JPH032595A - マイクロ波照射による放射能汚染コンクリート表層部の剥離除去装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は７　コンクリート表層部の破砕剥離除去装置に
関し、特に放射性物質で汚染した原子炉施設のコンクリ
ート表層部の剥離除去に適した装置に関する。

（従来の技術） 従来のコンクリート表面の剥離においては、■超硬合金
製のカンクープレートあるいはタガヱビソトを回転また
は」二下動させてコンクリ−１・面を打撃し、その衝撃
力で表面を研り取る機械的破砕工法、■砂や金属粒子等
の研削材を高圧水あるいは圧縮空気とともに噴射ノズル
より吹き付けて表面を研削するプラス１−工法、■コン
クリート・に穿孔しあるいは溝を切り込み、孔または溝
の中に化学的な膨張剤を充填し、膨張剤の化学反応によ
る体積増加に伴う内部応力を利用して破砕する化学反応
利用の破砕法、■火炎をコンクリート表面に吹き付けて
表面コンクリートを加熱して劣化させ、崩壊させる熱的
破砕法などが用いられている。

機械的な破砕では、カッターブレードあるいはタガネビ
ットをコンクリ−１・面に押し付け、破砕に必要な機械
的力を加えなければならないために、鉛直面（壁）ある
いは天井スラブの表層部剥離に対する適用が困難である
。

プラス１〜工法では、研削深さが浅く、表面のモルタル
の除去は出来るが、骨材の研削除去が困難である。また
、使用した研削材が２次廃棄物となり、廃棄物量が増え
る。

化学反応利用の破砕法は、膨張剤充填口の穿孔あるいは
削溝が必要であり、また、使用する膨張剤が２次廃棄物
となる。

熱的破砕法では、放射能汚染を拡散し、高温の有害ガス
の発生及び放射能１７；染物質のガス化飛散を生ずる。

（発明が解決しようとする課題） 従来のコンクリ−１・表層部剥離工法では、切削、打撃
、穿孔あるいは削溝を必要とするためコンクリート面に
機械的な力を加える必要がある。従来工法による床コン
クリーＩ−表層部剥離時の反力は装置の自重で受は止め
ることが容易であるが、壁面や天井スラブの破砕剥離の
場合には、破砕装置を所要の位置に支持すると同時に、
破砕剥離対象面へ反力以上の力で装置を押しイ」げなげ
ればならない。このために、従来の工法の多くは一つの
装置で床、壁、天井あるいはコーナ一部のコンクリート
表層部の破砕剥離を行うことは困難である。

従って、什宝コンクリ−１へ表面の全ての汚染面の破砕
剥離除去を行うには、床面用、壁面用あるいは天井用と
い・うように数種類の破砕剥離装置を必要とする。

また、汚染したコンクリート破砕片及び粉塵は、汚染の
拡散防止のために破砕と同時に回収除去しなければなら
ない。

従来の機械的工法では、コンクリ−１・面を機械的に激
しく打撃するために破砕片及び粉塵が飛散しやすい。そ
の他の従来工法では、研削材、膨張剤等の２次廃棄物の
発生を伴いあるいは燃焼ガスや放射性汚染物質のガス化
等で空気ン石染を生ずる。

本発明は、原子炉施設の床、壁、天井、コーナ部等の汚
染したコンクリート表層部の剥離に際して、直接機械的
に接触することなく剥離時に反力を受けることもなく、
また、２次廃棄物の発生もなく除去するのに適用出来る
マイクロ波照射コンクリート表層部破砕剥離除去装置を
提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 上記課題を解決するために、本発明においては、マイク
ロ波発生器と、該マイクロ波発生器によって発生された
マイクロ波をコンクリート表面に放射する電磁ボーンと
、該マイクロ波発生器及び電磁ホーンを水平方向及び垂
直方向に移動自在に担持する移動装置とからコンクリー
ト表層部の剥顛１除去装置を構成している。

更に２．可撓性の導波管、伸縮自在の導波管若しくは旋
回自在の導波管又はこれらの組合わせからなり、該マイ
クロ波発生器によって発生されたマイクロ波を該電磁ホ
ーンに導くための導波装置を設けることもできる。

また、該電磁ポーンの先端に装着されて破砕片及び粉塵
を回収し且つこれらの飛散を防止する回収・飛散防止治
具、及び前記回収・飛散防止治具によって回収された破
砕片及び粉塵を吸引して回収除去する回収装置とを含む
こともできる。

