JP2012233695A - Radioactive substance removal apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、放射性物質除去装置に関するものである。 The present invention relates to a radioactive substance removing apparatus.
原子力発電所の事故等に起因する放射性物質の飛散に伴って牧草地等が放射能汚染された場合、牧草摂取によって放射性物質が家畜の体内に蓄積され、結果として肉や乳が放射能汚染される。このようにして放射能汚染された肉や乳を摂取すると、人が放射線内部被曝を受けることになり、重大な放射線被曝傷害を招くことになる。例えば現ウクライナのチェルノブイリ原子力発電所事故においても、放射能汚染された牧草を摂取した牛の乳を摂取したことにより、約4千人の子供が小児甲状腺癌を発症している(IAEA調査報告による)。 When pastures are radioactively contaminated due to the scattering of radioactive materials resulting from an accident at a nuclear power plant, the radioactive materials accumulate in the livestock due to grazing, resulting in radioactive contamination of meat and milk. The If meat or milk contaminated in this way is ingested, a person will be exposed to internal radiation exposure, resulting in serious radiation exposure injury. For example, in the current Chernobyl nuclear power plant accident in Ukraine, about 4,000 children have developed childhood thyroid cancer due to ingestion of cow's milk ingested radiation-contaminated grass (according to IAEA research report). ).
このように、牧草等が放射能汚染された場合には従来は牧草地を放棄するか、さもなくば牧草を全部刈り取り、要すれば土壌の入れ替えを行うしか術が無かった。牧草地は一般に広大であり、牧草を全部刈り取る、あるいは土を入れ替えるには膨大な作業を要する。また刈り取った牧草や除去した土そのものが放射能汚染されているので、その処理をどうするかという問題が生じる。 Thus, when pastures and the like are radioactively contaminated, conventionally, there has been no choice but to abandon the pastures or otherwise cut all the pastures and replace the soil if necessary. Pastures are generally vast and require a huge amount of work to mow all the grass or replace the soil. In addition, since the cut grass and the removed soil itself are radioactively contaminated, there arises a problem of how to deal with it.
従来の放射性物質の除去技術としては、空気中の放射性物質を除去する方法および装置(例えば、特許文献1参照。)が知られている。また、水中の放射性物質を除去する方法および装置(例えば、特許文献5参照。)が知られている。しかしながら、これらの技術はいずれも地表面に堆積した放射性物質の除去を意図した技術ではなく、また広範な牧草地を除染するには不都合であった。 As a conventional technique for removing radioactive substances, a method and an apparatus for removing radioactive substances in the air (for example, see Patent Document 1) are known. In addition, a method and an apparatus for removing radioactive substances in water (for example, see Patent Document 5) are known. However, none of these techniques are intended to remove radioactive material deposited on the ground surface, and are inconvenient for decontaminating a wide range of pastures.
特許文献2、特許文献4はいずれも電気掃除機の要領で吸引した塵芥を、水を通すことで捕集する技術を開示している。水をフィルターとして利用することで通常のエアフィルターでは捕集困難な微粒子まで捕集することができるが、これらは室内の清掃を意図した技術であり、屋外で使用すると非放射性の土や草まで吸引してしまうため牧草地のような屋外地表面の除染には適さなかった。
特許文献3ではHEPAフィルターのような極めて目の細かいエアフィルターを用いて空気中の放射性物質を除去する技術を開示している。これはクリーンハウスやグローブボックスなどの周囲から遮蔽されたスペース内において空気中の放射性物質を除去するための技術であり、やはり屋外地表面の除染には適さなかった。
本発明は以上の事情に鑑み為されたもので、その解決せんとする課題は、牧草地等が放射能汚染された場合に牧草を刈り取ったり、土壌を入れ替えたりすることなく牧草を除染し、取り除いた放射性物質の処理が簡便であり、かつ除染作業中に作業者が被曝しない簡便な手段を見出すことにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and the problem to be solved is to decontaminate the grass without cutting the grass or replacing the soil when the grassland is radioactively contaminated. The purpose of the present invention is to find a simple means in which the treatment of the removed radioactive substance is simple and the worker is not exposed during the decontamination work.
