JPS626543Y2

JPS626543Y2 -

Info

Publication number: JPS626543Y2
Application number: JP1981133749U
Authority: JP
Priority date: 1981-09-09
Filing date: 1981-09-09
Publication date: 1987-02-14
Also published as: JPS5839583U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は放射性ガスたとえばよう素の濃度を測
定する放射性ガス測定装置に関する。

原子炉事故発生時の迅速な原子炉格納容器内雰
囲気のモニタリングは、事故の規模の推定を可能
にするだけでなく、事故に対する適切な処置を決
定する有力な情報が得られる点からも極めて重要
である。

燃料棒破損に伴なつて放出される核分裂生成物
のうち非常に重要なものは、高揮発性のよう素、
および希ガス（Kr，Xe等）である。これらの放
射性ガス物質は燃料棒の損傷の程度を推定する上
で重要なだけでなく、人体への被曝評価の点から
も重要である。

放出された核分裂生成物を吸入摂取したとき受
ける内部被曝の中では放射性よう素によるものが
支配的である。

ところが、事故時の原子炉格納容器内の空気の
サンプリングは、通常のサンプリングに比較し
て、次の２つの大きな相違点を有している。

(1) サンプリングする空気の条件が厳しい。

(2) 空気中の放射性ガス物質の濃度が極めて高
い。

このようなことから、事故時の異常な種々の条
件を克服してよう素を測定することが要求されて
いる。特に、格納容器内のよう素の放射能濃度
は、平常時と事故時とを考えると、10^-7μCi／cm³
〜10⁴μCi／cm³の範囲で存在する。従つて、これ
らの濃度範囲のよう素を測定し得る測定装置が必
要とされる。

本考案は、このような点に鑑みてなされ、高レ
ベルから低レベルまでの広範囲に亘つて、平常
時、事故時に対応して、放射性ガスを測定できる
放射性ガス測定装置を提供することを目的とす
る。

このような目的は、本願考案によれば、高レベ
ルモニタと低レベルモニタとをそれらの検出面が
互いに相向き合うように間隔を置いて対向配置
し、こられ高レベルモニタと低レベルモニタとの
検出面間に、捕集部において放射性ガスを捕集し
た、捕集部材からなるフイルタカートリツジが挿
入される放射性測定装置において、前記両レベル
モニタが、フイルタカートリツジで放射性ガスを
捕集する前記捕集部に置かれた別のレベルモニタ
の出力に基づいて、選択使用されるようにするこ
とによつて達成される。すなわち、放射性物質濃
度は、よう素および希ガスが事故時に10⁹Ci程度
の放出を予想されるので、このとき最大約10⁴μ
Ci／cm³にもなる。このために、平常時の低レベ
ル（10^-7μCi／cm³）から事故時の高レベル（10⁴
μCi／cm³）までの高範囲をカバーできる放射線
モニタが必要である。そこで、本考案において
は、放射能レベルに応じて選択使用される高レベ
ルモニタおよび低レベルモニタが備えられてい
る。しかも、これらの高レベルモニタおよび低レ
ベルモニタは、放射能レベルを検出するレベルモ
ニタの出力に基づいて選択される。

次に本考案の一実施例を図面に基づいて詳細に
説明する。

第１図は本考案による測定装置が適用される分
析システムの概略図である。サンプル空気はたと
えば原子炉格納容器内から配管１内に案内され
る。この配管１には最初に除湿器２および加熱器
３が順次配設されている。除湿器２としては、た
とえば、水冷式クーラ、空冷式クーラ、半透膜式
除湿器あるいはエア・ドライヤーなどを使用する
ことができる。この除湿器２は、水分を多量に含
むサンプル空気からその水分を除去し、後述する
捕集部でのサンプル空気中のよう素の捕集能力を
低下させないようにするために設けられているも
のである。サンプル空気は、原子炉格納容器内か
ら配管１内に案内される管路内において、または
除湿器２を通ることにより、冷却され温度が低下
する。その場合には、サンプル空気の相対湿度が
高まるので、本考案においては、相対湿度を低め
よう素の高い捕集効率を保つために加熱器３でサ
ンプル空気を約80℃に加熱している。

