(57)【要約】【課題】高圧容器の内部物質の態様、密度分布、温度分布ならびに濃度分布をタイムリーにかつ非接触にて測定できる測定システムを提供する。【解決手段】本発明に係る高圧容器内部物質の測定システム１０は、高圧容器１１に放射線を照射する放射線源１２と、この放射線源１２からの放射線が高圧容器１１を透過する側に配置された放射線検出手段１３と、この放射線検出手段１３で得られた透過放射線の検出データを高圧容器１１から離間した位置に転送するデータ転送手段１４と、転送された検出データの内容を表示する表示手段１７とを備えたものである。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧容器に放射線を照射する放射線源と、
この放射線源からの放射線が前記高圧容器を透過する側に配置された放射線検出手段と、
上記放射線検出手段で得られた透過放射線の検出データを前記高圧容器から離間した位置に転送するデータ転送手段と、
転送された検出データの内容を表示する表示手段とを備えたことを特徴とする高圧容器内部物質の測定システム。
【請求項２】
前記高圧容器に対して前記放射線源および放射線検出手段の少なくとも一方を位置移動させる移動手段を備えた請求項１記載の高圧容器内部物質の測定システム。
【請求項３】
前記データ転送手段で転送された透過放射線の検出データを入力し、記録するデータ記録手段を備えた請求項１記載の高圧容器内部物質の測定システム。
【請求項４】
前記データ転送手段で転送された透過放射線の検出データを入力してデータ処理するデータ処理手段を備え、このデータ処理手段は入力される検出データを高圧容器内部物質の画像データに変換する画像データ作成手段を備えた請求項１記載の高圧容器内部物質の測定システム。
【請求項５】
前記高圧容器に対して放射線源および放射線検出手段を複数それぞれ設け、前記各放射線検出手段からの検出データをそれぞれ入力するデータ処理手段は、上記各検出データをデータ処理して高圧容器内部物質の立体画像を作成するようにした請求項１記載の高圧容器内部物質の測定システム。
【請求項６】
前記データ処理手段あるいはデータ記録手段は、高圧容器内部物質の画像データを光学的あるいは電子的に拡大処理するズーム機構を備えた請求項３または４記載の高圧容器内部物質の測定システム。
【請求項７】
前記データ処理手段は、データ記録手段に予め記憶された画像データと、放射線検出手段からデータ転送される検出画像データとの差から高圧容器内部物質の画像を得るデータ処理機能を有する請求項４または６記載の高圧容器内部物質の測定システム。
【請求項８】
前記データ記録手段あるいはコンピュータのメモリに、予め物質の密度データと画像データの相関データが格納されており、前記データ処理手段は、データ記録手段に記録された画像データと前記相関データとから高圧容器内部物質の密度分布および温度分布を得るデータ処理機能を有する請求項４または６記載の高圧容器内部物質の測定システム。
【請求項９】
前記データ処理手段は、データ記録手段に記録された高圧容器内部物質の画像データのうち、撮影時間の異なる複数の画像データを順次用いて高圧容器内部物質の形態変化速度、標識となる物質の移動速度から高圧容器内部物質の流速を測定するようにした請求項４または６記載の高圧容器内部物質の測定システム。
【請求項１０】
前記放射線検出手段は、高圧容器の透過放射線により複数色に発光する蛍光体を有するカラー発光シートと、このカラー発光シートから放射される複数色の発光を色別に分離して検出する画像検出手段とを有する請求項１記載の高圧容器内部物質の測定システム。
【請求項１１】
