(57)【要約】【課題】気体状あるいは液体と混在する気体状の放射性物質であっても、非放射性の安定元素へ効率良く変換すること。【解決手段】本発明の元素変換装置によれば、元素変換体５０と、元素変換体５０を内部に固定する密閉式の吸蔵チャンバ１４／放出チャンバ１６と、吸蔵チャンバ１４／放出チャンバ１６の内部に、被変換物質を重水素ガスに含ませた変換ガスを供給する変換ガス供給部１０と、放出チャンバ１６の内部を減圧することによって、変換ガスを元素変換体５０の内部を通過させることによって被変換物質の元素変換を生ぜしめる一方、元素変換体５０の内部を通過した未反応の変換ガスを、放出チャンバ１６の外部へと排出させるようにしたターボ分子ポンプ１８と、ターボ分子ポンプ１８によって放出チャンバ１６の外部へと排出された未反応の変換ガスを、吸蔵チャンバ１４の内部に供給する循環ポンプ２２とを備えている。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
略平板形状をなし、パラジウム、パラジウム合金、パラジウム以外の水素貯蔵金属、およびパラジウム合金以外の水素貯蔵合金のうちの何れかから構成してなる基板と、前記基板と同一の物質とこの物質よりも光電効果における電子発生効率に対する仕事関数が小さい物質とを混合してなり、前記基板上に積層配置された混合層と、前記基板と同一の物質から構成してなり前記混合層の非基板側の表面上に積層配置された表面層とを備えた元素変換体と、
前記元素変換体を内部に固定する密閉式の元素変換体固定容器と、
前記元素変換体固定容器の内部に、気体状の被変換物質を重水素ガスに含ませた変換ガスを供給する変換ガス供給手段と、
前記元素変換体固定容器の内部を減圧することによって、前記変換ガス供給手段によって供給された変換ガスを、前記元素変換体の表面層側から基板側へ向かって前記元素変換体の内部を通過させることによって、前記被変換物質の元素変換を生ぜしめる一方、前記元素変換体の内部を通過した未反応の変換ガスを、前記元素変換体固定容器の外部へと排出させるようにした減圧ポンプと、
前記減圧ポンプによって前記元素変換体固定容器の外部へと排出された未反応の変換ガスを、前記元素変換体固定容器の内部に供給する変換ガス再供給手段とを備えた元素変換装置。
【請求項２】
請求項１に記載の元素変換装置において、
前記変換ガス再供給手段は、前記減圧ポンプによって前記元素変換体固定容器の外部へと排出された未反応の変換ガスを、フィルタを介してから前記元素変換体固定容器の内部に供給するようにした元素変換装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の元素変換装置において、
前記被変換物質が元素変換された物質の量を分析する分析手段を付加した元素変換装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のうち何れか１項に記載の元素変換装置において、
前記元素変換体固定容器の内部の気体状の被変換物質の濃度を測定する濃度測定手段を付加した元素変換装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のうち何れか１項に記載の元素変換装置において、
前記変換ガス供給手段と、前記元素変換体固定容器との間に介挿され、前記変換ガス供給手段が前記元素変換体固定容器に向けて供給した変換ガスから湿分を分離して除去する湿分分離器を付加した元素変換装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば原子力施設において生成される長寿命の放射性物質を、重水素と反応させることによって、非放射性の安定元素に変換させるための元素変換装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
原子力発電所等の原子力施設において発生するＣｓ−１３７（セシウム１３７）や、Ｓｒ−９２（ストロンチウム９２）等の長半減期の放射性元素を、安定した非放射性元素に変換させるための技術として、例えば、本出願人によって出願された特願２００１−２０１８７５がある。
【０００３】
