(57)【要約】【課題】コンクリート面、アスファルト面、メタル屋根面、瓦屋根面その他の硬質固体表面の放射能除染においては、通常、高圧水流束等を被除染面に衝突させる方法がとられている。しかし、本願発明者らの検討によると、このような方法では、汚染物質の除去能力が予想以上に低いことが明らかとなった。【解決手段】本願の発明は、放射能所線装置本体、これと一体として、または、これと接続機構を介して接続された除染ヘッドを有する放射能除染装置において、前記除染ヘッドは、洗浄用２流体ノズルを有するものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下を有する移動式放射能除染装置：
（ａ）放射能除染装置本体；
（ｂ）前記放射能除染装置本体と一体として、または、これと接続機構を介して接続された除染ヘッド；
（ｃ）前記除染ヘッドに設けられた洗浄用２流体ノズル。
【請求項２】
請求項１の移動式放射能除染装置において、前記２流体ノズルは、中央部から洗浄用気体を噴出させ、周辺部から洗浄用液体を導入するものである。
【請求項３】
請求項２の移動式放射能除染装置において、前記洗浄用気体は、空気を主要な構成要素とし、前記洗浄用液体は、水または水を主要な成分とする水溶液を主要な構成要素とする。
【請求項４】
請求項３の移動式放射能除染装置において、前記水または水を主要な成分とする水溶液は、摂氏４０度以上に加温されている。
【請求項５】
請求項３の移動式放射能除染装置において、前記水または水を主要な成分とする水溶液は、摂氏６０度以上に加温されている。
【請求項６】
請求項３の移動式放射能除染装置において、前記除染ヘッドは、密閉型である。
【請求項７】
請求項３の移動式放射能除染装置において、前記洗浄用液体を供給する洗浄用液体供給系は、循環系を構成する。
【請求項８】
請求項７の移動式放射能除染装置において、前記洗浄用液体供給系に前記洗浄用液体を供給する液体浄化系は、複数段の気体−液体−固体分離機構を有する。
【請求項９】
請求項８の移動式放射能除染装置において、前記除染ヘッドを吸引する除染ヘッド排気系は、前記複数段の気体−液体−固体分離機構よりも前段に、気体−固体＆液体分離機構を有する。
【請求項１０】
請求項６の移動式放射能除染装置において、前記除染ヘッドを吸引する除染ヘッド排気系は、真空ポンプを有する。
【請求項１１】
請求項１０の移動式放射能除染装置において、前記真空ポンプは、水封式ポンプである。
【請求項１２】
請求項１０の移動式放射能除染装置において、前記除染ヘッドは、外部カバーおよび、この内部に設けられた内部隔壁を有し、この内部隔壁の一方の側にヘッド内排気通路が設けられている。
【請求項１３】
請求項１２の移動式放射能除染装置において、前記除染ヘッドは、回転ブラシを有する。
【請求項１４】
請求項１３の移動式放射能除染装置において、前記回転ブラシは、流体駆動である。
【請求項１５】
以下を有する放射能除染ヘッド：
（ａ）外部カバー；
（ｂ）前記外部カバー上または、その内部に設けられた洗浄用２流体ノズル。
【請求項１６】
請求項１５の放射能除染ヘッドにおいて、更に、以下を有する：
（ｃ）前記外部カバーに設けられた回転ブラシ。
【請求項１７】
請求項１６の放射能除染ヘッドにおいて、更に、以下を有する：
（ｄ）前記外部カバーの内部に設けられ、前記洗浄用２流体ノズルおよび前記回転ブラシをその一方の側に収容する内部隔壁；
（ｅ）この内部隔壁の一方の側に設けられたヘッド内排気通路。
【請求項１８】
以下の工程を有する硬質固体表面の放射能除染方法：
（ａ）前記硬質固体表面に対して、洗浄用２流体ノズルにより、２流体束を衝突させる工程。
【請求項１９】
請求項１８の硬質固体表面の放射能除染方法において、更に、以下の工程を有する：
（ｂ）衝突した前記２流体束を構成する洗浄用気体および洗浄用液体を、回収する工程。
【請求項２０】
請求項１９の硬質固体表面の放射能除染方法において、更に、以下の工程を有する：
（ｃ）回収した前記洗浄用気体および前記洗浄用液体から、前記洗浄用液体を分離し、循環させる工程。
【請求項２１】
以下を有する移動式放射能除染装置：
（ａ）放射能除染装置本体；
（ｂ）前記放射能除染装置本体と一体として、または、これと接続機構を介して接続された密閉型除染ヘッド；
（ｃ）前記除染ヘッドに設けられた洗浄用流体ノズル。
【請求項２２】
請求項２１の移動式放射能除染装置において、前記洗浄用流体ノズルは、洗浄用液体を噴出させるものである。
【請求項２３】
請求項２２の移動式放射能除染装置において、前記洗浄用液体を供給する洗浄用液体供給系は、循環系を構成する。
【請求項２４】
請求項２３の移動式放射能除染装置において、前記洗浄用液体供給系に前記洗浄用液体を供給する液体浄化系は、複数段の気体−液体−固体分離機構を有する。
【請求項２５】
請求項２２の移動式放射能除染装置において、前記除染ヘッドを吸引する除染ヘッド排気系は、真空ポンプを有する。
【請求項２６】
請求項２５の移動式放射能除染装置において、前記真空ポンプは、水封式ポンプである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射能除染技術に適用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
日本特開平１０−２５３７９８号公報（特許文献１）には、ノズルから洗浄水を壁面に噴きつけ、噴きつけられた洗浄水および飛散物を真空系により回収する原子炉設備を対象とする密閉型の壁面除染機が開示されている。
【０００３】
日本特開２００５−２９４８１９号公報（特許文献２）には、半導体ウエハを洗浄するためのノズルとして、ノズルの中央部から高速ガスを排出し、ノズルの周辺部から洗浄液を排出し、２流体からなる流束を形成する技術が開示されている。
【０００４】
日本特開平６−３３１７９５号公報（特許文献３）には、放射線遮蔽体である水中に於いて、放射能汚染機器を除染するためのノズルとして、その中央部からペレット状のドライアイスを高速で放出し、その周りからカバーガスを放出し、周辺の水の浸入を防止する技術が開示されている。
【０００５】
日本特開平７−２２９９７１号公報（特許文献４）には、コンクリート面上の放射性粉塵を吸引して、フィルタリングする際に、フィルタ周辺に於いて、この放射性粉塵に起因する極微細粉塵を吸引してシート状フィルタに付着させ、その極微細粉塵が付着したシート状フィルタをベータ線計測器で計測する移動式汚染判定装置が開示されている。
【０００６】
日本特開２０１１−１５８３７４号公報（特許文献５）には、原子力発電所等から発生するトリチウムで汚染された放射性汚染物に対する除染システムにおいて、トリチウム汚染材料と軽水を密閉容器に封入した後、摂氏５０から４００度で加熱処理することによって、トリチウム汚染材料の表面のトリチウムの蒸気への移行を促進させる技術が開示されている。
【０００７】
日本特開２００１−３０５２８４号公報（特許文献６）には、防護服に付着した放射性物質をシャワー装置で除染するシステムに於いて、シャワー装置からの排水を希釈槽に導き、そこで希釈用水により希釈し、そこに設けられた放射線量測定器で測定した結果、一定以下となったときに、希釈槽内の水を排水する技術が開示されている。
【０００８】
日本特開２００２−３１１１９１号公報（特許文献７）には、放射性固体廃棄物の除染システムに於いて、コンベアーに対象物を載せ、順次、高圧ジェット水除染、ブラスト除染等の各種除染処理を実行する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１０−２５３７９８号公報