加熱器３の後段の配管１には捕集部４が設けら
れている。この捕集部４において、サンプル空気
中のよう素はフイルタカートリツジ５に吸着して
捕集される。このフイルタカートリツジ５は活性
炭、添着活性炭あるいはシルバーゼオライト等か
ら成る捕集材によつて構成されており、未使用フ
イルタカートリツジ収納部８から捕集部４に搬送
されセツトされる。捕集部４にてフイルタカート
リツジ５をサンプル空気が貫流する際に、そのサ
ンプル空気中のよう素がカートリツジ５の捕集材
に吸着し、捕集される。

捕集部４を貫流した後のサンプル空気は流量測
定部６を介してポンプ７により吸引され、最終的
に再び格納容器内に戻される。

一方、フイルタカートリツジ５は、捕集部４に
て、吸着よう素の放射能レベルがレベルモニタ９
によつて監視される。よう素捕集の終了後、サン
プル空気の流れを止め、パージガス供給管１７を
介してパージ空気または窒素等を配管１内に供給
し、フイルタカートリツジ５に貫流させる。これ
により、フイルタカートリツジ５の捕集材に付着
したよう素以外の希ガス等を吹き飛ばす。

パージが終了したら、カートリツジ５を本考案
による放射性ガス測定装置２１に自動的に送り、
放射能を測定する。測定装置２１には高レベルモ
ニタ１０および低レベルモニタ１１が備えられて
おり、これらはカートリツジ５の放射能の強さつ
まりレベルモニタ９の出力の大きさに応じて選択
使用される。

フイルタカートリツジ収納部８にはカートリツ
ジ５が数十個収納されており、上述の測定動作は
これらのカートリツジが使い果されるまで繰返さ
れる。

各レベルモニタ９，１０，１１にはそれぞれ測
定器１３が接続されており、これらの測定器１３
の出力は演算器１４に導かれている。従つて、こ
の演算器１４において、各レベルモニタ９，１
０，１１の出力および流量測定部６の出力に基づ
いてサンプル空気中のよう素濃度が算出される。

測定が行なわれた後の各フイルタカートリツジ
５は測定部２１から自動的にカートリツジ格納部
１２に搬送され、廃棄される。

なお、第１図において、１６は配管１、パージ
ガス供給管１７およびサンプル空気大気放出管１
９にそれぞれ設けられた電磁弁であり、１８は配
管１に設けられた減圧弁である。サンプル空気は
この減圧弁１８により高圧（４Kg／cm²Ｇ）から大
気圧程度に減圧される。また、１５は各レベルモ
ニタ９，１０，１１をそれぞれ覆う鉛シールドで
ある。

第２図ないし第８図は本考案による放射性ガス
測定装置が組込まれる放射性ガス自動捕集測定装
置の一例である。

まず、第２図を参照する。この第２図は測定装
置の平面図を示す。この測定装置は基礎フレーム
構成体１２０を有し、この基礎フレーム構成体１
２０の上に捕集部支持フレーム構成体１００、測
定装置支持フレーム構成体１１０、フイルタカー
トリツジ搬送部支持フレーム構成体１３０、フイ
ルタカートリツジ収納部支持フレーム構成体１４
０およびフイルタカートリツジスライド機構支持
フレーム１５０がそれぞれ設けられている。そし
て、フレーム構成体１００には捕集部４が、フレ
ーム構成体１１０には本考案による測定装置２１
が、フレーム構成体１３０にはフイルタカートリ
ツジ搬送部１３０が、フレーム構成体１４０には
フイルタカートリツジ収納部８が、そしてフレー
ム構成体１５０にはフイルタカートリツジスライ
ド機構６０がそれぞれ支持されている。

