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JP2008249328A - Method for analyzing uranium concentration in solution and apparatus for analyzing uranium concentration in solution - Google Patents

Method for analyzing uranium concentration in solution and apparatus for analyzing uranium concentration in solution Download PDF

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JP2008249328A JP2007087039A JP2007087039A JP2008249328A JP 2008249328 A JP2008249328 A JP 2008249328A JP 2007087039 A JP2007087039 A JP 2007087039A JP 2007087039 A JP2007087039 A JP 2007087039A JP 2008249328 A JP2008249328 A JP 2008249328A
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fluorescence
calibration
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Kunihiko Nakayama
邦彦 中山
Akira Kuwako
彰 桑子
Hitoshi Sakai
仁志 酒井
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

【課題】ウランおよびウラン化合物のいずれかのイオンを測定対象イオンとし、測定対象イオンの濃度を測定する場合に、較正を容易にし、廃棄物の量を低減する。
【解決手段】溶液中ウラン濃度分析装置において、測定対象イオンを励起するレーザー光1を照射するレーザー光発生器21を備え、レーザー光1の行路に測定対象溶液2が注入される試料容器20と、測定対象イオンが所定の濃度で含有される固体の較正用標準試料であるウランガラス4を配置する。試料容器20に注入された測定対象溶液2またはウランガラス4から放出される蛍光3は、スリット10を介してレンズ5に到達して集光された後、分光器6を介して光電子増倍管7によって検出される。第1回目の較正では、試料容器20に溶液標準試料を注入して較正を行うが、第2回目以降の較正では、ウランガラス4のみを用いて較正する。
【選択図】図1
Calibration is facilitated and the amount of waste is reduced when measuring any ion of uranium and a uranium compound as a measurement target ion and measuring the concentration of the measurement target ion.
In a solution uranium concentration analyzer, a sample container 20 is provided which includes a laser light generator 21 for irradiating a laser beam 1 for exciting a measurement target ion, and a measurement target solution 2 is injected into the path of the laser beam 1. A uranium glass 4 that is a solid calibration standard sample containing ions to be measured at a predetermined concentration is disposed. The fluorescence 3 emitted from the measurement target solution 2 or the uranium glass 4 injected into the sample container 20 reaches the lens 5 through the slit 10 and is condensed, and then the photomultiplier tube through the spectrometer 6. 7 is detected. In the first calibration, calibration is performed by injecting a solution standard sample into the sample container 20, but in the second and subsequent calibrations, calibration is performed using only the uranium glass 4.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、測定対象溶液に含まれるウランおよびウラン化合物のいずれかのイオンを測定対象イオンとし、この測定対象イオンの測定対象溶液での濃度を測定する溶液中ウラン濃度分析方法、および、その分析に用いる装置に関する。   The present invention relates to a method for analyzing uranium concentration in a solution, in which any one of uranium and a uranium compound contained in a measurement target solution is used as a measurement target ion, and the concentration of the measurement target ion in the measurement target solution is measured. The present invention relates to an apparatus used for the above.

溶液中にウランを溶解させる湿式のウラン廃棄物処理などにおいては、処理プロセスの工程管理のために、高濃度から低濃度までの高濃度範囲の溶液中ウラン濃度をリアルタイムで高精度に分析する手法の確立が望まれている。   In wet uranium waste treatment that dissolves uranium in solution, a method to analyze the uranium concentration in a high concentration range from high to low concentration in real time with high accuracy for process control of the treatment process. Establishment of is desired.

従来、溶液中のウラン濃度の測定は、サンプリング試料が高濃度の場合は適正濃度に希釈を行い、低濃度の場合は濃縮するなどの前処理工程を経た後に、その試料溶液をオフラインで定量する方法が採用されている。この定量には、ICP(Inductively Coupled Plasma)発光分析法(たとえば非特許文献1参照)などが用いられる。   Conventionally, the uranium concentration in a solution is measured offline after a pretreatment step such as diluting to an appropriate concentration when the sampling sample is at a high concentration and concentrating when the sampling sample is at a low concentration. The method is adopted. For this determination, ICP (Inductively Coupled Plasma) emission analysis (for example, see Non-Patent Document 1) or the like is used.

しかし、この手法ではサンプリングから分析結果を得るまでに数時間を要し、リアルタイム監視は出来ない。このため、ウラン廃棄物の化学反応処理工程を高精度で効率よく管理するための濃度モニタリング手法としては不十分である。   However, this method takes several hours from sampling to obtaining the analysis result, and real-time monitoring is not possible. For this reason, it is insufficient as a concentration monitoring technique for efficiently and efficiently managing the chemical reaction treatment process of uranium waste.

また、レーザー励起時間分解誘起蛍光分析法が開発されていて、非特許文献2には、実験室レベルでの分析方法・装置が開示されている。この分析法は、ウラン溶液中のウラニルイオンにレーザー光等のパルス光を照射して対象イオンを励起し、その励起分子が基底状態に緩和するときに放出するウラン特有の波長の蛍光を検出するものである。この分析法により、溶液中のウラン濃度の定量がリアルタイムで実現可能となってきている。
大道寺英弘、他編、「原子スペクトル測定とその応用」、学会出版センター、1989年、p.87−p.91 Laurent Couston、外3名、"Speciation of Uranyl Species in Nitric Acid Medium by Time-Resolved Laser-Induced Fluorescence"、Applied Spectroscopy、Society for Applied Spectroscopy、1995年、Volume 49、Number 3、p.349−p.353
Further, a laser excitation time-resolved induced fluorescence analysis method has been developed, and Non-Patent Document 2 discloses an analysis method and apparatus at a laboratory level. In this analysis method, uranium ions in a uranium solution are irradiated with pulsed light such as a laser beam to excite the target ions, and the fluorescence of the uranium-specific wavelength emitted when the excited molecules relax to the ground state is detected. Is. By this analysis method, quantification of the uranium concentration in the solution can be realized in real time.
Daidouji Hidehiro, et al., “Atom spectrum measurement and its application”, Academic Publishing Center, 1989, p. 87-p. 91 Laurent Couston, three others, “Speciation of Uranyl Species in Nitric Acid Medium by Time-Resolved Laser-Induced Fluorescence”, Applied Spectroscopy, Society for Applied Spectroscopy, 1995, Volume 49, Number 3, p. 349-p. 353

レーザー励起時間分解誘起蛍光分析法は、溶液中ウラン濃度を、サンプリング試料の濃度調整の前処理なしで、リアルタイムに分析する手法として開発された。この分析法を用いる場合には、既知の濃度に調整されたウラン含有溶液の複数の標準試料を用いて予め較正曲線を作成して、分析装置の定量性能を保持する必要がある。このため、装置を使用する度に較正が必要である。   Laser-excited time-resolved induced fluorescence analysis was developed as a technique for analyzing uranium concentration in solution in real time without any pretreatment for adjusting the concentration of the sample. When this analysis method is used, it is necessary to create a calibration curve in advance using a plurality of standard samples of a uranium-containing solution adjusted to a known concentration to maintain the quantitative performance of the analyzer. This requires calibration every time the device is used.

