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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-09-20
(45)【発行日】2024-10-01
(54)【発明の名称】対象物管理システムおよび対象物管理方法
(51)【国際特許分類】
G21F 9/30 20060101AFI20240924BHJP
G21C 17/00 20060101ALI20240924BHJP
【ＦＩ】
G21F9/30 531K
G21F9/30 535F
G21C17/00 500
【請求項の数】
20
(21)【出願番号】P 2021089957
(22)【出願日】2021-05-28
(65)【公開番号】P2022182415
(43)【公開日】2022-12-08
【審査請求日】2024-01-18
(73)【特許権者】
【識別番号】000003078
【氏名又は名称】株式会社東芝
(73)【特許権者】
【識別番号】317015294
【氏名又は名称】東芝エネルギーシステムズ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001380
【氏名又は名称】弁理士法人東京国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】湯口 康弘
(72)【発明者】
【氏名】杉浦 鉄宰
【審査官】右▲高▼ 孝幸
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１８－１７９８３４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－０４５１５５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－２０６７５６（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ２１Ｆ ９／３０
Ｇ２１Ｃ １７／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
放射性物質が含まれる可能性がある対象物を取り扱う主たる作業であり、前記対象物に含まれる物質の分析以外を目的とする主作業を行う主作業装置と、前記対象物に含まれる前記物質の分析を目的とする副次的な作業であり、前記主作業により前記対象物から舞い上がる微粒子を捕集する作業を行う捕集装置と、
前記対象物の表面の位置を示す座標情報を設定する座標設定部と、
を備え、
前記対象物の各部分を示す前記座標情報を対応付けて前記微粒子を捕集する、
対象物管理システム。
【請求項2】
捕集された前記微粒子を分析する微粒子分析部と、分析により得られた前記微粒子の分析データと前記微粒子が捕集された状況を示す捕集情報とに基づいて、前記対象物に含まれる前記物質を分析する対象物分析部と、
を備える、
請求項１に記載の対象物管理システム。
【請求項3】
放射性物質が含まれる可能性がある対象物を取り扱う主たる作業であり、前記対象物に含まれる物質の分析以外を目的とする主作業を行う主作業装置と、
前記対象物に含まれる前記物質の分析を目的とする副次的な作業であり、前記主作業により前記対象物から舞い上がる微粒子を捕集する作業を行う捕集装置と、
捕集された前記微粒子を分析する微粒子分析部と、
分析により得られた前記微粒子の分析データと前記微粒子が捕集された状況を示す捕集情報とに基づいて、前記対象物に含まれる前記物質を分析する対象物分析部と、
前記対象物の表面の位置を示す座標情報を設定する座標設定部と、
を備え、
前記捕集情報には、前記主作業が行われた前記座標情報が含まれており、
前記対象物分析部は、前記分析データに対応する前記座標情報に基づいて、前記対象物における前記主作業が行われた箇所を特定し、この特定された箇所に含まれる前記物質を分析する、
対象物管理システム。
【請求項4】
放射性物質が含まれる可能性がある対象物を取り扱う主たる作業であり、前記対象物に含まれる物質の分析以外を目的とする主作業を行う主作業装置と、
前記対象物に含まれる前記物質の分析を目的とする副次的な作業であり、前記主作業により前記対象物から舞い上がる微粒子を捕集する作業を行う捕集装置と、
捕集された前記微粒子を分析する微粒子分析部と、
分析により得られた前記微粒子の分析データと前記微粒子が捕集された状況を示す捕集情報とに基づいて、前記対象物に含まれる前記物質を分析する対象物分析部と、
前記主作業が前記対象物を収納容器に収納し、前記収納容器を他の場所に搬送する作業であり、
前記対象物を前記収納容器に収納するときに捕集された前記微粒子の前記分析データを、前記収納容器に対応付けて記録する容器記録部を備える、
対象物管理システム。
【請求項5】
放射性物質が含まれる可能性がある対象物を取り扱う主たる作業であり、前記対象物に含まれる物質の分析以外を目的とする主作業を行う主作業装置と、
前記対象物に含まれる前記物質の分析を目的とする副次的な作業であり、前記主作業により前記対象物から舞い上がる微粒子を捕集する作業を行う捕集装置と、
カメラと３次元計測装置の少なくとも一方を用いて、前記主作業の開始前と完了後の前記対象物の表面の形状を示す形状情報を取得する形状取得部と、
前記形状情報に基づいて、前記主作業の開始前と完了後の前記対象物の表面の形状の差分を抽出する差分抽出部と、
前記差分に基づいて、前記対象物が第１位置から第２位置に移動されたと推定される場合に、移動された前記対象物に含まれる前記物質が前記第１位置から前記第２位置に移動されたものとして記録する物質記録部と、
を備える、
対象物管理システム。
【請求項6】
放射性物質が含まれる可能性がある対象物を取り扱う主たる作業であり、前記対象物に含まれる物質の分析以外を目的とする主作業を行う主作業装置と、
前記対象物に含まれる前記物質の分析を目的とする副次的な作業であり、前記主作業により前記対象物から舞い上がる微粒子を捕集する作業を行う捕集装置と、
を備え、
前記捕集装置は、
前記主作業装置の近傍の流体を吸引する吸引部と、
前記流体に含まれる前記微粒子を捕集するフィルタと、
を備える、
対象物管理システム。
【請求項7】
前記捕集装置は、前記フィルタがロール状を成し、前記フィルタを巻き取る巻取部と、
前記フィルタのそれぞれの部分に対応付けて、前記微粒子が捕集された前記主作業に関する情報を記録するフィルタ記録部と、
を備える、
請求項６に記載の対象物管理システム。
【請求項8】
前記捕集装置は、吸引した前記流体に含まれる前記放射性物質による線量を計測する線量計と、
前記線量計で計測された前記線量に応じて、前記巻取部の巻き取り速度を調整する巻取速度調整部と、
を備える、
請求項７に記載の対象物管理システム。
【請求項9】
前記捕集装置は、吸引した前記流体に含まれる前記放射性物質による線量を計測する線量計と、
前記線量計で計測された前記線量が上限値を超えた場合に、前記吸引部による前記流体の吸引を停止する停止部と、
を備える、
請求項６から請求項８のいずれか１項に記載の対象物管理システム。
【請求項10】
前記捕集装置は、前記フィルタを密封した状態で着脱可能なカートリッジを備える、請求項６から請求項９のいずれか１項に記載の対象物管理システム。
【請求項11】
前記吸引部で吸引された前記流体に含まれる希ガスを検出する希ガス検出部と、検出された前記希ガスの成分に基づいて、前記対象物における前記主作業が行われた箇所で核分裂反応が生じたか否かを判定する核分裂判定部と、
を備える、
請求項６から請求項１０のいずれか１項に記載の対象物管理システム。
【請求項12】
放射性物質が含まれる可能性がある対象物を取り扱う主たる作業であり、前記対象物に含まれる物質の分析以外を目的とする主作業を行うステップと、前記対象物に含まれる前記物質の分析を目的とする副次的な作業であり、前記主作業により前記対象物から舞い上がる微粒子を捕集する作業を行うステップと、
前記対象物の表面の位置を示す座標情報を設定するステップと、
を含み、
前記対象物の各部分を示す前記座標情報を対応付けて前記微粒子を捕集する、
対象物管理方法。
【請求項13】
放射性物質が含まれる可能性がある対象物を取り扱う主たる作業であり、前記対象物に含まれる物質の分析以外を目的とする主作業を行うステップと、
前記対象物に含まれる前記物質の分析を目的とする副次的な作業であり、前記主作業により前記対象物から舞い上がる微粒子を捕集する作業を行うステップと、
捕集された前記微粒子を分析するステップと、
分析により得られた前記微粒子の分析データと前記微粒子が捕集された状況を示す捕集情報とに基づいて、前記対象物に含まれる前記物質を分析するステップと、
を含む、
対象物管理方法。
【請求項14】
放射性物質が含まれる可能性がある対象物を取り扱う主たる作業であり、前記対象物に含まれる物質の分析以外を目的とする主作業を行うステップと、
前記対象物に含まれる前記物質の分析を目的とする副次的な作業であり、前記主作業により前記対象物から舞い上がる微粒子を捕集する作業を行うステップと、
捕集された前記微粒子を分析するステップと、
分析により得られた前記微粒子の分析データと前記微粒子が捕集された状況を示す捕集情報とに基づいて、前記対象物に含まれる前記物質を分析するステップと、
前記対象物の表面の位置を示す座標情報を設定するステップと、
前記捕集情報には、前記主作業が行われた前記座標情報が含まれており、
前記分析データに対応する前記座標情報に基づいて、前記対象物における前記主作業が行われた箇所を特定し、この特定された箇所に含まれる前記物質を分析するステップと、
を含む、
対象物管理方法。
【請求項15】
前記主作業が前記対象物を収納容器に収納し、前記収納容器を他の場所に搬送する作業であり、前記対象物を前記収納容器に収納するときに捕集された前記微粒子の前記分析データを、前記収納容器に対応付けて記録するステップを含む、
請求項１３または請求項１４に記載の対象物管理方法。
【請求項16】
前記主作業を行う主作業装置の近傍の流体を吸引する吸引部と、前記流体に含まれる前記微粒子を捕集するフィルタと、
吸引した前記流体に含まれる前記放射性物質による線量を計測する線量計と、
を備える捕集装置が設けられており、
前記線量計で計測された前記線量が閾値よりも高い場合に、前記放射性物質を含まない清浄な前記流体で前記放射性物質を希釈するステップと、
前記分析データに対して前記放射性物質を希釈した希釈量に応じた逓倍を行うステップと、
を含む、
請求項１３から請求項１５のいずれか１項に記載の対象物管理方法。
【請求項17】
前記主作業を行う主作業装置の近傍の流体を吸引する吸引部と、前記流体に含まれる前記微粒子を捕集するフィルタと、
前記フィルタに捕集された前記微粒子を光学的に拡大観察する光学観察部と、
を備える捕集装置が設けられており、
前記光学観察部の拡大観察に基づいて、前記フィルタに付着した前記微粒子のサイズに応じた個数を計測するステップと、
それぞれの前記サイズの前記個数と前記分析データから前記吸引部で吸引された前記流体における前記微粒子の密度を計算するステップと、
前記密度と前記吸引部が前記流体を吸引したときの吸引速度とに基づいて、前記対象物に存在する前記物質の量を推定するステップと、
を含む、
請求項１３から請求項１６のいずれか１項に記載の対象物管理方法。
【請求項18】
前記主作業を行う主作業装置の近傍の流体を吸引する吸引部と、前記流体に含まれる前記微粒子を捕集する複数のフィルタであり、それぞれの粗さが異なり前記微粒子のサイズに応じて篩い分けられる前記フィルタと、
を備える捕集装置が設けられており、
