(57)【要約】【課題】ナトリウムを内蔵する構造物からのナトリウムの漏洩を高感度に検知できること。【解決手段】ナトリウムを内蔵する構造物（機器、配管１など）の周囲の雰囲気ガス２を取り込んで、この雰囲気ガス中に漏洩したナトリウムにより生成されるエアロゾルを濃縮するエアロゾル濃縮装置１１と、このエアロゾル濃縮装置にてエアロゾルが濃縮された雰囲気ガスを導入して、エアロゾルを捕集するエアロゾル捕集装置１２と、このエアロゾル捕集装置から導入された雰囲気ガス中のエアロゾルをプラズマ化し、発生する蛍光を波長分別することにより、エアロゾル濃縮前の雰囲気ガス中のナトリウム濃度を測定してナトリウムを検出するナトリウム分析装置１３と、を有するものである。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ナトリウムを内蔵する構造物の周囲の雰囲気ガスを取り込んで、この雰囲気ガス中に漏洩したナトリウムにより生成されるエアロゾルを濃縮するエアロゾル濃縮装置と、
このエアロゾル濃縮装置にてエアロゾルが濃縮された雰囲気ガスを導入して、エアロゾルを捕集するエアロゾル捕集装置と、
このエアロゾル捕集装置から導入された雰囲気ガス中のエアロゾルをプラズマ化し、発生する蛍光を波長分別することにより、エアロゾル濃縮前の雰囲気ガス中のナトリウム濃度を測定してナトリウムを検出するナトリウム分析装置と、を有することを特徴とするナトリウム漏洩検知装置。
【請求項２】
前記エアロゾル濃縮装置は、容器と、この容器に接続されて雰囲気ガスを前記容器内に導入するための上流側ノズルと、前記容器に設置され、前記上流側ノズルを経て雰囲気ガスを前記容器内に導入するポンプと、前記容器における前記上流側ノズルの反対位置に接続され、この上流側ノズルと同一軸上に設けられた下流側ノズルとを有し、
前記ポンプの作動により前記容器内に雰囲気ガスを導入したとき、前記容器内でエアロゾルよりも粒径の小さな粒子を拡散させ、粒径の大きなエアロゾルを慣性力の作用で前記下流側ノズルに移行させて、エアロゾルを濃縮させるよう構成されたことを特徴とする請求項１に記載のナトリウム漏洩検知装置。
【請求項３】
前記エアロゾル濃縮装置は、屈曲して形成された屈曲配管と、この屈曲配管の下流側端部に設置されて前記屈曲配管内に雰囲気ガスを導入するポンプと、前記屈曲配管の屈曲部に接続された枝管とを有し、
前記ポンプの作動により前記屈曲配管内に雰囲気ガスを導入したとき、エアロゾルよりも粒径の小さな粒子を前記屈曲配管の形状に沿って流動させ、粒径の大きなエアロゾルを前記屈曲配管の前記屈曲部から前記枝管へ慣性力の作用で移行させて、エアロゾルを濃縮させるよう構成されたことを特徴とする請求項１に記載のナトリウム漏洩検知装置。
【請求項４】
前記エアロゾル濃縮装置は、コイル状に巻かれて形成されたコイル状配管と、このコイル状配管の下流側端部内に配置されて、この下流側端部を内側領域と外側領域に区画する仕切壁と、前記下流側配管の内側領域に連通して設置され、前記コイル状配管内へ雰囲気ガスを導入するポンプとを有し、
前記ポンプの作動により前記コイル状配管内に雰囲気ガスを導入したとき、この雰囲気ガス中の粒径の大きなエアロゾルを、前記下流側端部の外側領域へ遠心力の作用により移行させて、エアロゾルを濃縮させるよう構成されたことを特徴とする請求項１に記載のナトリウム漏洩検知装置。
【請求項５】
前記屈曲配管の屈曲部が複数形成されると共に、これらの各屈曲部のそれぞれに枝管が接続され、更に前記屈曲配管及び前記枝管が扁平して形成されたことを特徴とする請求項３に記載のナトリウム漏洩検知装置。
【請求項６】
前記エアロゾル捕集装置は、装置本体と、この装置本体内への雰囲気ガスの流入と流出を切り換える切換弁と、この切換弁と前記装置本体とを連通または遮断させる開閉弁とを有し、
前記装置本体内に雰囲気ガスを流入してエアロゾルを捕集した状態で、前記開閉弁を閉弁してエアロゾル濃縮装置から分離し、ナトリウム分析装置に接続して前記開閉弁を開弁可能に構成されたことを特徴とする請求項１に記載のナトリウム漏洩検知装置。
【請求項７】
前記エアロゾル捕集装置は、ピストンを摺動自在に内蔵する装置本体としてのシリンダと、このシリンダ内への雰囲気ガスの流入と流出を切り換える切換弁と、この切換弁と前記シリンダとを連通または遮断させる開閉弁とを有し、
