JP2016223860A - 放射性物質除去システム - Google Patents

Abstract

【課題】性能の低下を抑制できる放射性物質除去システムを提供する。【解決手段】放射性物質除去システムは、内部空間を有するチャンバと、チャンバの外部空間の空気が流入可能な給気管と、内部空間に配置され、給気管から供給された空気に含まれる火山灰を除去可能な火山灰フィルタを有する火山灰フィルタユニットと、内部空間に配置され、外部空間の空気が給気管に流入するように火山灰フィルタユニットを介して空気を吸引する送風機と、チャンバの外側に配置され、送風機から供給された空気に含まれる放射性物質を除去可能なよう素フィルタを有する空気浄化フィルタユニットと、送風機から空気浄化フィルタユニットに供給される空気が流れる接続管と、送風機から内部空間に戻される空気が流れる分岐管と、分岐管に設けられ、外部空間の圧力よりも高くなるように内部空間の圧力を調整する圧力調整弁と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、放射性物質除去システムに関する。

原子力発電所において重大事故が発生した場合、放射性よう素又は放射性よう化メチルを主成分とする放射性ガス又は放射性微粒子が発生する。放射性ガス又は放射性微粒子のような放射性物質が大気に放出されると、作業者及び周辺住民が被曝する可能性がある。そのため、放射性物質の放出量を低減するために、放射性物質除去システムが設置される。放射性物質除去システムは、外気を取り込むために作動する送風機と、送風機の下流に設けられ、取り込まれた外気に含まれる放射性物質を除去する空気浄化フィルタユニットとを有する。空気浄化フィルタユニットは、放射性よう素又は放射性よう化メチルを主成分とする放射性ガスを除去するためのよう素フィルタと、放射性微粒子を除去するための微粒子フィルタとを有する。よう素フィルタの一例が特許文献１に開示されている。

特開２０１４−１３００３８号公報

原子力発電所の近隣に火山が存在する場合、放射性物質のみならず、火山灰も放射性物質除去システムに取り込まれる可能性がある。火山灰が送風機に取り込まれると、損傷等により送風機の性能が低下する可能性がある。また、火山灰が空気浄化フィルタユニットに取り込まれると、目詰まり等により空気浄化フィルタユニットの性能が低下する可能性がある。そのため、原子力発電所における重大事故の対策においては、放射性物質のみならず、近隣の火山から発生する火山灰についても考慮する必要がある。火山灰フィルタは、火山灰の粒径分布は様々であることから、近隣の火山から発生する火山灰の粒径に応じて捕集可能とするべく、流入する火山灰の６０〜８０［％］程度を除去可能な中性能のフィルタを火山灰フィルタとして用いているため、火山灰の除去は完全ではない。

送風機に取り込まれる火山灰を抑制する方策として、火山灰を除去可能な火山灰フィルタを送風機の上流側に設置することが考えられる。送風機が作動すると送風機の上流側の流路は負圧となるため、上流側の流路を形成する配管又は継手に漏洩部が存在すると、その漏洩部を介して、火山灰フィルタを通過していない外気が、送風機及び空気浄化フィルタユニットに流入する可能性がある。火山灰フィルタでは火山灰に加えて放射性微粒子も除去可能であるが、上記の通り火山灰フィルタでの火山灰及びあるいは放射性微粒子の除去性能は６０〜８０［％］程度と高くないことに加えて、漏洩部を介しての流入によりさらに火山灰及びあるいは放射性微粒子の除去性能は低下する。

本発明は、従来の中性能の除去性能を有する火山灰フィルタに替えて高性能な微粒子フィルタ（以下、ＨＥＰＡフィルタと称する、ＨＥＰＡ：High Efficiency Particulate Air Filter）を用いるとともに、火山灰フィルタを通過していない外気（外気は火山灰や微粒子状の放射性物質及びあるいはガス状の放射性ヨウ素及びあるいは放射性よう化メチル等）が送風機及び空気浄化フィルタユニットに流入することを防止するとともに、火山灰及びあるいは放射性微粒子の除去性能の大幅な増加を可能とする放射性物質除去システムを提供することを目的とする。

なお、ＨＥＰＡフィルタは、微粒子の粒径のうち、最も捕捉しにくい０．１５［μｍ］の微小粒子においても９９．９７［％］以上の高性能で除去が可能であり、１［μｍ］前後の粒子径を有する火山灰についても、当然のことながら９９．９７［％］以上の高性能な除去性能を有するものである（詳細はＪＩＳ Ｚ４８１２参照）。

