JP2022114308A - 解体撤去方法及び解体撤去装置 - Google Patents

Abstract

【課題】遠隔操作を容易に行うことができると共に、コンクリートの処分費用を低減させ、解体されたコンクリートの収納を容易に行うことができる解体撤去方法及び解体撤去装置を提供する。
【解決手段】一実施形態に係る解体撤去方法は、高線量で放射化されたコンクリートを解体撤去する解体撤去方法であって、コンクリートの表面に沿って高圧液化ガス噴射装置１０が移動しながら当該表面に高圧液化ガスを噴射してコンクリートを斫る工程と、斫る工程において斫られたコンクリートを回収する工程と、を備え、斫る工程では、高圧液化ガスを噴射することによってコンクリートを粉粒体として破砕し、回収する工程では、粉粒体として破砕されたコンクリートを回収する。
【選択図】図３

Description

本開示は、高線量で放射化されたコンクリートを解体撤去する解体撤去方法及び解体撤去装置に関する。

高線量で放射化されたコンクリートを解体撤去する方法及び装置としては、従来から種々のものが知られている。特公平２－６２０３６号公報には、原子炉におけるコンクリート生体遮蔽体内の円筒状コンクリート熱遮蔽壁を解体するための解体システムが記載されている。コンクリート生体遮蔽体には、頂部開口と、頂部開口を封止する屋根シールとを備える。

屋根シールにより、コンクリート生体遮蔽体の内部及び外部が等圧でありながら、コンクリートの切断作業によって発生したスラグ及び粉塵等を外部に漏らさない構成とされている。熱遮蔽壁の中心位置にはメインシャフトが設置されている。メインシャフトは、コンクリート生体遮蔽体の内部に設けられた上部支持装置及び下部支持装置によって支持されている。メインシャフトには旋回装置が取り付けられており、旋回装置上にはプラズマ切断機が設置されている。プラズマ切断機は、熱遮蔽壁を解体する機器であって、ブロック状に熱遮蔽壁を解体する。ブロック状に切断された熱遮蔽壁は、廃棄物として処理される。

特公平２－６２０３６号公報

前述したプラズマ切断機等、ブロック状にコンクリートを解体する場合には、切断機を複数の方向に移動させなければならないため、遠隔操作が困難となる場合があると共に、装置が大がかりとなりうる。ブロック状にコンクリートを解体する場合、コンクリートを細かく切断できないので、放射化レベルが高いコンクリートと放射化レベルが低いコンクリートとを分離して切断できないという問題がある。

放射化レベルが高いコンクリートの処分費用は、放射化レベルが低いコンクリートの処分費用よりも高いという現状がある。よって、上記のように放射化レベルが高いコンクリートを放射化レベルが低いコンクリートと分離して切断できない場合、コンクリートの処分費用が高くなるという問題が生じうる。

更に、ブロック状にコンクリートを解体する場合、解体されたコンクリートが比較的大型となるため、解体されたコンクリートを廃棄物収納容器に収納することが難しいという問題がある。また、放射化したコンクリートをブロック状に切断した切断機そのものが２次廃棄物となるため、２次廃棄物の量が多いという問題もある。

本開示は、遠隔操作を容易に行うことができると共に、コンクリートの処分費用を低減させ、解体されたコンクリートの収納を容易に行うことができる解体撤去方法及び解体撤去装置を提供することを目的とする。

本開示に係る解体撤去方法は、高線量で放射化されたコンクリートを解体撤去する解体撤去方法であって、コンクリートの表面に沿って高圧液化ガス噴射装置が移動しながら表面に高圧液化ガスを噴射してコンクリートを斫る工程と、斫る工程において斫られたコンクリートを回収する工程と、を備え、斫る工程では、高圧液化ガスを噴射することによってコンクリートを粉粒体として破砕し、回収する工程では、粉粒体として破砕されたコンクリートを回収する。

この解体撤去方法では、高圧液化ガス噴射装置が高線量で放射化されたコンクリートの表面に沿って移動しながら当該表面に高圧液化ガスを噴射してコンクリートを斫る。従って、高圧液化ガス噴射装置による高圧液化ガスの噴射によってコンクリートを斫ることができるので、高圧液化ガス噴射装置の遠隔操作を容易に行うことができる。この解体撤去方法では、斫る工程において、コンクリートは高圧液化ガスの噴射によって粉粒体として破砕される。従って、高圧液化ガスの噴射によってコンクリ－トを粉粒体として細かく破砕することができるので、放射化レベルが高いコンクリートを選択的に斫ることができる。よって、放射化レベルが高いコンクリートを放射化レベルが低いコンクリートと分離して斫ることができるので、放射化レベルが高いコンクリートへの放射化レベルが低いコンクリートの混入を抑制してコンクリートの処分費用を低減させることができる。また、コンクリートが粉粒体として破砕されることにより、破砕されたコンクリートを廃棄物収納容器に容易に収納することができる。更に、噴射された高圧液化ガスは、コンクリートを斫るときに気化するため、２次廃棄物とならない。従って、２次廃棄物の量を低減させることができる。

前述した解体撤去方法は、高圧液化ガス噴射装置のフード部でコンクリートの表面を覆う工程を備えてもよく、斫る工程では、フード部で覆われたコンクリートの表面に高圧液化ガスを噴射してコンクリートを斫り、回収する工程では、フード部で覆われると共に粉粒体として破砕されているコンクリートを回収してもよい。ところで、前述したようにブロック状にコンクリートを切断する場合、切断中に放射化したコンクリートの粉塵が飛散するので、放射化された粉塵の回収が難しいという問題が生じうる。これに対し、前述した解体撤去方法では、高圧液化ガス噴射装置のフード部でコンクリートの表面を覆った状態でコンクリートを斫り、フード部で覆われたコンクリートの粉粒体を回収する。従って、コンクリートの破砕及び回収をフード部の内部で行うことができるので、斫ったコンクリートの回収を容易に行うことができる。

