JP6041135B2 - 汚染コンクリート塊の除染処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、表面に放射性物質が付着・浸透している汚染コンクリート塊の除染処理装置に関する。

原子力発電所等の原子力関連施設において事故が発生した場合、あるいはそれらの施設に対する解体工事や更新工事を行う際には、放射性物質により汚染されたコンクリートが多量に発生することが想定される。

そのような汚染コンクリートの表面には放射性物質が付着・浸透しているので、汚染コンクリートを安全に処分するためには事前に十分な除染処理を行う必要があり、そのための除染手法としてたとえば特許文献１，２に示されるものが提案されている。
特許文献１は、大型機器や建屋の床面・壁面等の大型除染物に対して除染用水をノズルから噴出させるとともにその水流に超音波振動を付与して、水洗浄による除染処理を行うというものである。
特許文献２は、建屋の躯体等の汚染コンクリート構造体を円板ブレードにより切断して除去するというものである。

特開平９−１８９７９９号公報 特開２００７−１０５３６号公報

ところで、先の東日本大震災では膨大な量の瓦礫が発生し、その中には放射性物質に汚染された瓦礫状のコンクリート塊（いわゆるコンクリートガラ）も多量に含まれているが、そのような汚染コンクリート塊に対する有効適切な除染処理手法は未だ確立されていない。
勿論、特許文献１、２において提案されている従来の除染手法は、健全なコンクリート構造物に対する除染やその解体の際に適用されるものであるので、そのような手法は汚染コンクリート塊に対する除染処理手法としてそのまま適用できるものではない。

上記事情に鑑み、本発明は放射性物質により汚染されている汚染コンクリート塊を効率的に除染するための有効適切な除染処理装置を提供することを目的とする。

請求項１記載の発明は、表面に放射性物質が付着・浸透している汚染コンクリート塊の除染処理装置であって、除染処理対象の汚染コンクリート塊を移送するためのスクリューコンベアを主体として構成され、前記スクリューコンベアは、モータにより駆動されて回転することにより前記汚染コンクリート塊を撹拌しつつ移送する移送用スクリューと、該移送用スクリューを内部に収容しかつ前記汚染コンクリート塊が一端側から投入され他端側から排出されるケーシングからなり、かつ、前記ケーシングの少なくとも底部が、前記コンクリート塊を移送する間に該ケーシング内で前記汚染コンクリート塊の表層部から発生した磨砕粉および破砕片が通過して該ケーシングの下方に落下可能なネット材により形成されてなることを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の汚染コンクリート塊の除染処理装置であって、前記スクリューコンベアは、前記汚染コンクリート塊の移送方向前方側が上方となるように水平に対して傾斜状態で配置されていることを特徴とする。

本発明によれば、汚染コンクリート塊をスクリューコンベアにより撹拌しつつ移送することにより、その移送の間に汚染コンクリート塊の表層部のみを磨砕粉や破砕片として除去して回収可能であり、それにより少量の磨砕粉や破砕片のみを対象としてそれを放射性廃棄物として最終的に処理・処分することで済み、しかも除染処理後のコンクリート塊は資源として有効活用することも可能であり、除染処理に要する手間と費用を格段に軽減することが可能である。

本発明の実施形態である除染処理装置の概略構成を示すもので、（ａ）は全体の側面図、（ｂ）はスクリューコンベアの断面図（（ａ）におけるｂ−ｂ線視図）である。

以下、本発明の汚染コンクリート塊の除染処理方法および汚染コンクリート塊の除染処理装置の実施形態について説明する。
図１は本実施形態の除染処理装置の概略構成を示すもので、（ａ）は全体の側面図、（ｂ）はその主体であるスクリューコンベアの断面図である。

本実施形態の除染処理方法は、たとえば原子力発電所等の原子力関連施設における事故あるいは原子力関連施設に対する解体工事や更新工事に伴って発生した汚染コンクリート塊１を対象として、その汚染コンクリート塊１の表層部に付着・浸透している放射性物質を除染するために実施される方法であり、図１に示す本実施形態の除染処理装置はその方法を実施するための装置として好適に採用可能なものである。

本発明において除染対象としている汚染コンクリート塊１（放射性物質に汚染されているコンクリート塊）は、放射性物質により汚染されているとはいっても、放射性物質が内部深くにまで浸透していてその全体が汚染されているわけではなく、放射性物質が単にその表面に付着しているか、あるいは表層部のごく浅い部分（数mm程度）に浸透しているに留まるものである。
したがって、そのような汚染コンクリート塊１に対する除染処理に際しては、その表層部を少なくとも数mm程度の厚さで薄く除去することで十分な除染効果が得られるものである。

上記知見に基づき、本実施形態の除染処理方法は、除染処理対象の汚染コンクリート塊１をスクリューコンベア２によって撹拌しつつ移送することにより、汚染コンクリート塊１を移送しつつ実質的にすりもみ処理を行ってその表層部を磨砕・破砕せしめ、その移送の間に発生した磨砕粉および破砕片をスクリューコンベア２から落下せしめて回収することを特徴とするものである。