前記表示手段は前記放射線検出手段からの色別に分離された検出画像データを色別に複数同時表示するようにした請求項１または１０記載の高圧容器内部物質の測定システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高圧容器内部物質の態様、密度分布、温度分布、さらには濃度分布を非接触にて測定する技術に係り、特に放射線を用いて高圧容器内部物質の密度変化を測定し、高圧容器内部物質の態様を観察し、内部物質の密度分布、温度分布、さらには濃度分布を測定する高圧容器内部物質の測定システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、地球環境問題がクローズアップされ、大きな社会問題になっている。地球環境問題に対応して、ポリ塩化ビフェニルなどの難分解性、有害性の有機化合物、ポリエチレンやポリ塩化ビニルなどの樹脂（有機化合物）や放射性物質を含む有機廃棄物の処理が大きな問題となっている。
【０００３】
一般的に有機廃棄物は焼却処理されているが、この焼却処理方法では、ダイオキシンや窒素酸化物などの有害物質（大気汚染物質）を発生させたり、発生した有害物質を回収するために大規模で大掛りな有害物質回収装置を必要とするなど問題が多い。
【０００４】
一方、近年、有機物を分解する方法として、水の臨界点（温度３７４℃、圧力２２．１ＭＰａ）を超える高温高圧下の水、すなわち超臨界水、を用いる方法が注目されている。
【０００５】
ここに超臨界状態とは、気体−液体系において、臨界点を超える流体状態をいい、具体的には個々の化合物に固有の物理量である臨界温度と臨界圧力以上の温度圧力下にある物質の状態をいう。超臨界状態にある物質を超臨界流体と称する。
【０００６】
例えば、有機物と水と酸素含有流体とを混合し、水の臨界点を超える超臨界状態で、有機物を酸化分解させる超臨界水を用いた有機物酸化方法が特公平１−３８５３２号公報（特許文献１）に知られている。超臨界水は、液体と気体との中間の性質を有し、有機物や酸素と任意に混合するため、短時間で有機物を効率的に酸化分解できる。
【０００７】
また、超臨界水を用いて有機物を完全に分解するだけでなく、水の臨界点以下の温度圧力条件下で加水分解させ、有機物を有用な物質に変換する分解反応方法も、特開昭５９−１０５０７９号公報（特許文献２）に記載されている。
【０００８】
【特許文献１】
特公平１−３８５３２号公報
【０００９】
【特許文献２】
特開昭５９−１０５０７９号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
有機物の酸化分解や加水分解の分解反応を実現させるためには、高温高圧の反応容器（高圧容器）に有機物を投入し、反応容器内で反応させる必要がある。
【００１１】
高温高圧の反応容器は、ステンレス鋼等の材料で構成されているため、反応容器内部の物質の様子（態様）は、目視等で観察することが困難である。反応容器内部の物質の様子を確認するために、従来は、反応容器の一部に孔をあけ、この孔部に肉厚のダイアモンド、サファイアなどを設置して内部観察を行なってきた。
【００１２】
反応容器の内部観察には、経済的な観点からサファイアが使われるケースが多いが、熱衝撃に弱く破損する虞があったり、反応容器内に酸素が存在すると、サファイア表面が白くなって曇りが生じる等の課題があった。また、反応容器の孔成形位置が限定されるため、反応容器内部の一部分を部分的に測定できるだけであり、全体的な観察を行なうことはできなかった。
【００１３】
また、高温高圧の反応容器内部の温度測定には、専ら熱電対が使用される。この熱電対も反応容器内での設置場所が限られることから、反応容器の内部全域の温度測定ができない問題がある。
【００１４】
さらに、反応容器内の観察が局所的であり、かつ温度測定が局部的であるため、反応容器内部の物質の形態（様子）、密度分布、温度分布、濃度分布を正確に知ることができず、物質の分解反応の終点を確認できない問題がある。物質の分解反応に伴い、反応容器内で局所的に温度上昇する事象が生じるが、この局所的な温度上昇の様子を確認できず、装置を運転する上で問題となる。
【００１５】