【特許文献２】特開２００５−２９４８１９号公報
【特許文献３】特開平６−３３１７９５号公報
【特許文献４】特開平７−２２９９７１号公報
【特許文献５】特開２０１１−１５８３７４号公報
【特許文献６】特開２００１−３０５２８４号公報
【特許文献７】特開２００２−３１１１９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
コンクリート面、アスファルト面、メタル屋根面、瓦屋根面その他の硬質固体表面の放射能除染においては、通常、高圧水流束等を被除染面に衝突させる方法がとられている。しかし、本願発明者らの検討によると、このような方法では、汚染物質の除去能力が予想以上に低いことが明らかとなった。
【００１１】
本願発明は、これらの課題を解決するためになされたものである。
【００１２】
本発明の目的は、汚染除去効率の高い放射能除染装置等を提供することにある。
【００１３】
本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば下記の通りである。
【００１５】
すなわち、本願の一つの発明は、放射能除染装置本体、これと一体として、または、これと接続機構を介して接続された除染ヘッドを有する放射能除染装置において、前記除染ヘッドは、洗浄用２流体ノズルを有するものである。
【発明の効果】
【００１６】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記のとおりである。
【００１７】
すなわち、放射能除染装置本体、これと一体として、または、これと接続機構を介して接続された除染ヘッドを有する放射能除染装置において、前記除染ヘッドは、洗浄用２流体ノズルを有することにより、高い除染能力を有するものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本願の第１の実施の形態の放射能除染装置（放射能除染ヘッドおよび硬質固体表面の放射能除染方法）における基本的構成等を説明するための放射能除染装置の全体正面図である。
【図２】図１の２流体ノズルによる洗浄の原理を説明するために除染ヘッドの拡大正面図（原理がわかりやすいように、原理に直接関係ない部分は除いている）である。
【図３】図１の２流体ノズルの先端部の拡大断面図である。
【図４】図１の２流体ノズルの先端部の主要部の寸法等を説明するための拡大断面図である。
【図５】図１の放射能除染装置本体の基本的構成を示すシステムブロック図である。
【図６】図５の洗浄用気体供給系のブロック構成図である。
【図７】図５の洗浄用液体供給系のブロック構成図である。
【図８】本願の第２の実施の形態の放射能除染装置（放射能除染ヘッドおよび硬質固体表面の放射能除染方法）の具体的構成（洗浄用液体循環方式）における放射能除染装置本体の基本的構成を示すシステムブロック図である。
【図９】本願の前記第２の実施の形態の放射能除染装置（放射能除染ヘッドおよび硬質固体表面の放射能除染方法）の具体的構成（洗浄用液体循環方式）における図１の除染ヘッドの拡大下面図である。
【図１０】図９のＸ−Ｘ’断面に対応する除染ヘッドの拡大模式断面図である。
【図１１】図６の除染ヘッド排気系のブロック構成図である。
【図１２】図６の洗浄用液体供給系および水浄化系のブロック構成図である。
【図１３】本願の前記第１および第２の実施の形態の放射能除染装置に関する全体構造の変形例等を説明するための装置全体構成図である。
【図１４】図９に対する除染ヘッドの平面構造（主に寸法等の変形）の変形例（細型）に対応する除染ヘッドの拡大下面図である。
【図１５】図９に対する除染ヘッドの平面構造（主に寸法等の変形）の変形例（幅広型）に対応する除染ヘッドの拡大下面図である。
【図１６】図１０に対する除染ヘッドの立体構造の変形例（単純吸引型）に関する除染ヘッドの拡大模式断面図である。
【図１７】図１０に対する除染ヘッドの立体構造の変形例（隔壁内吸引型）に関する除染ヘッドの拡大模式断面図である。
【図１８】図１０に対する除染ヘッドの立体構造の変形例（２重吸引型）に関する除染ヘッドの拡大模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
〔実施の形態の概要〕
先ず、本願において開示される発明の代表的な実施の形態について概要を説明する。
【００２０】
１．以下を有する移動式放射能除染装置：
（ａ）放射能除染装置本体；
（ｂ）前記放射能除染装置本体と一体として、または、これと接続機構を介して接続された除染ヘッド；
（ｃ）前記除染ヘッドに設けられた洗浄用２流体ノズル。
【００２１】
２．前記項１の移動式放射能除染装置において、前記２流体ノズルは、中央部から洗浄用気体を噴出させ、周辺部から洗浄用液体を導入するものである。
【００２２】
３．前記項２の移動式放射能除染装置において、前記洗浄用気体は、空気を主要な構成要素とし、前記洗浄用液体は、水または水を主要な成分とする水溶液を主要な構成要素とする。
【００２３】
４．前記項３の移動式放射能除染装置において、前記水または水を主要な成分とする水溶液は、摂氏４０度以上に加温されている。
【００２４】
５．前記項３の移動式放射能除染装置において、前記水または水を主要な成分とする水溶液は、摂氏６０度以上に加温されている。
【００２５】
６．前記項１から５のいずれか一つの移動式放射能除染装置において、前記除染ヘッドは、密閉型である。
【００２６】
７．前記項２から６のいずれか一つの移動式放射能除染装置において、前記洗浄用液体を供給する洗浄用液体供給系は、循環系を構成する。
【００２７】
８．前記項７の移動式放射能除染装置において、前記洗浄用液体供給系に前記洗浄用液体を供給する液体浄化系は、複数段の気体−液体−固体分離機構を有する。
【００２８】
９．前記項８の移動式放射能除染装置において、前記除染ヘッドを吸引する除染ヘッド排気系は、前記複数段の気体−液体−固体分離機構よりも前段に、気体−固体＆液体分離機構を有する。
【００２９】
１０．前記項１から８のいずれか一つの移動式放射能除染装置において、前記除染ヘッドを吸引する除染ヘッド排気系は、真空ポンプを有する。
【００３０】
１１．前記項１０の移動式放射能除染装置において、前記真空ポンプは、水封式ポンプである。
【００３１】
１２．前記項１０または１１の移動式放射能除染装置において、前記除染ヘッドは、外部カバーおよび、この内部に設けられた内部隔壁を有し、この内部隔壁の一方の側にヘッド内排気通路が設けられている。
【００３２】
１３．前記項１から１２のいずれか一つの移動式放射能除染装置において、前記除染ヘッドは、回転ブラシを有する。
【００３３】
１４．前記項１３の移動式放射能除染装置において、前記回転ブラシは、流体駆動である。
【００３４】
１５．以下を有する放射能除染ヘッド：
（ａ）外部カバー；
（ｂ）前記外部カバー上または、その内部に設けられた洗浄用２流体ノズル。
【００３５】
１６．前記項１５の放射能除染ヘッドにおいて、更に、以下を有する：
（ｃ）前記外部カバーに設けられた回転ブラシ。
【００３６】
１７．前記項１６の放射能除染ヘッドにおいて、更に、以下を有する：
（ｄ）前記外部カバーの内部に設けられ、前記洗浄用２流体ノズルおよび前記回転ブラシをその一方の側に収容する内部隔壁；
（ｅ）この内部隔壁の一方の側に設けられたヘッド内排気通路。
【００３７】