前記開閉弁の開閉と前記シリンダ内での前記ピストンの移動により、前記シリンダ内で雰囲気ガスを圧縮しその圧力を高めた後、この高圧状態の雰囲気ガスを流出させるよう構成されたことを特徴とする請求項１に記載のナトリウム漏洩検知装置。
【請求項８】
ナトリウムを内蔵する構造物の周囲の雰囲気ガスをエアロゾル濃縮装置が取り込んで、この雰囲気ガス中に漏洩したナトリウムにより生成されるエアロゾルを濃縮し、
このエアロゾルが濃縮された雰囲気ガスをエアロゾル捕集装置が導入してエアロゾルを捕集した後、ナトリウム分析装置へ導き、
このナトリウム分析装置がエアロゾルをプラズマ化し、発生する蛍光を波長分別することにより、エアロゾル濃縮前の雰囲気ガス中のナトリウム濃度を測定してナトリウムを検出することを特徴とするナトリウム漏洩検知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高速炉などにおけるナトリウムの漏洩を検知するナトリウム漏洩検知装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高速炉では、冷却材としてナトリウムが使用されており、その漏洩検知は安全確保上重要である。そこで、想定されるナトリウムの漏洩規模に応じて、現在さまざまなナトリウム漏洩検知設備が開発されている。このナトリウム漏洩検知設備が、ナトリウムを内蔵する機器や配管などの構造物からのナトリウム漏洩を監視するために使用されている。
【０００３】
特に、ナトリウムの微少な漏洩に対しては、ナトリウムを内蔵する構造物と保温材との隙間の雰囲気ガスや、この構造物が設置されている部屋の雰囲気ガスが、サンプリング配管とヘッダを介して集合して、ナトリウム漏洩検知設備としてのエアロゾル検出器に導かれる。このエアロゾル検出器は、雰囲気ガス中にナトリウム漏洩時に発生するエアロゾルが含まれているか否かを検出することで、ナトリウムの微少な漏洩を検知する。
【０００４】
また、特許文献１及び２には、レーザを用いてナトリウムをプラズマ化し、発生する蛍光を分光分析したり、プラズマ化されて生じた原子をイオン化してナトリウムイオンを検出するナトリウム漏洩検知装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−３１１７９３号公報
【特許文献２】特開２００８−９６１０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述のエアロゾル検出器やナトリウム漏洩検知装置では、高速炉などの各所の雰囲気ガスがヘッダを介して集合されるため、ナトリウム漏洩時に発生するエアロゾルの濃度は、エアロゾル検出器、ナトリウム漏洩検知装置に導入される時点では極めて希薄となり、従って、極微小な漏洩に対してエアロゾルやナトリウムを検知できない場合がある。
【０００７】
本発明の目的は、上述の事情を考慮してなされたものであり、ナトリウムを内蔵する構造物からのナトリウムの漏洩を高感度に検知できるナトリウム漏洩検知装置及び方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るナトリウム漏洩検知装置は、ナトリウムを内蔵する構造物の周囲の雰囲気ガスを取り込んで、この雰囲気ガス中に漏洩したナトリウムにより生成されるエアロゾルを濃縮するエアロゾル濃縮装置と、このエアロゾル濃縮装置にてエアロゾルが濃縮された雰囲気ガスを導入して、エアロゾルを捕集するエアロゾル捕集装置と、このエアロゾル捕集装置から導入された雰囲気ガス中のエアロゾルをプラズマ化し、発生する蛍光を波長分別することにより、エアロゾル濃縮前の雰囲気ガス中のナトリウム濃度を測定してナトリウムを検出するナトリウム分析装置と、を有することを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明に係るナトリウム漏洩検知方法は、ナトリウムを内蔵する構造物の周囲の雰囲気ガスをエアロゾル濃縮装置が取り込んで、この雰囲気ガス中に漏洩したナトリウムにより生成されるエアロゾルを濃縮し、このエアロゾルが濃縮された雰囲気ガスをエアロゾル捕集装置が導入してエアロゾルを捕集した後、ナトリウム分析装置へ導き、このナトリウム分析装置がエアロゾルをプラズマ化し、発生する蛍光を波長分別することにより、エアロゾル濃縮前の雰囲気ガス中のナトリウム濃度を測定してナトリウムを検出することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係るナトリウム漏洩検知装置及び方法によれば、ナトリウムを内蔵する構造物の周囲の雰囲気ガスは、ナトリウムの漏洩により生成されるエアロゾルの濃度がエアロゾル濃縮装置により高められた後、エアロゾル捕集装置を経てナトリウム分析装置に導入され、このナトリウム分析装置によりナトリウムが検出される。