特願２００１−２０１８７５では、図８に示すように、Ｐｄ（パラジウム）等の複合体からなる平板状の元素変換体５０が、２つのセル５１，５２から構成されてなる元素変換装置５３の、両セル５１，５２の境界部に配置される。そして、Ｃｓ−１３７や、Ｓｒ−９０等の被変換物質５４が元素変換体５０のセル５１側の表面に配置された状態で、セル５１側からセル５２側へと重水素ガスが図中の矢印Ｆに示す方向に供給される。
【０００４】
元素変換体５０は、その構成を図９に示すように、平板状（例えば２５ｍｍ平方で０．１ｍｍ厚）の基板５６と、その上面に積層配置された薄膜状の混合層５７と、さらに混合層５７の上面に積層配置された薄膜状の表面層５８とからなる３層の積層構造体である。
【０００５】
基板５６は、Ｐｄ、Ｐｄ合金、Ｐｄ以外の水素貯蔵金属、およびＰｄ合金以外の水素貯蔵合金によって構成されている。
【０００６】
混合層５７は、基板５６に用いられている物質と、この物質よりも光電効果における電子発生効率に対する仕事関数が小さい物質とが混合して形成されている。Ｐｄの仕事関数は、５．０ｅＶであるので、基板５６にＰｄが用いられたとき、例えば、ＰｄとＣａＯ（酸化カルシウム）とが混合されることによって、あるいはＰｄとＹ２Ｏ３（酸化イットリウム）とが混合されることによって、あるいはＰｄとＴｉＣ（炭化チタン）とが混合されることによって混合層が形成される。ＣａＯ、Ｙ２Ｏ３、およびＴｉＣの仕事関数はそれぞれ１．６ｅＶ、２．０ｅＶ、および２．３ｅＶでありいずれもＰｄの仕事関数より小さい。このようにして形成される混合層５７の厚みは数１０ｎｍ〜数１００ｎｍである。
【０００７】
表面層５８は、基板５６に用いられている物質と同一の物質から構成され、その厚みは、１μｍ以下である。
【０００８】
このように構成された元素変換体５０の表面層５８の表面に放射性の被変換物質５４が配置された状態で、図８中の矢印Ｆに示す方向に重水素ガスが供給されると、以下のようなメカニズムにしたがい、元素変換装置５３によって、被変換物質５４が非放射性の安定元素に変換される。
【０００９】
すなわち、図１０に示すように、混合層５７の光電効果に対する仕事関数は、表面層５８の光電効果に対する仕事関数よりも低いことから、混合層５７は表面層５８よりも電子を放出し易い。このため、表面層５８は、混合層５７から放出された電子（ｅ）が供給された電子過剰の状態となっている。
【００１０】
このような電子過剰の状態の表面層５８に重水素（ｄ）が供給されると、以下に示す（１）式に示すような反応によって、中性子（ｎ）とニュートリノ（ν）とが生成される。
１ｄ２＋−１ｅ０　→　０ｎ２＋ν　・・・・（１）
更に、上記（１）式にしたがって生成された中性子（ｎ）が被変換物質５４と結合することによって、非放射性の安定元素に変換される。例えば、被変換物質５４がＣｓ−１３３の場合、以下に示す（２）式に示すような反応によって、Ｃｓ−１３３が、非放射性の安定元素であるＰｒ−１４１（プラセオジウム１４１）に変換される。
５５Ｃｓ１３３＋４０ｎ２　→　５９Ｐｒ１４１　・・・・（２）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の元素変換装置では、以下のような問題がある。
【００１２】
すなわち、従来の元素変換装置５３は、表面層５８に被変換物質５４を配置し、この被変換物質５４の元素変換を行う。したがって、被変換物質５４は、固体に限定されてしまい、Ｉ−１３１（ヨウ素１３１）などの気体状の被変換物質５４、あるいはＴ−３（トリチウム）等の液体状の被変換物質５４については、効果的に元素変換を行うことができないという問題がある。
【００１３】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、気体状あるいは液体と混在する気体状の放射性物質であっても、非放射性の安定元素へ効率良く変換することが可能な元素変換装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明では、以下のような手段を講じる。
【００１５】
すなわち、請求項１の発明の元素変換装置は、略平板形状をなし、パラジウム、パラジウム合金、パラジウム以外の水素貯蔵金属、およびパラジウム合金以外の水素貯蔵合金のうちの何れかから構成してなる基板と、基板と同一の物質とこの物質よりも光電効果における電子発生効率に対する仕事関数が小さい物質とを混合してなり、基板上に積層配置された混合層と、基板と同一の物質から構成してなり混合層の非基板側の表面上に積層配置された表面層とを備えた元素変換体を備えている。
