JPS6352041A - けい光分析装置 - Google Patents
けい光分析装置Info
- Publication number
- JPS6352041A JPS6352041A JP19541986A JP19541986A JPS6352041A JP S6352041 A JPS6352041 A JP S6352041A JP 19541986 A JP19541986 A JP 19541986A JP 19541986 A JP19541986 A JP 19541986A JP S6352041 A JPS6352041 A JP S6352041A
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- Japan
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- fluorescence
- sample
- analysis
- temperature
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- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、液体試料のけい光分析装置に係り、特に、核
燃料再処理溶液中の核燃料物質の分析のように、分析物
質が微量な場合に好適なけい光分析装置に関する。
燃料再処理溶液中の核燃料物質の分析のように、分析物
質が微量な場合に好適なけい光分析装置に関する。
けい光分析法は微量物質の高感度分析法として広く利用
されている。この分析法は光を入出力に利用するため、
光学窓を通してｉｎ −５ｉｔｕ分析が可能であり、ま
た、光ファイバを用いて分析器本体と離れた箇所の遠隔
分析もできる利点を有する。
されている。この分析法は光を入出力に利用するため、
光学窓を通してｉｎ −５ｉｔｕ分析が可能であり、ま
た、光ファイバを用いて分析器本体と離れた箇所の遠隔
分析もできる利点を有する。
高感度であり、ｉｎ −５ｉｔｕ分析可能なことから、
各種化学プラント等のプロセスモニタとして利用できる
。さらに、遠隔分析が可能なことから、分析個所に人間
が近づけない、又は分析器本体を設置できない場合でも
プロセスモニタとして利用できる利点を併せ持っている
。これは光を入出力に使っているための利点である。こ
のため、核燃料再処理工場における溶液中にインライン
分析装置としての利用の可能性が検討されている。（「
ツユエル サイクルズ フォー ジ ８０′ズ」（Ｆｕ
ｅｌ Ｃｙｃｌｅｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ８０ ’ ｓ
、 Ｄｏ ＥＣＯＮ Ｆ −８００９４３） ）。
各種化学プラント等のプロセスモニタとして利用できる
。さらに、遠隔分析が可能なことから、分析個所に人間
が近づけない、又は分析器本体を設置できない場合でも
プロセスモニタとして利用できる利点を併せ持っている
。これは光を入出力に使っているための利点である。こ
のため、核燃料再処理工場における溶液中にインライン
分析装置としての利用の可能性が検討されている。（「
ツユエル サイクルズ フォー ジ ８０′ズ」（Ｆｕ
ｅｌ Ｃｙｃｌｅｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ８０ ’ ｓ
、 Ｄｏ ＥＣＯＮ Ｆ −８００９４３） ）。
特に再処理においては、現在のバッチ運転から連続溶解
運転へ移行して高稼動率化、低コスト化することが不可
欠の状態にあるが、その場合、プロセスモニタとしての
インライン分析装置は必須の技術である。中でも、共除
染工程後のＦＰ（核分裂生成物）側の溶液などの廃液側
においては、保障措置の面からも、インライン分析技術
の確立が必要である。
運転へ移行して高稼動率化、低コスト化することが不可
欠の状態にあるが、その場合、プロセスモニタとしての
インライン分析装置は必須の技術である。中でも、共除
染工程後のＦＰ（核分裂生成物）側の溶液などの廃液側
においては、保障措置の面からも、インライン分析技術
の確立が必要である。
しかし、けい光分析は１本来、きれいな溶媒中の分析物
質を分析する手法であり、不純物濃度が高く、分析物質