このため、超臨界水を用いて有機物を分解する際に、高温高圧の反応容器内の物質の態様（形態）、密度分布、温度分布ならびに濃度分布をタイムリーに測定し、分解反応の終点の確認と装置を安全に運転させる手段の出現が強く望まれている。
【００１６】
また、放射線を用いて容器内部の様子を確認する方法としては、医療用のＸ線撮影が一般的である。Ｘ線撮影では、被検体を透過したＸ線がＸ線フィルム上の銀粒子を黒化させることにより、被検体の透視画像を得ているが、Ｘ線フィルムを用いると現像するために時間がかかるため、データをタイムリーに評価できない課題があった。
【００１７】
本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、高圧容器内部の物質の形態様、密度分布、温度分布ならびに濃度分布をタイムリーにかつ正確に測定できる高圧容器内部物質の測定システムを提供することを目的とする。
【００１８】
本発明の他の目的は、高圧容器内部を外部から非接触にて詳細に測定でき、分解反応の終点の確認と装置を安全に運転させることができる高圧容器内部物質の測定システムを提供するにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る高圧容器内部物質の測定システムは、上述した課題を解決するために、請求項１に記載したように、高圧容器に放射線を照射する放射線源と、この放射線源からの放射線が前記高圧容器を透過する側に配置された放射線検出手段と、上記放射線検出手段で得られた透過放射線の検出データを前記高圧容器から離間した位置に転送するデータ転送手段と、転送された検出データの内容を表示する表示手段とを備えたものである。
【００２０】
また、上述した課題を解決するために、本発明に係る高圧容器内部物質の測定システムは、請求項２に記載したように、前記高圧容器に対して前記放射線源および放射線検出手段の少なくとも一方を位置移動させる移動手段を備えたり、さらに、請求項３に記載したように、前記データ転送手段で転送された透過放射線の検出データを入力し、記録するデータ記録手段を備えたり、また、請求項４に記載したように、前記データ転送手段で転送された透過放射線の検出データを入力してデータ処理するデータ処理手段を備え、このデータ処理手段は入力される検出データを高圧容器内部物質の画像データに変換する画像データ作成手段を備えたものである。
【００２１】
さらに、上述した課題を解決するために、本発明に係る高圧容器内部物質の測定システムは、請求項５に記載したように、前記高圧容器に対して放射線源および放射線検出手段を複数それぞれ設け、前記各放射線検出手段からの検出データをそれぞれ入力するデータ処理手段は、上記各検出データをデータ処理して高圧容器内部物質の立体画像を作成するようにしたものである。
【００２２】
一方、上述した課題を解決するために、本発明に係る高圧容器内部物質の測定システムは、請求項６に記載したように、前記データ処理手段あるいはデータ記録手段は、高圧容器内部物質の画像データを光学的あるいは電子的に拡大処理するズーム機構を備えたり、また、請求項７に記載したように、前記データ処理手段は、データ記録手段に予め記憶された画像データと、放射線検出手段からデータ転送される検出画像データとの差から高圧容器内部物質の画像を得るデータ処理機能を有するものであり、さらに、請求項８に記載したように、前記データ記録手段あるいはコンピュータのメモリに、予め物質の密度データと画像データの相関データが格納されており、前記データ処理手段は、データ記録手段に記録された画像データと前記相関データとから高圧容器内部物質の密度分布および温度分布を得るデータ処理機能を有するものであり、さらにまた、請求項９に記載したように、前記データ処理手段は、データ記録手段に記録された高圧容器内部物質の画像データのうち、撮影時間の異なる複数の画像データを順次用いて高圧容器内部物質の形態変化速度、標識となる物質の移動速度から高圧容器内部物質の流速を測定するようにしたものである。
