JPH1183767A - 流体中の特定元素の濃度測定装置 - Google Patents
流体中の特定元素の濃度測定装置Info
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- JPH1183767A JPH1183767A JP9260994A JP26099497A JPH1183767A JP H1183767 A JPH1183767 A JP H1183767A JP 9260994 A JP9260994 A JP 9260994A JP 26099497 A JP26099497 A JP 26099497A JP H1183767 A JPH1183767 A JP H1183767A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
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- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
- Measurement Of Radiation (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 原子力発電所の加圧水型軽水炉の２次系給水
中の微量のＦｅ、Ｃｕの濃度を、手間と時間を要すこと
なく、高精度に連続測定していくことができる装置の提
供。 【解決手段】 フローセル１１のフィルター１３にて２
次系給水中の微量のＦｅ、Ｃｕを捕集し、これを蛍光Ｘ
線分析によって検出する形式としている。のみならず、
複数のフローセル１１，１２が備えられ、一方のフロー
セル１１においてＦｅ、Ｃｕの粒子状成分を捕集するフ
ィルター１３が、また、もう一方のフローセル１２にお
いてＦｅ、Ｃｕのイオン成分を捕集するフィルター１４
が備えられ、これらフローセル１１，１２のそれぞれに
蛍光Ｘ線検出器２１、２２が配備されている。
中の微量のＦｅ、Ｃｕの濃度を、手間と時間を要すこと
なく、高精度に連続測定していくことができる装置の提
供。 【解決手段】 フローセル１１のフィルター１３にて２
次系給水中の微量のＦｅ、Ｃｕを捕集し、これを蛍光Ｘ
線分析によって検出する形式としている。のみならず、
複数のフローセル１１，１２が備えられ、一方のフロー
セル１１においてＦｅ、Ｃｕの粒子状成分を捕集するフ
ィルター１３が、また、もう一方のフローセル１２にお
いてＦｅ、Ｃｕのイオン成分を捕集するフィルター１４
が備えられ、これらフローセル１１，１２のそれぞれに
蛍光Ｘ線検出器２１、２２が配備されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、原子力発
電所の加圧水型軽水炉の２次系給水中の鉄、銅等の微量
金属成分の濃度の連続測定などに用いられる濃度測定装
置に関する。
電所の加圧水型軽水炉の２次系給水中の鉄、銅等の微量
金属成分の濃度の連続測定などに用いられる濃度測定装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】原子力発電所の加圧水型軽水炉（ＰＷ
Ｒ）では、蒸気発生器の健全性維持の観点から、２次系
給水中の鉄濃度の低減について種々の対策が検討され実
施されているが、この対策の実施及び実施による効果の
確認には、２次系給水中に含まれる微量の鉄濃度を精度
高く測定しうる高度な測定技術が必要となる。従来、こ
の濃度測定は、濃縮操作等を必要とする手分析法によっ
ていた。
Ｒ）では、蒸気発生器の健全性維持の観点から、２次系
給水中の鉄濃度の低減について種々の対策が検討され実
施されているが、この対策の実施及び実施による効果の
確認には、２次系給水中に含まれる微量の鉄濃度を精度
高く測定しうる高度な測定技術が必要となる。従来、こ
の濃度測定は、濃縮操作等を必要とする手分析法によっ
ていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、手分析法は、
２次系給水中の鉄がごく微量であることも相俟って、濃
縮等の前処理が非常に厄介であり、一回の測定に多くの
時間と手間を要するものであった。従って、濃度の連続
測定には対応がなかなか困難であった。
２次系給水中の鉄がごく微量であることも相俟って、濃
縮等の前処理が非常に厄介であり、一回の測定に多くの
時間と手間を要するものであった。従って、濃度の連続
測定には対応がなかなか困難であった。
【０００４】本発明は、流体中に含まれる特定の元素の
濃度を、これがごく微量であっても、手間と時間を要す
ることなく高精度に測定していくことができる濃度測定
装置を提供し、それによって、上記のような問題をも解
決していくことを課題とする。
濃度を、これがごく微量であっても、手間と時間を要す
ることなく高精度に測定していくことができる濃度測定
装置を提供し、それによって、上記のような問題をも解
決していくことを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題は、測定対象と
する特定元素を含む流体の流通路に、少なくとも第１、
第２の２つのフローセルが設けられ、第１のフローセル
に、流体中に第１の形態で存在する前記元素成分を捕集
する第１フィルターが備えられると共に、第２のフロー
セルに、流体中に前記第１の形態とは形態を異にする第