フイルタカートリツジ収納部８は、第３図およ
び第８図に詳細に示すように、フイルタカートリ
ツジ５を収納する収納筒８７より主として構成さ
れている。この収納筒は両端が開口されており、
上部開口からフイルタカートリツジ５を収納可能
であるが、下部開口からそのカートリツジが脱落
しないようになつている。収納部８にはその他に
モータ８８およびこのモータによつて上下に移動
されるシヤフト８９および２つのリミツトスイツ
チ９０，９１を備えている。シヤフト８９はモー
タ８８により駆動され、収納筒８７の下部開口よ
り収納筒内に進入してそのヘツド９２により、収
納筒８７内に収納されているフイルタカートリツ
ジ５を上方へ押し上げる。収納筒８７内には、こ
の実施例においては、20個のカートリツジ５を収
納可能である。カートリツジ５が収納筒８７の上
部開口から外へ押し出されると、そのことがリミ
ツトスイツチ９０により検出され、モータ８８の
駆動が停止される。それにより、１個のカートリ
ツジ５が後述するカートリツジ搬送部３０により
搬送可能な状態に置かれる。なお、９１はシヤフ
ト８９の下限位置を検出するためのものである。

捕集部４は、第４図および第６図に詳細に示す
ように、主として、カートリツジ受下部金具７９
およびカートリツジ受上部金具８０を有してい
る。下部金具７９は貫通孔７９Ａを有し、この貫
通孔７９Ａを囲むようにＯ−リング８４が取付け
られている。さらに、貫通孔７９Ａには配管１の
一部を構成する導管８１が接続されている。下部
金具７９は四角形状の可動枠体７６に支持されて
いる。この可動枠体７６には両側部にガイド片７
７がそれぞれ固着されており、このガイド片７７
には支持フレーム８３にそれぞれ固定されたガイ
ド棒７８が貫通している。なお、支持フレーム８
３は基礎フレーム構成体１２０に固定されてい
る。一方、可動枠体７６の底部は電動シリンダ７
５の可動軸に結合されている。この電動シリンダ
７５は支持フレーム８２を介して基礎フレーム構
成体１２０に支持されている。可動枠体７６の底
部にはスプリング８６が介挿されている。さら
に、電動シリンダ７５の可動軸には移動棒９７が
結合されており、この移動棒９７の移動が上限リ
ミツトスイツチ９５および下限リミツトスイツチ
９６により検出される。一方、カートリツジ受上
部金具８０は円筒容器状に形成されて底部に同様
に貫通孔８０Ａを有している。上部金具８０には
この貫通孔８０Ａを取囲むようにゴムパツキン８
５が取付けられている。そして、上部金具８０内
にはレベルモニタ９が挿置されており、このレベ
ルモニタ９を覆うように鉛シールド１５が取付け
られている。上部金具８０および鉛シールド１５
はフレーム構成体１００によつて支持されてい
る。さらに、金具８０には、鉛シールド１５を貫
通して配管１が結合されている。なお、レベルモ
ニタ９は電離箱から成る。

しかして、後述するフイルタカートリツジ搬送
部３０により、第６図に示すように、フイルタカ
ートリツジ５が下部金具７９上に搬送されて載置
されたとする。その後、電動シリンダ７５の駆動
により、可動枠体７６がガイド棒７８を案内とし
て上方に移動され、下部金具７９が上部金具８０
に密着させられる。その密着後も、電動シリンダ
７５は可動枠体７６を上方に押すが、その押圧力
はスプリング８６によつて吸収され、その押圧力
によつて捕集部４が破損するのを防ぐ。その後、
上限リミツトスイツチ９５の作用により電動シリ
ンダ７５の可動軸の上限（すなわち移動棒９７の
上限）が検知され、電動シリンダ７５は停止させ
られる。その後、サンプル空気は配管１から上部
金具８０とレベルモニタ９との間、貫通孔８０
Ａ、フイルタカートリツジ５、貫通孔７９Ａおよ
び導管８１を順次貫流する。その際に、サンプル
空気中のよう素がフイルタカートリツジ５に吸
着・捕集される。その場合、レベルモニタ９によ
り、カートリツジ５および配管を流れるサンプル
空気中の放射能が監視される。その後、シーケン
ス制御により、電動シリンダ７５の可動軸すなわ
ち下部金具７９は下方に降下され、その降下がリ
ミツトスイツチ９６によつて検知されると、停止
させられて元の状態に復帰する。

