(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリートを掘穿して、掘穿断面がほぼ円形状をなす円柱孔と、前記掘穿断面の断面中心を中心とした円の円周上にほぼ沿って前記円柱孔の外側に掘穿された円周孔とを設けることによって、前記円柱孔と前記円周孔とによって挟まれた円環状コンクリート領域を形成する掘穿手段と、
前記円柱孔に楔打ちされることによって、前記円環状コンクリート領域を破砕してコンクリート破砕片を取得する破砕手段とを備えたことを特徴とするコンクリート内放射性揮発性核種の回収システム。
【請求項２】
請求項１に記載のコンクリート内放射性揮発性核種の回収システムにおいて、
前記掘穿手段として、コンクリートを掘穿する第１のドリルと、前記第１のドリルを中心とした円の円周上にほぼ沿って移動しながらコンクリートを掘穿する第２のドリルとを備えたリングビットを適用し、前記第１のドリルによって前記円柱孔を掘穿し、前記第２のドリルによって前記円周孔を掘穿することによって、前記円柱孔と前記円周孔とを並行して掘穿するようにしたことを特徴とするコンクリート内放射性揮発性核種の回収システム。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のコンクリート内放射性揮発性核種の回収システムにおいて、
前記コンクリート破砕片を加熱することによって前記コンクリート破砕片に含まれている放射性揮発性核種を蒸発させ、前記コンクリート破砕片から前記放射性揮発性核種を除去する加熱手段と、
前記加熱手段によって前記コンクリート破砕片から除去された放射性揮発性核種を回収する回収手段とを付加してなるコンクリート内放射性揮発性核種の回収システム。
【請求項４】
請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載のコンクリート内放射性揮発性核種の回収システムにおいて、
前記放射性揮発性核種をトリチウム（３重水素）としたことを特徴とするコンクリート内放射性揮発性核種の回収システム。
【請求項５】
請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載のコンクリート内放射性揮発性核種の回収システムに、前記回収システムによって回収された放射性揮発性核種をシンチレータと混合することによって、前記放射性揮発性核種の放射能を測定するための測定用試料を調製する混合調製手段と、前記混合調製手段によって調製された測定用試料の放射能を測定する放射能測定手段とを付加してなるコンクリート内放射性揮発性核種の放射能測定システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンクリート内放射性揮発性核種の回収システムおよび放射能測定システムに係り、中性子との放射化でコンクリート内に生成したトリチウム（Ｈ−３）や炭素１４（Ｃ−１４）および空気中に揮発してコンクリートの内部に入り込んだトリチウムや、二酸化炭素ガスの形態でコンクリートの内部に入り込んだ炭素１４などの放射性揮発性核種の放射能を測定するためのサンプルを回収する回収システム、および回収したサンプルを用いて放射能測定を行う放射能測定システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
原子力発電所など、放射性核種を取り扱う施設においては、固体状や液体状の放射性核種のみならず、気体状の放射性核種である揮発性核種も発生する場合がある。このような放射性揮発性核種としては、トリチウムや炭素１４などがある。トリチウムは主に水型（水蒸気型を含む）或いは単体で、また炭素１４は主に二酸化炭素ガスの形態で気体となり、施設内の空気中に拡散される恐れがある。
【０００３】
放射性揮発性核種が空気中に拡散されると、放射性揮発性核種は、空気の流れに伴って移動し、施設の床や壁を構成しているコンクリートに吸収され、そこに蓄積される。
【０００４】