本発明は、内部空間を有するチャンバと、前記チャンバの外部空間の空気が流入可能な給気管と、前記内部空間に配置され、前記給気管から供給された前記空気に含まれる火山灰及びあるいは放射性微粒子を除去可能な高性能なＨＥＰＡフィルタを火山灰フィルタとして用いる火山灰フィルタユニットと、前記内部空間に配置され、前記外部空間の空気が前記給気管に流入するように前記火山灰フィルタユニットを介して前記空気を吸引する送風機と、前記チャンバの外側に配置され、前記送風機から供給された前記空気に含まれるガス状の放射性よう素又は放射性よう化メチル等及びあるいは微粒子状の放射性物質を除去可能な微粒子フィルタおよびよう素フィルタを有する空気浄化フィルタユニットと、前記送風機と前記空気浄化フィルタユニットとを接続し、前記送風機から前記空気浄化フィルタユニットに供給される前記空気が流れる接続管と、前記接続管から分岐し、前記内部空間と接続され、前記送風機から前記内部空間に戻される前記空気が流れる分岐管と、少なくとも前記分岐管に設けられ、前記外部空間の圧力よりも高くなるように前記内部空間の圧力を調整する圧力調整弁と、を備える放射性物質除去システムを提供する。

本発明によれば、送風機の作動により、外部空間の空気（外気）は、給気管を介して火山灰フィルタユニットに流入する。外気に含まれる火山灰は、火山灰フィルタユニットの火山灰フィルタにおいて高効率で除去される。火山灰フィルタユニットを通過した空気は、送風機を通過した後、接続管を介して空気浄化フィルタユニットに流入する。流入した空気に含まれる放射性物質（放射性微粒子及びあるいはガス状の放射性ヨウ素及びあるいは放射性よう化メチルメチル等）は、空気浄化フィルタユニットの微粒子フィルタ及びあるいはよう素フィルタで除去される。送風機の上流側は負圧であり、送風機の下流側は正圧である。下流側の流路を形成する接続管の空気の一部は、分岐管を介してチャンバの内部空間に戻される。分岐管に設けられた圧力調整弁により、内部空間は外部空間よりも高圧に維持される。内部空間と外部空間との圧力差により、外部空間の空気が、給気管以外のルートから内部空間に流入することが防止される。すなわち、給気管及び火山灰フィルタを通過して火山灰及びあるいは放射性物質が除去された空気だけが管（１７）及び加熱器（７）及び管（１８）及び送風機に流入し、給気管及び火山灰フィルタを通過していない空気が正圧となる送風機出口以降に設置された空気浄化フィルタユニット等に流入することが防止される。そのため、送風機及び空気浄化フィルタユニットの性能の低下が防止され、放射性物質除去システムの性能の低下が防止される。また、ＨＥＰＡフィルタを火山灰フィルタとして用いることにより、放射性微粒子に加えて火山灰の除去効率もＨＥＰＡフィルタと同等の高い除去効率を得ることができる。さらに、内部空間の圧力を高めるために、特別な圧力調整装置を設けることなく、既存の送風機で生成される正圧の空気を使って内部空間の圧力を高めるので、放射性物質除去システムの構造の複雑化及びコストの上昇が抑制される。

本発明において、前記内部空間に配置され、前記火山灰フィルタユニットを通過した前記空気を加熱する加熱機を備えることが好ましい。加熱機により空気が加熱されることにより、空気浄化フィルタユニットに送られる空気の湿度を低減することができる。そのため、湿分によるよう素フィルタの性能の低下が抑制され、放射性よう素及び放射性よう化メチルに対するよう素フィルタの吸着性能は向上する。

本発明において、前記内部空間の圧力を検出する圧力センサと、前記圧力センサの検出結果に基づいて前記圧力調整弁を制御する制御装置と、を備えることが好ましい。これにより、内部空間が一定圧力に維持され、内部空間と外部空間との圧力差が維持される。

また、火山灰フィルタとしてＨＥＰＡフィルタ（High Efficiency Particulate Air Filter）が使用されることにより、粒径サイズが０．１５［μｍ］程度の火山灰の微粒子も除去することができる。火山から発生する火山灰の粒径サイズは明確でない場合が多いので、ＨＥＰＡフィルタを用いることにより、様々な粒径サイズの火山灰を除去することができる。また、ＨＥＰＡフィルタを用いることにより、火山灰の微粒子のみならず、放射性微粒子、及び海塩微粒子も除去することができる。海塩微粒子とは、近隣の海から発生する微粒子であり、塩を主成分とする微粒子である。

本発明において、前記火山灰フィルタユニットは、前記火山灰フィルタを収容する放射線遮蔽ケースを有することが好ましい。ＨＥＰＡフィルタの微粒子捕捉能力は高く、放射性微粒子も捕捉可能である。そのため、放射性微粒子を多く捕捉したＨＥＰＡフィルタは、放射線源として機能してしまう可能性がある。ＨＥＰＡフィルタから放出される放射線が、送風機のような電気機器に影響を与えてしまう可能性がある。ＨＥＰＡフィルタを放射線遮蔽ケースに収容することにより、放射線の放出が抑制される。