【００１６】
更に、元素変換体を内部に固定する密閉式の元素変換体固定容器と、元素変換体固定容器の内部に、気体状の被変換物質を重水素ガスに含ませた変換ガスを供給する変換ガス供給手段と、元素変換体固定容器の内部を減圧することによって、変換ガス供給手段によって供給された変換ガスを、元素変換体の表面層側から基板側へ向かって元素変換体の内部を通過させることによって、被変換物質の元素変換を生ぜしめる一方、元素変換体の内部を通過した未反応の変換ガスを、元素変換体固定容器の外部へと排出させるようにした減圧ポンプと、減圧ポンプによって元素変換体固定容器の外部へと排出された未反応の変換ガスを、元素変換体固定容器の内部に供給する変換ガス再供給手段とを備えている。
【００１７】
従って、請求項１の発明の元素変換装置においては、以上のような手段を講じることにより、被変換物質を重水素ガスとともに元素変換体の内部を通過させることによって、元素変換を効率的に行うことができる。更に、未反応の被変換物質については、重水素ガスとともに元素変換体固定容器の内部に再供給することによって、元素変換を繰り返し生ぜしめ、元素変換収率を高めることが可能となる。
【００１８】
請求項２の発明は、請求項１の発明の元素変換装置において、変換ガス再供給手段は、減圧ポンプによって元素変換体固定容器の外部へと排出された未反応の変換ガスを、フィルタを介してから元素変換体固定容器の内部に供給する。
【００１９】
従って、請求項２の発明の元素変換装置においては、以上のような手段を講じることにより、未反応の被変換物質を重水素ガスとともに元素変換体固定容器の内部に再供給する場合には、フィルタによって不純物を除去してから再供給することができる。
【００２０】
請求項３の発明は、請求項１または請求項２の発明の元素変換装置において、被変換物質が元素変換された物質の量を分析する分析手段を付加してなる。
【００２１】
従って、請求項３の発明の元素変換装置においては、以上のような手段を講じることにより、元素変換された物質の量を把握することができる。
【００２２】
請求項４の発明は、請求項１乃至３のうち何れか１項の発明の元素変換装置において、元素変換体固定容器の内部の気体状の被変換物質の濃度を測定する濃度測定手段を付加してなる。
【００２３】
従って、請求項４の発明の元素変換装置においては、以上のような手段を講じることにより、未変換の被変換物質の濃度を把握することができる。
【００２４】
請求項５の発明は、請求項１乃至４のうち何れか１項の発明の元素変換装置において、変換ガス供給手段と、元素変換体固定容器との間に介挿され、変換ガス供給手段が元素変換体固定容器に向けて供給した変換ガスから湿分を分離して除去する湿分分離器を付加してなる。
【００２５】
従って、請求項５の発明の元素変換装置においては、以上のような手段を講じることにより、元素変換体固定容器に水分が混入することを阻止することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の各実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００２７】
なお、以下の各実施の形態の説明に用いる図中の符号は、図８から図１０と同一部分については同一符号を付して示すことにする。
【００２８】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態を図１から図４を用いて説明する。
【００２９】
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る元素変換装置の一例を示す構成概念図である。
【００３０】
すなわち、本実施の形態に係る元素変換装置は、変換ガス供給部１０と、変換ガス供給弁１２と、吸蔵チャンバ１４と、放出チャンバ１６と、ターボ分子ポンプ１８と、圧力計２０と、循環ポンプ２２と、外部排気弁２４と、フィルタ２６とから構成している。
【００３１】
変換ガス供給部１０は、長半減期（１．６×１０７年）で安全評価上重要な核種であるＩ−１２９（ヨウ素１２９）や、半減期は短いものの生成量が多いＩ−１３１（ヨウ素１３１）といった気体状の被変換物質を重水素ガスに含ませた変換ガスを、吸蔵チャンバ１４側に供給する。被変換物質を、上述したようにヨウ素とした場合、変換ガスは、Ｄ２＋ＤＩの化学形態をとる。