また、数ヶ月から数年にわたり連続運転する場合には、一定期間ごとに再較正を繰り返し行うことが必要である。前回の較正用に調整した標準試料の濃度を長期間にわたって保っておくことは難しく、同一試料を繰り返し用いるのは精度上問題がある。このため、再較正の度に、標準試料を新規に調整する必要がある。   In addition, when continuously operating for several months to several years, it is necessary to perform recalibration repeatedly at regular intervals. It is difficult to keep the concentration of the standard sample adjusted for the previous calibration for a long period of time, and it is problematic in accuracy to use the same sample repeatedly. Therefore, it is necessary to newly adjust the standard sample every time recalibration is performed.

さらに、標準試料濃度が品質劣化を起こさずに、かつ、濃度が一定であったとしても、分析用に照射するレーザーの出力変動や蛍光量測定用の検出器の感度変動の影響により、較正曲線が変化してしまい、定量精度が低下してしまう。   Furthermore, even if the standard sample concentration does not cause quality deterioration and is constant, the calibration curve is affected by the fluctuation in the output of the laser used for analysis and the fluctuation in the sensitivity of the detector for measuring fluorescence. Will change, and the quantitative accuracy will decrease.

このため、分析機能本体と装置較正機能部とを組み合わせた、従来のレーザー励起時間分解誘起蛍光分析法では、ウラン溶液のような放射化学的に活性な試料を定量するための較正は、標準試料調整が煩雑で、標準試料導入後の残留試料の洗浄のための所要時間が長いという課題がある。また、長期連続運転中に必要な再較正の度に、同一標準溶液を繰り返し使うことは出来ず、廃棄物が大量に発生するという課題がある。さらに、気温などの分析装置設置環境の変化に伴うレーザーの出力変動や蛍光量測定用の検出器の感度変動による較正曲線の変動を補正できないという課題がある。   For this reason, in the conventional laser excitation time-resolved induced fluorescence analysis method combining the analysis function main body and the apparatus calibration function unit, calibration for quantifying a radiochemically active sample such as a uranium solution is performed as a standard sample. There is a problem that the adjustment is complicated and the time required for cleaning the residual sample after introducing the standard sample is long. In addition, the same standard solution cannot be repeatedly used every time recalibration is required during long-term continuous operation, and there is a problem that a large amount of waste is generated. Furthermore, there is a problem that fluctuations in the calibration curve due to fluctuations in the output of the laser and changes in the sensitivity of the detector for measuring the amount of fluorescence accompanying changes in the installation environment of the analyzer such as the temperature cannot be corrected.

そこで、本発明は、較正が容易で廃棄物の量を低減できる溶液中ウラン濃度分析方法および溶液中ウラン濃度分析装置を提供することを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a solution uranium concentration analysis method and a solution uranium concentration analysis apparatus that can be easily calibrated and reduce the amount of waste.

上記目的を達成するため、本発明は、ウランおよびウラン化合物のいずれかのイオンを測定対象イオンとし、測定対象イオンの濃度を測定する溶液中ウラン濃度分析方法において、測定対象溶液に前記測定対象イオンを励起する励起光を照射し、前記測定対象溶液中の励起された前記測定対象イオンから放出される蛍光を蛍光検出器で検出する蛍光検出工程と、前記測定対象イオンを含有する固体の較正用標準試料に前記励起光を照射し、前記較正用標準試料中の励起された前記測定対象イオンから放出される蛍光を前記蛍光検出器で検出して前記蛍光検出器の較正曲線を作成する較正曲線作成工程と、前記較正曲線に基づいて、前記蛍光検出工程で検出した蛍光の強度から前記測定対象溶液中の前記測定対象イオンの濃度を求める濃度決定工程と、を有することを特徴とする。   In order to achieve the above object, the present invention provides a method for analyzing uranium concentration in solution in which any one of uranium and a uranium compound is used as a measurement target ion and the concentration of the measurement target ion is measured. A fluorescence detection step of irradiating excitation light that excites the target, and detecting fluorescence emitted from the excited target ions in the target solution with a fluorescence detector, and calibration of a solid containing the target ions A calibration curve for generating a calibration curve for the fluorescence detector by irradiating the standard sample with the excitation light and detecting fluorescence emitted from the excited ions to be measured in the calibration standard sample with the fluorescence detector Based on the creation step and the calibration curve, concentration determination for obtaining the concentration of the measurement target ion in the measurement target solution from the intensity of the fluorescence detected in the fluorescence detection step And having a degree, the.

また、本発明は、ウランおよびウラン化合物のいずれかのイオンを測定対象イオンとし、測定対象イオンの濃度を測定する溶液中ウラン濃度分析装置において、前記測定対象イオンを励起する励起光を照射する照射手段と、前記励起光の行路に配置された測定対象溶液が注入される試料容器と、前記励起光の行路に配置された前記測定対象イオンが所定の濃度で含有される固体の較正用標準試料と、励起された前記測定対象イオンから放出される蛍光を検出する蛍光検出器と、を有することを特徴とする。   Further, the present invention provides an irradiation for irradiating excitation light for exciting the measurement target ion in an in-solution uranium concentration analyzer that measures the concentration of the measurement target ion using any ion of uranium and a uranium compound as the measurement target ion. Means, a sample container into which the measurement target solution arranged in the path of the excitation light is injected, and a solid calibration standard sample containing the measurement target ions arranged in the path of the excitation light in a predetermined concentration And a fluorescence detector that detects fluorescence emitted from the excited ions to be measured.

本発明によれば、較正が容易で廃棄物の量を低減できる溶液中ウラン濃度分析方法および溶液中ウラン濃度分析装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a solution uranium concentration analysis method and a solution uranium concentration analysis apparatus that can be easily calibrated and reduce the amount of waste.

本発明に係る溶液中ウラン濃度分析装置の実施形態を、図面を参照して説明する。なお、同一または類似の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。   An embodiment of the uranium concentration analyzer in solution according to the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same or similar structure, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

[実施形態1]
図1は、本発明に係る実施形態1の溶液中ウラン濃度分析装置の平面図である。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a plan view of a uranium concentration analyzer in solution according to Embodiment 1 of the present invention.

溶液中ウラン濃度分析装置は、レーザー光発生器21、スリット10、レンズ5、分光器6、光電子増倍管7、高電圧電源9およびコンピュータ8を有している。また、レーザー光発生器21から発生されるレーザー光1の行路には、試料容器20および複数のウランガラス4が互いにレーザー光1を遮らないように配置されている。   The in-solution uranium concentration analyzer includes a laser light generator 21, a slit 10, a lens 5, a spectrometer 6, a photomultiplier tube 7, a high voltage power supply 9, and a computer 8. Further, the sample container 20 and the plurality of uranium glasses 4 are arranged on the path of the laser light 1 generated from the laser light generator 21 so as not to block the laser light 1 from each other.

レーザー光1の行路の外側には、レーザー光1とほぼ平行な平板に貫通孔22が形成されたスリット10が配置されている。また、スリット10を挟んで、試料容器20およびウランガラス4の反対側にはレンズ5が配置されていて、レンズ5を挟んでスリット10の反対側には分光器6が配置されている。分光器6には光電子増倍管7が取り付けられている。光電子増倍管7には、高電圧電源9およびコンピュータ8が接続されている。   Outside the path of the laser beam 1, a slit 10 having a through hole 22 formed in a flat plate substantially parallel to the laser beam 1 is disposed. A lens 5 is disposed on the opposite side of the sample container 20 and the uranium glass 4 with the slit 10 interposed therebetween, and a spectrometer 6 is disposed on the opposite side of the slit 10 with the lens 5 interposed therebetween. A photomultiplier tube 7 is attached to the spectroscope 6. A high voltage power source 9 and a computer 8 are connected to the photomultiplier tube 7.

