(57)【要約】【課題】除染装置および方法において、除染作業の作業性の向上を図る。【解決手段】除染対象面００２を移動自在な移動台車１１と、移動台車１１に搭載されて移動方向Ｍにおける前方側の除染対象面００２に向けてレーザＬを照射するレーザ照射装置１２と、除染対象面００２におけるレーザＬの照射領域にアシストガスＧを供給するアシストガス供給装置１３とを備える。【選択図】図１
2020165837.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
除染対象面を移動自在な移動台車と、
前記移動台車に搭載されて移動方向における前方側の前記除染対象面に向けてレーザを照射するレーザ照射装置と、
前記除染対象面における前記レーザの照射領域にアシストガスを供給するアシストガス供給装置と、
を備えることを特徴とする除染装置。
【請求項２】
前記除染対象面と前記レーザ照射装置との距離を調整する距離調整装置が設けられることを特徴とする請求項１に記載の除染装置。
【請求項３】
前記除染対象面に対する前記レーザ照射装置の角度を調整する角度調整装置が設けられることを特徴とする請求項１または２に記載の除染装置。
【請求項４】
前記除染対象面に前記レーザが照射されて生成された二次生成物の飛散を防止する飛散防止部材が設けられることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の除染装置。
【請求項５】
前記除染対象面に前記レーザが照射されて生成された二次生成物を回収する回収装置が設けられることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の除染装置。
【請求項６】
前記回収装置は、前記除染対象面における前記レーザの照射領域の前方側に設けられる回収部材と、一端部が前記回収部材に連結されて他端部が排気装置に連結される二次生成物処理ラインと、前記二次生成物処理ラインに設けられて前記回収部材に吸引力を作用させる送風機と、前記二次生成物処理ラインに設けられて前記回収部材で回収された前記二次生成物から固形物を分離する分離装置と、前記二次生成物処理ラインに設けられて前記固形物が分離されたガスから微細粒子を除去するフィルタとを有することを特徴とする請求項５に記載の除染装置。
【請求項７】
前記移動台車は、レーザ照射装置を作動する操作レバーが設けられることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の除染装置。
【請求項８】
前記移動台車は、前記除染対象面を移動する走行体と、前記走行体を駆動する駆動装置とが設けられ、操作装置から前記駆動装置への操作信号により移動操作および停止操作が可能であることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の除染装置。
【請求項９】
前記移動台車は、自走式のロボットにおけるマニピュレータの先端部に支持されることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の除染装置。
【請求項１０】
前記移動台車は、除染作業状態を表示する表示部が設けられることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の除染装置。
【請求項１１】
前記移動台車の走行速度を検出する走行速度検出器と、前記走行速度検出器の検出結果に基づいて前記レーザ照射装置におけるレーザ出力を調整する制御装置とが設けられることを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の除染装置。
【請求項１２】
前記移動台車は、前記除染対象面の除染作業状態を検出する検出器と、前記検出器の検出結果に基づいて除染作業状態の良否を判定する作業判定器とが設けられ、前記制御装置は、前記作業判定器の判定結果に基づいて前記レーザ照射装置による前記レーザの照射を停止することを特徴とする請求項１１に記載の除染装置。
【請求項１３】
前記移動台車は、前記除染対象面における除染結果を検認する検認器と、前記検認器の検認結果に基づいて除染結果の良否を判定する除染判定器と、前記除染判定器の判定結果を表示する除染表示部とが設けられることを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載の除染装置。
【請求項１４】
アシストガス供給装置は、アシストガス噴射ヘッドの先端部にガスノズルが装着されて構成され、前記ガスノズルは、下流側に向かうに伴って流路断面積が小さくなると共に下流側に向かって凸となる曲面状をなすように幅方向に延びる縮流端を有する縮小部と、前記縮小部の縮流端に接続されて下流側に向かうに伴って流路断面積が大きくなると共に前記縮流端を拡大させた曲面状をなす開口端を有する拡大部と、を有することを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれか一項に記載の除染装置。
【請求項１５】
除染対象面にレーザを照射しながら移動して所定幅で所定長さの幅方向に隣接する複数の第１領域を除染する工程と、
幅方向に隣接する前記複数の第１領域の間の位置で前記除染対象面に対してレーザを照射しながら移動して所定幅で所定長さの幅方向に隣接する第２領域を除染する工程と、
を有することを特徴とする除染方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、部材の表面に付着している放射性物質を除去する除染装置および方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
除染対象物の表面に付着している放射性物質の除去を行う装置として、除染対象物の表面にレーザを照射する除染装置がある。このような除染装置としては、下記特許文献１に記載されたものがある。特許文献１に記載された技術は、放射性流体と接触する構造材または機器の表面に、制御されたエネルギー密度のレーザを照射し、構造材または機器の表面に付着した放射性物質を剥離して除去するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１８３６９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、除染対象物を除染する場合、例えば、除染対象物としての板材をコンベアなどにより移動する一方、移動する板材の表面にレーザを照射することで、表面に付着している放射性物質を除去することとなる。この場合、除染する板材を所定の大きさに切断し、コンベア上の所定の位置に位置決めする必要がある。そのため、多数の板材の除染作業を実施するとき、多数の板材を切断したり、板材をコンベア上に位置決めしたりする準備作業に時間がかかり、除染作業の作業性がよくないという課題がある。
【０００５】
本発明は、このような課題を解決するものであり、除染作業の作業性の向上を図る除染装置および方法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】