フード部は、コンクリートの表面から離れるに従って斜め下方に延在する傾斜部を備えてもよく、回収する工程では、斫る工程において粉粒体として破砕されたコンクリートが傾斜部に蓄積してもよい。この場合、斫ったコンクリートの粉粒体がフード部の傾斜部に蓄積されるので、斫ったコンクリートの回収を一層容易に行うことができる。

前述した解体撤去方法は、回収する工程において回収されたコンクリートを吸引する工程と、吸引する工程において吸引されたコンクリートを廃棄物容器に収納する工程を備えてもよい。この場合、回収したコンクリートが吸引されて廃棄物容器に収納されるので、コンクリートの粉粒体の吸引及び収納を一層容易に行うことができる。

高圧液化ガスは高圧液体窒素であってもよく、斫る工程では、高圧液体窒素を表面に噴射してコンクリートを斫ってもよい。この場合、高圧液体窒素は不燃性を有するため、高圧液化ガスの取り扱いを容易に行うことができる。更に、高圧液体窒素は、高い気化力を有し、コンクリートの表面に噴射されたときのジェット効率を高めることができるので、コンクリートの斫りを効率よく行うことができる。

コンクリートは、放射線量が一定量以上であってコンクリートの表面側に位置する高放射化領域と、放射線量が一定量未満であって高放射化領域の表面の反対側に位置する低放射化領域と、を含んでおり、斫る工程では、コンクリートの高放射化領域のみを選択的に斫ってもよい。この場合、斫る工程において、コンクリートの表面側に位置する高放射化領域のみが選択的に斫られるので、放射化レベルが高い高放射化領域を低放射化領域から分離して斫ることができる。従って、高放射化領域のみを選択的に斫って低放射化領域とは別の方法で処分することができるので、コンクリートの処分費用を低減させることができる。

本開示に係る解体撤去装置は、高線量で放射化されたコンクリートを解体撤去する解体撤去装置であって、コンクリートの表面に沿って移動する高圧液化ガス噴射装置を備え、高圧液化ガス噴射装置は、表面に沿って移動しながら表面に高圧液化ガスを噴射してコンクリートを粉粒体として破砕することにより、コンクリートを斫る。

この解体撤去装置では、高圧液化ガス噴射装置が高線量で放射化されたコンクリートの表面に沿って移動しながら高圧液化ガスを噴射してコンクリートを斫るので、前述した解体撤去方法と同様、高圧液化ガス噴射装置の遠隔操作を容易に行うことができる。この解体撤去装置では、高圧液化ガスのコンクリートへの噴射によってコンクリートが粉粒体として破砕されるので、放射化レベルが高いコンクリートを選択的に斫ることができる。従って、放射化レベルが高いコンクリートへの放射化レベルが低いコンクリ－トの混入を抑制できるので、コンクリートの処分費用を低減させることができる。更に、コンクリートが粉粒体として破砕されることにより、廃棄物収納容器への放射化されたコンクリートの収納を容易に行うことができる。そして、噴射された高圧液化ガスは、コンクリートを斫るときに気化するため、２次廃棄物とならない。その結果、２次廃棄物の量を低減させることができる。

本開示によれば、遠隔操作を容易に行うことができると共に、コンクリートの処分費用を低減させ、解体されたコンクリートの収納を容易に行うことができる。

実施形態に係る解体撤去方法及び解体撤去装置が適用される例示的な原子炉を示す断面図である。 図１の原子炉を模式的に示す斜視図である。 実施形態に係る高圧液化ガス噴射装置を示す斜視図である。 実施形態に係る高圧液化ガス噴射装置を図３とは異なる方向から見た斜視図である。 実施形態に係る高圧液化ガス噴射装置の側面図である。 実施形態に係る高圧液化ガス噴射装置による高圧液化ガスの噴射を模式的に示す図である。 （ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、噴射された高圧液化ガスがコンクリートを破砕している状態を模式的に示す断面図である。 破砕されて粉粒体となったコンクリートの状態を模式的に示す図である。 実施形態に係る解体撤去方法の工程の例を示すフローチャートである。

以下では、図面を参照しながら、本開示に係る解体撤去方法及び解体撤去装置の実施形態について説明する。図面の説明において、同一又は相当する要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。また、図面は、理解の容易化のため、一部を簡略化又は誇張して描いている場合があり、寸法比率等は図面に記載のものに限定されない。

図１は、実施形態に係る解体撤去方法及び解体撤去装置が適用されるコンクリートＣによって構成される原子炉Ｎを示している。原子炉Ｎは、例えば、研究用原子炉（研究炉）であり、原子炉Ｎは生体遮蔽体２を備え、生体遮蔽体２はコンクリートＣ及び鉄筋を含んでいる。

原子炉Ｎは、例えば、圧力容器３が配置される縦穴Ｎ１を有する縦長の長円筒体とされている。一例として、原子炉Ｎは、加圧水型原子炉（ＰＷＲ：Pressurized Water Reactor）である。圧力容器３の内部には、核分裂反応を起こして熱エネルギーを生じさせる複数の燃料棒が束ねられて構成された複数の燃料集合体が設けられており、複数の燃料集合体の間に入れられた制御棒で核分裂反応が制御されることによって発熱が制御される。

例えば、原子炉Ｎの縦穴Ｎ１の内面に沿って、鋼板によるライニングが施されている。本実施形態では、例えば、当該ライニングが剥がされて原子炉Ｎの１次遮蔽壁における高線量領域のコンクリートＣが解体される。原子炉Ｎの内部における放射化レベルは、余裕深度対象廃棄物（Ｌ１）、ピット処分対象廃棄物（Ｌ２）、トレンチ処分対象廃棄物（Ｌ３）、クリアランス（ＣＬ）及び非放射性廃棄物（ＮＲ）に区分される。放射化レベルはＬ１が最も高く、Ｌ２が２番目に高く、Ｌ３が３番目に高く、ＣＬが４番目に高く、ＮＲが最も低い。