この溶液中ウラン濃度分析装置は、紫外波長領域のパルス状のレーザー光1を、測定対象に照射して測定対象イオンを光励起し、その励起イオンが放出する蛍光3を検知して定量分析を行う装置であって、時間分解レーザー誘起蛍光分析法による分析を行う。なお、測定対象のウラン溶液試料はギ酸ウラニル溶液2で、ギ酸溶液中に含まれるウラン(ウラニルイオン;UO 2+)の濃度を定量分析する場合を例として説明する。 This in-solution uranium concentration analyzer irradiates a measurement target with pulsed laser light 1 in the ultraviolet wavelength region to photoexcite the measurement target ion, and detects the fluorescence 3 emitted by the excited ion to perform quantitative analysis. An apparatus that performs analysis by time-resolved laser-induced fluorescence analysis. The uranium solution sample to be measured is the uranyl formate solution 2, and the case where the concentration of uranium (uranyl ion; UO 2 2+ ) contained in the formic acid solution is quantitatively analyzed will be described as an example.

一般に、二酸化ウランを溶解した酸性溶液中のウラニルイオンは、可視から紫外波長領域(約200〜約500nm)に光吸収波長帯を有しており、短波長領域の方がその吸光度も大きい傾向にあることが知られている。このため、パルスレーザー光1としては、たとえばNd:YAGレーザーの第4高調波(波長266nm)または第3高調波(波長355nm)、もしくは、窒素レーザー(波長377nm)などで、パルス時間幅が10ns程度のものを用いることができる。たとえばウラン燃料製作工程で生成した廃棄物を除染した回収廃液の分析を行う場合、ギ酸ウラニル溶液2は、数規定のギ酸溶液中に約0.01〜10000ppm程度の濃度でウランが含有される。   In general, uranyl ions in an acidic solution in which uranium dioxide is dissolved have a light absorption wavelength band in the visible to ultraviolet wavelength region (about 200 to about 500 nm), and the absorbance tends to be larger in the short wavelength region. It is known that there is. For this reason, the pulse laser beam 1 is, for example, a fourth harmonic (wavelength 266 nm) or third harmonic (wavelength 355 nm) of an Nd: YAG laser, or a nitrogen laser (wavelength 377 nm), and a pulse time width of 10 ns. Something about can be used. For example, when analyzing the recovered waste liquid decontaminated from the waste produced in the uranium fuel production process, the uranyl formate solution 2 contains uranium at a concentration of about 0.01 to 10000 ppm in several prescribed formic acid solutions.

なお、照射する光はレーザー光1に限定されるものではなく、測定対象イオンを励起するものであればどのようなものであってもよく、ランプ光でも構わない。   Note that the light to be irradiated is not limited to the laser light 1, and any light may be used as long as it excites the measurement target ions, and lamp light may be used.

パルスレーザー光1のビームの行路内には、測定対象溶液であるギ酸ウラニル溶液2とともに、溶液中ウラン濃度分析装置を較正するための較正用標準試料として複数の固体のウランガラス4が配置されている。ギ酸ウラニル溶液2およびウランガラス4に含有される測定対象イオンであるウラニルイオンから放出される蛍光3は、同一のレンズ5によって集光され、分光器6を介して蛍光検出器である光電子増倍管7により検出される。   A plurality of solid uranium glasses 4 are arranged in the beam path of the pulsed laser beam 1 as a calibration standard sample for calibrating the uranium concentration analyzer 2 in the solution, together with the uranyl formate solution 2 that is the solution to be measured. Yes. Fluorescence 3 emitted from uranyl ions, which are ions to be measured, contained in the uranyl formate solution 2 and the uranium glass 4 is collected by the same lens 5, and photoelectron multiplication that is a fluorescence detector via the spectrometer 6. Detected by tube 7.

分光器6のグレーティングの傾きを連続的に走査することにより、蛍光3のスペクトルを測定することが可能である。蛍光3の測定のコントロールおよび結果の表示は、コンピュータ8で行う。光電子増倍管7が検出する光信号を電気信号として出力する際の出力ゲインは、高電圧電源9から供給される電圧で調節される。   By continuously scanning the inclination of the grating of the spectroscope 6, the spectrum of the fluorescence 3 can be measured. The computer 8 controls the measurement of the fluorescence 3 and displays the result. The output gain when the optical signal detected by the photomultiplier tube 7 is output as an electrical signal is adjusted by the voltage supplied from the high voltage power supply 9.

また、測定対象試料および複数の較正用標準試料から放出された蛍光のうち、選択された一つの試料から放出された蛍光3以外の蛍光が、分光器6の入射口に到達しないように遮光するスリット10を有している。スリット10に形成されている貫通孔22の位置は適宜移動させることができるようになっている。   Further, among the fluorescence emitted from the sample to be measured and the plurality of calibration standard samples, the fluorescence other than the fluorescence 3 emitted from the selected one sample is shielded so as not to reach the entrance of the spectrometer 6. A slit 10 is provided. The position of the through hole 22 formed in the slit 10 can be moved as appropriate.

ウランガラス4は装置較正用の標準試料として用いるため、ギ酸ウラニル溶液中のウランの形態と同一のウラニルイオン(UO 2+)を主成分として含有する。ウランガラス4は、溶液中ウラニルイオンの蛍光スペクトルとほぼ同様なプロファイルの蛍光スペクトルが観測されるという光学特性を有する。ウランガラス4としては、その内部のウラン濃度分布が均一であるものを用いることが好ましい。また、光散乱や吸収の原因となるウラン成分以外の不純物が低く純度の高いものがよい。さらには、ガラス表面は光学研磨されて、曇りのないものがよい。 Since the uranium glass 4 is used as a standard sample for calibrating the apparatus, it contains, as a main component, uranyl ions (UO 2 2+ ) identical to the uranium form in the uranyl formate solution. The uranium glass 4 has an optical characteristic that a fluorescence spectrum having a profile similar to that of a uranyl ion in solution is observed. As the uranium glass 4, it is preferable to use one having a uniform uranium concentration distribution inside. In addition, impurities with low impurities and high purity other than uranium components that cause light scattering and absorption are preferable. Furthermore, the glass surface is preferably optically polished and free from fogging.

溶液中ウラン濃度分析装置の較正には、溶液中ウラン濃度分析装置に要求される測定濃度範囲のレンジ(オーダー)に対応する濃度範囲で、含有ウラン濃度が異なる複数のウランガラス4を用いる。たとえば、約0.01〜10000ppm程度の10に及ぶ濃度範囲でギ酸溶液中ウラン濃度を測定する場合は、10の範囲を網羅できるように、ウランガラス中のウラン濃度も10の範囲の分布を持たせる。一般に、溶液中ウランよりも固体中ウランの方が明るく蛍光を放出する傾向があるので、たとえば、測定濃度範囲よりも低めの0.0001、0.001、0.01、0.1、1、10、100ppmの7濃度の較正用標準試料を選べばよい。なお、図1にはウランガラス4を4つしか記載していないが、ウランガラスの数は4つに限定されるものではなく、適当な数のウランガラス4を用いる。本実施形態では、7つのウランガラス4をレーザー光1の行路に配置している。 For calibration of the uranium concentration analyzer in solution, a plurality of uranium glasses 4 having different uranium concentrations are used in a concentration range corresponding to the range (order) of the measurement concentration range required for the uranium concentration analyzer in solution. For example, when measuring the formic acid solution of uranium concentrations in the concentration range spanning 106 of about 0.01~10000ppm, as can cover the range of 10 6, the distribution of the range of uranium concentration 10 6 in uranium glass Give it. In general, uranium in solids tends to emit fluorescence more brightly than uranium in solution. A standard sample can be selected. Although only four uranium glasses 4 are shown in FIG. 1, the number of uranium glasses is not limited to four, and an appropriate number of uranium glasses 4 is used. In this embodiment, seven uranium glasses 4 are arranged on the path of the laser beam 1.