濃度が低い場合には、より’ｔＷ ６度なけい光分析が
必要である。その方法の一つとして、分析物質のけい光
強度が温度が下がると共に増加することを利用できる可
能性があることが指摘されていたが、定性的な議論にと
どまり、定量的な検討はなされていなかった。
質を分析する手法であり、不純物濃度が高く、分析物質
濃度が低い場合には、より’ｔＷ ６度なけい光分析が
必要である。その方法の一つとして、分析物質のけい光
強度が温度が下がると共に増加することを利用できる可
能性があることが指摘されていたが、定性的な議論にと
どまり、定量的な検討はなされていなかった。
なお、この種の議論を示す例としては、モーシャン、コ
ーシエテイエ、グリソン（Ｐ ＭＡＵＧ−ＨＩ Ｅ
Ｎ 、 Ｐ ｈ ＣＡＵＣＨ８ＴＩＥＲ，ａｎ
ｄ ＪＧＲＩＳＯＮ） の「ニュークリア セーフ
ガーズ テクノロジー」（Ｎｕｃｌ、 Ｓａｆｅｇｕａ
ｒｄｓ Ｔｅｃｈｎｏｌ＋１９８２ 。
ーシエテイエ、グリソン（Ｐ ＭＡＵＧ−ＨＩ Ｅ
Ｎ 、 Ｐ ｈ ＣＡＵＣＨ８ＴＩＥＲ，ａｎ
ｄ ＪＧＲＩＳＯＮ） の「ニュークリア セーフ
ガーズ テクノロジー」（Ｎｕｃｌ、 Ｓａｆｅｇｕａ
ｒｄｓ Ｔｅｃｈｎｏｌ＋１９８２ 。
ＶｏＱ、Ｉ、２７９ （１９８３））がある。
本発明の目的は、分析試料が微量でも高感度な定量分析
が可能で、同時に温度もモニタ可能なけい光分析装置を
提供することである。
が可能で、同時に温度もモニタ可能なけい光分析装置を
提供することである。
本発明は、分析物質のけい光強度が、温度低下に伴い指
数関数的に増加することを利用して、高感度な定量分析
を行い、又、溶媒のラマン光強度が、分析物質濃度に依
存せず、温度依存性を持つことを利用して、試料溶液の
温度をモニタすることにより、上記目的を達成するもの
である。
数関数的に増加することを利用して、高感度な定量分析
を行い、又、溶媒のラマン光強度が、分析物質濃度に依
存せず、温度依存性を持つことを利用して、試料溶液の
温度をモニタすることにより、上記目的を達成するもの
である。
本発明においては、分析試料を冷却してけい光測定する
ので、けい光強度が増加し、高感度な微量分析ができる
。また、試料温度は、溶媒のラマン光により測定できる
ので、特別な温度測定装置を要しない。
ので、けい光強度が増加し、高感度な微量分析ができる
。また、試料温度は、溶媒のラマン光により測定できる
ので、特別な温度測定装置を要しない。
本発明の一実施例を以下に説明する。
第１図は本実施例の側面図、第２図は立面図を示してい
る。これらの図を用いて、装置構成を説明する。
る。これらの図を用いて、装置構成を説明する。
まず、第１図において、励起光源であるレーザ１、試料
からのけい光を分光する分光器２２分光された光を検出
する光検出器３．及び光検出強度から分析物質濃度を定
量するデータ処理装置４などの分析器本体は分析室内に
配置され、壁５により分析個所周辺の環境から隔離され
ている。分析箇所が核燃料再処理プラントのように高放
射線場である場合には、壁５は分析作業者及び分析器本
体を保護する役目を持つ。レーザ１及び分光器２は、そ
れぞれ送光ファイバ６及び受光ファイバ７と接続し、フ
ァイバコネクタ８を介して暗箱９と連結される。
からのけい光を分光する分光器２２分光された光を検出
する光検出器３．及び光検出強度から分析物質濃度を定
量するデータ処理装置４などの分析器本体は分析室内に
配置され、壁５により分析個所周辺の環境から隔離され
ている。分析箇所が核燃料再処理プラントのように高放
射線場である場合には、壁５は分析作業者及び分析器本
体を保護する役目を持つ。レーザ１及び分光器２は、そ
れぞれ送光ファイバ６及び受光ファイバ７と接続し、フ
ァイバコネクタ８を介して暗箱９と連結される。
ここで、第２図に示すように暗箱９の内部には、試料１
０の入った石英セル１１があり、送光ファイバ６で伝送
される励起光１２は反射ｆｉ１３で反射され、石英セル
１１の石英を透過して試料１０中の分析物質を励起し、
発生したけい光１３を集光ｘｔ２０で受光ファイバ７の
端面へ集光する。ファイバ６．７の暗箱９側の端面近傍
にはしやへい材２１が配置され、迷光や、試料１０が放
射線を出す場合には放射線をしやへいする。
０の入った石英セル１１があり、送光ファイバ６で伝送