前記フィルタの重量を計測する重量計測または前記フィルタの電位差を計測する電位計測の少なくとも一方を用いて、前記フィルタに付着した前記微粒子の粒子量を計測するステップと、
それぞれの前記サイズの前記粒子量と前記分析データから前記吸引部で吸引された前記流体における前記微粒子の密度を計算するステップと、
前記密度と前記吸引部が前記流体を吸引したときの吸引速度とに基づいて、前記対象物に存在する前記物質の量を推定するステップと、
を含む、
請求項１３から請求項１７のいずれか１項に記載の対象物管理方法。
【請求項19】
放射性物質が含まれる可能性がある対象物を取り扱う主たる作業であり、前記対象物に含まれる物質の分析以外を目的とする主作業を行うステップと、
前記対象物に含まれる前記物質の分析を目的とする副次的な作業であり、前記主作業により前記対象物から舞い上がる微粒子を捕集する作業を行うステップと、
を含み、
前記主作業を行う主作業装置の近傍の流体を吸引する吸引部と、
前記流体に含まれる前記微粒子を捕集するフィルタと、
前記フィルタを密封した状態で着脱可能なカートリッジと、
吸引した前記流体に含まれる前記放射性物質による線量を計測する線量計と、
を備える捕集装置が設けられており、
前記線量計で計測された前記線量に応じて、前記カートリッジを交換する時期を調整するステップをさらに含む、
対象物管理方法。
【請求項20】
放射性物質が含まれる可能性がある対象物を取り扱う主たる作業であり、前記対象物に含まれる物質の分析以外を目的とする主作業を行うステップと、
前記対象物に含まれる前記物質の分析を目的とする副次的な作業であり、前記主作業により前記対象物から舞い上がる微粒子を捕集する作業を行うステップと、
カメラと３次元計測装置の少なくとも一方を用いて、前記主作業の開始前と完了後の前記対象物の表面の形状を示す形状情報を取得するステップと、
前記形状情報に基づいて、前記主作業の開始前と完了後の前記対象物の表面の形状の差分を抽出するステップと、
前記差分に基づいて、前記対象物が第１位置から第２位置に移動されたと推定される場合に、移動された前記対象物に含まれる前記物質が前記第１位置から前記第２位置に移動されたものとして記録するステップと、
を含む、
対象物管理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、対象物管理技術に関する。
【背景技術】
【0002】
核燃料物質などの放射性物質を取り扱う際には、安全上の配慮として、原子炉内外を問わず、切断加工、移送、収納、輸送などの全てのプロセスにおいて、放射性物質が臨界とならないように保つこと（以下「臨界防止」という。）が必要である。また、放射性物質が気体または液体に含まれて、環境へ漏えいしてしまうことを防ぐ（以下「漏えい防止」という。）必要がある。さらに、ウランおよびプルトニウムといった核燃料物質は、核拡散防止、保障措置の観点で、それらの物質が計量管理される必要がある。
【0003】
例えば、沸騰水型原子力プラント（以下「ＢＷＲ」という。）および加圧水型原子力プラント（以下「ＰＷＲ」という。）などの原子力プラントでは、核分裂性ウラン同位体である２３５Ｕの全ウランに対する重量割合が、３～５％程度の低濃縮ウランが核燃料物質として用いられている。このような低濃縮ウランでは、炉内に所定量のウランが存在し、ウランと中性子減速材である水が、臨界に適した体積比または原子数比（以下「混合割合」という。）で混合されている。そして、ウランと水の混合体がある大きさ以上になった場合に初めて臨界となる。
【0004】
従来技術としては、放射性物質の取り扱いの前後において、放射性物質を少量採取（以下「サンプリング」という。）し、この採取された物質の成分を分析することによって、その採取された部分の近傍の物質成分を推定する方法がある。この方法では、採取した物質を超伝導相転移端温度計型マイクロカロリーメータでγ線またはＸ線を計測するなどして、採取された物質（例えば、燃料デブリ）の超ウラン元素の分析を行うことが検討されている。
【0005】
また、取り扱いの対象となる放射性物質の成分が不明であっても、燃料デブリの未臨界度を推定する推定方法が提案されている。例えば、燃料デブリの画像と３次元形状データから燃料デブリの状態をシミュレーションする。そして、そのシミュレーション結果と燃料デブリから測定された中性子とに基づいて、燃料デブリの中性子増倍率を抽出し、燃料デブリの未臨界度を推定する。
【0006】
また、他の方法としては、放射性物質の溶融物（燃料デブリ）を破砕して微粉末とし、この微粉末を水とともに回収し、この回収された水に含まれる微粉末をフィルタで捕集し、この捕集された微粉末に含まれる元素を計測する放射性物質の分析方法が提案されている。
【0007】
なお、放射性物質の環境への漏えい防止の観点から、一般的に所定の容器内に放射性物質を閉じ込めるようにしている。また、フィルタなどの浄化装置で放射性物質を捕集することで放射性物質の漏えいを防止している。また、万一の漏えいに備えて、放射性ダストの漏えいを検出するダストモニタが製品化され、原子力施設で活用されている。さらに、臨界に伴い発生する放射性希ガスを検出する希ガスモニタ（放射性ガスモニタ）も製品化され、原子力施設で活用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【文献】特開２０１５－６８６５７号公報
【文献】特開２０１６－２４１５４号公報
【文献】特開２０１５－２０６７５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
従来技術では、放射性物質をサンプリングする方法は特定されておらず、放射性物質が滞留する部分からの取り出し方法については提案されていない。
【0010】
また、燃料デブリの未臨界度を推定する方法では、物質の成分を分析せずに、放射性物質が滞留する部分で適用できる方法を提案しているものの、放射線による劣化または消耗が想定される中性子検出器が必要となる。そのため、この中性子検出器の保守を考慮する必要がある。また、物質の成分が不明であるため、保障措置を考慮した放射性物質の計測工程を必要とする。また、放射性物質の取扱作業に応じて周囲の環境に放出される気体または液体に含まれる物質の量の情報を提供することが困難である。そのため、放射性物質の環境への漏えい防止に資することができない。
【0011】
また、放射性物質の分析方法では、回収の対象となる放射性物質の溶融物（燃料デブリ）の表面形状および内部構造の状態によっては、微粉末を回収するための水が漏えい、または散逸してしまい、回収のための水流を確保することが困難な場合がある。また、溶融物の取り出し作業を行う際には、溶融物の臨界の可能性を評価する必要がある。また、溶融物には、様々な分布で放射性物質が散在していることが想定される。そのため、溶融物の破砕、切断、掘削、掬い取り、移送のような作業を行うために、その作業の対象となる範囲の溶融物のサンプルを事前に回収し、分析する工程が必要となる。この工程を作業の度に行うと、多大な労力を要する可能性がある。
【0012】
本発明の実施形態は、このような事情を考慮してなされたもので、放射性物質が含まれる可能性がある対象物を取り扱う作業を遂行しつつ、対象物に含まれる物質の分析を行うことができる対象物管理技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0013】
本発明の実施形態に係る対象物管理システムは、放射性物質が含まれる可能性がある対象物を取り扱う主たる作業であり、前記対象物に含まれる物質の分析以外を目的とする主作業を行う主作業装置と、前記対象物に含まれる前記物質の分析を目的とする副次的な作業であり、前記主作業により前記対象物から舞い上がる微粒子を捕集する作業を行う捕集装置と、前記対象物の表面の位置を示す座標情報を設定する座標設定部と、を備え、前記対象物の各部分を示す前記座標情報を対応付けて前記微粒子を捕集する。
【発明の効果】
【0014】
本発明の実施形態により、放射性物質が含まれる可能性がある対象物を取り扱う作業を遂行しつつ、対象物に含まれる物質の分析を行うことができる対象物管理技術が提供される。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】第１実施形態の対象物管理システムを示す構成図。
【図2】第１実施形態の気中捕集装置を示す断面図。
【図3】第１実施形態の対象物管理システムを示すブロック図。
【図4】対象物の３次元形状を示す画像図。
【図5】対象物の作業目標を示す画像図。
【図6】主作業が行われた箇所を示す画像図。
【図7】第１実施形態の対象物管理方法を示すフローチャート。
【図8】第２実施形態の対象物管理システムを示す構成図。
【図9】第２実施形態の水中捕集装置を示す断面図。
【図10】第２実施形態の対象物管理システムを示すブロック図。
【図11】第３実施形態の対象物管理システムを示す構成図。
【図12】第３実施形態の収納容器を示す断面図。
【図13】第３実施形態の対象物管理システムを示すブロック図。
【図14】主作業の開始前の対象物の３次元形状を示す画像図。
【図15】主作業の開始後の対象物の３次元形状を示す画像図。
【図16】第３実施形態の対象物管理方法を示すフローチャート。
【図17】第４実施形態の気中捕集装置を示す断面図。
【図18】第４実施形態の対象物管理システムを示すブロック図。
【図19】第５実施形態の気中捕集装置を示す断面図。
【図20】第５実施形態の物質量推定方法を示すフローチャート。
【図21】第６実施形態の水中捕集装置を示す断面図。
【図22】第６実施形態の対象物管理システムを示すブロック図。
【図23】第６実施形態の物質量推定方法を示すフローチャート。
【図24】第７実施形態の水中捕集装置を示す断面図。
【図25】第７実施形態の分析データ取得方法を示すフローチャート。
【図26】第７実施形態のカートリッジ交換方法を示すフローチャート。
【図27】第８実施形態の対象物管理システムを示す構成図。
【図28】第８実施形態の対象物管理システムを示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【0016】
【0017】
図１の符号１は、第１実施形態の対象物管理システムである。この対象物管理システム１は、放射化された金属または核燃料物質などの放射性物質が含まれる可能性がある対象物を管理するものである。例えば、対象物管理システム１は放射性廃棄物、沸騰水型原子力プラントまたは加圧水型原子力プラント内の溶融した核燃料などを取り扱う際に、取扱の対象となる対象物に含まれる物質の成分を推定する物質成分推定システムである。
【0018】
本実施形態では、原子力施設１１の構造物１２の内部に存在する対象物１３を取り扱う形態を例示する。原子力施設１１として、放射性物質廃棄施設、核燃料再処理施設、原子力プラントなどを例示する。
【0019】
対象物１３には、例えば、過酷事故時に溶融された核燃料である燃料デブリが含まれる。さらに、燃料デブリ以外の放射性廃棄物も含まれる。例えば、デコミッショニングにより生じる、再処理廃棄物、一般廃棄物が含まれる。また、再処理事故、高速炉燃料解体、放射性廃棄物処理などにより生じる廃棄物が含まれる。また、放射性物質の付着した部材などの全部または一部の材料成分が不明な物体が含まれる。
【0020】
なお、対象物１３を取り扱う主たる作業を「主作業」と称する。この主作業には、対象物１３の掴み、掬い、移送などのハンドリングを含む作業が含まれる。また、切断、加工を含む作業が含まれる。この主作業は、対象物１３に含まれる物質の分析以外を目的とする作業のことである。
【0021】