（作　用） 本発明は、マイクロ波電力による誘電加熱でコンクリー
トを局部的に急速加熱を行い、加熱部とその周辺部との
間に熱応力歪を発生させるとともに、コンクリート表層
中に含まれる水を気化膨張させてコンクリート表層部を
破砕剥離することムこ基づく。また、その際に汚染表面
に装置を接触させることなく破砕剥離し、同時に破砕片
及び粉塵を回収除去できるようにしたものである。

マイクロ波発振器からマイクロ波をコンクリド表面に向
けて照射する電磁ホーンの先端（マイクロ波放射口）と
コンクリート表面との間を１〜２ｃｍ離した位置に保持
して、コンクリート表面に沿って移動させながらマイク
ロ波を照射し、マイクロ波電力によりコンクリートを誘
電加熱で急速に局部的に加熱することによって生ずる加
熱部とその周辺部との間の熱応力歪の発生と、コンクリ
ド中に含まれる水を気化膨張させることによって生ずる
内部の水蒸気圧の上昇に伴って生ずるコンクリート表層
部の小破裂で、コンクリート表層部を破砕〃り離除去す
る。

そのために、コンクリ−Ｉ・面に破砕装置を押し付け、
機械的な力を加えて打撃する必要がない。

マイクロ波を発生器より電磁ホーンまで導くための可撓
性の導波管、伸縮可能な導波管、旋回できる導波管を使
用しており、マイクロ波放射口を下向き、横向き、上向
きあるいは斜め方向へ変えることが容易となり、一つの
装置で什宝コンクリート表面の全ての汚染面（床、壁、
天井あるいはコーナ一部）の破砕剥離除去に適用出来る
。

マイクロ波電力による誘電加熱で生ずるコンクリート内
部の水蒸気圧の」二昇あるいは局部加熱による熱膨張の
差による歪の発生によって破砕が起るために、従来工法
で生ずるような研削材、膨張剤、あるいは燃焼ガス等の
２次廃棄物は発生しない。

発生する廃棄物は汚染しているコンクリート表層部の破
砕片と粉塵である。これらは、マイクロ波放射口に取り
付けた破砕片及び粉塵回収・飛散防止治具を通して真空
吸引することδこより、コンクリート表層部の破砕剥離
と同時に回収除去する。

このために、放射能汚染の拡散移行防止、表層部を破砕
剥離除去した跡のコンクリート面の放射性物質による再
汚染防止及び破砕剥離除去装置の放射能汚染防止ならび
に作業者の放射能汚染による被曝を防止することができ
る。

マイクロ波照射による放射能汚染コンクリート表層部破
砕剥離除去法では、コンクリ−１・表面に装置を接触さ
せることなく原子炉施設の汚染したコンクリ−１・表層
部を破砕剥離し除去することが出来るので、コンクリ−
１〜破砕剥離時の反力を受けることがない。

マイクロ波の放射方向を自在にかえることが出来るよう
にするために、従来の固定導波管のがわりに可撓性のあ
る導波管、伸縮可能な導波管、旋回できる導波管あるい
はこれらを適宜組合わせて使用して、一つの装置で什宝
の床、壁、天井あるいはコーナ一部等の汚染したコンク
リート表層部を破砕剥離し除去することが出来る。

マイクロ波放射口に破砕片及び粉塵回収・飛散防止治具
を取り付け、コンクリート表層部破砕剥離時に発生ずる
破砕片及び粉塵を破砕剥離と同時に真空吸引方式により
回収除去するために２次汚染を防止できるとともに、破
砕片がマイクロ波放射口とコンクリート表面との間に挟
まることなくマイクロ波放射口の移動の妨げとなること
がない。

マイクロ波放射口にマイクロ波吸収性の極めて低いテフ
ロン仕切板を挿入することにより、コンクリート破砕片
が電磁ホーン及び導波管内へ侵入することによって発生
ずる異常放電現象の発生を防止することが出来る。

実施± 以下、添付図面を参照しつつ本発明の実施例を詳説する
。

（実施例１） 本発明に係るマイクロ波照射による放射能汚染コンクリ
ート表層部破砕剥離除去装置の概略を第１図に示す。第
１図において、移動装置１は自走式で速度の変更が可能
な車両と、独立して上下動出来る機構ｃマイクロ波発生
器架台）２を有している。架台の上にはマイクロ波発生
器３、旋回可能な導波管４、可撓性のある導波管５、伸
縮できる導波管６、コンクリート表面へマイクロ波を放
射する電磁ホーン７を搭載している。