このため、ナトリウムを内蔵する構造物からナトリウムが微小量漏洩した場合にも、このナトリウムの漏洩を高感度に検知できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係るナトリウム漏洩検知装置の第１実施形態を、高速炉の一部と共に示す構成図。
【図２】図１のエアロゾル濃縮装置の構成を示す概略側断面図。
【図３】図１のエアロゾル捕集装置の構成を示す概略側断面図。
【図４】図１のナトリウム分析装置の構成を示す構成図。
【図５】本発明に係るナトリウム漏洩検知装置の第２実施形態におけるエアロゾル濃縮装置の構成を示し、（Ａ）はその概略側断面図、（Ｂ）は図５（Ａ）のＶＡ−ＶＡ線及びＶＢ−ＶＢ線に沿う断面図。
【図６】本発明に係るナトリウム漏洩検知装置の第３実施形態におけるエアロゾル濃縮装置の構成を示し、（Ａ）はその概略側断面図、（Ｂ）は図６（Ａ）のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための実施形態を図面に基づき説明する。
［Ａ］第１実施形態（図１〜図４）
図１は、本発明に係るナトリウム漏洩検知装置の第１実施形態を、高速炉の一部と共に示す構成図である。この図１に示すナトリウム漏洩検知装置１０は、例えば高速炉を構成して冷却材としてのナトリウムを内蔵する構造物（機器や配管１等）からナトリウムが漏洩した場合に、その構造物周囲の雰囲気ガス２を採集して、ナトリウムの漏洩を検知するものであり、エアロゾル濃縮装置１１、エアロゾル捕集装置１２及びナトリウム分析装置１３を有して構成される。
【００１３】
このナトリウム漏洩検知装置１０は、図１では、ナトリウムを内蔵する配管１と、その周囲を覆う保温材３との隙間の雰囲気ガス２を、サンプリング配管４及びヘッダ５を介して集合して採集する例を示している。また、ナトリウムを内蔵する構造物（機器や配管１等）からナトリウムが漏洩した場合、この漏洩したナトリウムは、雰囲気ガス２（大気から導入された空気）中の酸素と化学反応して、Ｎａ２Ｏなどを主成分とするエアロゾル６を生成する。このエアロゾル６を含んだ雰囲気ガス２が、ナトリウム漏洩検知装置１０のエアロゾル濃縮装置１１に取り込まれ、エアロゾル捕集装置１２を経てナトリウム分析装置１３に導入される。
【００１４】
エアロゾル濃縮装置１１は、図２に示すように、ナトリウムを内蔵する構造物の周囲の雰囲気ガス２を取り込んで、この雰囲気ガス２中に漏洩したナトリウムにより生成されるエアロゾル６を濃縮するものであり、容器１４、上流側ノズル１５、下流側ノズル１６及びポンプ１７を有して構成される。
【００１５】
上流側ノズル１５は、容器１４に接続されると共に、ナトリウムを内蔵する構造物（例えば配管１）の周囲にサンプリング配管４を介して接続される。従って、この上流側ノズル１５により、ナトリウムを内蔵する構造物（配管１等）周囲の雰囲気ガス２が容器１４内に導入可能とされる。
【００１６】
ポンプ１７は容器１４に設置され、上流側ノズル１５及びサンプリング配管４等を経て、ナトリウムを内蔵する構造物（配管１等）周囲の雰囲気ガス２が容器１４内に導入させる。このポンプ１７には、ロータリーポンプやダイアフラムポンプなどが用いられる。また、このポンプ１７の運転により、容器１４内の圧力は、大気圧（１気圧）から０．１気圧程度の負圧までの範囲の略大気圧状態に保持される。
【００１７】
下流側ノズル１６は、容器１４における上流側ノズル１５の反対位置に接続されると共に、エアロゾル捕集装置１２に接続される。更に、この下流側ノズル１６は、上流側ノズル１５と同一の軸Ｏ上に配置されている。このように、上流側ノズル１５と下流側ノズル１６が同一軸上に配置されることで、上流側ノズル１５を経て容器１４内に流入した雰囲気ガス２中のエアロゾル６は、慣性力の作用で下流側ノズル１６内に流入し易くなる。
【００１８】
