JP2002055031A

JP2002055031A - 汚染構造物柱状試験片採取方法及びその装置

Info

Publication number: JP2002055031A
Application number: JP2000244212A
Authority: JP
Inventors: Masao Yoshida; 正雄吉田
Original assignee: ART LASER GIKEN KK
Current assignee: ART LASER GIKEN KK
Priority date: 2000-08-11
Filing date: 2000-08-11
Publication date: 2002-02-20

Abstract

(57)【要約】【目的】切削時に水を使用しない乾式の汚染構造物柱
状試験片採取方法及びその装置を提供すること。【構成】レーザー発振装置により発振されレーザー光
発光体により絞られたレーザー光の焦点を、採取すべき
柱状試験片の軸方向に直交する断面の外周形状に沿って
移動させることと、採取すべき柱状試験片の軸方向に沿
って移動させることとを複合させて、汚染構造物に柱状
試験片の外周形状に沿った所定幅の溝をその厚さ方向に
貫通することにより、汚染構造物から柱状試験片を採取
するに際し、溝が深くなることにより、溝の内側に次第
にその姿を顕わす柱状物の長さが長くなるにつれて、溝
の形状をした筒体を溝内に徐々に侵入させて柱状物を該
筒体内に収容し、溝が汚染構造物を貫通して柱状物が汚
染構造物と完全に分離したとき、柱状試験片を筒体で包
囲支持し、その後に筒体を後退させて筒体とともに柱状
試験片を汚染構造物から引き出すこととした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内部に原子炉を収容す
る原子力施設等の汚染構造物を解体するにあたり、たと
えば鉄筋コンクリート製の壁、床、天井等の躯体の放射
能等の汚染度を調査するために、壁等の外面から壁等の
内面に達する柱状の試験片を採取するための汚染構造物
柱状試験片採取方法及びその装置に関するものである。
得られた柱状の試験片は所定長さに輪切りにされ、この
輪切りにされた試験片のそれぞれについて、個別に汚染
度が計測されるものである。

【０００２】

【従来の技術】原子力施設や有害薬品貯蔵庫等の構造物
を解体するにあたっては、解体工事の前にその構造物の
壁体等が内部から外部に向かってどの程度汚染されてい
るかを調べ、汚染された部位と汚染されていない部位と
を区分して後処理、例えば放射能汚染された解体物は長
年に亘つて貯蔵保管し、汚染されていない解体物は再利
用または通常の廃棄処理、をすることが望まれる。これ
ら構造物の汚染度を効率的、正確に調べるには、これら
構造物の壁等の外面から内面に達する柱状の試験片を採
取し、この柱状の試験片を所定長さに輪切りにして、こ
の輪切りにされた各試験片の汚染度を計測することによ
り、壁の内外方向における各部位の汚染度を把握し、こ
の汚染度に基づいて解体処理し、解体物を汚染度に応じ
て区分管理することが考えられている。

【０００３】このため従来、鉄筋コンクリート製の壁体
外面から壁体内面に達する柱状の試験片を採取するべ
く、ダイヤモンドソー工法やウォータージェット工法が
試みられているが、前者はダイヤモンドソーの摩耗及び
切削部の発熱を防ぎ、切削部において発生する切屑を大
気中に飛散させないで切削箇所から除去するために、切
削箇所に水を供給する必要があり、また後者は鉄筋を切
断する必要から高圧水に大量の研磨剤を混入しなければ
ならず、このためノズルの先端の摩耗が激しく、壁厚２
メートルにも及ぶ壁体を打ち抜くまでには頻繁にノズル
を交換しなければならない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前述したダイヤモンド
ソー工法とウォータージェット工法の両者とも、切削時
に水を使用することから、この使用した水が被解体物に
残留する放射能等に汚染されるという二次汚染の問題が
新たに生じ、この汚染水を廃棄すること自体困難を伴う
こととなった。

【０００５】したがって本発明は、前記の問題点を解決
し、切削時に水を使用しない乾式の汚染構造物柱状試験
片採取方法及びその装置を提供することを課題とするも
のである。

【０００６】

【問題点を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明は、レーザー発振装置により発振されレーザ
ー光発光体により絞られたレーザー光の焦点を、採取す
べき柱状試験片の外周形状に沿って移動させることと、
採取すべき柱状試験片の軸方向に沿って移動させること
とを複合させて、汚染構造物に柱状試験片の外周形状に
沿った所定幅の溝をその厚さ方向に貫通することによ
り、汚染構造物から柱状試験片を採取するに際し、溝が
深くなることにより、溝の内側に次第にその姿を顕わす
柱状物の長さが長くなるにつれて、溝の形状をした筒体
を溝内に徐々に侵入させて柱状物を該筒体内に収容し、
溝が汚染構造物を貫通して柱状物が汚染構造物と完全に
分離したとき、柱状試験片を筒体で包囲支持し、その後
に筒体を後退させて柱状試験片を筒体とともに汚染構造
物から引き出すこととした。