【０００６】
上述した課題を解決するための本発明の除染装置は、除染対象面を移動自在な移動台車と、前記移動台車に搭載されて移動方向における前方側の前記除染対象面に向けてレーザを照射するレーザ照射装置と、前記除染対象面における前記レーザの照射領域にアシストガスを供給するアシストガス供給装置と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
そのため、移動台車が除染対象面を移動しながら、除染対象面に向けてレーザ照射装置がレーザを照射すると共に、アシストガス供給装置がアシストガスを供給することができ、除染対象物を所定の大きさに切断したり、所定の位置に位置決めしたりする必要がなく、除染作業の作業性の向上を図ることができる。
【０００８】
本発明の除染装置では、前記除染対象面と前記レーザ照射装置との距離を調整する距離調整装置が設けられることを特徴とする。
【０００９】
そのため、除染対象面の形状変化に応じて、距離調整装置により除染対象面とレーザ照射装置との距離を調整することから、レーザ照射装置から照射されるレーザの焦点位置を常時適正位置に維持することができる。
【００１０】
本発明の除染装置では、前記除染対象面に対する前記レーザ照射装置の角度を調整する角度調整装置が設けられることを特徴とする。
【００１１】
そのため、除染対象面の形状変化に応じて、角度調整装置により除染対象面に対するレーザ照射装置の角度を調整することから、レーザ照射装置から照射されるレーザの角度を常時適正角度に維持することができる。
【００１２】
本発明の除染装置では、前記除染対象面に前記レーザが照射されて生成された二次生成物の飛散を防止する飛散防止部材が設けられることを特徴とする。
【００１３】
そのため、除染対象面に対してレーザが照射され、溶融物を含む二次生成物がアシストガスにより排除されるとき、飛散防止部材により二次生成物の飛散が防止されることとなり、周囲への二次生成物の拡散を防止することができる。
【００１４】
本発明の除染装置では、前記除染対象面に前記レーザが照射されて生成された二次生成物を回収する回収装置が設けられることを特徴とする。
【００１５】
そのため、除染対象面に対してレーザが照射され、溶融物を含む二次生成物がアシストガスにより排除されるとき、回収装置により二次生成物を回収することとなり、周囲への二次生成物の拡散を防止することができる。
【００１６】
本発明の除染装置では、前記回収装置は、前記除染対象面における前記レーザの照射領域の前方側に設けられる回収部材と、一端部が前記回収部材に連結されて他端部が排気装置に連結される二次生成物処理ラインと、前記二次生成物処理ラインに設けられて前記回収部材に吸引力を作用させる送風機と、前記二次生成物処理ラインに設けられて前記回収部材で回収された前記二次生成物から固形物を分離する分離装置と、前記二次生成物処理ラインに設けられて前記固形物が分離されたガスから微細粒子を除去するフィルタとを有することを特徴とする。
【００１７】
そのため、生成された二次生成物が回収部材により回収され、分離装置により二次生成物から固形物が分離され、フィルタにより固形物が分離されたガスから微細粒子が除去されることから、二次生成物を安全に処理することができる。
【００１８】
本発明の除染装置では、前記移動台車は、レーザ照射装置を作動する操作レバーが設けられることを特徴とする。
【００１９】
そのため、作業者は、操作レバーを操作することで、レーザ照射装置の作動と停止を切替えることができ、操作性を向上することができる。
【００２０】
本発明の除染装置では、前記移動台車は、前記除染対象面を移動する走行体と、前記走行体を駆動する駆動装置とが設けられ、操作装置から前記駆動装置への操作信号により移動操作および停止操作が可能であることを特徴とする。
【００２１】
そのため、作業者は、操作装置を操作し、操作信号を駆動装置へ送信することで、移動台車の移動および停止を遠隔で行うことができ、操作性を向上することができる。
【００２２】
本発明の除染装置では、前記移動台車は、自走式のロボットにおけるマニピュレータの先端部に支持されることを特徴とする。
【００２３】
そのため、自走式のロボットを操作することで、所定の除染箇所に移動することができ、マニピュレータを操作することで、所定の領域を除染することができ、除染作業の作業性を向上することができる。
【００２４】
本発明の除染装置では、前記移動台車は、除染作業状態を表示する表示部が設けられることを特徴とする。
【００２５】
そのため、表示部に現在の除染作業状態が表示されることとなり、外部から除染装置による除染作業状態を容易に認識することができる。
【００２６】
本発明の除染装置では、前記移動台車の走行速度を検出する走行速度検出器と、前記走行速度検出器の検出結果に基づいて前記レーザ照射装置におけるレーザ出力を調整する制御装置とが設けられることを特徴とする。
【００２７】
そのため、制御装置は、移動台車の走行速度に基づいてレーザ照射装置におけるレーザ出力を調整することから、レーザの照射による除染対象面の溶融深さを最適深さに設定することができ、適正な除染作業を行うことができる。
【００２８】
本発明の除染装置では、前記移動台車は、前記除染対象面の除染作業状態を検出する検出器と、前記検出器の検出結果に基づいて除染作業状態の良否を判定する作業判定器とが設けられ、前記制御装置は、前記作業判定器の判定結果に基づいて前記レーザ照射装置による前記レーザの照射を停止することを特徴とする。
【００２９】
そのため、作業判定器は、除染対象面の除染作業状態の良否を判定し、除染作業状態が適正でないとき、制御装置は、レーザ照射装置によるレーザの照射を停止することから、作業者は、レーザの照射が停止することで除染作業状態が適正でないと認識することができ、除染精度の向上を図ることができる。
【００３０】
本発明の除染装置では、前記移動台車は、前記除染対象面における除染結果を検認する検認器と、前記検認器の検認結果に基づいて除染結果の良否を判定する除染判定器と、前記除染判定器の判定結果を表示する除染表示部とが設けられることを特徴とする。
【００３１】
そのため、除染判定器が除染対象面における除染の良否を判定し、除染表示部がその判定結果を表示することから、作業者は、除染表示部の表示を見て除染状態が適正でないと認識することができ、除染精度の向上を図ることができる。
【００３２】
本発明の除染装置では、アシストガス供給装置は、アシストガス噴射ヘッドの先端部にガスノズルが装着されて構成され、前記ガスノズルは、下流側に向かうに伴って流路断面積が小さくなると共に下流側に向かって凸となる曲面状をなすように幅方向に延びる縮流端を有する縮小部と、前記縮小部の縮流端に接続されて下流側に向かうに伴って流路断面積が大きくなると共に前記縮流端を拡大させた曲面状をなす開口端を有する拡大部と、を有することを特徴とする。
【００３３】