１８．以下の工程を有する硬質固体表面の放射能除染方法：
（ａ）前記硬質固体表面に対して、洗浄用２流体ノズルにより、２流体束を衝突させる工程。
【００３８】
１９．前記項１８の硬質固体表面の放射能除染方法において、更に、以下の工程を有する：
（ｂ）衝突した前記２流体束を構成する洗浄用気体および洗浄用液体を、回収する工程。
【００３９】
２０．前記項１９の硬質固体表面の放射能除染方法において、更に、以下の工程を有する：
（ｃ）回収した前記洗浄用気体および前記洗浄用液体から、前記洗浄用液体を分離し、循環させる工程。
【００４０】
２１．以下を有する移動式放射能除染装置：
（ａ）放射能除染装置本体；
（ｂ）前記放射能除染装置本体と一体として、または、これと接続機構を介して接続された密閉型除染ヘッド；
（ｃ）前記除染ヘッドに設けられた洗浄用流体ノズル。
【００４１】
２２．前記項２１の移動式放射能除染装置において、前記洗浄用流体ノズルは、洗浄用液体を噴出させるものである。
【００４２】
２３．前記項２２または２３の移動式放射能除染装置において、前記洗浄用液体を供給する洗浄用液体供給系は、循環系を構成する。
【００４３】
２４．前記項２３の移動式放射能除染装置において、前記洗浄用液体供給系に前記洗浄用液体を供給する液体浄化系は、複数段の気体−液体−固体分離機構を有する。
【００４４】
２５．前記項２１から２４のいずれか一つの移動式放射能除染装置において、前記除染ヘッドを吸引する除染ヘッド排気系は、真空ポンプを有する。
【００４５】
２６．前記項２５の移動式放射能除染装置において、前記真空ポンプは、水封式ポンプである。
【００４６】
〔本願における記載形式、基本的用語、用法の説明〕
１．本願において、実施の態様の記載は、必要に応じて、便宜上複数のセクションに分けて記載する場合もあるが、特にそうでない旨明示した場合を除き、これらは相互に独立別個のものではなく、単一の例の各部分、一方が他方の一部詳細または一部または全部の変形例等である。また、原則として、同様の部分は繰り返しを省略する。また、実施の態様における各構成要素は、特にそうでない旨明示した場合、理論的にその数に限定される場合および文脈から明らかにそうでない場合を除き、必須のものではない。
【００４７】
２．同様に実施の態様等の記載において、材料、組成等について、「ＡからなるＸ」等といっても、特にそうでない旨明示した場合および文脈から明らかに、そうでない場合を除き、Ａ以外の要素を主要な構成要素のひとつとするものを排除するものではない。たとえば、成分についていえば、「Ａを主要な成分として含むＸ」等の意味である。
【００４８】
３．同様に、図形、位置、属性等に関して、好適な例示をするが、特にそうでない旨明示した場合および文脈から明らかにそうでない場合を除き、厳密にそれに限定されるものではないことは言うまでもない。
【００４９】
４．さらに、特定の数値、数量に言及したときも、特にそうでない旨明示した場合、理論的にその数に限定される場合および文脈から明らかにそうでない場合を除き、その特定の数値を超える数値であってもよいし、その特定の数値未満の数値でもよい。
【００５０】
５．本願に於いては、主に除染ヘッドと放射能除染装置本体から構成された移動式放射能除染装置等に関して説明するが、ここで「移動式」とは、「固定設置式ではない」という意味であって、比較的簡単に車両等に乗せて移動できる、または、それ自体に車輪がついて、自動または人が力を加えて移動できる等を意味する。
【００５１】
また「密閉型除染ヘッド」における「密閉型」とは、「ノズルから噴出した液体や気体をほぼ回収する」程度を意味するものであって、「完全密閉型」も含まれるが、むしろ特別なケースと考えられる。たとえば、平坦なアスファルト面を除染する場合に於いても、噴出水のうち、幾分かの水分は、残留する可能性が高い。また、比較的凹凸のある瓦屋根等の除染では、屋根の傾斜と屋根と除染ヘッドの隙間から相当量の噴出水が漏れるのが普通である。
【００５２】
同様に、「循環系」といっても、完全にクローズドなものに限定されず、比較的平坦な対象を処理する場合に、時間平均を採れば、噴出する液体または気体の比較的多くの部分が循環するという意味である。
【００５３】
更に、本願で説明する移動式放射能除染装置は、主に、硬質固体表面の除染に使用されるが、ここで、「硬質固体表面」とは、高圧水の衝撃により、表面が壊れない程度の硬質の固体表面を意味するのであって、軟らかい土面、砂面等を排除する意味である。従って、「硬質固体表面」の好適な例は、たとえば、アスファルト道路面、コンクリート舗装面、ビル等の壁面、建物の屋根面等である。
【００５４】
なお、「２流体ノズル」とは、同一又は異なる物質の異なる相から構成された流体束を放出するノズルを言う。また、このとき放出される流体束を「２流体束」という。本願では、主にガスと液体とから構成されたガス−液体系２流体束を例に取り具体的に説明するが、その他の２流体束でも良いことは言うまでもない。ガス−液体系２流体束の典型は、空気−水系２流体束、水蒸気−水系２流体束等である。更に、２流体ノズルは、多流体ノズルを含む概念である。一方、単一の流体を放出するノズルを２流体ノズルと区別するときは、「１流体ノズル」言うことがある。
【００５５】
また、本願に於いては、ノズルの中央から気体を噴出させ、周辺から液体を合流させるノズルの形式を特に、「中央気相２流体ノズル」と呼び、ノズルの中央から液体等を噴出させ、周辺から気体を合流させる「周辺気相２流体ノズル」と区別する。
【００５６】
６．本願に於いては、流体をインプット側から吸引して、アウトプット側に排出する流体移送機を多用するが、その呼び名は、インプット側およびアウトプット側の流体の圧力に依存して、ポンプ、真空ポンプ、ブロア、ファン、コンプレッサ等と呼ばれる。コンプレッサは、大まかに言って、インプット側が大気圧前後であり、アウトプット側が大気圧の２倍以上程度である点が特徴であり、真空ポンプはインプット側が大気圧より相当低い一方、アウトプット側が大気圧程度である点が特徴である。ブロア、ファン等は、インプット側とアウトプット側の差圧が比較的小さく、通常、０．１気圧以下程度（ほぼ１０キロパスカル程度）であるが、風量が大きいのが特徴であり、ブロア型ポンプ、ファン型ポンプと呼ばれることもある。なお、本願では、ブロアおよびファンをほぼ同じ意味で用いる。ファン型ポンプの典型は、たとえば、遠心型ファン（Ｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｌ  Ｆａｎ）である。また、以下の実施の形態に主に適用する真空ポンプは、水封式真空ポンプ（Ｗａｔｅｒ  Ｒｉｎｇ  Ｖａｃｕｕｍ  ｐｕｍｐ）等であり、より一般的には、液封式真空ポンプ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｒｉｎｇ  Ｖａｃｕｕｍ  ｐｕｍｐ）と呼ばれる。
【００５７】
７．本願に於いて、「車輪」というときは、通常の円形のものに限定されず、キャタピラ等を含む。
【００５８】
また、「水」というときは、「湯」を含む。また、「水」といっても、純粋なＨ２Ｏに限定されるものではなく、Ｈ２Ｏ等を主要な成分とする水溶液を含む。本願に於いては、「湯」は、摂氏４０度以上の水であり、特に摂氏６０度以上の湯を「高温水」と呼ぶことがある。さらに、「水」と「水蒸気」は、異なる概念とする。たとえば、「ミスト」、「水滴」等は、水であって、水蒸気ではない。また、「気体状の水」というときや、特に上位概念的に用いた場合を除き、「水」は水蒸気を含まない概念とする。