放射性物質が含まれる可能性がある対象物１３を取り扱う際には、意図しない臨界が生じないようにする必要がある。従来技術では、主作業の開始前または主作業を中断して対象物１３のサンプルを採取し、その物質の分析をしていた。しかし、主作業の度にサンプルを採取する作業をしていたのでは、主作業の効率が悪い。そこで、本実施形態では、主作業の実行と同時（並列）に、対象物１３に含まれる物質の分析を目的とする副次的な作業を行う。この副次的な作業では、主作業により対象物１３から舞い上がる微粒子を捕集する。そして、微粒子を分析し、その分析データに基づいて、対象物１３に含まれる物質を分析する。
【0022】
また、分析データを対象物１３の各部分を示す座標に対応付けて記録しておくことで、対象物１３の各部分に含まれる物質を把握することができる。また、捕集した微粒子を保存しておき、後日その分析を行うこともできる。また、分析の対象となる微粒子には、塵、埃、ゴミなどのダストのみならず、通常は微粒子に分類されない希ガスなどの気体も含まれる。
【0023】
図１に示すように、対象物管理システム１は、クレーン７から構造物１２の内部に降ろされる取扱装置２を備える。この取扱装置２からマニピュレータ３が延びている。マニピュレータ３の先端部には、主作業を行うための主作業装置４が取り付けられている。主作業装置４は、例えば、対象物１３を加工する加工装置、または対象物１３を把持する把持装置などである。
【0024】
構造物１２から離れた位置には、気体中の微粒子を捕集する気中捕集装置１４が設けられている。この気中捕集装置１４は、対象物１３に由来する微粒子の物質の分析を行う分析装置を兼ねる。また、微粒子をサンプルとして保存する装置も兼ねる。また、気中捕集装置１４は、自動または手動による遠隔操作ができる装置である。
【0025】
また、気中捕集装置１４から主作業装置４まで気体採取管５が延びている。この気体採取管５は、その基端部４０（図２）が気中捕集装置１４に接続されている。また、気体採取管５は、取扱装置２とマニピュレータ３の内外に配管され、その先端部の吸引部６（吸引口）が、主作業装置４の近傍に配置されている。主作業により対象物１３から微粒子（ダスト）が舞い上がると、吸引部６が周囲の空気（気体）とともに微粒子を吸引し、その微粒子が気中捕集装置１４に取り込まれる。
【0026】
また、取扱装置２は、原子力施設１１に設けられたセル１０の内部に設置されている。このセル１０は、放射性物質の静的な閉じ込め状態、または内外の差圧による気流を考慮した動的な閉じ込め状態を保つためのものである。また、気中捕集装置１４は、セル１０の外部の汚染されていない清浄エリアに設けられている。
【0027】
取扱装置２には、カメラ８と３次元計測装置９が設けられている。本実施形態では、カメラ８と３次元計測装置９を組み合わせて用いる形態を例示する。なお、カメラ８と３次元計測装置９の両方が設けられる必要は無く、いずれか一方を設ける構成でも良い。また、カメラ８と３次元計測装置９がそれぞれ複数台設けられても良い。
【0028】
カメラ８は、作業対象となる対象物１３の表面の映像（画像）を取得する。このカメラ８の映像に基づいて、対象物１３の３次元形状と表面座標を計測することができる。つまり、カメラ８による光学映像を利用して、対象物１３の３次元形状を取得できる。なお、主作業の進行状況を示す映像も取得できる。
【0029】
３次元計測装置９は、レーザまたは超音波を作業対象となる対象物１３の表面に照射して、その反射光または反射波に基づいて、対象物１３の３次元形状と表面座標を計測することができる。
【0030】
図２に示すように、気中捕集装置１４は、箱状の筐体３４を備える。筐体３４の内部には、微粒子を捕集するためのカートリッジ３５が着脱可能に設けられている。筐体３４の上部には、蓋３７が設けられている。この蓋３７を開放することで、作業者がカートリッジ３５を交換することができる。気体採取管５は、筐体３４の外部から内部に挿入されている。気体採取管５の基端部４０は、カートリッジ３５が保持される保持部３８まで延びている。この基端部４０は、カートリッジ３５と保持部３８に開口された吸引用開口部３９に配置されている。
【0031】
カートリッジ３５の内部には、捕集用フィルタ４２と除去用フィルタ４３が設けられている。捕集用フィルタ４２は、微粒子を捕集するためのものである。捕集用フィルタ４２の目開き（隙間）よりも大きい微粒子が、捕集用フィルタ４２により捕集される。この捕集用フィルタ４２は、除去用フィルタ４３よりも気体採取管５の基端部４０に近い位置に設けられている。除去用フィルタ４３は、捕集用フィルタ４２で捕集しきれなかった微粒子を除去するためのものである。
【0032】
カートリッジ３５と保持部３８において、吸引用開口部３９の反対側の面には、排出用開口部４４が開口されている。この排出用開口部４４には、排出管４５が接続されている。この排出管４５は、ブロア４６の吸気側に接続されている。ブロア４６を駆動すると、気体採取管５の吸引部６（図１）から気体の吸引が開始される。この吸引部６から主作業装置４の近傍の気体（流体）が吸引され、この気体に含まれる微粒子が捕集用フィルタ４２に捕集される。このようにすれば、主作業を中断したり邪魔したりすることなく、主作業装置４の近傍の流体の吸引により、サンプルとなる微粒子を捕集（採取）することができる。さらに、本実施形態では、微粒子状物質をフィルタで捕集する例を示したが、集気瓶（図示略）を別途接続して希ガスなどの放射性の気体を捕集することも可能である。
【0033】
ブロア４６の排出側には、排気管４７が接続されている。この排気管４７は、ブロア４６から筐体３４の外部に導出されている。導出された排気管４７の先端部は、セル１０の内部における汚染エリアに設置され、この汚染エリアに排気がなされる。なお、除去用フィルタ４３を通過するときに、気体に含まれる微粒子の大部分が捕集される。この浄化された気体はセル１０の内部の汚染エリアに排気される。つまり、除去用フィルタ４３を通過した気体は、主作業が行われている空間に戻される構成と成っている。
【0034】
カートリッジ３５には、吸引用開口部３９に対応する部分にシャッター４１が設けられている。シャッター４１は、人力で開閉しても良いし、所定の電動機構（図示略）を用いて開閉しても良い。
【0035】
微粒子を捕集する場合には、ブロア４６を停止させた状態で、カートリッジ３５を筐体３４にセットする。そして、シャッター４１を開放する。また、カートリッジ３５を筐体３４から着脱する場合には、ブロア４６を停止するとともにシャッター４１を閉鎖する。このシャッター４１を閉鎖することで、カートリッジ３５の内部を密封することができる。また、カートリッジ３５の排出用開口部４４はプラグ封止される。
【0036】
つまり、第１実施形態の気中捕集装置１４は、捕集用フィルタ４２を密封した状態で着脱可能なカートリッジ３５を備える。このようにすれば、捕集用フィルタ４２に付着した放射性物質が外部に漏れない状態で捕集用フィルタ４２の交換作業を行うことができる。また、カートリッジ３５に密封された状態のため、捕集用フィルタ４２を保管して管理することも容易に行える。例えば、主作業に応じて発生した微粒子を閉じ込めて保存し、後日、物質を分析することができる。
【0037】
なお、シャッター４１が摺動する部分とカートリッジ３５が摺動する部分には、密閉状態を維持するためのゴムパッキンなどの所定のシール部材３６が設けられている。これらのシール部材３６によりカートリッジ３５と筐体３４の内部が密封される。また、蓋３７と筐体３４の間にシール部材３６を設け、蓋３７の閉鎖時に、筐体３４の内部の密封状態を維持しても良い。
【0038】
気中捕集装置１４の筐体３４の内部には、吸引用開口部３９に対応する位置に、成分分析計測装置４９が設けられている。この成分分析計測装置４９は、例えば、線量計を兼ねる。また、この成分分析計測装置４９は、核種分析ができるダストモニタ装置、Ｇｅ検出器、ＩＣＰ／ＭＳ、吸光分析装置、蛍光Ｘ線分析装置、γ線核種計測器、希ガスモニタの少なくともいずれか１つでも良い。または、これらの装置を組み合わせても良い。
【0039】
例えば、ブロア４６を駆動し、微粒子を捕集しつつ、その分析を行う。また、分析が終了したら、ブロア４６を停止して、カートリッジ３５を取り外す。取り出したカートリッジ３５は、放射性物質を含んでいる可能性があるので、放射線管理区域内で保管する。また、この取り出したカートリッジ３５には、微粒子が捕集されているので、別途、詳細な成分の分析、または顕微鏡観察などを行っても良い。
【0040】
第１実施形態では、主作業を行う環境で発生したダストとして含まれる微粒子の成分の分析を行うだけでなく、同時に計測対象のサンプルを保存することができる。さらに、詳細な調査または経年変化の調査ができるようになる。
【0041】
次に、第１実施形態の対象物管理システム１の構成を図３に示すブロック図を参照して説明する。
【0042】
対象物管理システム１は、メイン制御部１５と記憶部１６とを備える。メイン制御部１５には、主作業装置４とカメラ８と３次元計測装置９と入力部１７と出力部１８と通信部１９とが接続されている。各構成は有線または無線により接続されている。
【0043】
さらに、対象物管理システム１は、捕集制御部２１を備える。捕集制御部２１には、気中捕集装置１４と通信部２０とが接続されている。メイン制御部１５と捕集制御部２１は、通信部１９，２０を介して接続され、互いに各種情報のやり取りを行う。各構成は有線または無線により接続されている。
【0044】
本実施形態のメイン制御部１５と捕集制御部２１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤなどのハードウェア資源を有し、ＣＰＵが各種プログラムを実行することで、ソフトウェアによる情報処理がハードウェア資源を用いて実現されるコンピュータで構成される。さらに、本実施形態の対象物管理方法は、各種プログラムをコンピュータに実行させることで実現される。
【0045】
例えば、ネットワークで互いに接続された複数のコンピュータを用いて１つの対象物管理システム１を実現する。なお、対象物管理システム１の各構成を１つのコンピュータに設けても良い。
【0046】
メイン制御部１５は、形状取得部２２と座標設定部２３とを備える。さらに、捕集制御部２１は、微粒子分析部２４と対象物分析部２５とを備える。これらは、メモリまたはＨＤＤに記憶されたプログラムがＣＰＵによって実行されることで実現される。
【0047】
メイン制御部１５は、対象物管理システム１を統括的に制御する。このメイン制御部１５は、例えば、取扱装置２とマニピュレータ３と主作業装置４とクレーン７の制御を行う。
【0048】
形状取得部２２は、カメラ８と３次元計測装置９の少なくとも一方を用いて、主作業の開始前と完了後の対象物の表面の形状を示す形状情報を取得する。
【0049】
座標設定部２３は、対象物１３の表面の位置を示す座標情報を設定する。例えば、本実施形態の捕集情報には、主作業が行われた位置を示す座標情報が含まれている。なお、主作業が行われた位置には、取扱装置２とマニピュレータ３と主作業装置４とクレーン７と吸引部６の位置を含む。また、マニピュレータ３の位置には、マニピュレータ３の駆動部の角度などを示す情報が含まれる。
【0050】
なお、本実施形態の吸引部６は、主作業装置４とともに移動されるものでも良い。つまり、吸引部６が主作業装置４に固定されているものでも良い。また、吸引部６がマニピュレータ３または取扱装置２に固定されており、吸引部６と主作業装置４の位置関係が予め把握されているものでも良い。
【0051】
捕集制御部２１は、気中捕集装置１４の制御を行う。例えば、捕集制御部２１は、メイン制御部１５から送られる各種情報または各種指令に基づいて、気中捕集装置１４の制御を行う。