２の形態で存在する前記元素成分を捕集する第２フィル
ターが備えられ、かつ、前記各フローセルのそれぞれ
に、放射線の照射により捕集物から発せられる蛍光Ｘ線
を検出する蛍光Ｘ線検出器が配備されてなることを特徴
とする流体中の特定元素の濃度測定装置によって解決さ
れる。
する特定元素を含む流体の流通路に、少なくとも第１、
第２の２つのフローセルが設けられ、第１のフローセル
に、流体中に第１の形態で存在する前記元素成分を捕集
する第１フィルターが備えられると共に、第２のフロー
セルに、流体中に前記第１の形態とは形態を異にする第
２の形態で存在する前記元素成分を捕集する第２フィル
ターが備えられ、かつ、前記各フローセルのそれぞれ
に、放射線の照射により捕集物から発せられる蛍光Ｘ線
を検出する蛍光Ｘ線検出器が配備されてなることを特徴
とする流体中の特定元素の濃度測定装置によって解決さ
れる。
【０００６】本発明装置は、広く、流体中に含まれる微
量の特定元素を測定の対象とする。即ち、「流体」は、
液体であってもよいし、気体でもあってもよい。液体と
しては、例えば、水、海水、薬品、油などであってよ
い。また、気体としては、空気、蒸気、有機ガス、エア
ロゾルなどであってよい。「特定元素」としては、鉄、
銅、亜鉛、クロム、ニッケル、鉛などの金属元素や、そ
の他、イオウ、塩素など、流体中に存在する各種の元素
であってよい。また、流体中における特定元素の「形
態」としては、例えば、粒子状、イオンというようなか
たちで分類される形態のほか、粒子サイズの大小という
のようなサイズ的に分類される形態、また、金属元素の
酸化状態で分類されるような形態、あるいはまた、これ
らの形態を組合わせたものなどであってよい。
量の特定元素を測定の対象とする。即ち、「流体」は、
液体であってもよいし、気体でもあってもよい。液体と
しては、例えば、水、海水、薬品、油などであってよ
い。また、気体としては、空気、蒸気、有機ガス、エア
ロゾルなどであってよい。「特定元素」としては、鉄、
銅、亜鉛、クロム、ニッケル、鉛などの金属元素や、そ
の他、イオウ、塩素など、流体中に存在する各種の元素
であってよい。また、流体中における特定元素の「形
態」としては、例えば、粒子状、イオンというようなか
たちで分類される形態のほか、粒子サイズの大小という
のようなサイズ的に分類される形態、また、金属元素の
酸化状態で分類されるような形態、あるいはまた、これ
らの形態を組合わせたものなどであってよい。
【０００７】上記の装置では、フローセルのフィルター
にて流体中の特定元素成分を捕集し、これを蛍光Ｘ線分
析によって検出する形式の測定装置に構成されているも
のであるから、この特定元素成分の量がごく微量であっ
ても、その濃度を精度良く測定していくことができる。
しかも、測定に手間と時間を要さず、測定頻度を増加さ
せ、連続測定を実現することも可能である。
にて流体中の特定元素成分を捕集し、これを蛍光Ｘ線分
析によって検出する形式の測定装置に構成されているも
のであるから、この特定元素成分の量がごく微量であっ
ても、その濃度を精度良く測定していくことができる。
しかも、測定に手間と時間を要さず、測定頻度を増加さ
せ、連続測定を実現することも可能である。
【０００８】のみならず、ある一つの形態の特定元素成
分のみを捕集するのではなく、２以上の複数の形態の特
定元素成分を捕集し、それらをその特定元素成分の濃度
測定の基礎とするものであるから、流体中に含まれる特
定元素成分がごくごく微量の場合であっても、その濃度
をきわめて高精度に測定できる。
分のみを捕集するのではなく、２以上の複数の形態の特
定元素成分を捕集し、それらをその特定元素成分の濃度
測定の基礎とするものであるから、流体中に含まれる特
定元素成分がごくごく微量の場合であっても、その濃度
をきわめて高精度に測定できる。
【０００９】また、形態ごとに濃度を把握していくとい
うことも可能となり、特定元素のうちのどの形態の濃度
に変動がみられるかを把握していくことを通じて、濃度
変動の原因を詳細に把握特定していくことも可能とな
る。例えば、原子力発電所の２次系給水中における微量
の特定元素を複数の形態において測定していくことによ
り、２次系内で進行している腐食の種類まで詳しく把握
特定していくというようなことも可能となる。
うことも可能となり、特定元素のうちのどの形態の濃度
に変動がみられるかを把握していくことを通じて、濃度
変動の原因を詳細に把握特定していくことも可能とな
る。例えば、原子力発電所の２次系給水中における微量
の特定元素を複数の形態において測定していくことによ
り、２次系内で進行している腐食の種類まで詳しく把握
特定していくというようなことも可能となる。
【００１０】上記の場合、特定元素成分の形態として、
粒子状形態の成分とイオン形態の成分とを捕集の対象と
することにより、これら両方の形態の特定元素成分を基
礎とした濃度測定が可能となり、微量特定元素成分の濃
度を高精度に測定できる。なお、第２フローセルを第１
フローセルよりも下流側に介設させることにより、粒子
状形態の特定元素成分とイオン形態の特定元素成分とを
適正に分別捕集することができる。
粒子状形態の成分とイオン形態の成分とを捕集の対象と
することにより、これら両方の形態の特定元素成分を基
礎とした濃度測定が可能となり、微量特定元素成分の濃
度を高精度に測定できる。なお、第２フローセルを第１
