(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水張りされた使用済燃料貯蔵プール内に水没するよう設置され、放射性物質を捕捉可能な捕集材を水密性の筐体に収容する第１の捕集フィルタと、
原子炉圧力容器内である第１領域内に第１の吸気口を配置し、前記第１の吸気口より吸引される前記第１領域内の放射性物質を含む気体を前記第１の捕集フィルタへ導入すると共に、前記第１の捕集フィルタ通流後の気体を第１の排風機を介して前記第１領域と異なる原子炉建屋内の第２領域に吐出する第１の吐出口と、
前記第１の吐出口が配置される前記第２領域内の気体を吸引する第２の吸気口と、前記第２の吸気口より吸引される前記第２領域内の気体から放射性物質を捕捉する第２の捕集フィルタと、前記第２領域と異なる原子炉建屋内の第３領域に、前記第２の捕集フィルタ通流後の気体を第２の排風機を介して吐出する第２の吐出口と、を備え、
前記第２領域は、前記原子炉圧力容器の直上であって、シールドプラグの上面を覆うよう配置される作業台上に設けられる第１の作業ハウスにより形成される遮蔽空間であり、
前記第３領域は、前記使用済燃料貯蔵プール及び前記作業台並びにドライヤ・セパレータプールの上面を覆い、前記第１の作業ハウスを内包するよう原子炉建屋の運転床上に設けられる第２の作業ハウスにより形成される遮蔽空間であり、
前記第２の捕集フィルタは、水張りされたドライヤ・セパレータプール内に水没するよう設置され、
前記第３領域内の気体を吸引する第３の吸気口と、前記第３の吸気口より吸引される第３領域内の気体から放射性物質を捕捉する第３の捕集フィルタと、第３の排風機を有し、
原子炉建屋外に設けられた排気塔へ前記第３の捕集フィルタ通流後の気体を前記第３の排風機を介して導入することを特徴とする放射性物質除去装置。
【請求項２】
請求項１に記載の放射性物質除去装置において、
前記第１の捕集フィルタは、少なくとも、ろ過膜を水密性の容器に収容するろ過モジュールと吸着材を水密性の容器に収容する吸着モジュールのうちいずれか一方を有することを特徴とする放射性物質除去装置。
【請求項３】
請求項２に記載の放射性物質除去装置において、
前記第１捕集フィルタは、前記ろ過モジュールと吸着モジュールの間に配置され、水密性の容器内に所定の間隔にて離間配置される２段の水素透過膜と、前記２段の水素透過膜間に一端が接続され他端が酸素導入口に接続される配管と、前記２段の水素透過膜間に一端が接続され他端が余剰の酸素及び水分を排出する排気口に接続される配管と、を有する水素再結合器を備えることを特徴とする放射性物質除去装置。
【請求項４】
水張りされた使用済燃料貯蔵プール内に、放射性物質を捕捉可能な捕集材を水密性の筐体に収容する第１の捕集フィルタが水没するよう当該第１の捕集フィルタを設置し、
原子炉圧力容器内である第１領域内に第１の吸気口を配置し、前記第１の吸気口より吸引される前記第１領域内の放射性物質を含む気体を前記第１の捕集フィルタへ導入すると共に、前記第１の捕集フィルタ通流後の気体を第１の排風機を介して前記第１領域と異なる原子炉建屋内の第２領域に第１の吐出口より吐出し、
前記第１の吐出口が配置される前記第２領域内の気体を吸引する第２の吸気口と、前記第２の吸気口より吸引される前記第２領域内の気体から放射性物質を捕捉する第２の捕集フィルタを設置し、前記第２領域と異なる前記原子炉建屋内の第３領域に、前記第２の捕集フィルタ通流後の気体を第２の排風機を介して第２の吐出口より吐出し、
前記第２領域は、前記原子炉圧力容器の直上であって、シールドプラグの上面を覆うよう配置される作業台上に設けられる第１の作業ハウスにより形成される遮蔽空間であり、
前記第３領域は、前記使用済燃料貯蔵プール及び前記作業台並びにドライヤ・セパレータプールの上面を覆い、前記第１の作業ハウスを内包するよう原子炉建屋の運転床上に設けられる第２の作業ハウスにより形成される遮蔽空間であり、
前記第２の捕集フィルタは、水張りされたドライヤ・セパレータプール内に水没するよう設置され、
前記第３領域内の気体を吸引する第３の吸気口と、前記第３の吸気口より吸引される第３領域内の気体から放射性物質を捕捉する第３の捕集フィルタを設置し、原子炉建屋外に設けられた排気塔へ前記第３の捕集フィルタ通流後の気体を第３の排風機を介して導入することを特徴とする放射性物質の除去方法。
【請求項５】
請求項４に記載の放射性物質の除去方法において、
前記第１領域内の放射性物質濃度は前記第２領域内の放射性物質濃度より高く、前記第２領域内の放射性物質濃度は前記第３領域内の放射性物質濃度より高く、
前記第３領域内の気圧が前記第２領域内の気圧よりも高く、且つ、前記第２領域内の気圧が前記第１領域内の気圧よりも高くなるよう、前記第１の排風機及び前記第２の排風機並びに前記第３の排風機の風量を制御することを特徴とする放射性物質の除去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子力発電所で用いられる放射能汚染除去に係り、原子炉建屋内の空気中に浮遊する放射性物質を捕集する放射性物質の除去方法及び放射性物質除去装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電プラントの機器及び配管は、耐用年数経過後に交換のため、使用済の部材は処分が必要となる。また、原子力発電プラントを廃炉する際には、原子炉圧力容器や原子炉格納容器、さらには原子炉建屋及びタービン建屋等の建材等の処分が必要となる。
【０００３】
原子力発電プラントの原子炉圧力容器内の炉内構造物及び原子炉圧力容器に接続された配管等は、放射性物質(例えばコバルト)が付着している。また、万が一、燃料棒の一部が破損した場合には、核燃料物質やセシウム等も併せて付着することになる。
【０００４】
原子力発電プラントの構造部材及び建屋を処分する際には、機械的または熱的に切断解体することが必要となる。この解体作業においては、作業者の被曝を避けることが必要であり、その観点から作業エリアの空気中放射性物質を除去し、放射性物質濃度は可能な限り低濃度に維持することが重要である。さらには原子炉建屋外への漏洩も防止する必要がある。
【０００５】
例えば、原子力発電プラントにおける原子炉内構造物を解体する場合は、水中で実施するため、ロールカッターによる切断や放電加工切断、プラズマ切断あるいは切断助剤を水流に混合させるアブレッシブウォータージェット切断が適用されている。ロールカッターや放電加工切断では切断に伴って発生する粉塵が少ないものの、切断速度が遅いため、長時間の作業の場合は放射性物質濃度が上昇する可能性がある。一方、アブレッシブウォータージェット法は切断速度が速く、放射能を有する気体が発生しない特長を有している。しかし、これらの解体方法は水中での適用を前提としており、気中で用いる場合は、粉塵が多量に飛散する可能性がある。
【０００６】