フイルタカートリツジスライド機構６０は、第
２図および第７図に詳細に示すように、主とし
て、孔６８を有する可動板６３と、この可動板６
３に結合されたシヤフト６２と、孔６９を有し可
動板６３が載置される案内板６４と、シヤフト６
２を駆動し可動板６３を案内板６４上で滑動させ
るモータ６１とから構成されている。モータ６１
は支持フレーム７０に固定され、このフレーム７
０はフレーム構体１５０に固定されている。案内
板６４は後述する測定部２１を貫通しており、こ
れにはリミツトスイツチ６５，６６，６７が付属
している。

捕集部４からフイルタカートリツジ５が搬送部
３０によりこのスライド機構６０上に持たらされ
ると、第７図Ａの状態においてフイルタカートリ
ツジ５は孔６８の真上に搬送される。その後、搬
送部３０の後記するマテリアルハンド機構３６が
開かれると、フイルタカートリツジ５は可動板６
３の孔６８内に落とされる。その後、シーケンス
制御により、モータ６１が動作させられてシヤフ
ト６２すなわち可動板６３が矢印Ａ方向に動かさ
れ、それと共に孔６８内のフイルタカートリツジ
も案内板６４上を矢印Ａ方向に運ばれる。可動板
６３がリミツトスイツチ６７に達すると、モータ
６１の運転が停止させられ、その後フイルタカー
トリツジ５の放射能測定が測定部２１において行
なわれる。その際に、フイルタカートリツジは測
定部２１の中心にもたらされる。第７図におい
て、Ｂはこの測定状態を示す。測定の終了後、モ
ータ６１が再び運転され、可動板６３は矢印Ｂ方
向に動かされる。可動板６３の孔６８と案内板６
４の孔６９とが一致する位置に可動板６３が到達
したことがこの可動板６３に設けられた突起とリ
ミツトスイツチ６６との協働作用により検知さ
れ、モータ６１が再び停止される。第７図におい
て、Ｃはこの状態を示す。可動板６３の孔６８と
案内板６４の孔６９との一致により、フイルタカ
ートリツジはその孔６８内を介してカートリツジ
格納部１２に落下する。その後、モータ６１の運
転が再開され、可動板６３が矢印Ｃ方向に移動さ
れ、可動板に設けられた突起がリミツトスイツチ
６５に検知されると、モータ６１は停止させら
れ、可動板６３は元の状態（第７図Ａの状態）に
復帰する。

フイルタカートリツジ搬送部３０は、第２図お
よび第５図に詳細に示すように、主として、旋回
アーム板３１と、マテリアルハンド機構３６と、
旋回軸４４と、旋回軸駆動用ゼネバ機構（原動車
４７および従動車４８）と、原動車４７を駆動す
るモータ５０およびマテリアルハンド機構３６を
駆動するモータ３４とから構成されている。マテ
リアルハンド３６は、互いに交差する２本のアー
ム４１，４２と、これらのアーム４１，４２を回
転可能に支持しアーム板３１に固定された固定軸
３５と、アーム４１，４２間に結合された引張ば
ね３９と、同様にアーム４１，４２間に配置され
軸３７を介してモータ３４によつて回転駆動され
る回転棒３８とから構成されている。なお、３３
は軸受、４０，４５，４６および４９はリミツト
スイツチ、４３は平衡錘である。