本発明では、トラクター等で牽引される車体に水密性の水タンクと送風機が搭載されている。送風機はトラクターからの電力あるいは油圧で駆動される。送風機によって吸引された放射性物質は水タンク内の水をくぐって水タンク上部の空気層に移動する。水タンク上部の空気層の空気圧は高くなり、この圧力によって押し出された空気は地面に向かって吐き出される。 In the present invention, a watertight water tank and a blower are mounted on a vehicle body towed by a tractor or the like. The blower is driven by electric power or hydraulic pressure from the tractor. The radioactive material sucked by the blower passes through the water in the water tank and moves to the air layer above the water tank. The air pressure in the air layer above the water tank becomes high, and the air pushed out by this pressure is discharged toward the ground.
水タンクをくぐることによって、放射性物質は水の表面張力により吸着される。一方、送風機によって吐き出される空気には、水で除去できなかった放射性物質が残ることになるが、吸引口付近で地面に向かって吐き出される。吐き出された空気は再び吸引される。つまり閉回路を構成するので、放射製物質が外部に漏れる量は極めて少ない。 By passing through the water tank, radioactive material is adsorbed by the surface tension of the water. On the other hand, although the radioactive material which could not be removed with water remains in the air discharged by the blower, it is discharged toward the ground near the suction port. The exhaled air is sucked again. In other words, since a closed circuit is configured, the amount of radioactive material leaked to the outside is extremely small.
水を用いる方法の他に、エアフィルタによって放射性物質を捕集する方法がある。原子力事故によって飛散する放射性物質の粒子の大きさは様々であるが、風に運ばれて遠距離まで到達するのは粒径0.3〜1.0μm程度の微粒子が中心となるため、捕集には十分に目の細かいフィルタ、所謂HEPAフィルタやULPAフィルタのようなものが有効である。 In addition to the method of using water, there is a method of collecting radioactive substances with an air filter. The size of radioactive material particles scattered by the nuclear accident varies, but the particles that are carried by the wind to reach a long distance are mainly fine particles with a particle size of about 0.3 to 1.0 μm. A sufficiently fine filter, such as a so-called HEPA filter or ULPA filter, is effective.
本発明により、牧草地等が放射能汚染された場合に牧草を刈り取ったり、土壌を入れ替えたりすることなく牧草を除染し、取り除いた放射性物質の処理が簡便であり、かつ除染作業中に作業者が被曝しない簡便な手段が実現された。 According to the present invention, when pastures and the like are radioactively contaminated, the grass is decontaminated without removing the grass or replacing the soil, the treatment of the removed radioactive material is simple, and during the decontamination work A simple means that workers do not expose was realized.
シャーシーは車輪によって支承される。車輪は四輪が安定的で最良であるが、三輪でも構わない。牧場等ではトラクターを保有するケースが多いので、シャーシーはトラクター等により牽引される形態が最良であるが、請求項6で訴求したように自走式であってもよい。シャーシーには水密性の水タンクが搭載される。タンク内には、上部には空気層が形成されるように水を充填する。水は普通の水を使うが、放射性セシウムの除去率を高めるフェロシアン化ニッケルなどの吸着剤を混ぜてもよい。水タンクには水注入口と排水口とが設けられる。空気が外部に漏れ出て放射製物質を飛散することにならないように、タンク全体の気密性を高める。そのために、注水口は気密性の高いキャップで開閉する。排水口には開閉便が取り付けられ、必要な時に排水する。 The chassis is supported by wheels. Four wheels are stable and best, but three wheels are also acceptable. Since there are many cases where a tractor is held in a ranch or the like, the chassis is best pulled by a tractor or the like. The chassis is equipped with a water-tight water tank. The tank is filled with water so that an air layer is formed at the top. Normal water is used as the water, but an adsorbent such as nickel ferrocyanide which increases the removal rate of radioactive cesium may be mixed. The water tank is provided with a water inlet and a drain. The airtightness of the entire tank is increased so that air does not leak out and scatter radioactive material. Therefore, the water inlet is opened and closed with a highly airtight cap. Opening and closing stool is attached to the drain, and drains when necessary.
シャーシー又は水タンク上部には送風機が搭載される。水をくぐらせるために圧力損失が高いので、送風機としては遠心型の所謂シロッコファンが望ましいが、軸流ファン、クロスフローファン、ターボファンでもかまわない。送風機の駆動は、トラクター等からの油圧を利用する油圧ポンプ式が望ましいが、電動式モーターによる駆動でも構わない。電動式モーターへの電力の供給は、トラクター等から供給してもよいし、別途搭載されたエンジン発電機からの電力を使ってもよい。送風機の馬力は装置全体の大きさとの兼ね合いで決定されるが、吸い込み力を高めるために、なるべく大きな馬力のものを搭載することが望ましい。 A blower is mounted on the chassis or water tank. A centrifugal type so-called sirocco fan is desirable as the blower because the pressure loss is high in order to pass water, but an axial fan, a cross flow fan, or a turbo fan may be used. The drive of the blower is preferably a hydraulic pump type using hydraulic pressure from a tractor or the like, but may be driven by an electric motor. Supply of electric power to the electric motor may be supplied from a tractor or the like, or electric power from an engine generator mounted separately may be used. The horsepower of the blower is determined in consideration of the overall size of the apparatus, but in order to increase the suction force, it is desirable to mount a horsepower as large as possible.