また、極めて少ない確率ではあるが、原子力プラントが事故を起こした場合、作業環境を低放射線環境下とするものとして特許文献１が知られている。特許文献１では、タービンに接続される復水器の下流側に配される既設の気体廃棄物処理系へ、仮設配管及び主蒸気配管を介して原子炉圧力容器を接続する。そして、原子炉圧力容器内の放射性物質を含む気相部を上記気体廃棄物処理系へ、仮設配管を介して導入し放射性物質を除去するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−１８３６９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に記載の技術では、原子炉圧力容器への注水機構、すなわち、冷却材及び中性子減速材である水を供給する給水系統が正常に機能することを前提とするものである。しかしながら、極めて少ない確率ではあるが、上記給水系統、更には、非常用冷却設備の機能が喪失し炉心溶融に至る場合が想定され得る。このような場合、炉心溶融により生ずる高線量の燃料デブリは、その形状及び存在位置は未知であり、例えば、原子炉圧力容器の底面（下鏡）あるいは、原子炉圧力容器を漏れ出し、原子炉格納容器の底面（例えば、コンクトートマット上など）に存在する場合等、様々である。原子炉建屋内、例えば運転床（オペレーションフロア）に作業員が進入し、これら燃料デブリ等の除去作業を行うためには、低線量下の環境にする必要がある。
【０００９】
従って、特許文献１の構成では、このような燃料デブリにより生ずる高線量下の作業環境を、低線量下にする点については、配慮がされておらず、改善の余地がある。
【００１０】
そこで、本発明は、燃料デブリの除去作業または原子炉建屋内構造物の解体により発生する空気中放射性物質を効率的に除去可能な放射性物質除去方法及び放射性物質除去装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、本発明の放射性物質除去装置は、水張りされた使用済燃料貯蔵プール内に水没するよう設置され、放射性物質を捕捉可能な捕集材を水密性の筐体に収容する第１の捕集フィルタと、原子炉圧力容器内である第１領域内に第１の吸気口を配置し、前記第１の吸気口より吸引される前記第１領域内の放射性物質を含む気体を前記第１の捕集フィルタへ導入すると共に、前記第１の捕集フィルタ通流後の気体を第１の排風機を介して前記第１領域と異なる原子炉建屋内の第２領域に吐出する第１の吐出口と、前記第１の吐出口が配置される前記第２領域内の気体を吸引する第２の吸気口と、前記第２の吸気口より吸引される前記第２領域内の気体から放射性物質を捕捉する第２の捕集フィルタと、前記第２領域と異なる原子炉建屋内の第３領域に、前記第２の捕集フィルタ通流後の気体を第２の排風機を介して吐出する第２の吐出口と、を備え、前記第２領域は、前記原子炉圧力容器の直上であって、シールドプラグの上面を覆うよう配置される作業台上に設けられる第１の作業ハウスにより形成される遮蔽空間であり、前記第３領域は、前記使用済燃料貯蔵プール及び前記作業台並びにドライヤ・セパレータプールの上面を覆い、前記第１の作業ハウスを内包するよう原子炉建屋の運転床上に設けられる第２の作業ハウスにより形成される遮蔽空間であり、前記第２の捕集フィルタは、水張りされたドライヤ・セパレータプール内に水没するよう設置され、前記第３領域内の気体を吸引する第３の吸気口と、前記第３の吸気口より吸引される第３領域内の気体から放射性物質を捕捉する第３の捕集フィルタと、第３の排風機を有し、原子炉建屋外に設けられた排気塔へ前記第３の捕集フィルタ通流後の気体を前記第３の排風機を介して導入することを特徴とする．
【００１２】
また、本発明の放射性物質の除去方法は、水張りされた使用済燃料貯蔵プール内に、放射性物質を捕捉可能な捕集材を水密性の筐体に収容する第１の捕集フィルタが水没するよう当該第１の捕集フィルタを設置し、原子炉圧力容器内である第１領域内に第１の吸気口を配置し、前記第１の吸気口より吸引される前記第１領域内の放射性物質を含む気体を前記第１の捕集フィルタへ導入すると共に、前記第１の捕集フィルタ通流後の気体を第１の排風機を介して前記第１領域と異なる原子炉建屋内の第２領域に第１の吐出口より吐出し、前記第１の吐出口が配置される前記第２領域内の気体を吸引する第２の吸気口と、前記第２の吸気口より吸引される前記第２領域内の気体から放射性物質を捕捉する第２の捕集フィルタを設置し、前記第２領域と異なる原子炉建屋内の第３領域に、前記第２の捕集フィルタ通流後の気体を第２の排風機を介して第２の吐出口より吐出し、前記第２領域は、前記原子炉圧力容器の直上であって、シールドプラグの上面を覆うよう配置される作業台上に設けられる第１の作業ハウスにより形成される遮蔽空間であり、前記第３領域は、前記使用済燃料貯蔵プール及び前記作業台並びにドライヤ・セパレータプールの上面を覆い、前記第１の作業ハウスを内包するよう原子炉建屋の運転床上に設けられる第２の作業ハウスにより形成される遮蔽空間であり、前記第２の捕集フィルタは、水張りされたドライヤ・セパレータプール内に水没するよう設置され、前記第３領域内の気体を吸引する第３の吸気口と、前記第３の吸気口より吸引される第３領域内の気体から放射性物質を捕捉する第３の捕集フィルタを設置し、原子炉建屋外に設けられた排気塔へ前記第３の捕集フィルタ通流後の気体を第３の排風機を介して導入することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、燃料デブリの除去作業または原子炉建屋内構造物の解体により発生する空気中放射性物質を効率的に除去可能な放射性物質除去方法及び放射性物質除去装置を実現できる。
【００１４】
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施例に係る実施例１の放射性物質除去装置を原子炉建屋内に設置した状態を示す概要図である。
【図２】図１に示す捕集フィルタを構成するろ過モジュール及び吸着モジュールの概略構成図である。
【図３】交換後のろ過モジュール及び吸着モジュールの保管状態を示す図である。
【図４】捕集フィルタを構成するろ過モジュール及びスクラバーの概略構成図である。
【図５】捕集フィルタを構成するろ過モジュール及び吸着モジュール並びに水素再結合器の概略構成図である。
【図６】本発明の他の実施例に係る実施例２の放射性物質除去装置を原子炉建屋内に設置した状態を示す概要図である。
【図７】本発明の他の実施例に係る実施例３の放射性物質除去装置を原子炉建屋内に設置した状態を示す概要図である。
【図８】本発明の他の実施例に係る実施例４の放射性物質除去装置を原子炉建屋内に設置した状態を示す概要図である。
【図９】本発明の一実施例に係る放射性物質除去装置を構成するろ過モジュール及び吸着モジュール並びに排風機を接続する管路の横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本明細書において、膜ろ過に限らず、放射性物質を吸着可能な吸着材を筐体内に収容してなる吸着モジュール等も含め、捕集フィルタと総称する。なお、捕集フィルタは、少なくとも後述するろ過モジュール及び吸着モジュールのいずれか一方を含み構成される。また、以下の実施例において、ろ過モジュールは、例えば、ろ紙又は不織布を筐体内に収容し、放射性物質を含む気体を上記ろ紙又は不織布によりろ過する。また、活性炭、ゼオライト、チタン、シリカ又はアルミを構成材とする吸着材を、例えば、複数の微細孔を有する構造あるいはハニカム形状を有する構造とし、ステンレス鋼製の容器に収容し吸着モジュールを構成する。
【００１７】