従って、このエアロゾル濃縮装置１１では、ポンプ１７の作動により上流側ノズル１５等を経て容器１４内に雰囲気ガス２を導入したとき、容器１４内で、エアロゾル６よりも粒径の小さな微小粒子７（例えば空気分子等）を拡散させ、粒径の大きなエアロゾル６を慣性力の作用で下流側ノズル１６に移行させて、エアロゾル６を濃縮させる。
【００１９】
つまり、ナトリウムを内蔵する構造物（配管１等）の周囲の雰囲気ガス２が上流側ノズル１５等を経て容器１４内に導入されたとき、雰囲気ガス２中に含まれる微小粒子７は、ブラウン運動により容器１４内で徐々に拡散し、一部が下流側ノズル１６へ移行するが、大部分はポンプ１７を介して外部へ放出される。一方、雰囲気ガス２中に含まれる粒径の大きなエアロゾル６は、ほとんど拡散しないので、その大部分が慣性力によって下流側ノズル１６へ移行する。
【００２０】
尚、文献（Ｊ．  Ｗｅｇｒｚｙｎ，  ａｎｄ  Ｄ．  Ｔ．  Ｓｈａｗ，  Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ  Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ａｅｒｏｓｏｌ  Ｂｅｈａｖｉｏｒ  Ｉｎ  Ａ  Ｐｏｓｔ−ＬＭＦＢＲ  Ａｃｃｉｄｅｎｔ  Ｒｅａｃｔｏｒ  Ｃｏｎｔａｉｎｍｅｎｔ  Ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ，  ＮＵＲＥＧ／ＣＲ−０７９９，  Ｕ．  Ｓ．  Ｎｕｃｌｅａｒ  Ｒｅｇｕｌａｔｏｒｙ  Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ（１９７９）．）によれば、金属ナトリウムの燃焼によって発生するエアロゾルは、０．５μｍ〜２μｍの粒径範囲に全質量の９３％以上が占められていると報告されている。また、文献（ウィリアム  Ｃ．ハインズ著、早川一也監訳、エアロゾルテクノロジー（１９８５），  ｐ．１３９）には、空気分子は０．０００４μｍ程度の大きさ（粒径）をもつと報告されている。
【００２１】
ここで、ポンプ１７の回転数により設定される雰囲気ガス２の流速と、上流側ノズル１５から下流側ノズル１６までの距離は、雰囲気ガス２中の微小粒子７（例えば空気分子等）が容器１４内で十分に拡散されて、雰囲気ガス２中のエアロゾル６が微小粒子７よりも下流側ノズル１６へ移行する割合が高くなるように設定される。この結果、ナトリウムの漏洩により生成されたエアロゾル６の濃度は、上流側ノズル１５よりも下流側ノズル１６の方が高くなり、エアロゾル６が濃縮される。
【００２２】
エアロゾル捕集装置１２は、図３に示すように、エアロゾル濃縮装置１１にてエアロゾル６が濃縮された雰囲気ガス２を一時的に導入してエアロゾル６を捕集するものであり、ピストン１９を内蔵したシリンダ２０、切換弁２１、開閉弁２２、上流側配管２３及び下流側配管２４を有して構成される。
【００２３】
シリンダ２０は、雰囲気ガス２を収容する装置本体として機能し、ピストン１９を気密状態で摺動自在に内蔵する。ピストン１９にはステージ２５が連結され、このステージ２５を矢印Ａ方向または矢印Ｂ方向に駆動することにより、ピストン１９をシリンダ２０内で移動させる。
【００２４】
切換弁２１は３方弁であり、その第１ポートに上流側配管２３が、第２ポートに流出入配管２６が、第３ポートに下流側配管２４がそれぞれ接続される。上流側配管２３は、エアロゾル濃縮装置１１の下流側ノズル１６に接続され、下流側配管２４は、ナトリウム分析装置１３の光反応セル２７（後述）に接続され、流出入配管２６はシリンダ２０に接続される。この切換弁２１によって、上流側配管２３とシリンダ２０内の連通と、下流側配管２４とシリンダ２０内の連通とが選択的に切り換えられる。
【００２５】
開閉弁２２は流出入配管２６に配設され、開弁時にシリンダ２０と切換弁２１とを連通し、閉弁時にシリンダ２０と切換弁２１とを遮断する。従って、開閉弁２２の開弁時に、切換弁２１の切換操作及びピストン１９の移動によって、シリンダ２０内への雰囲気ガス２の流入と、シリンダ２０内からの雰囲気ガス２の流出とが可能になる。開閉弁２２の閉弁時には、シリンダ２０内に雰囲気ガス２が保持可能とされる。
【００２６】
