JP2013011580A - Method for removing radioactive substance from contaminated object to which radioactive substances adhere - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、放射性物質が付着した汚染物から放射性物質を除去する方法に関する。 The present invention relates to a method for removing radioactive substances from contaminants to which radioactive substances are attached.
現在、東京電力福島第一原子力発電所における事故のため、海水の汚染、周辺各地の農作物の汚染、田畑の土壌や宅地、学校の運動場、建物の汚染が問題となっている。汚染された農作物は作物の表面に放射性物質が付着していることが多く、作物を水洗することによりかなりの量の放射性物質を除去することができる。 At present, due to the accident at TEPCO's Fukushima Daiichi Nuclear Power Station, there is a problem of contamination of seawater, contamination of agricultural crops in the surrounding area, soil and residential land in fields, school playgrounds, and buildings. Contaminated crops often have radioactive material attached to the surface of the crop, and a significant amount of radioactive material can be removed by washing the crop with water.
しかし、田畑、宅地、運動場などの汚染された土壌は全量入れ替えるか表面の汚染された土壌を取り除くことで汚染のレベルを小さくすると云う方法が取られているのが現状であった。取り除かれた汚染土壌には放射性物質が残留しており、そのままで保管しなければならないと云う問題があった。また、汚染された建物の瓦礫や道路の瓦礫にも同様の問題があった。 However, the current situation is that the level of contamination is reduced by replacing all contaminated soil such as fields, residential land, and athletic fields, or removing contaminated soil on the surface. There was a problem that radioactive material remained in the removed contaminated soil and had to be stored as it was. There were also similar problems with debris from contaminated buildings and road debris.
また、放射性物質を除去する方法としてイオン交換樹脂で処理する方法が採用されている。しかし、放射性物質がイオンとして存在している場合にはイオン交換は有効であるが、汚染された土壌や瓦礫に付着している場合にはイオン交換樹脂で取り除くことは困難である。これは放射性物質はイオン化しているものの、土壌や瓦礫の表面のポーラスな部分に入り込んでいてイオン交換反応が起こり難いためと考えられる。 Moreover, the method of processing with an ion exchange resin is employ | adopted as a method of removing a radioactive substance. However, ion exchange is effective when radioactive substances are present as ions, but it is difficult to remove them with ion exchange resin when they are attached to contaminated soil or rubble. This is thought to be because although radioactive materials are ionized, they enter the porous portion of the surface of soil and rubble, making it difficult for ion exchange reactions to occur.
さらに、土壌には肥料や有機物の腐蝕物などが含まれていることが多く、有機腐蝕物由来のフミン酸やフルボ酸が含まれており、一部はケイ酸塩鉱物に吸着しているが、これらが放射性物質とキレート結合を形成していることが多く、ますますイオン交換では除去できないと云う欠点があった。 In addition, the soil often contains fertilizers and organic corrosion products, including humic acid and fulvic acid derived from organic corrosion products, some adsorbed on silicate minerals. However, they often form chelate bonds with radioactive substances, and there is a drawback that they cannot be removed by ion exchange.
本発明者等は簡単な方法で、放射性物質が付着した汚染物から付着した放射性物質を除去する方法について研究を重ねた結果、溶離液として強酸を用いることにより、放射性物質を除去できることを見出して本発明を完成した。 As a result of repeated research on a method for removing the adhering radioactive material from the contaminated material with a simple method, the present inventors have found that the radioactive material can be removed by using a strong acid as an eluent. The present invention has been completed.
すなわち、本発明の要旨とするところは、
（請求項１）
放射性物質が付着した汚染物を溶離液である強酸に浸し、処理することを特徴とする放射性物質の除去方法。
（請求項２）
放射性物質が付着した汚染物を溶離液である塩化カリウム水溶液に浸し、処理することを特徴とする放射性物質の除去方法。
（請求項３）
放射性物質が付着した汚染物を溶離液である強酸に浸し、撹拌しながら処理することを特徴とする放射性物質の除去方法。
（請求項４）
放射性物質が付着した汚染物を溶離液である塩化カリウム水溶液に浸し、撹拌しながら処理することを特徴とする放射性物質の除去方法。
（請求項５）
溶離液を加熱することを特徴とする請求項１乃至請求項４に記載の放射性物質の除去方法。
である。
That is, the gist of the present invention is that
(Claim 1)
A method for removing a radioactive substance, comprising treating a contaminant adhering to a radioactive substance by immersing it in a strong acid as an eluent.