本発明において、前記火山灰フィルタユニットは、除去可能な粒子サイズが前記火山灰フィルタよりも大きい粗塵除去フィルタを有し、前記粗塵除去フィルタを通過した前記空気が前記火山灰フィルタに供給されることが好ましい。粒径サイズが大きい粒子が粗塵除去フィルタで除去され、粒径サイズが小さい微粒子のみを含む空気が火山灰フィルタに供給されるので、火山灰フィルタの目詰まり等が抑制され、火山灰フィルタの使用可能期間の長期化（長寿命化）を図ることができる。

本発明において、前記空気浄化フィルタユニットは、前記空気に含まれる微粒子を捕捉する微粒子フィルタを有することが好ましい。これにより、火山灰フィルタで除去しきれなかった微粒子を、微粒子フィルタで除去することができる。

本発明によれば、火山灰フィルタを通過していない外気が送風機及び空気浄化フィルタユニットに流入することを抑制して、性能の低下を抑制できる放射性物質除去システムが提供される。

図１は、第１実施形態に係る放射性物質除去システムの一例を示す図である。 図２は、第１実施形態に係る放射性物質除去システムの一部を示す模式図である。 図３は、第２実施形態に係る放射性物質除去システムの一例を示す図である。 図４は、圧力調整弁の変形例を示す図である。

以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではない。また、各実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

＜第１実施形態＞
図１は、本実施形態に係る放射性物質除去システム１００の一例を示す図である。放射性物質除去システム１００は、内部空間Ｓａを有するチャンバ１と、チャンバ１の外部空間Ｓｂの空気が流入可能な給気管２と、内部空間Ｓａに配置され、給気管２から供給された空気に含まれる火山灰を除去可能な火山灰フィルタ４を有する火山灰フィルタユニット６と、内部空間Ｓａに配置され、外部空間Ｓｂの空気が給気管２に流入するように火山灰フィルタユニット６を介して空気を吸引する送風機８と、チャンバ１の外側に配置され、送風機８から供給された空気に含まれる放射性よう素又は放射性よう化メチルを含む放射性物質を吸着除去可能なよう素フィルタ１０を有する空気浄化フィルタユニット１２と、送風機８と空気浄化フィルタユニット１２とを接続し、送風機８から空気浄化フィルタユニット１２に供給される空気が流れる接続管１３と、接続管１３から分岐し、内部空間Ｓａと接続され、送風機８から内部空間Ｓａに戻される空気が流れる分岐管１４と、分岐管１４に設けられ、外部空間Ｓｂの圧力よりも高くなるように内部空間Ｓａの圧力を調整する圧力調整弁１５と、を備えている。

また、放射性物質除去システム１００は、内部空間Ｓａに配置され、火山灰フィルタユニット６を通過した空気を加熱する加熱機７と、接続管１３に設けられた圧力調整弁１６と、を備えている。

チャンバ１は、実質的に密閉された内部空間Ｓａを形成する。内部空間Ｓａに、火山灰フィルタユニット６、加熱機７、及び送風機８が配置される。給気管２の一端部は、外部空間Ｓｂに配置され、給気管２の他端部は、内部空間Ｓａに配置される。火山灰フィルタユニット６の流入口６Ａと給気管２の他端部とが接続される。火山灰フィルタユニット６の流出口６Ｂと加熱機７の流入口７Ａとが管１７を介して接続される。加熱機７の流出口７Ｂと送風機８の流入口８Ａとが管１８を介して接続される。接続管１３の一端部は、内部空間Ｓａに配置され、送風機８の流出口８Ｂと接続される。接続管１３と分岐管１４との接続部（分岐部）１９は、チャンバ１の外側に配置される。給気管２とチャンバ１との間はシール部材により密封されている。接続管１３とチャンバ１との間はシール部材により密封されている。

給気管２は、外部空間Ｓｂの空気である外気を、内部空間Ｓａに設けられている火山灰フィルタユニット６に導入する。外気は、給気管２を介して、火山灰フィルタユニット６に供給される。

火山灰フィルタユニット６は、粗塵除去フィルタ３と、火山灰フィルタ４と、粗塵除去フィルタ３及び火山灰フィルタ４を収容するケース５とを有する。流入口６Ａ及び流出口６Ｂは、ケース５に設けられる。

