の水素及び空気中のＣＨ４，Ｈ２Ｏ等の水素化合物を一例として、高温に加熱されたプロトン導電性セラミックスのパイプの表面で分解反応させ、セラミックス中を透過した水素同位体からなる元素状の水素である。又、加圧ポンプは、水素分離装置によって分離された希薄な水素成分をより濃縮させるものである。更に、本発明の検出方法は試料を採取、蓄積しながら計測し、所定の感度を得るまで採取、蓄積を継続するものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
（実施例１）
図１は、トリチウムを検出するベータ線検出器１として半導体検出器を使用した場合の実施例を示す。ベータ線検出器１は図２に示す様に測定容器を兼ねた蓄積部１０２と半導体検出器１０１から構成する。半導体検出器は大型化が困難なため、計数効率が不足の場合は蓄積部１０２の周囲に複数個取りつける。図２では半導体検出器１０１ａと１０１ｂの２個付けた場合を示している。測定対象の試料空気はプロセス配管２０からサンプリング配管２１を通して採取ポンプ２２により採取される。採取された空気は酸素分圧調整装置３で水素分離装置２の動作に適切な酸素分圧に調整した後、水素分離装置２に導入する。水素以外の成分は戻り配管２３ａ、２３ｂを通ってプロセス配管２０に戻される。分離された水素成分は仕切り弁４を通して加圧ポンプ１３によりベータ線検出器１の蓄積部１０２に圧入する。
【００１６】
半導体検出器１０１ａ、１０１ｂは水素成分中のトリチウムから放出されるベータ線を検出して、出力信号１１１を放射線測定装置１１に送る。トリチウムのベータ線はエネルギーが低いので、必要に応じて蓄積部１０２の圧力計１０の測定値により蓄積部１０２内の気体による自己吸収効果を補正する。所定の時間蓄積、計測した後、採取ポンプ２２と加圧ポンプ１３を停止し、仕切り弁４を閉じる。同時に仕切り弁３１を開き、排出配管３３ａ、３３ｂを通して排気ポンプ３２により、蓄積部１０２内の水素成分を排出する。
【００１７】
これらの制御を制御装置１２で実施する。１２１は試料ガス中の酸素分圧を監視して酸素分圧調整装置３を制御する信号、１２２は水素分離装置２の制御信号、１２３は仕切り弁４の制御信号、１２４は加圧ポンプ１３の制御信号、１２５は蓄積部１０２内の圧力信号、１２６は仕切り弁３１の制御信号、１２７は放射線計測装置の制御信号、１２８は採取ポンプ２２の制御信号、１２９は排気ポンプ３２の制御信号である。
【００１８】
図３は水素分離装置２の一例を示す構成図である。試料ガスはサンプリング配管２１から酸素分圧調整装置３を通って水素分離装置２の一次側入口２１ａから一次側２１４に導入され、出口２１ｂから排出される。この間水素成分は分離層２１１を通って二次側２１５に分離される。分離された水素成分は加圧ポンプ１３に吸引されて二次側出口２１２から排出される。本実施例では二次側入口２１３は閉止しておく。
【００１９】
水素分離層２１１としては、ポリイミド中空糸分離膜やプロトン導電性セラミックス等が用いられる。ポリイミド中空糸分離膜の場合は水蒸気状の水素成分が分離される。プロトン導電性セラミックスの場合には、数百度に加熱されたセラミックスの表面で水素化合物が分解され、水素成分だけが二次側に分離される。分離された水素は、二次側の環境により水素ガスや水蒸気の形態になる。したがって、プロトン導電性セラミックスの場合には水蒸気に限らず、水素ガス、メタン等も分離される。
【００２０】