【００２３】
他方、上述した課題を解決するために、本発明に係る高圧容器内部物質の測定システムは、請求項１０に記載したように、前記放射線検出手段は、高圧容器の透過放射線により複数色に発光する蛍光体を有するカラー発光シートと、このカラー発光シートから放射される複数色の発光を色別に分離して検出する画像検出手段とを有するものであり、さらに、請求項１１に記載したように、前記表示手段は前記放射線検出手段からの色別に分離された検出画像データを色別に複数同時表示するようにしたものである。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明に係る高圧容器内部物質の測定システムの実施の形態について添付図面を参照して説明する。
【００２５】
図１は、本発明に係る高圧容器内部物質の測定システムの第１実施形態を示す概略的な原理図である。この測定システム１０は放射線を用いて高圧容器１１内の内部物質の態様（様子）、密度分布、温度分布ならびに濃度分布を非接触にてタイムリーにかつ正確に測定する装置である。高圧容器１１には、例えば、有機廃棄物や有害物質、大気汚染物質などの有機物を投入して反応させる高温高圧の反応容器がある。
【００２６】
高圧容器内部物質の測定システム１０は、放射線を放出する放射線源１２と、この放射線源１２から放出される放射線が高圧容器１１を透過する側に配置された放射線検出手段としての放射線検出器１３と、この放射線検出器１３で得られた検出信号を検出データとして高圧容器１１から離間した位置に転送するデータ転送手段１４と、転送された検出信号を入力して信号処理するデータ処理手段１５を備えたコンピュータ１６と、データ処理手段１５にて信号処理された高圧容器内部物質２０の画像データを表示する表示手段１７とを有する。
【００２７】
放射線源１２は、ウラン、ラジウムなどの放射線放出物質あるいはＸ線発生装置、粒子線加速器等で構成され、放射線源１２から高圧容器１１に向けて放射線ａが放射されるようになっている。
【００２８】
放射線源１２から高圧容器１１に向けて放射線ａを照射すると、放射線ａは高圧容器１１や内部物質２０で減衰作用を受けた後、透過放射線ｂとして放射線検出器１３に入射され、この放射線検出器１３にて放射線強さの分布状態、すなわち放射線透過像として検出される。放射線透過像は、放射線検出器１３に内蔵されたシンチレータとしての蛍光体により、電気信号に変換されて検出される。
【００２９】
放射線検出器１３にて放射線透過像として検出された検出データは、データ転送手段１４によりコンピュータ１６のデータ処理手段１５に送られ、高圧容器１１内の内部物質２０の画像データとして表示するように、データ処理される。データ処理された画像データは表示手段１７により画像表示される。データ転送手段１４は光ファイバ素線等の光学的データ転送手段であっても、信号ケーブル等の電気的データ転送手段であってもよく、放射線検出器１３のタイプによって選択される。表示手段１７は、データ転送手段１４により送られる検出信号を直接入力して高圧容器内部物質２０の検出画像を表示するようにしてもよい。
【００３０】
データ処理手段１５で処理された高圧容器１１内の内部物質２０の画像データは、例えばコンピュータ１６のメモリ１８に記憶される。画像データは、データ処理手段１５で作成するのではなく、放射線検出手段１３にＣＣＤカメラやＣＭＯＳカメラ等の画像検出手段１９を備え、この画像検出手段１９にて作成してもよい。
【００３１】
また、高圧容器１１の内部物質２０を測定する測定システム１０には、放射線源１２および放射線検出器１３を高圧容器１１に対して移動させる移動手段２１を備えることができる。この移動手段２１は、駆動制御装置２２により作動制御され、放射線源１２および放射線検出器１３の少なくとも一方を高圧容器１１に対して進退自在あるいは回転自在、上下自在に支持している。駆動制御装置２２には、放射線源１２および放射線検出器１３の位置を移動させるのに、例えばアクチュエータが用いられる。