(Claim 2)
A method for removing a radioactive substance, which comprises treating a contaminant adhering to a radioactive substance in a potassium chloride aqueous solution as an eluent and treating it.
(Claim 3)
A method for removing a radioactive substance, which comprises immersing a contaminant attached with a radioactive substance in a strong acid as an eluent and treating the substance with stirring.
(Claim 4)
A method for removing a radioactive substance, which comprises immersing a contaminant adhering to a radioactive substance in a potassium chloride aqueous solution as an eluent and treating the substance with stirring.
(Claim 5)
The method for removing a radioactive substance according to claim 1, wherein the eluent is heated.
It is.
本発明によれば、簡単な方法で放射性物質が付着した汚染物から放射性物質を除去することができる。 According to the present invention, a radioactive substance can be removed from a contaminant to which the radioactive substance is attached by a simple method.
本発明で云う汚染物とは、放射性物質が付着した汚染物のことであって、土壌、瓦礫、建物、道路、砂利、石などが例として挙げられる。また瓦礫とは、建物の崩壊物であるコンクリートの破片、道路の砂利、アスファルトなどを云う。汚染されている瓦礫を溶離液で処理する際に、瓦礫を粉砕し、細片とした方が取扱いが簡単であり、除去効果を上げることができるので好ましい。 The pollutant referred to in the present invention is a pollutant to which radioactive substances are attached, and examples thereof include soil, rubble, buildings, roads, gravel, and stones. The debris is concrete debris, road gravel, asphalt, etc. that are collapsed buildings. When the contaminated rubble is treated with the eluent, it is preferable that the rubble is crushed into small pieces because the handling is simple and the removal effect can be improved.
本発明で云う放射性物質とは、放射能を有する金属原子のことを云う。例示すればセシウム１３４、セシウム１３７、ストロンチウム９０、ウラニウム、プトルトニウムなどが挙げられる。本発明では、主として放射性物質としてセシウム１３７の除去方法について説明する。 The radioactive substance in the present invention refers to a metal atom having radioactivity. Examples include cesium 134, cesium 137, strontium 90, uranium, and plutonium. In the present invention, a method for removing cesium 137 as a radioactive substance will be mainly described.
放射性物質は汚染物の表面にのみ付着しているのではなく、汚染物の表面の凹みや細孔部分に入り込んでいるため、汚染物に付着しているセシウム１３７をイオン交換樹脂によるイオン交換法で除去することは困難である。その点、本発明で溶離液として用いる強酸は汚染物中に浸透し、最終的にセシウムイオンと交換反応を起こさせるので好ましいのである。汚染物をこの溶離液に浸漬することで目的を達成することができる。また、汚染物中に溶離液を浸透させるために、汚染物を溶離液中に浸漬した後、撹拌することで効率良く反応を進めることができる。 The radioactive substance does not adhere only to the surface of the contaminant, but enters the dents and pores of the contaminant surface, so that the cesium 137 adhering to the contaminant is ion-exchanged with an ion-exchange resin. It is difficult to remove with. In this respect, the strong acid used as the eluent in the present invention is preferable because it penetrates into the contaminant and finally causes an exchange reaction with the cesium ion. The purpose can be achieved by immersing contaminants in the eluent. In addition, in order to allow the eluent to permeate into the contaminant, the reaction can be efficiently promoted by stirring after the contaminant is immersed in the eluent.
本発明では１価または２価の強酸を用いる。１価の強酸としては塩酸もしくは硝酸を好ましく用いることができる。また２価の強酸としては硫酸を好ましく用いることができる。強酸の濃度は５．０Ｍ以下が好ましい。好ましくは４．０Ｍ以下、より好ましくは２．０Ｍ以下の濃度の強酸である。強酸の濃度はセシウム１３７イオンと置換する働きをするので水素イオンは多いほど好ましいのであるが、５．０Ｍ以上では水素イオンは多くなるが、イオン交換反応に携わらないイオンも多く存在することになり、無駄になるので好ましくない。また装置の腐蝕の問題、液漏れした場合の危険性などを考慮すると上記の範囲の濃度が好ましいのである。 In the present invention, a monovalent or divalent strong acid is used. As the monovalent strong acid, hydrochloric acid or nitric acid can be preferably used. As the divalent strong acid, sulfuric acid can be preferably used. The concentration of the strong acid is preferably 5.0M or less. The strong acid is preferably at a concentration of 4.0M or less, more preferably 2.0M or less. The concentration of strong acid serves to replace cesium 137 ions, so the more hydrogen ions, the better. However, at 5.0 M and above, there will be many hydrogen ions, but there will be many ions that are not involved in the ion exchange reaction. This is not preferable because it is wasted. Considering the problem of corrosion of the apparatus and the risk of leakage, the concentration in the above range is preferable.