フローセルよりも下流側に介設させることにより、粒子
状形態の特定元素成分とイオン形態の特定元素成分とを
適正に分別捕集することができる。
【００１１】また、流通路の流体導入口が第１フローセ
ルよりも上方高所に位置して備えられることにより、自
重作用の働く粒子状などの形態の特定元素成分を、流体
導入口から第１フローセルへと、流通路内に付着、堆積
させることなくスムーズに送り込んでいくことができ、
特定元素成分の精度高い濃度測定に役立つ。
ルよりも上方高所に位置して備えられることにより、自
重作用の働く粒子状などの形態の特定元素成分を、流体
導入口から第１フローセルへと、流通路内に付着、堆積
させることなくスムーズに送り込んでいくことができ、
特定元素成分の精度高い濃度測定に役立つ。
【００１２】更に、第２フローセルが第１フローセルよ
りも下方低所に位置して備えられることにより、第１フ
ローセルから第２フローセルへと送られる流体の圧力損
失を低くでき、流体をスムーズに第２フローセルへと送
り込むことができる。特に、流体が液体の場合には効果
的である。
りも下方低所に位置して備えられることにより、第１フ
ローセルから第２フローセルへと送られる流体の圧力損
失を低くでき、流体をスムーズに第２フローセルへと送
り込むことができる。特に、流体が液体の場合には効果
的である。
【００１３】また、上記測定装置において、蛍光Ｘ線検
出器からの検出信号によって得られるスペクトルに基づ
いて特定元素の濃度を解析により求める処理手段が備え
られることにより、測定を能率的に遂行しえて、連続モ
ニタリングも実現される。即ち、被捕集物にＸ線、γ線
等の放射線を照射し、それによって被捕集物から発生す
る蛍光Ｘ線は、例えば比例計数管にてスペクトル計数す
ることができ、こうして得られるスペクトルに基づいて
スペクトル解析を行っていくのである。
出器からの検出信号によって得られるスペクトルに基づ
いて特定元素の濃度を解析により求める処理手段が備え
られることにより、測定を能率的に遂行しえて、連続モ
ニタリングも実現される。即ち、被捕集物にＸ線、γ線
等の放射線を照射し、それによって被捕集物から発生す
る蛍光Ｘ線は、例えば比例計数管にてスペクトル計数す
ることができ、こうして得られるスペクトルに基づいて
スペクトル解析を行っていくのである。
【００１４】更に、測定対象を特定の複数種類の元素と
し、蛍光Ｘ線検出器からの検出信号によって得られるス
ペクトルに基づいてそれぞれの種類の元素の濃度を解析
により求める処理手段が備えられることにより、複数の
特定元素成分の濃度測定を同時にしかも連続的に遂行し
ていくことができる。従って、例えば、原子力発電所の
２次系給水中における複数の特定元素を測定していくこ
とにより、２次系のどの箇所、どの機器において腐食が
進んでいるかまで詳しく把握特定していくというような
ことも可能となる。より具体的には、例えば、鉄濃度の
測定により２次系配管やタービン等の腐食進行状況を予
測でき、銅濃度の測定により復水器等の腐食状況を予測
できる。
し、蛍光Ｘ線検出器からの検出信号によって得られるス
ペクトルに基づいてそれぞれの種類の元素の濃度を解析
により求める処理手段が備えられることにより、複数の
特定元素成分の濃度測定を同時にしかも連続的に遂行し
ていくことができる。従って、例えば、原子力発電所の
２次系給水中における複数の特定元素を測定していくこ
とにより、２次系のどの箇所、どの機器において腐食が
進んでいるかまで詳しく把握特定していくというような
ことも可能となる。より具体的には、例えば、鉄濃度の
測定により２次系配管やタービン等の腐食進行状況を予
測でき、銅濃度の測定により復水器等の腐食状況を予測
できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。
基づいて説明する。
【００１６】本実施形態の濃度測定装置は、原子力発電
所の加圧水型軽水炉の２次系給水中に含まれる鉄（Ｆ
ｅ）と銅（Ｃｕ）との２種類の元素を、測定しようとす
る特定元素とする。図３に示すように、濃度測定装置１
への２次系給水の供給は、復水器２にて復水され蒸気発
生器３へと向かう２次系冷却材をサンプリング管４を通
じてサンプリングすることにより行う。なお、５は原子
炉圧力容器、６は加圧器、７は冷却材ポンプ、８はター
ビン、９は給水ポンプである。
所の加圧水型軽水炉の２次系給水中に含まれる鉄（Ｆ
ｅ）と銅（Ｃｕ）との２種類の元素を、測定しようとす
る特定元素とする。図３に示すように、濃度測定装置１
への２次系給水の供給は、復水器２にて復水され蒸気発
生器３へと向かう２次系冷却材をサンプリング管４を通
じてサンプリングすることにより行う。なお、５は原子
炉圧力容器、６は加圧器、７は冷却材ポンプ、８はター
ビン、９は給水ポンプである。
【００１７】濃度測定装置１は、図１及び図２に示すよ
うに、第１、第２の２つのフローセル１１，１２を備え
ている。第１フローセル１１は、２次系給水中に粒子状
の形態で存在するＦｅ成分とＣｕ成分を捕集するもの
で、ポアサイズが例えば０．４５μｍのマイクロメンブ
レンフィルター１３を備えている。第２フローセル１２
はイオンの形態で存在するこれら元素成分を捕集するも
ので、イオン交換メンブレンフィルター１４を備えてい
る。
うに、第１、第２の２つのフローセル１１，１２を備え
ている。第１フローセル１１は、２次系給水中に粒子状