第２１は電磁ボーン７の先端に取り付ける破砕片及び粉
塵回収・飛散防止治具の概略を示す。電磁ボーン挿入口
には、電磁ホーンの内部へコンクリ−１・破砕片が侵入
するのを防止するためのテフロン仕切板８を配置し、破
砕片及び粉塵を回収除去するだめの真空吸引ノズル９が
設けられている。

回収除去しやすくするために真空吸引ノズル９は傾斜を
付けて取り付け、また空気の取り入れ口１゜を設けた。

さらに、側面には破砕片及び粉塵の飛散を防止するだめ
のスカート１１を取り付けた。

真空吸引・ノズル９にホースを接続し、真空吸引するこ
とによって破砕と同時に破砕片及び粉塵を回収除去する
ことが出来る。

第３図に電磁ホーンの概略を示す。電磁ホーンの先端（
マイクロ波放射口）は矩形をしており、仕切板１３によ
り２つの部屋に分割されている。この部屋の磁界方向の
寸法はλ／２Ｘ（１，１〜１．５）である。ここに、λ
はマイクロ波の波長である。複数の電磁ホーンを第４図
のように束ねて同時にマイクロ波を放射することによっ
てマイクロ波照射野が広くなり、効率よく破砕すること
が出来る。

次に、使用に際しての動作要領の概要を示す。

移動装置１により破砕剥離除去対象コンクリド面に接近
し、上下動機構（マイクロ波発生器架台）２を操作して
所要の高さに保持する。導波管４．５．６を操作してマ
イクロ波放射方向及び電磁ボーンの先端とコンクリート
表面との間の距離を決定する。次に、マイクロ波発生器
からのマイクロ被電ノｊを導波管を介して電磁ホーン７
よりコンクリート面へ放射する。マイクロ波はコンクリ
ート内部へ浸透し、コンクリート中に含まれる水を加熱
する。コンクリ−１〜内部の水蒸気圧が上昇するととも
に、局部加熱のために加熱部とその周辺部との間に熱応
力歪が生じてコンクリート表層部の破砕剥離が起る。破
砕片及び粉塵は破砕と同時に真空吸引し回収除去する。

以上の操作を行いながら、移動装置１あるいは上下動機
構（マイクロ波発生器架台）２を操作して連続的に破砕
剥離除去を行う。

（使用例１） 原子炉施設の中で放射性物質を含んだ水を取り扱う区域
や塵埃等の発生するおそれのある区域内の連室コンクリ
ートは、放射性物質によって汚染することがある。連室
コンクリートの汚染浸透深さは通常数ｍｍ〜１０ｍｍ程
度である。この汚染したコンクリートを取り除くために
は、１０〜２０ｍｍ厚さで表層部を破砕剥離して除去す
る必要がある。

従来の破砕工法であるプレーナー法あるいはスキャブラ
ー法の破砕深さは３〜５ｍｍ程度であり、約２０＋ｎｍ
深さまで破砕するためには同一面を数回繰り返し破砕し
なければならない。

マイクロ波照射による放射能汚染コンクリート表層部破
砕剥離除去法では、−回の破砕でコンクリート表層部を
約２０ｍｍ厚さで破砕剥離し除去することが出来る。こ
の場合、電磁ボーンの先端とコンクリート表面との間の
距離は２０＋＋＋ｍ程度とすることが適当である。

コンクリート表面に近付は過ぎると破砕片がコンクリー
トと電磁ホーンの先端との間に挾まってしまい、電磁ホ
ーンの移動に支障をきたす。一方、離し過ぎるとコンク
リートの破砕剥離深さが浅くなるか、あるいは破砕剥離
が出来なくなる（第５図参照）。

電磁ホーンの移動速度は２〜３ｍｍ／秒が適当である。

速すぎるとコンクリ−１・の破砕剥離深さが浅くなるか
若しくは破砕剥離が出来なくなる（第６図参照）。

また、マイクロ波照射時間とコンクリート内部温度との
関係及び電磁ホーンの使用台数と破砕量との関係は、各
々第７図及び第８図に示す結果となった。

（使用例２） エポキシ樹脂塗料及びウレタン樹脂塗料の塗膜厚さが１
〜３ｍｍとなるように塗装を施したコンクリートと、塗
装をしていないコンクリートに対して電磁ホーンの先端
とコンクリート表面との間の距離２０ｍｍ、電磁ホーン
の移動速度２〜３ｍｍ／秒、マイクロ波出力５ＫｗＸ３
台並列同時照射で破砕剥離を行い、１．８〜２ｎ（７時
（平均破砕深さ約２０ｍｍ）を得た。