【０００７】

【実施例】本発明を、その内部に原子炉を備えた建屋の
壁体から柱状の試験片を採取する工事を１実施例とし
て、図面を参照してその具体的構成について詳細に説明
する。

【０００８】図１において概観的に示されるように、汚
染構造物柱状試験片採取装置１は、レール４上に可動式
に設けられたレーザー発振装置２と、同じくレール４上
に可動式に設けられた車台５に取り付けられた円筒状支
持部１３に回転自在に支持され、表面をシールドカバー
１６にて被覆された回転式掘削筒６を有するレーザー掘
削装置３とから構成されている。

【０００９】レーザー発振装置２は、この実施例では図
２に２点鎖線で示すように、冷却装置、電源が下段に設
けられており、炭酸ガスレーザー発振装置が上段に設け
られていて、走行レール４上を前後進走行可能に設けら
れている。そして、このレーザー発振装置２は、図示さ
れていない連結器にて車台５と連結されている。なお、
このレーザー発振装置２は、この実施例では可動式のも
のを示しているが、このものに代えて原子力施設内の敷
地地盤に固定して設けることとしてもよい。いずれの型
式であっても、後述する回転式掘削筒６の後端部は、レ
ーザー発振装置２に設けられた筒体にテレスコピック式
かつ取り外し自在に内嵌めされる。

【００１０】レーザー掘削装置３は、走行レール４上を
前後進走行可能に設けられた車台５と、この車台５に回
転自在に支持された回転式掘削筒６とから成っている。

【００１１】車台５には、モータ、減速機、伝動装置か
らなり、車台５下部に軸着した車輪７と回転式掘削筒６
とをそれぞれ回転駆動する駆動部と、これら駆動部の動
作を制御する制御部が搭載されている。図７、８に示さ
れる１０は、後述する従動ギア１２に噛合する駆動ギ
ア、７１は、車台５の転倒防止輪である。

【００１２】回転式掘削筒６は、図３に示されるよう
に、内筒６１と外筒６２とからなり、この内筒６１と外
筒６２とは、軸方向適宜箇所において、図３，４に示さ
れるような多数の透孔を有する円盤８、または、図示さ
れていない円周に沿って間隔を置いて配設されたスポー
ク材により連結され、内外筒間には、レーザー光が通過
でき、しかも空気が流通できるような空間が確保されて
いる。

【００１３】また、内筒６１の前方部は採取した柱状試
験片ＴＰを収容する試験片収容室６１１とされ、その後
方部には、内筒６１内に収容された柱状試験片ＴＰを内
筒６１から押し出すためのエアシリンダー９が設けられ
ている。このエアシリンダー９は、柱状試験片ＴＰを回
転式掘削筒６の試験片収容室６１１から取り出すときに
伸張するピストン９１を備えている。

【００１４】回転式掘削筒６は、鉛等の放射線遮蔽性材
料で製作するか、内外面をライニングしておけば、反復
して利用可能となり、作業時及び保管時の取り扱いが安
全、容易となる。

【００１５】採取すべき柱状試験片ＴＰが長大となっ
て、片持梁状に支持された柱状試験片ＴＰの先端が、切
削して形成される溝が壁を貫通して、柱状試験片ＴＰが
壁体から分離される以前に回転式掘削筒６に荷重を掛け
ることが想定される場合には、外筒６２外周適所にベア
リング等の滑動支持具を嵌挿しておき、回転式掘削筒６
を溝の外周部である壁体で支持することが望ましい。

【００１６】エアシリンダー９の後方中心部には、レー
ザー発振装置２から発振され内筒６１軸心を直進するレ
ーザー光を直角に屈曲する反射鏡１１２と、屈曲された
レーザー光を再度直角に屈曲して内外筒の間を内筒６１
軸心と平行に直進させる反射鏡１１３とを備え、回転式
掘削筒６の内筒６１と外筒６２の間の先端部には、集光
レンズ１１１を有するレンズホルダー１１が配設されて
いる。

【００１７】集光レンズ１１１の焦点距離を長くする
と、回転式掘削筒６が掘削中に汚染構造物の壁体Ｗ中に
侵入すべき長さを短くでき、作業を容易にすることがで
きるので、本実施例では焦点距離を５０ｃｍと長目に設
定してある。なお、焦点距離を長くすると、集光レンズ
１１１の口径が大きくなりコスト高となるので、作業容
易性、コスト等を総合的に勘案して設計すると良い。

【００１８】図５に模式的に示されるように、レンズホ
ルダー１１は、その基端を回転式掘削筒６の先端部の内
外筒６１，６２の間の適宜位置に回転自在に取り付けら
れていて、レンズホルダー１１先端にアシストガスを供
給できるようにエアラインを組み付けてある。ハッチン
グされた固定座は回転しないので、そこに穿設された通
気口１１６の円周方向の長さは、回転するレンズホルダ
ー１１に多数穿設された連通口１１７のうち少なくとも
１つが連通するように大きめに設定してある。