の形態で存在するＦｅ成分とＣｕ成分を捕集するもの
で、ポアサイズが例えば０．４５μｍのマイクロメンブ
レンフィルター１３を備えている。第２フローセル１２
はイオンの形態で存在するこれら元素成分を捕集するも
ので、イオン交換メンブレンフィルター１４を備えてい
る。
【００１８】１５はサンプリングライン、１６は中間ラ
イン、１７はドレンラインであり、本発明にいう流通路
は、これらのラインによって構成されている。サンプリ
ング管４からのサンプリング水は、まず、装置１のサン
プリングライン１５を通じて第１フローセル１１に送り
込まれ、マイクロメンブレンフィルター１３を通過す
る。この通過により、サンプリング水中の粒子状の形態
のＦｅ成分とＣｕ成分とがマイクロメンブレンフィルタ
ー１３に捕集される。しかる後、サンプリング水は、中
間ライン１６を通じて第２フローセル１２に送り込ま
れ、イオン交換メンブレンフィルター１４を通過する。
この通過により、サンプリング水中のイオンの形態のＦ
ｅ成分とＣｕ成分とがイオン交換メンブレンフィルター
１４に捕集される。そして、サンプリング水は、ドレン
ライン１７を通じて装置１から排出される。サンプリン
グライン１５にはサンプリング水の流量を計測する流量
計１８が介設されている。
イン、１７はドレンラインであり、本発明にいう流通路
は、これらのラインによって構成されている。サンプリ
ング管４からのサンプリング水は、まず、装置１のサン
プリングライン１５を通じて第１フローセル１１に送り
込まれ、マイクロメンブレンフィルター１３を通過す
る。この通過により、サンプリング水中の粒子状の形態
のＦｅ成分とＣｕ成分とがマイクロメンブレンフィルタ
ー１３に捕集される。しかる後、サンプリング水は、中
間ライン１６を通じて第２フローセル１２に送り込ま
れ、イオン交換メンブレンフィルター１４を通過する。
この通過により、サンプリング水中のイオンの形態のＦ
ｅ成分とＣｕ成分とがイオン交換メンブレンフィルター
１４に捕集される。そして、サンプリング水は、ドレン
ライン１７を通じて装置１から排出される。サンプリン
グライン１５にはサンプリング水の流量を計測する流量
計１８が介設されている。
【００１９】上記サンプリングライン１５の導入口１９
は、本測定装置１において、第１フローセル１１よりも
上方高所に位置して備えられており、サンプリングライ
ン１５は導入口１９から第１フローセル１１に向けて下
降していくように配管されている。これにより、サンプ
リングライン１５を構成する管ないしはホース内に、Ｆ
ｅ、Ｃｕ元素成分のうち、粒子状物質が付着、堆積する
のを防いで、粒子状物質を滞留させることなくスムーズ
に第１フローセル１１へと送り込ませることが可能とな
り、Ｆｅ、Ｃｕ元素成分の精度高い濃度測定を実現する
ことができる。
は、本測定装置１において、第１フローセル１１よりも
上方高所に位置して備えられており、サンプリングライ
ン１５は導入口１９から第１フローセル１１に向けて下
降していくように配管されている。これにより、サンプ
リングライン１５を構成する管ないしはホース内に、Ｆ
ｅ、Ｃｕ元素成分のうち、粒子状物質が付着、堆積する
のを防いで、粒子状物質を滞留させることなくスムーズ
に第１フローセル１１へと送り込ませることが可能とな
り、Ｆｅ、Ｃｕ元素成分の精度高い濃度測定を実現する
ことができる。
【００２０】また、第２フローセル１２は、第１フロー
セル１１よりも下方低所に位置して備えられている。こ
れにより、第１フローセル１１から第２フローセル１２
へと中間ライン１６を通じて送られるサンプリング水の
圧力損失を低くすることができ、サンプリング水を勢い
を失わせることなくスムーズに第２フローセル１２へと
送り込ませることができる。
セル１１よりも下方低所に位置して備えられている。こ
れにより、第１フローセル１１から第２フローセル１２
へと中間ライン１６を通じて送られるサンプリング水の
圧力損失を低くすることができ、サンプリング水を勢い
を失わせることなくスムーズに第２フローセル１２へと
送り込ませることができる。
【００２１】そして、第１、第２のフローセル１１，１
２のそれぞれには、フィルター１３，１４の上方におい
て、蛍光Ｘ線検出器２１，２２が配備されている。蛍光
Ｘ線検出器２１，２２は、よく知られているように、試
料にＸ線やγ線などの放射線を照射することにより発生
する蛍光Ｘ線を検出するもので、これを通じて試料の定
性、定量を行うことができる。各蛍光Ｘ線検出器２１，
２２には、これに組み合わされて、照射用の線源が備え
られている。線源には例えば 244ＣｍなどによるＲＩ、
あるいはＸ線管球などが用いられる。
２のそれぞれには、フィルター１３，１４の上方におい
て、蛍光Ｘ線検出器２１，２２が配備されている。蛍光
Ｘ線検出器２１，２２は、よく知られているように、試
料にＸ線やγ線などの放射線を照射することにより発生
する蛍光Ｘ線を検出するもので、これを通じて試料の定
性、定量を行うことができる。各蛍光Ｘ線検出器２１，
２２には、これに組み合わされて、照射用の線源が備え
られている。線源には例えば 244ＣｍなどによるＲＩ、
あるいはＸ線管球などが用いられる。
【００２２】Ｆｅ、Ｃｕの各元素の濃度は、各蛍光Ｘ線
検出器２１，２２からの信号を用い、次のような処理手
段によって求められるものとなされている。即ち、図２
に示すように、蛍光Ｘ線検出器２１，２２からの電気パ