【００３２】
変換ガス供給弁１２は、変換ガス供給部１０から変換ガスが供給される場合には、弁を開くことによって、変換ガス供給部１０から供給された変換ガスが吸蔵チャンバ１４の内部に導入されるようにする。変換ガス供給部１０から変換ガスが供給されない場合には、弁を閉じることによって、吸蔵チャンバ１４内から変換ガスが流出しないようにしている。
【００３３】
吸蔵チャンバ１４と放出チャンバ１６とはそれぞれ一体化して形成された真空容器であって、吸蔵チャンバ１４と放出チャンバ１６との境界部に元素変換体５０を固定する。この場合、元素変換体５０の表面層５８が吸蔵チャンバ１４側に、基板５６が放出チャンバ１６側になるように配置し、固定する。
【００３４】
ターボ分子ポンプ１８は、放出チャンバ１６に接続され、放出チャンバ１６の内部を減圧する。これによって、変換ガス供給部１０から吸蔵チャンバ１４に供給された変換ガスを、放出チャンバ１６を介して、放出チャンバ１６の外部へと排出させる。これに伴い、変換ガスは、図１中の矢印Ｆに示すように、元素変換体５０の表面層５８側から基板５６側へ向かって元素変換体５０の内部を通過するので、被変換物質の元素変換が引き起こる。変換された被変換物質である変換物質は元素変換体５０に付着し、未反応の変換ガスは、元素変換体５０を通過して放出チャンバ１６から排出されるようにしている。
【００３５】
圧力計２０は、放出チャンバ１６に接続されたターボ分子ポンプ１８の圧力を測定する。元素変換体５０で引き起こる元素変換は、１０−９気圧から１０−５気圧の範囲でなされるようにしているので、圧力計２０によって、放出チャンバ１６の圧力が上記範囲であることこと確認する。
【００３６】
循環ポンプ２２は、気密性を備えており、ターボ分子ポンプ１８によって放出チャンバ１６から排出された未反応の変換ガスを吸蔵チャンバ１４側に再供給する。
【００３７】
外部排気弁２４は、三方弁であって、循環ポンプ２２によって未反応の変換ガスが吸蔵チャンバ１４側に再供給される場合には、未反応の変換ガスが吸蔵チャンバ１４内に導入されるように弁を調節できるようにしている。一方、元素変換装置の運転が終了した場合には、循環ポンプ２２から供給された変換ガスを、元素変換装置の外部に排出されるように弁を調節できるようにしている。
【００３８】
フィルタ２６は、外部排気弁２４と吸蔵チャンバ１４との間に介挿して備えられ、循環ポンプ２２によって吸蔵チャンバ１４側に供給された未反応の変換ガスに含まれる不純物を除去する。
【００３９】
なお、図２に示すように、元素変換体５０に付着した変換物質の量を分析するために、例えばＸＰＳ表面分析装置のような分析装置２８を、吸蔵チャンバ１４に備えるようにしても良い。
【００４０】
更に、図３に示すように、濃度測定モニタ３０と、循環ポンプ３２と、フィルタ３４とを付加して備えるようにしても良い。吸蔵チャンバ１４内の変換ガスの一部は、循環ポンプ３２によって濃度測定モニタ３０に供給され、濃度測定モニタ３０によって、変換ガスに含まれる被変換物質の濃度が測定されるようにしている。濃度測定モニタ３０における濃度測定に供された被変換物質は、フィルタ３４によって不純物が除去された後に吸蔵チャンバ１４に戻されるようにしている。
【００４１】
次に、以上のように構成した本実施の形態に係る元素変換装置の動作について図４に示すフローチャートを用いて説明する。
【００４２】
図１に示すような本実施の形態に係る元素変換装置を用いて、例えば長半減期（１．６×１０７年）で安全評価上重要な核種であるＩ−１２９（ヨウ素１２９）や、半減期は短いものの生成量が多いＩ−１３１（ヨウ素１３１）といった気体状の被変換物質を、非放射性の安定物質に変換する場合には、まず、変換ガス供給弁１２を開き（Ｓ１）、これら気体状の被変換物質を重水素ガスに含ませた変換ガスを、変換ガス供給部１０から吸蔵チャンバ１４側に供給する（Ｓ２）。被変換物質を、上述したようにヨウ素とした場合、変換ガスは、Ｄ２＋ＤＩの化学形態をとる。そして、変換ガス供給部１０から吸蔵チャンバ１４へ所定量の変換ガスの供給を終えると、変換ガス供給弁１２を閉じる（Ｓ３）。
【００４３】