マテリアルハンド機構３６において、２本のア
ーム４１，４２は引張ばね３９の作用により閉状
態になされる。マテリアルハンド機構３６がフイ
ルタカートリツジ収納部８、捕集部４あるいはス
ライド機構６０にもたらされ、開く必要がある場
合にはモータ３４が動作して回転棒３８を回転さ
せアーム４１，４２を引張ばね３９の力に抗して
開かせる。アーム４１，４２が開かれると、リミ
ツトスイツチ３２に当接し、それによりモータ３
４の運転が停止される。それゆえ、マテリアルハ
ンド機構３６は、フイルタカートリツジ収納部８
においてはフイルタカートリツジ５を掴むことが
でき、捕集部４においてはフイルタカートリツジ
５を一旦離しそして再び掴むことができ、さらに
スライド機構６０においてはフイルタカートリツ
ジを離すことができる。旋回アーム板３１は、第
２図において、収納部８からスライド機構６０ま
で約180゜旋回させられる。この旋回駆動は、モ
ータ５０により、原動車４７および従動車４８か
ら成るゼネバ機構を介して旋回軸４４が回転させ
られることにより行なわれる。搬送部３０の第１
位置状態はマテリアルハンド機構３６が収納部８
に位置している状態であり、これは平衡錘４３と
リミツトスイツチ４５との協働作用により検出さ
れる。それにより、モータ５０が停止される。第
２図において、搬送部３０がモータ５０の運転に
より時計方向に回転させられてマテリアルハンド
機構３６が捕集部４にもたらされると、この位置
状態が同様に平衡錘４３と図示していないリミツ
トスイツチとの協働作用により検出される。それ
により、モータ５０は再び停止される。この位置
状態は搬送部３０の第２位置状態となる。次に、
モータ５０の運転再開により、搬送部３０がさら
に時計方向に回転させられてマテリアルハンド機
構３６がスライド機構６０上にもたらされると、
この位置状態は平衡錘４３とリミツトスイツチ４
６との協働作用により検出される。それにより、
モータ５０は再び停止される。この位置状態は第
３位置状態となる。このようにして、搬送部３０
は収納部８においてフイルタカートリツジ５を掴
んだ後、時計方向に180゜回転して捕集部４およ
びスライド機構６０に搬送する。そこで、再び
180゜復帰回転する。

本考案による放射性ガス測定装置２１は、第３
図に詳細に示されているように、高レベルモニタ
１０および低レベルモニタ１１が上下にそれらの
検出面が互いに相向くように対向配置されてお
り、それらの間にスライド機構６０の案内板６４
が配設されている。高レベルモニタ１０は電離箱
から成り、低レベルモニタ１１はNal（Tl）シン
チレーシヨン検出器から成る。フイルタカートリ
ツジ５はスライド機構６０により、両モニタ１
０，１１の間に運ばれて、測定される。