ルスは、増幅器２３を経て、マルチチャンネルアナライ
ザー２４に送られる。そして、マルチチャンネルアナラ
イザー２４によって所定時間単位で得られる蛍光Ｘ線ス
ペクトルデータが、コンピューター２５の記憶部２６に
次々と連続的に蓄積、記憶されていく。このスペクトル
データに基づいてＣＰＵ２７がプログラム制御を行い、
スペクトル解析によってＦｅ、Ｃｕの各元素の重量が算
出され、この重量と流量計１８によるサンプリング流量
とからＦｅ、Ｃｕの各元素の濃度が求められる。
検出器２１，２２からの信号を用い、次のような処理手
段によって求められるものとなされている。即ち、図２
に示すように、蛍光Ｘ線検出器２１，２２からの電気パ
ルスは、増幅器２３を経て、マルチチャンネルアナライ
ザー２４に送られる。そして、マルチチャンネルアナラ
イザー２４によって所定時間単位で得られる蛍光Ｘ線ス
ペクトルデータが、コンピューター２５の記憶部２６に
次々と連続的に蓄積、記憶されていく。このスペクトル
データに基づいてＣＰＵ２７がプログラム制御を行い、
スペクトル解析によってＦｅ、Ｃｕの各元素の重量が算
出され、この重量と流量計１８によるサンプリング流量
とからＦｅ、Ｃｕの各元素の濃度が求められる。
【００２３】このコンピューター処理では、２次系給水
中のごく微量のＦｅ、Ｃｕを測定対象としているため、
移動平均処理を行う。即ち、記憶部２６に次々と蓄積、
記憶されていくスペクトルデータのうち、現時点から時
間的に最も近いスペクトルデータから所定数データをさ
かのぼってこれらスペクトルを積算し、この積算スペク
トルをスペクトル解析の基礎として、Ｆｅ、Ｃｕの各元
素の濃度を求めるものとしている。
中のごく微量のＦｅ、Ｃｕを測定対象としているため、
移動平均処理を行う。即ち、記憶部２６に次々と蓄積、
記憶されていくスペクトルデータのうち、現時点から時
間的に最も近いスペクトルデータから所定数データをさ
かのぼってこれらスペクトルを積算し、この積算スペク
トルをスペクトル解析の基礎として、Ｆｅ、Ｃｕの各元
素の濃度を求めるものとしている。
【００２４】フローセル１１，１２を構成する部品材料
は、不純物の含有率が低く低バックグラウンドの材料か
らなるのがよい。蛍光Ｘ線検出器２１，２２は、フィル
ター１３，１４に捕集された物質からの放射線のほか、
フローセル１１，１２そのそものからのバックグラウン
ド放射線をも検出してしまい、これが、スペクトル解析
上不利に作用し、特定元素の検出下限値を高いものにし
てしまう。そこで、このバックグラウンド放射線の検出
を低減するのが好ましい。殊に、エネルギーレベルが互
いに近接しているＦｅとＣｕのような複数の特定元素成
分を測定対象とするような場合は、バックグラウンドの
低減により、それぞれの元素成分についてのスペクトル
解析を容易なものにすることができる。上記フローセル
１１，１２のうち、特に、フィルター１３，１４を保持
するホルダー２８は、フィルター１３，１４と検出器２
１，２２との間に面して存在するため、蛍光Ｘ線検出器
２１，２２は、ホルダー２８からのバックグラウンド放
射線を多く検出してしまいやすく、上記のような材料に
て製作することが推奨される。上記の材料としては、例
えば、ポリエチレン、ポリカーボネイトなどのＣ元素、
Ｈ元素が主体の合成樹脂、その他、セラミックなどが好
適に用いられる。
は、不純物の含有率が低く低バックグラウンドの材料か
らなるのがよい。蛍光Ｘ線検出器２１，２２は、フィル
ター１３，１４に捕集された物質からの放射線のほか、
フローセル１１，１２そのそものからのバックグラウン
ド放射線をも検出してしまい、これが、スペクトル解析
上不利に作用し、特定元素の検出下限値を高いものにし
てしまう。そこで、このバックグラウンド放射線の検出
を低減するのが好ましい。殊に、エネルギーレベルが互
いに近接しているＦｅとＣｕのような複数の特定元素成
分を測定対象とするような場合は、バックグラウンドの
低減により、それぞれの元素成分についてのスペクトル
解析を容易なものにすることができる。上記フローセル
１１，１２のうち、特に、フィルター１３，１４を保持
するホルダー２８は、フィルター１３，１４と検出器２
１，２２との間に面して存在するため、蛍光Ｘ線検出器
２１，２２は、ホルダー２８からのバックグラウンド放
射線を多く検出してしまいやすく、上記のような材料に
て製作することが推奨される。上記の材料としては、例
えば、ポリエチレン、ポリカーボネイトなどのＣ元素、
Ｈ元素が主体の合成樹脂、その他、セラミックなどが好
適に用いられる。
【００２５】上記の濃度測定装置を用い、加圧水型軽水
炉の２次系給水中に含まれるＦｅとＣｕの２種類の元素
について測定を行った試験結果を図４ないし図８に示
す。図４は、スペクトルの例である。Ｆｅ、Ｃｕが微量
であっても、それぞれについての重量をこのスペクトル
に基づいて解析により精度良く算出しうることがわか
る。また、図５及び図６は、サンプリング流量を４００
ｍｌ／分とし、測定時間を、起動時５分サンプリング、
定格出力時１０分サンプリングとして、移動平均処理を
実施しながら、Ｆｅ濃度、Ｃｕ濃度を連続測定した結果
を示す。この結果より、本測定装置を用いることによっ
て、起動時、定格出力時の連続測定においてＦｅ濃度、
Ｃｕ濃度を０．数ｐｐｂ〜数百ｐｐｂのオーダーで測定
を行っていけること、出力上昇運転操作において応答性