【００５９】
〔実施の形態の詳細〕
実施の形態について更に詳述する。各図中において、同一または同様の部分は同一または類似の記号または参照番号で示し、説明は原則として繰り返さない。
【００６０】
また、添付図面においては、却って、煩雑になる場合または空隙との区別が明確である場合には、断面であってもハッチング等を省略する場合がある。これに関連して、説明等から明らかである場合等には、平面的に閉じた孔であっても、背景の輪郭線を省略する場合がある。更に、断面でなくとも、空隙でないことを明示するために、ハッチングを付すことがある。
【００６１】
１．本願の第１の実施の形態の放射能除染装置（放射能除染ヘッドおよび硬質固体表面の放射能除染方法）における基本的構成（２流体ノズル方式非循環方式）等の説明（主に図１から図７）
このセクションで示す例は、以下の他の実施の形態およびそれらの変形例の基礎的構成でもあるので、それら重複する部分については、セクション２以降では、原則として説明を繰り返さない。
【００６２】
また、原子力発電所等の重大事故で広範囲に拡散される放射性物質としては、セシウム１３７等を代表的なものとすることができる。たとえば、セシウム１３７は、ガンマ線を放出し、半減期は約３０年であり、他のアルカリ金属と同様に水等に溶けやすい化合物等として存在する。従って、水を主要な洗浄用流体とするのが有効であり、以下では、空気−水系２流体束を用いるものを主に説明するが、水蒸気−水系２流体束を用いるものでも良いことは言うまでもない。水蒸気−水系２流体束を用いると、水蒸気の昇温作用により、汚染物質の離脱を促進することができる。一方、空気−水系２流体束を用いると、装置全体を軽量にすることができ、除染ヘッドの操作の安全性も高くなる。
【００６３】
なお、本願に於いては、各種の寸法を具体的に例示するが、これらは一例であり、対象とするものの特徴的な寸法によって、これらの寸法は、大きく変化する。たとえば、除染ヘッドの幅は、対象の形状が細い溝状の場合は、数センチ程度まで小さくなる可能性があり、一方で、高速道路の走行面のような幅広面の場合は、数十メートルになることもある。
【００６４】
図１は本願の第１の実施の形態の放射能除染装置（放射能除染ヘッドおよび硬質固体表面の放射能除染方法）における基本的構成等を説明するための放射能除染装置の全体正面図である。図２は図１の２流体ノズルによる洗浄の原理を説明するために除染ヘッドの拡大正面図（原理がわかりやすいように、原理に直接関係ない部分は除いている）である。図３は図１の２流体ノズルの先端部の拡大断面図である。図４は図１の２流体ノズルの先端部の主要部の寸法等を説明するための拡大断面図である。図５は図１の放射能除染装置本体の基本的構成を示すシステムブロック図である。図６は図５の洗浄用気体供給系のブロック構成図である。図７は図５の洗浄用液体供給系のブロック構成図である。これらに基づいて、本願の第１の実施の形態の放射能除染装置（放射能除染ヘッドおよび硬質固体表面の放射能除染方法）における基本的構成（２流体ノズル方式）等を説明する。
【００６５】
まず、図１に基づいて、放射能除染装置６０の全体構造を説明する。図１に示すように、放射能除染装置６０は、たとえば、数十センチメートル四方程度のハウジングに収容され、一般に車輪４（他の車両に乗せて移動する場合は、必須ではない）を有する放射能除染装置本体１、除染ヘッド２、これらの間を繋ぐ本体ヘッド間接続機構３等から構成されている。この例では、除染ヘッド２のヘッドカバー１１（ヘッド外部カバー、材料としては、たとえば、ポリプロピレン、ポリエチレン等のプラスチック等）内には、ノズル５が設けられており、洗浄用気体供給路７、洗浄用液体供給路８、これらを覆うベローズチューブ６等から構成された本体ヘッド間接続機構３を介して、放射能除染装置本体１と接続されており、ノズル５の先端から流体束９（２流体束９ｂ）が放出されるようになっている。ヘッドカバー１１の下部には、たとえば車輪４（材料は、例えば、ゴム、ステンレススチール等）が取り付けられており、人が保持アーム１４またはアーム保持部１６を持って、移動できるようになっている。保持アーム１４の中間には、伸縮できるように、伸縮部１５が設けられている。また、ヘッドカバー１１と保持アーム１４は、たとえば自在継ぎ手１２によって、連結されている。ヘッドカバー１１の下部には、更に、必要に応じて、ヘッド周辺シール１０が設けられている。ヘッド周辺シール１０の材料としては、たとえば、ゴムの内で、アルカリ耐性の高いＥＰＤＭ（Ｅｔｈｙｌｅｎｅ−Ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ−Ｄｉｅｎｅ−Ｒｕｂｂｅｒ）等を好適なものとして例示することができる。なお、ヘッド周辺シール１０の材料は、他のゴムであっても良いし、ゴム以外でも良いことは言うまでもない。
【００６６】
ここで、図２によって、２流体ノズル５ｂによって生成された２流体束を用いた除染の原理を説明する。図１のノズル５として、２流体ノズル５ｂが好適であるが、これは以下の理由による。すなわち、図２に示すように、例えば、コンクリート舗装面のような硬質固体表面１７が除染対象面である場合を考えると、このコンクリート舗装面に付着している水溶性放射能汚染物質１８は、通常、純粋な形では存在せず、各種の物質の混合物であり、単に水をかけただけでは、完全に溶解することはできない。
【００６７】
これに対して、２流体ノズル５ｂにおいては、洗浄用液体供給路８から供給される水等の液体（洗浄用液体２２）が、水滴（液滴）すなわちミスト９ｍ（ミスト流）となって、洗浄用気体供給路７から供給される空気等（洗浄用気体２１）の気体流すなわちガス流束９ｇに乗って加速され、水溶性放射能汚染物質１８に各種の衝撃を与えることにより、その剥離を促進する。この各種の衝撃を具体的に例示すると、たとえば以下のごとくである。すなわち、ミストの運動エネルギによるもの、気体流の運動エネルギによるもの、ミストが蒸発する際の気体の膨張によるもの、ミスト流や気体流によって起こる温度上昇効果（放射能汚染物質の膨張、熱衝撃、周辺の物質との熱膨張率の差に起因するストレス等）などの多様なモード衝撃が、放射能汚染物質の対象面からの離脱を促進する。これによって、除染処理をした部分の周辺に於いては、空間線量等も、十分に下げることができる。すなわち、２流体ノズル５ｂを用いた硬質固体表面等の放射能除染方法に於いては、主要な工程として、硬質固体表面等に対して、洗浄用２流体ノズルにより、２流体束を衝突させる工程を有する。
【００６８】
この２流体束９ｂの流速は、たとえば、４０メートル/秒程度（範囲としては、たとえば１０メートル/秒から３４０メートル/秒程度）を好適なものとして例示することができる。これに対応する流体の流量（単位ノズルあたり）としては、たとえば、空気：２００リットル/分程度、水：１リットル/分程度を好適なものとして例示することができる。
【００６９】
次に、２流体ノズル５ｂの先端部５ｔの具体的形状の一例を図３に示す。図３に示すように、洗浄用気体供給７と洗浄用液体供給路８が合流点５ｍ（オリフィス部）で合流しており、その後、広がった噴出口５ｄを通って、２流体束が放出される構造となっている。なお、ノズルの材料としては、たとえば、ステンレススチール等を好適なものとして例示することができる。
【００７０】