このようにして所定量の変換ガスが吸蔵チャンバ１４に供給されると、ターボ分子ポンプ１８が起動される（Ｓ４）。これによって、放出チャンバ１６の内部が、１０−９気圧から１０−５気圧の範囲にまで減圧されるとともに、吸蔵チャンバ１４内の変換ガスが、放出チャンバ１６を介して、放出チャンバ１６の外部へと排出される（Ｓ５）。放出チャンバ内の圧力は、圧力計２０によって、上記範囲にあることが確認される。
【００４４】
これに伴い、変換ガスが、元素変換体５０の表面層５８側から基板５６側へ向かって元素変換体５０の内部を通過し、被変換物質の元素変換が引き起こされる（Ｓ６）。
【００４５】
したがって、ステップＳ５において放出チャンバ１６の外部に排出された変換ガスは、元素変換に供されなかった未反応の変換ガスである。この未反応の変換ガスは、循環ポンプ２２によって駆動され、フィルタ２６によって不純物が除去された後に、再び吸蔵チャンバ１４に供給され、変換ガスとして再利用される（Ｓ７）。この場合、外部排気弁２４は、循環ポンプ２２によって駆動された未反応の変換ガスが、吸蔵チャンバ１４側に導入されるように弁を調節している。
【００４６】
上述したステップＳ１からステップＳ７までの処理が、所定時間行われることによって、変換ガスに含まれるほとんどの被変換物質の元素変換がなされる（Ｓ８）。そして、しかる後に、外部排気弁２４を調節することによって、循環ポンプ２２から供給された大部分重水素ガスからなる変換ガスが、元素変換装置の外部に排出され（Ｓ９）、運転を終了する。
【００４７】
上述したように動作することによって、気体状の被変換物質が効率良く安定元素に変換される。なお、ステップＳ８において、ステップＳ１からステップＳ７までの処理を所定時間行うのに代えて、図２に示すように、例えばＸＰＳ表面分析装置のような分析装置２８を備え、この分析装置２８によって元素変換体５０に付着した変換物質の量を分析し、その分析結果に基づいて、変換ガスに含まれた被変換物質のほとんどが安定元素に変換されたと判定した場合に、ステップＳ９の処理を行うようにしても良い。あるいは、図３に示すように、濃度測定モニタ３０と、循環ポンプ３２と、フィルタ３４とを付加し、吸蔵チャンバ１４内の変換ガスの一部を循環ポンプ３２によって濃度測定モニタ３０に供給し、濃度測定モニタ３０によって、変換ガスに含まれる被変換物質の濃度を測定し、その測定結果に基づいて、変換ガスに含まれた被変換物質のほとんどが安定元素に変換されたと判定した場合に、ステップＳ９の処理を行うようにしても良い。
【００４８】
上述したように、本実施の形態に係る元素変換装置においては、上記のような作用により、気体状の被変換物質を重水素ガスに含ませた変換ガスを、吸蔵チャンバ１４に繰り返し供給し、元素変換体５０の内部を通過させることによって、効率良く安定元素に変換することができる。
【００４９】
また、必要に応じて、分析装置２８を付加し、変換した安定元素の量を分析したり、更には、濃度測定モニタ３０を付加し、変換ガスに残存している気体状の被変換物質の濃度を測定することによって、安定元素への変換状況を確認することができる。
【００５０】
以上により、最終的には変換ガスに含まれる被変換物質のほとんどを安定元素に確実に変換することができる。これによって、例えば原子力発電所等の原子力施設から排出される長寿命の気体状の放射性物質の量を低減することが可能となる。
【００５１】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態を図５から図７を用いて説明する。
【００５２】
図２は、本発明の第２の実施の形態に係る元素変換装置の一例を示す構成概念図であり、図１と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【００５３】
すなわち、本実施の形態に係る元素変換装置は、Ｔ（トリチウム）のように、水溶液状（トリチウム水）の形態と混在する気体状の放射性物質を、非放射性の安定元素に変換するのに適した装置であって、変換ガス供給部１０と、吸蔵チャンバ１４との間に湿分分離器３６を介挿した構成としている。
【００５４】
そして、変換ガス供給部１０は、Ｔ（トリチウム）のように、水溶液状の形態と混在する気体状の放射性の被変換物質を、重水素ガスに含ませた変換ガスを、吸蔵チャンバ１４側に供給する。被変換物質を、上述したようにＴ（トリチウム）とした場合、変換ガスは、Ｄ２＋ＤＴの化学形態をとる。