【0052】
微粒子分析部２４は、捕集された微粒子を分析する。例えば、捕集用フィルタ４２に付着した微粒子を、成分分析計測装置４９を用いて分析する。なお、集気瓶（図示略）に捕集した希ガスなどの気体を分析しても良い。
【0053】
対象物分析部２５は、微粒子分析部２４による分析により得られた微粒子の分析データと微粒子が捕集された状況を示す捕集情報とに基づいて、対象物１３に含まれる物質を分析する。このようにすれば、主作業に影響を与えることなく、捕集された微粒子に基づいて、物質を分析することができる。また、主作業装置４の近傍の物質を分析することによって、劣化のおそれがある中性子検出器を用いた中性子計測を行わなくても、簡便に臨界の可能性を評価することができる。
【0054】
また、対象物分析部２５は、分析データに対応する座標情報に基づいて、対象物１３における主作業が行われた箇所を特定し、この特定された箇所に含まれる物質を分析する。このようにすれば、対象物１３における主作業が行われた箇所に存在する物質の分析を行うことができる。また、対象物１３において、主作業の開始前に存在していた箇所の物質を記録するとともに、複数箇所で主作業が行われた場合に、それぞれの分析結果を相互に補完することで、主作業が行われた箇所の近傍の物質を補完された分析結果により推定し、記録することができる。
【0055】
入力部１７には、対象物管理システム１を使用するユーザの操作に応じて所定の情報が入力される。この入力部１７には、マウスまたはキーボードなどの入力装置が含まれる。つまり、これら入力装置の操作に応じて所定の情報が入力部１７に入力される。
【0056】
出力部１８は、所定の情報の出力を行う。本実施形態の対象物管理システム１には、解析結果の出力を行うディスプレイなどの画像の表示を行う装置が含まれる。つまり、出力部１８は、ディスプレイに表示される画像の制御を行う。なお、ディスプレイはコンピュータ本体と別体であっても良いし、一体であっても良い。
【0057】
【0058】
なお、本実施形態の対象物管理システム１は、ネットワークを介して接続される他のコンピュータが備えるディスプレイに表示される画像の制御を行っても良い。その場合には、他のコンピュータが備える出力部１８が、本実施形態の解析結果の出力の制御を行っても良い。
【0059】
なお、本実施形態では、画像の表示を行う装置としてディスプレイを例示するが、その他の態様であっても良い。例えば、ヘッドマウントディスプレイまたはプロジェクタを用いて情報の表示を行っても良い。さらに、紙媒体に情報を印字するプリンタをディスプレイの替りとして用いても良い。つまり、出力部１８が制御する対象として、ヘッドマウントディスプレイ、プロジェクタまたはプリンタが含まれても良い。
【0060】
記憶部１６は、時系列成分データ保存データベース２６と物体成分マップデータベース２７と３次元再構成データベース２８を備える。これらは、メモリ、ＨＤＤまたはクラウドに記憶され、検索または蓄積ができるよう整理された情報の集まりである。
【0061】
また、記憶部１６には、対象物管理方法を実行するときに必要な各種情報が記憶される。例えば、記憶部１６は、気中捕集装置１４で捕集された微粒子を管理する管理情報に対応付けて、微粒子を捕集した状況を示す捕集情報を記憶する。また、微粒子を分析することで得られる分析データを記憶する。
【0062】
なお、管理情報には、微粒子を捕集したカートリッジ３５、捕集用フィルタ４２、または、捕集用フィルタ４２の部分を識別可能な識別情報（例えば、サンプルＩＤ）が含まれる。さらに、主作業を識別可能な識別情報（例えば、主作業ＩＤ）が含まれる。
【0063】
本実施形態の捕集情報には、例えば、主作業の内容を示す情報が含まれる。また、主作業が行われた時刻を示す時刻情報を含む。また、主作業装置４の近傍の流体を吸引するときに、その吸引を開始した時点から流体が捕集用フィルタ４２まで到達する時点までの時間が含まれる。
【0064】
記憶部１６は、例えば、気体が吸引され始めた時点の主作業装置４の座標位置に対応付けて分析データを記憶する。記憶部１６が、分析データを捕集情報に対応付けて記憶することで、対象物１３に含まれる物質の成分を推定できる。さらに、他の隣接する位置で主作業が行われた場合には、先の位置に対応する分析データと後の位置に対応する分析データに基づいて、その双方の位置の間に存在する物質の成分も推定することができる。
【0065】
時系列成分データ保存データベース２６は、対象物分析部２５から送られる分析データを蓄積する。また、時系列で主作業の対象となる被加工部３２（図５）の座標または範囲を示すデータを蓄積する。さらに、所定の作業計画の予定とその実績を蓄積する。
【0066】
物体成分マップデータベース２７は、対象物１３のそれぞれの箇所に存在する物質の成分を示す情報を蓄積する。また、対象物１３のそれぞれの座標に対応付けられた分析データを蓄積する。
【0067】
３次元再構成データベース２８は、カメラ８を用いて得られた対象物１３の映像と、３次元計測装置９で得られた対象物１３の表面の３次元形状を示すデータ（図４）とを蓄積する。また、座標情報を蓄積する。
【0068】
図４に示すように、対象物管理システム１のディスプレイなどの出力部１８には、対象物１３の３次元形状を示す画像３１が表示される。この３次元形状を示す画像３１に基づいて、作業者が作業計画を立案する。そして、図５に示すように、出力部１８には、対象物１３の３次元形状を示す画像３１の所定の箇所で加工（主作業）が行われた場合には、その箇所が被加工部３２として設定される。さらに、図６に示すように、被加工部３２で加工を行ったときに捕集された微粒子の分析データを取得し、被加工部３２に存在する物質を推定する。この推定される物質が、被加工部３２とその周辺の箇所３３に存在しているものとして記録する。
【0069】
次に、第１実施形態の対象物管理システム１を用いて実行される対象物管理方法について図７のフローチャートを用いて説明する。この対象物管理方法を実行することによって受動的に生じる作用効果を含めて説明する。なお、前述の図面を適宜参照する。
【0070】
作業者は、対象物管理方法を開始する前に、取扱装置２を原子力施設１１の構造物１２の内部に設置する。ここで、マニピュレータ３と主作業装置４とカメラ８と３次元計測装置９と気中捕集装置１４とが、対象物１３が存在する構造物１２の内部に設置される。
【0071】
まず、ステップＳ１において、メイン制御部１５の形状取得部２２は、カメラ８と３次元計測装置９とを用いて、対象物１３における作業対象面（表面）の３次元形状を取得する。この対象物１３の３次元形状を示すデータは、３次元再構成データベース２８に記憶される。なお、カメラ８と３次元計測装置９から送られるデータには、カメラ８と３次元計測装置９の位置と姿勢に関する情報が含まれる。
【0072】
また、３次元再構成データベース２８に伝送されたデータに基づいて、対象物１３の作業対象面の３次元形状を再構成し、少なくとも表面形状の３次元座標データを取得する。さらに、３ＤＣＡＤデータを作成しても良い。
【0073】
ここで、作業者は、カメラ８で撮影された映像を用いて、対象物１３の作業対象面の目視観察を行う。また、作業者は、作業計画を立案する。そして、複数の作業目標を設定する。例えば、対象物１３の表面の全面積のうち、作業目標となる面積範囲を設定する。なお、対象物１３の全体積における所定の体積範囲を作業目標としても良い。
【0074】
次のステップＳ２において、メイン制御部１５の座標設定部２３は、対象物１３の表面の位置を示す座標情報を設定する。例えば、作業者は、対象物１３の作業対象面の３次元形状に基づいて、主作業の目標座標を決定し、クレーン７またはマニピュレータ３を活用して取扱装置２を用いた作業の指示を行う。
【0075】
次のステップＳ３において、メイン制御部１５は、計画された複数の作業目標のうち、実行する所定の作業目標を設定する。例えば、対象物１３の所定の箇所を被加工部３２（図５）として作業目標を設定する。そして、立案された作業計画の情報が時系列成分データ保存データベース２６に記憶される。
【0076】
次のステップＳ４において、メイン制御部１５は、主作業を実行する。この主作業は、放射性物質が含まれる可能性がある対象物を取り扱う主たる作業であり、対象物１３に含まれる物質の分析以外を目的とするものである。ここで、被加工部３２（図５）で対象物１３の加工が行われ、微粒子（ダスト）が舞い上がる。
【0077】
次のステップＳ５において、メイン制御部１５は、主作業を実行した対象物１３の箇所を特定する。例えば、主作業を行い、実際に作業対象面の３次元形状が変化した場合には、メイン制御部１５は、その座標をカメラ８と３次元計測装置９で取得する。そして、３次元再構成データベース２８に記憶されたデータを比較し、作業対象面が変化したことを確認する。
【0078】
ここで、ステップＳ４からＳ５と並列に、ステップＳ６からＳ９が実行される。ステップＳ６において、捕集制御部２１は、気中捕集装置１４を制御し、微粒子の捕集を行う。この微粒子を捕集する作業は、対象物１３に含まれる物質の分析を目的とする副次的な作業である。
【0079】
例えば、作業指示に基づき、主作業を開始する前に、気体採取管５の吸引部６を介して、主作業装置４の近傍の気体（空気）の吸引を開始する。そして、気体採取管５を介して気中捕集装置１４まで気体の移送を行う。
【0080】
次のステップＳ７において、捕集制御部２１の微粒子分析部２４は、捕集された微粒子を分析する。例えば、微粒子の分析は、主作業の実行と同時に行う。ここで、分析データを得る。
【0081】
次のステップＳ８において、捕集制御部２１は、微粒子が捕集された状況を示す捕集情報を取得する。なお、メイン制御部１５が捕集情報を取得しても良い。
【0082】
次のステップＳ９において、捕集制御部２１の対象物分析部２５は、微粒子分析部２４による分析により得られた微粒子の分析データと微粒子が捕集された状況を示す捕集情報とに基づいて、対象物１３に含まれる物質を分析する。
【0083】
ステップＳ５およびＳ９の後に進むステップＳ１０において、対象物分析部２５は、分析データに対応する座標情報に基づいて、対象物１３における主作業が行われた箇所（作業目標の面積範囲または体積範囲）を特定し、この特定された箇所に含まれる物質を分析（推定）する。なお、メイン制御部１５が、捕集制御部２１で得られた分析データに基づいて、対象物１３に含まれる物質の分析を行っても良い。
【0084】
なお、分析データは、物体成分マップデータベース２７に記憶される。そして、主作業を行う度に、対象物１３のそれぞれの箇所に存在する物質がマッピングされる。主作業の対象となった対象物１３の体積の配置を計測することにより、その体積範囲とその代表成分との対応付けから、物質の成分の分布を把握することができる。
【0085】
次のステップＳ１１において、メイン制御部１５は、計画された全ての作業目標が完了したか否かを判定する。ここで、全ての作業目標が完了していない場合（ステップＳ１１でＮＯの場合）は、ステップＳ３に戻る。一方、全ての作業目標が完了した場合（ステップＳ１１でＹＥＳの場合）は、対象物管理方法を終了する。
【0086】
以上のステップは、対象物管理方法に含まれる少なくとも一部の処理であり、他のステップが対象物管理方法に含まれていても良い。
【0087】
なお、第１実施形態では、捕集された微粒子の分析を主作業の実行と同時に行っているが、その他の態様であっても良い。例えば、主作業の実行後に、捕集された微粒子の分析を行っても良い。また、捕集された微粒子の分析を、主作業が実行された日後に行っても良い。
【0088】
【0089】