エアロゾル捕集装置１２では、ピストン１９がシリンダ２０内に最も挿入された状態で、エアロゾル濃縮装置１１の下流側ノズル１６から排出された雰囲気ガス２が、エアロゾル捕集装置１２の上流側配管２３に導入される。次に、切換弁２１が上流側配管２３とシリンダ２０内とを連通するように切り換えられ、開閉弁２２が開弁操作された後、ステージ２５が矢印Ｂ方向に駆動されてピストン１９がシリンダ２０から引き抜かれる。これにより、エアロゾル濃縮装置１１の下流側ノズル１６から排出された雰囲気ガス２が、上流側配管２３、切換弁２１、流出入配管２６及び開閉弁２２を経てシリンダ２０内に導入される。
【００２７】
次に、切換弁２１が下流側配管２４とシリンダ２０内と連通するように切り換えられた後、ステージ２５が矢印Ｂ方向に駆動されてピストン１９がシリンダ２０内に挿入される。これにより、エアロゾル捕集装置１２のシリンダ２０内の雰囲気ガス２が、流出入配管２６、開閉弁２２及び切換弁２１を経て下流側配管２４へ導かれる。
【００２８】
ナトリウム分析装置１３は、エアロゾル捕集装置１２から光反応セル２７内に導入された雰囲気ガス２に、レーザ装置２８でパルス状のレーザ２９を照射して雰囲気ガス２中のエアロゾル６をプラズマ化し、発生する蛍光３０を波長フィルタ３１Ａ、３１Ｂが波長分別し、光検出器３２Ａ、３２Ｂが電気信号に変換することにより、信号処理装置３３が、エアロゾル濃縮装置１１によるエアロゾル濃縮前の雰囲気ガス２中におけるナトリウムの濃度を測定して、ナトリウムを検出するものである。尚、図４中の符号３４は、エアロゾル６のプラズマを模擬的に示す。
【００２９】
つまり、光反応セル２７は、レーザを透過する石英などの材料から形成された筒状体である。この光反応セル２７の一端に、エアロゾル捕集装置１２の下流側配管２４が接続されて、光反応セル２７の内部にエアロゾル捕集装置１２からの雰囲気ガス２が導入される。この光反応セル２７の他端は、雰囲気ガス２やプラズマ３４を捕捉するフィルタ（不図示）を介して外部に連通される。
【００３０】
レーザ装置２８は、パルス状のレーザ２９、例えば、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ（波長：１０６４ｎｍ）を発生するものである。このレーザ装置２８からのレーザ２９は、ミラー４１にて全反射され、集光レンズ３５で集光された後、光反応セル２７を透過して、この光反応セル２７内の雰囲気ガス２に照射される。これにより、光反応セル２７内でレーザアブレーションによって雰囲気ガス２中のエアロゾル６のプラズマ３４が生成される。
【００３１】
このエアロゾル６のプラズマ３４から発生する蛍光３０は、集光レンズ３６によって略平行に整形された後、ハーフミラー３７によって２等分される。
【００３２】
波長フィルタ３１Ａ及び３１Ｂは、特定の波長範囲の光のみを透過させる光学フィルタであり、波長フィルタ３１Ａは、例えばＤ線（波長：５８９ｎｍ）などのナトリウム蛍光を含む光３８Ａを透過させる。また、波長フィルタ３１Ｂは、ナトリウム蛍光を含まない波長範囲の光３８Ｂを透過する。従って、波長フィルタ３１Ａは、ハーフミラー３７により２等分された一方の蛍光３０を、ナトリウム蛍光を含む光３８Ａに波長分別して、光検出器３２Ａに導く。また、波長フィルタ３１Ｂは、ハーフミラー３７により２等分された他方の蛍光３０を、ナトリウム蛍光を含まない波長範囲の光３８Ｂに波長分別して、光検出器３２Ｂに導く。
【００３３】
尚、波長フィルタ３１Ａ、３１Ｂは、それぞれを透過する光３８Ａ、３８Ｂの波長幅が等しくなるように設定されている。これは、波長フィルタ３１Ａ、３１Ｂをそれぞれ透過した光３８Ａ、３８Ｂから変換される電気信号を、信号処理装置３３が差分処理するためである。
【００３４】
光検出器３２Ａ及び３２Ｂは例えば光電倍増管などである。光検出器３２Ａは、波長フィルタ３１Ａにて波長分別されたナトリウム蛍光を含む光３８Ａを電気信号に変換する。この電気信号は、アンプ３９Ａで増幅された後、信号線４０Ａを経て信号処理装置３３へ送信される。また、光検出器３２Ｂは、波長フィルタ３１Ｂにて波長分別されたナトリウム蛍光を含まない波長範囲の光３８Ｂを電気信号に関する。この電気信号は、アンプ３９Ｂで増幅された後、信号線４０Ｂを経て信号処理装置３３へ送信される。
【００３５】