この破砕能率は、従来の破砕工法である小型ブレーカ−
法による破砕能率（平均破砕深さ約１７ｎ＋ｍ）と同程
度である。

マイクロ波照射による放射能汚染コンクリ−１・表層部
破砕剥離除去法の場合、破砕片及び粉塵の回収除去を行
わないと粉塵濃度が高＜１５０〜２００ｍｇ／ボとなる
が、電磁ホーンの先端に破砕片及び粉塵回収・飛散防止
治具を取り付け、コンクリート破砕片回収装置で真空吸
引することにより粉塵濃度は３ｍｇ／ポ以下となる。

結果を第１表に示す。

第　　１　　表 マイクロ波照射条件 マイクロ波出力　：　　５ＫｗＸ３台 照射距離　　　　：　　２０ｍｍ スキャニング速度：　　３ｍｍ／５ｅｃ（発明の効果） 以上に述べたように、本発明のマイクロ波照射による放
射能汚染コンクリート表層部破砕剥離除去装置は、マイ
クロ波電力による誘電加熱でコンクリートを加熱して表
層部を破砕剥離する方法を用いているので、破砕剥離に
必要な機械的な力を加える必要がない。また、マイクロ
波放射方向自在化導波管の使用によりマイクロ波放射方
向を容易に変更することが出来るために、移動車両で原
子炉施設内を自由に移動しながら床、壁、天井、コーナ
一部の破砕剥離が出来る。さらに、−回のマイクロ波照
射でコンクリート表層部を約２０ｍｍ厚さで破砕剥離し
除去することが出来、効率的である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のマイクロ波照射による放射能ｌη染コ
ンクリート表層部破砕剥離除去装置の構成を示す正面図
であり、 第２図は本発明の装置におけるコンクリート破砕片及び
粉塵回収飛散防止治具の構成を示す正面図であり、 第３０は本発明の装置における電磁ホーンを示す垂直断
面図であり、 第４図は本発明の装置における電磁ホーンを示す斜視図
であり、 第５図は本発明の装置を用いた場合の、マイクロ波照射
距離と破砕剥離深さとの関係を示すグラフであり、 第６図は本発明の装置を用いた場合の、電磁ボーンの移
動速度と破砕剥離深さとの関係を示すグラフであり、 第７図は本発明の装置を用いた場合の、マイクロ波照射
時間と、コンクリート内部温度との関係を示すグラフで
あり、 第８図は本発明の装置を用いた場合の、電磁ホーンの使
用台数と破砕量との関係を示すグラフである。 図中、 １−移動装置、　　　　　２−上下動機構３−マイクロ
波発生器、　４，５．６　−導波管７−電磁ホーン。 （外４名） ら 第１ 図 第２ 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、マイクロ波発生器と、 前記マイクロ波発生器によって発生されたマイクロ波を
   コンクリート表面に放射する電磁ホーンと、 前記マイクロ波発生器及び電磁ホーンを水平方向及び垂
   直方向に移動自在に担持する移動装置、とからなる放射
   能汚染コンクリート表層部の剥離除去装置。 ２、可撓性の導波管、伸縮自在の導波管若しくは旋回自
   在の導波管又はこれらの組合わせからなり、前記マイク
   ロ波発生器によって発生されたマイクロ波を前記電磁ホ
   ーンに導くための導波装置を有する第１請求項記載の装
   置。 ３、前記電磁ホーンの先端に装着されて破砕片及び粉塵
   を回収し且つこれらの飛散を防止する回収・飛散防止治
   具を含む第１若しくは第２請求項記載の装置。 ４、前記回収・飛散防止治具が、 前記治具の電磁ホーンへの装着部に配設されたマイクロ
   波吸収性の低い材質からなる仕切板と、前記治具の側面
   に配設されて破砕片および粉塵の飛散を防止するための
   スカートと、 前記治具の上面に傾斜して設けられ且つ前記回収装置に
   接続された真空吸引ノズルと、 前記治具の上面に配設された空気取入れ口、とを有する
   第３請求項記載の装置。