される励起光１２は反射ｆｉ１３で反射され、石英セル
１１の石英を透過して試料１０中の分析物質を励起し、
発生したけい光１３を集光ｘｔ２０で受光ファイバ７の
端面へ集光する。ファイバ６．７の暗箱９側の端面近傍
にはしやへい材２１が配置され、迷光や、試料１０が放
射線を出す場合には放射線をしやへいする。
第１図のサンプリング配管工６はプロセス配管１８に接
続され、石英セル１１へ試料を流入させる。暗Ｍ９はバ
ルブ１５より交換できるようになっている。サンプリン
グされたプロセス溶液は冷却器１４により冷却され、石
英セル１０へ送られる。ここで、太い白矢印はプロセス
溶液、細い白矢印はサンプリングされたプロセス溶液を
表わしている。プロセス溶液が放射線を出す場合には、
ファイバ保護のため、プロセス配管１８にしやへい１７
を設置する。
続され、石英セル１１へ試料を流入させる。暗Ｍ９はバ
ルブ１５より交換できるようになっている。サンプリン
グされたプロセス溶液は冷却器１４により冷却され、石
英セル１０へ送られる。ここで、太い白矢印はプロセス
溶液、細い白矢印はサンプリングされたプロセス溶液を
表わしている。プロセス溶液が放射線を出す場合には、
ファイバ保護のため、プロセス配管１８にしやへい１７
を設置する。
次に分桁手順を説明する。
まずサンプリング配管１６からプロセス溶液を冷却器１
４に取り込む、冷却器１４では、プロセス溶液を一定温
度に冷却後、石英セル１１内へ導く０次に、試料１０へ
、レーザ１から励磁光１２を照射し、発生したけい光１
３を分光、検出し、データ処理して分析物質濃度を求め
る。ここで、プロセス溶液を冷却するのは、分析物質の
けい光強度が負の温度依存性を持つ場合、冷却により高
感度化を達成することが可能だからである。その−例を
以下に示す。
４に取り込む、冷却器１４では、プロセス溶液を一定温
度に冷却後、石英セル１１内へ導く０次に、試料１０へ
、レーザ１から励磁光１２を照射し、発生したけい光１
３を分光、検出し、データ処理して分析物質濃度を求め
る。ここで、プロセス溶液を冷却するのは、分析物質の
けい光強度が負の温度依存性を持つ場合、冷却により高
感度化を達成することが可能だからである。その−例を
以下に示す。
核燃料再処理溶液中のウランのけい光及び溶媒のラマン
光の測定結果の一例を第３図に示しである。ウランのけ
い光は５１０ｎｍにピークを持つ。
光の測定結果の一例を第３図に示しである。ウランのけ
い光は５１０ｎｍにピークを持つ。
このウランのけい光強度工１の温度依存性を調べた結果
次式で与えられることがわかった。
次式で与えられることがわかった。
Ｉ ｔｃｃＣ・ｓｘＰ （Ｅ ／ ＲＴ）
−（１）Ｃ：ウラン濃度 Ｅ：活性化エネルギ（３５，７ｋＪ／ｌ１ｏＱ）Ｒ：気
体定数 Ｔ：温度（Ｋ） ここで、ある温度Ｔにおけるけい光強度を工。
−（１）Ｃ：ウラン濃度 Ｅ：活性化エネルギ（３５，７ｋＪ／ｌ１ｏＱ）Ｒ：気
体定数 Ｔ：温度（Ｋ） ここで、ある温度Ｔにおけるけい光強度を工。
（Ｔ）とすると、基準温度Ｔｏの時のけい光強度Ｉｔ（
Ｔｏ）との比Ｒ１は次式となる。
Ｔｏ）との比Ｒ１は次式となる。
Ｃ・ｅｘｐ （Ｅ ／ ＲＴｏ）
したがって、Ｒ１はウラン濃度に無関係で、温度のみの
関数となる。核燃料再処理プロセス共除染工程の液温は
３０〜４０℃である。
関数となる。核燃料再処理プロセス共除染工程の液温は
３０〜４０℃である。
ここで、基準温度Ｔｏを３０℃とした場合のＲ４の温度
変化を第４図に示しである。第４図かられかる様に、温
度が低くなるに従って、Ｒｔ は増加し、すなわち、け
い光強度が増加している。
変化を第４図に示しである。第４図かられかる様に、温
度が低くなるに従って、Ｒｔ は増加し、すなわち、け
い光強度が増加している。
０℃におけるＲｔ の値は４．７３で、液温を３０℃か
ら０℃へ下げることにより、４．７３倍高感度になる。
ら０℃へ下げることにより、４．７３倍高感度になる。
又、感度が高くなると同時に、分析物質の定量下限も約
１／Ｒ，倍向上する。
１／Ｒ，倍向上する。
以上の様にして、プロセス溶液を冷却すると、高感度な
けい光分析が可能となる０本装置においては、温度の制
御性能が重要な要素となるが、プロセス溶液の温度変動
、冷却器１４の性能、及び測定時間に依存する。十分な