図８に示すように、第２実施形態では、原子力施設１１の構造物１２の内部に水３０が溜まっており、水中に存在する対象物１３を取り扱う形態を例示する。例えば、マニピュレータ３は、取扱装置２から水中まで延び、その先端部の主作業装置４が水中に配置されている。
【0090】
第２実施形態の対象物管理システム１Ａは、前述の第１実施形態の構成に加えて、水中の微粒子を捕集する水中捕集装置７０を備える。この水中捕集装置７０は、気中捕集装置１４とともに構造物１２から離れた位置に設けられている。例えば、水中捕集装置７０は、セル１０の外部の汚染されていない清浄エリアに設けられている。
【0091】
この水中捕集装置７０は、対象物１３に由来する微粒子の物質の分析を行う分析装置を兼ねる。また、微粒子をサンプルとして保存する装置も兼ねる。また、水中捕集装置７０は、自動または手動による遠隔操作ができる装置である。
【0092】
第２実施形態では、水中捕集装置７０から水中の主作業装置４まで液体採取管２９が延びている。この液体採取管２９は、取扱装置２とマニピュレータ３の内外に配管され、その先端部の吸引部７１（吸引口）が、主作業装置４の近傍の水中に配置されている。また、吸引部７１から水３０を移送させる液体移送ポンプ５２が設けられている。液体移送ポンプ５２を駆動させると、吸引部７１から水中捕集装置７０まで液体採取管２９を介して水３０が移送される。主作業により対象物１３から微粒子（ダスト）が舞い上がると、吸引部７１が周囲の水３０（液体）とともに微粒子を吸引し、その微粒子が水中捕集装置７０に取り込まれる。
【0093】
なお、気中捕集装置１４から延びる気体採取管５は、気中捕集装置１４から水面の近傍にまで延びている。この気体採取管５の先端部の吸引部６（吸引口）は、主作業装置４の直上かつ水面上に配置されている。例えば、主作業により所定のガス７２が発生した場合には、そのガス７２が気泡となって水面上に現れる。そして、吸引部６からガス７２が吸引され、気中捕集装置１４に取り込まれる。気中捕集装置１４は、捕集したガス７２またはガス７２に含まれるダストの成分を分析する。
【0094】
水中で対象物１３を加工する際に発生する微粒子は、コロイド状になって液中に浮遊することが想定される。水面上の気中に飛散する微粒子は、相対的に少ないことが考えられる。そのような状況で水中に含まれる微粒子の分析を行うことで、主作業の対象となった対象物１３の物質の成分の分布を把握することができる。また、主作業の対象となった対象物１３の体積を計測することにより、その体積の範囲と、その範囲の代表的な物質の成分とを対応付けて記録することで、対象物１３の全体の成分の分布を把握することができる。
【0095】
図９に示すように、水中捕集装置７０は、気中捕集装置１４と同様に、カートリッジ３５と保持部３８とブロア４６と成分分析計測装置４９とを備える。さらに、水中捕集装置７０は、液体噴射装置５０と乾燥機５１と圧縮空気噴射装置５７とを備える。
【0096】
この水中捕集装置７０では、液体採取管２９が筐体３４の外部からカートリッジ３５が保持される保持部３８の近傍まで延びている。この液体採取管２９の基端部に液体噴射装置５０が設けられている。
【0097】
液体噴射装置５０には、圧縮空気噴射装置５７から延びる注気チューブ５８が接続されている。圧縮空気噴射装置５７は、給気口５３から空気を取り込んで、その空気を圧縮して液体噴射装置５０に送る。なお、圧縮空気噴射装置５７は、アキュムレータとポンプと開閉弁を備える（図示略）。
【0098】
液体採取管２９で移送された水３０は、圧縮空気噴射装置５７から送られる圧縮空気の圧力により、液体噴射装置５０のノズル５９から吹き出す。この吹き出した水３０が捕集用フィルタ４２に吹き付けられる。
【0099】
また、液体噴射装置５０には、液体採取管２９の余剰な水３０を排出するための排水管６０が接続されている。なお、排水管６０で筐体３４の外部に排出される水３０は、セル１０の内部の汚染エリアに排出される。または、別途に設けられる所定の汚染水処理設備（図示略）で処理され、汚染エリア以外に排出される。
【0100】
また、排出管４５とブロア４６の間に、乾燥機５１が設けられている。ブロア４６は、カートリッジ３５の空気を吸引している。捕集用フィルタ４２に吹き付けられた水３０は、空気（例えば、飽和蒸気を含む空気）とともに乾燥機５１に送られる。そして、乾燥機５１で除湿された空気がブロア４６に吸引される。
【0101】
次に、第２実施形態の対象物管理システム１Ａの構成を図１０に示すブロック図を参照して説明する。
【0102】
第２実施形態の捕集制御部２１は、前述の第１実施形態の構成に加えて、核分裂判定部７３を備える。この捕集制御部２１には、水中捕集装置７０が接続されている。
【0103】
捕集制御部２１は、水中捕集装置７０の制御を行う。例えば、捕集制御部２１は、メイン制御部１５から送られる各種情報または各種指令に基づいて、水中捕集装置７０の制御を行う。
【0104】
なお、第２実施形態の気中捕集装置１４は、希ガス検出部７４を備える。例えば、気中捕集装置１４（図２）の成分分析計測装置４９が、少なくとも希ガスモニタとしての希ガス検出部７４を含むものとして構成されている。
【0105】
気中捕集装置１４の希ガス検出部７４は、吸引部６で吸引された気体（流体）に含まれる希ガスを検出する。そして、捕集制御部２１の核分裂判定部７３は、検出された希ガスの成分に基づいて、対象物１３における主作業が行われた箇所で核分裂反応が生じたか否かを判定する。このようにすれば、臨界発生などの核分裂反応が生じたことを把握することができ、必要に応じて主作業を停止することができる。
【0106】
また、希ガス検出部７４は、例えば、燃料被覆管などに閉じ込められている希ガスの放出、核燃料物質などの放射性物質に対して入熱されることで放出される核反応生成物を検出することができる。
【0107】
第２実施形態では、対象物１３が水中に存在しても分析を行うことができる。主作業の間、液体移送ポンプ５２で主作業装置４の近傍の水３０が吸引される。そして、この移送された水３０に含まれる微粒子が、捕集用フィルタ４２で捕集される。この捕集用フィルタ４２に付着した微粒子を、成分分析計測装置４９を用いて分析する。そして、分析された微粒子の分析データが時系列成分データ保存データベース２６に記憶される。
【0108】
【0109】
図１１に示すように、第３実施形態では、原子力施設１１の構造物１２の内部の対象物１３を収納容器７５に収納し、この収納容器７５を他の場所に搬送する主作業を行う。この主作業には、対象物１３の加工、掴み、掬いなどが含まれる。収納容器７５は、例えば、クレーン７から構造物１２の内部に吊り下げられる。クレーン７は、取扱装置２とともに収納容器７５を昇降させる昇降装置となっている。
【0110】
図１２に示すように、吊下ワイヤ７６により収納容器７５が吊り下げられている。この収納容器７５は、取扱装置２とともに昇降可能となっている。取扱装置２には、カメラ８と３次元計測装置９が設けられており、カメラ８と３次元計測装置９により、収納容器７５に収納された対象物１３の表面の映像（画像）と３次元形状を取得する。なお、カメラ８と３次元計測装置９は、その向きを調整できるように、上下左右に方向または位置を変えられる機構を備えても良い。
【0111】
次に、第３実施形態の対象物管理システム１Ｂの構成を図１３に示すブロック図を参照して説明する。
【0112】
第３実施形態のメイン制御部１５は、前述の第１実施形態の構成に加えて、差分抽出部７７と物質記録部７８と容器記録部７９とを備える。
【0113】
差分抽出部７７は、形状取得部２２が取得した形状情報に基づいて、主作業の開始前と完了後の対象物１３の表面の形状の差分を抽出する。
【0114】
物質記録部７８は、対象物１３に含まれる物質の移動を記録する。例えば、物質記録部７８は、差分抽出部７７が抽出した差分に基づいて、対象物１３の少なくとも一部が第１位置Ｐ１（図１４）から第２位置Ｐ２（図１５）に移動されたと推定される場合に、移動された対象物１３に含まれる物質が第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２に移動されたものとして記録する。
【0115】
このようにすれば、主作業により対象物１３が移動された場合に、その移動先に存在する物質を推定することができる。なお、対象物１３の移動は、例えば、対象物１３の所定の箇所が掘り出された場合に、その掘り出された対象物１３が異なる場所に移動した場合などが考えられる。また、対象物１３の移動先は、収納容器７５であっても良い。
【0116】
容器記録部７９は、対象物１３を収納容器７５に収納するときに捕集された微粒子の分析データを、収納容器７５に対応付けて記録する。
【0117】
このようにすれば、収納容器７５に収納された物質に関する分析データを記録し、収納容器７５ごとに存在する物質の分析を行うことができる。また、仕分けまたは収納容器７５に纏めて収納する目的で対象物１３を移動する際に発生する微粒子から、収納容器７５の単位で対象物１３の物質の成分を推定することができる。
【0118】
第３実施形態では、対象物１３を収納容器７５に収納して移動できる状態に加工しても、その管理を行うことができる。例えば、収納容器７５に収納された対象物１３と再堆積した対象物１３と切粉などの分析データが、作業範囲に対応してマッピングされる。ここで、異なる複数の区画から移動され、混合された対象物１３の纏まりについては、主作業で発生する切粉などが、移動元に存在すると仮定できる。そこで、移動時に発生する微粒子の成分を、移動される対象物１３ごとに計測する。そして、複数の区画から移動されて混合された対象物１３の成分を推定する。
【0119】
また、１つの収納容器７５に対して、複数の箇所から対象物１３が移動される場合がある。その場合には、複数の箇所の物質が混合された状態で１つの収納容器７５に収容されてしまう。その場合でも、主作業が行われる度に、そのとき舞い上がった微粒子の分析データが取得され、収納容器７５に対応付けて記録される。なお、複数の箇所の分析データの平均値が、収納容器７５に対応付けて記録されても良い。
【0120】
また、ウラン（Ｕ）またはプルトニウム（Ｐｕ）と、ＵまたはＰｕ随伴核種の成分比率を計測することによって、これらの物質の計量管理に資する収納容器７５の内部の含有量を推定することができる。ここで、ＵまたはＰｕ随伴核種には、ＵまたはＰｕと随伴し、高エネルギーのγ線を放出するＦＰ核種、例えば、低揮発性を示すセリウム（Ｃｅ）、ユーロピウム（Ｅｕ）、１ＭｅＶを超える高エネルギーのγ線を放出する１４４Ｃｅ、１５４Ｅｕなどが含まれる。
【0121】
時系列成分データ保存データベース２６は、収納容器７５に対応付けて分析データを蓄積する。物体成分マップデータベース２７は、それぞれの収納容器７５に対応付けられた分析データを蓄積する。３次元再構成データベース２８は、カメラ８を用いて得られた収納容器７５の内部の対象物１３の映像と、３次元計測装置９で得られた収納容器７５の内部の対象物１３の表面の３次元形状を示すデータとを蓄積する。
【0122】
次に、第３実施形態の対象物管理システム１Ｂを用いて実行される対象物管理方法について図１６のフローチャートを用いて説明する。この対象物管理方法を実行することによって受動的に生じる作用効果を含めて説明する。なお、前述の図面を適宜参照する。
【0123】
第３実施形態の対象物管理方法のステップＳ１からステップＳ９までは、第１実施形態の対象物管理方法（図７）と同様となっている。
【0124】
なお、第３実施形態のステップＳ１では、カメラ８と３次元計測装置９とを用いて、収納容器７５の内部の対象物１３の表面の３次元形状を取得する処理を含む。ここで、主作業の開始前の対象物１３の表面の形状が取得される。