【００３２】
一般に、高圧容器１１は、高圧ガス対応の容器であると、容易に移動させることができない場合が多い。高圧容器１１の移動を行なうためには、官庁の許可を要する等の時間とコストが必要となるが、放射線源１２や放射線検出器１３を移動可能に支持すると、高圧容器１１を移動させることなく、高圧容器１１の内部の様々な部位を容易に測定が可能となる。
【００３３】
次に、高圧容器内部物質の測定システム１０の測定原理を放射線源１２としてＸ線源（Ｘ線発生装置）を例にとり説明する。
【００３４】
この測定システム１０に備えられる高圧容器１１にはステンレス鋼などの鉄材料が用いられ、内部物質２０として水２３と空気２４とが存在する気液２相の流体系を考える。
【００３５】
図２に示された高圧容器１１に放射線源１２からＸ線を照射すると、Ｘ線は高圧容器１１、水２３および空気２４でそれぞれ吸収され、減衰される。
【００３６】
Ｘ線は密度の大きい物質に吸収される傾向がある。Ｘ線を高圧容器１１に照射すると、高圧容器１１内部で密度が高い部位はＸ線の吸収線量が高く、密度が低い部位はＸ線の吸収線量が低い。そのため、高圧容器１１を透過したＸ線の量、すなわちＸ線の強さを測定すると、高圧容器１１の内部物質２０の密度の違いを観測することができる。例えば、密度の大きい固体と、密度の小さい流体が存在すると、密度の大きい固体の形状、大きさ、位置を確認することができる。
【００３７】
高圧容器１１を透過する前のＸ線強度Ｉ０と透過した後のＸ線強度Ｉとの関係は、内部物質（内部流体）２０の線減弱係数μ、厚さｔにより次式で表される。
【００３８】
【数１】
Ｉ＝Ｉ０ｅｘｐ（−μｔ）    ……（１）
【００３９】
一般に、１００ｅＶのＸ線を仮定すると、２０℃、１気圧での鉄、水、空気の線減弱係数μは３．０ｃｍ−１，０．１７ｃｍ−１，０．０００２１ｃｍ−１で表わされる。鉄、水、空気の各厚みを０．１ｃｍと仮定すると、透過前のＸ線強度を１としたとき、透過後のＸ線の強度は、それぞれ０．７４，０．９８，０．９９９９８と計算される。
【００４０】
この計算結果から、例えば高圧容器１１と空気２４の層をＸ線が透過した場合、透過したＸ線の強度は、密度の違いから空気２４の層で殆ど減衰しないため、０．７４となるが、高圧容器１１と水２３の層を通過した場合は０．７２５となり、透過Ｘ線の強度に違いが生じる。
【００４１】
この透過Ｘ線の強度差を検出することにより、高圧容器１１の内部に水２３が入っているか、空気２４が入っているかを検出できる。なお、線減弱係数μは物質固有の値であるため、水、空気以外の物質、例えば超臨界二酸化炭素の測定にも利用することができる。
【００４２】
また、放射線源として、Ｘ線を用いた例を説明したが、Ｘ線よりエネルギレベルの高いガンマ（γ）線、ベータ（β）線や中性子線を用いてもよい。特に、中性子線は、高圧容器１１の材料である鉄を透過しても減衰することが殆どないため、中性子により核分裂を行なうウランなどの濃度測定にも利用できる。
【００４３】
図３は本発明に係る高圧容器内部物質の測定システムの第２実施形態を示すものである。
【００４４】
この実施形態に示された高圧容器内部物質の測定システム１０Ａは、図１に示された測定システム１０にデータ転送手段１４から転送されたデータを記録するデータ記録手段２５を設けたものである。他の構成および作用は図１に示された測定システム１０と異ならないので、同一符号を付して説明を省略する。
【００４５】
データ記録手段２５は、コンピュータ１６に接続されたり、あるいはコンピュータ１６に内蔵されるデータ記録計２６である。データ記録計２６には、人間が認知し易い高圧容器１１の内部物質２０の画像データ等の所要の有用データが予め記憶されている。
【００４６】