溶離液中で汚染物を浸漬し、静置しておく時間、また溶離液中での撹拌時間は長いほど好ましいのであるが、６０分以上かけてもあまり進行が見られないので、６０分程度で十分である。静置また撹拌している際の液の温度は高い方がセシウム１３７の除去率が上がる。しかし、温度が一定の場合、強酸の種類、濃度、静置時間、撹拌時間によっても除去率が変化するので、温度が高いだけが除去率を高める要因であると一概には云えない。このような理由で室温〜９０℃の範囲で行うのが好ましい。室温でも反応は進むが溶離液の汚染物中への浸透程度が不十分になることもあり、除去率が上がらないと云う結果になることもあるので、加温することが好ましい。また、９０℃を超えてもそれほどの効果は見られないので５０℃〜８０℃の範囲の温度で処理することが好ましい。 The longer the time to soak contaminants in the eluent and let it stand, and the longer the stirring time in the eluent, the better, but there is not much progress over 60 minutes, so about 60 minutes. Is enough. The removal rate of cesium 137 increases as the temperature of the liquid during standing or stirring increases. However, when the temperature is constant, the removal rate varies depending on the type, concentration, standing time, and stirring time of the strong acid. Therefore, it cannot be generally said that only the temperature is a factor that increases the removal rate. For this reason, it is preferable to carry out in the range of room temperature to 90 ° C. Although the reaction proceeds even at room temperature, the degree of permeation of the eluent into the contaminant may be insufficient, and the removal rate may not be increased. Moreover, since the effect is not seen so much even if it exceeds 90 degreeC, it is preferable to process at the temperature of the range of 50 to 80 degreeC.
本発明では汚染物と溶離液との混合物の撹拌は遠心分離機を遅く回して行ったが、遠心分離機を使用することなく、同様の撹拌効果を与える機器、例えばロータリーミキサーのような回転式撹拌機、また超音波発信器によって試料に振動を与えることで、溶離液の汚染物中への拡散を速める、あるいはセシウム１３７と汚染物との物理的相互作用を弱める効果を上げることにより本発明と同程度の撹拌効果が得ることができる。 In the present invention, the mixture of the contaminant and the eluent was stirred by rotating the centrifuge slowly. However, a device that gives the same stirring effect without using the centrifuge, for example, a rotary type such as a rotary mixer. By vibrating the sample with a stirrer or an ultrasonic transmitter, the diffusion of the eluent into the contaminants is accelerated, or the physical interaction between cesium 137 and the contaminants is increased, thereby increasing the effect of the present invention. The same stirring effect can be obtained.
溶離液として塩化カリウム水溶液を用いることができる。塩化カリウムの場合、カリウムイオンとセシウムイオンを置換させてセシウムイオンを除去させることを目的としている。従って、塩化カリウムの濃度は１．０Ｍ〜１．５Ｍの範囲が好ましい。撹拌時間と撹拌温度は強酸の場合と同じく、６０分程度、室温〜９０℃の範囲で行うのが好ましい。 An aqueous potassium chloride solution can be used as the eluent. In the case of potassium chloride, the purpose is to replace potassium ions and cesium ions to remove cesium ions. Therefore, the concentration of potassium chloride is preferably in the range of 1.0M to 1.5M. The stirring time and the stirring temperature are preferably about 60 minutes and in the range of room temperature to 90 ° C. as in the case of a strong acid.