空気を吸い込む吸気口はシャーシーの下部に設置される。吸気口の形状と寸法は装置全体の大きさと送風機の能力との兼ね合いで決めるが、地面から離れすぎたり、空気吸い込み速度が遅すぎると空気を吸い込まなくなる。また、吸気パイプ内の風速が遅すぎると放射性微粒子が運ばれなくなる。実験の結果によれば、空気吸い込み速度と吸気パイプ内の風速は共に秒速2メートルが下限であり、秒速5メートル程度が良好だった。吸気口の前にはプレフィルターが取り付けられる。プレフィルターの目的は粗い土埃を除去することであり、放射性物質を取り除くためではない。したがってプレフィルターとしては目が細かすぎるものは直ぐに目詰まりして不便であるので、目が粗めで土埃の捕集能力が高いものが望ましい。目の粗さの異なる複数のプレフィルターを組み合わせてもよい。 An air inlet that sucks in air is installed at the bottom of the chassis. The shape and dimensions of the air inlet are determined by the balance between the overall size of the device and the capacity of the blower. However, if the air inlet is too far away from the ground or the air suction speed is too slow, the air cannot be sucked. Further, if the wind speed in the intake pipe is too slow, the radioactive fine particles cannot be carried. According to the results of the experiment, the lower limit of both the air suction speed and the wind speed in the intake pipe was 2 meters per second, and about 5 meters per second was good. A pre-filter is installed in front of the intake port. The purpose of the prefilter is to remove coarse dirt, not to remove radioactive material. Therefore, as a prefilter, those with too fine eyes are clogged immediately and are inconvenient, so it is desirable that the prefilter is coarse and has a high dust collecting ability. A plurality of prefilters having different eye roughness may be combined.
送風機からの風は送風パイプを介して水タンクの底部に導かれ、吐出口から水中に吐出される。吐出口はパイプの切り放しでも構わないが、空気をなるべく分散させた方が放射性物質の水への吸着がよいので、微細な孔が多数開けられた、所謂散気管が望ましい。 The wind from the blower is guided to the bottom of the water tank through the blower pipe and discharged into the water from the discharge port. The discharge port may be cut off from the pipe, but it is preferable to disperse the air as much as possible so that the radioactive substance can be adsorbed to water, so that a so-called air diffuser tube having many fine holes is desirable.
タンク内上部の空気層の空気は、押し出されて吹出パイプを介して吹出口から地面に向かって吹き出される。吹出口の形状は特には定めないが、なるべく地面向かって勢いよく吹き出すように設計する。実験によれば風速が毎秒5メートル前後が、吹き出す勢いが強い割にはファンの背圧が低いので最良と考えられる。空気を吹き出す方向は、吹き出された空気が地面で反射されて吸気口に向かう形が最も望ましい。 The air in the air layer in the upper part of the tank is pushed out and blown out from the outlet through the outlet pipe toward the ground. The shape of the air outlet is not particularly defined, but it is designed to blow out as much as possible toward the ground. According to experiments, wind speeds of around 5 meters per second are considered best because the fan's back pressure is low for a strong momentum. The direction in which the air is blown out is most preferably a shape in which the blown air is reflected from the ground and travels toward the intake port.
シャーシー下部には可撓製のスカートが取り付けられる。このスカートはシャーシー下部の全周を覆い、且つ地面に接するように設置される。このようにすることにより、スカートと地面の隙間をなるべく狭くするようにする。隙間を狭くすることにより、この隙間を通り抜ける空気の速度を速くする。空気の速度が速ければ速いほど、放射性物質を吸い込む効率が高くなる。スカートは薄い樹脂が望ましいが、場合によってはブラシにしてもよい。 A flexible skirt is attached to the lower part of the chassis. This skirt is installed so as to cover the entire circumference of the lower part of the chassis and to contact the ground. By doing so, the gap between the skirt and the ground is made as narrow as possible. By narrowing the gap, the speed of air passing through the gap is increased. The higher the speed of air, the higher the efficiency of inhaling radioactive material. The skirt is preferably a thin resin, but may be a brush in some cases.