【００１９】そして、この集光レンズ１１１の破線で示
される軸心１１５は、レーザー発振装置により発振され
るレーザー光束の軸心である、一点鎖線で示されるレン
ズホルダー１１の軸心１１４からは、偏心して固定され
ている。そして、レンズホルダー１１は駆動装置Ｍによ
って連続的に回転駆動されるものである。このメカニズ
ムにより、約５０ｃｍ先で集光するレーザー光の焦点部
は、集光レンズ１１１の回転と回転式掘削筒６の回転に
より、回転式掘削筒６の回転軌道である公転軌道上にて
自転運動するようにされている。また、このレーザー光
の焦点部の自転運動の直径は、内筒６１の内法から外筒
６２の外法までの距離、すなわち、回転式掘削筒６の厚
みよりも若干大きくしてある。このことにより、回転式
掘削筒６はレーザー光により掘削されるドーナツ状の溝
内に侵入することができるものである。

【００２０】この実施例では、レーザー光を誘導する光
学系として一対の反射鏡１１２、１１３を用いている
が、レーザー発振装置２から発振される光が、ＹＡＧレ
ーザーのようにその波長が短く、光ファイバー内を進む
ことができるものであるときは、図示していないが光フ
ァイバーを用いてレーザー光を誘導することができる。
また、レンズ１１１は、その軸心がレンズホルダー１１
の軸心に対し偏心して固定する本実施例の構成に代え
て、レンズをホルダー内に傾斜して配設しても同様の結
果が得られる。

【００２１】レーザー光の種類は、以上説明した炭酸ガ
スレーザー、ＹＡＧレーザーに限られず、汚染構造物を
切削できるものであれば何でも良い。

【００２２】図３に示されるように、前記エアシリンダ
ー９が位置する外筒６２の外周部には、従動ギア１２が
適宜の緊締具にて緊締固定されている。前述の駆動ギア
１０が、従動ギア１２に噛合して回転式掘削筒６を回転
するものである。

【００２３】また、外筒６２には減加圧装置１４が、円
周方向に多数設けられた空気流通口６２１、６２２を取
り巻く形で配設されている。この減加圧装置１４は、前
後方向中央部位で仕切られ、前方部は減圧室１４１、後
方部は加圧室１４２とされていて、外筒の外側に位置す
る円環状カバー体１４３は、外筒６２に対して気密かつ
回転自在に配設されており、適宜箇所に図示しない減圧
ポンプと加圧ポンプに連結されたホースを接続するため
の接続金具が固定されている。なお、加圧室１４２に設
けられた接続金具には、加圧ポンプを接続しないで、大
気と連通させることも可能である。そして、これらのポ
ンプは、車台５に搭載してもよいが、敷地内地盤に定置
するのが好ましい。

【００２４】図３において、内外筒間に位置する左側の
仕切壁には空気吸込口と、後述する空気供給管を挿通す
る挿通口とが、同じく中央の仕切壁には空気供給管挿通
口が、それぞれ複数個穿設されている。図４において二
重線で示される空気供給管１４４、１４４は、その基端
を減圧室と加圧室を構成する２枚の仕切壁と多数の円盤
８とを貫通して内外筒の間を延び、その先端は、回転式
掘削筒６の回転下手側に湾曲した状態で、掘削筒の先端
から切り羽の近傍まで突出して設けられている。したが
って、切り羽近傍の溝内には、加圧ポンプを介しまたは
介さないで空気供給管を通じて、１気圧以上の空気が空
気供給管１４４の先端から渦流状に吹き出される。

【００２５】一方、吸引ポンプは、前記空気供給管１４
４の先端から渦流状に吹き出された加圧空気を、切り羽
で発生する煙状の微細粉塵とともに、回転式掘削筒６の
内外筒間の円盤８に設けられた透孔を通じて吸引するも
のである。

【００２６】そして、吸引ポンプの下流側の管路は、切
り羽において発生する煙状の微細粉塵を凝縮固化するた
めの凝縮固化装置１５に連結されている。

【００２７】凝縮固化装置１５は、図５に示されるよう
に、冷媒が循環する熱交換器１５３で冷却される冷水槽
１５１と、該冷水槽内に設けられ、放射線遮蔽性の材料
で作られた凝固筺１５２とから構成されている。凝固筺
１５２に設けられた接続金具の一方は、前記冷水槽１５
１を貫通して吸引ポンプの下手側に、その他方は同じく
冷水槽１５１を貫通して加圧ポンプに接続されている。
すなわち、加圧ポンプによって切り羽近傍で噴出され吸
引ポンプによって吸引された空気は、再び加圧ポンプに
戻されてクローズドに循環利用されるものである。な
お、前記した凝固筺１５２に設けられた接続金具の他方
は、冷水槽１５１を貫通した後、大気中に開放すること
もできる。また、加圧ポンプ、吸引ポンプ及び管路を構
成するパイプの外面は、放射能遮蔽性材料にて被覆し
て、放射能で汚染された煙状の微細粉塵の移送中におけ
る放射能の漏洩を防止している。