本発明で使用した放射性セシウムの付着により汚染された土壌は、東京電力福島第一原子力発電所近辺の田圃、小学校校庭、民家の畑などから採取した土壌で、溶離液に浸漬し１５分間撹拌した後、上澄み液を分離し、残った土壌のγ線量を測定した。上澄み液を捨てた後、新たに溶離液を加えて１５分間撹拌と云う工程を繰り返して処理後、上澄み液を分離し残った土壌のγ線量を測定した。処理前の土壌のγ線量（A0）と処理後の土壌のγ線量（A1）から下記の式によってセシウム１３７の除去率を求めた。γ線量の測定は、イージーアンドジー オーテック社製、ゲルマニウム検出器ＧＥＭ−１０１７５を用い、図１に示す６６１．６６Ｋｅｖのピーク値から求めた。なお、図１のスペクトル図において、上部が処理前、下部が処理後の測定結果である。
除去率＝（A0−A1）／A0 …… （１）
The soil contaminated by the radioactive cesium used in the present invention was collected from rice fields, elementary school grounds, private fields, etc. in the vicinity of the Tokyo Electric Power Fukushima Daiichi Nuclear Power Station, and was immersed in the eluent and stirred for 15 minutes. Thereafter, the supernatant was separated, and the γ dose of the remaining soil was measured. After discarding the supernatant, a process of adding a new eluent and stirring for 15 minutes was repeated, and after the treatment, the supernatant was separated and the remaining γ-rays were measured. The removal rate of cesium 137 was determined from the following formula from the γ dose (A 0 ) of the soil before treatment and the γ dose (A 1 ) of the soil after treatment. The gamma dose was measured from a peak value of 661.66 Kev shown in FIG. 1 using a germanium detector GEM-10175 manufactured by Easy and G Autech. In the spectrum diagram of FIG. 1, the upper part is the measurement result before the processing and the lower part is the measurement result after the processing.
Removal rate = (A 0 −A 1 ) / A 0 (1)
また、汚染された瓦礫のうち、試料として用いたコンクリートの処理前後のγ線量の測定は、プリンストン ガンマテック社製、ゲルマニウム検出器ＩＧＣ−５２１ＳＤを用い、図２に示す６６１．６６Ｋｅｖのピ−ク値から上記の式（１）から除去率を求めた。 Moreover, the measurement of γ-rays before and after the processing of concrete used as a sample of the contaminated rubble was performed by using a germanium detector IGC-521SD manufactured by Princeton Gamma Tech Co., and a peak of 661.66 Kev shown in FIG. The removal rate was calculated from the above formula (1) from the value.
放射線量は日立アロカメディカル社製、エネルギー補償シンチレーションサーベイメータＴＣＳ−１７１８を用いた。汚染された土壌は福島県相馬群飯舘村草野小学校の校庭の土、同じく飯舘村の長泥地区の畑の土、および双葉郡浪江町葛久保地区の田圃の土を採取し、試料とした。各採取地区の土壌表面で測定した線量率は次の通りであった。実験には採取地区３ケ所のうち最も線量率の高かった葛久保地区の田圃の土を用いた。
草野小学校の校庭の土
７．３μＳｖ／ｈ
長泥地区の畑の土
１８．５μＳｖ／ｈ
葛久保地区の田圃の土
４３．４μＳｖ／ｈ
The radiation dose used Hitachi Aloka Medical company make and energy compensation scintillation survey meter TCS-1718. Contaminated soil was sampled from the grounds of Kusano Elementary School in Soma-gun, Ima-mura, Fukushima Prefecture, the soil in the field of Nagamu mud in Iitate-mura, and the rice field in Katsurokubo, Namie-cho, Futaba-gun. The dose rates measured on the soil surface in each sampling area were as follows. In the experiment, the soil from the rice field in the Kuzukubo district, which had the highest dose rate among the three sampling districts, was used.
The grounds of Kusano Elementary School
7.3 μSv / h
Long mud field field soil
18.5 μSv / h
Rural soil in Katsukubo district
43.4 μSv / h
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。 Hereinafter, the present invention will be specifically described by way of examples.
（実施例１）
葛久保地区で採取した田圃の表面の土（以下、土壌試料と云う）５ｇと溶離液として４Ｍ硝酸３０ｍｌを遠沈管容器に入れ、室温、５０℃および８０℃の温度で所定時間マイルドな撹拌を行い、処理前後のγ線量を測定してセシウム１３７の除去率を求めた。結果を表１に示した。
Example 1
Put 5g of soil on the surface of rice field (hereinafter referred to as soil sample) collected in Katsukubo area and 30ml of 4M nitric acid as eluent into a centrifuge tube container, and perform mild stirring for a predetermined time at room temperature, 50 ℃ and 80 ℃. The γ-ray dose before and after the treatment was measured to determine the removal rate of cesium 137. The results are shown in Table 1.
４Ｍ硝酸の処理温度を上げると、６０％以上の除去率が得られた。特に、室温から５０℃にすると除去される速度は２倍程度にすることができた。 When the treatment temperature of 4M nitric acid was increased, a removal rate of 60% or more was obtained. In particular, when the temperature was changed from room temperature to 50 ° C., the removal rate could be doubled.