装置の第1回目の較正だけに用いる溶液標準試料として、溶液中ウラン濃度分析装置に要求される測定濃度範囲のレンジを含む、0.01、0.1、1、10、100、1000、10000ppmの7濃度のギ酸ウラニル溶液標準試料を準備する。   As a solution standard sample used only for the first calibration of the instrument, it has seven concentrations of 0.01, 0.1, 1, 10, 100, 1000, and 10000 ppm, including the range of the measurement concentration range required for the uranium concentration analyzer in solution. Prepare uranyl formate solution standard.

溶液標準試料を用いる第1回目の較正について説明する。   The first calibration using the solution standard sample will be described.

まず、試料容器20に0.01ppmの濃度に調整された溶液標準試料を注入し、パルスレーザー光1が照射されている時に、その濃度に対するウラン蛍光スペクトルを測定する。このとき、光電子増倍管7の感度を確保するために、高電圧電源9から高電圧が供給される。また、スリット10は、溶液標準試料からの蛍光3を効率よく集め、ウランガラス4からの蛍光を混入しないような幾何学配置となっている。   First, a solution standard sample adjusted to a concentration of 0.01 ppm is injected into the sample container 20, and when the pulse laser beam 1 is irradiated, a uranium fluorescence spectrum with respect to the concentration is measured. At this time, a high voltage is supplied from the high voltage power supply 9 in order to ensure the sensitivity of the photomultiplier tube 7. The slit 10 has a geometrical arrangement so as to efficiently collect the fluorescence 3 from the solution standard sample and not to mix the fluorescence from the uranium glass 4.

次に、ウランガラス4のうちの標準試料0.0001ppmについてウラン蛍光スペクトルを測定し、このときスリット10は、0.0001ppmのウランガラス4からの蛍光3のみを集光するように設定し、なおかつ、溶液標準試料の蛍光スペクトルとウランガラス4の蛍光スペクトルの強度すなわち感度が一致するように、スリット10からのウランガラス4の距離を調整する。このようにして溶液標準試料のウラン濃度と測定されたウラン蛍光スペクトルが第1の較正点となる。   Next, the uranium fluorescence spectrum is measured for 0.0001 ppm of the standard sample of the uranium glass 4, and at this time, the slit 10 is set so as to collect only the fluorescence 3 from the uranium glass 4 of 0.0001 ppm, and the solution The distance of the uranium glass 4 from the slit 10 is adjusted so that the intensity, that is, the sensitivity of the fluorescence spectrum of the standard sample and the fluorescence spectrum of the uranium glass 4 match. Thus, the uranium concentration of the solution standard sample and the measured uranium fluorescence spectrum become the first calibration point.

このようにして、高電圧電源9から供給される電圧を一定としたまま、順次第2、第3、…、第7の較正点について、溶液標準試料とウランガラス4の蛍光スペクトル強度(感度)が一致するようにウランガラス4の配置の調整を行う。   In this way, the fluorescence spectrum intensities (sensitivity) of the solution standard sample and the uranium glass 4 are sequentially obtained for the second, third,..., Seventh calibration points while keeping the voltage supplied from the high voltage power supply 9 constant. Of the uranium glass 4 is adjusted so as to match.

図2は、実施形態1における高電圧電源から供給される電圧が違う場合のウラン蛍光量と光電子増倍管出力の関係を示すグラフである。   FIG. 2 is a graph showing the relationship between the amount of uranium fluorescence and the photomultiplier tube output when the voltages supplied from the high-voltage power supply in the first embodiment are different.

高電圧電源9から供給される電圧を高電圧V1で一定とし、低濃度の溶液標準試料から順次高濃度にまで較正点を設定していくと、較正直線が飽和する場合がある。すなわち、溶液標準試料のウラン濃度を増加させると、図2の点線Aで示す場合のように、光電子増倍管出力信号は、ウラン濃度がC2以下の比例直線の較正直線から、やがてウラン濃度C2以上の飽和状態になり、ウラン濃度と出力信号の直線性が崩れる。   If the voltage supplied from the high-voltage power supply 9 is constant at the high voltage V1 and the calibration points are sequentially set from the low-concentration solution standard sample to the high concentration, the calibration straight line may be saturated. That is, when the uranium concentration of the solution standard sample is increased, as shown by the dotted line A in FIG. As a result, the linearity between the uranium concentration and the output signal is lost.

高電圧電源9から供給される電圧を高電圧V1として飽和状態となった較正点においては、設定電圧を下げて中電圧V2に設定する。これにより、図2の破線Bで示す場合のように、ウラン濃度がC2〜C3の範囲においても較正直線の直線性を確保することができるようになる。さらに、順次高濃度にまで較正点を設定していき、較正直線に再度飽和状態が現れた場合は、高電圧電源9から供給される電圧を、中電圧V2より低い低電圧V3に再設定して同様な較正方法を繰り返す。これにより、図2の一点鎖線Cで示す場合のように、ウラン濃度がC3以上の範囲においても較正直線の直線性を確保することができるようになる。   At the calibration point where the voltage supplied from the high voltage power supply 9 is saturated as the high voltage V1, the set voltage is lowered and set to the medium voltage V2. As a result, the linearity of the calibration line can be ensured even in the range where the uranium concentration is C2 to C3 as shown by the broken line B in FIG. Further, the calibration point is sequentially set up to a high concentration, and when a saturated state appears again in the calibration line, the voltage supplied from the high voltage power supply 9 is reset to a low voltage V3 lower than the medium voltage V2. Repeat the same calibration method. As a result, the linearity of the calibration line can be ensured even in the range where the uranium concentration is C3 or higher, as shown by the one-dot chain line C in FIG.

図3は、実施形態1における高電圧電源から供給される電圧が違う場合のウラン蛍光の波長と光電子増倍管出力の関係を示すグラフである。また、図4は、実施形態1における光電子増倍管出力の直線性を補正した較正直線を示すグラフである。図3および図4において、点線Aは高電圧電源9から供給される電圧が高電圧V1の場合、破線Bは高電圧電源9から供給される電圧が中電圧V2の場合、一点鎖線Cは高電圧電源9から供給される電圧が低電圧V3の場合をそれぞれ示す。   FIG. 3 is a graph showing the relationship between the wavelength of uranium fluorescence and the photomultiplier tube output when the voltages supplied from the high voltage power supply in the first embodiment are different. FIG. 4 is a graph showing a calibration straight line obtained by correcting the linearity of the photomultiplier tube output in the first embodiment. 3 and 4, the dotted line A indicates that the voltage supplied from the high voltage power supply 9 is the high voltage V1, the broken line B indicates that the voltage supplied from the high voltage power supply 9 is the medium voltage V2, and the alternate long and short dash line C indicates that the voltage is high. A case where the voltage supplied from the voltage power supply 9 is the low voltage V3 is shown.