【0125】
ステップＳ５の後に進むステップＳ１２において、メイン制御部１５の形状取得部２２は、カメラ８と３次元計測装置９とを用いて、対象物１３における作業対象面（表面）の３次元形状を取得する。なお、収納容器７５の内部の対象物１３の表面の３次元形状も取得する。ここで、主作業の完了後の対象物１３の表面の形状が取得される。
【0126】
次のステップＳ１３において、メイン制御部１５の差分抽出部７７は、形状取得部２２が取得した形状情報に基づいて、主作業の開始前と完了後の対象物１３の表面の形状の差分を抽出する。
【0127】
ステップＳ９およびＳ１３の後に進むステップＳ１４において、メイン制御部１５の物質記録部７８は、差分抽出部７７が抽出した差分に基づいて、対象物１３の少なくとも一部が移動されたか否かを判定する。例えば、対象物１３の一部が、第１位置Ｐ１（図１４）から第２位置Ｐ２（図１５）に移動されたか否かを判定する。ここで、対象物１３が移動してない場合（ステップＳ１４でＮＯの場合）は、ステップＳ１６に進む。一方、対象物１３が移動した場合（ステップＳ１４でＹＥＳの場合）は、ステップＳ１５に進む。
【0128】
ステップＳ１５において、メイン制御部１５の物質記録部７８は、対象物１３の移動先を特定する。例えば、第２位置Ｐ２（図１５）を特定する。そして、この特定された箇所に含まれる物質の分析データを、その箇所の座標情報に対応付けて記録する。例えば、捕集制御部２１の対象物分析部２５は、この特定された箇所に含まれる物質を分析（推定）する。その分析データが物体成分マップデータベース２７に記憶される。
【0129】
ステップＳ１４またはＳ１５の後に進むステップＳ１６において、メイン制御部１５の容器記録部７９は、差分抽出部７７が抽出した差分に基づいて、対象物１３の少なくとも一部が収納容器７５に収納されたか否かを判定する。ここで、対象物１３が収納容器７５に収納されていない場合（ステップＳ１６でＮＯの場合）は、ステップＳ１８に進む。一方、対象物１３が収納容器７５に収納された場合（ステップＳ１６でＹＥＳの場合）は、ステップＳ１７に進む。
【0130】
ステップＳ１７において、メイン制御部１５の容器記録部７９は、対象物１３が収納された収納容器７５を特定する。そして、この特定された収納容器７５に含まれる物質の分析データを、その収納容器７５を識別可能な識別情報（例えば、容器ＩＤ）に対応付けて記録する。例えば、捕集制御部２１の対象物分析部２５は、この収納容器７５に含まれる物質を分析（推定）する。その分析データが物体成分マップデータベース２７に記憶される。
【0131】
ステップＳ１６またはＳ１７の後に進むステップＳ１８において、メイン制御部１５は、計画された全ての作業目標が完了したか否かを判定する。ここで、全ての作業目標が完了していない場合（ステップＳ１８でＮＯの場合）は、ステップＳ３に戻る。一方、全ての作業目標が完了した場合（ステップＳ１８でＹＥＳの場合）は、対象物管理方法を終了する。
【0132】
【0133】
図１７に示すように、第４実施形態の気中捕集装置１４Ｃは、ロール状を成す捕集用フィルタ４２Ｃを備える。カートリッジ３５は、捕集用フィルタ４２Ｃを送り出す送出部８０と、捕集用フィルタ４２Ｃを巻き取る巻取部８１を備える。長尺の帯状を成す捕集用フィルタ４２Ｃは、送出部８０と巻取部８１のそれぞれの軸に巻回可能となっている。
【0134】
なお、送出部８０と巻取部８１のそれぞれの軸は、所定の回転機構（図示略）により回転する。所定期間が経過する度、例えば、主作業を開始する度に、送出部８０と巻取部８１の軸を回転させる。そして、所定期間ごとに捕集用フィルタ４２Ｃの新しい部分で微粒子を捕集する。また、捕集時刻と捕集位置（主作業が行われた位置）が記録される。このようにすれば、１つの捕集用フィルタ４２Ｃの使用期間を延ばせる。例えば、１つのカートリッジ３５で、複数回の主作業の微粒子を、それぞれ区分けして捕集することができる。
【0135】
また、カートリッジ３５は、放射線を遮蔽する遮蔽板８２を備える。特に、巻取部８１に巻き取られた捕集用フィルタ４２Ｃは、放射性物質が付着した状態で巻き取られるため、高線量となる。成分分析計測装置４９が、吸引用開口部３９を介して捕集用フィルタ４２Ｃの線量を計測する場合に、巻取部８１に巻き取られた捕集用フィルタ４２Ｃから放射される放射線が計測に影響を与えないようにするために、遮蔽板８２が設けられている。
【0136】
また、気中捕集装置１４Ｃは、三方弁としての切換弁５４を備える。この切換弁５４は、気体採取管５に設けられている。さらに、切換弁５４は、給気口５３に接続されている。例えば、切換弁５４の３つの口のうち、２つの口は、気体採取管５に接続される。残り１つの口は、筐体３４の側面に設けられた給気口５３に接続されている。この切換弁５４を切り換えることで、気体採取管５を通過するセル１０の内部空間の気体の流れを止め、給気口５３を介して筐体３４の近傍の清浄な空気を吸引することができる。
【0137】
例えば、セル１０の内部空間から吸引される気体に多量の放射性物質が含まれている場合に、一時的に切換弁５４を切り換えて、捕集用フィルタ４２Ｃに付着した放射性物質を希釈することができる。
【0138】
次に、第４実施形態の対象物管理システム１Ｃの構成を図１８に示すブロック図を参照して説明する。
【0139】
第４実施形態のメイン制御部１５は、前述の第１実施形態の構成に加えて、差分抽出部７７と物質記録部７８とフィルタ記録部８３と巻取速度調整部８４とを備える。
【0140】
なお、第４実施形態の気中捕集装置１４は、線量計８５を備える。例えば、気中捕集装置１４（図２）の成分分析計測装置４９が、少なくとも線量計８５を含むものとして構成されている。この線量計８５は、捕集用フィルタ４２Ｃに付着した放射性物質による線量を計測する。なお、計測される線量は、例えば、雰囲気線量または表面線量のいずれでも良い。
【0141】
フィルタ記録部８３は、捕集用フィルタ４２Ｃのそれぞれの部分に対応付けて、微粒子が捕集された主作業に関する情報を記録する。
【0142】
例えば、捕集用フィルタ４２Ｃの長手方向のそれぞれの部分を所定の寸法ごとに区切るようにする。そして、それぞれの区切られた部分を、所定期間ごとに吸引用開口部３９に露呈させる。このようにして、捕集用フィルタ４２Ｃのそれぞれの部分に、所定期間ごとの微粒子が捕集される。それぞれの所定期間は、主作業に対応付けられて記録される。分析データは、捕集用フィルタ４２Ｃの位置を示す情報に対応付けられて、時系列成分データ保存データベース２６に記録される。
【0143】
このようにすれば、複数回の主作業が行われた際に、捕集された微粒子がいずれの主作業に対応しているものかを把握することができる。なお、主作業に関する情報は、分析データでも良いし、捕集情報でも良いし、主作業を識別可能な識別情報（主作業ＩＤ）でも良い。
【0144】
巻取速度調整部８４は、線量計８５で計測された線量に応じて、巻取部８１の巻き取り速度を調整する。
【0145】
このようにすれば、捕集用フィルタ４２Ｃの線量を適切に調整できる。例えば、線量計８５で計測された線量が、フィルタ用の閾値であって予め定められた所定の閾値よりも低い場合には、巻取部８１の巻き取り速度を遅くして、捕集用フィルタ４２Ｃの使用期間を延ばすことができる。一方、線量計８５で計測された線量が閾値よりも高い場合には、巻取部８１の巻き取り速度を速くして、捕集用フィルタ４２Ｃの線量を抑えることができる。
【0146】
また、微粒子の捕集量に応じて、捕集用フィルタ４２Ｃの巻き取り速度、または、捕集用フィルタ４２Ｃの使用期間を調整し、捕集用フィルタ４２Ｃの無駄な保存を避けることができる。さらに、既定の高線量の物質が回収された場合には、その物質を希釈したり、主作業を停止したりすることができる。または、高線量の物質を主作業装置４に送り返して、捕集作業の安全を図ることができる。
【0147】
なお、第４実施形態では、ロール状を成す捕集用フィルタ４２Ｃが気中捕集装置１４Ｃに適用される形態を例示しているが、その他の態様であっても良い。例えば、ロール状を成す捕集用フィルタ４２Ｃが水中捕集装置７０（図９）に適用される形態でも良い。
【0148】
【0149】
図１９に示すように、第５実施形態の気中捕集装置１４Ｄは、光学顕微鏡としての光学観察部５６を備える。また、カートリッジ３５と保持部３８には、光学観察部５６に対応する位置に窓５５が設けられている。
【0150】
光学観察部５６は、捕集用フィルタ４２に捕集された微粒子を光学的に拡大観察するために設けられている。作業者は、光学観察部５６を用いて、捕集用フィルタ４２の表面を観察することができる。そして、捕集用フィルタ４２に捕集された微粒子の粒径寸法と粒径分布を計測することができる。微粒子の粒径寸法（サイズ）と粒径分布を計測することで、採取された微粒子の体積を取得することができる。そして、主作業装置４の近傍の微粒子の濃度を把握することができる。
【0151】
次に、第５実施形態の物質量推定方法について図２０のフローチャートを用いて説明する。なお、前述の図面を適宜参照する。
【0152】
まず、ステップＳ２１において、作業者は、光学観察部５６の拡大観察に基づいて、捕集用フィルタ４２に付着した微粒子のサイズに応じた個数を計測する。
【0153】
次のステップＳ２２において、作業者は、それぞれのサイズの微粒子の個数と分析データから吸引部６で吸引された気体（流体）における微粒子の密度（例えば、嵩密度）を計算する。
【0154】
次のステップＳ２３において、作業者は、計算した微粒子の密度と吸引部６が気体（流体）を吸引したときの吸引速度とに基づいて、対象物１３に存在する物質の量を推定する。
【0155】
そして、物質量推定方法を終了する。なお、以上のステップは、物質量推定方法に含まれる少なくとも一部の処理であり、他のステップが物質量推定方法に含まれていても良い。
【0156】
第５実施形態では、微粒子の粒径と密度を考慮した捕集比率の補正により分析精度を向上できる。つまり、対象物１３に存在する物質の量を推定することができる。例えば、微粒子の粒径ごとにその分布の計測を行うことで、対象物１３から捕集用フィルタ４２による捕集に至るまでの途中の配管内に留まる物質の量を把握することができる。例えば、気体を吸引するときの終端速度の計算に基づき、吸引部６から捕集用フィルタ４２まで移送される物質の量を把握することができる。そして、主作業装置４の近傍で発生している微粒子に関する物質の総量の推定精度を高めることができる。
【0157】
なお、第５実施形態では、気中捕集装置１４Ｄに設けられた光学観察部５６を用いて、捕集用フィルタ４２に付着した微粒子を拡大観察しているが、その他の態様であっても良い。例えば、捕集用フィルタ４２をカートリッジ３５から取り外し、作業者が、別途に設けた光学顕微鏡で捕集用フィルタ４２に付着した微粒子を拡大観察しても良い。そして、より詳細な成分の分析または顕微鏡観察などを行っても良い。
【0158】
【0159】
図２１に示すように、第６実施形態の水中捕集装置７０Ｅは、バッファタンク６１を備える。このバッファタンク６１は、液体採取管２９が、液体噴射装置５０に至るまでの途中に設けられている。このバッファタンク６１は、液体採取管２９で移送された水３０が一時的に貯留される。
【0160】
バッファタンク６１には、その底部の近傍から延び、その内部に貯留された水３０を採取するための注水管６３が設けられている。注水管６３には、移送ポンプ６４が設けられている。この移送ポンプ６４を介して、注水管６３が液体噴射装置５０に接続される。
【0161】
第６実施形態では、吸引された水３０を、液体噴射装置５０に至るまでの途中で、バッファタンク６１に貯留する。そして、バッファタンク６１に貯留した水３０を、移送ポンプ６４によって液体噴射装置５０に送る。