粗塵除去フィルタ３は、給気管２を介して供給された外気に含まれる粒子（粗粒子、異物）を捕捉して除去する。粗塵除去フィルタ３に除去される粒子は、火山灰を含む。粗塵除去フィルタ３が除去可能な粒子サイズは、火山灰フィルタ４が除去可能な粒子サイズよりも大きい。粗塵除去フィルタ３が除去対象とする粒子サイズは、５０［μｍ］以上である。なお、粗塵除去フィルタ３が除去対象とする粒子サイズは、２５［μｍ］以上でもよい。粗塵除去フィルタ３は、火山灰フィルタ４よりも流入口６Ａに近い位置に設けられる。給気管２及び流入口６Ａを介して粗塵除去フィルタ３に供給された空気に含まれる粒子の少なくとも一部は、粗塵除去フィルタ３に捕捉される。粗塵除去フィルタ３を通過した空気は、火山灰フィルタ４に供給される。

火山灰フィルタ４は、粗塵除去フィルタ３を通過した空気に含まれる微粒子を捕捉して除去する。火山灰フィルタ４は、ＨＥＰＡフィルタ（High Efficiency Particulate Air Filter）である。ＨＥＰＡフィルタが除去対象とする粒子サイズは、０．１５［μｍ］であり、９９．９７［％］の除去効率を有する。火山灰フィルタ４に除去される微粒子は、火山灰の微粒子を含む。また、火山灰フィルタ４は、火山灰の微粒子のみならず、放射性微粒子、及び海塩微粒子も除去することができる。海塩微粒子とは、近隣の海から発生する微粒子であり、塩を主成分とする微粒子である。火山灰フィルタ４を通過した空気は、流出口６Ｂ及び管１７を介して、加熱機７に供給される。

ケース５は、放射線遮蔽機能を有する放射線遮蔽ケースである。ケース５は、鉛又はタングステンのような放射線遮蔽機能を有する金属製である。なお、ケース５が、水収納容器又は水銀収納容器により構成されることによって、放射線遮蔽機能を発揮してもよい。

加熱機７は、火山灰フィルタユニット６によって火山灰を含む微粒子が除去された空気を加熱する。加熱機７は、例えば電気ヒータである。空気が加熱されることにより、その空気に含まれる湿分が低減又は除去される。加熱機７によって加熱された空気は、流出口７Ｂ及び管１８を介して、送風機８に供給される。

送風機８は、ファンと、ファンを回転させるための動力を発生するモータとを有する。送風機８が作動することにより、送風機８の上流側の流路Ｆａは負圧になる。本実施形態において、送風機８の上流側の流路Ｆａは、給気管２の流路、火山灰フィルタユニット６の内部流路、管１７の流路、加熱機７の流路、及び管１８の流路を含む。負圧とは、大気圧よりも低い圧力をいう。外部空間Ｓｂの圧力は、大気圧である。送風機８の上流側の流路Ｆａが負圧になると、外部空間Ｓｂの空気は、給気管２に流入した後、粗塵除去フィルタ３、火山灰フィルタ４、管１７、加熱機７、及び管１８を通過して、流入口８Ａを介して送風機８に流入する。

送風機８が作動することにより、送風機８の下流側の流路Ｆｂは正圧になる。本実施形態において、送風機８の下流側の流路Ｆｂは、接続管１３の流路、分岐管１４の流路、及び空気浄化フィルタユニット１２の内部流路を含む。正圧とは、大気圧よりも高い圧力をいう。送風機８の流出口８Ｂから空気が送出され、送風機８の下流側の流路Ｆｂが正圧になると、流出口８Ｂから送出された空気の一部は、接続管１３を通過して、空気浄化フィルタユニット１２に流入する。また、流出口８Ｂから送出された空気の一部は、接続管１３を介して、分岐管１４に流入する。

空気浄化フィルタユニット１２は、微粒子フィルタ９と、よう素フィルタ１０と、微粒子フィルタ９及びよう素フィルタ１０を収容するケース１１とを有する。空気浄化フィルタユニット１２は、流入口１２Ａと流出口１２Ｂとを有する。流入口１２Ａ及び流出口１２Ｂは、ケース１１に設けられる。接続管１３の一端部は、送風機８の流出口８Ｂと接続され、接続管１３の他端部は、空気浄化フィルタユニット１２の流入口１２Ａと接続される。

微粒子フィルタ９は、流入口１２Ａから供給された空気に含まれる微粒子を捕捉する。本実施形態において、微粒子フィルタ９は、ＨＥＰＡフィルタであり、放射性微粒子を捕捉可能である。微粒子フィルタ９は、流入口１２Ａに近い位置に配置された第１微粒子フィルタ９Ａと、第１微粒子フィルタ９Ａよりも流出口１２Ｂに近い位置に配置された第２微粒子フィルタ９Ｂとを含む。よう素フィルタ１０は、第１微粒子フィルタ９Ａと第２微粒子フィルタ９Ｂとの間に配置される。