そのため、縮小部ではガスの流速が増大し、縮小部に供給されるガスの流速が十分大きい場合には、縮小部を経たガスは音速に達する。音速に達したガスの流速は、拡大部を経てさらに大きくなり、超音速となる。つまり、上記の縮小部、及び拡大部はラバールノズルを形成する。この構成によれば、縮小部の縮流端、及び拡大部の開口端がともに曲面状をなしていることから、噴出されるアシストガスは、除染象面の除染方向から見て、曲面に対して垂直な方向に流れる。これにより、除染対象面が曲面状である場合にも、曲面に対してアシストガスを均一に分散させながら衝突させることができる。その結果、レーザの照射によって生じた溶融物を曲面の全域にわたって十分に除去することができる。
【００３４】
また、本発明の除染方法は、除染対象面にレーザを照射しながら移動して所定幅で所定長さの幅方向に隣接する複数の第１領域を除染する工程と、幅方向に隣接する前記複数の第１領域の間の位置で前記除染対象面に対してレーザを照射しながら移動して所定幅で所定長さの幅方向に隣接する第２領域を除染する工程と、を有することを特徴とする。
【００３５】
そのため、除染対象物を所定の大きさに切断したり、所定の位置に位置決めしたりする必要がなく、除染作業の作業性の向上を図ることができる。
【発明の効果】
【００３６】
本発明の除染装置および方法によれば、除染作業の作業性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】図１は、第１実施形態の除染装置を表す斜視図である。
【図２】図２は、除染装置を表す概略構成図である。
【図３】図３は、除染システムを表す概略構成図である。
【図４】図４は、除染装置により除染方法を説明するための説明図である。
【図５】図５は、第２実施形態の除染装置を表す斜視図である。
【図６】図６は、除染装置の回収装置を表す概略構成図である。
【図７】図７は、第３実施形態の除染装置を表す概略図である。
【図８】図８は、第４実施形態の除染装置におけるガスノズルを表す斜視図である。
【図９】図９は、ガスノズルの幅方向における断面図である。
【図１０】図１０は、ガスノズルを表す平面図である。
【図１１】図１１は、ガスノズルの変形例を示す平面図および断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下に、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記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。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能であり、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせることも可能である。
【００３９】
［第１実施形態］
図１は、第１実施形態の除染装置を表す斜視図、図２は、除染装置を表す概略構成図である。
【００４０】
第１実施形態において、図１および図２に示すように、除染装置１０は、除染対象物００１の表面、つまり、除染対象面００２にレーザＬを照射し、放射性物質が付着した層を溶融して除去するレーザガウジング工法を用いて行うものである。ここで、除染対象物００１としては、例えば、原子力発電プラントにおける廃炉作業で発生した原子炉の各種構成部材、原子燃料の再処理施設で発生した各種部材などである。
【００４１】
第１実施形態の除染装置１０は、移動台車１１と、レーザ照射装置１２と、アシストガス供給装置１３とを備える。
【００４２】
移動台車１１は、台車本体２１と、４個の車輪（走行体）２２と、ハンドル２３とを有する。台車本体２１は、両側にそれぞれ２個ずつの車輪（走行体）２２が装着される。なお、車輪２２に代えてクローラを設けてもよい。ハンドル２３は、移動台車１１の移動方向Ｍの後方側に設けられる。ハンドル２３は、移動台車１１の両側に立設される一対の取付部２４と、一対の取付部２４の上端部を連結するように設けられるハンドル部２５とから構成される。なお、移動台車１１は、作業者がハンドル２３に手をかけて押すことで移動し、除染対象物００１の除染対象面００２を移動方向Ｍに移動させるものである。但し、車輪（走行体）２２を駆動する駆動装置２６を設け、図示しない操作装置により遠隔により駆動装置２６を制御して移動台車１１を移動するように構成してもよい。この場合、操作装置と駆動装置２６を有線または無線により接続可能とする。
【００４３】
レーザ照射装置１２は、台車本体２１に搭載され、移動方向Ｍにおける前方側の除染対象物００１の除染対象面００２に向けてレーザＬを照射する。レーザ照射装置１２は、レーザ照射ヘッド３１を有し、距離調整装置３２および角度調整装置３３を介して台車本体２１に支持される。距離調整装置３２は、除染対象面００２とレーザ照射ヘッド３１との距離を調整するものである。距離調整装置３２は、台車本体２１に固定される取付台３４と、取付台３４に対して昇降自在な昇降台３５と、取付台３４に対して昇降台３５を昇降させる昇降ハンドル３６とを有する。角度調整装置３３は、除染対象面００２に対するレーザ照射ヘッド３１の角度を調整するものである。角度調整装置３３は、昇降台３５に固定される傾斜台３７と、昇降台３５に対して傾斜台３７を傾斜させる傾斜ハンドル３８とを有する。そして、傾斜台３７にレーザ照射ヘッド３１が支持される。
【００４４】
レーザ照射ヘッド３１は、移動方向Ｍにおける前方側の除染対象面００２に向けてレーザＬを照射する。すなわち、台車本体２１は、除染対象面００２に平行をなして設けられることから、レーザ照射ヘッド３１は、台車本体２１に対して所定の傾斜角度（例えば、４５度）をなすように傾斜台３７に固定される。そして、レーザ照射ヘッド３１は、所定幅のレーザＬを照射可能であり、焦点位置が除染対象面００２になるように設定される。すなわち、レーザ照射ヘッド３１は、距離調整装置３２によりレーザＬの焦点位置が調整され、角度調整装置３３により照射角度が調整される。
【００４５】
アシストガス供給装置１３は、台車本体２１に搭載され、除染対象面００２におけるレーザＬの照射領域にアシストガスＧを供給する。アシストガス供給装置１３は、アシストガス噴射ノズル４１を有し、一対のブラケット４２を介してレーザ照射ヘッド３１に支持される。アシストガス噴射ノズル４１は、台車本体２１に対して所定の傾斜角度（例えば、９０度）をなすようにレーザ照射ヘッド３１に支持される。アシストガス噴射ノズル４１は、所定幅のアシストガスＧを噴射可能であり、レーザＬの焦点位置より所定長さだけ移動方向Ｍ側除染対象面００２にアシストガスＧを噴射する。すなわち、アシストガス噴射ノズル４１は、レーザ照射ヘッド３１と共に、距離調整装置３２によりアシストガスＧの噴射位置が調整され、角度調整装置３３により噴射角度が調整される。
【００４６】
また、移動台車１１は、除染対象面００２にレーザＬが照射されて生成された二次生成物の飛散を防止する飛散防止部材５１が設けられる。レーザＬが除染対象面００２に照射されると、除染対象面００２に付着している放射性物質と共に除染対象物００１の表面が溶融し、溶融物やガスを含んだ二次生成物が生成される。飛散防止部材５１は、除染対象面００２におけるレーザＬの照射位置およびアシストガスＧの噴射位置より移動方向Ｍの前方側に配置される。飛散防止部材５１は、一対のブラケット５２により台車本体２１の前端部に支持される。