上述のように高電圧電源9から供給される電圧を調整することにより、図3に示すようにウラン蛍光スペクトルの強度(感度)を調整し、最終的に、図4のような複数の較正直線を得ることにより、すべての較正点の濃度を含む較正直線を得ることができる。   By adjusting the voltage supplied from the high-voltage power supply 9 as described above, the intensity (sensitivity) of the uranium fluorescence spectrum is adjusted as shown in FIG. 3, and finally, a plurality of calibration lines as shown in FIG. To obtain a calibration line containing the concentrations of all calibration points.

第2回目以降の較正においては、第1回目の較正で調節したウランガラス4の配置のまま、ウランガラス4を用いて較正を行うことにより、試料容器20に溶液標準試料を注入して較正することと同等の較正を行うことができる。つまり、第2回目以降の較正では、7つの異なる濃度の固体のウランガラス4の中から1つ1つ順次スリット10により濃度選定して較正点を得ることで精度の高い較正直線を得ることができる。   In the second and subsequent calibrations, calibration is performed using the uranium glass 4 with the uranium glass 4 adjusted in the first calibration, thereby injecting the solution standard sample into the sample container 20 for calibration. Can be calibrated. In other words, in the second and subsequent calibrations, it is possible to obtain a calibration line with high accuracy by obtaining a calibration point by selecting the concentration from the solid uranium glass 4 of seven different concentrations one by one using the slit 10 one by one. it can.

このように、本実施形態の溶液中ウラン濃度分析装置の較正には、固体のウランガラス4を用いるため、溶液標準試料での較正を1回のみ行った後は、第2回目以降の較正毎に溶液標準試料の再調整を行ったり、一旦調整した標準試料を別途長期安定保存して繰り返し用いる必要はない。   As described above, since the solid uranium glass 4 is used for the calibration of the uranium concentration analyzer in the solution of the present embodiment, after the calibration with the solution standard sample is performed only once, each calibration after the second calibration is performed. There is no need to re-adjust the solution standard sample or to use the standard sample once adjusted for stable storage for a long period of time.

較正によって較正直線が得られた後に、試料容器20に測定対象溶液を注入して、レーザー光1を照射している間に、スリット10によって測定対象溶液から放出される蛍光3のみを分光器6に入射させる。分光器6に入射した蛍光3は、高電圧電源9によって所定の電圧が印加された光電子増倍管7によって検出される。光電子増倍管7の出力と較正曲線に基づいて、測定対象溶液に含有されるウラニルイオンの濃度を求めることができる。この際、この濃度が、高電圧電源9が供給する電圧の条件における較正直線の有効範囲を逸脱している場合には、適宜供給する電圧を下げて再検出する。すなわち、ウラニルイオンの濃度が高電圧電源9が供給する電圧が高電圧V1における較正直線の有効範囲を超えている場合には、順次、中電圧V2、低電圧V3に下げて適当な電圧を選定して再検出を行う。   After the calibration straight line is obtained by the calibration, while the measurement target solution is injected into the sample container 20 and the laser light 1 is irradiated, only the fluorescence 3 emitted from the measurement target solution by the slit 10 is spectroscope 6. To enter. The fluorescence 3 incident on the spectroscope 6 is detected by a photomultiplier tube 7 to which a predetermined voltage is applied by a high voltage power source 9. Based on the output of the photomultiplier tube 7 and the calibration curve, the concentration of uranyl ions contained in the solution to be measured can be obtained. At this time, if this concentration deviates from the effective range of the calibration straight line under the condition of the voltage supplied by the high voltage power supply 9, the supplied voltage is appropriately lowered and detected again. That is, when the concentration of uranyl ions exceeds the effective range of the calibration straight line at the high voltage V1 when the voltage supplied by the high voltage power supply 9 is lowered to the medium voltage V2 and the low voltage V3, the appropriate voltage is selected. And rediscover it.

較正直線と光電子増倍管7の出力に基づいてウラニルイオンの濃度を求める作業は、この溶液中ウラン濃度分析装置の外部で人手によって行ってもよいが、コンピュータ8に行わせてもよい。さらに、スリット10の貫通孔22の位置などをコンピュータ8で制御して、較正も自動的に行うようにしてもよい。   The operation of obtaining the uranyl ion concentration based on the calibration straight line and the output of the photomultiplier tube 7 may be performed manually outside the solution uranium concentration analyzer, but may be performed by the computer 8. Furthermore, the position of the through hole 22 of the slit 10 may be controlled by the computer 8 so that calibration is automatically performed.

従来は、ギ酸ウラニル溶液2を保持する位置に、既知の濃度に調整された複数個のウラン含有ギ酸溶液標準試料を順次入れ替えて配置し、個々の濃度に対するウラン蛍光スペクトルを測定し、そのスペクトルのピーク強度、すなわち特定波長における光電子増倍管出力信号とウラン濃度との相関から較正直線を作成していた。したがって、装置の長期運転においては、定期的に較正が必要で、第1回目の較正だけでなく、第2回目の較正以降も同様の較正を繰り返して定量性能を保持する必要があった。   Conventionally, a plurality of uranium-containing formic acid solution standard samples adjusted to a known concentration are sequentially replaced at the position where the uranyl formate solution 2 is held, and the uranium fluorescence spectrum for each concentration is measured. A calibration line was created from the correlation between the peak intensity, that is, the photomultiplier tube output signal at a specific wavelength and the uranium concentration. Therefore, in the long-term operation of the apparatus, calibration is required periodically, and it is necessary to maintain the quantitative performance by repeating the same calibration not only in the first calibration but also after the second calibration.

一方、本実施形態では、ギ酸ウラニル溶液のような活性な試料を定量するための装置を較正するために、経年変化のない固体標準試料であるウランガラスを用いている。このため、溶液標準試料の調整のような煩雑さはない。また、固体標準試料を繰り返し較正に用いるため、較正精度が高い。さらに、標準試料導入後の残留試料の洗浄も必要なく、廃棄物を大幅に削減することができる。   On the other hand, in this embodiment, in order to calibrate an apparatus for quantifying an active sample such as a uranyl formate solution, uranium glass, which is a solid standard sample without aging, is used. For this reason, there is no complication like adjustment of a solution standard sample. Moreover, since the solid standard sample is repeatedly used for calibration, the calibration accuracy is high. Furthermore, it is not necessary to clean the residual sample after introducing the standard sample, and waste can be greatly reduced.

また、長期間連続して装置を運転する場合は、レーザー出力の変動や光電子増倍管の感度変化が緩やかに生じる場合がある。しかし、この場合においても、レーザー出力の変動や光電子増倍管の感度の変化が日単位ならば毎日較正し、週単位であれば毎週較正することにより、較正直線はレーザー出力の変動や光電子増倍管の感度変化を反映したものになる。   In addition, when the apparatus is operated continuously for a long period of time, fluctuations in laser output and sensitivity changes in the photomultiplier tube may occur gradually. However, even in this case, if the laser output fluctuation or photomultiplier sensitivity change is daily, it is calibrated daily, and if it is weekly, it is calibrated weekly. It reflects the sensitivity change of the double tube.