よう素フィルタ１０は、流入口１２Ａから供給された空気に含まれる放射性ガスを吸着して除去する。放射性ガスは、放射性よう素又は放射性よう化メチルを主成分とするガスである。よう素フィルタ１０は、基材と、基材に添着される添着物質とを含む。基材の表面に複数の細孔が設けられる。基材の材料として、活性炭、アルミナ、ゼオライト、シリカゲル、及び活性白土の少なくとも一つが用いられる。ゼオライトは、天然ゼオライト及び合成ゼオライトのどちらでもよい。ゼオライトとして、モルデナイト系ゼオライトが使用されてもよい。基材は、単一材料で形成されてもよいし、２種以上の材料を組み合わせて形成されてもよい。添着物質として、トリエチレンジアミン（ＴＥＤＡ：Tri−Ethylene−Di−Amine）又はよう化カリウム（ＫＩ）が使用される。また、よう素フィルタ１０は、放射性よう素及び放射性よう化メチルのみならず、Ｃｓ（セシウム）のような放射性物質を吸着することができる。

送風機８からの空気は、接続管１３及び流入口１２Ａを介して、第１微粒子フィルタ９Ａに供給される。第１微粒子フィルタ９Ａは、火山灰フィルタ４で除去しきれなかった放射性微粒子を除去する。第１微粒子フィルタ９Ａを通過した空気は、よう素フィルタ１０に供給される。よう素フィルタ１０は、第１微粒子フィルタ９Ａで放射性微粒子が除去された空気に含まれる放射性ガスを除去する。よう素フィルタ１０を通過した空気は、第２微粒子フィルタ９Ｂに供給される。第２微粒子フィルタ９Ｂは、第１微粒子フィルタ９Ａで除去しきれなかった放射性微粒子を除去する。また、第２微粒子フィルタ９Ｂは、よう素フィルタ１０が破砕したとき、その破砕したよう素フィルタ１０の材料（活性炭など）が下流側に流出することを抑制する。

なお、空気浄化フィルタユニット１２において、微粒子フィルタ９の数、よう素フィルタ１０の数、及び微粒子フィルタ９とよう素フィルタ１０との配置の順序は、要求される放射性物質の除去効率に応じて任意に定めることができる。

空気浄化フィルタユニット１２の下流側には、作業者の居室Ｓｃを形成する構造物２０が設けられる。居室Ｓｃには流入口２０Ａと流出口２０Ｂとが設けられる。空気浄化フィルタユニット１２の流出口１２Ｂと、居室Ｓｃの流入口２０Ａとが管２１を介して接続される。空気浄化フィルタユニット１２を通過した空気は、居室Ｓｃに供給される。居室Ｓｃは、正圧に維持される。居室Ｓｃの流出口２０Ｂには排気管２２が接続される。居室Ｓｃの空気は、排気管２２を介して排出される。

分岐管１４は、チャンバ１の外側において、接続管１３から分岐する。分岐管１４は、送風機８の流出口８Ｂより流出し、接続管１３を流れる空気の一部を内部空間Ｓａに戻す。分岐管１４の流路は、正圧に維持される。

分岐管１４の一端部は、接続部１９において接続管１３と接続される。分岐管１４の他端部は、内部空間Ｓａに配置される。分岐管１４とチャンバ１との間はシール部材により密封されている。送風機８から送出された空気の一部は、分岐管１４を介して、内部空間Ｓａに供給される。

分岐管１４からの空気が供給される内部空間Ｓａは、チャンバ１の内側且つ送風機８の上流側の流路Ｆａの外側の空間である。すなわち、分岐管１４からの空気が供給される内部空間Ｓａは、給気管２の外面、火山灰フィルタユニット６の外面、管１７の外面、加熱機７の外面、管１８の外面、及び送風機８の外面と、チャンバ１の内面との間の空間である。分岐管１４から内部空間Ｓａに空気が供給されることにより、その内部空間Ｓａの圧力は、送風機８の上流側の流路Ｆａの圧力よりも高くなる。

圧力調整弁１５は、分岐管１４に設けられ、圧力調整弁１５よりも下流側の圧力を調整する。圧力調整弁１５は、分岐管１４を介して内部空間Ｓａに供給される空気の圧力を調整して、内部空間Ｓａの圧力を調整する。圧力調整弁１５は、内部空間Ｓａの圧力が外部空間Ｓｂの圧力（大気圧）よりも高くなるように、内部空間Ｓａに供給される空気の圧力を調整する。

圧力調整弁１６は、接続部１９と流入口１２Ａとの間の接続管１３に設けられ、圧力調整弁１６よりも下流側の圧力を調整する。圧力調整弁１６は、空気浄化フィルタユニット１２の内部流路、及び居室Ｓｃの圧力を調整可能である。また、圧力調整弁１６は、接続部１９を含む、圧力調整弁１５と圧力調整弁１６との間の流路の圧力を調整して、分岐管１４に供給される空気の圧力を調整することができる。