【0162】
また、バッファタンク６１の下面には、線量計６２が設けられている。この線量計６２は、バッファタンク６１の内部の水３０の線量を計測する。つまり、線量計６２は、吸引した水３０（流体）に含まれる放射性物質による線量を計測する。この計測された線量は、時系列成分データ保存データベース２６（図２２）に記憶される。
【0163】
また、第６実施形態の水中捕集装置７０Ｅは、レーザ回折式の粒度分布測定装置６５を備える。バッファタンク６１には、粒度分布測定装置６５に対応する位置に窓６６が設けられている。粒度分布測定装置６５は、バッファタンク６１の内部の水３０に浮遊しているコロイド粒子の粒径寸法と粒径分布を計測する。この計測されたコロイド粒子の粒径寸法と粒径分布は、時系列成分データ保存データベース２６（図２２）に記憶される。
【0164】
なお、バッファタンク６１のオーバーフローを防止するために、水位計（図示略）を設けて、バッファタンク６１の水位を監視しても良い。
【0165】
第６実施形態の捕集用フィルタ４２Ｅは、水３０（流体）に含まれる微粒子を捕集する複数枚の積層されたフィルタから成る。この捕集用フィルタ４２Ｅは、それぞれの粗さが異なり微粒子のサイズに応じて篩い分けるための複数のフィルタから成る。
【0166】
例えば、カートリッジ３５の内部において、目開き（隙間）が最も大きいフィルタが、吸引用開口部３９に最も近い位置に設けられる。目開きが最も小さいフィルタが、排出用開口部４４に最も近い位置に設けられる。つまり、捕集用フィルタ４２Ｅに水３０が吹き付けられた際には、粗いフィルタから順に、水３０が通過する。そして、それぞれのフィルタごとに、粒径寸法（サイズ）が異なる微粒子が捕集される。
【0167】
次に、第６実施形態の対象物管理システム１Ｅの構成を図２２に示すブロック図を参照して説明する。
【0168】
第６実施形態のメイン制御部１５は、前述の第１実施形態の構成に加えて、差分抽出部７７と物質記録部７８とを備える。
【0169】
第６実施形態の捕集制御部２１は、前述の第１実施形態の構成に加えて、停止部８６を備える。この捕集制御部２１には、水中捕集装置７０Ｅが接続されている。
【0170】
停止部８６は、線量計６２で計測された線量が予め定められた上限値を超えた場合に、吸引部７１（図８）による水３０流体の吸引を停止する。つまり、水中捕集装置７０Ｅを停止する。
【0171】
例えば、捕集用フィルタ４２Ｅの線量が高くなり、その後に捕集用フィルタ４２Ｅの保管および管理が難しくなるおそれがある場合には、自動的に吸引部７１による水３０（流体）の吸引を停止し、捕集用フィルタ４２Ｅの線量が高くなり過ぎないようにする。つまり、停止部８６がインターロックとして機能する。
【0172】
なお、第６実施形態では、停止部８６による停止の制御が水中捕集装置７０Ｅに適用される態様を例示しているが、その他の態様であっても良い。例えば、停止部８６による停止の制御を気中捕集装置１４に適用しても良い。
【0173】
次に、第６実施形態の物質量推定方法について図２３のフローチャートを用いて説明する。なお、前述の図面を適宜参照する。
【0174】
まず、ステップＳ３１において、作業者は、捕集用フィルタ４２Ｅを分解する。そして、作業者は、フィルタの重量を計測する重量計測、または、フィルタの電位差を計測する電位計測の少なくとも一方を用いて、それぞれのフィルタに付着した微粒子の粒子量を計測する。
【0175】
次のステップＳ３２において、作業者は、それぞれのサイズの粒子量と分析データから吸引部７１（図８）で吸引された水３０（流体）における微粒子の密度（例えば、嵩密度）を計算する。
【0176】
次のステップＳ３３において、作業者は、計算した微粒子の密度と吸引部７１（図８）が水３０（流体）を吸引したときの吸引速度とに基づいて、対象物１３に存在する物質の量を推定する。
【0177】
そして、物質量推定方法を終了する。なお、以上のステップは、物質量推定方法に含まれる少なくとも一部の処理であり、他のステップが物質量推定方法に含まれていても良い。
【0178】
第６実施形態では、微粒子の粒径と密度を考慮した捕集比率の補正により分析精度を向上できる。つまり、対象物１３に存在する物質の量を推定することができる
【0179】
【0180】
図２４に示すように、第７実施形態の水中捕集装置７０Ｆは、バッファタンク６１とともに、三方弁としての切換弁６７を備える。
【0181】
切換弁６７は、バッファタンク６１に受け入れる水３０（流体）に含まれる放射性物質の濃度を調整するために設けられている。例えば、切換弁６７は、バッファタンク６１に水３０を送る液体採取管２９に設けられている。さらに、切換弁６７は、清浄な水を供給する給水管６８に接続されている。例えば、切換弁６７の３つの口のうち、２つの口は、液体採取管２９に接続される。残り１つの口は、給水管６８に接続される。この切換弁６７を切り換えることで、液体採取管２９を通過するセル１０の内部空間の水３０の流れを止め、給水管６８を介して正常な水をバッファタンク６１に供給することができる。そして、放射性物質で汚染された水３０を希釈することができる。
【0182】
次に、第７実施形態の分析データ取得方法について図２５のフローチャートを用いて説明する。なお、前述の図面を適宜参照する。また、ブロック図は、第６実施形態の対象物管理システム１Ｅ（図２２）の構成と同じものとして説明する。
【0183】
まず、ステップＳ４１において、捕集制御部２１は、バッファタンク６１の下面に設けられた線量計６２（図２４）で、バッファタンク６１に貯められた水３０（流体）に含まれる放射性物質による線量を計測する。
【0184】
次のステップＳ４２において、バッファタンク６１に貯められた水３０の線量が、汚染水用の閾値であって予め定められた所定の閾値よりも高いか否かを判定する。ここで、水３０の線量が閾値よりも高い場合（ステップＳ４２でＹＥＳの場合）は、ステップＳ４３に進む。一方、水３０の線量が閾値以下の場合（ステップＳ４２でＮＯの場合）は、ステップＳ４４に進む。
【0185】
ステップＳ４３において、捕集制御部２１は、切換弁６７を切り換えて、給水管６８を介して正常な水をバッファタンク６１に供給する。ここで、放射性物質を含む水３０を、放射性物質を含まない清浄な水（流体）で希釈して放射性物質の濃度を低下させる。また、給水管６８から供給した清浄な水の量、つまり、希釈量を記録する。
【0186】
次のステップＳ４４において、捕集制御部２１は、水中捕集装置７０Ｆによる捕集作業が完了したか否かを判定する。なお、捕集作業の完了は、主作業の完了を含む。ここで、捕集作業が完了していない場合（ステップＳ４４でＮＯの場合）は、ステップＳ４１に戻る。一方、捕集作業が完了した場合（ステップＳ４４でＹＥＳの場合）は、ステップＳ４５に進む。
【0187】
次のステップＳ４５において、捕集制御部２１の微粒子分析部２４は、捕集された微粒子を分析する。ここで、分析データを得る。
【0188】
次のステップＳ４６において、捕集制御部２１の微粒子分析部２４は、微粒子を捕集したときに水３０を希釈したか否かを判定する。ここで、水３０を希釈していない場合（ステップＳ４６でＮＯの場合）は、ステップＳ４８に進む。一方、水３０を希釈している場合（ステップＳ４６でＹＥＳの場合）は、ステップＳ４７に進む。
【0189】
ステップＳ４７において、捕集制御部２１の微粒子分析部２４は、分析データに対して放射性物質を希釈した希釈量に応じた逓倍を行う。
【0190】
次のステップＳ４８において、捕集制御部２１の微粒子分析部２４は、分析データの出力を行う。ここで、捕集制御部２１は、分析データをメイン制御部１５に送る。メイン制御部１５は、出力部１８に分析データを出力する。
【0191】
そして、分析データ取得方法を終了する。なお、以上のステップは、分析データ取得方法に含まれる少なくとも一部の処理であり、他のステップが分析データ取得方法に含まれていても良い。
【0192】
第７実施形態では、捕集用フィルタ４２の線量を適切に調整できる。例えば、線量計６２で計測された線量が閾値よりも高い場合には、捕集用フィルタ４２に付着する放射性物質を希釈して、捕集用フィルタ４２の線量を抑えることができる。さらに、捕集用フィルタ４２に付着する放射性物質を希釈しても、その希釈量に応じて逓倍を行うことで、対象物１３に含まれる物質の量を分析することができる。
【0193】
次に、第７実施形態のカートリッジ交換方法について図２６のフローチャートを用いて説明する。なお、前述の図面を適宜参照する。また、ブロック図は、第６実施形態の対象物管理システム１Ｅ（図２２）の構成と同じものとして説明する。
【0194】
まず、ステップＳ５１において、捕集制御部２１は、バッファタンク６１の下面に設けられた線量計６２（図２４）で、バッファタンク６１に貯められた水３０（流体）に含まれる放射性物質による線量を計測する。ここで、計測した線量に基づいて、捕集用フィルタ４２に付着した放射性物質による線量の累積量を取得する。この累積量は、メイン制御部１５に送られ、出力部１８を用いて出力される。
【0195】
なお、成分分析計測装置４９が、少なくとも線量計を含むものとして構成され、この成分分析計測装置４９を用いて、捕集用フィルタ４２の線量を直に計測しても良い。そして、捕集用フィルタ４２に付着した放射性物質による線量の累積量を取得しても良い。
【0196】
次のステップＳ５２において、作業者は、捕集用フィルタ４２の線量の累積量が、予め定められた目標値よりも低いか否かを判定する。ここで、捕集用フィルタ４２の累積量が目標値よりも低い場合（ステップＳ５２でＹＥＳの場合）は、ステップＳ５３に進む。一方、捕集用フィルタ４２の累積量が目標値以上である場合（ステップＳ５２でＮＯの場合）は、ステップＳ５４に進む。
【0197】
ステップＳ５３において、作業者は、カートリッジ３５の交換時期を延ばす。そして、分析データ取得方法を終了する。
【0198】
ステップＳ５４において、作業者は、カートリッジ３５の交換時期を短くする。そして、分析データ取得方法を終了する。
【0199】
なお、以上のステップは、カートリッジ交換方法に含まれる少なくとも一部の処理であり、他のステップがカートリッジ交換方法に含まれていても良い。
【0200】
第７実施形態では、カートリッジ３５を交換する時期を適切に調整できる。例えば、線量計６２で計測された線量が目標値よりも低い場合には、カートリッジ３５を交換する時期を延ばすことができる。一方、線量計６２で計測された線量が目標値よりも高い場合には、カートリッジ３５を交換する時期を短くして、カートリッジ３５の内部の捕集用フィルタ４２の線量を抑えることができる。
【0201】
なお、第７実施形態では、切換弁６７をバッファタンク６１に受け入れる水３０（流体）に含まれる放射性物質の濃度を調整するために用いているが、その他の態様であっても良い。例えば、切換弁６７を排水管（図示略）に接続しても良い。この切換弁６７を切り換えることで、液体採取管２９の余剰な水３０を排水管に排出するようにしても良い。例えば、バッファタンク６１への注水を止める場合には、切換弁６７を切り換えて排水管に水３０を排出する。さらに、排水管で筐体３４の外部に排出される水３０は、セル１０の内部の汚染エリアに排出される。または、別途に設けられる所定の汚染水処理設備（図示略）で処理され、汚染エリア以外に排出される。
【0202】
【0203】
図２７に示すように、第８実施形態の対象物管理システム１Ｇは、マニピュレータ３Ａに接続された第１主作業装置４Ａと、マニピュレータ３Ｂに接続された第２主作業装置４Ｂを備える。第８実施形態では、これら２台の主作業装置４Ａ，４Ｂを用いて、同一の対象物１３の表面の２箇所で同時に主作業を行う。