【００２８】このように、切り羽において発生した煙状
の微細粉塵は、前記凝固筺内で急激に冷却されて、煙状
態からある程度の粒径をもった固体状態に態変化する。
このように、放射能で汚染された建屋の壁Ｗを切削する
ことによって発生する煙状の微細粉塵は、そのまま大気
中に放散されて環境を汚染することなく、確実に凝固筺
１５２内に回収されて安全に後処理される。さらに、切
削作業が終了した時点では、加圧ポンプの下手側と加圧
室を接続するパイプは、加圧室１４２に取り付けられた
接続金具から外されて空気ボンベに接続されることによ
り、循環利用された空気自体も空気ボンベに圧縮密封保
管され、環境汚染を防止し得るものである。

【００２９】更に別の形態として、減圧ポンプの下手側
に空気ボンベを接続して、切り羽において発生する微細
粉塵を含む空気を、直接的に空気ボンベ内に圧縮貯蔵す
る構成を採用することもできる。この場合には、汚染構
造物の切削屑は、空気ボンベ内に貯蔵した圧縮空気とし
て一元的に保存管理することができる。

【００３０】さらに、圧縮貯蔵装置に圧縮空気を液化す
るための冷却装置を備えれば、汚染構造物の切削屑は液
体状態で保管することができる。

【００３１】なお、切り羽において被切削物が完全には
煙状の微細粉塵とはならず、多少の粒径の大きい残滓、
いわゆるズリが生ずる際には、外筒の外周にオーガ等の
ズリ排出体を取り付けておくと良い。

【００３２】一方、車台５上部には、回転式掘削筒６を
回動自在かつ取外し自在に支持する円筒状支持部１３が
取り付けられている。図８に示されるように、この円筒
状支持部１３は上下に分割されており、その分割面には
それぞれに水平方向に突出するフランジ１３３，１３４
が形成されている。下側半円筒状支持部は車台５に固定
され、上下の半円筒状支持部１３１、１３２のフランジ
同士１３３，１３４がボルト等の緊締具にて緊締固定さ
れる。また、下側半円筒状支持部１３２には、前述した
減加圧装置１４の円環状カバー体１４３が、クランプ等
の適宜の緊締手段で取付けられている。

【００３３】円筒状支持部１３は、図７，８に示されて
いるように、長手方向中央部において分割され、回転式
掘削筒に固定された従動ギア１２を露出させるためのス
リット１３５が円筒状支持部１３のほぼ全周に亘って設
けられている。なお、この構成に代えて、円筒状支持部
１３の内周面の長手方向中央部に、回転式掘削筒６外周
に固定された従動ギア１２を収容する案内溝をリング状
に凹設し、そのリング状案内溝の最下部に駆動ギア１７
が下方から臨んで従動ギア１２に噛合できるように伝動
用貫通口を設けても良い。

【００３４】また、回転式掘削筒６の外周面と円筒状支
持部１３の内周面とは、外筒６２に固定されたベアリン
グを介して接続されているから、回転式掘削筒６は円滑
に回転することができる。６２２は、外筒外周面に取付
けられたロックナットで、回転式掘削筒６が前後方向に
移動しないように円筒状支持部１３の前後の外壁面に摺
接するように設けられている。

【００３５】図９に示した１６は、シールドカバーであ
る。このシールドカバー１６は、鉛のような放射能遮蔽
材料が裏打ちされた蛇腹１６１と、蛇腹先端に設けられ
た放射能遮蔽材料製の取付具１６２とで構成されてい
る。壁体Ｗ側には、図２に示されるように、回転式掘削
筒６が通過しうる大きさの開口部を有する取付盤１６３
が、壁体Ｗから大きくない力で引き抜き可能なピンのよ
うな固定具で固定されている。取付盤１６３と壁体Ｗの
間には上下動する門扉１６４が設けられていて、この門
扉１６４は止め金具１６５にて開放状態を維持される。
また、蛇腹１６１の基端部は前記の円筒状支持部１３に
固定され、取付具１６２は、壁体Ｗに固定された取付盤
１６３にボルト等の緊締具にて緊締固定されるものであ
る。

【００３６】レーザー光線による切削作業は微細な線加
工となるので、回転式掘削筒６の駆動源としては、エン
コーダを有するステッピングモータを用いるのが好まし
い。実際の切削作業は、回転式掘削筒６とレンズホルダ
ー１１の回転運動を連続的に行うように制御し、また、
回転式掘削筒６の前進運動は、掘削筒３が１回転した時
点でレーザー光線が切削した深さの分だけ間欠的に進ま
せるように制御すると良い。そして、回転式掘削筒６の
回転速度は、レンズホルダー１１のモータＭのエンコー
ダＥ１が所定数をカウントして、レンズホルダー１１が
１回転する間に、絞られたレーザー光線の直径、すなわ
ち、レーザ光線の１回の照射により切削される溝の幅、
よりも小さい距離だけ進むように制御して、削り残しの
無いようにするのが好ましい。