プロトン導電性セラミックスとしては、ＳｒＣｅＯ３、ＢａＣｅＯ３，ＣａＺｒＯ３、ＳｒＺｒＯ３，ＢａＺｒＯ３等が報告されている。プロトン導電性セラミックスの特性は試料ガス中の酸素分圧に依存する。そこで、試料ガスを水素分離装置２に導入する前に酸素分圧調整装置３により、試料ガス中の酸素分圧を下限値１０〜１００ｐｐｍ、上限値を１〜１０％に調整する。すなわち、空気中のトリチウム測定の場合は酸素分圧を下げ、実験用Ｈｅ中のトリチウム測定等の場合は酸素を添加して試料ガス中の酸素分圧を上げる。酸素分圧調整手段としては、ジルコニア系の酸素イオン導電性セラミックスを用いた酸素ポンプ、酸素を選択的に透過する高分子膜及び酸素や水蒸気の微量添加装置等を組合せて使用する。なお、ポリイミド中空糸分離膜を使用する場合は酸素分圧調整装置は不要である。
【００２１】
図４は、本実施例の各動作を示す図である。図４の横軸は時間である。時間０からＴまでが測定の周期、その内時間０からｔ１までが水素分離装置２で分離された試料ガス中のトリチウムを含む水素成分の蓄積時間、ｔ１からＴが蓄積した水素成分を系から排出してリセットする時間である。モニターは０からＴまでの計測周期の動作を繰り返す。時間０で計測周期がスタートする。
【００２２】
仕切り弁４は開、仕切り弁３１は閉にする。採取ポンプ２２と加圧ポンプ１３は運転状態とする。排気ポンプ３２は停止状態である。サンプリング配管２１から採取された試料ガスは酸素分圧調整装置３を通り水素分離装置２で水素成分が分離抽出される。分離された水素成分は加圧ポンプ１３で蓄積部１０２に圧入される。蓄積部１０２内のトリチウム濃度４１ａ、４１ｂは時間と共に単調に上昇する。この上昇の様子は試料ガス中のトリチウム濃度４２ａ、４２ｂに依存する。
【００２３】
試料ガス中にトリチウムが含まれていなければ、蓄積部１０２中のトリチウム濃度４１ａ，４１ｂは変化しない。蓄積部１０２のトリチウムから放出されるベータ線は半導体検出器１０１で検出される。その出力信号１１１は放射線計測装置１１に送られる。放射線計測装置１１では、半導体検出器１０１からのパルス信号の内ノイズレベルを超えたパルスを計数する。その結果は制御装置１２に送られ、計測結果の表示や予め設定したレベルを超えた場合の警報等に使用される。蓄積部１０２のトリチウム濃度４１ａが半導体検出器１０１の検出限界濃度４３に達すると放射線計測装置１１の出力４４ａは有意な値となる。放射線計測装置の出力４４ａの微分値をとれば、試料ガス中のトリチウム濃度４２ａに比例した信号４５ａが得られる。
【００２４】
時間ｔ１に達した時点で、仕切り弁４を閉じ採取ポンプ２２及び加圧ポンプ１３を停止する。仕切り弁３１を開き排気ポンプ３２を起動して、蓄積部１０２内の水素成分を排出する。時間Ｔで、仕切り弁３１を閉じ排気ポンプ３２を停止する。仕切り弁４を開き、採取ポンプ２２と加圧ポンプ１３を起動して次の計測周期に入る。
【００２５】
半導体検出器を使用する場合の蓄積時間は次の考えで求める。半導体検出器の検出限界は、一般にバックグランド計数率の標準偏差の３倍をとる。したがって、（式１）の関係が成立する。
Ｃｍｉｎ×ηＳ×Ｑ×ηＤ×Ｇ×ｔ１＝３σＢ                …（式１）
Ｃｍｉｎ：トリチウムの目標検出限界濃度（Ｂｑ／ｃｍ３）、ηＳ：水素分離装置２の分離効率（−）、Ｑ：水素分離装置２の試料ガス処理速度（ｃｍ３／ｍｉｎ）、ηＤ：半導体検出器１０１の計数効率（−）、σＢ：半導体検出器１０１のバックグランド計数率の標準偏差（−）、Ｇ：蓄積部１０２に取りつけた半導体検出器１０１の幾何学的効率（−）
したがって、蓄積時間ｔ１は（式２）で求められる。
ｔ１＝３σＢ／（Ｃｍｉｎ×ηＳ×Ｑ×ηＤ×Ｇ）            …（式２）
式１、式２では、蓄積部１０２内のガスによるトリチウムベータ線の吸収補正を省略している。ベータ線の自己吸収が無視できない場合は、その分半導体検出器の計数を削減補正し、蓄積時間ｔ１を延長する。本実施例では、ベータ線検出器１として半導体検出器１０１を使用した。
【００２６】
本実施例１ではいずれもプロセス配管２０から試料ガスを採取する例を示したが、作業場所や外部環境中のトリチウム濃度を計測する場合はサンプリング配管２１、戻り配管２３ｂは開放とする。排出配管３３ｂは同様に開放するか、トリチウム濃度によっては気体廃棄処理設備に接続して排気を処理する。