また、本実施形態の除染処理装置は、上記の除染処理方法を効率的に実施するために、除染処理対象の汚染コンクリート塊１を撹拌しつつ移送するためのスクリューコンベア２を主体として構成されたものであり、以下に本実施形態の除染処理装置の構成を図１を参照して具体的に説明する。

本実施形態の除染処理装置の主体であるスクリューコンベア２は、モータ３により駆動されて回転することにより汚染コンクリート塊１を撹拌しつつ移送する移送用スクリュー４と、その移送用スクリュー４を内部に収容している円筒状のケーシング５からなり、そのケーシング５の一端側（図では左端側）から除染処理対象の汚染コンクリート塊１を投入スロープ６により投入し、ケーシング５内を通過した処理後のコンクリート塊を他端側（同、右端側）から排出して排出スロープ７によりコンクリート塊回収容器８に回収するように構成されている

上記のケーシング５はその全体が金属製のネット材５ａにより円筒状に形成されていて、汚染コンクリート塊１がこのケーシング５内において撹拌されつつ移送される間にその表層部が磨砕され破砕されることによって発生した磨砕粉や破砕片は、ケーシング５の底部からネット材５ａの網目を通過して落下可能とされており、落下した磨砕粉や破砕片はケーシング５の下方位置に配置されている汚染物質回収容器９に回収されるようになっている。
勿論、ネット材５ａの網目の大きさは、汚染物質回収容器９に回収するべき破砕片よりもやや大きく設定しておく必要があるから、除染処理対象の汚染コンクリート塊１の大きさや移送途中で発生することが想定される破砕片の大きさを考慮して網目の大きさを適切に設定しておくと良い。

なお、本実施形態では、スクリューコンベア２を移送方向前方側（図では右側）が上方となるように（つまり先上がりとなるように）、スクリューコンベア２の全体を水平に対して傾斜角θをなすように傾斜状態で配置しているが、必ずしもそうすることはなく、スクリューコンベア２を水平に設置したり、逆に先下がりに配置することでも良い。

また、上記のようにケーシング５内から磨砕粉および破砕片を落下させて回収するためには、必ずしも図示例のようにケーシング５の全体をネット材５ａにより円筒状に形成することはなく、少なくともケーシング５の底部のみをネット材５ａにより形成しておけば良く、上部や側部はたとえば金属板により閉じておくことでも良い。
あるいは、汚染コンクリート塊１がケーシング５内から不用意に落下してしまうようなことなく安定に撹拌しつつ移送できる場合には、ケーシング５を必ずしも円筒状とすることもなく、上部や側部を開放した溝形断面（たとえば略Ｕ状）形状としてその底部をネット材５ａにより形成することでも良い。

上記構成の除染処理装置を用いて除染処理を行うには、スクリューコンベア２を駆動してその移送速度に応じた所定量の汚染コンクリート塊１を連続的に投入していけば良い。
なお、必要であれば、除染処理対象の汚染コンクリート塊１をスクリューコンベア２に投入するに先立ってその形状や大きさを揃えるための適宜の前処理を行っても良い。

これにより、汚染コンクリート塊１がケーシング５内において移送用スクリュー４による撹拌作用を受けつつ前方に移送されていき、その際には汚染コンクリート塊１どうしが自ずと相互にこすり合わせられて実質的にすりもみ処理がなされ、それにより汚染コンクリート塊１の表層部が磨砕されて微細な磨砕粉が発生し、また汚染コンクリート塊１どうしが激しくぶつかり合ったり移送用スクリュー４やケーシング５の内面に衝突することによってその表層部の一部が小さな破砕片となって剥離し、それらの磨砕粉や破砕片はケーシング５の底部を構成しているネット材５ａの網目を通過して落下して汚染物質回収容器９に回収される。

この場合、図示例のようにケーシング５を円筒状としておいた場合には、その内部を移送される汚染コンクリート塊１はケーシング５の全周にわたってその内面に接触しつつ圧送状態で移送されることになるので、ケーシング５を円筒状ではなく上部や側部を開放した溝形断面としておく場合よりも汚染コンクリート塊１の表層部を磨砕し破砕するうえでは有利である。
また、図示例のようにスクリューコンベア２全体を先上がりとなるように傾斜させておいた場合には、汚染コンクリート塊１は自重に抗して持ち上げられつつ移送されることになるので、単に水平に移送したり先下がりに移送する場合に比べて移送抵抗が増大し、それにより汚染コンクリート塊１の表層部をより効率的に磨砕し破砕することが期待できる。

一方、ネット材５ａの網目を通過し得ない大きさのコンクリート塊は落下することなくそのままケーシング５内を移送されていき、ケーシング５の先端から排出されてコンクリート塊回収容器８に回収される。したがって、移送途中にケーシング５内で発生した磨砕粉や破砕片と、表層部が磨砕粉や破砕片として除去された後の残余の大半のコンクリート塊とがそれぞれが自ずと分別されて回収されることになる。