また、データ記録計２６には、放射線検出器１３で検出された検出データをその場で観察するだけでなく、記録させ、後日、記録された検出データをまとめて観測したり、検出データを加工して画像データを得、より有用なデータとして利用できるようになっている。
【００４７】
さらに、高圧容器１１の周りに、放射線源１２や放射線検出手段１３を複数台設置して観測し、各放射線検出手段１３からの検出データをコンピュータ１６のデータ処理手段１５に送ってデータ処理したり、あるいは、データ記録手段２５に送ってデータ処理することにより、高圧容器１１内の内部物質２０の立体画像を取得し、高圧容器１１の内部物質２０の形態（様子）、位置、大きさ、形状を正確に測定することができる。
【００４８】
高圧容器１１内の目的とする場所を拡大処理するズーム機構（図示せず）を備えることにより、目的とする場所（ターゲット）のより詳細で正確なデータを観測可能である。ズーム機構は、データ処理手段１５やデータ記録手段２５に、検出画像データを光学的にあるいは電子的に拡大処理するために、内蔵せしめられる。
【００４９】
また、放射線検出器１３で検出された検出データを処理するデータ処理手段１５に、画像データ処理機能を付加し、データ記録手段２５に予め記憶されている画像データを入力させ、この画像データと検出データの処理で得られる検出画像データとの差をとると、より鮮明な画像を得、変化量を正確に観測可能である。
【００５０】
［高圧容器内部物質の態様測定］
放射線源１２としてＸ線源を例にとり、図２に示した高圧容器１１の内部物質２０を測定する。
【００５１】
１００ｋｅＶのＸ線を仮定し、２０℃、１気圧で鉄、水、空気を０．１ｃｍ透過したＸ線の強度は、透過前を１とすると、それぞれ前述した（１）式から０．７４，０．９８，０．９９９９８と計算される。この計算結果からＸ線は鉄で０．２６吸収され、水で０．０２、空気で０．０００２吸収されたことを意味する。
【００５２】
このＸ線吸収原理を利用して、高圧容器１１内の内部物質２０を画像データ差をとって測定する方法を図４に示す。
【００５３】
高圧容器１１内の内部物質２０をそのまま測定すると、図４（Ａ）に示すように、高圧容器１１を構成する鉄のＸ線吸収率が大きいために、高圧容器１１内部の水２３と空気２４の差を、透過Ｘ線のエネルギレベルから区別することが困難である。
【００５４】
しかし、放射線としてＸ線を用いて、画像データ差分法を用いると、図４（Ｂ）に示すように、高圧容器１１の内部物質２０の形態（様子）を鮮明に観測できる。画像データ差分法では、高圧容器１１内に内部物質２０を入れない状態の画像データを予め測定し、データ記録手段２５に記録させておく。
【００５５】
そして、図３に示された測定システム１０Ａで高圧容器１１に放射線源１２からＸ線を照射して、内部物質２０入りの高圧容器１１を透過した透過Ｘ線を放射線検出器１３で検出する。放射線検出器１３で検出されたデータはコンピュータ１６のデータ処理手段１５に送られる。このデータ処理手段１５にはデータ記録手段２５に予め記録された画像データも入力される。
【００５６】
データ処理手段１５では、検出データから得られる画像データとデータ処理手段１５に予め記録された画像データの差をとる画像データ差分法により、高圧容器１１の内部物質２０の形態（様子）を鮮明に観測することができる。
【００５７】
［高圧容器内部物質の密度分布、温度分布、濃縮分布の測定］
データ記録手段２５に記録され、格納される高圧容器１１の内部物質２０の画像データとして、予め記憶された流体の密度データと画像データの相関データを記録させておき、データ処理手段１５に密度データと温度データの相関データから温度分布を得るデータ処理機能を設けると、高圧容器１１内の内部物質２０の密度分布、温度分布、さらには対象とする濃度分布を測定することができる。
【００５８】
例えば、縦、横、高さ１ｃｍと仮定した容量１ｍｌの高圧容器１１内に封入される水を例にとり説明する。
【００５９】
高圧容器１１内部の水の重量と密度の関係は、図５に示すように表される。
【００６０】