【００４７】
移動台車１１は、レーザ照射装置１２を作動する操作レバー５３が設けられる。操作レバー５３は、ハンドル２３のハンドル部２５に２個設けられる。レーザ照射装置１２およびアシストガス供給装置１３は、中継箱５４を介して制御装置５５に接続される。また、操作レバー５３も同様に、中継箱５４を介して制御装置５５に接続される。そのため、作業者が操作レバー５３を操作すると、レーザ照射装置１２を作動し、レーザ照射ヘッド３１からレーザＬを照射することができる。なお、アシストガス供給装置１３は、アシストガス噴射ノズル４１から連続してアシストガスＧを噴射しているが、操作レバーを設け、この操作レバーを操作してアシストガス供給装置１３を作動するようにしてもよい。
【００４８】
移動台車１１は、除染作業状態を表示する表示部５６が設けられる。表示部５６は、中継箱５４を介して制御装置５５に接続される。表示部５６は、例えば、除染装置１０の停止時に青色を点灯し、スタンバイ時に黄色を点灯し、除染作業時に赤色を点灯する。
【００４９】
移動台車１１は、移動台車１１の走行速度を検出する走行速度検出器としての速度検出器５７と、速度検出器５７の検出結果に基づいてレーザ照射装置１２におけるレーザ出力を調整する制御装置５５とが設けられる。レーザ照射装置１２による除染速度、つまり、移動台車１１の移動速度に対して、レーザ照射装置１２におけるレーザ出力が高すぎると、レーザＬの照射による除染対象面００２の溶融深さがより深くなり、除染対象物００１が溶融して生成される二次生成物が増加し、アシストガスＧによる二次生成物の除去が困難となる。そのため、移動台車１１の移動速度に対するレーザ照射装置１２におけるレーザ出力を最適値とし、アシストガスＧにより二次生成物を適正に除去し、適正な除染作業を可能としている。
【００５０】
移動台車１１は、除染対象面００２の除染作業状態を検出する検出器として、速度検出器５７と、浮き上がり検出器５８が設けられる。作業判定器としての制御装置５５は、速度検出器５７および浮き上がり検出器５８の検出結果に基づいて除染作業状態の良否を判定する。すなわち、除染対象面００２の除染作業を実施するとき、移動台車１１の移動速度が速すぎると、除染対象面００２における除染処理が不十分となる。そのため、制御装置５５は、速度検出器５７が検出した移動台車１１の速度が予め設定された規定速度範囲内にあるか否かを判定する。また、前述したように、レーザ照射ヘッド３１は、レーザＬの焦点位置が除染対象面００２に設定することが望ましい。そのため、制御装置５５は、浮き上がり検出器５８が検出した移動台車１１の除染対象面００２に対する高さが予め設定された規定高さ範囲内にあるか否かを判定する。制御装置５５は、良否の判定結果に基づいてレーザ照射装置１２によるレーザＬの照射を停止する。このとき、制御装置５５は、表示部５６により赤色を点滅させてもよい。
【００５１】
移動台車１１は、除染対象面００２における除染結果を検認する検認器として、線量計５９が設けられる。この線量計５９は、レーザ照射ヘッド３１からのレーザＬが照射されて除染対象物００１の表面層が除去された後の除染対象面００２における放射性物質の放射線量を計測するものである。除染判定器としての制御装置５５は、線量計５９の計測結果に基づいて除染結果の良否を判定する、すなわち、除染処理後の除染対象面００２における放射性物質の放射線量が予め設定された規定放射線量以下になったか否かを判定する。制御装置５５は、除染の判定結果を表示部（除染表示部）５６に表示する。この場合、例えば、表示部５６を点滅させる。
【００５２】
図３は、除染システムを表す概略構成図である。
【００５３】
図３に示すように、レーザ照射装置１２において、レーザ照射ヘッド３１は、伝送ケーブル６１によってレーザ発振器６２に接続される。レーザ発振器６２は、制御装置５５に接続される。レーザ発振器６２は、制御装置５５によってレーザＬの照射が制御されることで、所定の出力となるレーザＬを照射する。伝送ケーブル６１は、レーザ発振器６２から照射されたレーザＬをレーザ照射ヘッド３１へ向けて導光する。レーザ照射ヘッド３１は、伝送ケーブル６１により導光されたレーザＬを、除染対象面００２に向けて照射する。
【００５４】
アシストガス供給装置１３において、アシストガス噴射ノズル４１は、アシストガス供給ライン６３によってアシストガス供給部６４に接続される。アシストガス供給部６４は、制御装置５５に接続され、例えば、不活性ガス（Ｎ２、Ａｒ、Ｈｅ、ＣＯ２）や、支燃性ガス（Ｏ２）を供給する。アシストガスの種類は、除染対象物００１や除染雰囲気などに応じて適宜設定すればよい。アシストガス供給部６４は、制御装置５５によって不活性ガスの供給が制御されることで、所定の供給量で不活性ガスを供給する。アシストガス供給ライン６３は、アシストガス供給部６４から供給された不活性ガスを、アシストガス噴射ノズル４１に向けて流通させる。アシストガス噴射ノズル４１は、レーザＬの照射位置に向けてアシストガスＧを噴射する。
【００５５】
そのため、例えば、原子炉建屋（図示略）の内部にある原子炉格納容器内に除染装置１０を配置し、原子炉建屋または原子炉格納容器の外部から操作装置により遠隔で除染装置１０を操作する。すなわち、作業者が遠隔で除染装置１０を移動しながら、除染対象物１０１の除染作業を実施する。
【００５６】
ここで、第１実施形態の除染装置１０を用いた除染方法について説明する。図４は、除染装置により除染方法を説明するための説明図である。
【００５７】
第１実施形態の除染方法は、図１および図４に示すように、除染対象面００２にレーザＬを照射しながら移動して所定幅で所定長さの幅方向に隣接する複数の第１領域Ａ１を除染する工程と、幅方向に隣接する複数の第１領域Ａ１の間の位置で除染対象面００２に対してレーザＬを照射しながら移動して所定幅で所定長さの幅方向に隣接する第２領域Ａ２を除染する工程とを有する。
【００５８】
まず、移動台車１１を移動方向Ｍに所定の速度で移動しながら、除染対象面００２に向けて、レーザ照射ヘッド３１がレーザＬを照射すると共に、アシストガス噴射ノズル４１がアシストガスＧを噴射する。すると、除染対象面００２に所定幅Ｗ１で所定長さＬの第１領域Ａ１ａが除染される。続いて、第１領域Ａ１ａに幅方向に隣接する位置で、移動台車１１を移動方向Ｍに所定の速度で移動しながら、除染対象面００２に向けて、レーザ照射ヘッド３１がレーザＬを照射すると共に、アシストガス噴射ノズル４１がアシストガスＧを噴射する。すると、除染対象面００２に所定幅Ｗ１で所定長さＬの第１領域Ａ１ｂが除染される。同様にして、第１領域Ａ１ｂに幅方向に隣接する第１領域Ａ１ｃを除染し、第１領域Ａ１ｃに幅方向に隣接する第１領域Ａ１ｄを除染する。
【００５９】