ところで、原子力発電所内の施設を解体する場合には、施設内の所定箇所の放射性物質による汚染の有無を確認し、汚染物と非汚染物とに分別して廃棄処理する必要がある。施設の壁や床を構成しているコンクリートの場合、その表面汚染の有無のみならず、内部に蓄積された放射性揮発性核種による汚染の有無についても確認する必要がある。
【０００５】
このようなコンクリート内に含まれる放射性揮発性核種の放射能は、従来、以下に示すような方法で測定されている。
【０００６】
すなわち、コンクリート内に含まれる揮発性核種の放射能を測定するためには、試料をサンプリングする必要がある。ドリルを用いてコンクリートの一部から試料を採取するドリリングによる方法では、ドリル時に水分の蒸発等によるロスが生じ、これに同伴して揮発性核種が減少するために、正確な測定を行うことができない。
【０００７】
そこで、図５に示すように、コンクリート５０から、大きな円柱状のコンクリートサンプル５１を採取し、これを平板状に切断してスライス５２を作成し、更にスライス５２を粉砕して加熱する。そして、加熱によって蒸発された水分を回収し、この回収した水分を試料として放射能を測定する方法が広く適用されている。この方法は、図６にその工程図を示すように、まず、現場においてコアボーラを用いてコア・ボーリングが行われ、円柱状のコンクリートサンプル５１が採取される（Ｓ２１）。次に、このコンクリートサンプル５１が前処理室に運び込まれ、コンクリートカッタによってスライス５２が作成され（Ｓ２２）、更に粉砕装置によってスライス５２が粉砕される（Ｓ２３）。
【０００８】
粉砕された粉砕粉は、分析室に運ばれ、その重量が測定された（Ｓ２４）後に分析装置によって加熱分解され（Ｓ２５）、トリチウム等の放射性揮発性核種が回収される（Ｓ２６）ことによって計測用カクテルとして調製される（Ｓ２７）。
【０００９】
そして、この計測用カクテルが放射能測定室に運ばれ、測定器を使用して放射能測定が行われ（Ｓ２８）、この測定結果に基づいてトリチウム等の放射性揮発性核種の濃度が算出される（Ｓ２９）。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のコンクリート内放射性揮発性核種の回収方法および放射能測定方法では、以下のような問題がある。
【００１１】
すなわち、図６に示すようなその一連の工程は、非常に複雑であり、かつ各々の工程に熟練者の技術を必要とする。
【００１２】
そのため、試料の作成に手間がかかり多大な時間を要するために、時間あたりに測定される試料の量が限られてしまい、測定効率が悪いという問題がある。
【００１３】
また、コンクリートカッタによってスライスされたスライス面の近傍は、コンクリートカッタによる摩擦熱のためにトリチウム等の放射性揮発性核種が蒸発してしまう可能性がある。
【００１４】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その第１の目的は、コンクリート内放射性揮発性核種の放射能を測定するための試料の回収に要する工程を合理化し、もって、試料の回収から放射能の測定までに要する時間を短縮することが可能なコンクリート内放射性揮発性核種の回収システムおよび放射能測定システムを提供することにある。
【００１５】
また、その第２の目的は、試料回収時にコンクリートから放出する放射性揮発性核種を低く抑え、もって、コンクリートに含まれる放射性揮発性核種の放射能を高い精度で測定することが可能なコンクリート内放射性揮発性核種の回収システムおよび放射能測定システムを提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明では、以下のような手段を講じる。
【００１７】
すなわち、請求項１の発明では、コンクリートを掘穿して、掘穿断面がほぼ円形状をなす円柱孔と、掘穿断面の断面中心を中心とした円の円周上にほぼ沿って円柱孔の外側に掘穿された円周孔とを設けることによって、円柱孔と円周孔とによって挟まれた円環状コンクリート領域を形成する掘穿手段と、円柱孔に楔打ちされることによって、円環状コンクリート領域を破砕してコンクリート破砕片を取得する破砕手段とを備える。
【００１８】