[実施形態2]
本実施形態の溶液中ウラン濃度分析装置は、ウランガラス4を除き、実施形態1と同じである。なお、実施形態1と同様に、分析対象のウラン溶液試料がギ酸ウラニル溶液で、ギ酸溶液中に含まれるウラン(ウラニルイオン;UO 2+)の濃度を定量分析する場合を例にして説明する。
[Embodiment 2]
The in-solution uranium concentration analyzer of this embodiment is the same as that of Embodiment 1 except for the uranium glass 4. As in the first embodiment, an example in which the uranium solution sample to be analyzed is a uranyl formate solution and the concentration of uranium (uranium ion; UO 2 2+ ) contained in the formic acid solution is quantitatively analyzed will be described as an example.

図5は、本発明に係る実施形態2の溶液中ウラン濃度分析装置の平面図である。   FIG. 5 is a plan view of the in-solution uranium concentration analyzer according to Embodiment 2 of the present invention.

本実施形態では、含有ウラン濃度が同一の複数のウランガラス4を用いる。実施形態1では、装置に要求される測定濃度範囲のレンジ(オーダー)に対応するように、較正用標準試料の含有ウラン濃度が異なるものを用いている。一方、本実施形態では、装置に要求される測定濃度範囲のレンジに対応するように、体積が異なる較正用標準試料を用いる。   In the present embodiment, a plurality of uranium glasses 4 having the same uranium concentration are used. In the first embodiment, the calibration standard samples having different uranium concentrations are used so as to correspond to the range (order) of the measurement concentration range required for the apparatus. On the other hand, in this embodiment, calibration standard samples having different volumes are used so as to correspond to the range of the measurement concentration range required for the apparatus.

たとえば、約0.01〜10000ppm程度の濃度範囲でギ酸溶液中ウラン濃度を測定する場合は、10の範囲を網羅できるように、ウランガラス4の体積も10の範囲の分布を持たせる。一般に、溶液中ウランよりも固体中ウランの方が明るく蛍光を放出する傾向があるので、たとえば、ウランガラス中のウラン濃度を比較的低めの100ppmとし、体積比が0.0001、0.001、0.01、0.1、1、10、100となる7種類のウランガラスを用いる。 For example, when measuring the formic acid solution of uranium concentrations in the concentration range of about 0.01~10000ppm, as can cover the range of 10 6, the volume of the uranium glass 4 also to have a distribution in the range of 10 6. In general, uranium in solids tends to emit fluorescence more brightly than uranium in solution, so, for example, the uranium concentration in uranium glass is relatively low 100 ppm, and the volume ratio is 0.0001, 0.001, 0.01, 0.1, Seven kinds of uranium glasses of 1, 10, 100 are used.

個々のウランガラス4の発する蛍光量は、濃度が一定の場合には、その体積に比例することから、実施形態1に示す含有ウラン濃度をパラメータとした場合と、体積をパラメータとした場合とは、その作用は全く等価となる。そこで、含有ウラン濃度が一定で体積が異なる7種類のウランガラス4を較正用標準試料として、実施形態1と同様の較正などを行うことにより、溶液中のウラン濃度を分析することができる。   Since the amount of fluorescence emitted by each uranium glass 4 is proportional to the volume when the concentration is constant, the case where the concentration of uranium contained in Embodiment 1 is used as a parameter and the case where the volume is used as a parameter are shown. The action is completely equivalent. Therefore, the uranium concentration in the solution can be analyzed by performing the same calibration as in the first embodiment using seven types of uranium glasses 4 having a constant uranium concentration and different volumes as standard samples for calibration.

本実施形態によれば、実施形態1と同様に、第2回目以降の較正に溶液標準試料の調整のような煩雑さはない。また、標準試料導入後の残留試料の洗浄も必要なく、廃棄物の大量削減が可能となる。レーザー出力や蛍光検出器感度の変動による較正曲線の変動を補正することが可能となる。   According to the present embodiment, as in the first embodiment, there is no complication such as adjustment of the solution standard sample in the second and subsequent calibrations. In addition, it is not necessary to clean the residual sample after introducing the standard sample, and a large amount of waste can be reduced. It is possible to correct variations in the calibration curve due to variations in laser output and fluorescence detector sensitivity.

さらに、較正用標準試料中のウラン濃度が一定であるため、比較的大きな較正用標準試料を作成した後に、体積の異なる試料に切断することなどにより複数の試料を作成することもできる。また、低濃度ないしは高濃度のウランを含有するウランガラスを作成することが困難な場合であっても、適当な較正用標準試料を作成することができる。濃度の違いと体積の違いを組み合わせて、測定濃度範囲のレンジに対応する較正用標準試料を作成してもよい。   Furthermore, since the uranium concentration in the calibration standard sample is constant, it is possible to create a plurality of samples by cutting a sample having a relatively large volume after creating a relatively large calibration standard sample. Even when it is difficult to produce uranium glass containing low or high concentration uranium, an appropriate calibration standard sample can be produced. A calibration standard sample corresponding to the range of the measured concentration range may be created by combining the difference in concentration and the difference in volume.

[実施形態3]
本実施形態の溶液中ウラン濃度分析装置は、光学フィルタ11を配置していることを除き、実施形態1と同じである。なお、実施形態1と同様に、分析対象のウラン溶液試料がギ酸ウラニル溶液で、ギ酸溶液中に含まれるウラン(ウラニルイオン;UO 2+)の濃度を定量分析する場合を例にして説明する。
[Embodiment 3]
The in-solution uranium concentration analyzer of this embodiment is the same as that of Embodiment 1 except that the optical filter 11 is arranged. As in the first embodiment, an example in which the uranium solution sample to be analyzed is a uranyl formate solution and the concentration of uranium (uranium ion; UO 2 2+ ) contained in the formic acid solution is quantitatively analyzed will be described as an example.

図6は、本発明に係る実施形態3の溶液中ウラン濃度分析装置の平面図である。   FIG. 6 is a plan view of the in-solution uranium concentration analyzer according to Embodiment 3 of the present invention.

光学フィルタ11は、試料容器20およびウランガラス4とスリット10との間に配置されている。この光学フィルタ11は、測定対象試料および較正用標準試料の放出するウラン蛍光が分光器6へ入射する強度を調整できる。   The optical filter 11 is disposed between the sample container 20 and the uranium glass 4 and the slit 10. The optical filter 11 can adjust the intensity at which the uranium fluorescence emitted from the measurement target sample and the calibration standard sample is incident on the spectrometer 6.

本実施形態では、高電圧電源9によって光電子増倍管7に供給する電圧を一定として作動させる。実施形態1では、光電子増倍管7に高電圧電源9から供給される電圧が高く、較正直線が飽和した場合に、この供給される電圧を低くして、飽和状態を回避している。一方、本実施形態では、光学フィルタ11の光透過率を下げることで、高電圧電源9によって光電子増倍管7に供給する電圧を下げることと同等の効果を得ている。   In the present embodiment, the high voltage power supply 9 is operated with the voltage supplied to the photomultiplier tube 7 being constant. In the first embodiment, when the voltage supplied from the high voltage power supply 9 to the photomultiplier tube 7 is high and the calibration straight line is saturated, the supplied voltage is lowered to avoid the saturation state. On the other hand, in this embodiment, by reducing the light transmittance of the optical filter 11, an effect equivalent to lowering the voltage supplied to the photomultiplier tube 7 by the high voltage power supply 9 is obtained.