以下、図面を用いて本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００１８】
図１に、本発明の一実施例に係る実施例１の放射性物質除去装置を原子炉建屋内に設置した状態を示す。
【００１９】
まず、原子炉建屋２１内には、原子炉圧力容器２２及び原子炉圧力容器２２を収容する原子炉格納容器２３が備えられている。原子炉格納容器２３は、上端部に原子炉格納容器上蓋（図示せず）が取り付けられて密封されている。原子炉格納容器２３は、内部に形成されたドライウェル及び冷却水が充填された圧力抑制プール３１が内部に形成された圧力抑制室（ウェットウェル）３０を有する。ドライウェルに連絡されるベント通路３２の一端が、圧力抑制室３０内の圧力抑制プール３１の冷却水中に浸漬されている。原子炉格納容器上蓋（図示せず）の真上に複数に分割された放射線遮蔽体であるシールドプラグ２６が配置され、これらのシールドプラグ２６が、原子炉建屋２１の運転床（オペレーションフロア）に設置されている。
【００２０】
また、原子炉建屋２１には、原子炉格納容器２３の上部に、原子炉停止時に原子炉圧力容器２２の蓋を開けて燃料集合体（図示せず）を取り出し、隣接する使用済燃料貯蔵プール２４へ移す際に通すプールであって、放射線の遮蔽等のために水を張るための原子炉ウェル（図示せず）が設けられている。なお、燃料集合体の取り出し及び使用済燃料貯蔵プール２４への移送は、図示しない燃料交換機にて行われる。この原子炉ウェルを挟み込むように、ドライヤ・セパレータプール２５及び使用済みの燃料を一時的に保管する使用済燃料貯蔵プール２４が設けられている。ドライヤ・セパレータプール２５は、例えば、定期検査時等に蒸気乾燥器や気水分離器といった炉内構造物２７を仮置きする場所として使われる。
【００２１】
原子炉圧力容器２２内には、通常状態において、炉内構造物２７として、核燃料物質を含む複数の燃料集合体が装荷された炉心、気水分離器、及び蒸気乾燥器が配されている。炉心内に装荷された各燃料集合体は、下端部が炉心支持板（図示せず）によって支持され、上端部が上部格子板（図示せず）によって保持される。気水分離器は炉心の上端部に位置する上部格子板よりも上方に配置され、蒸気乾燥器が気水分離器の上方に配置される。ここで、燃料集合体は、図示しない核燃料物質として例えばＭＯＸ燃料のペレットを、Ｚｒ合金製の被覆管内にその軸方向に複数充填された燃料棒を有する。複数の燃料棒を横断面四角形状のチャンネルボックス内に正方格子状に配列して燃料集合体が形成されている。また、原子炉圧力容器２２は、原子炉格納容器２３内の底部に設けられたコンクリートマット２９上に設けられた筒状のペデスタル２８上に据え付けられている。
【００２２】
上記のような原子炉建屋２１において、何らかのトラブルにより原子炉圧力容器２２が万が一破損した場合、原子炉圧力容器２２の底面（下鏡面）あるいは、原子炉格納容器２３のコンクリーマット２９上に燃料デブリが存在することが想定される。そのため、図１に示すように、原子炉格納容器２３内を水張することで、燃料デブリより発生する放射線を遮蔽する対策が取られる。また、気水分離器あるいは蒸気乾燥器等の炉内構造物２７を解体し撤去する場合や、原子炉圧力容器２２そのものを解体する場合には、水位を調節して、水没した状態で解体する、あるいは気中で解体する方法のいずれかがか選択される。
【００２３】
そして、図１に示されるように、解体アーム３５を挿入可能とする貫通口が形成されたシールドプラグ２６の上面を覆うよう設置された作業台３３、及び解体アーム３５の一端を保持し作業台３３上を水平方向に移動可能とする移動装置３４を設置する。原子炉格納容器２２の上部より解体アーム３５を挿入し、解体アーム３５の先端に設けられた把持機構又は切削機構等により、水中あるいは気中にて、炉内構造物２７の解体及び撤去作業が行われる。しかしこの場合、水位に依らず原子炉圧力容器２２及び原子炉格納容器２３の上部は気相空間が存在するため、解体作業で炉内構造物２７をハンドリングする際、放射性ダストとして放射性物質が気相へ飛散する可能性が高い。
【００２４】
そこで、上記気相へ飛散する放射性物質を除去するための、本発明の放射性物質除去装置１は、排風機（ブロア）２、ろ過モジュール３、吸着モジュール４、これらを接続する管路１１、管路１１の一端に設けられた吸気口５、管路１１の他端に設けられた吐出口６、及び排風機（ブロア）２を制御する制御部７より構成される。制御部７は、例えば、運転床（オペレーションフロア）に設置され、入力部８及び表示部９を備える。図１中、点線矢印にて示す信号線により制御部７は、排風機（ブロア）２及び移動装置３４と電気的に接続されている。なお、ここで、制御部７は、例えば、各種プログラムを格納するＲＯＭ、演算過程のデータを一時的に格納あるいは演算結果を格納するＲＡＭ、ＨＤＤ等の記憶装置及び、ＲＯＭに格納される各種プログラムを読み出し実行するＣＰＵ等のプロセッサ等により構成される。
【００２５】
吸気口５は、水張りされた原子炉圧力容器２２内の気中に配置され、制御部７により所望の風量（流量）となるよう制御される排風機（ブロア）２により、原子炉圧力容器２２内の空気を吸引する。吸引された空気は、予め使用済燃料貯蔵プール２４内に水没させた捕集フィルタを構成する、ろ過モジュール３及び吸着モジュール４を、管路１１を介して通流する。ろ過モジュール３及び吸着モジュール４を通流後の空気は、排風機（ブロア）２を通過し、再び吐出口６より水張りされた原子炉格納容器２３内の気中へ戻される。ここで、捕集フィルタを構成する、ろ過モジュール３及び吸着モジュール４を、使用済燃料貯蔵プール２４に替えてドライヤ・セパレータプール２５内に水没するよう設置しても良い。
【００２６】
図２に、捕集フィルタを構成する、ろ過モジュール３及び吸着モジュール４の概略構成を示す。捕集フィルタを構成するろ過モジュール３は、ろ紙又は不織布を、例えば、ステンレス鋼製の容器に水密に収容してなる。また、吸着モジュール４は、複数の吸着材４０を、例えば、ステンレス鋼製の容器に水密に収容してなる。吸着材４０は、例えば、活性炭、ゼオライト、チタン、シリカ、又はアルミを粒子状又は円柱状あるいは円筒状に成形されたものが用いられる。なお、吸着モジュール４内に収容される吸着材４０を、複数の微細孔を有する円柱状、あるいはハニカム形状を有する構造としても良い。
【００２７】
吸気口５より吸引された空気は、管路１１を介してろ過モジュール３に導入され、矢印にて示すように、ろ紙又は不織布等で形成されるろ過膜を透過する。その際、吸引された空気中の放射性ダスト等の粒子状放射性物質は、ろ過膜を透過できずに、ろ過膜に捕捉される。ろ過後の空気は、管路１１を介してろ過モジュール３より流出し、吸着モジュール４へ導入される。吸着モジュール４に導入された空気は、矢印に示すように吸着材４０を通流する。この際、前段のろ過モジュール３内のろ過膜に捕捉されず、ろ過膜を透過した空気中の放射性物質は吸着材４０に吸着され除去される。吸着モジュール４により放射性物質が除去された空気は、管路１１を流れ、排風機（ブロア）２を通過し吐出口６より排出される。
【００２８】