次に、上記よう素自動捕集測定装置の一連の動
作について説明する。

この測定装置においては、各種のモータの制御
はリミツトスイツチの動作に基づいてシーケンス
制御で行なわれる。

測定開始前の状態においては、マテリアルハン
ド機構３６は収納部８にもたらされており、アー
ム４１，４２が開かれている。このような状態で
電源を投入すると、リミツトスイツチ９０がフイ
ルタカートリツジ５の検出信号を発信しない場合
には、モータ８８が動作させられて収納筒８７内
のフイルタカートリツジを上方に押し上げる。そ
れにより、フイルタカートリツジがリミツトスイ
ツチ９０に当接すると、モータ８８の運転が停止
される。その後、搬送部３０のモータ３４が運転
させられてマテリアルハンド機構３６が閉じら
れ、アーム４１，４２がフイルタカートリツジ５
を掴む。マテリアルハンド機構３６が閉じたこと
がリミツトスイツチ４０により検出されると、モ
ータ３４が停止させられる。その後、モータ５０
が運転させられ、フイルタカートリツジを掴んだ
状態でマテリアルハンド機構３６が捕集部４の金
具７９，８０間に運ばれる。そこで、マテリアル
ハンド機構３６は開かれ、フイルタカートリツジ
５が第６図に示すように金具７９上に載置され
る。その後、電動シリンダ７５の操作により金具
７９が金具８０に密接させられ、その後サンプル
空気がフイルタカートリツジを貫流せしめられ、
よう素が捕集される。次に、パージガスが供給さ
れ、フイルタカートリツジに付着している希ガス
が吹き飛ばされる。その後再び電動シリンダ７５
の操作により、金具７９が降下させられる。マテ
リアルハンド機構３６がよう素捕集後のフイルタ
カートリツジを掴み、そしてモータ５０の運転に
よりマテリアルハンド機構３６がスライド機構６
０上にもたらされ、アーム４１，４２を開いてカ
ートリツジをスライド機構６０の可動板６３の孔
６８内に落とす。その後、スライド機構６０のモ
ータ６１が動作し、可動板６３を測定部２１内に
進入させ、カートリツジを高レベルモニタ１０と
低レベルモニタ１１との間にもたらす。測定終了
後、モータ６１の動作により、前述した如く、カ
ートリツジは案内板６４の孔６９を介して格納部
１２に格納される。一方、マテリアルハンド機構
３６はカートリツジを解放すると、第２図におい
て矢印方向に180゜旋回し、元の状態（カートリ
ツジ収納部８の位置）へ復帰する。このようにし
て、１回の測定周期が終了する。

以上説明したように、本願考案によれば、高レ
ベル（事故時）用モニタと低レベル（平常時）用
モニタとを備え、高レベルモニタを電離箱で構成
しかつ低レベルモニタをNal（Tl）シンチレーシ
ヨン検出器で構成し、これら高レベルモニタと低
レベルモニタとを、捕集部に置かれた別のレベル
モニタの出力に基づいて選択使用するようにした
ので、広い濃度範囲にわたつて測定が可能とな
り、殊に事故時にすばやく、かつ正確に対応する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による放射性ガス測定装置が使
用される測定システムの概略図、第２図ないし第
４図は本考案の一実施例の放射性ガス測定装置が
組込まれる放射性ガス捕集測定装置の一例を示
し、第２図はその概略平面図、第３図はその一部
断面正面図、第４図は第１図におけるＡ−Ａ矢視
図、第５図はその放射性ガス捕集測定装置におけ
るフイルタカートリツジ搬送部の一例を示し、Ａ
はその概略平面図、Ｂはその一部断面正面図、第
６図はその放射性ガス捕集測定装置における捕集
部の要部断面拡大図、第７図は放射性ガス捕集測
定装置におけるフイルターートリツジスライド機
構の概略正面図で、Ａ，Ｂ，Ｃはそれぞれ異なる
動作状態を説明するための説明図、第８図はその
放射性ガス捕集測定装置におけるフイルタカート
リツジ収納部の概略構成図である。１……サンプル空気配管、２……除湿器、３…
…加熱器、４……捕集部、５……フイルタカート
リツジ、６……流量測定部、８……フイルタカー
トリツジ収納部、９……レベルモニタ、１０……
高レベルモニタ、１１……低レベルモニタ、１２
……フイルタカートリツジ格納部、１３……測定
器、１４……演算器、１５……鉛シールド、１７
……パージガス供給管、１８……減圧弁、２１…
…放射能測定部。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】１高レベルモニタと低レベルモニタとをそれら
の検出面が互いに相向き合うように間隔を置い
て対向配置し、前記両レベルモニタの検出面間
に、捕集部において放射性ガスを捕集した、捕
集部材からなるフイルタカートリツジが挿入さ
れる放射性ガス測定装置において、前記両レベ
ルモニタは、フイルタカートリツジで放射性ガ
スを捕集する前記捕集部に置かれた別のレベル
モニタの出力に基づいて、選択使用されること
を特徴とする放射性ガス測定装置。２実用新案登録請求の範囲第１項記載の測定装
置において、高レベルモニタは電離箱より成
り、低レベルモニタはNaI（Tl）シンチレーシ
ヨン検出器よりなることを特徴とする放射性ガ
ス測定装置。