次に、第１領域Ａ１ａと第１領域Ａ１ｂが幅方向に隣接する位置で、移動台車１１を移動方向Ｍに所定の速度で移動しながら、除染対象面００２に向けて、レーザ照射ヘッド３１がレーザＬを照射すると共に、アシストガス噴射ノズル４１がアシストガスＧを噴射する。すると、除染対象面００２に所定幅Ｗ２で所定長さＬの第２領域Ａ２ａが除染される。続いて、第２領域Ａ２ａに幅方向に隣接する位置で、移動台車１１を移動方向Ｍに所定の速度で移動しながら、除染対象面００２に向けて、レーザ照射ヘッド３１がレーザＬを照射すると共に、アシストガス噴射ノズル４１がアシストガスＧを噴射する。すると、除染対象面００２に所定幅Ｗ２で所定長さＬの第２領域Ａ２ｂが除染される。同様にして、第２領域Ａ２ｂに幅方向に隣接する第２領域Ａ２ｃを除染する。
【００６０】
そのため、第１領域Ａ１ａと第１領域Ａ１ｂと第１領域Ａ１ｃと第１領域Ａ１ｄの間に除染できなかった領域が発生しても、幅方向の所定長さだけずらして第２領域Ａ２ａと第２領域Ａ２ｂと第２領域Ａ２ｃを除染することから、除染対象面００２は、隙間なく除染されることとなる。なお、除染対象面００２における放射性物質の付着量に応じて、第２領域Ａ２ａと第２領域Ａ２ｂと第２領域Ａ２ｃに対して、幅方向の所定長さだけずらして複数の第３領域を除染してもよい。
【００６１】
このように第１実施形態の除染装置にあっては、除染対象面００２を移動自在な移動台車１１と、移動台車１１に搭載されて移動方向Ｍにおける前方側の除染対象面００２に向けてレーザＬを照射するレーザ照射装置１２と、除染対象面００２におけるレーザＬの照射領域にアシストガスＧを供給するアシストガス供給装置１３とを備える。
【００６２】
そのため、移動台車１１が除染対象面００２を移動しながら、除染対象面００２に向けてレーザ照射装置１２がレーザＬを照射すると共に、アシストガス供給装置１３がアシストガスＧを供給することができ、除染対象物００１を所定の大きさに切断したり、所定の位置に位置決めしたりする必要がなく、除染作業の作業性の向上を図ることができる。
【００６３】
第１実施形態の除染装置では、除染対象面００２とレーザ照射装置１２との距離を調整する距離調整装置３２を設ける。そのため、除染対象面００２の形状変化に応じて、距離調整装置３２により除染対象面００２とレーザ照射装置１２との距離を調整することから、レーザ照射装置１２から照射されるレーザＬの焦点位置を常時適正位置に維持することができる。
【００６４】
第１実施形態の除染装置では、除染対象面００２に対するレーザ照射装置１２の角度を調整する角度調整装置３３を設ける。そのため、除染対象面００２の形状変化に応じて、角度調整装置３３により除染対象面００２に対するレーザ照射装置１２の角度を調整することから、除染対象面００２に対するレーザ照射装置１２から照射されるレーザＬの角度を常時適正角度に維持することができる。
【００６５】
第１実施形態の除染装置では、除染対象面００２にレーザＬが照射されて生成された二次生成物の飛散を防止する飛散防止部材５１を設ける。そのため、除染対象面００２に対してレーザＬが照射され、溶融物を含む二次生成物がアシストガスＧにより排除されるとき、二次生成物が飛散防止部材５１に衝突することで、二次生成物の飛散が防止され、周囲への二次生成物の拡散を防止することができる。
【００６６】
第１実施形態の除染装置では、移動台車１１にレーザ照射装置１２を作動する操作レバー５３を設ける。そのため、作業者は、操作レバー５３を操作することで、レーザ照射装置１２の作動と停止を切替えることができ、操作性を向上することができる。
【００６７】
第１実施形態の除染装置では、移動台車１１は、除染対象面００２を移動する車輪２２と、車輪２２を駆動する駆動装置２６とを設け、操作装置から駆動装置２６への操作信号により移動操作および停止操作が可能である。そのため、作業者は、操作装置を操作し、操作信号を駆動装置２６へ送信することで、移動台車１１の移動および停止を遠隔で行うことができ、操作性を向上することができる。
【００６８】
第１実施形態の除染装置では、移動台車１１に除染作業状態を表示する表示部を設ける。そのため、表示部５６に現在の除染作業状態が表示されることとなり、外部から除染装置による除染作業状態を容易に認識することができる。
【００６９】
第１実施形態の除染装置では、移動台車１１の走行速度を検出する走行速度検出器としての速度検出器５７と、速度検出器５７の検出結果に基づいてレーザ照射装置１２におけるレーザ出力を調整する制御装置５５とを設ける。そのため、レーザＬの照射による除染対象面００２の溶融深さを最適深さに設定することができ、生成された二次生成物をアシストガスＧにより適正に除去することで、適正な除染作業を行うことができる。
【００７０】
第１実施形態の除染装置では、除染対象面００２の除染作業状態を検出する検出器として、速度検出器５７と浮き上がり検出器５８を設け、制御装置５５は、各検出器５７，５８の検出結果に基づいて除染作業状態の良否を判定し、レーザ照射装置１２によるレーザＬ照射を停止する。そのため、制御装置５５は、除染対象面の除染作業状態の良否を判定し、除染作業状態が適正でないとき、レーザ照射装置１２によるレーザＬの照射を停止することから、作業者は、レーザＬの照射が停止することで除染作業状態が適正でないと認識することができ、レーザ照射装置１２を調整したり、除染作業をやり直したりすることで、除染精度の向上を図ることができる。
【００７１】
第１実施形態の除染装置では、除染対象面００２における除染結果を検認する検認器として、線量計５９を設け、制御装置５５は、線量計５９の計測結果に基づいて除染結果の良否を判定し、その判定結果を表示部５６に表示させる。そのため、制御装置５５が除染対象面００２における除染の良否を判定し、表示部５６がその判定結果を表示することから、作業者は、表示部５６の表示を見て除染状態が適正でないと認識することができ、除染作業をやり直したりすることで、除染精度の向上を図ることができる。
【００７２】
また、第１実施形態の除染方法にあっては、除染対象面００２にレーザＬを照射しながら移動して所定幅で所定長さの幅方向に隣接する複数の第１領域Ａ１を除染する工程と、幅方向に隣接する複数の第１領域Ａの間の位置で除染対象面００２に対してレーザＬを照射しながら移動して所定幅で所定長さの幅方向に隣接する第２領域Ａ２を除染する工程とを有する。そのため、除染対象物を所定の大きさに切断したり、所定の位置に位置決めしたりする必要がなく、除染作業の作業性の向上を図ることができる。
【００７３】
［第２実施形態］
図５は、第２実施形態の除染装置を表す斜視図、図６は、除染装置の回収装置を表す概略構成図である。なお、上述した第１実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００７４】
第２実施形態において、図５および図６に示すように、除染装置１０Ａは、除染対象物００１の表面、つまり、除染対象面００２にレーザＬを照射し、放射性物質が付着した層を溶融して除去するものである。除染装置１０は、移動台車１１と、レーザ照射装置１２と、アシストガス供給装置１３とを備える。
【００７５】