Ｌ１の放射性廃棄物、Ｌ２の放射性廃棄物、Ｌ３の放射性廃棄物、ＣＬの放射性廃棄物、及びＮＲの非放射性廃棄物、とでは処分方法が異なる。ＣＬは放射性廃棄物として扱う必要がないものであるが、Ｌ３は浅地中に埋設するトレンチ処分、Ｌ２はピット処分、Ｌ１は余裕深度処分、が必要となる。

Ｌ１の余裕深度処分による処分費用はＬ２のピット処分による処分費用よりも高くなる傾向があり、Ｌ２のピット処分による処分費用はＬ３のトレンチ処分による処分費用よりも高くなる傾向がある。このように、放射化レベルが高いコンクリートＣ等の廃棄物ほど、処分費用が高くなるので、放射化レベルが高い部分のみを選択的に取り出すことが求められる。本実施形態では、例えば、Ｌ１のコンクリートＣのみ、及びＬ２のコンクリートＣのみ、を選択的に斫ることが可能とされている。

例えば、コンクリートＣは、放射線量が一定量以上であってコンクリートＣの表面Ｃ１を構成する高放射化領域Ａ１と、放射化量が一定量未満であって高放射化領域Ａ１の表面Ｃ１との反対側に位置する低放射化領域Ａ２とを含む。更に本実施形態の例では、高放射化領域Ａ１が第１領域Ａ１１、及び第１領域Ａ１１よりも放射化レベルが低い第２領域Ａ１２を含んでおり、低放射化領域Ａ２が第３領域Ａ２１、及び第３領域Ａ２１よりも放射化レベルが低い第４領域Ａ２２を含む。一例として、第１領域Ａ１１がＬ１のコンクリートＣ、第２領域Ａ１２がＬ２のコンクリートＣ、第３領域Ａ２１がＬ３のコンクリートＣ、第４領域Ａ２２がＣＬのコンクリートＣに相当する。

上記の第１領域Ａ１１、第２領域Ａ１２、第３領域Ａ２１及び第４領域Ａ２２のようなコンクリートＣの放射化度の分布は、例えば、予め把握されている。放射化度の分布の把握の方法としては、放射化計算によってコンクリートＣの各部の放射化度を計算する方法でもよいし、コンクリートＣの一部を抽出して分析するコア分析によるものであってもよい。本実施形態では、コンクリートＣの放射化度の分布が予め把握された状態で、放射化度が高い箇所のコンクリートＣを選択的に斫り取る。

図１及び図２に示されるように、本実施形態に係る解体撤去装置１は、コンクリートＣの高放射化された部分を選択的に斫ることが可能であって、コンクリートＣの表面Ｃ１に対向する位置に設けられる。例えば、解体撤去装置１は原子炉Ｎの縦穴Ｎ１に設けられる作業用マニピュレータ５と、コンクリートＣの表面Ｃ１に対向する高圧液化ガス噴射装置１０とを備える。

図２に示されるように、作業用マニピュレータ５は、鉛直方向Ｄ１に延在するワイヤ５ｂに取り付けられている。例えば、作業用マニピュレータ５は、ワイヤ５ｂに吊り下げられるカッタ及びレーザを含む切削装置５ｃと、コンクリートＣの上面Ｃ２に配置されており上面Ｃ２からワイヤ５ｂを介して切削装置５ｃ及び高圧液化ガス噴射装置１０を支持する支持機構５ｄとを有する。高圧液化ガス噴射装置１０は、例えば、切削装置５ｃの下方に設けられる。

切削装置５ｃは、例えば、先端にカッタ又はレーザが取り付けられる複数のアーム５ｋを有する。一例として、複数のアーム５ｋが円筒状の表面Ｃ１の周方向に並ぶように配置されてもよい。一例として、支持機構５ｄは、上面Ｃ２に載せられる板状部材５ｆと、板状部材５ｆに載せられる筒状部材５ｇとを備える。

筒状部材５ｇは、上下一対に設けられる環状部５ｈと、一対の環状部５ｈを互いに接続する複数の柱部５ｊとを有する。例えば、複数の柱部５ｊの間に形成された空間にはコンクリートＣの解体のための設備が配置される。以上、作業用マニピュレータ５の例について説明したが、作業用マニピュレータ５の構成は上記の例に限られず適宜変更可能である。

解体撤去装置１は、例えば、高圧液化ガス噴射装置１０から延びる接続部材６と、接続部材６を介してコンクリートＣの上面Ｃ２に設けられたタンク７とを備えてもよい。タンク７は接続部材６を介して高圧液化ガス噴射装置１０に接続されている。タンク７は高圧液化ガス噴射装置１０に高圧液化ガスＧ（図６参照）を供給するタンクであって、接続部材６は高圧液化ガス噴射装置１０への高圧液化ガスの供給路、及び高圧液化ガス噴射装置１０によって解体されたコンクリートＣが通るコンクリートＣの回収路を含んでいる。

解体撤去装置１は、例えば、上面Ｃ２において接続部材６に接続されたポンプ８及び集塵機９を備えていてもよい。ポンプ８は、接続部材６を介してタンク７に貯留されている高圧液化ガスＧを高圧液化ガス噴射装置１０に供給する。集塵機９には、接続部材６を介して高圧液化ガス噴射装置１０から解体されたコンクリートＣが集められる。集塵機９は、例えば、高圧液化ガス噴射装置１０によって解体されて粉粒体Ｐ（図７（ｂ）、図７（ｃ）及び図８参照）とされたコンクリートＣを回収する。

高圧液化ガス噴射装置１０（後述するフード部１１）は、コンクリートＣの表面Ｃ１に沿って移動可能とされており、移動しながら表面Ｃ１に高圧液化ガスＧを噴射してコンクリートＣを斫る。高圧液化ガス噴射装置１０は、例えば、ワイヤ５ｂによって移動可能に支持されている。高圧液化ガス噴射装置１０は、例えば、鉛直方向及び水平方向の双方に移動自在とされている。