次に、図４に、一例として、具体的寸法を示す。すなわち、オリフィスの径ＮＮは、たとえば、５ミリメートル程度、噴出口先端の径ＮＷは、たとえば、１０ミリメートル程度（一般に、放出される流体束の径および形状等は、ほぼここの寸法で決定される）、洗浄用液体供給路先端の径ＮＭは、たとえば、３ミリメートル程度、合流点以降の長さＮＬは、たとえば、２０ミリメートル程度、外径ＮＰは、たとえば、２０ミリメートル程度である。また、ノズルの先端から、対象面までの距離は、流体束が衝突する対象面の部分（円形部分）の径が、たとえば１００ミリメートル程度になるように調整するのが好適である。
【００７１】
次に、放射能除染装置本体１等の基本的構成を図５に示す。図５に示すように、放射能除染装置本体１内には、洗浄用気体供給系１９と洗浄用液体供給系２０が設けられており、洗浄用気体供給系１９から、たとえばベローズチューブ６等のチューブ状カバー（もちろん必須ではない。以下同じ）内に設けられた洗浄用気体供給路７を介して、洗浄用気体２１（この例では、空気）が供給されており、洗浄用液体供給系２０から、同様にベローズチューブ６内に設けられた洗浄用液体供給路８を介して、洗浄用液体２２（この例では、水）が供給されている。
【００７２】
次に、図５の洗浄用気体供給系１９の具体的構造の一例を図６に示す。図６に示すように、大気中から取り込まれた空気は、ダストフィルタ２７を介して、コンプレッサ２８によって、圧搾空気（たとえば、０．７メガパスカル程度）とされ、圧縮空気レザバ（Ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ）２９に収容される。圧縮空気レザバ２９に収容された圧搾空気は、ガス供給系開閉バルブ３０ｇの開閉によって、洗浄用気体供給路７を介して、洗浄用気体２１として、ノズル５（図１）に移送される。
【００７３】
次に、図５の洗浄用液体供給系２０の具体的構造の一例を図７に示す。図７に示すように、水源（たとえば、水道水）から供給された水は、加熱水生成装置３１の水流路３１ｆ内を通過する間に、ヒータ３１ｈによって加熱され、湯または高温水（この例では、例えば、摂氏８０度程度）等の加熱水となり、水供給系開閉バルブ３０ｗの開閉によって、洗浄用液体供給路８を介して、洗浄用液体２２として、ノズル５（図１）に移送される。なお、加熱水の温度は、たとえば、温度制御系３１ｔによって制御されている。
【００７４】
このように、加熱水を使用することは、必須ではないが、非加熱の水（摂氏４０度未満）と比較して、加熱水を使用すると洗浄効果が向上する。これは、加熱による溶解度の向上、蒸発の容易化、熱衝撃の増加等によるものと考えられる。特に、摂氏６０度以上の高温水の場合は、これらの効果は顕著に向上する。一方、非加熱水や湯を用いる場合は、作業の安全性を高めることができる。また、非加熱水を用いる場合は、加熱水生成装置３１が不要になり、放射能除染装置本体１の軽量化に有効である。
【００７５】
しかし、このような開放系（循環系でない）においては、離脱した放射能汚染物質１８の多くの部分は、水と一緒に流出して、河川等を汚染することとなる。従って、開放系においては、処理した部分の周辺の空間線量は低下しても、放射能の総量は低下せず、そのままの量で、他の部分に移動したに過ぎないとも考えられる。
【００７６】
また、前記のような開放系（循環系でない）においては、放射性物質の拡散、低レベル汚染水の大量発生・拡散、砂塵等に付着した放射性物質の除去が出来ない等の課題もある。
【００７７】
このような問題を解決するために、洗浄用液体に循環系を導入したものが、次のセクションに於いて説明するものである。
【００７８】
２．本願の第２の実施の形態の放射能除染装置（放射能除染ヘッドおよび硬質固体表面の放射能除染方法）の具体的構成（洗浄用液体循環方式）の説明（主に図８から図１２）
このセクションでは、主に２流体ノズルを使用した除染装置等について具体的に説明するが、流体ノズルは、１流体ノズルであっても良いことは言うまでもない。なお、２流体ノズルを使用すると、除染能力が向上する。一方、１流体ノズルを使用すると、除染ヘッドを軽量にすることができる。
【００７９】
このセクションで説明する例は、セクション１で説明した例を基礎とし、その一部に変更を加えるか、又は、それに追加したものであるので、以下では異なる部分のみを原則として説明する。
【００８０】
図８は本願の第２の実施の形態の放射能除染装置（放射能除染ヘッドおよび硬質固体表面の放射能除染方法）の具体的構成（洗浄用液体循環方式）における放射能除染装置本体の基本的構成を示すシステムブロック図である。図９は本願の前記第２の実施の形態の放射能除染装置（放射能除染ヘッドおよび硬質固体表面の放射能除染方法）の具体的構成（洗浄用液体循環方式）における図１の除染ヘッドの拡大下面図である。図１０は図９のＸ−Ｘ’断面に対応する除染ヘッドの拡大模式断面図である。図１１は図６の除染ヘッド排気系のブロック構成図である。図１２は図６の洗浄用液体供給系および水浄化系のブロック構成図である。これらに基づいて、本願の第２の実施の形態の放射能除染装置（放射能除染ヘッドおよび硬質固体表面の放射能除染方法）の具体的構成（洗浄用液体循環方式）を説明する。
【００８１】
この例の放射能除染装置本体１ｎの基本的構成を図８に示す。図８に示すように、図５の場合とほぼ同一であるが、除染ヘッド排気系３３および水浄化系４６が追加されている点が異なっている。そして、洗浄用液体供給系２０は、洗浄用液体供給路８、ノズル５（図１）、除染ヘッド２（図１）、ヘッド本体間排気流路３２（ガス液体混合回収体２６の流路）、除染ヘッド排気系３３および水浄化系４６を介して、循環系を構成している。また、ノズルから放出した流体（気体および液体）の多くの部分を回収しているので、密閉型ということができる。
【００８２】
次に、図９および図１０に図１および図２に示す除染ヘッド２に対応する本体部分の詳細構造の一例を示す。図９に示すように、平面的に見て、除染ヘッド２の中央部には、複数の（この例では４個の）２流体ノズル５ｂが並んでおり、このノズル列を挟むように、複数の（この例では２個の）回転ブラシ２４が、ブラシ回転軸４９を介して、ブラシ支持部４７に取り付けられている。これらのノズル列、回転ブラシ２４等は、内部隔壁２３（材料は、たとえば、ポリプロピレン、ポリエチレン等のプラスチック等）によって区画されたヘッド内室５１に収容されており、ヘッド内排気通路２５を構成する部分とは、区分けされている。この例では、車輪４、車輪回転軸５０および車輪支持部４８は、たとえば、ヘッド内排気通路２５側のヘッドカバー１１（ヘッド外部カバー）の内壁に取り付けられている。
【００８３】
ここで、主要部分の寸法の一例を示すと以下のごとくである。すなわち、除染ヘッド外部長さＨＬは、たとえば２４０ミリメートル程度、除染ヘッド外部幅ＨＷは、たとえば２００ミリメートル程度（これは、壁や屋根が対象の場合を想定したものである）、内部隔壁長さＤＬは、たとえば１４０ミリメートル程度、回転ブラシのブラシ径ＢＤは、たとえば５０ミリメートル程度である。なお、ブラシに毛の径は、たとえば０．２から１ミリメートル程度である。また、ブラシ材としては、たとえばＰＶＡ（Ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ  Ａｃｅｔａｔｅ）等が好適なものとして例示することができるが、モヘア、ＰＰ（Ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）等でも良い。なお、ノズルから放出される流体の流量（ノズル４本分）としては、たとえば、空気：８００リットル/分程度、水：４リットル/分程度を好適なものとして例示することができる。