移動台車１１は、除染対象面００２にレーザＬが照射されて生成された二次生成物を回収する回収装置７１が設けられる。レーザＬが除染対象面００２に照射されると、除染対象面００２に付着している放射性物質と共に除染対象物００１の表面が溶融し、溶融物やガスを含んだ二次生成物が生成される。回収装置７１は、除染対象面００２におけるレーザＬの照射位置およびアシストガスＧの噴射位置より移動方向Ｍの前方側に配置される。
【００７６】
回収装置７１は、回収部材７２と、二次生成物処理ライン７３と、送風機７４と、分離装置としてのサイクロン７５と、フィルタ７６とを有する。回収部材７２は、除染対象面００２におけるレーザＬの照射領域の前方側に設けられ、一対のブラケット７７により台車本体２１の前端部に支持される。二次生成物処理ライン７３は、一端部が回収部材７２に連結されて他端部が排気装置７８に連結される。送風機７４は、二次生成物処理ライン７３におけるフィルタ７６と排気装置７８との間に設けられる。送風機７４は、作動することで、回収部材７２から排気装置７８に向けた流れを生成し、回収部材７２に吸引力を作用させる。サイクロン７５は、二次生成物処理ライン７３における回収部材７２より下流側に設けられる。サイクロン７５は、回収部材７２で回収された二次生成物から固形物（溶融して固化したもの）を分離する。フィルタ７６は、二次生成物処理ライン７３におけるサイクロン７５より下流側設けられる。フィルタ７６は、固形物が分離されたガスから微細粒子を除去するヘパフィルタである。また、二次生成物処理ライン７３におけるフィルタ７６の上流側および下流側に開閉弁７９が設けられる。
【００７７】
そのため、移動台車１１を移動方向Ｍに移動しながら、除染対象面００２に向けて、レーザ照射ヘッド３１がレーザＬを照射すると共に、アシストガス噴射ノズル４１がアシストガスＧを噴射する。すると、除染対象面００２が除染され、二次生成物が生成される。回収装置７１において、送風機７４を作動すると、回収部材７２から排気装置７８に向けた流れが生成され、回収部材７２に吸引力が作用する。すると、除染対象面００２で生成された二次生成物は、回収部材７２で回収され、二次生成物処理ライン７３を通してサイクロン７５に送られる。サイクロン７５は、二次生成物から固形物を分離し、フィルタ７６は、固形物が分離されたガスから微細粒子を除去する。固形物や微細粒子が除去された清浄ガスは、排気装置７８により外部に排出される。
【００７８】
このように第２実施形態の除染装置にあっては、除染対象面００２にレーザＬが照射されて生成された二次生成物を回収する回収装置７１を設ける。
【００７９】
そのため、除染対象面００２に対してレーザＬが照射され、溶融物を含む二次生成物がアシストガスＧにより排除されるとき、二次生成物が回収装置７１により回収されることとなり、周囲への二次生成物の拡散防止することができる。
【００８０】
第２実施形態の除染装置では、回収装置７１として、除染対象面００２におけるレーザＬの照射領域の前方側に設けられる回収部材７２と、一端部が回収部材７２に連結されて他端部が排気装置７８に連結される二次生成物処理ライン７３と、二次生成物処理ライン７３に設けられて回収部材７２に吸引力を作用させる送風機７４と、二次生成物処理ライン７３に設けられて回収部材７２で回収された二次生成物から固形物を分離するサイクロン７５と、二次生成物処理ライン７３に設けられて固形物が分離されたガスから微細粒子を除去するフィルタ７６とを設ける。そのため、生成された二次生成物が回収部材７２により回収され、サイクロン７５により二次生成物から固形物が分離され、フィルタ７６により固形物が分離されたガスから微細粒子が除去されることから、二次生成物を安全に処理することができる。
【００８１】
［第３実施形態］
図７は、第３実施形態の除染装置を表す概略図である。なお、上述した第１実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００８２】
第３実施形態において、図７に示すように、除染装置１０の移動台車１１は、自走式のロボット８０におけるマニピュレータ８１の先端部に支持される。ロボット８０は、本体８２の下部にクローラ８３が設けられて構成され、上部にマニピュレータ８１が設けられている。マニピュレータ８１は、多関節アームを有し、先端部に除染装置１０の移動台車１１が連結されている。
【００８３】
そのため、移動台車１１およびマニピュレータ８１を操作し、移動台車１１を鉛直方向に沿う除染対象面００２に沿って移動させながら、除染対象面００２に向けて、レーザ照射ヘッド３１がレーザＬを照射すると共に、アシストガス噴射ノズル４１がアシストガスＧを噴射する。すると、除染対象面００２に付着する放射性物質が除去されて除染される。
【００８４】
このように第３実施形態の除染装置にあっては、移動台車１１は、自走式のロボット８０におけるマニピュレータ８１の先端部に支持される。そのため、自走式のロボット８０を操作することで、所定の除染箇所に移動することができ、マニピュレータ８１を操作することで、所定の領域を除染することができ、除染作業の作業性を向上することができる。
【００８５】
［第４実施形態］
図８は、第４実施形態の除染装置におけるガスノズルを表す斜視図、図９は、ガスノズルの幅方向における断面図、図１０は、ガスノズルを表す平面図、図１１は、ガスノズルの変形例を示す平面図および断面図である。なお、本実施形態の基本的な構成は、上述した第１実施形態と同様であり、図１を用いて説明し、上述した第１実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００８６】
第４実施形態において、図１および図８に示すように、除染装置１０において、アシストガス供給装置１３は、アシストガス噴射ノズル１００を有する。
【００８７】
アシストガス噴射ノズル１００は、ノズル基部１０１と、ノズルキャップ１０２とを有する。ノズル基部１０１は、内部が中空に形成された矩形箱状をなしている。ノズル基部１０１は、内部にアシストガスＧが流通する流路が設けられるアシスト。アシストガスＧの流れ方向Ｄｆにおいて、ノズル基部１０１の下流側の端部には、ノズルキャップ１０２が着脱可能に取付けられる。ノズルキャップ１０２は、アシストガスＧの流速を高めると共に、除染対象物００３の除染対象面００４（いずれも図１０参照）の形状に沿ってアシストガスＧを拡散させるために設けられる。なお、アシストガスＧの流れ方向Ｄｆとは、ノズル基部１０１内を流通するアシストガスＧの流れる方向を指すものと定義するが、以降の説明では、ノズルキャップ１０２の構成を説明するに当たって、この流れ方向Ｄｆを参照することがある。
【００８８】
図８から図１０に示すように、ノズルキャップ１０２は、ノズル基部１０１に接続される接続部１１１と、接続部１１１の下流側に一体に設けられた縮小部１１２と、縮小部１１２のさらに下流側に一体に設けられた拡大部１１３とを有する。接続部１１１は、ノズル基部１０１の下流側端部よりもわずかに大きな寸法体格を有することで、ノズル基部１０１に下流側からかぶさるようにして接続される。アシストガスＧの流れ方向Ｄｆから見て、接続部１１１は矩形状の断面を有する。以降の説明では、接続部１１１の長手方向を幅方向Ｄｗと呼び、幅方向ＤｗとアシストガスＧの流れ方向Ｄｆとに直交する方向（即ち、接続部１１１の短手方向）を厚さ方向Ｄｔと呼ぶ。接続部１１１の内側では、厚さ方向Ｄｔおよび幅方向Ｄｗにおける寸法が、アシストガスＧの流れ方向Ｄｆの全域にわたって一定とされている。