光学フィルタ11の光透過率を変化させることによって、実施形態1と同様の較正を行うことにより、図4に示すものと同等の、すべての較正点の濃度を含む較正直線を得ることができる。   By changing the light transmittance of the optical filter 11 and performing the same calibration as in the first embodiment, it is possible to obtain a calibration straight line including the concentrations of all calibration points similar to that shown in FIG.

このように、溶液標準試料での較正を1回のみ行った後は、第2回目以降の較正毎に溶液標準試料の再調整を行ったり、一旦調整した標準試料を別途長期安定保存して繰り返し用いる必要はない。第2回目以降の較正では、7つの異なる濃度の固体のウランガラス4の中から1つ1つ順次スリット10により濃度選定して較正点を得ることで精度の高い較正直線を得ることができる。   In this way, after the calibration with the solution standard sample is performed only once, the solution standard sample is readjusted for each calibration after the second time, or the once adjusted standard sample is stored separately for a long period of time and repeatedly. There is no need to use it. In the second and subsequent calibrations, it is possible to obtain a calibration line with high accuracy by obtaining the calibration point by selecting the concentration one by one from the solid uranium glass 4 of seven different concentrations one by one using the slit 10.

また、経年変化のない固体標準試料であるウランガラスを用いているため、溶液標準試料の調整のような煩雑さはない。また、固体標準試料を繰り返し較正に用いるため、較正精度が高い。さらに、標準試料導入後の残留試料の洗浄も必要なく、廃棄物を大幅に削減することができる。長期間連続して装置を運転する場合は、レーザー出力の変動や光電子増倍管の感度変化が緩やかに生じる場合がある。しかし、この場合においても、較正直線はレーザー出力の変動や光電子増倍管の感度変化を反映したものになる。したがって、レーザー出力の変動や光電子増倍管の感度を補正するためには、出力の変動や感度変化が日単位ならば毎日較正を行なえばよく、週単位であれば毎週較正を行なえばよい。また、実施形態1と異なり、高電圧電源9には、供給する電圧を変化させる手段を備える必要がない。   Moreover, since uranium glass, which is a solid standard sample that does not change with time, is used, there is no complication such as adjustment of a solution standard sample. Moreover, since the solid standard sample is repeatedly used for calibration, the calibration accuracy is high. Furthermore, it is not necessary to clean the residual sample after introducing the standard sample, and waste can be greatly reduced. When the apparatus is operated continuously for a long period of time, fluctuations in laser output and sensitivity changes in the photomultiplier tube may occur gradually. However, even in this case, the calibration line reflects the fluctuation of the laser output and the sensitivity change of the photomultiplier tube. Therefore, in order to correct the fluctuation of the laser output and the sensitivity of the photomultiplier tube, the calibration may be performed every day if the fluctuation of the output or the change in sensitivity is a daily unit, and the calibration may be performed every week if the unit is a week. Further, unlike the first embodiment, the high voltage power supply 9 does not need to include means for changing the supplied voltage.

なお、以上の説明は単なる例示であり、本発明は上述の各実施形態に限定されず、様々な形態で実施することができる。また、各実施形態の特徴を組み合わせて実施することもできる。   The above description is merely an example, and the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be implemented in various forms. Moreover, it can also implement combining the characteristic of each embodiment.

本発明に係る実施形態1の溶液中ウラン濃度分析装置の平面図である。It is a top view of the uranium concentration analyzer in a solution of Embodiment 1 concerning the present invention. 本発明に係る実施形態1における高電圧電源から供給される電圧の違う場合のウラン蛍光量と光電子増倍管出力の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the amount of uranium fluorescence in the case where the voltage supplied from the high voltage power supply in Embodiment 1 which concerns on this invention differs, and a photomultiplier tube output. 本発明に係る実施形態1における高電圧電源から供給される電圧の違う場合のウラン蛍光の波長と光電子増倍管出力の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the wavelength of uranium fluorescence in the case where the voltage supplied from the high voltage power supply in Embodiment 1 which concerns on this invention differs, and a photomultiplier tube output. 本発明に係る実施形態1における光電子増倍管出力の直線性を補正した較正直線を示すグラフである。It is a graph which shows the calibration straight line which correct | amended the linearity of the photomultiplier tube output in Embodiment 1 which concerns on this invention. 本発明に係る実施形態2の溶液中ウラン濃度分析装置の平面図である。It is a top view of the uranium concentration analyzer in a solution of Embodiment 2 concerning the present invention. 本発明に係る実施形態3の溶液中ウラン濃度分析装置の平面図である。It is a top view of the uranium concentration analyzer in a solution of Embodiment 3 concerning the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

1…レーザー光、2…ギ酸ウラニル溶液(測定対象溶液)、3…蛍光、4…ウランガラス、5…レンズ、6…分光器、7…光電子増倍管、8…コンピュータ、9…高電圧電源、10…スリット、11…光学フィルタ、20…試料容器、21…レーザー光発生器、22…貫通孔   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Laser light, 2 ... Uranyl formate solution (measuring solution), 3 ... Fluorescence, 4 ... Uranium glass, 5 ... Lens, 6 ... Spectroscope, 7 ... Photomultiplier tube, 8 ... Computer, 9 ... High voltage power supply DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Slit, 11 ... Optical filter, 20 ... Sample container, 21 ... Laser light generator, 22 ... Through-hole

Claims (15)