ここで、捕集フィルタを構成する、ろ過モジュール３及び吸着モジュール４は、それぞれ耐圧容器に格納されており、容器は水没状態で使用済燃料貯蔵プール２４に設置されているが、内部は気相である。ろ過モジュール３及び吸着モジュール４は、使用により放射性物質が付着しているため、ろ過膜表面及び吸着材４０表面はもちろんのこと、容器外表面でも線量率が高くなる恐れがある。しかし、本実施例では、これらろ過モジュール３及び吸着モジュール４を水中に保管するものであるため、遮蔽効果が得られ、運転床（オペレーションフロア）上、すなわち、気中で作業する作業者への線量の影響を大幅に低減することが可能となる。
【００２９】
また、一定期間以上使用すると、ろ過膜の目詰まり及び吸着材４０の吸着性能低下により、吸気口５より吸引される空気中の放射性ダスト等の放射性物質を除去することが困難となる。そのため、未使用のろ過モジュール３及び吸着モジュール４に交換する作業が必要となる。図２に示すように、ろ過モジュール３及び吸着モジュール４を、管路１１との接続部より切り離すことで、ろ過モジュール３及び吸着モジュール４、それぞれの容器内部を密閉することが可能な、例えば、ジョイント部を備えた封止弁等で接続部を形成している。なお、ここで、管路１１は、所定の強度を有し変形（弾性変形）可能な、例えば、蛇腹状のホース等で構成される。
【００３０】
図３に、交換後のろ過モジュール３及び吸着モジュール４の保管状態を示す。図３に示すように、水で満たされた使用済燃料貯蔵プール２４内に、管路１１との接続部より切り離され、内部が密閉された使用後のろ過モジュール３及び吸着モジュール４を貯蔵する。このように、使用後のろ過モジュール３及び吸着モジュール４は、使用済燃料貯蔵プール２４内に水没させて保管することで、交換作業による被曝を防止することができる。
【００３１】
図４に、捕集フィルタを構成するろ過モジュール３及びスクラバー１０の概略構成を示す。吸気口５より吸引された空気は、管路１１を介してスクラバー１０へ導入され、スクラバー１０内の水に放射性ダスト等の粒子状放射性物質を含む空気はスクラビングされる。粒子状放射性物質を含む空気は気泡となり、スクラバー１０内の水面へと上昇する間に、粒子状放射性物質の一部は水に捕捉される。水に捕捉され低濃度となった粒子状放射性物質を含む空気は、スクラバー１０内の気相部へ水面より移動し、その後、管路１１を介してろ過モジュール３へ導入される。ここで、スクラバー１０は、一端が吸気口５に接続される管路１１と連通し、内部に水が満たされた水密性の容器の底部へと延伸する配管の先端に散気管を備える。散気管は、例えば、容器底面に略平行に延在し、中空の円盤状であって、その外周面に複数の微細開孔を有する。なお、散気管は、円盤状に限らず、中空の円筒状であって、その外周面に複数の微細開孔を有するものとしても良い。
【００３２】
図４に示すように、ろ過モジュール３の前段にスクラバー１０を配する構成とすることで、高濃度の放射性ダストが飛散している場合であっても、後段に配されるろ過モジュール３に導入される空気中の放射性物質の濃度を低減することが可能となる。これにより、ろ過モジュール３の使用可能期間を延長でき、ろ過モジュール３の交換頻度を低減することができる。なお、スクラバー１０の使用可能期間は、ろ過モジュール３に比べ長く、また、スクラビングされる放射性ダストの濃度に依存しない。
【００３３】
図５に、捕集フィルタを構成する、ろ過モジュール３及び吸着モジュール４に加え、水素再結合器１２を、使用済燃料貯蔵プール２４内に水没させて配置する構成を示す。
【００３４】
何らかの理由により、炉心に装荷される燃料集合体内に正方格子状に配置される燃料棒の被覆管が溶融し、Ｚｒ合金製の被覆管内に複数充填された核燃料物質が漏洩する場合を想定する。この場合、被覆管の構成材料であるＺｒは、原子炉圧力容器２２及び／又は原子炉格納容器２３内に満たされた水と以下の式（１）に示す化学反応を生じる。
【００３５】
Ｚｒ＋２Ｈ２Ｏ →  ＺｒＯ２＋２Ｈ２    ・・・・（１）
式（１）及び放射線により水素ガスが発生するため、原子炉建屋２１内の気中において、放射性ダスト等の粒子状放射性物質に加え、水素ガスの除去が必要となる。
【００３６】
そこで、本実施例では、図５に示すように、ろ過モジュール３及び吸着モジュール４との間に、水素再結合器１２を配し、これらを管路１１にて接続すると共に、使用済燃料貯蔵プール２４内に水没させて設置する構成としている。水素再結合器１２は、水密性の容器内に、例えば、パラジウム膜により形成される水素透過膜１３を所定の間隔にて２段離間配置し、酸素導入口１４に一端が接続され、離間配置された２段の水素透過膜１３の間に他端が接続される配管、２段の水素透過膜１３の間に一端が接続され、他端が排気口１５に接続される配管を有する。前段のろ過モジュール３より放射性ダスト等の粒子状放射性物質の一部が除去された空気は、管路１１を介して水素再結合器１２に導入される。水素再結合器１２に導入される空気は、放射性物質の濃度が低減されているものの、上述のとおり式（１）に示す化学反応により発生した水素ガスが含まれている。水素ガスは、上段側の水素透過膜１３を透過し、２段の水素透過膜１３間に酸素導入口１４より供給される酸素と結合し水となる。水素ガスとの結合に供されない余剰の酸素及び水分は、排気口１５より使用済燃料貯蔵プール２４の上方の気中へと排気される。排気される余剰酸素及び水分は、放射性物質を含んでおらず、運転床上で作業する作業者へ影響を及ぼすことは無い。すなわち、放射線の影響を受けることなく作業できる環境が実現される。本実施例では、水素透過膜１３としてパラジウム膜を用いる場合を説明したが、これに限らず、例えば、Ｐｔ、Ａｕ等の膜を用いても良い。また、ろ過モジュール３及び吸着モジュール４は、図２と同様であるため説明を省略する。
【００３７】
次に、本実施例の放射性物質除去装置１を、原子炉建屋２１内に設置し放射性ダスト等の粒子状放射性物質を除去する工程について説明する。
（１）準備工程
先ず、準備工程について説明する。図１に示すように、水張された原子格納容器２３の上部開口を封止するシールドプラグ２６に、ドリル等の加工機械により、解体アーム３５が挿入可能な複数の円形の貫通口を形成する。形成される円形の貫通口の直径は、解体アーム３５の最大外径よりも大きければ良く、僅かに大きいことが望ましい。これは、貫通口と解体アーム３５の外表面との間隙から放射性物質がシールドプラグ２６の上方へ侵入することを低減できるからである。なお、シールドプラグ２６に形成する貫通口は、円形が望ましいが、必ずしもこれに限らず、解体アーム３５がその貫通口内で水平方向に微動可能な矩形状の開口としても良い。
【００３８】
シールドプラグ２６に複数の貫通口を形成後、シールドプラグ２６の上面を覆うよう作業台３３を設置する。その後、収縮状態にある解体アーム３５の一端を保持する移動装置３４を、作業台３３上に載置する。作業台３３の上面、すなわち、移動装置３４の載置面には、図示しないレール等が敷設されており、移動装置３４は、レールに沿って作業台３３上を水平方向に移動可能とされる。
【００３９】
また、運転床上に入力部８及び表示部９を有する制御部８を設置すると共に、水張された使用済燃料貯蔵プール２４に、捕集フィルタを構成するろ過モジュール３及び吸着モジュール４を水没させた状態で設置する。吸気口５を水張りされた原子炉圧力容器２２内の気中に配置し、吐出口６を水張りされた原子炉格納容器２３の気中に配置する。吸気口５、ろ過モジュール３、吸着モジュール４、排風機（ブロア）２及び吐出口６の順に、これらを管路１１にて接続する。