【００８９】
縮小部１１２は、アシストガスＧの流れ方向Ｄｆから見て矩形の断面を有すると共に、上流側から下流側に向かうに伴って内部の断面積（流路断面積）が小さくなっている。具体的には、縮小部１１２の内側では、下流側に向かうに伴って、幅方向Ｄｗおよび厚さ方向Ｄｔの寸法が次第に小さくなっている。言い換えれば、縮小部１１２の内面における幅方向Ｄｗを向く壁面Ｗ１１，Ｗ１２同士の離間寸法は、下流側に向かうに伴って次第に小さくなっている。同様に、縮小部１１２の内面における厚さ方向Ｄｔを向く壁面Ｗ２１，Ｗ２２同士の離間寸法は、下流側に向かうに伴って次第に小さくなっている。なお、第４実施形態では、縮小部１１２の流路断面積は、上流側から下流側にかけて線形的に減少している。
【００９０】
縮小部１１２の上流側の端部（上流端Ｔ１）は、幅方向Ｄｗおよび厚さ方向Ｄｔによって規定される平面内に広がっている。一方で、縮小部１１２の下流側の端部（縮流端Ｔ２）は、アシストガスＧの流れ方向Ｄｆにおける上流側から下流側に向かって凸となる曲面状をなしている。より具体的には、縮流端Ｔ２は下流側に向かって凸となる円筒面状をなしている。
【００９１】
拡大部１１３は、縮小部１１２の縮流端Ｔ２に接続されている。拡大部１１３は、アシストガスＧの流れ方向Ｄｆから見て矩形の断面を有すると共に、下流側に向かうに伴って流路断面積が大きくなっている。具体的には、拡大部１１３では、下流側に向かうに伴って、幅方向Ｄｗおよび厚さ方向Ｄｔの寸法が次第に大きくなっている。言い換えれば、拡大部１１３の内面における幅方向Ｄｗを向く壁面Ｗ３１，Ｗ３２同士の離間寸法は、下流側に向かうに伴って次第に大きくなっている。同様に、拡大部１１３の内面における厚さ方向Ｄｔを向く壁面Ｗ４１，Ｗ４２同士の離間寸法は、下流側に向かうに伴って次第に大きくなっている。なお、第４実施形態では、拡大部１１３の流路断面積の変化率（増加率）は、上流側から下流側にかけて減少している。即ち、拡大部１１３の流路断面積の増加率は、縮流端Ｔ２に近いほど大きく、下流側に離れるほど小さくなっている。
【００９２】
拡大部１１３の下流側の端部は、下流側に向かって開口する開口端Ｔ３とされている。開口端Ｔ３は、アシストガスＧの流れ方向Ｄｆから見て矩形をなすとともに、縮流端Ｔ２を拡大させた曲面状をなしている。言い換えると、アシストガスＧの流れ方向Ｄｆから見て、開口端Ｔ３は縮流端Ｔ２と相似形状を有している。さらに、開口端Ｔ３は、厚さ方向Ｄｔから見て、縮流端Ｔ２がなす円弧と同心となる円弧状をなしている。つまり、縮流端Ｔ２から開口端Ｔ３までの寸法は、円弧の周方向全域にわたって一定となっている。また、開口端Ｔ３の幅方向Ｄｗにおける寸法は、厚さ方向Ｄｔにおける寸法の１／２０以上１／１０以下であることが望ましい。さらに望ましくは、開口端Ｔ３の幅方向Ｄｗにおける寸法は、厚さ方向Ｄｔにおける寸法の１／１５以上１／１２以下とされる。最も望ましくは、開口端Ｔ３の幅方向Ｄｗにおける寸法は、厚さ方向Ｄｔにおける寸法の１／１３とされる。
【００９３】
そのため、図９に示すように、アシストガスＧは、ノズル基部１０１を通してノズルキャップ１０２の縮小部１１２に到達する。アシストガスＧの流速は、ノズル基部１０１を通過する段階で既に音速に近くなるように設定される。ここで、縮小部１１２では、上流側から下流側に向かうに伴って流路断面積が小さくなっている。これにより、縮小部１１２の上流端Ｔ１で音速に近い流速を有していたアシストガスＧはさらに加速され、縮流端Ｔ２で音速に達する。縮流端Ｔ２を通過した音速のアシストガスＧは、拡大部１１３の開口端Ｔ３に向かって流れる。拡大部１１３は上流側から下流側に向かうに伴って流路断面積が次第に大きくなっている。その結果、音速に達しているアシストガスＧがさらに加速されて、超音速の噴流となる。即ち、縮小部１１２の開口端Ｔ３から超音速のアシストガスＧが噴射されることで、溶融物が吹き飛ばされて除去される。
【００９４】
ところで、曲面に対してアシストガスＧが垂直に衝突しない場合、アシストガスＧが衝突後に周方向（除染方向に対して垂直）に非対称に分散し、除染対象面００４の溶融物に対して、均一にガスが噴射されないため、流体力が弱い個所の溶融物が残存してしまう。そのため、溶融物を効率的に除去するためには、除染対象面００４に対して、進行方向Ｄｐから見てアシストガスＧを垂直に衝突させることが望ましい。従って、例えば、円形断面を有する除染対象物１０３の内周面を除染する場合には、内周面の曲面形状に合わせてアシストガスＧの流れ方向Ｄｆを分散させ、均一にアシストガスＧを衝突させることが望ましい。これにより、アシストガスＧが衝突後に周方向へ非対称に分散することを防止し、除染対象面００４の溶融物に対して、均一に流体力を付与することができ、溶融物の残存を改善できる。
【００９５】
そこで、アシストガス噴射ノズル１００で、上述のように、開口端Ｔ３、および縮流端Ｔ２が曲面状をなしている。特に、開口端Ｔ３は、縮流端Ｔ２を拡大させた曲面状をなしている。言い換えると、アシストガスＧの流れ方向Ｄｆから見て、開口端Ｔ３は縮流端Ｔ２と相似形状を有している。さらに、開口端Ｔ３は、厚さ方向Ｄｔから見て、縮流端Ｔ２がなす円弧と同心となる円弧状をなしている。これにより、縮流端Ｔ２では、アシストガスＧの流れが当該縮流端Ｔ２の曲面形状に沿って整流され、かつ、アシストガスＧの流速は大きくなる。さらに、開口端Ｔ３では、高速のアシストガスＧが開口端Ｔ３のなす面に対して垂直な方向に流れる。つまり、アシストガスＧは進行方向Ｄｐから見て除染対象物１０３の曲面をなす除染対象面０４に対して垂直に近い角度で衝突する。これにより、溶融物を効率的に除去することができる。
【００９６】
以上で説明したように、第４実施形態の除染装置１０にあっては、縮小部１１２の縮流端Ｔ２および拡大部１１３の開口端Ｔ３がともに曲面状をなしていることから、噴出されるアシストガスＧの流れ方向Ｄｆは、進行方向Ｄｐ（すなわち、除染対象物１０３の延びる方向）から見て曲面に垂直な方向となる。これにより、除染対象面００４が曲面状である場合にも、曲面に対してアシストガスＧを均一に分散させながら衝突させることができる。その結果、レーザＬの照射によって生じた溶融物を曲面の全域にわたって正確、かつ、十分に除去することができる。
【００９７】
さらに、上記の構成では、アシストガスＧの流れ方向Ｄｆから見て、開口端Ｔ３は、縮流端Ｔ２と相似形状を有している。この構成によれば、縮流端Ｔ２から開口端Ｔ３にかけて流速分布を維持したまま、アシストガスＧの流速を高めることができる。言い換えると、縮流端Ｔ２から開口端Ｔ３までの領域でアシストガスＧが偏ったり渦を形成したりする可能性を低減することができる。
【００９８】