【００８４】
次に、除染ヘッド２の本体部分の立体構造を図１０に示す。図１０に示すように、２流体ノズル５ｂ（ノズル５）から放出された２流体束９ｂ（流体束９）によって、除染対象面が洗浄されるとともに、２流体束９ｂ（流体束９）の運動エネルギ及び、吸引される流体の運動エネルギにより、回転ブラシ２４がその下面が内側から外側に移動するように回転する。このような駆動方式を通常、流体駆動または流体駆動方式という。なお、除染ヘッド２にモータを取り付けて、アクティブドライブ方式とすることも可能である。流体駆動方式とすると、除染ヘッド２を軽量化することができる。一方、アクティブドライブ方式とすると、２流体束９ｂ（流体束９）の強度と独立に、回転ブラシ２４の回転速度および方向を設定することができる。たとえば、時間的に回転方向を逆転させたり、二つのブラシを同一方向に回転させることも可能である。なお、流体駆動方式、或いは、アクティブドライブ方式共に、ブラシの回転数は、たとえば毎分50〜500回転の範囲とするのが好適である。また、必要なときは、ブラシの回転を止めた状態で、除染することもできる。なお、言うまでもないことであるが、回転ブラシ２４は必須ではない。しかし、回転ブラシ２４を使用することで、２流体束９ｂ（流体束９）とは、モードの異なる衝撃、すなわち、回転ブラシによる物理的力、及び、かき上げ効果により、放射性汚染物質１８を含む水、砂塵に固着した放射能汚染物質１８に衝撃を付与することができるため、放射能汚染物質１８を剥離させる確率が向上する。これは、放射能汚染物質１８の固着の仕方が多様であるため、放射能汚染物質１８への衝撃モードが多様であればあるほど、剥離の確率が上昇するからである。また、かき上げ効果により微小な粒子状になった放射性汚染物質１８を含む水、砂塵に固着した放射能汚染物質１８は、吸引される流体で容易に運搬可能になる。
【００８５】
図１０からわかるように、回転ブラシ２４を回転させ、除染対象面に衝突した２流体束９ｂ（流体束９）を構成する水と空気は、主に回転ブラシ２４の下側を通って、ヘッド内排気通路２５に入り、ヘッドカバー１１（ヘッド外部カバー）の内面を遡り、ヘッド本体間排気流路３２を介して、ガス液体混合回収体２６として、放射能除染装置本体１に向けて移送される。すなわち、ヘッドカバー１１（ヘッド外部カバー）の内部は、内部隔壁２３によって、二つの領域に分けられており、一方が、ヘッド内排気通路２５となっている。
【００８６】
このとき、剥離した放射能汚染物質１８も、水、空気等と混ざって、ガス液体混合回収体２６として回収される。すなわち、ここで説明した硬質固体表面等の放射能除染方法に於いては、更に、硬質固体表面等に衝突した２流体束（または流体束）を構成する洗浄用気体および洗浄用液体を回収する工程を有する。
【００８７】
なお、先と同様に、主要部分の寸法の一例を示すと以下のごとくである。すなわち、除染ヘッド外部高さＨＨは、たとえば２４０ミリメートル程度、除染ヘッド内部高さＨＳは、たとえば１８０ミリメートル程度である。
【００８８】
このように、２流体ノズル５ｂ（ノズル５）から放出された２流体束９ｂ（流体束９）を構成する水、空気等が回収されるので、放射能汚染の不特定の領域への移動を大幅に減少させることができる。
【００８９】
次に、図８の除染ヘッド排気系３３の具体的構成の一例を図１１に示す。図１１に示すように、除染ヘッド２に於いて、回収され、たとえばベローズチューブ６内に設けられたヘッド本体間排気流路３２を介して、移送されたガス液体混合回収体２６は、除染ヘッド排気系３３に導入される。この除染ヘッド排気系３３において、ガス液体混合回収体２６に対して、たとえば、サイクロン分離機３４等の気体−固体＆液体分離機構により、気体−固体＆液体分離処理が施され、主に気体成分を含む部分は、残留した比較的大きい固体成分の通過を阻止するストレーナ５７ｇを介して、真空ポンプ３５に送られ、排気系開閉バルブ３０ｈを通して、リターン水槽３７（たとえば図１２の気体−液体−固体分離機構）に移送される。ここで、気体−固体＆液体分離機構３４は、真空ポンプ３５やリターン水槽３７（図１２）よりも前に挿入されており、大量の固形成分がガスに混じって真空ポンプに入ることを防止するとともに、固形成分をできるだけガス量から分離して、液体成分とともに、沈殿槽３７に導く効果を有する（ただし、大きな固形物は、ストレーナ５７ｗで阻止される）。
【００９０】
なお、この真空ポンプ３５としては、水封式真空ポンプを好適なものとして例示することができる。水封式真空ポンプは、ポンプ室内面に形成された水リングによってガス等をシールする方式であるため、接触又は近接した可動部を基本的に有さないため、砂塵等を含む液体含有ガスの排気には、好適である。また、真空ポンプであるため、１０から３０キロパスカル程度の比較的高い吸引圧を生成することも容易である。従って、コンクリート面に張り付いた水分の回収に有効である。これは、放射性セシウムは水溶性であるため、水分の回収は極めて重要であるからである。更に、図１１の水封式真空ポンプの排気量としては、たとえば１２００リットル／分程度を好適なものとして例示することができる。
【００９１】
しかし、真空ポンプの代わりに、ブロア型ポンプまたはファン型ポンプを用いることもできる。ブロア型ポンプまたはファン型ポンプは、吸引風量が真空ポンプに比較して、一桁程度高い長所を有するため、これらのポンプを用いると、放射能除染装置本体１の軽量化を図ることができる。また、ブロア型ポンプまたはファン型ポンプの好適な例としては、たとえば、遠心型ファン又はブロア形式のポンプを例示することができる。吸引圧が１０キロパスカル以下程度であるので、除染ヘッド２の吸い付き等の可能性が少なく、除染ヘッド２を軽量化しても、大気圧との圧力差による除染ヘッド２の破壊等の心配がない等のメリットを有する。
【００９２】
なお、真空ポンプを使用する場合に於いても、ノズルからガスが放出されているので、吸引と放出のアンバランスが著しい場合を除き、除染ヘッド２の吸い付き等の可能性は極めて小さい。
【００９３】
一方、主に液体成分を含む部分は、残留した比較的大きい固体成分の通過を阻止するストレーナ５７ｗおよびチェックバルブ３６（逆流防止バルブ）を介して、同様に、リターン水槽３７（たとえば図１２の気体−液体−固体分離機構）に移送される。
【００９４】
次に、図１２により、図８の洗浄用液体供給系２０および水浄化系４６（液体浄化系）を説明するが、洗浄用液体供給系２０については、基本的に図７で説明したものと同じであり、以下では原則として異なる部分のみを説明する。図１２に示すように、除染ヘッド排気系３３から気体リターン流路４４を経由して戻された回収ガス２６ｇは、バッフル板３９付きのリターン水槽３７（気体−液体−固体分離機構）の上半部の気相を移動中に含有するミスト成分がバッフル板３９等に付着して、下半部の水相に移動する。これによって、高濃度の放射性物質を含む可能性のあるミストを回収ガス２６ｇから除去することができる。ミストが除去された回収ガス２６ｇは、放射性物質除去フィルタ４０ｍで残留する放射性物質が除去された後、大気中に放出される。ここで、放射性物質除去フィルタ４０ｍに線量計４１ｍｆ等を取り付けて、線量等を監視することが好適である。これによって、濃縮された放射性物資の蓄積量の管理、及び、放射性物質除去フィルタ４０ｍの破過前の事前交換などが可能である。
【００９５】