信号処理装置３３は、アンプ３９Ａ、３９Ｂを介してそれぞれ送信された光検出器３２Ａ、３２Ｂからの２つの電気信号の差分を演算して、Ｄ線に対応する電気信号のみを抽出する。この信号処理装置３３には、エアロゾル濃縮装置１１によるエアロゾル６の濃縮前における雰囲気ガス２中のナトリウムの濃度と上記差分値との関係を予め評価した検量線が格納されている。従って、信号処理装置３３は、演算した上記差分値から上記検量線を用いて、エアロゾル濃縮装置１１によるエアロゾル６の濃縮前における雰囲気ガス２中のナトリウムの濃度を測定し、ナトリウムを検出する。例えば、自然界のナトリウム濃度は１０−１３ｇ／ｃｃであるため、ナトリウム濃度の測定値が１０−１０ｇ／ｃｃ以上であれば、ナトリウムが漏洩したと判定できる。
【００３６】
以上のように構成されたことから、本実施形態によれば、次の効果を奏する。ナトリウムを内蔵する機器や配管１等の構造物の周囲の雰囲気ガス２は、ナトリウムの漏洩により生成されるエアロゾル６の濃度がエアロゾル濃縮装置１１により高められた後、エアロゾル捕集装置１２を経てナトリウム分析装置１３に導入され、このナトリウム分析装置１３により、エアロゾル６の濃縮前の雰囲気ガス２中におけるナトリウムの濃度が測定されてナトリウムが検出される。このため、ナトリウムを内蔵する構造物からのナトリウムが微小量漏洩した場合にも、このナトリウムの漏洩を高感度に検知できる。
【００３７】
尚、上記実施形態では、図１に示すように、エアロゾル濃縮装置１１とエアロゾル捕集装置１２とナトリウム分析装置１３とが順次連結された場合を述べたが、ナトリウム分析装置１３を、エアロゾル濃縮装置１１及びエアロゾル捕集装置１２に対し独立させ、エアロゾル捕集装置１２を、エアロゾル濃縮装置１１とナトリウム分析装置１３に対し接離可能に構成してもよい。
【００３８】
つまり、ナトリウム分析装置１３を、エアロゾル濃縮装置１１及びエアロゾル捕集装置１２とは異なる場所に例えば１台設置し、エアロゾル濃縮装置１１及びエアロゾル捕集装置１２を複数台設置する。そしてまず、エアロゾル捕集装置１２をエアロゾル濃縮装置１１に接続した状態で、エアロゾル捕集装置１２のピストン１９をシリンダ２０から引き抜いて、シリンダ２０内にエアロゾル濃縮装置１１から雰囲気ガス２を導入し、濃縮されたエアロゾル６を含む雰囲気ガス２を捕集する。この状態で、エアロゾル捕集装置１２の開閉弁２２を閉弁して、エアロゾル捕集装置１２をエアロゾル濃縮装置１１から分離する。
【００３９】
次に、エアロゾル捕集装置１２をナトリウム分析装置１３に接続して、エアロゾル捕集装置１２の開閉弁２２を開弁し、エアロゾル捕集装置１２のピストン１９をシリンダ２０に挿入する。そして、このシリンダ２０内の雰囲気ガス２をナトリウム分析装置１３の光反応セル２７へ導き、このナトリウム分析装置１３にて雰囲気ガス２中のナトリウムを検出する。
【００４０】
上述の変形形態の場合には、エアロゾル濃縮装置１１及びエアロゾル捕集装置１２を、例えば高速炉等が取り付けられた環境に複数台設置し、ナトリウム分析装置１３を、分析に適した環境に１台または複数台設置することができるので、ナトリウムの検出精度を向上できると共に、ナトリウム漏洩検知装置１０のコストを低減できる。
【００４１】
［Ｂ］第２実施形態（図５）
図５は、本発明に係るナトリウム漏洩検知装置の第２実施形態におけるエアロゾル濃縮装置の構成を示し、（Ａ）はその概略側断面図、（Ｂ）は図５（Ａ）のＶＡ−ＶＡ線及びＶＢ−ＶＢ線に沿う断面図である。この第２実施形態において、第１実施形態と同様な部分については、同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。
【００４２】
本実施形態のナトリウム漏洩検知装置が第１実施形態と異なる点は、エアロゾル濃縮装置４４の構成である。つまり、このエアロゾル濃縮装置４４は、屈曲して形成された屈曲配管４５と、この屈曲配管４５の下流側端部４５Ｂに設置されて、屈曲配管４５の上流側端部４５Ａから屈曲配管４５内に雰囲気ガス２を導入するポンプ１７と、屈曲配管４５の屈曲部４５Ｃに接続された枝管４６と、を有して構成される。
【００４３】
ここで、上流側端部４５Ａは、サンプリング配管４を介して、ナトリウムを内蔵する構造物（機器や配管１等）の周囲に接続され、この構造物周囲の雰囲気ガス２が屈曲配管４５内に導入される。また、屈曲部４５Ｃは複数箇所、例えば２箇所設けられ、それぞれが約９０度に屈曲される。これらの屈曲部４５Ｃのそれぞれに枝管４６が接続されている。これらの枝管４６は、エアロゾル捕集装置１２の上流側配管２３に接続される。
【００４４】