１００ｋｅＶのＸ線照射時に、高圧容器１１を透過する透過Ｘ線の強度は、水の線減弱係数μが０．１７ｃｍ−１から計算することができる。
【００６１】
高圧容器１１透過前のＸ線強度を１とすると、透過Ｘ線の強度は、高圧容器１１のＸ線減衰寄与を除外すると、
【外１】
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となる。
【００６２】
よって、Ｘ線の透過強度を測定すれば、予め測定してあった密度データと画像データの相関関係から、高圧容器１１内の内部物質２０の密度データを取得できる。
【００６３】
また、高圧容器１１内部物質２０の密度データから温度データを取得できる。
【００６４】
例えば、圧力３０ＭＰａの場合、温度４００℃での水密度は０．３５ｇ／ｍｌ、温度４１０℃での水密度は０．２５２ｇ／ｍｌとなる。このため、高圧容器１１の内部圧力を測定し、密度データを取得できれば、水密度データと温度データの相関データから高圧容器１１の内部物質２０の温度分布を正確に測定できる。
【００６５】
密度データと温度データの相関データから高圧容器１１内部の温度分布を全体に亘って測定でき、熱電対のように局所的温度だけでなく、高圧容器１１内全体にわたり、より詳細な温度分布の測定が可能となる。
【００６６】
さらに、高圧容器１１の内部物質の密度分布や温度分布の測定から、高圧容器１１の容量が既知であるので、濃度分布を測定することができる。
【００６７】
［高圧容器内部物質の形態変化速度、流速の測定］
図３に示された高圧容器内部物質の測定システム１０Ａを用いて、内部物質２０の形態変化、標識となる内部物質（標準物質）の移動速度から高圧容器内部流体の流速を測定することができる。
【００６８】
図６に示す試験体系では、高圧容器１１内に有機物として有機固形物２８を収容した例を説明する。この場合にも、図３に示された高圧容器内部物質の測定システム１０Ａを用いて、画像データ差分法により、高圧容器内部物質の形態変化速度および流速を求めることができる。
【００６９】
この場合、測定システム１０Ａで予め高圧容器１１の内部を測定し、検出データからデータ記録手段２５に有機固形物２８の画像データを測定画像として記録させる。この画像データを記録させた後、例えばスタート時、５秒後、１０秒後の放射線（Ｘ線）測定を撮影時間を異にして順次行ない、有機固形物２８の画像データをデータ処理手段１５で取得し、データ記録手段２５に画像データ履歴として撮影時間毎に順次記録させる。有機固形物２８の画像データはコンピュータ１６内のメモリ２９に記憶させてもよい。また、このメモリ２９をデータ記憶手段２５に構成してもよい。
【００７０】
データ記録手段２５に記録させた有機固形物２８の画像データ履歴から、有機固形物２８の物質形態変化速度を求めることができる。
【００７１】
また、高圧容器１１の内部に標識となる物質（標準物質）を添加しておけば、標識物質の移動速度から、高圧容器１１の内部の流速データに変換することが可能であり、この流速データから高圧容器１１の内部流体（内部物質）の流速を測定することができる。
【００７２】
［高圧容器内部物質の密度差測定］
図３に示された高圧容器内部物質の測定システム１０Ａを構成する放射線検出手段１３に、シンチレータとして蛍光体を有するカラー発光シート３０を備え、このカラー発光シート３０にて高圧容器１１を透過したＸ線（放射線）を複数の色の光に変換し、複数色の発光をＣＣＤカメラやＣＭＯＳカメラ等の画像検出手段３１で画像データとして取り込むようにしてもよい。この場合、放射線検出手段１３は、蛍光体としてのカラー発光シート３０とカラー発行シート３０から放射される複数色の発生を色別に分散して検出する画像検出手段３１とを備え、画像検出手段３１で検出された画像データはデータ転送手段１４によりコンピュータ１６のデータ処理手段１５に送られてデータ処理されるようになっている。
【００７３】