一方、除染ヘッド排気系３３から水リターン流路４５を経由して戻された回収水２６ｗは、バッフル板３９付きのリターン水槽３７（気体−液体−固体分離機構）の下半部の水相が沈殿槽（第１の沈殿槽）として作用するため、汚泥成分が沈殿して、リターン水槽３７の底にたまり、リターン水槽３７の終端部における水相の底部以外の部分は、比較的清浄な水となる。ここで、リターン水槽３７の底にたまった汚泥は、高濃度の放射性物質を含む可能性が高いので、たとえば定期的に、リターン水槽３７から排出され、汚泥ドレインバルブ３０ｄ等を介して排出され、たとえば廃棄汚泥タンク等に収納して、適切に保管する必要がある。
【００９６】
清浄化された水（洗浄用液体）は、水移送ポンプ３８によって、水移送バルブ３０ｔを介して、放射性物質除去フィルタ４０ｗに移送される。そこで、残留する放射性物質が除去された後、バッフル板３９付きの水送出槽４３（気体−液体−固体分離機構）すなわち、第２の沈殿槽に移送される。なお、放射性物質除去フィルタ４０ｗに線量計４１ｗｆ等を取り付けて、線量等を監視することが好適である。これによって、濃縮された放射性物資の蓄積量の管理、及び、放射性物質除去フィルタ４０ｗの破過前の事前交換などが可能である。
【００９７】
水送出槽４３に移送された水（洗浄用液体）の内、含有されている気体成分は、徐々に気相に移行して、先と同様に、放射性物質除去フィルタ４０ｍで残留する放射性物質が除去された後、大気中に放出される。ここで、放射性物質除去フィルタ４０ｍに線量計４１ｍｓ等を取り付けて、線量等を監視することが好適である。これによって、濃縮された放射性物資の蓄積量の管理、及び、放射性物質除去フィルタ４０ｍの破過前の事前交換などが可能である。
【００９８】
一方、水送出槽４３に移送された水（洗浄用液体）の内、含有されている汚泥成分は、徐々に沈殿して、水送出槽４３の底にたまり、水送出槽４３の終端部における水相の底部以外の部分は、更に清浄な水となる。ここで、水送出槽４３の底にたまった汚泥は、高濃度の放射性物質を含む可能性が高いので、たとえば定期的に、水送出槽４３から排出され、汚泥ドレインバルブ３０ｄ等を介して排出され、たとえば廃棄汚泥タンク等に収納して、適切に保管する必要がある。
【００９９】
次に、清浄化された水（洗浄用液体）は、水送出槽４３から水送出ポンプ４２によって排出され、水送出バルブ３０ｓを介して、放射性物質除去フィルタ４０ｗに移送され、ここで、最終的に残存する放射性物質が除去され、原料水（洗浄用液体）として、洗浄用液体供給系２０に供給される。ここで、放射性物質除去フィルタ４０ｗに線量計４１ｗｓ等を取り付けて、線量等を監視することが好適である。これによって、濃縮された放射性物資の蓄積量の管理、及び、放射性物質除去フィルタ４０ｗの破過前の事前交換などが可能である。すなわち、ここで説明した硬質固体表面等の放射能除染方法に於いては、更に、回収した洗浄用気体２１および洗浄用液体２２から、洗浄用液体２２を分離し、循環させる工程を有する。
【０１００】
このように、水浄化系４６（液体浄化系）は、複数段の気体−液体−固体分離機構３７，４３を有するので、廃棄処理（廃棄管理処理）すべき汚泥（放射能汚染汚泥）および汚水（放射能汚染水）の量を大幅に減少させることができる。なお、気体−液体−固体分離機構３７，４３は、一段でも良いが、その場合は、廃棄処理すべき汚泥および汚水の量が、複数段の場合に比べて、ある程度増加することは避けられない。
【０１０１】
以上、説明したように、洗浄用液体供給系２０が循環系を構成しており、洗浄用気体供給系１９が回収型開放系を構成しているので、外部に放出される汚染液体、汚染気体、汚染汚泥等の量を大幅に低減することができる。また、洗浄用気体供給系１９が回収型開放系となっているので、放射能除染装置本体１の制御が簡単になるというメリットを有する。
【０１０２】
なお、洗浄用気体供給系１９を同様に循環系としても良い。しかし、回収型開放系から放出されるガスは、放射性物質を取り除いた後の清浄なガスであり、開放系としても実質的な問題はない。また、循環系としても、実質的なメリットは少なく、湿気を含んだガス等を圧縮する等の問題を生じる可能性がある。ただし、汚染度が非常に高い領域（たとえば、汚染源およびその近傍）で使用するものであれば、洗浄用気体供給系１９を循環系とすることで、有効な除染が実行可能となる。
【０１０３】
また、洗浄ヘッド２が密閉式であり、洗浄用流体の循環系を構成するため、放射性物質、低レベル汚染水の拡散を抑制でき、更に回転ブラシにより、通常では除去困難な砂塵等に付着した放射性物質も除去可能となる。更に、放射性物質のフィルタと線量計による管理によって、より確実に放射能の拡散防止能力を向上させることができる。
【０１０４】
３．本願の前記第１および第２の実施の形態の放射能除染装置に関する全体構造の変形例（一体型）等の説明（主に図１３）
セクション１および２で説明した放射能除染装置は、家庭用掃除機の多くがそうであるように、人が除染ヘッドのアーム等を手に持って移動させる（すなわち、移動式）ことを前提に、放射能除染装置本体、除染ヘッドおよび、これらを繋ぐ接続機構から構成されている。しかし、これらは１例であり、たとえば、放射能除染装置本体を除染除染ロボット（または、人が操作する除染車）とし、これが、除染ヘッドを保持して自動的に（または人が除染車を操作して）移動して除染を実行するようにしても良い（すなわち、これも移動式である）。また、以下で説明するように、除染ヘッドを除染ロボット（除染車）の一部としてもよい。
【０１０５】
図１３は本願の前記第１および第２の実施の形態の放射能除染装置に関する全体構造の変形例等を説明するための装置全体構成図である。これに基づいて、本願の前記第１および第２の実施の形態の放射能除染装置に関する全体構造の変形例（一体型）等を説明する。
【０１０６】
図１３に示すように、この例の放射能除染装置６０では、除染ヘッド２が放射能除染装置本体１の一部となっており、放射能除染装置本体１の移動に伴って、移動するものとなっている。
【０１０７】
４．本願の前記第１および第２の実施の形態の放射能除染装置（放射能除染ヘッドおよび硬質固体表面の放射能除染方法）に関する除染ヘッド平面構造の各種変形例の説明（主に図１４および図１５）
本願で説明する放射能除染装置の除染ヘッドは、対象とする場所に合わせて、取替え可能となっているが（除染ヘッド置換方式）、必要に応じて、固定式としても良い。除染ヘッド置換方式では、一つの放射能除染装置で各種の除染対象を処理することができる。一方、固定式においては、対象に特化した構造とすることができる。
【０１０８】
このセクションで説明する例は、各部の寸法について言えば、図９の平面的形状等を除染対象に合わせて除染ヘッド外部幅ＨＷ（それに伴ってノズルの数も）を変化させたものであるので、除染ヘッド外部長さＨＬ、内部隔壁長さＤＬ等、特に明示しない部分は、図９および図１０のものと基本的に同じである。従って、以下では原則として、異なる部分のみを説明する。
【０１０９】
図１４は図９に対する除染ヘッドの平面構造（主に寸法等の変形）の変形例（細型）に対応する除染ヘッドの拡大下面図である。図１５は図９に対する除染ヘッドの平面構造（主に寸法等の変形）の変形例（幅広型）に対応する除染ヘッドの拡大下面図である。これらに基づいて、本願の前記第１および第２の実施の形態の放射能除染装置（放射能除染ヘッドおよび硬質固体表面の放射能除染方法）に関する除染ヘッド平面構造の各種変形例を説明する。
【０１１０】
以下に於いて、特に明記していない部分の寸法は、基本的に図９と同じである。