が非常に良好であること、２次給水中のＦｅ、Ｃｕの濃
度の挙動を連続監視可能であることを確認し得た。ま
た、図７はＦｅ濃度を粒子の濃度とイオンの濃度にわけ
て示したものであり、図８はＣｕ濃度を粒子濃度とイオ
ンの濃度にわけて示したものである。この結果より、特
にＣｕについては、粒子とイオンの両方の形態を基礎と
して濃度測定を実施していくことにより、精度の高い濃
度測定が実現されることを確認し得た。なお、Ｆｅにつ
いては、イオンの形態の濃度が低かったが、これは、サ
ンプリング水中のＦｅイオン濃度がたまたま低かっただ
けにすぎない。
炉の２次系給水中に含まれるＦｅとＣｕの２種類の元素
について測定を行った試験結果を図４ないし図８に示
す。図４は、スペクトルの例である。Ｆｅ、Ｃｕが微量
であっても、それぞれについての重量をこのスペクトル
に基づいて解析により精度良く算出しうることがわか
る。また、図５及び図６は、サンプリング流量を４００
ｍｌ／分とし、測定時間を、起動時５分サンプリング、
定格出力時１０分サンプリングとして、移動平均処理を
実施しながら、Ｆｅ濃度、Ｃｕ濃度を連続測定した結果
を示す。この結果より、本測定装置を用いることによっ
て、起動時、定格出力時の連続測定においてＦｅ濃度、
Ｃｕ濃度を０．数ｐｐｂ〜数百ｐｐｂのオーダーで測定
を行っていけること、出力上昇運転操作において応答性
が非常に良好であること、２次給水中のＦｅ、Ｃｕの濃
度の挙動を連続監視可能であることを確認し得た。ま
た、図７はＦｅ濃度を粒子の濃度とイオンの濃度にわけ
て示したものであり、図８はＣｕ濃度を粒子濃度とイオ
ンの濃度にわけて示したものである。この結果より、特
にＣｕについては、粒子とイオンの両方の形態を基礎と
して濃度測定を実施していくことにより、精度の高い濃
度測定が実現されることを確認し得た。なお、Ｆｅにつ
いては、イオンの形態の濃度が低かったが、これは、サ
ンプリング水中のＦｅイオン濃度がたまたま低かっただ
けにすぎない。
【００２６】以上に、本発明の実施形態を示したが、本
発明は、これに限定されるものではなく、発明思想を逸
脱しない範囲で各種の変更を行い得るものであることは
いうまでもない。例えば、上記実施形態では、原子力発
電所の加圧水型軽水炉の２次系給水中の特定元素を対象
としているが、本発明装置は、沸騰水型軽水炉（ＢＷ
Ｒ）の給水中の特定元素を対象として用いたり、火力発
電所の給水中の特定元素を対象として用いたり、半導体
洗浄装置に用いられる純水の水質管理の一助として用い
たり、あるいはまた、気体中に含まれる特定元素の濃度
の測定、監視、検査などにも有効的に用いることがで
き、用途に制限はなく、各種の用途に有効的、効果的に
用いることができる。また、Ｆｅ、Ｃｕのほか、各種の
元素を測定対象とし得ることはいうまでもない。更に、
上記実施形態ではＦｅとＣｕの２種類の元素を対象とし
ているが、１種類の元素のみを対象としたり、あるいは
逆に、３種類以上の元素を対象した構成としてもよい。
また、形態の変更に応じて、各種フィルターが用いられ
てよい。また、フローセルは、捕集しようとする特定元
素の形態に応じて３つ以上備えられていてもよい。ま
た、フローセルは、流体がフィルターを適正に通過して
いけるようにフィルターを保持しうるものであればよ
く、流体の種類などに応じて各種構造形式のものが採用
されてよい。
発明は、これに限定されるものではなく、発明思想を逸
脱しない範囲で各種の変更を行い得るものであることは
いうまでもない。例えば、上記実施形態では、原子力発
電所の加圧水型軽水炉の２次系給水中の特定元素を対象
としているが、本発明装置は、沸騰水型軽水炉（ＢＷ
Ｒ）の給水中の特定元素を対象として用いたり、火力発
電所の給水中の特定元素を対象として用いたり、半導体
洗浄装置に用いられる純水の水質管理の一助として用い
たり、あるいはまた、気体中に含まれる特定元素の濃度
の測定、監視、検査などにも有効的に用いることがで
き、用途に制限はなく、各種の用途に有効的、効果的に
用いることができる。また、Ｆｅ、Ｃｕのほか、各種の
元素を測定対象とし得ることはいうまでもない。更に、
上記実施形態ではＦｅとＣｕの２種類の元素を対象とし
ているが、１種類の元素のみを対象としたり、あるいは
逆に、３種類以上の元素を対象した構成としてもよい。
また、形態の変更に応じて、各種フィルターが用いられ
てよい。また、フローセルは、捕集しようとする特定元
素の形態に応じて３つ以上備えられていてもよい。ま
た、フローセルは、流体がフィルターを適正に通過して
いけるようにフィルターを保持しうるものであればよ
く、流体の種類などに応じて各種構造形式のものが採用
されてよい。
【００２７】
【発明の効果】以上の次第で、本発明の流体中の特定元
素の濃度測定装置は、フローセルのフィルターにて流体
中の特定元素成分を捕集し、これを蛍光Ｘ線分析によっ
て検出する形式の測定装置に構成したものであるから、
この特定元素成分の量がごく微量であっても、その濃度
を精度良く測定していくことができ、しかも、測定に手
間と時間を要さず、測定頻度を増加させて連続測定を実
現することができる。のみならず、複数のフローセルが
備えられ、それぞれのフローセルにおいて、特定元素成
分を形態を異にして捕集するフィルターが備えられ、こ
れらフローセルのそれぞれに蛍光Ｘ線検出器が配備され
たものであるから、２以上の複数の形態の特定元素成分