例えば、高圧液化ガス噴射装置１０は原子炉Ｎの外部から遠隔操作（遠隔監視）されて移動し、コンクリートＣに対する高圧液化ガスＧの噴射を行う。また、高圧液化ガス噴射装置１０は表面Ｃ１に沿って自動で移動してもよく、この場合、コンクリートＣの斫り作業の省力化に寄与する。

図３は、高圧液化ガス噴射装置１０を示す斜視図である。図４は、図３とは異なる方向から見た高圧液化ガス噴射装置１０の斜視図である。図３及び図４に示されるように、高圧液化ガス噴射装置１０は、コンクリートＣの表面Ｃ１を覆うフード部１１と、フード部１１の内部空間１１ｊに配置されておりコンクリートＣの表面Ｃ１に高圧液化ガスＧを噴射する噴射機構１２と、斫られたコンクリートＣを回収する回収機構１３とを備える。

フード部１１は、例えば、矩形箱状を呈する。フード部１１の鉛直方向Ｄ１の長さＬ１、フード部１１の第１方向Ｄ２の長さＬ２、及びフード部１１の第２方向Ｄ３の長さＬ３は、例えば、１５００ｍｍ以下である。第１方向Ｄ２は鉛直方向Ｄ１に交差（例えば直交）する方向であり、第２方向Ｄ３は鉛直方向Ｄ１及び第１方向Ｄ２の双方に交差（例えば直交）する方向である。

一例として、第１方向Ｄ２はフード部１１の幅方向であり、第２方向Ｄ３はフード部１１の奥行方向である。また、第１方向Ｄ２はコンクリートＣの表面Ｃ１に沿う方向であり、第２方向Ｄ３はコンクリートＣの表面Ｃ１に交差（例えば直交）する方向であってもよい。

噴射機構１２は、フード部１１に覆われたコンクリートＣの部位に高圧液化ガスＧを噴射してコンクリートＣを斫る。噴射機構１２によって斫られたコンクリートＣはフード部１１の内部空間１１ｊにおいて回収機構１３によって回収される。例えば、フード部１１は、鉛直方向Ｄ１の上方に向けられる天面部１１ｂと、第１方向Ｄ２に向けられる一対の側面部１１ｃと、表面Ｃ１の反対側（フード部１１の奥行方向）に向けられる背面部１１ｄと、表面Ｃ１に当てられる開口部１１ｆと、天面部１１ｂの反対側を向く底面部１１ｇとを有する。なお、以降では、フード部１１の開口部１１ｆが設けられる方向を「前」、フード部１１の背面部１１ｄが設けられる方向を「後」として説明することがある。しかしながら、これらの方向は、説明の便宜上のものであって、物の配置位置等を限定するものではない。

天面部１１ｂは、例えば、第１方向Ｄ２及び第２方向Ｄ３の双方に延在する平板状を呈する。また、一対の側面部１１ｃのそれぞれは、鉛直方向Ｄ１及び第２方向Ｄ３の双方に延びる平板状を呈しており、例えば、背面部１１ｄは鉛直方向Ｄ１及び第１方向Ｄ２の双方に延びる平板状を呈する。一例として、６つの面を有するフード部１１では、当該６つの面のうち開口部１１ｆ以外の５つの面が塞がれた構成とされている。

図５は、高圧液化ガス噴射装置１０を第１方向Ｄ２に沿って見た高圧液化ガス噴射装置１０の側面図である。図３～図５に示されるように、高圧液化ガス噴射装置１０は、傾斜部１４を備える。傾斜部１４は、フード部１１の底面部１１ｇに形成されており開口部１１ｆから離れるに従って斜め下方に延在している。

フード部１１の内部空間１１ｊには、噴射機構１２によって高圧液化ガスＧが噴射されて斫られたコンクリートＣが回収される。例えば、傾斜部１４（傾斜部１４の内側）には、回収機構１３によって回収しきれなかったコンクリートＣの粉粒体Ｐ（図７（ｂ）、図７（ｃ）及び図８参照）が蓄積される。このように、開口部１１ｆから離れるに従って斜め下方に延在する傾斜部１４をフード部１１が備えることにより、斫られたコンクリートＣがフード部１１の外部に漏れることを抑制することができる。

フード部１１は、例えば、開口部１１ｆを構成する複数のバネ部１５を備える。バネ部１５の材料は、例えば、ナイロン及びゴムの少なくともいずれかを含む。複数のバネ部１５は、開口部１１ｆの全周にわたって配置されている。すなわち、複数のバネ部１５は、開口部１１ｆに沿って並ぶように配置されている。複数のバネ部１５は、鉛直方向Ｄ１に沿って並ぶように配置されると共に、第１方向Ｄ２に沿って並ぶように配置されている。

バネ部１５は、例えば、開口部１１ｆを形成する第１板部１５ｂと、第１板部１５ｂの後側に位置する第２板部１５ｃと、第２板部１５ｃの上方において第２方向Ｄ３に伸縮するバネ１５ｄと、第２板部１５ｃに対して上方に延在すると共にバネ１５ｄを伸縮可能に支持する支持板１５ｆとを有する。

一例として、第１板部１５ｂの前側に向けられる端面が鉛直方向Ｄ１及び第１方向Ｄ２のそれぞれに沿って並ぶことによって開口部１１ｆが形成されている。バネ部１５は、例えば、複数のバネ１５ｄ、及び複数の支持板１５ｆを含んでいる。以上、バネ部１５の構成の例について説明したが、バネ部１５の構成は上記の例に限定されない。

各バネ部１５（バネ１５ｄ）は、第２方向Ｄ３に沿って伸縮可能とされている。開口部１１ｆに外力が付与されていない状態では、図３に示されるように、開口部１１ｆは矩形状を呈する。しかしながら、開口部１１ｆに後方への外力が付与されると、外力が付与された部分のバネ部１５が後方に移動して開口部１１ｆが変形する。