請求項２の発明では、請求項１の発明のコンクリート内放射性揮発性核種の回収システムにおいて、掘穿手段として、コンクリートを掘穿する第１のドリルと、第１のドリルを中心とした円の円周上にほぼ沿って移動しながらコンクリートを掘穿する第２のドリルとを備えたリングビットを適用し、第１のドリルによって円柱孔を掘穿し、第２のドリルによって円周孔を掘穿することによって、円柱孔と円周孔とを並行して掘穿する。
【００１９】
請求項３の発明では、請求項１または請求項２の発明のコンクリート内放射性揮発性核種の回収システムにおいて、コンクリート破砕片を加熱することによってコンクリート破砕片に含まれている放射性揮発性核種を蒸発させ、コンクリート破砕片から放射性揮発性核種を除去する加熱手段と、加熱手段によってコンクリート破砕片から除去された放射性揮発性核種を回収する回収手段とを付加する。
【００２０】
請求項４の発明では、請求項１乃至３のうちいずれか１項の発明のコンクリート内放射性揮発性核種の回収システムにおいて、放射性揮発性核種をトリチウム（３重水素）とする。
【００２１】
請求項５の発明では、請求項１乃至４のうちいずれか１項の発明のコンクリート内放射性揮発性核種の回収システムに、回収システムによって回収された放射性揮発性核種をシンチレータと混合することによって、放射性揮発性核種の放射能を測定するための測定用試料を調製する混合調製手段と、混合調製手段によって調製された測定用試料の放射能を測定する放射能測定手段とを付加する。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、ここでは、その放射能濃度を測定する対象とする放射性揮発性核種として、トリチウムを例として説明する。
【００２３】
本発明の実施の形態を図１から図４を用いて説明する。
【００２４】
図１は、本発明の実施の形態に係る放射能測定システムの全体構成の一例を示す概念図である。
【００２５】
すなわち、本発明の実施の形態に係る放射能測定システムは、現場において分析試料採取作業を行う分析試料採取作業台車１と、分析室に設置された重量測定器２５と、同じく分析室に設置され、採取された分析試料の分解処理を行う分解精製処理装置２と、放射能測定室に設置され、分解処理された分析試料の放射能を測定する放射能測定装置３とを備えている。
【００２６】
更に、分析試料採取作業台車１は、リングビット５と、押し付けハンマ６と、これらを駆動する駆動部７と、吸引口８を備えた吸引管９と、内部にフィルタ１０を備えた試料回収容器１１とを備えている。
【００２７】
リングビット５は、図２（ａ）に示すように、掘穿用回転ドリル１５ａと、円筒状のドラム１５の下部に設けられた複数の歯付円筒状ドリル１５ｂから構成している。掘穿用回転ドリル１５ａは、図中矢印Ａに示す方向に回転することによって、また歯付円筒状ドリル１５ｂは図中矢印ｃ方向に回転することによって、コンクリート床やコンクリート壁等である分析試料採取部位１４を掘穿する。更に、駆動部７によって回転駆動される回転軸１６が、図中矢印Ｆ方向に加重されながら図中矢印Ｂの方向に回転することによって、歯付円筒状ドリル１５ｂが図中矢印Ｃに示す方向に回転移動する。このように、それぞれの歯付円筒状ドリル１５ｂが、掘穿用回転ドリル１５ａを中心とした円を描くように分析試料採取部位１４を掘穿しながら回転移動することによって、図２（ｂ）に示すような円柱孔１８および円周孔１９を掘穿する。すなわち、円柱孔１８は、掘穿用回転ドリル１５ａが掘穿した孔であって、円周孔１９は、歯付円筒状ドリル１５ｂが回転移動しながら掘穿した孔である。この円柱孔１８と円周孔１９との間に挟まれた断面ドーナッツ形状の円環部位を分析部位２０とする。
【００２８】
リングビット５による分析試料採取部位１４の掘穿が終了すると、駆動部７は、回転軸１６の回転駆動および鉛直方向（図２（ａ）におけるＦ方向）への加重を停止し、リングビット５を上方に引き上げる。そして、先細形状の押し付けハンマ６を円柱孔１８の上方側に移動させ、そこから鉛直方向へ加重する。これによって、図３（ａ）に示すように、押し付けハンマ６をその先端部から楔として円柱孔１８に打ち込み分析部位２０を粉砕し、図３（ｂ）に示すように、分析部位２０が粉砕された粉砕片である小片化試料２１を孔２２内に蓄える。