【００３７】以下に、本発明の汚染構造物柱状試験片採
取装置の操作手順を説明する。凝縮固化装置の冷水槽の
水は、冷却装置を運転して事前に冷却しておく。先ず、
車台がそれに支持された回転式掘削筒の先端が壁体表面
より約５０ｃｍ程度離れた位置に進んだときに、車台の
前進を一旦ストップして位置決めする。そして、回転式
掘削筒を被覆しているシールドカバーの取付具をもって
蛇腹を引延ばし、壁体外面に取付けられた取付盤にシー
ルドカバーの取付具をボルト締めするとともに取付盤の
門扉を開放して、回転式掘削筒の壁体内への侵入を可能
な状態とする。

【００３８】次いで、レーザー発振装置を励起してレー
ザー光を発振させる。同時に回転式掘削筒の回転及びレ
ンズホルダーの回転を開始するとともに、吸引加圧両ポ
ンプの駆動を開始する。

【００３９】回転式掘削筒とレンズホルダーがそれぞれ
連続的に回転されることにより、レーザー集光部は、回
転式掘削筒の形状に沿って公転運動的に移動しながら自
転運動をするから、レーザー集光部は公転軌跡に沿って
自転軌跡を描きながら、壁体表面を切削することとな
る。

【００４０】したがって、レンズホルダーの回転運動に
よる自転軌跡に沿ってレーザー光の太さの溝が切削さ
れ、これに回転式掘削筒の回転が加わって前記自転運動
は公転軌跡に沿って移動していくから、結果的には自転
軌跡を内外幅とする公転軌跡に沿うドーナツ状の溝が、
所定の深さ掘られていく。

【００４１】回転式掘削筒が周回の１つを終了したら、
車台を前記所定深さ分だけ前進させる。この際制御部
は、車台が前進中でも回転式掘削筒とレンズホルダーの
回転は続行するよう制御するものである。回転式掘削筒
が次の周回を終了したら、またその分上記の手順で前進
させる。この制御を繰り返して最終的には、壁体にドー
ナツ状の溝を貫通させるのである。

【００４２】このように、レンズホルダーと回転式掘削
筒の回転運動は連続して行われるが、車台の前進運動は
間欠的に行われる。

【００４３】切削時に切り羽において発生する煙状の微
細粉塵は、回転掘削筒の先端から切り羽の近傍まで湾曲
して突出して設けられている空気供給管から吹出される
加圧空気によって渦状に巻込まれ、吸引ポンプによって
吸引されて回転式掘削筒の内外筒間の円盤に設けられた
透孔及び減圧室を通じて、最終的には冷水槽内に納めら
れた凝固筺に集められ、凝固筺内にて断熱膨張するとと
もに急冷されて、固体状態の粒状物に態変化する。

【００４４】レーザー掘削装置の運転時間が所定の時間
に達し、煙状の微細粉塵が固化され集積された粒状物が
凝固筺内に満杯になることが予測されるときは、凝固筺
を新しいものに交換する。それまでの使用に供し、放射
能を帯びた粒状物が収容された凝固筺は、冷水槽から取
り出し適宜の場所に一時的に保管する。

【００４５】切り羽においてズリが発生するときは、そ
のズリは回転式掘削筒の外筒外周に設けられたオーガ等
のズリ排出体によって壁体外に運び出され、適宜の手段
にて移送されて後処理される。

【００４６】回転式掘削筒が前方に進んでいって、壁体
に形成された溝の深さが深くなると、回転式掘削筒の先
端は壁体表面に近づいてきて、ついには溝内に侵入す
る。このとき柱状試験片の先端のみが、回転式掘削筒の
内筒内に包囲された状態になる。

【００４７】さらに切削が続けられて回転式掘削筒が溝
内への侵入を続けると、柱状試験片は壁体と一体的な部
分を残して、柱状試験片自体は壁体に片持梁状に支えら
れながら、その大半が回転式掘削筒の内筒に包囲される
状態となる。

【００４８】回転式掘削筒がさらに侵入していってつい
に、レーザー光に切削されて形成されたドーナツ状溝が
壁体を貫通したとき、柱状試験片は、完全に壁体と分離
されて回転式掘削筒に支持されることとなる。このと
き、回転式掘削筒は衝撃を受けることとなるが、車台に
設けた転倒防止輪により安定姿勢を維持することができ
る。

【００４９】回転式掘削筒が壁体内に侵入していくと
き、柱状試験片の長さが片持梁の状態を維持できなくな
る程長くなる場合は、柱状試験片が湾曲してその先端が
回転式掘削筒の内筒に接触することとなり、回転式掘削
筒にその荷重が加わるようになる。しかしこのようなと
きは、回転式掘削筒の外筒に設けられたベアリング等の
滑動支持具を介して、ドーナツ状溝の壁に支持されるこ
ととなり、回転式掘削筒の前進に支障は生じない。