従って、ポンプ１７の作動により上流側端部４５Ａから屈曲配管４５内に雰囲気ガス２が導入されたとき、雰囲気ガス２中のエアロゾル６よりも粒径の小さな微小粒子７は、屈曲配管４５の形状に沿って各屈曲部４５Ｃで約９０度に曲げられて流動し、ポンプ１７を経て外部へ排出される。一方、雰囲気ガス２中の粒径の大きなエアロゾル６は、慣性力が大きく作用するので屈曲部４５Ｃで屈曲して流動せず、枝管４６へ移行する。このため、雰囲気ガス２中のエアロゾル６の濃度は、屈曲配管４５内よりも枝管４６内で高められ、この枝管４６内でエアロゾル６が濃縮される。
【００４５】
ここで、屈曲配管４５及び枝管４６は、図５（Ｂ）に示すように扁平して構成される。即ち、屈曲配管４５及び枝管４６は、一辺ａが他辺ｂよりも短い長方形の断面形状に形成される。一辺ａは、屈曲配管４５の屈曲により角度が約９０度変更される辺である。この屈曲配管４５及び枝管４６の一辺ａの寸法と、ポンプ１７の回転に基づく雰囲気ガス２の流速は、雰囲気ガス２中のエアロゾル６の粒径を考慮して、このエアロゾル６が枝管４６へ移行する割合が高くなるように設定される。また、屈曲配管４５及び枝管４６の他辺ｂは、一辺ａの寸法が狭く設定された場合にも、屈曲配管４５及び枝管４６内を流れる雰囲気ガス２の流量が必要量確保できるように設定される。
【００４６】
従って、本実施形態のナトリウム漏洩検知装置においても、エアロゾル濃縮装置４４が雰囲気ガス２中のエアロゾル６を好適に濃縮できるので、第１実施形態の効果と同様な効果を奏する。特に、このエアロゾル濃縮装置４４においては、屈曲配管４５の屈曲部４５Ｃが１箇所の場合や、屈曲配管４５及び枝管４６が扁平構造でない場合に比べて、同量の雰囲気ガス２中のエアロゾル６を短時間で濃縮できる。
【００４７】
［Ｃ］第３実施形態（図６）
図６は、本発明に係るナトリウム漏洩検知装置の第３実施形態におけるエアロゾル濃縮装置の構成を示し、（Ａ）はその概略側断面図、（Ｂ）は図６（Ａ）のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図である。この第３実施形態において、第１実施形態と同様な部分については、同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。
【００４８】
本実施形態のナトリウム漏洩検知装置が第１実施形態と異なる点は、エアロゾル濃縮装置５０の構成である。つまり、このエアロゾル濃縮装置５０は、一定の曲率Ｒでコイル状に巻かれたコイル状配管５１と、このコイル状配管５１の下流側端部５１Ｂ内に設置されて、この下流側端部５１Ｂ内を内側領域５２と外側領域５３に区画する仕切壁５４と、下流側端部５１Ｂの内側領域５２に連通して設置され、コイル状配管５１の上流側端部５１Ａからコイル状配管５１内に雰囲気ガス２を導入するポンプ１７と、を有して構成される。
【００４９】
ここで、コイル状配管５１の上流側端部５１Ａは、サンプリング配管４を介して、ナトリウムを内蔵する構造物（機器や配管１等）の周囲に接続され、この構造物の周囲の雰囲気ガス２がコイル状配管５１内に導入される。また、コイル状配管５１の下流側端部５１Ｂにおける外側領域５３は、エアロゾル捕集装置１２の上流側配管２３に接続される。
【００５０】
従って、ポンプ１７の作動によりコイル状配管５１の上流側端部５１Ａからコイル状配管５１内に雰囲気ガス２が導入されたとき、この雰囲気ガス２は、コイル状配管５１内をその形状に沿ってスパイラル状に流れ、粒径の大きな粒子ほど遠心力が作用して外側に移動する。このため、コイル状配管５１内を通過した雰囲気ガス２は、エアロゾル６よりも粒径の小さな微小粒子７が下流側端部５１Ｂ内で内側領域５２に移行し、ポンプ１７を経て外部に排出される。一方、遠心力が作用した粒径の大きなエアロゾル６は、下流側端部５１Ｂ内で外側領域５３に移行し、エアロゾル捕集装置１２の上流側配管２３へ導入される。この結果、雰囲気ガス２中のエアロゾル６の濃度は、コイル状配管５１の上流側端部５１Ａよりも下流側端部５１Ｂの外側領域５３で高められ、コイル状配管５１内でエアロゾル６が濃縮される。
【００５１】
尚、コイル状配管５１の曲率Ｒと、ポンプ１７の回転数に基づく雰囲気ガス２の流速と、コイル状配管５１のコイル状部分の長さと、コイル状配管５１の内径αは、雰囲気ガス２中のエアロゾル６の粒径を考慮して、このエアロゾル６がコイル状配管５１における下流側端部５１Ｂの外側領域５３へ移行する割合が高くなるように設定される。