このように、複数のバネ部１５のそれぞれが後方に移動可能とされていることにより、開口部１１ｆが表面Ｃ１の凹凸部に当てられた場合であっても、当該凹凸部の形状に開口部１１ｆを追従させることができる。これにより、当該凹凸部に開口部１１ｆが当てられたとしても当該凹凸部の形状に開口部１１ｆを追従できるので、表面Ｃ１をより確実に封止して斫られたコンクリートＣの粉粒体Ｐがフード部１１の外部に漏れることをより確実に抑制できる。

図３及び図４に示されるように、噴射機構１２は、例えば、高圧液化ガスＧを噴射する矩形箱状の噴射部１７と、フード部１１の内部空間１１ｊにおいて噴射部１７を移動させる移動機構１２ｃとを有する。移動機構１２ｃは、例えば、噴射部１７を支持する支持部材１２ｄと、支持部材１２ｄを第１方向Ｄ２に沿って移動可能に支持する第１レール部１２ｆと、第１レール部１２ｆを鉛直方向Ｄ１に沿って移動可能に支持する第２レール部１２ｇとを有する。

第２レール部１２ｇはフード部１１の内部空間１１ｊにおいて固定されている。第２レール部１２ｇに対して第１レール部１２ｆを鉛直方向Ｄ１に沿って移動させると共に、第１レール部１２ｆに対して支持部材１２ｄを第１方向Ｄ２に沿って移動させることにより、開口部１１ｆのあらゆる部分に噴射部１７を対向させることが可能となる。

回収機構１３は、噴射機構１２がコンクリートＣの表面Ｃ１に高圧液化ガスＧを噴射して粒状化したコンクリートＣを回収する。回収機構１３は、噴射部１７の内部空間１２ｈに連通する第１管状部１３ｂと、フード部１１の側面部１１ｃからフード部１１の外方に延び出す第２管状部１３ｃとを有する。

第１管状部１３ｂは、噴射機構１２から延び出すと共に側面部１１ｃを貫通してフード部１１の外方に延び出している。回収機構１３は、フード部１１の外部において第１管状部１３ｂ及び第２管状部１３ｃを合流させる第３管状部１３ｄを有する。第１管状部１３ｂの一端は噴射部１７の内部空間１２ｈに連通すると共に、第２管状部１３ｃの一端はフード部１１の内部空間１１ｊに連通している。

回収機構１３は、例えば、第３管状部１３ｄのフード部１１との反対側に設けられた排風機（不図示）を更に備える。この排風機によってフード部１１の内部空間１１ｊの粉粒体Ｐ、及び噴射部１７の内部空間１２ｈの粉粒体Ｐの双方が吸引される。すなわち、排風機の作動によって、内部空間１１ｊの粉粒体Ｐが第２管状部１３ｃを介して第３管状部１３ｄに吸引されると共に、内部空間１２ｈの粉粒体Ｐが第１管状部１３ｂを介して第３管状部１３ｄに吸引される。第３管状部１３ｄに吸引された粉粒体Ｐは、例えば、前述した接続部材６を介して集塵機９に集められる。

高圧液化ガス噴射装置１０は、フード部１１と、フード部１１の内部に配置された噴射部１７を備えることにより、粉粒体Ｐの吸引のための二重構造が形成される。すなわち、噴射部１７の内部空間１２ｈの粉粒体Ｐが第１管状部１３ｂに吸引されて噴射部１７及びフード部１１の外部に排出される。

第１管状部１３ｂを介して吸引しきれなかった粉粒体Ｐは第２管状部１３ｃに吸引されてフード部１１の外部に排出される。更に、第２管状部１３ｃを介して吸引しきれなかった粉粒体Ｐは傾斜部１４に蓄積される。従って、高圧液化ガス噴射装置１０はコンクリートＣの粉粒体Ｐの回収のための三重構造（第１管状部１３ｂ、第２管状部１３ｃ及び傾斜部１４の三重構造）を備える。従って、粉粒体ＰとされたコンクリートＣのフード部１１からの漏れを抑制して粉粒体Ｐを一層確実に回収できる。

次に、図６を参照しながら、噴射部１７の詳細な構造について説明する。図６は、噴射機構１２の噴射部１７を拡大した斜視図である。例えば、噴射部１７は、鉛直方向Ｄ１の上方に向けられる天面部１７ｂと、第１方向Ｄ２に向けられる一対の側面部１７ｃと、表面Ｃ１に対向する開口部１７ｆと、天面部１７ｂの反対側を向く底面部１７ｇとを有する。

一例として、噴射部１７は６つの面を有し、当該６つの面のうち開口部１７ｆ以外の５つの面が塞がれた状態とされている。開口部１７ｆの内側は後方に窪んでおり、この窪んだ部分には開口１７ｊが形成されている。一例として、開口１７ｊは円形状を呈する。開口１７ｊの内側には、高圧液化ガスＧを噴射するノズル１７ｈが配置されている。

噴射部１７は、例えば、開口部１７ｆを構成する複数のバネ部１８を備えてもよい。複数のバネ部１８のそれぞれは、開口部１７ｆの全周にわたって配置されている。すなわち、複数のバネ部１８は、開口部１７ｆに沿って並ぶように配置されている。複数のバネ部１８は、鉛直方向Ｄ１に沿って並ぶように配置されると共に、第１方向Ｄ２に沿って並ぶように配置されている。

バネ部１８の構成は、例えば、前述したバネ部１５の構成と同様とすることが可能である。しかしながら、例えばバネ部１８の大きさはバネ部１５よりも小さいので、バネ部１８の図示については簡略化している。各バネ部１８は、第２方向Ｄ３に沿って伸縮可能とされている。開口部１７ｆに外力が付与されていない状態では、開口部１７ｆは矩形状を呈する。