次に、放射性物質除去システム１００の動作について説明する。送風機８が作動すると、送風機８の上流側の流路Ｆａが負圧になり、外部空間Ｓｂの空気が給気管２に流入する。給気管２に流入した空気は、火山灰フィルタユニット６に供給される。外部空間Ｓｂの空気が放射性物質、火山灰、及び海塩粒子を含んでいる場合、空気中の火山灰の粗粒子及び海塩粗粒子は、粗塵除去フィルタ３に捕捉され除去される。また、空気中の火山灰の微粒子、海塩微粒子、及び放射性微粒子は、火山灰フィルタ４に捕捉される。このように、火山灰フィルタユニット６の流入口６Ａに流入した空気に含まれる粒子は、火山灰フィルタユニット６によって除去される。火山灰フィルタユニット６の流出口６Ｂからは、粒子が除去されたクリーンな空気が流出する。

流出口６Ｂから流出した空気は、加熱機７で加熱された後、送風機８を介して、接続管１３に供給される。接続管１３に供給された空気の一部は、空気浄化フィルタユニット１２に供給される。接続管１３を流れる空気が微量な放射性微粒子を含んでいる場合、その放射性微粒子は、第１微粒子フィルタ９Ａに捕捉される。また、接続管１３を流れる空気が放射性よう素又は放射性よう化メチルを主成分とする放射性ガスを含んでいる場合、その放射性ガスは、よう素フィルタ１０によって吸着される。このように、空気浄化フィルタユニット１２の流入口１２Ａに流入した空気に含まれる放射微粒子及び放射性ガスは、空気浄化フィルタユニット１２によって除去される。空気浄化フィルタユニット１２の流出口１２Ｂからは、放射性微粒子及び放射性ガスを含む放射性物質が除去されたクリーンな空気が流出する。そのクリーンな空気は、居室Ｓｃに供給された後、排気管２２から排気される。

また、接続管１３に供給された空気の一部は、圧力調整弁１５が設けられている分岐管１４を介して内部空間Ｓａに供給される。分岐管１４は、火山灰フィルタユニット６を通過した、クリーンな空気を内部空間Ｓａに供給する。

圧力調整弁１５により、内部空間Ｓａは、外部空間Ｓｂよりも高圧になるように調整される。これにより、火山灰を含んでいる可能性がある外部空間Ｓｂの空気が、内部空間Ｓａに流入することが抑制され、ひいては、上流側の流路Ｆａに侵入することが抑制される。

図２は、外部空間Ｓｂと内部空間Ｓａと上流側の流路Ｆａとの関係を示す模式図である。内部空間Ｓａの圧力は、外部空間Ｓｂの圧力よりも高いので、その圧力差により、外部空間Ｓｂの空気が内部空間Ｓａに流入することが抑制される。

外部空間Ｓｂの空気は内部空間Ｓａに流入せず、内部空間Ｓａに流入する空気は、分岐管１４から供給される、火山灰フィルタユニット６を通過したクリーンな空気である。したがって、内部空間Ｓａに存在する火山灰のような粒子は微量である、又は、内部空間Ｓａに火山灰のような粒子は存在しない。仮に、図２に示すように、上流側の流路Ｆａを形成する配管又は継手に漏洩部Ｅが存在した場合、上流側の流路Ｆａの圧力は、上流側の流路Ｆａの周囲の内部空間Ｓａの圧力よりも低いので、漏洩部Ｅを介して、内部空間Ｓａの空気が上流側の流路Ｆａに流入する可能性がある。内部空間Ｓａの空気が上流側の流路Ｆａに流入しても、内部空間Ｓａの空気はクリーンなので、上流側の流路Ｆａに火山灰のような粒子が進入することはない。したがって、火山灰フィルタユニット６を通過していない空気が送風機８及び空気浄化フィルタユニット１２に供給されることが抑制される。

以上説明したように、本実施形態によれば、分岐管１４に設けられた圧力調整弁１５により、内部空間Ｓａが外部空間Ｓｂよりも高圧に維持されることにより、外部空間Ｓｂの空気が、給気管２以外のルートから内部空間Ｓａに流入することが抑制される。送風機８及び空気浄化フィルタユニット１２には、給気管２及び火山灰フィルタユニット６を通過した空気だけが流入し、給気管２及び火山灰フィルタユニット６を通過していない空気は送風機８及び空気浄化フィルタユニット１２には供給されない。また、分岐管１４から内部空間Ｓａに供給される空気も、給気管２及び火山灰フィルタユニット６を通過したクリーンな空気である。そのため、内部空間Ｓａと上流側の流路Ｆａとの圧力差により、内部空間Ｓａの空気が上流側の流路Ｆａに流入したとしても、火山灰のような粒子は上流側の流路Ｆａに流入しない。この場合も、送風機８及び空気浄化フィルタユニット１２に火山灰のような粒子は供給されない。そのため、送風機８及び空気浄化フィルタユニット１２の性能の低下が抑制され、放射性物質除去システム１００の性能の低下が抑制される。