【００２７】
（実施例２）
図５は、ベータ線検出器１として電離箱や比例計数管のような作動ガスによる通気式を使用する検出器を使用する場合のトリトウムモニターの全体構成図である。ベータ線検出器１として、低エネルギーベータ線の計測が可能な通気式の電離箱や比例計数管等を使用する場合は蓄積部１０２の構成が半導体検出器の場合と若干異なる。電離箱や比例計数管の場合、検出器自体が蓄積部１０２の一部であり測定容器となる。また、ベータ線検出器１は試料ガスから分離された水素成分だけでは感度不足であったり、安定動作ができない等の問題があり、作動ガスとして電離箱の場合は、アルゴンや窒素、比例計数管の場合はメタンとアルゴンの混合ガスであるＰＲガス等を作動ガスボンベ９から圧力制御弁８を通して、蓄積部１０２に供給する。作動ガスの圧力は１気圧程度の一定圧力に圧力調整弁８と圧力調整弁７により調整する。
【００２８】
ベータ線検出器１、水素分離装置２の二次側、循環ポンプ６、仕切り弁４及び仕切り弁５で構成するループ内をベータ線検出器１の作動ガス及び水素分離装置２で分離された水素成分が循環する。このループが蓄積部１０２を構成する。循環ポンプ６は蓄積部１０２内のトリチウム濃度を均一にするために検出器作動ガスと分離された水素成分を均一に混合して蓄積部１０２内を循環させる。この循環流量は蓄積時間ｔ１の十分の一の時間で、ループ内を一巡する程度の流量があればよい。
【００２９】
本実施例においても、基本的な動作フローは半導体検出器を使用した実施例１と同様で、図４に示す通りである。所定の蓄積時間ｔ１の間、水素成分の蓄積とトリチウム計測を終了したら、循環ポンプ６を停止し、仕切り弁４，５を閉じる。仕切り弁３１を開き、排気ポンプ３２を運転して、ベータ線検出器内１の試料ガスを排出配管３３ａ、３３ｂを通して排出する。この間は圧力制御弁８は閉じておく。これら一連の制御は制御装置１２で実施する。
【００３０】
圧力計１０は蓄積部１０２の圧力を計測し、圧力制御弁７及び８により蓄積部１０２の圧力を検出器の安定動作の領域に保持する。蓄積部１０２の圧力は作動ガスに水素分離装置２で分離された水素成分が加わり、単調に上昇する。しかし通常は、空気中に存在する水素は０．５ｐｐｍのレベルであり、その他の水素化合物も少なくトリチウムも微量であるので、減圧制御用の圧力制御弁７の必要性は低い。また、半導体検出器の場合に問題であったトリチウムベータ線の試料ガスによる自己吸収は、通気式の電離箱や比例計数管の場合には問題にならない。
【００３１】
蓄積時間ｔ１はモニターの実時間性の観点からは、極力短いことが望ましい。したがって、ベータ線検出器１の検出限界濃度をＣＤ（Ｂｑ／ｃｍ３）、目標検出濃度をＣｍｉｎ（Ｂｑ／ｃｍ３）とすれば、蓄積時間ｔ１（ｍｉｎ）は（式３）で決められる。
ｔ１＝（ＣＤ×Ｖ）／（Ｃｍｉｎ×ηＳ×Ｑ）（ｍｉｎ）      …（式３）
ηＳ：水素分離装置２の分離効率（−）、Ｑ：水素分離装置２の試料ガス処理速度（ｃｍ３／ｍｉｎ）、Ｖ：蓄積部１０２を構成するループの容積（ｃｍ３）
【００３２】
以上の説明では、蓄積部１０２内に蓄積した水素成分を排気する際、仕切り弁４，５を閉じて、水素分離装置２の二次側２１５の中の水素成分は排気しないこととした。しかし、水素分離装置２の停止、再立ち上げの時間が問題にならない場合には、ベータ線検出器１の内部を排気する都度、水素分離装置２の運転を停止し内部を排気することが望ましい。この場合は、前の測定周期に分離したトリチウムの一部が残留して次の測定周期の測定結果に影響することを抑止できる。
【００３３】