【００５０】上記の切削作業が終了したら車台を後進さ
せる。すると、回転式掘削筒は壁体から引抜かれ、柱状
試験片は、回転式掘削筒の試験片収容室内に収容された
状態で引出すことができる。このとき本実施例では、集
光レンズの焦点距離が５０ｃｍに設定されている関係
上、柱状試験片の一端は回転式掘削筒先端から約５０ｃ
ｍ程度露出している状態となっている。

【００５１】このとき、レーザー発振装置の駆動を停止
する。次いで、この柱状試験片を完全に回転式掘削筒内
に押し込むため、壁体に固定されている取付盤の門扉を
閉め、その後に車台を再度前進させて、門扉に対して露
出している柱状試験片の一端を押し付けるようにして、
柱状試験片を完全に回転式掘削筒内に収容する。

【００５２】柱状試験片が収容されたら、再度汚染構造
物柱状試験片採取装置を後進させる。このときシールド
カバーの引張力により取付盤が壁体から引き抜かれ、取
付盤はシールドカバーに取り付いた形となって、柱状試
験片は放射線遮蔽性材料で完全に被覆される。その後
に、レーザー掘削装置とレーザー発振装置とを分離し、
支持部材から回転式掘削筒を取り外し、回転式掘削筒を
柱状試験片を収容したまま適宜の保管場所に移動する。

【００５３】この柱状試験片は、後にエアシリンダーの
ピストンにより試験片収容室外に押し出され、スライス
加工、必要に応じて更に破砕加工されて、壁体における
各深さ毎の放射能汚染度が計測されるものである。

【００５４】以上、汚染構造物の壁体から柱状試験片を
採取する実施例について説明してきたが、天井または床
から柱状試験片を採取するときは、汚染構造物柱状試験
片採取装置を縦方向に向けて作業を行う。

【００５５】すなわち、天井または床から柱状試験片を
採取するときは、レーザー発振装置を定置式とし、その
上方または下方にレーザー掘削装置を上下動可能に設置
する。

【００５６】また、床から柱状試験片を採取するとき
は、柱状試験片を回転式掘削筒内に収容するために、床
面にリングを埋め込み、エアシリンダーのピストン先端
に一方向関節フックを取り付けておくと良い。

【００５７】この一方向関節フックは、フック先端がフ
ック基部側への回動のみを許容されたもので、ピストン
を下方に延ばして、その先端の一方向関節フックを床に
形成された柱状試験片の上端に埋め込まれたリングに接
触させると、フック先端が回動してリングの通過を許容
し、リング通過後元の姿勢に復帰して、フックをリング
に引っ掛けるものである。その後に、ピストンを上動し
て床に形成された柱状試験片を回転式掘削筒内に収容す
るものである。リングに係合したフックは、この回転式
掘削筒を一方向関節フックの関節を上側にした状態で水
平状態におき、ピストンを伸張するとリングから自然に
外れる。

【００５８】このように、本発明は、汚染構造物の壁体
をはじめ、床、天井からも柱状試験片を採取可能な汎用
性の高いものである。

【００５９】

【発明の効果】請求項１に係る発明によれば、切削時に
水を使用しないことから、水が被解体物に残留する放射
能等に汚染されるという二次汚染の問題が発生すること
なく、構造物の壁等の外面から内面に達する柱状の試験
片を容易に採取することができ、構造物の汚染度を効率
的、正確に調べることが可能となる。したがって、今後
廃炉が予定される原子力発電施設の解体を、地球環境へ
の影響を最小化しつつ効率的円滑に進めていく上で不可
欠の技術を提供できる。また、採取した柱状の試験片を
所定長さに輪切りして、この輪切りされた各試験片の汚
染度を正確に計測することが可能となるので、壁の内外
方向における各部位の汚染度を事前に把握し、この汚染
度に基づいて解体処理し、解体物を汚染度に応じて区分
管理、例えば全く放射能等に汚染されていないものは再
利用したり、一般産業廃棄物として処分するなど、する
ことができるから、汚染構造物の解体処理コストを大幅
に低減することができる。

【００６０】請求項２に係る発明によれば、レーザー光
の焦点は、往復運動することなく円運動するから、迅速
円滑に溝を切削することができる。

【００６１】請求項３に係る発明によれば、請求項１に
係る発明の作用効果を、簡単な装置構成で実現すること
ができる。

【００６２】請求項４に係る発明によれば、加圧装置と
減圧装置の組み合わせにより、切り羽近傍で発生する煙
状の微細粉塵を効率的に集めることができる。

【００６３】請求項５に係る発明によれば、空気供給管
の先端が回転式掘削筒の先端部から掘削筒の回転下手側
に屈曲して突出されているので、羽近傍で発生し溝内で
浮遊している煙状の微細粉塵を渦流として、効率的に捕
捉することができる。

【００６４】請求項６に係る発明によれば、凝縮固化装
置を具備しているので、放射能等に汚染された構造物か
ら発生する煙状の微細粉塵を凝縮固化して空気と粉塵を
分離し、煙状の微細汚染物質を固体として回収するとと
もに空気を浄化して大気に還元することができる。