【００４０】
次に排風機（ブロア）２及び移動装置３４を、図１に点線矢印で示す信号線により、制御部７に電気的に接続し、準備工程が完了する。
（２）放射性物質除去装置の稼働工程
放射性物質除去装置１の稼働工程について説明する。制御部７は、排風機（ブロア）２へ所望の風量（流量）の動作指令を、信号線を介して出力する。動作指令を受け排風機（ブロア）２が稼働し、放射性ダスト等の粒子状放射性物質を含む空気を、原子炉圧力容器２２の気中に配置された吸気口５より吸引する。吸気口５より吸引された放射性ダスト等の粒子状放射性物質を含む空気は、管路１１を流れろ過モジュール３に流入する。
【００４１】
ろ過モジュール３内で、粒子状放射性物質はろ過膜を透過できずに、ろ過膜に捕捉される。ろ過膜を透過した放射性物質を含む空気は、管路１１を流れ後段に配置された吸着モジュール４に流入する。
【００４２】
吸着モジュール４内の吸着材４０は、流入する空気中の放射性物質を吸着する。吸着モジュール４内で放射性物質が除去された空気は、管路１１を流れ排風機（ブロア）２を通過し、原子炉格納容器２３の気中に配置された吐出口６より排出される。このように、原子炉圧力容器２２及び原子炉格納容器２３の気相中の放射性物質を含む空気は、排風機（ブロア）２の稼働により、吸気口５、ろ過モジュール３、吸着モジュール４、排風機（ブロア）２及び吐出口６の順に循環する。これにより、原子炉圧力容器２２及び原子炉格納容器２３内の空気中の放射性物質は除去される。なお、ここでは捕集フィルタとして、図２に示すろ過モジュール３及び吸着モジュール４を用いる場合を例に説明したが、これに替え、上述の図４に示すスクラバー１０とろ過モジュール３との組み合わせ、又は、図５に示すろ過モジュール３、水素再結合器１２と吸着モジュール４との組み合わせとしても良い。
【００４３】
また、上述のとおり放射性物質除去装置１が稼働中において、入力部８は、作業員による操作入力を受け付け、制御部７より移動装置３４へ、作業台３３上での水平方向の移動量を出力する。移動装置３４は、入力された水平方向の移動量に応じて、収縮された解体アーム３５を保持した状態で作業台３３上を移動する。これにより解体アーム３５は、シールドプラグ２６に形成された複数の貫通口のうち、所望の貫通口の直上に位置付けられる。なお、作業員は、図示しないカメラ等の画像取得装置より得られ表示部９の画面上に表示される、解体アーム３５の先端部を含む周囲の画像を目視により確認しつつ入力部８を操作し、所望の貫通口の直上に解体アーム３５の先端部が位置するよう、移動装置３４を位置決め操作できる。
【００４４】
その後、同様に、作業員は、表示部９の画面上に表示される画像を確認しつつ入力部８を操作し、収縮状態にある解体アーム３５を伸長させることで下降させ、シールドプラグ２６の貫通口を通過し、原子炉圧力容器２２内の炉内構造物２７に位置付ける。その後、解体アーム３５の先端部に取り付けられた把持機構あるいは、アブレッシブウォータージェット装置等の切削機構を操作し、炉内構造物２７の切断または搬出を行う。なお、同様の操作により、解体アーム３５の先端部に取り付けられた把持機構あるいは切削機構を操作し、原子炉圧力容器２２の底面（下鏡）あるいは、原子炉格納容器２３内のコンクトートマット２９上に存在する燃料デブリの切断または搬出を行う。また、原子炉建屋２１内の構造物の解体作業及び搬出作業についても同様である。
【００４５】
本実施例では、放射性物質除去装置１を構成する捕集フィルタとして、それぞれ、図２、図４及び図５に示す構成を説明したが、これら、図２、図４、図５に示す構成を適宜組み合わせても良く、また、例えば、ろ過モジュール３等のそれぞれの構成部材については、適宜所望の数量を用いても良い。また交換後の処置についても、使用済燃料貯蔵プール２４内で水中保管することに替えて、遮蔽容器を準備し、当該遮蔽容器内に交換後のろ過モジュール３等の捕集フィルタを構成する構成部材を水中にて収容し、原子炉建屋２１外へ搬出することも可能である。
【００４６】
以上のとおり、本実施例によれば、燃料デブリの除去作業または原子炉建屋内構造物の解体により発生する空気中放射性物質を効率的に除去可能な放射性物質除去方法及び放射性物質除去装置を実現できる。
【００４７】
また、本実施例によれば、原子炉建屋２１内の作業エリアで飛散した放射性ダスト等の粒子状放射性物質は、放射性物質除去装置１を構成する捕集フィルタにより捕捉されると共に、仮に、多量の放射性ダストが飛散した場合であっても、捕集フィルタは予め水中に設置されているため、水による遮蔽効果により作業エリアの線量率を低減することが可能となる。そのため、作業中に捕集フィルタの周辺に、特に遮蔽体を設けること無く、運転床上、すなわち、気中で作業する作業者への線量の影響を大幅に低減することが可能となる。
【００４８】
また、捕集フィルタ交換時、水張された使用済燃料貯蔵プール２４内で交換作業が行えることから、特に、遮蔽体を設置することなく、交換作業による被曝を抑制することが可能となる。
【実施例２】
【００４９】
図６は、本発明の他の実施例に係る実施例２の放射性物質除去装置を原子炉建屋内に設置した状態を示す概要図である。実施例１にて述べた図１から図５に示す構成要素と、同一の構成要素に同一符号を付し、以下、重複する説明を省略する。本実施例では、原子炉建屋２１内の領域毎に、空気中に含まれる放射性ダスト等の粒子状放射性物質の濃度が異なることに着目した点が実施例１と異なる。なお、図６において、制御部７からの信号線は図面の見やすさを考慮し省略している。
【００５０】
図６に示すように、原子炉建屋２１内で、空気中に含まれる放射性ダスト等の粒子状放射性物質の濃度が最も高い領域は、原子炉圧力容器２２内の領域（以下、第１領域と称する）である。次に濃度が高い領域は、原子炉圧力容器２２の直上であって、シールドプラグ２６の上面を覆うよう設置された作業台３３上に設けられた第１の作業ハウス３６内の領域（以下、第２領域と称する）である。また、その次に濃度が高い領域は、使用済燃料貯蔵プール２４、作業台３３及びドライヤ・セパレータプール２５の上面を覆い、第１の作業ハウス３６を内包するよう運転床上に設けられた第２の作業ハウス３７内の領域(以下、第３領域と称する)である。最も濃度が低い領域は、第２の作業ハウス３７の外部であって、原子炉建屋２１内の領域（以下、第４領域と称する）である。
【００５１】
ここで、第１の作業ハウス３６は、例えば、鉄骨のフレームにて直方体形状をなし、このフレームに放射線又は放射性ダストを遮蔽可能なビニールシートにて、天井面、床面及び四方の側面を覆うよう囲まれ、遮蔽空間が形成される、なお、軽量化の点からビニールシートにより側面及び天井面を覆うことが望ましいが、これに限らず、躯体強度の点から、ビニールシートに替えて天井面及び四方の４つの側壁をパネルにて形成しても良い。また、気密性が確保され、軽量であればコンクリート製で形成しても良い。
【００５２】