【0204】
ここで、第１主作業装置４Ａが主作業を行う位置を第１作業位置Ｗ１とする。第２主作業装置４Ｂが主作業を行う位置を第２作業位置Ｗ２とする。第１作業位置Ｗ１と第２作業位置Ｗ２の間には、所定の離間距離Ｌが設けられている。
【0205】
また、第１主作業装置４Ａに対応する気体採取管５Ａの吸引部６Ａ（吸引口）が、第１主作業装置４Ａの近傍に配置されている。さらに、第２主作業装置４Ｂに対応する気体採取管５Ｂの吸引部６Ｂ（吸引口）が、第２主作業装置４Ｂの近傍に配置されている。
【0206】
次に、第８実施形態の対象物管理システム１Ｇの構成を図２８に示すブロック図を参照して説明する。
【0207】
第８実施形態のメイン制御部１５には、第１主作業装置４Ａと第２主作業装置４Ｂとが接続されている。また、メイン制御部１５は、前述の第１実施形態の構成に加えて、データ補正部８７を備える。
【0208】
データ補正部８７は、複数の箇所で同時に主作業を行った場合に得られる分析データの補正を行う。例えば、吸引部６Ａ，６Ｂが吸引した微粒子の量の補正を行う。
【0209】
また、第１主作業装置４Ａに対応する第１気中捕集装置１４Ａが設けられている。さらに、第２主作業装置４Ｂに対応する第２気中捕集装置１４Ｂが設けられている。これら２第の気中捕集装置１４Ａ，１４Ｂが捕集制御部２１に接続されている。
【0210】
図２７から図２８に示すように、吸引部６Ａが第１主作業装置４Ａの近傍に配置された気体採取管５Ａは、第１気中捕集装置１４Ａに接続されている。さらに、吸引部６Ｂが第２主作業装置４Ｂの近傍に配置された気体採取管５Ｂは、第２気中捕集装置１４Ｂに接続されている。
【0211】
吸引部６Ａは、第１作業位置Ｗ１で発生した微粒子を吸引するとともに、第２作業位置Ｗ２で発生した微粒子も吸引する。つまり、第１気中捕集装置１４Ａは、主作業装置４Ａ，４Ｂを用いたそれぞれの主作業で舞い上がる微粒子を捕集する。
【0212】
ここで、吸引部６Ａが吸引した微粒子には、第２作業位置Ｗ２で発生した微粒子が含まれる。また、吸引部６Ｂが吸引した微粒子には、第１作業位置Ｗ１で発生した微粒子が含まれる。そこで、メイン制御部１５のデータ補正部８７は、微粒子の量の補正を行う。
【0213】
第２作業位置Ｗ２で発生した微粒子は、第１作業位置Ｗ１から第２作業位置Ｗ２まで移動するときに希釈される。この希釈の度合い（希釈率）は、離間距離Ｌに応じて変化する。なお、実際には第１作業位置Ｗ１から吸引部６Ａの間にも離間距離があるが、理解を助けるために、第１作業位置Ｗ１と吸引部６Ａの離間距離は無いものとして説明する。
【0214】
ここで、第１作業位置Ｗ１で発生する微粒子の量をＮＡとする。第２作業位置Ｗ２で発生する微粒子の量をＮＢとする。第２作業位置Ｗ２で発生した微粒子が、第１作業位置Ｗ１まで到達する間（離間距離Ｌの移動の間）に、気体により希釈される希釈率をｄＡとする。また、第１作業位置Ｗ１で発生した微粒子が、第２作業位置Ｗ２まで到達する間（離間距離Ｌの移動の間）に、気体により希釈される希釈率をｄＢとする。希釈率ｄＡ，ｄＢは、離間距離Ｌの関数である。なお、実際には微粒子が離間距離Ｌを移動する時間が考慮されるが、理解を助けるために、移動時間は無いものとして説明する。
【0215】
例えば、第１作業位置Ｗ１の吸引部６Ａが吸引する微粒子の量ＮＡ’は、以下の式（１）で表される。
ＮＡ’＝ＮＡ＋ｄＡＮＢ （１）
ＮＡ’＝ＮＡ＋ｄＡＮＢ （１）
【0216】
ここで、第１作業位置Ｗ１で発生した微粒子の量ＮＡを求めるためには、以下の式（２）を用いる。
ＮＡ＝（ＮＡ’－ｄＡＮＢ’）／（１－ｄＡｄＢ） （２）
ＮＡ＝（ＮＡ’－ｄＡＮＢ’）／（１－ｄＡｄＢ） （２）
【0217】
また、第２作業位置Ｗ２の吸引部６Ｂが吸引する微粒子の量ＮＢ’は、以下の式（３）で表される。
ＮＢ’＝ＮＢ＋ｄＢＮＡ （３）
ＮＢ’＝ＮＢ＋ｄＢＮＡ （３）
【0218】
ここで、第２作業位置Ｗ２で発生した微粒子の量ＮＢを求めるためには、以下の式（４）を用いる。
ＮＢ＝（ＮＢ’－ｄＢＮＡ’）／（１－ｄＡｄＢ） （４）
ＮＢ＝（ＮＢ’－ｄＢＮＡ’）／（１－ｄＡｄＢ） （４）
【0219】
メイン制御部１５のデータ補正部８７は、離間距離Ｌに応じた希釈率ｄＡ，ｄＢを取得し、これらの希釈率ｄＡ，ｄＢと前述の式に基づいて、微粒子の量の補正を行う。
【0220】
このように、それぞれの作業位置Ｗ１，Ｗ２で発生した微粒子の量に基づいて、適切な分析データを得ることが可能である。そして、微粒子の粒径分布と成分が分かれば、その平均密度と粒径寸法（サイズ）から、微粒子の挙動を計算またはシミュレーションで求めることができる。
【0221】
なお、空間内の気流の発生状態については、主作業装置４Ａ，４Ｂの周辺の風速分布などを事前または事後に取得する。例えば、モックアップ試験などを通じて確認しても良いし、主作業中に空間内の気流計測を行っても良い。また、空間の形状または寸法が事前に計測されている場合には、この空間の換気に影響がある空調または気体を注入したときの流量などの運転条件を取得する。そして、これらの運転条件から、この空間の気流条件を計算しても良い。
【0222】
第８実施形態では、同一空間の複数の箇所で主作業を行う場合でも、それぞれの作業位置Ｗ１，Ｗ２における対象物１３の分析データを得ることができる。また、それぞれの作業位置Ｗ１，Ｗ２の座標、同一空間の内部の気流の傾向、微粒子の沈降、吸着を把握することで、拡散する微粒子の濃度の傾向を把握することができる。
【0223】
なお、第８実施形態では、２台の主作業装置４Ａ，４Ｂを用いて、同一の対象物１３の表面の２箇所で同時に主作業を行う態様を例示しているが、その他の態様であっても良い。例えば、３台以上の主作業装置４を用いて、同一の対象物１３の表面の３箇所以上で同時に主作業を行う形態でも良い。
【0224】
対象物管理システムおよび対象物管理方法を第１実施形態から第８実施形態に基づいて説明したが、いずれか１の実施形態において適用された構成を他の実施形態に適用しても良いし、各実施形態において適用された構成を組み合わせても良い。
【0225】
なお、前述の実施形態において、基準値（第１閾値、第２閾値、目標値）を用いた任意の値（線量、累積量）の判定は、「任意の値が基準値以上か否か」の判定でも良いし、「任意の値が基準値を超えているか否か」の判定でも良い。或いは、「任意の値が基準値以下か否か」の判定でも良いし、「任意の値が基準値未満か否か」の判定でも良い。また、基準値が固定されるものでなく、変化するものであっても良い。従って、基準値の代わりに所定範囲の値を用い、任意の値が所定範囲に収まるか否かの判定を行っても良い。また、予め装置に生じる誤差を解析し、基準値を中心として誤差範囲を含めた所定範囲を判定に用いても良い。
【0226】
なお、前述の実施形態のフローチャートにおいて、各ステップが直列に実行される形態を例示しているが、必ずしも各ステップの前後関係が固定されるものでなく、一部のステップの前後関係が入れ替わっても良い。また、一部のステップが他のステップと並列に実行されても良い。
【0227】
前述の実施形態のシステムは、専用のチップ、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、またはＣＰＵ（Central Processing Unit）などのプロセッサを高集積化させた制御装置と、ＲＯＭ（Read Only Memory）またはＲＡＭ（Random Access Memory）などの記憶装置と、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）またはＳＳＤ（Solid State Drive）などの外部記憶装置と、ディスプレイなどの表示装置と、マウスまたはキーボードなどの入力装置と、通信インターフェースとを備える。このシステムは、通常のコンピュータを利用したハードウェア構成で実現できる。
【0228】
なお、前述の実施形態のシステムで実行されるプログラムは、ＲＯＭなどに予め組み込んで提供される。もしくは、このプログラムは、インストール可能な形式または実行可能な形式のファイルでＣＤ－ＲＯＭ、ＣＤ－Ｒ、メモリカード、ＤＶＤ、フレキシブルディスク（ＦＤ）などのコンピュータで読み取り可能な非一過性の記憶媒体に記憶されて提供するようにしても良い。
【0229】
また、このシステムで実行されるプログラムは、インターネットなどのネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせて提供するようにしても良い。また、このシステムは、構成要素の各機能を独立して発揮する別々のモジュールを、ネットワークまたは専用線で相互に接続し、組み合わせて構成することもできる。
【0230】
以上説明した少なくとも１つの実施形態によれば、主作業により対象物から舞い上がる微粒子を捕集する作業を行う捕集装置を備えることにより、放射性物質が含まれる可能性がある対象物を取り扱う作業を遂行しつつ、対象物に含まれる物質の分析を行うことができる。
【0231】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、組み合わせを行うことができる。これら実施形態またはその変形は、発明の範囲と要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【0232】
１（１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｅ，１Ｇ）…対象物管理システム、２…取扱装置、３（３Ａ，３Ｂ）…マニピュレータ、４（４Ａ，４Ｂ）…主作業装置、５…（５Ａ，５Ｂ）気体採取管、６（６Ａ，６Ｂ）…吸引部、７…クレーン、８…カメラ、９…３次元計測装置、１０…セル、１１…原子力施設、１２…構造物、１３…対象物、１４（１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄ）…気中捕集装置、１５…メイン制御部、１６…記憶部、１７…入力部、１８…出力部、１９，２０…通信部、２１…捕集制御部、２２…形状取得部、２３…座標設定部、２４…微粒子分析部、２５…対象物分析部、２６…時系列成分データ保存データベース、２７…物体成分マップデータベース、２８…３次元再構成データベース、２９…液体採取管、３０…水、３１…３次元形状を示す画像、３２…被加工部、３３…周辺の箇所、３４…筐体、３５…カートリッジ、３６…シール部材、３７…蓋、３８…保持部、３９…吸引用開口部、４０…基端部、４１…シャッター、４２（４２Ｃ，４２Ｅ）…捕集用フィルタ、４３…除去用フィルタ、４４…排出用開口部、４５…排出管、４６…ブロア、４７…排気管、４９…成分分析計測装置、５０…液体噴射装置、５１…乾燥機、５２…液体移送ポンプ、５３…給気口、５４…切換弁、５５…窓、５６…光学観察部、５７…圧縮空気噴射装置、５８…注気チューブ、５９…ノズル、６０…排水管、６１…バッファタンク、６２…線量計、６３…注水管、６４…移送ポンプ、６５…粒度分布測定装置、６６…窓、６７…切換弁、６８…給水管、７０（７０Ｅ，７０Ｆ）…水中捕集装置、７１…吸引部、７２…ガス、７３…核分裂判定部、７４…希ガス検出部、７５…収納容器、７６…吊下ワイヤ、７７…差分抽出部、７８…物質記録部、７９…容器記録部、８０…送出部、８１…巻取部、８２…遮蔽板、８３…フィルタ記録部、８４…巻取速度調整部、８５…線量計、８６…停止部、８７…データ補正部、Ｌ…離間距離、Ｐ１…第１位置、Ｐ２…第２位置、Ｗ１…第１作業位置、Ｗ２…第２作業位置。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】