をその特定元素の濃度測定の基礎とすることができ、流
体中に含まれる特定元素成分がごくごく微量の場合であ
っても、その濃度をきわめて高精度に測定していくこと
ができる。この場合、第１フィルターを粒子状の形態の
成分を捕集するマイクロメンブレンフィルターとし、第
２フィルターをイオンの形態の成分を捕集するイオン交
換メンブレンフィルターとすることにより、粒子状形態
の成分とイオン形態の成分とを基礎とした精度高い濃度
測定が可能となる。
素の濃度測定装置は、フローセルのフィルターにて流体
中の特定元素成分を捕集し、これを蛍光Ｘ線分析によっ
て検出する形式の測定装置に構成したものであるから、
この特定元素成分の量がごく微量であっても、その濃度
を精度良く測定していくことができ、しかも、測定に手
間と時間を要さず、測定頻度を増加させて連続測定を実
現することができる。のみならず、複数のフローセルが
備えられ、それぞれのフローセルにおいて、特定元素成
分を形態を異にして捕集するフィルターが備えられ、こ
れらフローセルのそれぞれに蛍光Ｘ線検出器が配備され
たものであるから、２以上の複数の形態の特定元素成分
をその特定元素の濃度測定の基礎とすることができ、流
体中に含まれる特定元素成分がごくごく微量の場合であ
っても、その濃度をきわめて高精度に測定していくこと
ができる。この場合、第１フィルターを粒子状の形態の
成分を捕集するマイクロメンブレンフィルターとし、第
２フィルターをイオンの形態の成分を捕集するイオン交
換メンブレンフィルターとすることにより、粒子状形態
の成分とイオン形態の成分とを基礎とした精度高い濃度
測定が可能となる。
【００２８】また、流通路の流体導入口を第１フローセ
ルよりも上方高所に位置して備えさせることにより、粒
子状等の形態の特定元素成分を、流体導入口から第１フ
ローセルへと、流通路内に付着、堆積させることなくス
ムーズに送り込んでいくことができる。また、第２フロ
ーセルを第１フローセルよりも下方低所に位置して備え
させることにより、第１フローセルから第２フローセル
へと送られる流体の圧力損失を低くでき、流体をスムー
ズに第２フローセルへと送り込むことができる。
ルよりも上方高所に位置して備えさせることにより、粒
子状等の形態の特定元素成分を、流体導入口から第１フ
ローセルへと、流通路内に付着、堆積させることなくス
ムーズに送り込んでいくことができる。また、第２フロ
ーセルを第１フローセルよりも下方低所に位置して備え
させることにより、第１フローセルから第２フローセル
へと送られる流体の圧力損失を低くでき、流体をスムー
ズに第２フローセルへと送り込むことができる。
【００２９】更に、上記測定装置において、測定対象を
特定の複数種類の元素とし、前記蛍光Ｘ線検出器からの
検出信号によって得られるスペクトルに基づいてそれぞ
れの種類の元素の濃度を解析により求める処理手段を備
えさせることにより、複数の特定元素成分の濃度測定を
同時遂行していくことができる。
特定の複数種類の元素とし、前記蛍光Ｘ線検出器からの
検出信号によって得られるスペクトルに基づいてそれぞ
れの種類の元素の濃度を解析により求める処理手段を備
えさせることにより、複数の特定元素成分の濃度測定を
同時遂行していくことができる。
【図１】測定装置の一実施形態を示す一部断面正面図で
ある。
ある。
【図２】同装置の全体構成を示す一部断面正面図であ
る。
る。
【図３】加圧水型軽水炉の全体構成を示す説明図であ
る。
る。
【図４】発明装置によって得られたエネルギースペクト
ル図である。
ル図である。
【図５】Ｆｅ濃度の連続測定の結果を示すグラフ図であ
る。
る。
【図６】Ｃｕ濃度の連続測定の結果を示すグラフ図であ
る。
る。
【図７】Ｆｅ濃度を粒子の濃度とイオンの濃度にわけて
示したグラフ図である。
示したグラフ図である。
【図８】Ｃｕ濃度を粒子の濃度とイオンの濃度にわけて
示したグラフ図である。
示したグラフ図である。
１…濃度測定装置 １１…第１フローセル １２…第２フローセル １３…マイクロメンブレンフィルター（第１フィルタ
ー） １４…イオン交換メンブレンフィルター（第２フィルタ
ー） １５，１６，１７…流通路 ２１，２２…蛍光Ｘ線検出器
ー） １４…イオン交換メンブレンフィルター（第２フィルタ
ー） １５，１６，１７…流通路 ２１，２２…蛍光Ｘ線検出器
Claims (6)
- 【請求項１】 測定対象とする特定元素を含む流体の流
通路に、少なくとも第１、第２の２つのフローセルが設
けられ、 第１のフローセルに、流体中に第１の形態で存在する前
記元素成分を捕集する第１フィルターが備えられると共
に、 第２のフローセルに、流体中に前記第１の形態とは形態
を異にする第２の形態で存在する前記元素成分を捕集す
る第２フィルターが備えられ、かつ、 前記各フローセルのそれぞれに、放射線の照射により捕
集物から発せられる蛍光Ｘ線を検出する蛍光Ｘ線検出器
が配備されてなることを特徴とする流体中の特定元素の
濃度測定装置。 - 【請求項２】 前記第１フィルターが、粒子状の形態の
成分を捕集するマイクロメンブレンフィルターからなる
と共に、第２フィルターが、イオンの形態の成分を捕集
するイオン交換メンブレンフィルターからなり、第２フ
ローセルが第１フローセルよりも下流側において前記流
通路に設けられている請求項１に記載の流体中の特定元
素の濃度測定装置。 - 【請求項３】 前記流通路の流体導入口が第１フローセ