【０１１１】
（１）細型除染ヘッド（主に図１４）：
この形状は、雨どい、溝、水平面と建物等の境目の角部等の除染を前提としたものであり、除染ヘッド外部幅ＨＷは、たとえば５０ミリメートル程度であり、ノズルの数は、たとえば、１本である。また、ノズルから放出される流体の流量（ノズル１本分）としては、たとえば、空気：２００リットル/分程度、水：１リットル/分程度を好適なものとして例示することができる。更に、図１１の水封式真空ポンプの排気量としては、たとえば３００リットル／分程度を好適なものとして例示することができる。
【０１１２】
（２）幅広型除染ヘッド（主に図１５）：
この形状は、コンクリート土間、マンションの通路、道路等の除染を前提としたものであり、除染ヘッド外部幅ＨＷは、たとえば８００ミリメートル程度であり、ノズルの数は、たとえば、１６本である。また、ノズルから放出される流体の流量（ノズル１本分）としては、たとえば、空気：３２００リットル/分程度、水：１６リットル/分程度を好適なものとして例示することができる。更に、図１１の水封式真空ポンプの排気量としては、たとえば４８００リットル／分程度を好適なものとして例示することができる。
【０１１３】
５．本願の前記第１および第２の実施の形態の放射能除染装置（放射能除染ヘッドおよび硬質固体表面の放射能除染方法）に関する除染ヘッド立体構造の変形例の説明（主に図１６から図１８）
このセクションでは、図１０の除染ヘッドの立体構造の変形例を示すが、図１０等で示した車輪、回転ブラシ等は図示していない。これらの補助的な部品は、必要に応じて、取り付けても良いが、必要がなければ、取り付ける必要はない。取り付けないと、その分、除染ヘッドが軽くなるからである。なお、このことは、図１０に於いても同じである。また、このことは、たとえば、ヘッド周辺シール、保持アーム等についても全く同様である。
【０１１４】
図１６は図１０に対する除染ヘッドの立体構造の変形例（単純吸引型）に関する除染ヘッドの拡大模式断面図である。図１７は図１０に対する除染ヘッドの立体構造の変形例（隔壁内吸引型）に関する除染ヘッドの拡大模式断面図である。図１８は図１０に対する除染ヘッドの立体構造の変形例（２重吸引型）に関する除染ヘッドの拡大模式断面図である。これらに基づいて、本願の前記第１および第２の実施の形態の放射能除染装置（放射能除染ヘッドおよび硬質固体表面の放射能除染方法）に関する除染ヘッド立体構造の変形例を説明する。
【０１１５】
（１）単純吸引型（主に図１６）：
この除染ヘッドの立体構造は、不安定な場所での作業を前提として、除染ヘッドの軽量化を図りたいときに有効である。
【０１１６】
この例では、図１６に示すように、図１０と比較して、ヘッド内室５１が単純な構造をしており、内部隔壁２３やヘッド内排気通路２５がない点が特徴となっている。従って、内部隔壁２３がない分、軽量にすることができる。
【０１１７】
（２）隔壁内吸引型（主に図１７）：
この除染ヘッドの立体構造は、洗浄気体の漏れの最小化を図りたいときに有効である。
【０１１８】
この例では、図１７に示すように、図１０と比較して、ヘッド内排気通路２５がなく、ヘッド内室５１から直接、ガス液体混合回収体２６を回収している点が特徴となっている。従って、外カバーを２重にしているのと透過であり、ガス等の漏れ防止に有効である。
【０１１９】
（３）２重吸引型（主に図１８）：
この除染ヘッドの立体構造は、洗浄液体の漏れの最小化を図りたいときに有効である。
【０１２０】
この例では、図１８に示すように、図１０と比較して、ヘッド本体間排気流路３２がヘッド内室５１を引く主排気流路３２ｆとヘッド内排気通路２５を引く補助排気流路３２ｓになっている点である。そして、この例では、図８の除染ヘッド排気系３３を主排気系と補助排気系の２系統とし、主排気系をたとえば遠心型ファン又はブロア形式のポンプで構成して、風量の大きさを利用して、ミスト等の回収率を向上させるとともに、補助排気系をたとえば水封式真空ポンプ等の真空ポンプで構成することにより、付着水分の回収効率を向上させている。
【０１２１】
６．サマリ
以上本発明者によってなされた発明を実施形態に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。
【０１２２】
例えば、前記実施の形態では、主に水道水等の水および空気を用いる除染について具体的に説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、液体として、他の液体や薬剤を混ぜた水等（これらの混合液体を含む）の水溶液等を用いるものや、気体として、水蒸気やその他の気体（これらの混合気体を含む）を用いるものでもよいことは言うまでもない。
【符号の説明】
【０１２３】
１  放射能除染装置本体
２  除染ヘッド
３  本体ヘッド間接続機構
４  車輪
５  ノズル（洗浄用流体ノズル）
５ｂ  ２流体ノズル（洗浄用２流体ノズル）
５ｄ  噴出口
５ｍ  合流点（オリフィス部）
５ｔ  ノズル先端部
６  ベローズチューブ
７  洗浄用気体供給路
８  洗浄用液体供給路
９  流体束
９ｂ  ２流体束
９ｇ  ガス流束
９ｍ  ミスト（ミスト流）
１０  ヘッド周辺シール
１１  ヘッドカバー（ヘッド外部カバー）
１２  自在継ぎ手
１４  保持アーム
１５  伸縮部
１６  アーム保持部
１７  除染対象面（硬質固体表面）
１８  放射能汚染物質
１９  洗浄用気体供給系
２０  洗浄用液体供給系
２１  洗浄用気体
２２  洗浄用液体
２３  内部隔壁
２４  回転ブラシ
２５  ヘッド内排気通路
２６  ガス液体混合回収体
２６ｇ  回収ガス
２６ｗ  回収水
２７  ダストフィルタ
２８  コンプレッサ
２９  圧縮空気レザバ
３０ｄ  汚泥ドレインバルブ
３０ｇ  ガス供給系開閉バルブ
３０ｈ  排気系開閉バルブ
３０ｓ  水送出バルブ
３０ｔ  水移送バルブ
３０ｗ  水供給系開閉バルブ
３１  加熱水生成装置
３１ｆ  水流路
３１ｈ  ヒータ
３１ｔ  温度制御系
３２  ヘッド本体間排気流路
３２ｆ  主排気流路
３２ｓ  補助排気流路
３３  除染ヘッド排気系
３４  サイクロン分離機（気体−固体＆液体分離機構）
３５  水封式真空ポンプ
３６  チェックバルブ
３７  リターン水槽（気体−液体−固体分離機構）
３８  水移送ポンプ
３９  バッフル板
４０ｍ、４０ｗ  放射性物質除去フィルタ
４１ｍｆ、４１ｍｓ、４１ｗｆ、４１ｗｓ  線量計
４２  水送出ポンプ
４３  水送出槽（気体−液体−固体分離機構）
４４  気体リターン流路
４５  水リターン流路
４６  水浄化系（液体浄化系）
４７  ブラシ支持部
４８  車輪支持部
４９  ブラシ回転軸
５０  車輪回転軸
５１  ヘッド内室
５２  ヘッド外室
５７ｇ、５７ｗ  ストレーナ
６０  放射能除染装置
ＢＤ  回転ブラシのブラシ径
ＤＬ  内部隔壁長さ
ＨＨ  除染ヘッド外部高さ
ＨＬ  除染ヘッド外部長さ
ＨＳ  除染ヘッド内部高さ
ＨＷ  除染ヘッド外部幅
ＮＬ  ２流体ノズルの合流点以降の長さ
ＮＭ  ２流体ノズルの洗浄用液体供給路先端の径
ＮＮ  ２流体ノズルのオリフィスの径
ＮＰ  ２流体ノズルの外径
ＮＷ  ２流体ノズルの噴出口先端の径
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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