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公開番号2024132741
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-01
出願番号2023043651
出願日2023-03-17
発明の名称管体内面除染装置
出願人株式会社安藤・間
代理人個人,個人,個人
主分類G21F 9/28 20060101AFI20240920BHJP(核物理;核工学)
要約【課題】放射性物質が付着等した管体内面の除染を効率よく行い、除染物を確実に回収する。
【解決手段】プローブ20内部に、レーザー発振器15から導かれたレーザー光Lを所定径のリング状ビームに変換させるアキシコンレンズを有する集光光学系40と、プローブ20の先端位置に固定保持された円錐形状の鏡面を有するコーンミラー22とを有し、集光光学系40を経たレーザー光Lを、除染対象の管体1内面に照射させるために、管体1内に挿入されるレーザー光照射ユニット11と、レーザー光照射ユニット11を、管体1内の軸方向に直動させる直動機構31とを備える。プローブ20内部を軸心線方向に沿って導かれたリング状をなすレーザー光Lが、コーンミラー22の円錐頂点の近傍の鏡面にリング状をなして到達して軸心線と略直角に反射し、管体1内面にリング状に照射され、管体1内面の放射性物質が連続して削剥される。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
筒状体内部に、
レーザー発振器から導かれたレーザー光を所定径のリング状ビームに変換可能な集光光学系と、
前記筒状体の先端位置に固定保持され、円錐形状の鏡面を有するコーンミラーとを有し、前記集光光学系を経た前記レーザー光を、除染対象の管体内面に照射させるために、前記管体内に挿入されるレーザー光照射手段と、
前記レーザー光照射手段を、前記管体内の軸方向に直動させる駆動機構と、
を備え、
前記駆動機構によって前記レーザー光照射手段が前記管体内を直動するとともに、前記筒状体内部を軸心線方向に沿って導かれた前記所定径のリング状ビームとなった前記レーザー光が、前記コーンミラーの円錐形状の頂点の近傍の鏡面にリング状をなして到達して前記軸心線と略直角に反射し、前記管体内面にリング状に照射され、前記レーザー光照射手段の移動に伴って前記管体内面の放射性物質が連続して削剥されることを特徴とする管体内面除染装置。
続きを表示（約 180 文字）【請求項２】
前記集光光学系は、アキシコンレンズを含み、前記レーザー光が前記アキシコンレンズを通過してリング状ビームに変換される請求項１に記載の管体内面除染装置。
【請求項３】
前記リング状ビームは、前記管体内面で合焦し、前記管体内面の放射性物質が削剥されるように焦点調整された請求項１または請求項２に記載の管体内面除染装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は管体内面除染装置に係り、特に管体内面が放射性物質で汚染された小口径の配管等の管体内面から放射性物質を除去するための管体内面除染装置に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
原子力発電所の廃止措置に伴う廃炉、発電所施設の解体作業において、放射性物質が管体内面に付着し、あるいは管体内面の表面金属が放射能を帯びたような放射性廃棄物としての小口径配管類が大量に発生する。これらの小口径配管類の管体内面をクリアランスレベルまで除染して放射性廃棄物量を減量する技術が種々開発、提案されている。出願人も特許文献１に開示された発明を行っている。
【０００３】
特許文献１に開示された発明では、レーザー光Ｌは、公知のレーザー発振器１５から発振された光ファイバーを導光路としてプローブ２０内に導かれる。プローブ２０内には、反射ミラー２２と、反射ミラー２２を軸心線Ｘ周りに回転駆動するミラー回転機構３５が収容されている（図１，図２）。反射ミラー２２は、プローブ２０の軸心線Ｘから距離ｅだけ偏心し、軸心線Ｘに平行をなして設けられたミラー支持軸の先端に、その鏡面が軸心線Ｘと約４５°をなして取り付けられ、レーザー光Ｌは反射ミラー２２によってほぼ９０°に反射、偏角され、管体１の内面に向けて照射される。
【０００４】
このレーザー光Ｌを管体１内面の全面にわたり照射して除染を行うために、ミラー回転機構３５とプローブ２０の直動機構（図示せず）とを備え、反射ミラー２２の回転によるレーザー光Ｌの円周状の照射部位を管体１の長手方向に隙間なく移動させる運転制御を行う必要がある。このため、プローブ内のミラーを回転制御させるための回転機構等が必要で、装置は複雑なものとなっていた。
【０００５】
そこで、出願人は、上述した従来の技術が有する問題点を解消した新たな管体内面除染装置を提案している（特願２０２１－１６０２３）（以下、提案装置と記し、その構成を図５，図６に示す）。
【０００６】
提案装置のプローブ２２０は、図５各図に示したように、除染対象となる管体１（図６）の内径より十分小さな外径のステンレススチール製の細長円筒からなる。図５（ａ）は、一実施形態としての細長円筒形状のプローブ２２０の基本構成の一部を示している。図５（ｂ）は、図５（ａ）に示したプローブ２２０内で光ファイバー２１８を介して導光されたレーザー光Ｌがコーンミラー２２１で反射した状態を示している。
【０００７】
プローブ２２０は、図５（ａ）に示したように、レーザー光Ｌの光路の偏角手段としてのコーンミラー２２１を収容する前端プローブ２２０Ａと、プローブ２２０全体を支持して直動させるためのサポート管としての後端プローブ２２０Ｂとからなる。コーンミラー２２１は、円錐の頂角が９０°に形成された円錐形形状からなる。
【０００８】
プローブ２２０において、レーザー光Ｌは、光ファイバー２１８を導光路としてプローブ２２０の軸心線Ｘ上を進行し、前端プローブ２２０Ａ内で光ファイバー２１８の端面からコーンミラー２２１の頂点に向けて照射され、円錐形状からなるコーンミラー２２１の頂点とその近傍の鏡面表面で反射し、図６に示したように、コーンミラー２２１の頂点位置を円の中心とするように、レーザー光Ｌの入射方向とほぼ直角に反射されて放射状をなして平面状に全方向（軸心線Ｘに対して直交する平面内の３６０°方向）に向かって反射し、プローブ２２０の外周に位置する管体１の内面に向けて円周リング状をなして照射される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
特開２０２２－５４４２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述した提案装置によれば、特許文献１に開示された発明の有していた装置の構成、操作の複雑化等の問題点を回避することができる。しかし、提案装置では、図６に示したように、レーザー光Ｌがコーンミラー２２１の頂点部分（コーン先端）に集中して照射されるため、装置を連続運転するとコーンミラー２２１の頂点部分の温度が過度に上昇し、コーンミラーの円錐先端（頂点）が溶融、変形してレーザー光の反射機能が失われてしまうおそれがある。
（【００１１】以降は省略されています）

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