送風機の出力の制約などにより吹出口からの風速が十分に得られない場合は、図2で示すように吹出パイプに代えて排気口を設け、水タンクより簡便に大気中に排気する構造としてもよい。この場合は水で除去しきれなかった放射性物質が大気中に排気されるのを防ぐため、排気口にHEPAフィルターなどの目の細かいフィルターを設けることが望ましい。 If the wind speed from the outlet cannot be obtained sufficiently due to the restriction of the output of the blower, etc., it is possible to provide an exhaust port instead of the outlet pipe as shown in FIG. Good. In this case, it is desirable to provide a fine filter such as a HEPA filter at the exhaust port in order to prevent radioactive substances that could not be removed by water from being exhausted into the atmosphere.
図3の実施例は、実施例1の放射性物質除去装置に加えシャーシー下部の前方、即ち牽引車方向に回転するブラシを設けている。ブラシが回転することによって牧草等の表面に付着した放射性物質は飛散される。ブラシは、ナイロンまたは天然毛の細い毛が放射状に植えつけられた所謂ブラシでもよいが、牧草等が千切れて巻き込まれないよう毛バタキのようなより柔軟なものが好適である。 The embodiment of FIG. 3 is provided with a brush that rotates in front of the lower portion of the chassis, that is, in the direction of the towing vehicle, in addition to the radioactive substance removing device of the first embodiment. The radioactive material adhering to the surface of grass or the like is scattered by the rotation of the brush. The brush may be a so-called brush in which fine hairs of nylon or natural hair are radially planted, but a softer one such as a fluffy hair is preferable so that grass and the like are not shredded.
図4の実施例は、エアフィルターを用いて放射性物質を捕集する放射性物質除去装置である。実施例1から3に示された水タンクに代えてエアフィルターを搭載した気密性のケーシングを設ける。吸気口から吸い込まれた空気はケーシング内に導入され、エアフィルターを通過する。微細な放射性物質を捕集するため、エアフィルターは0.3μmの粒子を捕集する所謂HEPAフィルターや、0.15μmの粒子を捕集するULPAフィルターなどの目の細かいフィルターを用いる。これらのフィルターに活性炭素繊維フィルターを組み合わせてもよい。エアフィルターによって清浄化された空気は送風機より押し出され、吹出パイプを介して吹出口から地面に向かって吹き出される。空気を吹き出す方向は、吹き出された空気が地面で反射されて吸気口に向かう形が最も望ましい。 The embodiment of FIG. 4 is a radioactive substance removing device that collects radioactive substances using an air filter. Instead of the water tank shown in Examples 1 to 3, an airtight casing having an air filter is provided. Air sucked from the air inlet is introduced into the casing and passes through the air filter. In order to collect fine radioactive substances, the air filter uses a fine filter such as a so-called HEPA filter that collects 0.3 μm particles and a ULPA filter that collects 0.15 μm particles. These filters may be combined with an activated carbon fiber filter. The air cleaned by the air filter is pushed out from the blower and blown out from the blowout outlet toward the ground via the blowout pipe. The direction in which the air is blown out is most preferably a shape in which the blown air is reflected from the ground and travels toward the intake port.
本発明になる放射性物質除去装置は、原子力発電所の事故により飛散された放射性物質が降下堆積された牧草の表面から放射性物質を除去する目的に主として用いられるが、牧場以外でも放射性物質が堆積されたグラウンドや道路などでも放射性物質の除去に利用できる。 The radioactive substance removing apparatus according to the present invention is mainly used for the purpose of removing radioactive substances from the surface of the grass on which radioactive substances scattered by an accident at a nuclear power plant have been deposited. It can be used to remove radioactive materials even on ground and roads.
1 シャーシー
2 牽引具
3 水タンク
4 注水口
5 排水口
6 車輪
7 送風機
8 駆動手段
9 吸気口
10 吸気パイプ
11 吐出口
12 送風パイプ
13 プレフィルター
14 吹出口
15 吹出パイプ
16 ブラシ
17 回転手段
18 スカート
19 ケーシング
20 エアフィルター
21 排気口
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Claims (6)
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JP2011100266A JP2012233695A (en) | 2011-04-28 | 2011-04-28 | Radioactive substance removal apparatus |
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