図６は、測定周期Ｔを目標とする検出限界に合わせて固定していた以上の実施例に対して、トリチウムモニターの運用法として測定周期を変動量とする方式で測定したトリチウム濃度を示す線図である。図６の横軸が時間ｔ、縦軸が蓄積部１０２内のトリチウム濃度である。ベータ線検出器１の検出限界濃度５００を点線で示す。蓄積部１０２内のトリチウム濃度５０５の場合には時間Ｔ１で検出限界濃度５００に達している、同様に５０４の場合には時間Ｔ２で検出限界濃度５００に達している。したがって、検出器の検出限界濃度をＣＤ（Ｂｑ／ｃｍ３）とすれば、試料ガス中のトリチウム濃度Ｃ（Ｂｑ／ｃｍ３）は時間Ｔｉ及びＴ２の期間の平均濃度として、（式４）で求められる。
Ｃ＝（Ｖ×ＣＤ）／（Ｑ×ηｓ×Ｔｎ）                      …（式４）
Ｖ：蓄積部１０２の容積（ｃｍ３）、Ｑ：水素分離装置２の試料処理速度（ｃｍ３／ｍｉｎ）、ηＳ：水素分離装置２の分離効率（−）、Ｔｎ：Ｔ１、Ｔ２等
【００３４】
蓄積時間Ｔｎには上限値ＴＬを設ける。５０３は蓄積時間の上限値ＴＬの間に蓄積部１０２内のトリチウム濃度が検出限界５００のレベルに達しなかった場合である。この場合は、トリチウムモニターの出力として「トリチウム濃度は検出限界濃度ＣＤ（Ｂｑ／ｃｍ３）以下」とする。この様に測定周期変動型の運用は、監視対象のトリチウム濃度の変動が大きい場合に有効である。すなわち、トリチウム濃度が高い場合には短い測定周期で監視でき、トリチウム濃度が低い場合には測定周期を長くして高感度を維持することができる。
【００３５】
本実施例ではいずれもプロセス配管２０から試料ガスを採取する例を示したが、作業場所や外部環境中のトリチウム濃度を計測する場合はサンプリング配管２１、戻り配管２３ｂは開放とする。排出配管３３ｂは同様に開放するか、トリチウム濃度によっては気体廃棄処理設備に接続して排気を処理する。
【００３６】
【発明の効果】
本発明によれば、試料ガス中のトリチウム濃度を高感度で連続的にオンライン監視することが可能となり、トリチウムを取り扱う原子力施設や核融合関連施設における安全管理の信頼性向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のトリチウムモニターの全体構成図である。
【図２】ベータ線検出器の断面図である。
【図３】水素分離装置の断面図である。
【図４】トリチウムモニターの動作シーケンスを示すフロー図である。
【図５】電離箱や比例計数管を利用したトリチウムモニターの全体構成図である。
【図６】トリチウムモニターの測定周期を変動させた場合のトリチウム濃度を示す線図である。
【符号の説明】
１…ベータ線検出器、２…水素分離装置、３…酸素分圧調整装置、４…仕切り弁、５…仕切り弁、６…循環ポンプ、７…圧力制御弁、８…圧力制御弁、９…作動ガスボンベ、１０…圧力計、１１…放射線計測装置、１２…制御装置、１３…加圧ポンプ、２０…プロセス配管、２１…サンプリング配管、２２…採取ポンプ、２３ａ、２３ｂ…戻り配管、３１…仕切り弁、３２…排気ポンプ、３３ａ、３３ｂ…排出配管、１０１ａ、１０１ｂ…半導体検出器、１０２…蓄積部、１１１…ベータ線検出器出力信号、１２１…酸素分圧調整装置制御信号、１２２…水素分離装置制御信号、１２３…仕切り弁４制御信号、１２４…加圧ポンプ制御信号、１２５…圧力計出力信号、１２６…仕切り弁３１制御信号、１２７…放射線測定装置制御信号、１２８…採取ポンプ制御信号、１２９…排気ポンプ制御信号、１３０…仕切り弁５制御信号、１３１…循環ポンプ制御信号、１３２…圧力制御弁８制御信号、１３３…圧力制御弁７制御信号、２１１…水素分離装置分離層、２１２…水素分離装置二次側出口、２１３…水素分離装置二次側入口、２１４…水素分離装置一次側、２１５…水素分離装置二次側。
【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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