第２の作業ハウス３７についても、同様に、例えば、鉄骨のフレームにて直方体形状をなし、その四方の側面及び天井面にパネルをはめ込み、放射線を遮蔽する遮蔽空間を形成してなる。この第２の作業ハウス３７は、後述するように、その天井面の外表面上に捕集フィルタを構成するろ過モジュール３及び吸着モジュール４を載置するため、第１の作業ハウス３６に比べ、躯体強度を高くすることが望ましい。また、同様に、気密性が確保され軽量であれば、コンクリート製にて形成しても良い。
【００５３】
本実施例の放射性物質除去装置１は、図６に示すように、水張りされた原子炉圧力容器２２内（第１領域）の気中に配される吸気口５、吸気口５と圧力調整バルブ１６を介して管路１１により接続され、使用済燃料貯蔵プール２４に水没させた状態で設置されるろ過モジュール３、同様に、使用済燃料貯蔵プール２４に水没させた状態で設置され、管路１１にてろ過モジュールと接続される吸着モジュール４、排風機（ブロア）２、水張りされた原子炉格納容器２３の気中に配される吐出口６、及び原子炉格納容器２３の気中に設置され、第１領域の内部気圧を計測する第１領域用圧力計１９ａを備える。ここで、圧力調整フィルタ１７は、例えば、ＨＥＰＡフィルタ等が用いられる。
【００５４】
また、放射性物質除去装置１は、第１の作業ハウス３６（第２領域）内に配される吸気口５、吸気口５と圧力調整バルブ１６を介して管路１１により接続され、ドライヤ・セパレータプール２５に水没させた状態で設置されるろ過モジュール３、同様に、ドライヤ・セパレータプール２５に水没させた状態で設置され、管路１１にてろ過モジュール３と接続される吸着モジュール４、排風機２、第２領域内に設置される吐出口６、第２領域の内部気圧を計測する第２領域用圧力計１９ｂ、吸気口５が配される第１の作業ハウス３６の側面と異なる側面の外部に配される圧力調整バルブ１６、及び当該圧力調整バルブ１６に接続される圧力調整フィルタ１７を備える。
【００５５】
また、更に、放射性物質除去装置１は、第２の作業ハウス３７内（第３領域）に配される吸気口５、吸気口５と管路１１を介して接続され、第２の作業ハウス３７の天井面の外表面上に設置されるろ過モジュール３、管路１１にてろ過モジュール３と接続され、第２の作業ハウス３７の天井面の外表面上に設置される吸着モジュール４、排風機（ブロア）２、第３領域内に設置される吐出口６、第３領域の内部気圧を計測する第３領域用圧力計１９ｃ、第２の作業ハウス３７の天井面の外部に配される圧力調整バルブ１６、及び当該圧力調整バルブ１６に接続され第４領域内に配される圧力調整フィルタ１７を備えている。図６に示すように、これら、排風機（ブロア）２、捕集フィルタを構成するろ過モジュール３及び吸着モジュール４、圧力調整バルブ１６、と圧力調整フィルタ１７は、第４領域内に設置されている。特に、第３領域内の放射性ダスト等の粒子状放射性物質を除去するためのろ過モジュール３及び吸着モジュール４を、気中である第４領域に設置する理由は、第３領域内の放射性物質の濃度が低いことによる。一方、上述の第２領域内の粒子状放射性物質を除去するためのろ過モジュール３及び吸着モジュール４を、ドライヤ・セパレータプール２５内に水没設置する理由は、第２領域内の放射性物質の濃度が高いことによる。また、同様に、第１領域内の粒子状放射性物質を除去するためのろ過モジュール３及び吸着モジュール４を使用済燃料貯蔵プール２４内に水没設置する理由は、第１領域内の放射性物質の濃度が最も高いことによる。
【００５６】
また、更に、放射性物質除去装置１は、第４領域の内部気圧を計測する第４領域用圧力計１９ｄ、原子炉建屋２１外の気圧、すなわち大気圧を計測するための大気圧計測用圧力計１９ｅ、第３領域内に設置され入力部８及び表示部９を有する制御部７を備えている。制御部７は、第１領域、第２領域及び第３領域内の放射性物質を、それぞれ領域毎に設けられたろ過モジュール３及び吸着モジュール４からなる捕集フィルタにより除去するため、各排風機（ブロア）２を所望の風量（流量）となるよう制御すると共に、各圧力調整バルブ１６を制御する。
【００５７】
具体的には、第１領域用圧力計１９ａ〜大気圧計測用圧力計１９ｅにより計測値を取り込み、制御部７は、各領域内の圧力が以下の関係となるよう、各排風機（ブロア）２の風量（流量）及び各圧力調整バルブ１６の開度を制御する。
【００５８】
Ｐ１＜Ｐ２＜Ｐ３＜Ｐ４＜Ｐ大気圧 
ここで、Ｐ１は第１領域の内部気圧、Ｐ２は第２領域の内部気圧、Ｐ３は第３領域の内部気圧、Ｐ４は第４領域の内部気圧であり、Ｐ大気圧は、原子炉建屋２１外における大気圧である。
【００５９】
例えば、排風機（ブロア）２の風量（流量）を大きくすれば、当該領域の内部気圧が低下する。一方、第２領域の外部に設置される圧力調整バルブ１６の開度を調整することで、圧力調整フィルタ１７を通して第３領域内の空気が第２領域へ流入することにより、隣り合う第２領域及び第３領域の気圧差を小さくすることができる。同様に、第３領域の外部に設置される圧力調整バルブ１６の開度を調整することで、圧力調整フィルタ１７を通して第４領域内の空気が第３領域内へ流入することにより、第３領域及び第４領域の気圧差を小さくすることができる。従って、制御部７は、第１領域用圧力計１９ａ〜大気圧計測用圧力計１９ｅにより計測値を取り込み、各排風機（ブロア）２の風量（流量）及び圧力調整バルブ１６の開度をフィードバック制御することで、上述のように、第１領域、第２領域、第３領域及び第４領域と、放射性物質濃度が段階的に低下する領域に対し、段階的に内部気圧が高くなるよう調整される。これにより、最も高濃度の放射性ダスト等の粒子状放射性物質を含む空気が存在する第１領域より、放射性物質が原子炉建屋２１外へ漏洩することを抑制することが可能となる。
【００６０】
次に、本実施例による放射性物質除去装置１を、原子炉建屋２１内に設置し、放射性ダスト等の粒子状放射性物質を除去する工程について説明する。
（１）準備工程
先ず、準備工程において、上述の実施例１の工程に加え以下の工程を行う。収縮状態にある解体アーム３５の一端を保持する移動装置３４を作業台３３に載置した後、第１の作業ハウス３６を作業台３３上に設営する。また、第１の作業ハウス３６の設営後、使用済燃料貯蔵プール２４、作業台３３及びドライヤ・セパレータプール２５の上面を覆い、第１の作業ハウス３６を内包するよう、第２の作業ハウス３７を設営する。
【００６１】
また、第１領域の気中に吸気口５を配し、水張りされた使用済燃料貯蔵プール２４に水没設置されたろ過モジュール３と吸気口５を接続する管路１１の途中に、圧力調整バルブ１６を取付ける。同様に、水張りされたドライヤ・セパレータプール２５内に水没設置されたろ過モジュール３と第２領域の気中に配される吸気口５を接続する管路１１の途中に圧力調整バルブ１６を取付ける。また、第３領域内の空気を第２領域内に流入可能とするため、圧力調整フィルタ１７及び圧力調整バルブ１６を、第１の作業ハウス３６の１つの側面に外部より設置する。
【００６２】
その後、第２の作業ハウス３７の天井面の外表面に、ろ過モジュール３及び吸着モジュール４を載置し、排風機（ブロア）２、第３領域内の気中に配される吸気口５及び吐出口６を管路１１にて接続する。また、第２作業ハウス３７の天井面の外部に、第４領域内の空気を第３領域内に流入可能とするため、圧力調整フィルタ１７及び圧力調整バルブ１６を設置する。
【００６３】
