大気中トリチウムの短期連続パッシブモニタリング手法の開発

大气氚短期连续被动监测方法的研制

基本信息

批准号：
22K12399
负责人：
平尾茂一
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Fukushima University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

原子力関連施設周辺の大気中放射性核種の高い時空間解像度での測定は、施設影響評価のために極めて重要である。施設周辺の大気水蒸気中トリチウム観測は、これまで電源供給の問題から任意の場所での観測が困難であった。そこで本研究では、商用電源不要で短時間の連続観測が可能な観測装置（パッシブサンプリング装置）を開発し、実環境への適用可能性を検討するとともに、実際のトリチウム濃度の短時間変化をとらえ、その変動要因と大気放出の関係性を解明することを目的としている。今年度は、短期間・連続捕集可能な大気水蒸気中トリチウムの捕集装置を新たに製作し、その性能の検討を行った。水蒸気状トリチウムの捕集剤を検討した結果、温度17～30 ℃、絶対湿度8～17 g/m3の条件下において、6時間で約20 mlの水量を捕集できることが分かったものの、予想に反して捕集水量は少なかった。外気接触面付近の捕集剤のみが水蒸気捕集に寄与し、接触面から3cm以上の深さは捕集に大きく寄与しないことが明らかとなり、ある程度の外気暴露面積が必要であることが分かった。本研究の当初、捕集装置に電池駆動の小型アクチュエータ等を組み合わせた制御部で、複数の封入容器を時間差で開閉させる構造を想定していた。しかし基礎実験の結果、広い開口面積を持つ容器で外気暴露させる必要があることが分かり、完全なパッシブサンプリング法では密閉性を保てないとの結論を得た。そこで、小型の可搬型ポンプ、流路切り替え用の電磁弁、および制御機器に低消費電力の機器を組み合わせることに加え、屋外設置可能なポータブル外部電源の供給を補助的に用いることで、商用電源が不要な観測装置が開発できる見込みを得た。ポンプによる外気導入量と水蒸気捕集剤充填量の実験結果より、1つの充填容器の最適な条件を決定し、本自動連続観測装置により24時間（8時間×3回）の条件で観測できることが示された。

在高时空分辨率下，测量与核相关设施周围的大气放射性核素对设施影响评估非常重要。到目前为止，由于电源问题，在任何位置都很难观察到设施周围大气蒸汽的trium。因此，这项研究旨在开发一种观察装置（被动采样设备），该观察设备可以在短时间内进行连续观察而无需商业电源，并检查实际环境的适用性，并捕获实际tri浓浓度的短期变化并阐明变化因素和大气释放的因素之间的关系。今年，我们制造了一种新的大气蒸汽中trium的收集设备，可以在短时间内连续收集，并检查其性能。由于检查了蒸汽tri的收集器的结果，发现在温度为17-30°C的条件下，绝对湿度为8-17 g/m3，可以在6小时内收集约20 ml的水，但相反，与期望相反，收集的水的量很小。据透露，只有外部空气接触表附近的收集剂导致水蒸气收集，而距接触表面的3厘米或更高的深度对收集没有显着贡献，并且需要一定数量的暴露在空气中。在这项研究的开头，假定将收集设备与小电池供电的执行器等组合的控制单元将在时间差上打开和关闭多个封闭的容器。但是，基本实验表明，有必要将外部空气暴露在具有宽开口区域的容器中，并得出结论，完整的被动采样方法无法保持密封特性。因此，除了将低功率设备与小型便携式泵，用于开关流动路径的电磁阀和控制设备相结合外，还发现，通过辅助使用可以在户外安装的便携式外部电源，还可以开发不需要商业电源的观察设备。泵的实验结果用于引入外部空气量和填充水蒸气收集器的量表明，确定一个填充容器的最佳条件，并且在24小时（8小时x 3次）的条件下可以观察到自动连续观察装置。