また、画像検出手段３１から送られる色別に分離された画像データはデータ処理手段１５で処理され、あるいは直接表示手段１７に送られ、この表示手段１７でカラー表示されるようになっている。
【００７４】
この測定システム１０Ａでは、高圧容器１１を透過した放射線（Ｘ線）を放射線検出手段１３に入射させると、カラー発生シート３０は放射線により複数色に発光する。放射線、例えばＸ線、のエネルギレベルは単一ではなく広がりをもつエネルギである。このため、同一強度の放射線であっても、エネルギレベル毎に特定の発色が行なわれ、複数色の発光が行なわれる。放射線の照射に基づきカラー発光シート３０から放射される複数色の発光を色別に分離して画像検出手段３１で検出している。
【００７５】
画像検出手段３１で色別に分離して検出された検出画像データをデータ転送手段１４で転送し、表示手段１７に同時に複数の画像データとしてカラー表示させると、従来のＸ線を用いて測定する場合に較べ、視覚性が良好となり、タイムリーに、より詳細かつ鮮明に一目で測定ができる。
【００７６】
放射線源１２としてＸ線発生装置から発生されるＸ線を例にとって説明すると、放射線源１２から発生したＸ線のエネルギは単一ではなく、ある広がりをもつ。エネルギレベルの低いＸ線はより吸収され易く、エネルギレベルの高いＸ線は吸収されにくい。
【００７７】
そのため、高圧容器１１内に密度の大きい物質と密度の小さい物質が混在すると、従来では両者を同時に測定することができなかった。
【００７８】
しかし、Ｘ線のエネルギレベルにそれぞれ感度を持つシンチレータを用いて、Ｘ線エネルギの違いを色で区別することにより、従来測定が困難であった高圧容器１１内に存在する密度の大きい物質と密度が小さい物質が混在した高圧容器内部を非接触にてカラー測定することが可能となる。放射線検出手段１３で検出された検出データを色別に画像データとして表示手段１７にカラー表示させることにより、視認性が優れ、人間が一目で認知し易い測定方法となる。
【００７９】
【発明の効果】
本発明に係る高圧容器内部物質の測定システムにおいては、高圧容器内の内部物質の態様、密度分布、温度分布ならびに濃度分布を放射線を用いて非接触・非破壊にてタイムリーに測定することができる。
【００８０】
この測定システムは、高圧容器の内部を非接触かつ外部からタイムリーに測定できるので、高圧容器の内部物質の酸化分解や加水分解の分解反応の終点の確認を確実にかつ正確に行なうことができ、装置を安全にかつ安定的に運転させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る高圧容器内部物質の測定システムの一実施形態を概略的に示す原理図。
【図２】本発明に係る測定システムで測定される測定対象物の一例を示す図。
【図３】本発明に係る高圧容器内部物質の測定システムの他の実施形態を概略的に示す原理図。
【図４】（Ａ）および（Ｂ）は本発明に係る高圧容器内部物質の測定システムを用いて内部物質を直接測定する方法、画像データ差分法を用いて測定する方法を比較して示す図。
【図５】高圧容器内部の水重量と密度の相関関係を示す図。
【図６】本発明に係る高圧容器内部物質の測定システムを用いて内部物質の形態変化速度および流速を測定した例を示す図。
【符号の説明】
１０  測定システム
１１  高圧容器
１２  放射線源
１３  放射線検出器（放射線検出手段）
１４  データ転送手段
１５  データ処理手段
１６  コンピュータ
１７  表示手段
１８  メモリ
２０  内部物質
２１  移動手段
２２  駆動制御装置
２３  水
２４  空気
２５  データ記録手段
２６  データ記録計
３０  カラー発光シート（シンチレータ）
３１  画像検出手段
【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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