しかしながら、開口部１７ｆに後方への外力が付与されると、外力が付与された部分のバネ部１８が後方に移動して開口部１７ｆが変形する。従って、前述したバネ部１５と同様、複数のバネ部１８が後方に移動可能とされていることにより，コンクリートＣの表面Ｃ１の凹凸部に開口部１７ｆを追従させることができる。

その結果、噴射部１７では、フード部１１と同様、表面Ｃ１を確実に封止して斫られたコンクリートＣの粉粒体Ｐが噴射部１７の外部に漏れることを抑制することができる。噴射部１７のノズル１７ｈは、高圧液化ガスＧが噴射される噴射孔１７ｋを有する。

高圧液化ガスＧは、例えば、液化点（沸点）が－１９６℃である高圧液体窒素である。この場合、高圧液化ガスＧは、窒素ガスが冷凍サイクルを経て液化されたものとされており、気化するときに６００倍～７００倍程度に膨張する。本実施形態では、高圧液化ガスＧが気化するときのエネルギーによって放射化されたコンクリートＣが選択的に斫られる。

図７（ａ）、図７（ｂ）及び図７（ｃ）は、高圧液化ガスＧが噴射されてコンクリートＣが斫られる状態を模式的に示すコンクリートＣの縦断面図である。図６及び図７（ａ）に示されるように、噴射部１７からコンクリートＣの表面Ｃ１に高圧液化ガスＧを噴射すると、噴射された高圧液化ガスＧが表面Ｃ１において気化及び膨張する。

図７（ｂ）及び図７（ｃ）に示されるように、高圧液化ガスＧがコンクリートＣの表面Ｃ１において気化及び膨張すると、その気化膨張時の爆発的なエネルギーによって表面Ｃ１のコンクリートＣが破砕する。図７（ｃ）及び図８に示されるように、破砕されたコンクリートＣは粉粒体Ｐとなる。

図８は、粉粒体Ｐとして斫られたコンクリートＣを示している。本開示において「粉粒体」とは、粉体及び粒体（粒状体）を示しており、例えば、破砕されて粉体又は粒体とされたコンクリートを含んでいる。粉粒体Ｐの径（直径）は、例えば、数μｍ以上且つ３０ｍｍ以下である。また、噴射部１７からの高圧液化ガスＧの噴射による斫り範囲（斫られるコンクリートＣの幅）Ｗは、例えば３ｃｍ以上且つ７ｃｍ以下（一例として５ｃｍ程度）である。従って、フード部１１及び回収機構１３によって粉粒体Ｐの回収を容易に行うことができる。

次に、本実施形態に係る解体撤去方法の例について図９のフローチャートを参照しながら説明する。図９は、図１及び図２に例示される原子炉ＮのコンクリートＣを解体する解体方法の工程の例を示している。最初に、原子炉Ｎの縦穴Ｎ１に接続部材６（又はワイヤ５ｂ）を介して高圧液化ガス噴射装置１０を下ろすと共に、レーザ及びカッタを作業用マニピュレータ５に取り付けてワイヤ５ｂを介して縦穴Ｎ１に作業用マニピュレータ５を下ろす。

まず、原子炉Ｎの縦穴Ｎ１のライニングを作業用マニピュレータ５のレーザによって切断してライニングを剥がし取る（ステップＳ１）。次に、図７（ａ）に示されるように、斫る対象のコンクリートＣが存在する箇所に解体撤去装置１が高圧液化ガス噴射装置１０を移動させて当該箇所のコンクリートＣの表面Ｃ１を覆って密閉する（覆う工程、ステップＳ２）。このとき、フード部１１の開口部１１ｆをコンクリートＣの表面Ｃ１に押し当てることによってコンクリートＣの表面Ｃ１を密閉する。

コンクリートＣの表面Ｃ１を密閉した状態では、噴射部１７がコンクリートＣの表面Ｃ１に高圧液化ガスＧを噴射してコンクリートＣを斫る（斫る工程、ステップＳ３）。図７（ｂ）及び図７（ｃ）に示されるように、高圧液化ガスＧが噴射された箇所のコンクリートＣが破砕されて粉粒体Ｐとなり、粉粒体Ｐが回収される（回収する工程）。

そして、フード部１１の内部に回収された粉粒体Ｐを吸引する（吸引する工程、ステップＳ４）。具体的には、噴射部１７の内部空間１２ｈの粉粒体Ｐを第１管状部１３ｂ及び第３管状部１３ｄを介して吸引すると共に、フード部１１の内部空間１１ｊの粉粒体Ｐを第２管状部１３ｃ及び第３管状部１３ｄを介して吸引する。吸引しきれなかった粉粒体Ｐは傾斜部１４に蓄積される。

以上のように高圧液化ガスＧの噴射によってコンクリートＣを斫ると共に、コンクリートＣの内部の鉄筋を作業用マニピュレータ５のカッタによって切断する（ステップＳ５）。一方、前述の工程で吸引した粉粒体Ｐを廃棄物収納容器に収納する（収納する工程、ステップＳ６）。そして、廃棄物収納容器に収納された粉粒体Ｐを原子炉Ｎから撤去して（ステップＳ７）、一連の工程が完了する。

次に、本実施形態に係る解体撤去方法及び解体撤去装置１から得られる作用効果について説明する。本実施形態に係る解体撤去方法及び解体撤去装置１では、高圧液化ガス噴射装置１０が高線量で放射化されたコンクリートＣの表面Ｃ１に沿って移動しながら表面Ｃ１に高圧液化ガスＧを噴射してコンクリートＣを斫る。従って、高圧液化ガス噴射装置１０による高圧液化ガスＧの噴射によってコンクリートＣを斫ることができるので、高圧液化ガス噴射装置１０の遠隔操作を容易に行うことができる。