第１領域から第４領域及び原子炉建屋２１の外部に、それぞれ、第１領域用圧力計１９ａ、第２領域用圧力計１９ｂ、第３領域用圧力計１９ｃ、第４領域用圧力計１９ｄ、及び大気圧計測用圧力計１９ｅを設置し、これら圧力計と制御部７とを信号線を介して電気的に接続する。また、移動装置３４、各排風機（ブロア）２及び各圧力調整バルブ１６と制御部７とを信号線により電気的に接続し、準備工程を終了する。その他、実施例１と同様の工程については説明を省略する。
（２）放射性物質除去装置の稼働工程
上述の実施例１にて説明した工程に加え、以下の工程を行う。制御装置７は、第１領域用圧力計１９ａ〜大気圧測定用圧力計１９ｅより、計測された第１領域の内部気圧、第２領域の内部気圧、第３領域の内部気圧、第４領域の内部気圧及び大気圧を取り込む。取り込まれた計測値に基づき、上述の各領域間での圧力勾配（Ｐ１＜Ｐ２＜Ｐ３＜Ｐ４＜Ｐ大気圧）が形成されるよう、各排風機（ブロア）２へ所定の風量（流量）の動作指令を出力すると共に、各圧力調整バルブ１６へ所定の開度となるよう動作指令を出力する。なお、計測される各領域の内部気圧と、各排風機（ブロア）２の流量（流量）及び各圧力調整バルブ１６の開度との関係については、予め制御部７の記憶装置（図示せず）に格納されている。その他の工程については、実施例１と同様であるため以下説明を省略する。
【００６４】
本実施例では、放射性物質除去装置１を構成する捕集フィルタとして、それぞれ、図２、図４及び図５に示す構成を説明したが、これら、図２、図４、図５に示す構成を適宜組み合わせても良く、また、例えば、ろ過モジュール３等のそれぞれの構成部材については、適宜所望の数量を用いても良い。また交換後の処置についても、使用済燃料貯蔵プール２４内で水中保管することに替えて、遮蔽容器を準備し、当該遮蔽容器内に交換後のろ過モジュール３等の捕集フィルタを構成する構成部材を水中にて収容し、原子炉建屋２１外へ搬出することも可能である。
【００６５】
以上のとおり、本実施例によれば、実施例１による効果に加え、最も高濃度の放射性ダスト等の粒子状放射性物質を含む空気が存在する第１領域より、放射性物質が原子炉建屋２１外へ漏洩することを抑制することが可能となる。
【実施例３】
【００６６】
図７は、本発明の他の実施例に係る実施例３の放射性物質除去装置を原子炉建屋内に設置した状態を示す概要図である。実施例１にて述べた図１から図５に示す構成要素及び実施例２にて述べた図６に示す構成要素と同一の構成要素に同一符号を付し、以下、重複する説明を省略する。図７に示すように、本実施例では、第３領域内に配される排風機（ブロア）２と吸着モジュール４とを接続する管路１１の途中に冷却器１８を設けると共に、第４領域内に配される排風機（ブロア）２と吸着モジュール４とを接続する管路１１の途中に冷却器１８を設ける点が、実施例２と異なる。その他の構成は、実施例２と同様である。
【００６７】
図７に示すように、本実施例の放射性物質除去装置１は、第２領域内に配される吸気口５、圧力調整バルブ１６、ドライヤ・セパレータプール２５内に水没設置されるろ過モジュール３、同様にドライヤ・セパレータプール２５内に水没設置される吸着モジュール４、冷却器１８、排風機（ブロア）２及び第２領域内に配される吐出口６を備え、これらは管路１１にて接続されている。
【００６８】
また、放射性物質除去装置１は、第３領域内に配される吸気口５、第４領域内に配されるろ過モジュール３、吸着モジュール４、冷却器１８、排風機（ブロア）２、及び第３領域内に配される吐出口６を備え、これらは管路１１にて接続されている。その他の構成は、上述の実施例２と同様である。
【００６９】
原子炉建屋２１外の気温が高い夏季において、第２領域内は第１の作業ハウス３６により閉塞的な空間とされているため、第１の作業ハウス３６内の室温、すなわち第２領域内の気温は上昇することになる。また、同様に、第３領域内は第２の作業ハウス３７により閉塞的な空間とされているため、第２の作業ハウス３７内の室温、すなわち第３領域内の気温は上昇することになる。
【００７０】
第２領域内の放射性物質を含む空気は、吸気口５より吸引され、圧力調整バルブ１６及び管路１１を介して、水張りされたドライヤ・セパレータプール２５内に水没設置されたろ過モジュールに流入する。ろ過モジュール３内のろ過膜を透過した放射性物質を含む空気は、管路１１を介して吸着モジュール４へ流入する。吸着モジュール４内の吸着材４０に放射性物質が吸着され除去された後の空気は、吸着モジュール４を流出し管路１１を介して冷却器１８に流入する。冷却器１８は、管路１１を介して流入する放射性物質除去後の清浄な空気を所望の温度（適切な温度）に調整する。所望の温度に調整後の空気は排風機（ブロア）２を通過し、吐出口６より第２領域内へ排気される。ここで、冷却器１８として、例えば、エアコン等の空気調和機が用いられる。
【００７１】
また、第３領域内の放射性物質を含む空気は、吸気口５より吸引され、管路１１を介して第４領域内に設置されたろ過モジュール３に流入する。ろ過モジュール３内のろ過膜を透過した放射性物質を含む空気は、管路１１を介してろ過モジュール３の後段に設置された吸着モジュール４へ流入する。吸着モジュール４内の吸着材４０に放射性物質が吸着され除去された後の空気は、吸着モジュール４を流出し管路１１を介して冷却器１８へ流入する。上述のように、冷却器１８により所望の温度（適切な温度）に調整後の空気は、排風機（ブロア）２を通過し、吐出口６より第３領域内へ排出される。これにより、作業エリアである第３領域内の気中にて作業する作業者への線量の影響を大幅に低減することが可能となる。更に、第３領域内の気温が適切に調整されることにより、作業者への身体的負担を軽減することもできる。
【００７２】
なお、冬季においては、冷却器１８に替えて加熱器を設けることで、第２領域及び第３領域内の気温を適切に調整することが可能となる。
【００７３】
本実施例では、放射性物質除去装置１を構成する捕集フィルタとして、それぞれ、図２、図４及び図５に示す構成を説明したが、これら、図２、図４、図５に示す構成を適宜組み合わせても良く、また、例えば、ろ過モジュール３等のそれぞれの構成部材については、適宜所望の数量を用いても良い。また交換後の処置についても、使用済燃料貯蔵プール２４内で水中保管することに替えて、遮蔽容器を準備し、当該遮蔽容器内に交換後のろ過モジュール３等の捕集フィルタを構成する構成部材を水中にて収容し、原子炉建屋２１外へ搬出することも可能である。
【００７４】
以上のとおり、本実施例によれば、実施例２による効果に加え、季節あるいは外気温の変動に依ることなく、作業エリアである第２領域及び第３領域内の気温が適切に調整されることから、作業者への身体的負担を軽減することも可能となる。
【実施例４】
【００７５】
図８は、本発明の他の実施例に係る実施例４の放射性物質除去装置を原子炉建屋内に設置した状態を示す概要図である。図８において、図１から図７に示す構成要素と同一の構成要素に同一の符号を付し、以下では重複する説明を省略する。本実施例では、吸気口５により空気を吸引する領域と、吸引された空気を、ろ過モジュール３及び吸着モジュール４より構成される捕集フィルタを通流し放射性物質除去後の空気を吐出口６より排気する領域とを異なる領域とした点、第４領域に設置するろ過モジュール３を直列に２段接続し、吸着モジュール４、排風機（ブロア）２を通過後の清浄な空気を大気に放出する排気塔３８を設けた点が、実施例１乃至実施例３と異なる。その他の構成は、実施例２と同様である。