【００６５】請求項７に係る発明によれば、冷却水槽内
に収容され吸引ポンプと大気と連通された放射能遮蔽性
の凝固筺を具備しているから、放射能等に汚染された構
造物から発生する微細粉塵は、凝固筺内で急冷されて水
に触れることなく煙状の状態から直接に固体状態に変化
されるので、水に沈殿固化させたものに比べ汚染物質の
量を低減することができる。

【００６６】請求項８に係る発明によれば、放射能等に
汚染された構造物に触れた空気は、大気中に放散される
ことなく循環利用されるとともに、利用された空気は確
実に回収保存されるので、地球環境の汚染がより厳密に
防止し得る。

【００６７】請求項９に係る発明によれば、切り羽にお
いて発生する微細粉塵を含む空気が直接的に簡易に圧縮
貯蔵されるので、構造物を切削することにより発生する
汚染された煙状の屑と構造物に触れて汚染された空気
は、圧縮空気の状態で一元的に保管管理することができ
る。

【００６８】請求項１０に係る発明によれば、切り羽に
おいて発生する微細粉塵を含む空気が直接的に簡易に液
化貯蔵されるので、構造物を切削することにより発生す
る汚染された煙状の屑と構造物に触れて汚染された空気
は、より減容化した液体の状態で一元的に保管管理する
ことができる。

【００６９】請求項１１に係る発明によれば、レーザー
掘削装置が回転式掘削筒の外周を被覆する放射能遮蔽性
のシールドカバーを具備しているので、切り羽の近傍で
浮遊している放射能等で汚染された煙状の微細粉塵が、
回転式掘削筒の外筒と溝との間から大気中に逸散するこ
とを防止でき、安全対策に万全を期すことができる。

【００７０】請求項１２に係る発明によれば、回転式掘
削筒の外筒外周に滑動支持具が設けられているので、柱
状試験片ＴＰの長さが片持梁の状態を維持できる限度を
超えたときは、滑動支持具を介してドーナツ状トンネル
の壁に支持されることとなり、回転式掘削筒の前進に支
障は生じない。

【００７１】請求項１３に係る発明によれば、回転式掘
削筒の外筒外周にズリ排出体が設けられているので、切
り羽において発生したズリは、ズリ排出体によって確実
に壁外に運び出すことができ、回転式掘削筒の前進に支
障は生じない。

【００７２】請求項１４に係る発明によれば、レーザー
光発光体のレンズの中心をレンズホルダーの回転中心に
対し偏心して設けるという簡単な機構により、レーザー
光を回転式掘削筒の回転軌道である公転軌道上を自転運
動することができ、レーザー光による切削加工を効率的
に行うことができる。

【００７３】請求項１５に係る発明によれば、支持部材
の円筒を、その中央部に開口部を設けるとともに上下に
２分割したので、回転式掘削筒の駆動および据え付け取
り外しを簡単確実に行うことができる。

【００７４】請求項１６に係る発明によれば、レーザー
発振装置が車台とともに前後進走行可能とされているの
で、レーザー発振装置とレーザー掘削装置の接合部の構
成を簡素化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るレーザー掘削装置の概観図であ
る。