【００２９】
吸引口８を備えた吸引管９は、伸縮自在な蛇腹を備えた構成としており、吸引口８を孔２２内に引き込んだ後に吸引装置２３を駆動させることによって小片化試料２１を孔２２内から吸引し、試料回収容器１１に移送する。
【００３０】
試料回収容器１１は、吸引管９を介して吸引装置２３によって吸引移送された小片化試料２１を蓄える。なお、試料回収容器１１は、内部にフィルタ１０を備えており、吸引移送された小片化試料２１が吸引装置２３側まで吸引されないようにしている。重量測定器２５は、試料回収容器１１に回収された小片化試料２１の重量を測定する。
【００３１】
分解精製処理装置２は、試料回収容器１１に回収された小片化試料２１の分解処理を施し、放射能測定用の試料を精製するための一連の工程を行う装置であって、試料回収容器２６と、元素精製加熱炉２７と、触媒炉２８と、冷却器２９と、カクテル混合器３０とを備えている。
【００３２】
重量測定器２５によってその重量が測定された小片化試料２１は、元素精製加熱炉２７にセットされた試料回収容器２６に移送され、外部から酸素を加えられながら元素精製加熱炉２７によって加熱分解されるようにしている。この加熱分解によって小片化試料２１に含まれているトリチウムを回収する。
【００３３】
触媒炉２８は、この回収されたトリチウムを加熱することによって蒸留精製する。冷却器２９は、触媒炉２８によって蒸留精製されたトリチウムを冷却する。カクテル混合器３０は、冷却器２９によって冷却されたトリチウムとシンチレータ３１とを混合して、液体シンチレーションカウンタ測定用カクテルを調製する。
【００３４】
放射能測定室に備えられた放射能測定装置３は、この液体シンチレーションカウンタ測定用カクテルを用いてトリチウムの放射能測定を行い、この測定結果に基づいてトリチウムの濃度を算出する。
【００３５】
次に、以上のように構成した本発明の実施の形態に係る放射能測定システムの動作について図４に示すフローチャートを用いて説明する。
【００３６】
すなわち、本発明の実施の形態に係る放射能測定システムを用いて分析試料を回収して、測定用カクテルを調製し、この測定用カクテルに基づいてトリチウム測定を行う場合、まず、コンクリート床やコンクリート壁等である分析試料採取部位１４が、リングビット５によって掘穿される。分析試料採取部位１４がリングビット５によって掘穿されると、図２（ｂ）に示すように、断面ドーナッツ形状の分析部位２０が整形される（Ｓ１）。
【００３７】
このように分析部位２０が整形されると、次に、図３（ａ）に示すように、押し付けハンマ６の先端部が円柱孔１８に楔として打ち込まれ、分析部位２０が粉砕され、孔２２内に小片化試料２１が蓄えられる（Ｓ２）。孔２２内に蓄えられた小片化試料２１は、吸引装置２３が駆動することによって吸引管９を介して吸引され、試料回収容器１１に回収される（Ｓ３）。
【００３８】
このようにして試料回収容器１１に小片化試料２１が回収されると、分析試料採取作業台車１が現場から分析室に移動される。そして、試料回収容器１１に採取された小片化試料２１の重量が、重量測定器２５によって測定される（Ｓ４）。
【００３９】
ステップＳ４において重量が測定された小片化試料２１は、元素精製加熱炉２７にセットされた試料回収容器２６に収納され、外部から酸素を加えられながら元素精製加熱炉２７によって加熱分解される（Ｓ５）。この加熱分解によって小片化試料２１に含まれているトリチウムが回収される（Ｓ６）。
【００４０】
更に、回収されたトリチウムは、触媒炉２８の加熱による蒸留精製、冷却器２９による冷却の各処理の後に、カクテル混合器３０においてシンチレータ３１と混合され、液体シンチレーションカウンタ測定用カクテルが調製される（Ｓ７）。
【００４１】
ステップＳ７において調製された液体シンチレーションカウンタ測定用カクテルは、分析室から放射能測定室に運ばれ、放射能測定室に備えられた放射能測定装置３によってトリチウムの放射能測定が行われる（Ｓ８）。そして、この測定結果に基づいてトリチウムの濃度が算出される（Ｓ９）。