性能を有する冷却器１４を用いることにより、プロセス
溶液の温度を制御すれば、石英セル１１に送り込み測定
が終了するまでの時間は数秒であり、まず問題はない。
けい光分析が可能となる０本装置においては、温度の制
御性能が重要な要素となるが、プロセス溶液の温度変動
、冷却器１４の性能、及び測定時間に依存する。十分な
性能を有する冷却器１４を用いることにより、プロセス
溶液の温度を制御すれば、石英セル１１に送り込み測定
が終了するまでの時間は数秒であり、まず問題はない。
必要ならば、石英セル１１に温度制御装置を設置するこ
とにより、より精度よく恒温に保持することも可能であ
る。
とにより、より精度よく恒温に保持することも可能であ
る。
上記の様にして精度よく恒温に保持されるが、石英セル
１１中の試料１０の温度をモニタしておく必要はある。
１１中の試料１０の温度をモニタしておく必要はある。
温度モニタの方法としては、石英セル１０に？！！度セ
ンサを取りつける方法もあるが、分析物質のけい光と同
時に観測される溶媒のラマン光（第３図）を測定するこ
とで、簡便に温度をモニタできる。すなわち、溶媒のラ
マン光の温度依存性を調べた結果、ラマン光強度ＩＲは
、次式％式％ （３）式より、溶媒のラマン光強度ＩＲを測定できる。
ンサを取りつける方法もあるが、分析物質のけい光と同
時に観測される溶媒のラマン光（第３図）を測定するこ
とで、簡便に温度をモニタできる。すなわち、溶媒のラ
マン光の温度依存性を調べた結果、ラマン光強度ＩＲは
、次式％式％ （３）式より、溶媒のラマン光強度ＩＲを測定できる。
温度測定誤差は装置の分光特性によるが、±１℃程度で
測定可能であるので、ＩＲをモニタすれば、石英セル１
１中の試料１０の温度の変動をｉｉ！測できる。
測定可能であるので、ＩＲをモニタすれば、石英セル１
１中の試料１０の温度の変動をｉｉ！測できる。
なお、試料１０の温度が室温より低い場合、石英セル１
１表面に水滴が生じ、光を散乱させる可能性がある。そ
の対策としては、石英セル１１表面に、乾燥ガス（Ｎ
ｔガス等）を吹きつけるノズルを設立することが考えら
れる。
１表面に水滴が生じ、光を散乱させる可能性がある。そ
の対策としては、石英セル１１表面に、乾燥ガス（Ｎ
ｔガス等）を吹きつけるノズルを設立することが考えら
れる。
本発明によれば、分析試料を冷却してけい光を測定する
ので、けい光強度が増加し、高感度な微量分析ができる
。また試料温度は、溶媒のラマン光により測定するので
、特別な温度測定装置を要せず、簡便な測定が可能であ
る。
ので、けい光強度が増加し、高感度な微量分析ができる
。また試料温度は、溶媒のラマン光により測定するので
、特別な温度測定装置を要せず、簡便な測定が可能であ
る。
第１図は本発明によるけい光分析装置の一実施例を示す
側面図、第２図はその立面図、第３図はウランのけい光
スペクトル測定結果の一例を示、す図、第４図はウラン
のけい光強度比の温度依存性を示す図である。 １・・・レーザ、２・・・分光器、３・・・光検出器、
４・・・データ処理装置、５・・・壁、６・・・送光フ
ァイバ、７・・・受光ファイバ、８・・・コネクタ、９
・・・暗箱、１０・・・試料、１１・・・石英セル、１
２・・・励起光、１３・・・けい光、１４・・・冷却器
、１５・・・バルブ、１６・・・サンプリング配管、１
７・・・しやへい、１８・・・プロセス配管、１９・・
・反射鏡、２０・・・集光鏡、２１・・・しやへい材。
側面図、第２図はその立面図、第３図はウランのけい光
スペクトル測定結果の一例を示、す図、第４図はウラン
のけい光強度比の温度依存性を示す図である。 １・・・レーザ、２・・・分光器、３・・・光検出器、
４・・・データ処理装置、５・・・壁、６・・・送光フ
ァイバ、７・・・受光ファイバ、８・・・コネクタ、９
・・・暗箱、１０・・・試料、１１・・・石英セル、１
２・・・励起光、１３・・・けい光、１４・・・冷却器
、１５・・・バルブ、１６・・・サンプリング配管、１
７・・・しやへい、１８・・・プロセス配管、１９・・
・反射鏡、２０・・・集光鏡、２１・・・しやへい材。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、励起光源と、液体試料を通流させ励起光源からのレ
ーザ光を照射する分析セル部と、試料からのけい光を分