【図２】レーザー掘削装置の側面図である。

【図３】回転式掘削筒の縦断面図である。

【図４】図２Ａ−Ａ線矢視図である。

【図５】レンズホルダーの模式図である。

【図６】凝縮固化装置の斜視図である。

【図７】車台の側面図である。

【図８】車台の正面図である。

【図９】シールドカバーの拡大図である。

【符号の説明】

１汚染構造物柱状試験片採取装置２レーザー発振装置３レーザー掘削装置４レール５車台６回転式掘削筒６１内筒６１１試験片収容室６２外筒７車輪７１転倒防止輪８円盤９エアシリンダー１０駆動ギア１１レンズホルダー１１１集光レンズ１１２反射鏡１１３反射鏡１２従動ギア１３円筒状支持部１４減加圧装置１４１減圧室１４２加圧室１５凝縮固化装置１５１冷水槽１５２凝固筺１６シールドカバー１６１蛇腹１６２取付具１６３取付盤１６４門扉ＴＰ柱状試験片Ｗ壁体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０１Ｎ 33/38 Ｇ２１Ｆ 9/30 ＴＧ２１Ｆ 9/30 ５３５Ｆ５３５Ｇ０１Ｎ 1/28 Ｇ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】レーザー発振装置により発振されレーザー
光発光体により絞られたレーザー光の焦点を、採取すべ
き柱状試験片の外周形状に沿って移動させることと、採
取すべき柱状試験片の軸方向に沿って移動させることと
を複合させて、汚染構造物に柱状試験片の外周形状に沿
った所定幅の溝をその厚み方向に貫通することにより、
汚染構造物の柱状試験片を採取する方法において、前記溝の形状をした筒体を、前記レーザー光発光体とと
もに前記溝内に徐々に前進侵入させて、前記溝が深くな
ることにより次第にその姿を顕わす試験片を、その試験
片が長くなることに応じて前記筒体内に収容し、前記溝
が汚染構造物を貫通したとき柱状試験片を前記筒体で包
囲支持し、その後に前記筒体を後退させて柱状試験片を
前記筒体と共に汚染構造物から引き出すことを特徴とす
る汚染構造物柱状試験片採取方法。
【請求項２】レーザー光の焦点は、採取すべき柱状試験
片の外周形状に沿って公転的に移動する際に、自転的に
前記溝の幅を直径とする円運動をすることを特徴とする
請求項１の汚染構造物柱状試験片採取方法。
【請求項３】レーザー発振装置と前後進可能なレーザー
掘削装置とからなる汚染構造物柱状試験片採取装置にお
いて、前記レーザー掘削装置は、前後進走行可能な車台と、前記車台上に配設された支持部材に回動自在に支持され
互いに連結固定された内外二重筒からなる回転式掘削筒
と、前記回転式掘削筒の先端部位における内外二重筒間適宜
箇所に取付けられたレーザー光発光体と、を具備していることを特徴とする汚染構造物柱状試験片
採取装置。
【請求項４】前記レーザー掘削装置は、レーザー光によ
る切り羽近傍の溝空間を加圧する加圧装置と、内外二重
筒先端部近傍の溝空間を減圧する減圧装置と、を具備し
ていることを特徴とする請求項３の汚染構造物柱状試験
片採取装置。
【請求項５】前記加圧装置は、加圧ポンプに連結されま
たは大気に連通されるとともに内外二重筒間を延びる空
気供給管を有しており、該空気供給管の先端は、回転式
掘削筒の先端部から掘削筒の回転下手側に湾曲して突出
して伸びていることを特徴とする請求項４の汚染構造物
柱状試験片採取装置。
【請求項６】前記減圧装置は、吸引ポンプに連結され
て、レーザー光の照射により切り羽において発生する煙
状の微細粉塵を凝縮固化する凝縮固化装置を具備してい
ることを特徴とする請求項４乃至請求項５いずれかの汚
染構造物柱状試験片採取装置。
【請求項７】前記凝縮固化装置は、前記吸引ポンプの下
手側に配置され、熱交換器を備えた冷却水槽と、該冷却
水槽内に収容され、前記吸引ポンプと大気と連通された
放射能遮蔽性の凝固筺とからなることを特徴とする請求
項６の汚染構造物柱状試験片採取装置。
【請求項８】前記凝縮固化装置は、前記吸引ポンプの下
手側に配置され、熱交換器を備えた冷却水槽と、該冷却
水槽内に収容され、前記吸引ポンプと前記加圧ポンプと
連通された放射能遮蔽性の凝固筺とからなり、前記加圧
ポンプは、前記加圧室と圧縮貯蔵装置とに選択的に連結
されることを特徴とする請求項６の汚染構造物柱状試験
片採取装置。
【請求項９】前記減圧装置は、吸引ポンプの下手側に連
結されて、レーザー光の照射により切り羽において発生
する煙状の微細粉塵を含む空気を圧縮貯蔵する圧縮貯蔵
装置を具備していることを特徴とする請求項４乃至請求
項５いずれかの汚染構造物柱状試験片採取装置。
【請求項１０】前記圧縮貯蔵装置は、圧縮空気を液化す
るための冷却装置を具備していることを特徴とする請求
項９の汚染構造物柱状試験片採取装置。
【請求項１１】前記レーザー掘削装置は、前記回転式掘
削筒の前記支持部材より前方部分外方を被覆する放射能
遮蔽性のシールドカバーを具備していることを特徴とす
る請求項３乃至請求項１０のいずれかの汚染構造物柱状
試験片採取装置。
【請求項１２】前記レーザー掘削装置は、前記回転式掘
削筒の外周にベアリング等の滑動支持具が固定されてい
ることを特徴とする請求項３乃至請求項１１のいずれか
の汚染構造物柱状試験片採取装置。
【請求項１３】前記レーザー掘削装置は、前記回転式掘
削筒の外周にオーガ等のズリ排出体を具備していること
を特徴とする請求項３乃至請求項１２のいずれかの汚染
構造物柱状試験片採取装置。
【請求項１４】前記レーザー光発光体は、回転レンズホ
ルダーと該ホルダー内に固定されたレンズとからなり、
該レンズの中心はレンズホルダーの回転中心に対し偏心
して固定されていることを特徴とする請求項３乃至請求
項１３のいずれかの汚染構造物柱状試験片採取装置。
【請求項１５】前記支持部材は、前記レーザー掘削装置
進行方向中央部に開口部を有する円筒形をしているとと
もに、上下に２分割されていることを特徴とする請求項
３乃至請求項１４のいずれかの汚染構造物柱状試験片採
取装置。
【請求項１６】前記レーザー発振装置は、前記車台とと
もに前後進走行可能とされていることを特徴とする請求
項３乃至請求項１５のいずれかの汚染構造物柱状試験片
採取装置。