【００５５】
湿分分離器３６は、変換ガス供給部１０によって供給された変換ガスから湿分を分離して除去する。これによって、湿分分離された変換ガスのみが、吸蔵チャンバ１４側に供給され、水分が吸蔵チャンバ１４に供給されないようにしている。
【００５６】
なお、図６に示すように、元素変換体５０に付着した変換物質の量を分析する例えばＸＰＳ表面分析装置のような分析装置２８を、更に備えるようにしても良い。
【００５７】
更に、図７に示すように、濃度測定モニタ３０と、循環ポンプ３２と、フィルタ３４とを付加して備えるようにしても良い。吸蔵チャンバ１４内の変換ガスの一部は、循環ポンプ３２によって濃度測定モニタ３０に供給され、濃度測定モニタ３０によって、変換ガスに含まれる被変換物質の濃度が測定されるようにしている。濃度測定モニタ３０における濃度測定に供された被変換物質は、フィルタ３４によって不純物が除去された後に吸蔵チャンバ１４に戻されるようにしている。
【００５８】
本実施の形態に係る元素変換装置は、上述したように、図１に示すような元素変換装置に湿分分離器３６を付加した構成としているので、トリチウムのように、水溶液状の形態と混在している気体状の被変換物質であっても、吸蔵チャンバ１４に導入する前に予め水分を除去することによって、吸蔵チャンバ１４に損傷を与えることなく、安定元素に変換することが可能となる。
【００５９】
この場合も、第１の実施の形態と同様に、重水素ガスに含ませた変換ガスを、吸蔵チャンバ１４に繰り返し供給し、元素変換体５０の内部を通過させることができる。また、必要に応じて、分析装置２８を付加し、変換した安定元素の量を分析したり、更には、濃度測定モニタ３０を付加し、変換ガスに残存している被変換物質の濃度を測定することができる。
【００６０】
したがって、第１の実施の形態と同様に、最終的には変換ガスに含まれる被変換物質のほとんどを安定元素に確実に変換することができ、例えば原子力発電所等の原子力施設から排出される長寿命の放射性物質の量を低減することが可能となる。
【００６１】
以上、本発明の好適な実施の形態について、添付図面を参照しながら説明したが、本発明はかかる構成に限定されない。特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００６２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、気体状あるいは液体と混在する気体状の放射性物質であっても、非放射性の安定元素へ効率良く変換することが可能な元素変換装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態に係る元素変換装置の一例を示す構成概念図
【図２】第１の実施の形態に係る元素変換装置の変形例を示す構成概念図（分析装置を付加した構成）
【図３】第１の実施の形態に係る元素変換装置の変形例を示す構成概念図（濃度測定モニタを付加した構成）
【図４】第１の実施の形態に係る元素変換装置の動作を示すフローチャート
【図５】第２の実施の形態に係る元素変換装置の一例を示す構成概念図
【図６】第２の実施の形態に係る元素変換装置の変形例を示す構成概念図（分析装置を付加した構成）
【図７】第２の実施の形態に係る元素変換装置の変形例を示す構成概念図（濃度測定モニタを付加した構成）
【図８】従来技術による元素変換装置の構成を示す断面図
【図９】元素変換体の構成を示す立断面図
【図１０】混合層から放出された電子によって電子過剰となっている表面層の状態を説明するための概念図
【符号の説明】
１０…変換ガス供給部
１２…変換ガス供給弁
１４…貯蔵チャンバ
１６…放出チャンバ
１８…ターボ分子ポンプ
２２，３２…循環ポンプ
２４…外部排気弁
２６，３４…フィルタ
２８…分析装置
３０…濃度測定モニタ
３６…湿分分離器
５０…元素変換体
５１，５２…セル
５３…元素変換装置
５４…被変換物質
５６…基板
５７…混合層
５８…表面層
【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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