【００４２】
上述したように、本発明の実施の形態に係る放射能測定システムにおいては、上記のような作用により、コンクリート内放射性揮発性核種の放射能を測定するための試料の回収に要する工程を合理化することができる。すなわち、分析試料採取部位１４を掘穿し、粉砕するという２つの工程のみで小片化試料２１を得ることができる。これによって、小片化試料２１を回収するまでに要する時間を短縮することが可能となる。
【００４３】
また、断面ドーナッツ形状の分析部位２０のドーナッツ径を大きくすることによって、試料回収時にコンクリートから放出する放射性揮発性核種を低く抑えることができる。すなわち、分析部位２０の円柱孔１８および円周孔１９の近傍は、リングビット５による回転摩擦熱によってコンクリートに含まれている放射性揮発性核種がコンクリートから蒸発することによって放出されてしまう。しかしながら、本発明の実施の形態に係る放射能測定システムでは、断面ドーナッツ形状の分析部位２０から分析試料を採取するため、試料回収時にコンクリートから放射性揮発性核種が放出しない部位の割合を高め、試料回収時にコンクリートから放出する放射性揮発性核種の割合を低く抑えることできる。これによって、コンクリートに含まれる放射性揮発性核種の放射能を高い精度で測定することが可能となる。
【００４４】
なお、上記実施の形態では、放射性揮発性核種としてトリチウムを例として説明しているが、本発明は、勿論トリチウム以外の炭素１４などの放射性揮発性核種に対して適用することも可能である。
【００４５】
以上、本発明の好適な実施の形態について、添付図面を参照しながら説明したが、本発明はかかる構成に限定されない。特許請求の範囲の発明された技術的思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のコンクリート内放射性揮発性核種の回収システムおよび放射能測定システムによれば、コンクリート内放射性揮発性核種の放射能を測定するための試料の回収に要する工程を合理化することができる。これによって、試料の回収から放射能の測定までに要する時間を短縮することが可能となる。
【００４７】
また、試料回収時にコンクリートから放出する放射性揮発性核種の割合を低く抑えることができる。これによって、コンクリートに含まれる放射性揮発性核種の放射能を高い精度で測定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る放射能測定システムの全体構成の一例を示す概念図
【図２】リングビットによる掘穿方法を説明するための模式図
【図３】押し付けハンマによる試料の粉砕を説明するための模式図
【図４】同実施の形態に係る放射能測定システムによるコンクリート内放射性揮発性核種の放射能測定方法の処理の流れを示す工程図
【図５】従来技術によるコンクリート内放射性揮発性核種の放射能を測定するための試料を回収する方法を説明するための模式図
【図６】従来技術によるコンクリート内放射性揮発性核種の放射能測定処理の流れを示す工程図
【符号の説明】
１…分析試料採取作業台車
２…分解精製処理装置
３…放射能測定装置
５…リングビット
６…押し付けハンマ
７…駆動部
８…吸引口
９…吸引管
１０…フィルタ
１１…試料回収容器
１４…分析試料採取部位
１５…ドラム
１５ａ…掘穿用回転ドリル
１５ｂ…歯付円筒状ドリル
１６…回転軸
１８…円柱孔
１９…円周孔
２０…分析部位
２１…小片化試料
２２…孔
２３…吸引装置
２５…重量測定器
２６…試料回収容器
２７…元素精製加熱炉
２８…触媒炉
２９…冷却器
３０…カクテル混合器
３１…シンチレータ
５０…コンクリート
５１…コンクリートサンプル
５２…スライス
【図１】
0004166965.tif 000002
【図２】
0004166965.tif 000003
【図３】
0004166965.tif 000004
【図４】
0004166965.tif 000005
【図５】
0004166965.tif 000006
【図６】
0004166965.tif 000007