光する分光器と、分光された光を検出する光検出器と、
光検出強度から分析物質濃度を定量するデータ処理装置
とからなるけい光分析装置において、分析セル部の前段
に液体試料を冷却する冷却器を配置し、分析物質のけい
光の量子収率を上げることを特徴とするけい光分析装置
。 ２、特許請求の範囲第１項のけい光分析装置において、
けい光とともに観測される溶媒のラマン光から温度を測
定し冷却器にフィードバックする系路を設け、試料温度
を制御することを特徴とするけい光分析装置。 ３、特許請求の範囲第１項または第２項のけい光分析装
置において、分析物質が核燃料物質であることを特徴と
するけい光分析装置。 ４、特許請求の範囲第１項または第２項のけい光分析装
置において、試料が核燃料再処理溶液であることを特徴
とするけい光分析装置。 ５、上記特許請求の範囲のいずれか一項のけい光分析装
置において、前記励起光源と分光器と光検出器とデータ
処理装置とからなる分析器本体部と、試料への励起光入
射及びけい光、ラマン光取り出しを行う分析セル部とを
離して設置し、これら２部分を光ファイバで接続するこ
とを特徴とするけい光分析装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19541986A JPS6352041A (ja) | 1986-08-22 | 1986-08-22 | けい光分析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19541986A JPS6352041A (ja) | 1986-08-22 | 1986-08-22 | けい光分析装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6352041A true JPS6352041A (ja) | 1988-03-05 |
| JPH0479572B2 JPH0479572B2 (ja) | 1992-12-16 |
Family
ID=16340768
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19541986A Granted JPS6352041A (ja) | 1986-08-22 | 1986-08-22 | けい光分析装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6352041A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015001529A (ja) * | 2013-06-14 | 2015-01-05 | アクセンス | ラマンスペクトルを用いた擬似移動床キシレン分離ユニットの操作のための分析装置および関連方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5570739A (en) * | 1978-11-21 | 1980-05-28 | Shimadzu Corp | Analysis method for sugar and its unit |
-
1986
- 1986-08-22 JP JP19541986A patent/JPS6352041A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5570739A (en) * | 1978-11-21 | 1980-05-28 | Shimadzu Corp | Analysis method for sugar and its unit |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015001529A (ja) * | 2013-06-14 | 2015-01-05 | アクセンス | ラマンスペクトルを用いた擬似移動床キシレン分離ユニットの操作のための分析装置および関連方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0479572B2 (ja) | 1992-12-16 |
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