また、本実施形態によれば、内部空間Ｓａの圧力を高めるために、特別な圧力調整装置を設けることなく、既存の送風機８で生成される正圧の空気を使って内部空間Ｓａの圧力を高める構成なので、放射性物質除去システム１００の構造の複雑化及びコストの上昇が抑制される。

また、本実施形態によれば、加熱機７により空気が加熱されるので、空気浄化フィルタユニット１２に送られる空気の湿度を低下することができる。そのため、湿分によるよう素フィルタ１０の性能の低下が抑制され、放射性よう素及び放射性よう化メチルに対するよう素フィルタ１０の吸着性能は向上する。

また、本実施形態によれば、火山灰フィルタ４をＨＥＰＡフィルタとしたので、粒径サイズが０．１５［μｍ］程度の火山灰の微粒子も除去することができる。火山から発生する火山灰の粒径サイズは明確でない場合が多いが、ＨＥＰＡフィルタを用いることにより、様々な粒径サイズの火山灰を除去することができる。また、ＨＥＰＡフィルタを用いることにより、火山灰の微粒子のみならず、放射性微粒子、及び海塩微粒子も除去することができる。

また、本実施形態によれば、ＨＥＰＡフィルタからなる火山灰フィルタ４が放射線遮蔽機能を有するケース５に収容される。放射性微粒子を多く捕捉したＨＥＰＡフィルタは、放射線源として機能してしまう可能性がある。ＨＥＰＡフィルタから放出される放射線が、加熱機７及び送風機８のような電気機器に影響を与えてしまう可能性がある。ＨＥＰＡフィルタを、放射線遮蔽機能を有するケース５に収容することにより、放射線の放出が抑制される。

また、本実施形態によれば、火山灰フィルタ４の上流側に粗塵除去フィルタ３が設けられる。粗塵除去フィルタ３により粗粒子が除去された空気が火山灰フィルタ４に供給されるので、火山灰フィルタ４の目詰まり等が抑制され、火山灰フィルタ４の使用可能期間の長期化（長寿命化）を図ることができる。

また、本実施形態によれば、空気浄化フィルタユニット１２は、よう素フィルタ１０のみならず、微粒子フィルタ９も有する。これにより、火山灰フィルタユニット６で除去しきれなかった微粒子を、微粒子フィルタ９で除去することができる。

＜第２実施形態＞
第２実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成要素について同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。

図３は、本実施形態に係る放射性物質除去システム１００Ａを示す図である。放射性物質除去システム１００Ａは、上述の第１実施形態で説明した放射性物質除去システム１００に、内部空間Ｓａの圧力を検出する圧力センサ２３を設けた構成を有する。

圧力センサ２３の検出結果は、居室Ｓｃに設けられている制御装置２４に出力される。制御装置２４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）のようなマイクロプロセッサを含む演算処理装置と、ＲＯＭ（Read Only Memory）又はＲＡＭ（Random Access Memory）のようなメモリを含む記憶装置とを有するコンピュータシステムである。

制御装置２４は、圧力センサ２３の検出結果に基づいて、圧力調整弁１５を制御する制御信号を出力する。圧力調整弁１５は、制御装置２４から出力された制御信号に基づいて、内部空間Ｓａを制御する。圧力調整弁１５には、圧力調整弁１５を駆動するためのアクチュエータが設けられている。制御装置２４は、アクチュエータに制御信号を出力して、内部空間Ｓａの圧力が目標値になるように、圧力調整弁１５を駆動する。例えば、制御装置２４は、圧力センサ２３の検出結果に基づいて、内部空間Ｓａの圧力が外部空間Ｓｂの圧力よりも高く、かつ、一定の値に維持されるように、アクチュエータに制御信号を出力して、圧力調整弁１５を制御する。なお、制御装置２４は、圧力調整弁１５のみならず、圧力センサ２３の検出結果に基づいて、圧力調整弁１６を制御してもよい。

以上説明したように、本実施形態によれば、圧力センサ２３の検出結果に基づいて、圧力調整弁１５を自動制御することができる。

＜その他の変形例＞
なお、上述の各実施形態において、ＨＥＰＡフィルタである火山灰フィルタ４が設けられる場合、空気浄化フィルタユニット１２において微粒子フィルタ９が省略されてもよい。

