ナトリウム微少漏洩検出手法の開発; レーザブレークダウン分光法による検出感度評価予備試験

Development of sodium small leak detection technique Preliminary experimental study on sodium aerosol detection sensitivity using laser induced breakdown spectroscopy

永井 桂一 ; 永井 桂一 ; 大高 雅彦; 宮越 博幸; 小野島 貴光

Nagai, Keiichi; Nagai, Keiichi; Otaka, Masahiko; Miyakoshi, Hiroyuki; Onojima, Takamitsu

レーザ誘起ブレークダウン分光法(LIBS:Laser Induced Breakdown Spectroscopy)によるレーザナトリウム(Na)漏洩検出システム(LLD:Laser Sodium Leak Detector)の検出感度評価に先立って、予備的な試験を実施し、評価項目及び試験条件の設定を行うとともに、評価試験計画を検討した。その結果、以下に示す知見を得た。(1) Na燃焼生成エアロゾルの濃度変化によるLLD信号強度は、窒素ガス中で生成したNaミストの場合とほぼ同等の信号強度が得られ、燃焼生成エアロゾルに対しても有効な検出特性を有していることが示された。(2) LLDの検出感度に影響を与えることが予測されるエアロゾルの性状、成分の変化について、その要因として考えられる条件の内、Na燃焼雰囲気またはNa輸送雰囲気の湿分、酸素、エアロゾル輸送圧力について、それぞれ数点のデータを取得し概略評価したところ、有意な感度差は確認できなかった。今後、データ数を増やし詳細な評価を行うとともに、複数の条件が組み合わさった場合について調査する必要がある。(3) 予備試験結果を踏まえ、感度評価試験計画の主要な試験条件を設定した。

A preliminary examination was carried out for evaluation of the detection sensitivity of Laser Sodium Leak Detector (LLD) based on a principle of Laser Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS). Evaluation criteria and examination conditions were planned based on the results of preliminary experiments.The main results are as follows:(1) Signal intensity of LLD was obtained with parameter of sodium concentration in combustion aerosols. The signal intensity in the combustion aerosols was nearly equivalent to that in case of sodium mist using carrier gas of nitrogen. It was shown that LLD was effective to detect sodium in the combustion aerosols.(2) Diameter or chemical component of sodium aerosols are one of significant factors for the detection sensitivity of LLD. Preliminary experiments were carried out with parameters of humidity, oxygen concentration, and pressure of carrier gas. The obtained experimental data of a few cases showed that influence of these parameters was limited on the detection sensitivity of LLD.3) Based on the preliminary experimental results, main conditions of a sensitivity evaluation test plan were decided for LLD.