ウランおよびウラン化合物のいずれかのイオンを測定対象イオンとし、測定対象イオンの濃度を測定する溶液中ウラン濃度分析方法において、
測定対象溶液に前記測定対象イオンを励起する励起光を照射し、前記測定対象溶液中の励起された前記測定対象イオンから放出される蛍光を蛍光検出器で検出する蛍光検出工程と、
前記測定対象イオンを含有する固体の較正用標準試料に前記励起光を照射し、前記較正用標準試料中の励起された前記測定対象イオンから放出される蛍光を前記蛍光検出器で検出して前記蛍光検出器の較正曲線を作成する較正曲線作成工程と、
前記較正曲線に基づいて、前記蛍光検出工程で検出した蛍光の強度から前記測定対象溶液中の前記測定対象イオンの濃度を求める濃度決定工程と、
を有することを特徴とする溶液中ウラン濃度分析方法。
In the method for analyzing uranium concentration in a solution in which any one of uranium and a uranium compound is an ion to be measured and the concentration of the ion to be measured is measured,
A fluorescence detection step of irradiating the measurement target solution with excitation light for exciting the measurement target ion, and detecting fluorescence emitted from the excited measurement target ion in the measurement target solution with a fluorescence detector;
The solid calibration standard sample containing the measurement target ion is irradiated with the excitation light, and fluorescence emitted from the excited measurement target ion in the calibration standard sample is detected by the fluorescence detector. Creating a calibration curve for the fluorescence detector; and
Based on the calibration curve, a concentration determining step for obtaining the concentration of the measurement target ion in the measurement target solution from the intensity of the fluorescence detected in the fluorescence detection step;
A method for analyzing uranium concentration in a solution, comprising:
前記較正曲線作成工程は、
前記測定対象イオンを所定の濃度で含有する液体の溶液標準試料に前記励起光を照射し、前記溶液標準試料中の励起された前記測定対象イオンから放出される蛍光を前記蛍光検出器で検出する基準蛍光検出工程と、
前記較正用標準試料に前記励起光を照射し、前記較正用標準試料中の励起された前記測定対象イオンから放出され、前記蛍光検出器で検出する蛍光の強度が前記所定の濃度になるように、前記検出器に対する前記較正用標準試料の相対位置を決定する較正準備工程と、
前記較正準備工程で決定した位置に配置された前記較正用標準試料に前記励起光を照射し、前記較正用標準試料中の励起された前記測定対象イオンから放出される蛍光を前記蛍光検出器で検出し、前記所定の濃度と蛍光の強度との関係から較正曲線を求める較正工程と、
を有することを特徴とする請求項1記載の溶液中ウラン濃度分析方法。
The calibration curve creating step includes
The liquid solution standard sample containing the measurement target ions at a predetermined concentration is irradiated with the excitation light, and fluorescence emitted from the excited measurement target ions in the solution standard sample is detected by the fluorescence detector. A reference fluorescence detection step;
The calibration standard sample is irradiated with the excitation light, and emitted from the excited measurement target ions in the calibration standard sample so that the intensity of fluorescence detected by the fluorescence detector becomes the predetermined concentration. A calibration preparation step for determining a relative position of the calibration standard with respect to the detector;
The calibration standard sample placed at the position determined in the calibration preparation step is irradiated with the excitation light, and the fluorescence emitted from the ions to be measured in the calibration standard sample is emitted by the fluorescence detector. A calibration step of detecting and determining a calibration curve from the relationship between the predetermined concentration and the intensity of fluorescence;
The method for analyzing a uranium concentration in a solution according to claim 1, wherein:
所定の範囲のエネルギーの蛍光のみが前記蛍光検出器に入射するようにする分光工程を有することを特徴とする請求項1または請求項2記載の溶液中ウラン濃度分析方法。   3. The method for analyzing uranium concentration in a solution according to claim 1, further comprising a spectroscopic step for allowing only fluorescence having a predetermined range of energy to enter the fluorescence detector. 前記蛍光検出器のゲインを調整するゲイン調整工程を有することを特徴とする請求項1ないし請求項3いずれか記載の溶液中ウラン濃度分析方法。   4. The method for analyzing uranium concentration in a solution according to claim 1, further comprising a gain adjustment step of adjusting a gain of the fluorescence detector. 前記蛍光検出器に入射する蛍光量を調整する蛍光量調整工程を有することを特徴とする請求項1ないし請求項4いずれか記載の溶液中ウラン濃度分析方法。   The method for analyzing uranium concentration in a solution according to any one of claims 1 to 4, further comprising a fluorescence amount adjustment step of adjusting a fluorescence amount incident on the fluorescence detector. ウランおよびウラン化合物のいずれかのイオンを測定対象イオンとし、測定対象イオンの濃度を測定する溶液中ウラン濃度分析装置において、
前記測定対象イオンを励起する励起光を照射する照射手段と、
前記励起光の行路に配置された測定対象溶液が注入される試料容器と、
前記励起光の行路に配置された前記測定対象イオンが所定の濃度で含有される固体の較正用標準試料と、
励起された前記測定対象イオンから放出される蛍光を検出する蛍光検出器と、
を有することを特徴とする溶液中ウラン濃度分析装置。
In the uranium concentration analyzer in solution for measuring any ion of uranium and uranium compound as the measurement target ion and measuring the concentration of the measurement target ion,
Irradiation means for irradiating excitation light for exciting the measurement target ions;
A sample container into which a solution to be measured arranged in the path of the excitation light is injected;
A solid calibration standard sample containing a predetermined concentration of the measurement target ions arranged in the path of the excitation light; and
A fluorescence detector for detecting fluorescence emitted from the excited ions to be measured;
A device for analyzing uranium concentration in solution.
前記照射手段はレーザー光を照射するものであることを特徴とする請求項6記載の溶液中ウラン濃度分析装置。   7. The apparatus for analyzing uranium concentration in solution according to claim 6, wherein said irradiating means irradiates a laser beam. 前記照射手段はランプ光を照射するものであることを特徴とする請求項6記載の溶液中ウラン濃度分析装置。   7. The apparatus for analyzing uranium concentration in solution according to claim 6, wherein said irradiating means irradiates lamp light. 前記較正用標準試料は複数であって、少なくとも一つの前記較正用標準試料が含有する前記測定対象イオンの濃度は他の前記較正用標準試料が含有する前記測定対象イオンの濃度と異なるものであることを特徴とする請求項6ないし請求項8いずれか記載の溶液中ウラン濃度分析装置。   The calibration standard sample is plural, and the concentration of the measurement target ion contained in at least one calibration standard sample is different from the concentration of the measurement target ion contained in the other calibration standard sample. The apparatus for analyzing uranium concentration in solution according to any one of claims 6 to 8. 前記較正用標準試料は複数であって、少なくとも一つの前記較正用標準試料の体積は他の前記較正用標準試料の体積と異なるものであることを特徴とする請求項6ないし請求項9いずれか記載の溶液中ウラン濃度分析装置。   10. The calibration standard sample includes a plurality of calibration standards, and the volume of at least one calibration standard sample is different from the volume of the other calibration standard samples. The uranium concentration analyzer in solution as described. 前記較正用標準試料は前記測定対象イオンを含有するガラスであることを特徴とする請求項6ないし請求項10いずれか記載の溶液中ウラン濃度分析装置。   11. The apparatus for analyzing uranium concentration in solution according to claim 6, wherein the calibration standard sample is glass containing the ions to be measured. 蛍光のうち所定の範囲のエネルギーの蛍光のみを前記蛍光検出器に入射させる分光器を有することを特徴とする請求項6ないし請求項11いずれか記載の溶液中ウラン濃度分析装置。   The uranium concentration analyzer in solution according to any one of claims 6 to 11, further comprising a spectroscope that causes only fluorescence having a predetermined range of energy to enter the fluorescence detector. 前記蛍光検出器のゲインを調整するゲイン調整手段を有することを特徴とする請求項6ないし請求項12いずれか記載の溶液中ウラン濃度分析装置。   The apparatus for analyzing uranium concentration in solution according to any one of claims 6 to 12, further comprising gain adjusting means for adjusting a gain of the fluorescence detector. 前記蛍光検出器への蛍光の入射強度を調整する入射強度調整手段を有することを特徴とする請求項6ないし請求項13いずれか記載の溶液中ウラン濃度分析装置。   14. The in-solution uranium concentration analyzer according to claim 6, further comprising incident intensity adjusting means for adjusting the incident intensity of the fluorescence to the fluorescence detector. 前記較正用標準試料中の励起された前記測定対象イオンから放出される蛍光を前記蛍光検出器によって検出した信号に基づいて作成された較正曲線を用いて、前記測定対象溶液から放出される蛍光を前記蛍光検出器によって検出した信号を較正する較正器を有することを特徴とする請求項6ないし請求項14いずれか記載の溶液中ウラン濃度分析装置。   The fluorescence emitted from the measurement target ions in the calibration standard sample is used to determine the fluorescence emitted from the measurement target solution using a calibration curve created based on the signal detected by the fluorescence detector. The apparatus for analyzing uranium concentration in solution according to any one of claims 6 to 14, further comprising a calibrator for calibrating a signal detected by the fluorescence detector.
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