【００７６】
図８に示されるように、本実施例の放射性物質除去装置１は、第１領域の気中に配される吸気口５、圧力調整バルブ１６、水張りされた使用済燃料貯蔵プール２４内に水没設置されるろ過モジュール３及び吸着モジュール４、排風機（ブロア）２、及び第２領域内に配される吐出口６を備え、これらは管路１１にて接続されている。また、放射性物質除去装置１は、第２領域内に配される吸気口５、圧力調整バルブ１６、水張りされたドライヤ・セパレータプール２５内に水没設置されるろ過モジュール３及び吸着モジュール４、排風機（ブロア）２、及び第３領域内に配され吐出口６を有し、これらは管路１１にて接続されている。更に、放射性物質除去装置１は、第３領域内に配される吸気口５、第４領域内に配され、直列に２段接続されるろ過モジュール３、吸着モジュール４、排風機（ブロア）２、排気塔３８を備え、これらは管路１１にて接続されている。第４領域内に配される排風機（ブロア）２と排気塔３８とを接続する管路１１の途中であって、原子炉建屋２１外に放射能モニタ２０を取付けている。
【００７７】
本実施例の放射性物質除去装置１では、放射性ダスト等の放射性物質の濃度が最も高い第１領域内より吸引される空気は、捕集フィルタを通流後、第２領域に排出される。また第２領域内より吸引される空気は、捕集フィルタを通流後、第３領域に排出され、第３領域より吸引される空気は捕集フィルタ通流後、排気塔３８を介して大気へ排出される。
【００７８】
排気塔３８は、放射能モニタ２０により放射能濃度が監視される。また、第４領域に設置されるろ過モジュール３のみを直列２段の構成とすることにより、排気塔３８を介して大気に排出される空気を確実に清浄化するためである。
【００７９】
第１領域は吸引のみが行われるため、最も低い気圧とすることができ、第２領域との境界部分からインリークすることで気圧が調整される。第２領域は、第１領域から排気された空気量＋気圧調整分を吸引すれば良く、第１領域＜第２領域＜第３領域の順に、排風機（ブロア）２による排気量を大きくすれば良い。これにより、各領域間での圧力勾配を、Ｐ１＜Ｐ２＜Ｐ３＜Ｐ４＜Ｐ大気圧とできる。また、第４領域内には吐出口６より排気される構成を備えていないが、大気圧以下となるように排気塔３８へ排気することが望ましい。
【００８０】
準備工程及び放射性物質除去装置１の稼働工程については、実施例２と同様であるため説明を省略する。
【００８１】
本実施例では、放射性物質除去装置１を構成する捕集フィルタとして、それぞれ、図２、図４及び図５に示す構成を説明したが、これら、図２、図４、図５に示す構成を適宜組み合わせても良く、また、例えば、ろ過モジュール３等のそれぞれの構成部材については、適宜所望の数量を用いても良い。また交換後の処置についても、使用済燃料貯蔵プール２４内で水中保管することに替えて、遮蔽容器を準備し、当該遮蔽容器内に交換後のろ過モジュール３等の捕集フィルタを構成する構成部材を水中にて収容し、原子炉建屋２１外へ搬出することも可能である。
【００８２】
以上のとおり、本実施例によれば、実施例２による効果に加え、第１領域乃至第４領域の内部気圧の調整を容易に行うことが可能となる。
【００８３】
なお、実施例２乃至実施例４では、第１領域乃至第４領域内の空気を吸引するため、領域毎にそれぞれ排風機（ブロア）２を設ける構成としたが、これに限らず、例えば、以下に説明する構成としても良い。
【００８４】
図９に、本発明の放射性物質除去装置１を構成するろ過モジュール３及び吸着モジュール４並びに排風機（ブロア）２を接続する管路１１の横断面図を示す。図９に示すように、管路１１の内部であって横断面略中央部に、円板状の抵抗体４１を配し、一端が管路１１の内周面に固定される４本の支持部材４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄの他端を抵抗体４１の外周部に接続することで抵抗体４１を支持する。
【００８５】
例えば、１つの排風機（ブロア）２に接続される管路１１を分岐させ、分岐後の管路１１の一方を、図６に示す使用済燃料貯蔵プール２４内に水没設置されるろ過モジュール３及び吸着モジュール４に接続する。他方を、図６に示すドライヤ・セパレータプール２５内に水没設置されるろ過モジュール３及び吸着モジュール４に接続する。そして、分岐後の管路１１の一方の内部に図９に示す抵抗体４１を配する。これにより、排風機（ブロア）２により所定の風量（流量）にて第１領域及び第２領域内の空気を吸引する際、内部に抵抗体４１を有する管路１１では抵抗体４１が流路抵抗として機能することで、内部に抵抗体４１を有さない管路１１との間で、吸引圧及び吐出圧が異なり、個別に排風機（ブロア）２を設けることなく、第１領域及び第２領域の内部気圧を異なる気圧に調整することが可能となる。これにより、部品点数の低減及び排風機（ブロア）２に対する制御の簡略化が図られる。なお、図９では、抵抗体４１の形状を円板状としたが、これに限らず、矩形状あるいは多角形状の板としても良い。また、抵抗体４１を４本の支持部材（４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄ）にて支持する構成としたが、これに限らず、３本の支持部材等で支持する構成としても良い。
【００８６】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の実施例の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【００８７】
１…放射性物質除去装置
２…排風機（ブロア）
３…ろ過モジュール
４…吸着モジュール
５…吸気口
６…吐出口
７…制御部 
８…入力部
９…表示部
１０…スクラバー
１１…管路）
１２…水素再結合器
１３…水素透過膜
１４…酸素導入口
１５…排気口
１６…圧力調整バルブ
１７…圧力調整フィルタ
１８…冷却器
１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄ，１９ｅ…圧力計
２０…放射能モニタ
２１…原子炉建屋
２２…原子炉圧力容器
２３…原子炉格納容器
２４…使用済燃料貯蔵プール
２５…ドライヤ・セパレータプール
２６…シールドプラグ
２７…炉内構造物
２８…ペデスタル
２９…コンリートマット
３０…圧力抑制室
３１…圧力抑制プール
３２…ベント通路
３３…作業台
３４…移動装置
３５…解体アーム
３６…第１の作業ハウス
３７…第２の作業ハウス
３８…排気塔
４０…吸着材
４１…抵抗体
４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ…支持部材
【図１】
0006341805.tif 000002
【図２】
0006341805.tif 000003
【図３】
0006341805.tif 000004
【図４】
0006341805.tif 000005
【図５】
0006341805.tif 000006
【図６】
0006341805.tif 000007
【図７】
0006341805.tif 000008
【図８】
0006341805.tif 000009
【図９】
0006341805.tif 000010