本実施形態の解体撤去方法及び解体撤去装置１では、斫る工程において、コンクリートＣは高圧液化ガスＧの噴射によって粉粒体Ｐとして破砕される。従って、高圧液化ガスＧの噴射によってコンクリートＣを粉粒体Ｐとして細かく破砕することができるので、放射化レベルが高いコンクリートＣ（例えば、Ｌ１のコンクリートＣのみ、又はＬ２のコンクリートＣのみ）を選択的に斫ることができる。

よって、放射化レベルが高いコンクリートＣを放射化レベルが低いコンクリートＣと分離して斫る工程を実行できるので、放射化レベルが高いコンクリートＣへの放射化レベルが低いコンクリートＣの混入を抑制してコンクリートＣの処分費用を低減させることができる。

また、コンクリートＣが粉粒体Ｐとして破砕されることにより、破砕されたコンクリートＣを廃棄物収納容器に容易に収納することができる。更に、噴射された高圧液化ガスＧは、コンクリートＣを斫るときに気化するため、２次廃棄物とならない。従って、２次廃棄物の量を低減させることができる。

本実施形態に係る解体撤去方法及び解体撤去装置１は、高圧液化ガス噴射装置１０のフード部１１でコンクリートＣの表面Ｃ１を覆う工程を備えてもよく、斫る工程では、フード部１１で覆われたコンクリートＣの表面Ｃ１に高圧液化ガスＧを噴射してコンクリートＣを斫り、回収する工程では、フード部１１で覆われると共に粉粒体Ｐとして破砕されているコンクリートＣを回収してもよい。

ところで、従来行われていたようにブロック状にコンクリートを切断する場合、切断中に放射化したコンクリートの粉塵が飛散するので、放射化された粉塵の回収が難しいという問題が生じうる。これに対し、本実施形態の解体撤去方法及び解体撤去装置１では、高圧液化ガス噴射装置１０のフード部１１でコンクリートＣの表面Ｃ１を覆った状態でコンクリートＣを斫り、フード部１１で覆われたコンクリートＣの粉粒体Ｐを回収する。従って、コンクリートＣの破砕及び回収をフード部１１の内部空間１１ｊで行うことができるので、斫ったコンクリートＣの回収を容易に行うことができる。

図７（ａ）、図７（ｂ）及び図７（ｃ）に示されるように、フード部１１は、コンクリートＣの表面Ｃ１から離れるに従って斜め下方に延在する傾斜部１４を備えてもよく、回収する工程では、斫る工程において粉粒体Ｐとして破砕されたコンクリートＣが傾斜部１４に蓄積してもよい。この場合、斫ったコンクリートＣの粉粒体Ｐがフード部１１の傾斜部１４に蓄積されるので、斫ったコンクリートＣの回収を一層容易に行うことができる。

本実施形態に係る解体撤去方法及び解体撤去装置１は、回収する工程において回収されたコンクリートＣを吸引する工程と、吸引する工程において吸引されたコンクリートＣを廃棄物容器に収納する工程を備えてもよい。この場合、回収したコンクリートＣが吸引されて廃棄物容器に収納されるので、廃棄物収納容器へのコンクリートＣの粉粒体Ｐの吸引及び収納を一層容易に行うことができる。

前述したように、高圧液化ガスＧは高圧液体窒素であってもよく、斫る工程では、高圧液体窒素を表面Ｃ１に噴射してコンクリートＣを斫ってもよい。この場合、高圧液体窒素は不燃性を有するため、高圧液化ガスＧの取り扱いを容易に行うことができる。更に、高圧液体窒素は、高い気化力を有し、コンクリートＣの表面Ｃ１に噴射されたときのジェット効率を高めることができるので、コンクリートＣの斫りを効率よく行うことができる。

図１に示されるように、コンクリートＣは、放射線量が一定量以上であってコンクリートＣの表面Ｃ１側に位置する高放射化領域Ａ１と、放射線量が一定量未満であって高放射化領域Ａ１の表面Ｃ１の反対側に位置する低放射化領域Ａ２と、を含んでおり、斫る工程では、コンクリートＣの高放射化領域Ａ１のみを選択的に斫ってもよい。この場合、斫る工程において、コンクリートＣの表面Ｃ１側に位置する高放射化領域Ａ１のみが選択的に斫られるので、放射化レベルが高い高放射化領域Ａ１を低放射化領域Ａ２から分離して斫ることができる。従って、高放射化領域Ａ１のみを選択的に斫って低放射化領域Ａ２とは別の方法で処分することができるので、コンクリートＣの処分費用を低減させることができる。

以上、本開示に係る解体撤去方法及び解体撤去装置の実施形態について説明した。しかしながら、本開示は、前述した実施形態に限定されるものではない。本開示は、特許請求の範囲に記載した要旨を変更しない範囲において種々の変形が可能である。すなわち、解体撤去装置の各部の構成、形状、大きさ、材料、数及び配置態様、並びに、解体撤去方法の各工程の内容及び順序は、上記の要旨を変更しない範囲において適宜変更可能である。

前述の実施形態では、矩形状を呈する開口部１１ｆを有するフード部１１を備えた高圧液化ガス噴射装置１０について説明した。しかしながら、高圧液化ガス噴射装置のフード部の開口部の形状は、矩形状に限られず、適宜変更可能である。例えば、湾曲したコンクリートの表面に沿うように、円弧状に湾曲していてもよい。

更に、本開示に係る高圧液化ガス噴射装置は、フード部を有しない高圧液化ガス噴射装置であってもよい。また、前述の実施形態では、ナイロン及びゴムの少なくともいずれかを含むバネ部１５について説明した。しかしながら、フード部の開口部を構成するバネ部の材料は、ナイロン又はゴムに限られず、適宜変更可能である。