ルよりも上方高所に位置して備えられている請求項１又
は２に記載の流体中の特定元素の濃度測定装置。 - 【請求項４】 前記第２フローセルが第１フローセルよ
りも下方低所に位置して備えられている請求項１ないし
３のいずれか一に記載の特定元素の濃度測定装置。 - 【請求項５】 前記蛍光Ｘ線検出器からの検出信号によ
って得られるスペクトルに基づいて特定元素の濃度を解
析により求める処理手段が備えられている請求項１ない
し４のいずれか一に記載の流体中の特定元素の濃度測定
装置。 - 【請求項６】 測定対象を特定の複数種類の元素とし、
前記蛍光Ｘ線検出器からの検出信号によって得られるス
ペクトルに基づいてそれぞれの特定元素の濃度を解析に
より求める処理手段が備えられている請求項１ないし５
のいずれか一に記載の流体中の特定元素の濃度測定装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26099497A JP3761688B2 (ja) | 1997-09-09 | 1997-09-09 | 流体中の特定元素の濃度測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26099497A JP3761688B2 (ja) | 1997-09-09 | 1997-09-09 | 流体中の特定元素の濃度測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1183767A true JPH1183767A (ja) | 1999-03-26 |
| JP3761688B2 JP3761688B2 (ja) | 2006-03-29 |
Family
ID=17355597
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26099497A Expired - Fee Related JP3761688B2 (ja) | 1997-09-09 | 1997-09-09 | 流体中の特定元素の濃度測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3761688B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8744042B2 (en) | 2010-01-14 | 2014-06-03 | Japan Atomic Energy Agency | Method for detecting fine particles in fluid with X-ray |
| JP2016511428A (ja) * | 2013-03-15 | 2016-04-14 | エックス−レイ オプティカル システムズ インコーポレーテッド | 不均質サンプル処理装置およびそれのｘ線アナライザーアプリケーション |
| JP2020183801A (ja) * | 2019-05-09 | 2020-11-12 | 株式会社東芝 | 流路の形成物の判定方法およびそれを実施する判定装置、ならびに発電装置 |
| CN114264683A (zh) * | 2021-12-28 | 2022-04-01 | 苏州热工研究院有限公司 | 水中铁含量x射线荧光测量用比对滤膜及其制备方法和应用、核电站水中铁含量的测量方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5167898B2 (ja) * | 2008-03-26 | 2013-03-21 | 株式会社Ｉｈｉ | サンプリング装置およびこれを用いたサンプリング方法 |
-
1997
- 1997-09-09 JP JP26099497A patent/JP3761688B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8744042B2 (en) | 2010-01-14 | 2014-06-03 | Japan Atomic Energy Agency | Method for detecting fine particles in fluid with X-ray |
| JP2016511428A (ja) * | 2013-03-15 | 2016-04-14 | エックス−レイ オプティカル システムズ インコーポレーテッド | 不均質サンプル処理装置およびそれのｘ線アナライザーアプリケーション |
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| CN114264683A (zh) * | 2021-12-28 | 2022-04-01 | 苏州热工研究院有限公司 | 水中铁含量x射线荧光测量用比对滤膜及其制备方法和应用、核电站水中铁含量的测量方法 |
| CN114264683B (zh) * | 2021-12-28 | 2024-04-05 | 苏州热工研究院有限公司 | 水中铁含量x射线荧光测量用比对滤膜及其制备方法和应用、核电站水中铁含量的测量方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3761688B2 (ja) | 2006-03-29 |
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