【００５２】
従って、本実施形態のナトリウム漏洩検知装置においても、エアロゾル濃縮装置５０が雰囲気ガス２中のエアロゾル６を好適に濃縮できるので、第１実施形態の効果と同様な効果を奏する。
【００５３】
［Ｄ］第４実施形態（図３）
本実施形態のナトリウム漏洩検知装置は、第１実施形態のナトリウム漏洩検知装置１０とその構成が同一であるが、作用（機能）が異なる。つまり、本実施形態のエアロゾル濃縮装置１１及びナトリウム分析装置１３は、その構成及び作用（機能）が第１実施形態の場合と同一であり、エアロゾル捕集装置１２は、その構成が第１実施形態と同一であるが、このエアロゾル捕集装置１２の作用（機能）が第１実施形態と異なる。
【００５４】
具体的には、エアロゾル捕集装置１２において、開閉弁２２の開弁、閉弁とシリンダ２０内でのピストン１９の移動により、エアロゾル濃縮装置１１から導入された雰囲気ガス２をシリンダ２０内で圧縮してその圧力を高めた後、この高圧状態の雰囲気ガス２をナトリウム分析装置１３の光反応セル２７へ導くものである。
【００５５】
詳説すると、エアロゾル捕集装置１２は、初期状態では開閉弁２２が閉弁され、ピストン１９がシリンダ２０内に最も挿入された状態になっている。この状態でエアロゾル濃縮装置１１からエアロゾル捕集装置１２の上流側配管２３に、エアロゾル６が濃縮された雰囲気ガス２が導入される。次に、切換弁２１を、上流側配管２３とシリンダ２０内とが連通するように切り換え、開閉弁２２を開弁した後、ステージ２５の矢印Ａ方向に駆動してピストン１９をシリンダ２０から引き抜き、上流側配管２３からシリンダ２０内に雰囲気ガス２を導入する。
【００５６】
次に、開閉弁２２を閉弁状態とした後、ステージ２５を矢印Ｂ方向に駆動してピストン１９をシリンダ２０内に途中まで挿入し、シリンダ２０内の雰囲気ガス２を圧縮してこの雰囲気ガス２の圧力を高める。その後、切換弁２１を、シリンダ２０と下流側配管２４とを連通させるように切り換え、開閉弁２２を開弁状態とした後、ステージ２５を再び矢印Ｂ方向に駆動して、ピストン１９をシリンダ２０内に挿入し、高圧状態の雰囲気ガス２をシリンダ２０から下流側配管２４を経て、ナトリウム分析装置１３の光反応セル２７へ移行させる。
【００５７】
従って、本実施形態のナトリウム漏洩検知装置においても、第１実施形態の効果と同様な効果を奏するが、本実施形態では、その効果を更に向上させることができる。即ち、上述のようにして、高圧状態の雰囲気ガス２がナトリウム分析装置１３の光反応セル２７へ導入されることにより、この光反応セル２７内でレーザアブレーションにより生ずるエアロゾル６のプラズマ３４が高温状態になる。その結果、光反応セル２７内で発生するナトリウム蛍光の光量が増加するので、最終的に信号処理装置３３が演算する２つの電気信号の差分値が大きくなり、ナトリウム分析装置１３の感度が向上する。このため、本実施形態のナトリウム漏洩検知装置によるナトリウムの漏洩を更に高感度に検知できる。
【００５８】
以上、本発明を上記実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で構成要素を種々変形してもよく、また、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。例えば、第２実施形態のナトリウム漏洩検知装置において、エアロゾル捕集装置１２を第４実施形態のように機能させてもよい。
【符号の説明】
【００５９】
１  配管（ナトリウムを内蔵する構造物）
２  雰囲気ガス
６  エアロゾル
１０  ナトリウム漏洩検知装置
１１  エアロゾル濃縮装置
１２  エアロゾル捕集装置
１３  ナトリウム分析装置
１４  容器
１５  上流側ノズル
１６  下流側ノズル
１７  ポンプ
１９  ピストン
２０  シリンダ（装置本体）
２１  切換弁
２２  開閉弁
４４  エアロゾル濃縮装置
４５  屈曲配管
４５Ｂ  下流側端部
４５Ｃ  屈曲部
４６  枝管
５０  エアロゾル濃縮装置
５１  コイル状配管
５１Ｂ  下流側端部
５２  内側領域
５３  外側領域
５４  仕切壁
【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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