なお、上述の各実施形態においては、分岐管１４に圧力調整弁１５が設けられ、接続管１３にも圧力調整弁１６が設けられることとした。圧力調整弁１５及び圧力調整弁１６の両方が操作されることにより、内部空間Ｓａの圧力及び送風機８の下流側の流路Ｆｂ（空気浄化フィルタユニット１２の内部流路、居室Ｓｃ）の圧力を高精度に調整することができる。また、例えばチャンバ１に漏洩部が形成されてしまった場合など、何らかの原因で、圧力調整弁１５のみでは内部空間Ｓａの圧力を上昇させることが困難な状況になっても、圧力調整弁１６を制御して、下流側の流路Ｆｂの圧力を下げることにより、内部空間Ｓａの圧力を上昇させることができる。

なお、内部空間Ｓａの圧力の調整に際し、圧力調整弁１６は省略されてもよい。

なお、図４に示すように、接続管１３と分岐管１４との接続部１９に、圧力調整弁として機能する三方自動弁１５６が設けられてもよい。三方自動弁１５６は、１つの弁ユニットで、内部空間Ｓａの圧力及び下流側の流路Ｆｂの圧力の両方を調整可能である。

１ チャンバ
２ 給気管
３ 粗塵除去フィルタ
４ 火山灰フィルタ
５ ケース（放射線遮蔽ケース）
６ 火山灰フィルタユニット
６Ａ 流入口
６Ｂ 流出口
７ 加熱機
７Ａ 流入口
７Ｂ 流出口
８ 送風機
８Ａ 流入口
８Ｂ 流出口
９ 微粒子フィルタ
９Ａ 第１微粒子フィルタ
９Ｂ 第２微粒子フィルタ
１０ よう素フィルタ
１１ ケース
１２ 空気浄化フィルタユニット
１２Ａ 流入口
１２Ｂ 流出口
１３ 接続管
１４ 分岐管
１５ 圧力調整弁
１６ 圧力調整弁
１７ 管
１８ 管
１９ 接続部
２０ 構造物
２０Ａ 流入口
２０Ｂ 流出口
２１ 管
２２ 排気管
２３ 圧力センサ
２４ 制御装置
１００ 放射性物質除去システム
１００Ａ 放射性物質除去システム
１５６ 三方自動弁
Ｅ 漏洩部
Ｆａ 上流側の流路
Ｆｂ 下流側の流路
Ｓａ 内部空間
Ｓｂ 外部空間
Ｓｃ 居室

Claims (7)

1. 内部空間を有するチャンバと、
   前記チャンバの外部空間の空気が流入可能な給気管と、
   前記内部空間に配置され、前記給気管から供給された前記空気に含まれる火山灰を除去可能な火山灰フィルタを有する火山灰フィルタユニットと、
   前記内部空間に配置され、前記外部空間の空気が前記給気管に流入するように前記火山灰フィルタユニットを介して前記空気を吸引する送風機と、
   前記チャンバの外側に配置され、前記送風機から供給された前記空気に含まれる放射性よう素又は放射性よう化メチルを含む放射性物質を除去可能なよう素フィルタを有する空気浄化フィルタユニットと、
   前記送風機と前記空気浄化フィルタユニットとを接続し、前記送風機から前記空気浄化フィルタユニットに供給される前記空気が流れる接続管と、
   前記接続管から分岐し、前記内部空間と接続され、前記送風機から前記内部空間に戻される前記空気が流れる分岐管と、
   少なくとも前記分岐管に設けられ、前記外部空間の圧力よりも高くなるように前記内部空間の圧力を調整する圧力調整弁と、
   を備える放射性物質除去システム。
2. 前記内部空間に配置され、前記火山灰フィルタユニットを通過した前記空気を加熱する加熱機を備える、
   請求項１に記載の放射性物質除去システム。
3. 前記内部空間の圧力を検出する圧力センサと、
   前記圧力センサの検出結果に基づいて前記圧力調整弁を制御する制御装置と、
   を備える請求項１又は請求項２に記載の放射性物質除去システム。
4. 前記火山灰フィルタは、ＨＥＰＡフィルタである、
   請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の放射性物質除去システム。
5. 前記火山灰フィルタユニットは、前記火山灰フィルタを収容する放射線遮蔽ケースを有する、
   請求項４に記載の放射性物質除去システム。
6. 前記火山灰フィルタユニットは、除去可能な粒子サイズが前記火山灰フィルタよりも大きい粗塵除去フィルタを有し、
   前記粗塵除去フィルタを通過した前記空気が前記火山灰フィルタに供給される、
   請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の放射性物質除去システム。
7. 前記空気浄化フィルタユニットは、前記空気に含まれる微粒子を捕捉する微粒子フィルタを有する、
   請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の放射性物質除去システム。

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