レーザーを用いた放射能除染技術の開発

中部電力株式会社 原子力安全技術研究所加藤 義之

１ 低レベル放射性廃棄物と放射能除染

原子力発電所の廃止措置（解体工事）

→解体作業で低レベル放射性廃棄物が発生

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放射性物質を金属の表面から除去

（放射能除染）することにより、低レベル

放射性廃棄物の量を減らすことができる。

低レベル放射性廃棄物の多くは、放射性

物質が金属の表面に付着しているもの

解体工事の現場例 放射能除染前 放射能除染後

２ 従来の放射能除染方法

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大量のブラスト材（粒子状の研磨剤）

をぶつけて削り取る

化学薬品で金属表面を溶かす

●化学薬品に放射能が溶け込み、

新たな低レベル放射性廃棄物となる

●化学薬品の取扱いに注意が必要

圧縮空気＋

ブラスト材

●使用したブラスト材と放射能が混ざり、

新たな低レベル放射性廃棄物となる

●ブラスト材発射時の反動が大きい

表面に放射能が

付着した廃棄物

化学薬品

除染槽

ブラスト除染 化学除染

３ 新たな放射能除染方法として目指すもの

従来の放射能除染方法での課題

① 放射能除染後に新たな低レベル放射性廃棄物（二次廃棄物）が発生する

→二次廃棄物の発生が少ない放射能除染方法

② 放射能除染作業時の取扱いに注意が必要

→取扱いが容易な放射能除染方法

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４ レーザークリーニング

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ポータブルレーザー塗膜除去装置「CoolLaserR（クーレーザーR）」（株式会社トヨコー）

５ レーザーによる表面除去メカニズム

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対象物の表面にレーザーを照射し、局所的に高エネルギーを与え、

蒸発または、衝撃により弾き飛ばし

照射箇所の物質を表面から除去

蒸発により

「ガス」が発生

衝撃により

「粉塵」が発生

６ レーザーを放射能除染に活用したら…？

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課題 レーザー ブラスト除染 化学除染

①放射能除染後の二次廃棄物

ごくわずか（ガス、粉塵）

除去した放射能を含んだ大量の廃ブラスト材

除去した放射能を含んだ大量の化学薬品廃液

②除染作業時の取扱い

光なので反動なし軽量

ブラスト材発射時の反動が大きい

化学薬品の取扱いに注意が必要

従来の放射能除染方法との比較

レーザーによる放射能除染（レーザー除染）

の実用化に向け、研究に着手

７ 研究のテーマ

レーザーを放射能除染に活用するためには…？

①レーザー除染により発生する「ガス」「粉塵」の処理

→ガスと粉塵は放射性物質なので、確実に吸引して、処理する必要がある

②実際の低レベル放射性廃棄物を用いた放射能除染試験の実施

→いろいろな大きさ、形状の廃棄物をちゃんと除染できるか確認する

必要がある。

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８ 研究の成果①

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レーザー除染で発生する粉塵の大きさと量

粉塵の大きさ

粉塵の量

微小な粉塵 一般的な粉塵 ●一般的な粉塵

→高性能フィルタ

●微小な粉塵

→活性炭フィルタ

●ガス

→ガス用フィルタ

８ 研究の成果①

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○処理装置

・高性能フィルタ（粉塵）・活性炭フィルタ（微小粉塵）・ガス用フィルタ（ガス）

○吸引装置

・ レーザー照射を妨げない・ 広い面積にも適応・ 移動可能

吸引装置、処理装置を組み合わせた除染装置を開発した（特許出願済）

除染装置（吸引・処理装置）

無煙ロースターがヒント 既存の現場技術を活用

８ 研究の成果①

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現場作業で使用するために必要な技術

物体表面から剥離した放射性物質の吸引・処理装置

９ 研究の成果②

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実際の低レベル放射性廃棄物を用いたレーザー除染試験を実施

９ 研究の成果②

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放射性廃棄物を用いたレーザー除染試験結果

左：除染前／右：除染後

炭素鋼配管（大口径） ステンレス配管（大口径）

ステンレス配管（小口径） セメントが付着したスコップ

除染回数による汚染の変化レーザー照射時間１回につき１分間

ステンレス配管（小口径）は、レーザー照射する角度によって除染効果が低かったと考えられる。

１０ 今後の課題・展開

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レーザー除染技術の実用化に向けて

●従来の放射能除染技術との比較（除染速度、コスト）

●除去できる放射性物質の種類の評価

●より多くの種類の放射性廃棄物にレーザー除染を実施

応用可能性確認

必要な技術開発

2013

実廃棄物除染試験

2022～2014～2016

レーザー除染技術実用化

2017～2021

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