前述の実施形態では、コンクリートＣの放射化度の分布が予め把握されており、予め把握されている高い放射化度のコンクリートＣを斫り取る例について説明した。しかしながら、例えば、作業用マニピュレータ５に取り付けられた検知棒がコンクリートＣの放射化度を測定しながら放射化度が高いコンクリートＣを選択的に斫り取ってもよい。このようにコンクリートＣの放射化度を測定するタイミングは特に限定されない。また、例えば、ＢＩＭ（Building Information Management）によってコンクリートＣの放射化度と放射化領域の情報が予め構築されていてもよく、ＢＩＭに構築されたデータと解体撤去装置１とを連動させて自動的に高圧液化ガス噴射装置１０を操作してもよい。この場合、コンクリートＣの斫り取りの全自動化が可能となる。

前述の実施形態では、高圧液化ガスＧが高圧液化窒素である例について説明した。しかしながら、高圧液化ガスは液化窒素以外のものであってもよい。例えば、高圧液化ガスは、高圧液化空気、又は高圧液化酸素であってもよい。酸素の液化点（沸点）は－１８３℃であり窒素よりも高いため、取り扱いをしやすいという利点がある。

前述の実施形態では、加圧水型原子炉（ＰＷＲ：Pressurized Water Reactor）である原子炉ＮのコンクリートＣを斫る例について説明した。ＰＷＲは、高放射化している箇所が多いため、前述した実施形態に係る解体撤去方法及び解体撤去装置１が特に有効となりうる。しかしながら、本開示に係る解体撤去方法及び解体撤去装置が適用される対象は、ＰＷＲに限られず特に限定されない。例えば、本開示に係る解体撤去方法及び解体撤去装置は、沸騰水型原子炉（ＢＷＲ：Boiling Water Reactor）に適用されてもよいし、原子炉以外の構造物に適用されてもよい。

１…解体撤去装置、２…生体遮蔽体、３…圧力容器、５…作業用マニピュレータ、５ｂ…ワイヤ、５ｃ…切削装置、５ｄ…支持機構、５ｆ…板状部材、５ｇ…筒状部材、５ｈ…環状部、５ｊ…柱部、５ｋ…アーム、６…接続部材、７…タンク、８…ポンプ、９…集塵機、１０…高圧液化ガス噴射装置、１１…フード部、１１ｂ…天面部、１１ｃ…側面部、１１ｄ…背面部、１１ｆ…開口部、１１ｇ…底面部、１１ｊ…内部空間、１２…噴射機構、１２ｃ…移動機構、１２ｄ…支持部材、１２ｆ…第１レール部、１２ｇ…第２レール部、１２ｈ…内部空間、１３…回収機構、１３ｂ…第１管状部、１３ｃ…第２管状部、１３ｄ…第３管状部、１４…傾斜部、１５…バネ部、１５ｂ…第１板部、１５ｃ…第２板部、１５ｄ…バネ、１５ｆ…支持板、１７…噴射部、１７ｂ…天面部、１７ｃ…側面部、１７ｆ…開口部、１７ｇ…底面部、１７ｈ…ノズル、１７ｊ…開口、１７ｋ…噴射孔、１８…バネ部、Ａ１…高放射化領域、Ａ２…低放射化領域、Ａ１１…第１領域、Ａ１２…第２領域、Ａ２１…第３領域、Ａ２２…第４領域、Ｃ…コンクリート、Ｃ１…表面、Ｃ２…上面、Ｄ１…鉛直方向、Ｄ２…第１方向、Ｄ３…第２方向、Ｇ…高圧液化ガス、Ｎ…原子炉、Ｎ１…縦穴、Ｐ…粉粒体、Ｗ…範囲。

Claims (7)

1. 高線量で放射化されたコンクリートを解体撤去する解体撤去方法であって、
   前記コンクリートの表面に沿って高圧液化ガス噴射装置が移動しながら前記表面に高圧液化ガスを噴射して前記コンクリートを斫る工程と、
   前記斫る工程において斫られた前記コンクリートを回収する工程と、
   を備え、
   前記斫る工程では、前記高圧液化ガスを噴射することによって前記コンクリートを粉粒体として破砕し、
   前記回収する工程では、前記粉粒体として破砕された前記コンクリートを回収する、
   解体撤去方法。
2. 前記高圧液化ガス噴射装置のフード部で前記コンクリートの表面を覆う工程を備え、
   前記斫る工程では、前記フード部で覆われた前記コンクリートの表面に高圧液化ガスを噴射して前記コンクリートを斫り、
   前記回収する工程では、前記フード部で覆われると共に前記粉粒体として破砕されている前記コンクリートを回収する、
   請求項１に記載の解体撤去方法。
3. 前記フード部は、前記コンクリートの表面から離れるに従って斜め下方に延在する傾斜部を備え、
   前記回収する工程では、前記斫る工程において前記粉粒体として破砕された前記コンクリートが前記傾斜部に蓄積する、
   請求項２に記載の解体撤去方法。
4. 前記回収する工程において回収されたコンクリートを吸引する工程と、
   前記吸引する工程において吸引されたコンクリートを廃棄物容器に収納する工程を備える、
   請求項１～３のいずれか一項に記載の解体撤去方法。
5. 前記高圧液化ガスは高圧液体窒素であり、
   前記斫る工程では、前記高圧液体窒素を前記表面に噴射して前記コンクリートを斫る、
   請求項１～４のいずれか一項に記載の解体撤去方法。
6. 前記コンクリートは、放射線量が一定量以上であって前記コンクリートの前記表面側に位置する高放射化領域と、放射線量が前記一定量未満であって前記高放射化領域の前記表面の反対側に位置する低放射化領域と、を含んでおり、
   前記斫る工程では、前記コンクリートの前記高放射化領域のみを選択的に斫る、
   請求項１～５のいずれか一項に記載の解体撤去方法。
7. 高線量で放射化されたコンクリートを解体撤去する解体撤去装置であって、
   前記コンクリートの表面に沿って移動する高圧液化ガス噴射装置を備え、
   前記高圧液化ガス噴射装置は、前記表面に沿って移動しながら前記表面に高圧液化ガスを噴射して前記コンクリートを粉粒体として破砕することにより、前記コンクリートを斫る、
   解体撤去装置。
   
   

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