上記のように、本実施形態の除染処理方法および装置においては、除染処理対象の汚染コンクリート塊１をスクリューコンベア２により撹拌しつつ移送することのみで、放射性物質が付着・浸透している表層部を磨砕・破砕せしめて磨砕粉や破砕片として回収することができる。

ここで回収した磨砕粉や破砕片には放射性物質が高濃度に含まれているから、これに対しては放射性廃棄物としての適宜の処理・処分が当然に必要であるが、大きな塊状のままでケーシング５内を通過した大半のコンクリート塊はその表層部に付着・浸透していた放射性物質が磨砕粉や破砕片として既に除去されて十分な除染がなされているので、これは通常の清浄なコンクリート塊として支障なく取り扱うことが可能なものとなる。

したがって、本実施形態の除染処理方法および装置によれば、汚染物質回収容器９に回収した少量の磨砕粉および破砕片を対象としてそれに対するさらなる処理・処分を行えば足り、コンクリート塊回収容器８に回収した除染処理後のコンクリート塊は一般廃棄物として廃棄処分することが可能であることはもとより、たとえば再生骨材の原料として有効活用することも可能である。

以上のように、本発明によれば、放射性物質に汚染されている汚染コンクリート塊１に対する除染処理を極めて効率的に実施することが可能である。
すなわち、従来一般的な通常の手法のように汚染コンクリート塊を単にそのまま不用意に破砕してしまうと、放射性物質を含む小さな汚染コンクリート片が多量に発生してしまい、その全量を放射性物質として取り扱って処理・処分する必要が生じ、そのために多大な手間と費用を要するものとなるし、汚染されたままの破砕片を有効利用するようなことは望むべくもない。

それに対し、本発明によれば、汚染コンクリート塊１をスクリューコンベア２により撹拌しつつ移送することによりその移送の間に放射性物質が付着・浸透している表層部のみを磨砕・破砕したうえで、ケーシング５の底部に設けたネット材の網目の大きさを適切に設定しておいてその網目を通して磨砕粉や破砕片を回収することにより、網目を通過させて回収した少量の磨砕粉や破砕片のみを対象としてそれを放射性廃棄物として最終的に処理・処分することで済み、しかも表層部が磨砕・破砕されることで除染処理のなされたコンクリート塊は資源として有効活用することも可能であるから、除染処理に要する手間と費用を格段に軽減することが可能である。

以上で本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態はあくまで好適な一例であって、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内であれば、すなわち汚染コンクリート塊をスクリューコンベアにより撹拌しつつ移送することによって放射性物質が付着・浸透している表層部を除去して回収する構成とする限りにおいて、本発明は適宜の設計的変更や応用が可能であり、たとえば複数台のスクリューコンベアを直列に配列して連続的に多段処理することも可能である。

いずれにしても、本発明においてはスクリューコンベアによる移送工程を除染処理工程として実施するのであるから、その工程の具体的な実施形態やそのための装置であるスクリューコンベアの具体的な構成、たとえば汚染コンクリート塊に対する前処理の有無、移送の間に除去するべき表層部の厚さ、移送速度、移送時間、移送距離、スクリューコンベアの形式や規模、移送用スクリューのピッチ、ネット材の網目の大きさ（回収するべき磨砕粉や破砕片の大きさ）、その他の諸元や仕様については、処理対象の汚染コンクリート塊の寸法や形状、その汚染の程度、要求される除染性能や処理能力その他の諸条件を考慮して、所望の除染効果と除染効率が得られるように最適に設定すれば良い。

１ 汚染コンクリート塊
２ スクリューコンベア
３ モータ
４ 移送用スクリュー
５ ケーシング
５ａ ネット材
６ 投入スロープ
７ 排出スロープ
８ コンクリート塊回収容器
９ 汚染物質回収容器

Claims (2)

1. 表面に放射性物質が付着・浸透している汚染コンクリート塊の除染処理装置であって、
   除染処理対象の汚染コンクリート塊を移送するためのスクリューコンベアを主体として構成され、
   前記スクリューコンベアは、モータにより駆動されて回転することにより前記汚染コンクリート塊を撹拌しつつ移送する移送用スクリューと、該移送用スクリューを内部に収容しかつ前記汚染コンクリート塊が一端側から投入され他端側から排出されるケーシングからなり、
   かつ、前記ケーシングの少なくとも底部が、前記コンクリート塊を移送する間に該ケーシング内で前記汚染コンクリート塊の表層部から発生した磨砕粉および破砕片が通過して該ケーシングの下方に落下可能なネット材により形成されてなることを特徴とする汚染コンクリート塊の除染処理装置。
2. 請求項１記載の汚染コンクリート塊の除染処理装置であって、
   前記スクリューコンベアは、前記汚染コンクリート塊の移送方向前方側が上方となるように水平に対して傾斜状態で配置されていることを特徴とする汚染コンクリート塊の除染処理装置。

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