加えて、上記の構成では、縮小部１１２の流路断面積が下流側に向かうに伴って小さくなると共に、拡大部１１３の流路断面積が下流側に向かうに伴って大きくなっている。これにより、縮小部１１２ではアシストガスＧの流速が増大する。縮小部１１２に供給されるアシストガスＧの流速が十分大きい場合には、縮小部１１２を経たアシストガスＧは音速に達する。音速に達したアシストガスＧの流速は、拡大部１１３を経てさらに大きくなり、超音速となる。つまり、縮小部１１２および拡大部１１３はラバールノズルを形成する。これにより、溶融物をより効率的に除去することができる。
【００９９】
さらに加えて、上記の構成によれば、縮小部１１２は、下流側に向かうに伴って厚さ方向Ｄｔにおける寸法が小さくなる。これにより、縮小部１１２を通過するアシストガスＧの流速は、下流側に向かうに伴って大きくなる。その結果、高速のアシストガスＧによって溶融物を効率的に除去することができる。
【０１００】
さらに、上記の構成によれば、縮小部１１２は、下流側に向かうに伴って幅方向Ｄｗにおける寸法が小さくなる。これにより、縮小部１１２を通過するアシストガスＧの流速は、下流側に向かうに伴って大きくなる。その結果、高速のアシストガスＧによって陽油物を効率的に除去することができる。
【０１０１】
また、上記の構成によれば、拡大部１１３は、下流側に向かうに伴って厚さ方向Ｄｔにおける寸法が大きくなっている。これにより、縮小部１１２を通過したアシストガスＧの流速が音速を超えている場合には、拡大部１１３を経て流速がさらに大きくなり、超音速となる。その結果、高速のアシストガスＧによって溶融物をより効率的に除去することができる。
【０１０２】
さらに、上記の構成によれば、拡大部１１３は、下流側に向かうに伴って幅方向Ｄｗにおける寸法が大きくなる。これにより、縮小部１１２を通過したアシストガスＧの流速が音速を超えている場合には、拡大部１１３を経て流速がさらに大きくなり、超音速となる。その結果、高速のアシストガスＧによって溶融物をより効率的に除去することができる。
【０１０３】
加えて、上記の構成によれば、縮流端Ｔ２および開口端Ｔ３がいずれも下流側に向かって凸となる円弧状をなすと共に、厚さ方向Ｄｔから見てこれら縮流端Ｔ２、および開口端Ｔ３の円弧が同心となっている。即ち、縮流端Ｔ２から開口端Ｔ３までの寸法が、円弧の周方向全域にわたって一定となっている。これにより、縮流端Ｔ２では、アシストガスＧの流れが縮流端Ｔ２の曲面形状に沿って整流され、かつ、アシストガスＧの流速は大きくなる。さらに、開口端Ｔ３では、高速のアシストガスＧが開口端Ｔ３のなす面に対して垂直な方向に流れる。つまり、アシストガスＧは除染対象物１０３の曲面をなす除染対象面００４に対して垂直に近い角度で衝突する。これにより、溶融物を効率的に除去することができる。一方で、アシストガスＧが除染対象面００４に対して鋭角的に衝突した場合、溶融物が曲面に沿って流されて特定箇所に集まるため、正確な除染を行うことができない可能性がある。しかしながら、上記の構成によれば、このような可能性を低減することができる。
【０１０４】
さらに加えて、上記の構成では、開口端Ｔ３の幅方向Ｄｗにおける寸法は、厚さ方向Ｄｔにおける寸法の１／２０以上１／１０以下とされる。この構成によれば、開口端Ｔ３の幅方向Ｄｗにおける寸法に対して、厚さ方向Ｄｔにおける寸法を十分に小さく抑えつつ、上述のラバール形状を実現することができる。これにより、アシストガス噴射ノズル１００の寸法体格を小さくできることから、除染箇所が狭隘な場合であっても、容易にアシストガス噴射ノズル１００を除染対象物１０３に近接させることができる。その結果、より正確な除染作業を行うことができる。
【０１０５】
なお、本発明のアシストガス噴射ノズル１００は、上述した構成に限定されるものではない。例えば第４実施形態では、縮小部１１２の流路断面積が、下流側に向かうに伴って幅方向Ｄｗおよび厚さ方向Ｄｔにおいて次第に小さくなる構成について説明した。しかしながら、縮小部１１２の構成は上記に限定されない。他の例として、図１１に示すように、縮小部１１２の厚さ方向Ｄｔにおける寸法を延在領域の全体にわたって一定とし、幅方向Ｄｗの寸法のみを下流側に向かうに伴って小さくなるように設定することも可能である。また、縮小部１１２の幅方向Ｄｗにおける寸法を延在領域の全体にわたって一定とし、厚さ方向Ｄｔの寸法のみを下流側に向かうに伴って小さくなるように設定することも可能である。なお、この場合であっても、拡大部１１３の流路断面積は下流側に向かうに伴って次第に大きくなるように設定される。このような構成によっても上記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【０１０６】
さらに、第４実施形態では、除染対象物１０３として円形断面を有する配管を例に説明をした。しかしながら、除染対象物は配管に限定されず、曲面状をなしている部材であればいかなるものも、除染対象面００４として適用することができる。
【０１０７】
加えて、第４実施形態では、縮小部１１２の流路断面積が下流側に向かって線形的に減少し、拡大部１１３の流路断面積が下流側に向かって線形的に増加する例について説明した。しかしながら、縮小部１１２および拡大部１１３の構成は上記に限定されない。他の例として、各流路断面積が上流側から下流側にかけて曲線的に変化する構成を採ることも可能である。この構成によれば、アシストガス噴射ノズル１００の内面に沿ってアシストガスＧをより円滑に流通させることができる。その結果、アシストガスＧの圧力損失が低減され、流速をさらに高めることができる。
【符号の説明】
【０１０８】
１０，１０Ａ  除染装置
１１  移動台車
１２  レーザ照射装置
１３  アシストガス供給装置
２１  台車本体
２２  車輪（走行体）
２３  ハンドル
２６  駆動装置
３１  レーザ照射ヘッド
３２  距離調整装置
３３  角度調整装置
４１，１００  アシストガス噴射ノズル
５１  飛散防止部材
５３  操作レバー
５４  中継箱
５５  制御装置（作業判定器、除染判定器）
５６  表示部（除染表示部）
５７  速度検出器（検出器）
５８  浮き上がり検出器（検出器）
５９  線量計（検認器）
７１  回収装置
７２  回収部材
７３  二次生成物処理ライン
７４  送風機
７５  サイクロン（分離装置）
７６  フィルタ
７８  排気装置
７９  開閉弁
８０  ロボット
８１  マニピュレータ
１０１  ノズル基部
１０２  ノズルキャップ
１１１  接続部
１１２  縮小部
１１３  拡大部
００１，００３  除染対象物
００２，００４  除染対象面
Ａ１  第１領域
Ａ２  第２領域
Ｍ  移動方向
Ｇ  アシストガス
Ｌ  レーザ
Ｄｆ…ガスの流れ方向
Ｄｐ…進行方向
Ｄｔ…厚さ方向
Ｔ１…上流端
Ｔ２…縮流端
Ｔ３…開口端
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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