（実施例２）
土壌試料と５ｇと溶離液として４Ｍ塩酸３０ｍｌを遠沈管容器に入れ、室温において２０分間撹拌し、処理前後のγ線量を測定してセシウム１３７の除去率を求めた。結果は撹拌時間１０分で除去率２６．１％、撹拌時間２０分で除去率４５．２％であった。
(Example 2)
A soil sample, 5 g, and 30 ml of 4M hydrochloric acid as an eluent were placed in a centrifuge tube container, stirred at room temperature for 20 minutes, and the γ-ray dose before and after the treatment was measured to determine the removal rate of cesium 137. As a result, the removal rate was 26.1% at a stirring time of 10 minutes, and the removal rate was 45.2% at a stirring time of 20 minutes.
（実施例３）
土壌試料と５ｇと溶離液として１Ｍ硫酸３０ｍｌを遠沈管容器に入れ、室温において１分間撹拌し、処理前後のγ線量を測定してセシウム１３７の除去率を求めた。結果は撹拌時間１分で除去率３．１％であった。この結果と他の溶離液での結果から、撹拌時間を長くする、処理温度を高くすれば除去効果も上がることが予想できるので、溶離液として硫酸を使用してもセシウム１３７の除去に効果があることが分かった。
(Example 3)
A soil sample, 5 g, and 30 ml of 1M sulfuric acid as an eluent were placed in a centrifuge tube container, stirred at room temperature for 1 minute, and the γ-ray dose before and after the treatment was measured to determine the removal rate of cesium 137. As a result, the removal rate was 3.1% after 1 minute of stirring. From this result and the results with other eluents, it can be expected that the removal effect will increase if the stirring time is increased and the treatment temperature is increased. Therefore, even if sulfuric acid is used as the eluent, it is effective in removing cesium 137. I found out.
（実施例４）
土壌試料と５ｇと溶離液として１Ｍ塩化カリウム水溶液３０ｍｌを遠沈管容器に入れ、５０℃において１５分間撹拌し、処理前後のγ線量を測定してセシウム１３７の除去率を求めた。結果は除去率２９．４％であった。この結果と他の溶離液での結果から、撹拌時間を長くすれば除去効果も上がることが予想できる。
Example 4
A soil sample, 5 g, and 30 ml of 1M aqueous potassium chloride solution as an eluent were placed in a centrifuge tube vessel, stirred at 50 ° C. for 15 minutes, and the γ-ray dose before and after the treatment was measured to determine the removal rate of cesium 137. As a result, the removal rate was 29.4%. From this result and the results with other eluents, it can be expected that the removal effect will increase if the stirring time is increased.
（実施例５）
溶離液として２Ｍ塩酸、４Ｍ塩酸、２Ｍ硝酸、４Ｍ硝酸を用い、室温で２０分間撹拌処理後、３日間静置した時の除去率の進行状況を調べた。結果を表２に示した。
(Example 5)
Using 2M hydrochloric acid, 4M hydrochloric acid, 2M nitric acid, and 4M nitric acid as the eluent, the progress of the removal rate when the mixture was allowed to stand for 3 days after stirring at room temperature for 20 minutes was examined. The results are shown in Table 2.
表２の結果から静置することにより、セシウム１３７の除去がさらに進行することが分かった。このことは土壌に吸着したセシウムイオンとその近傍に存在している酸（水素イオン）との間で非常に遅い置換反応が起こっていることを意味しているのである。この場合、近傍に存在している酸とは、水溶液中の酸ではない。なぜならば、土壌のセシウムイオンと水溶液中の水素イオンとの交換は不均一反応であり、撹拌していない状態では反応は起こり難いからである。 From the results shown in Table 2, it was found that the removal of cesium 137 further progressed by allowing to stand. This means that a very slow substitution reaction takes place between the cesium ions adsorbed on the soil and the acid (hydrogen ions) present in the vicinity. In this case, the acid present in the vicinity is not an acid in the aqueous solution. This is because the exchange of cesium ions in the soil with hydrogen ions in the aqueous solution is a heterogeneous reaction, and the reaction is unlikely to occur without stirring.
（実施例６）
福島第一原子力発電所４号炉近辺で採取した放射線量３６．１５３ｋベクレル／Ｋｇのコンクリートを粉砕し、２５ｇを供試料とした。この試料を放射能測定容器に入れ、プリンストン ガンマテック社製、ゲルマニウム検出器ＩＧＣ−５２１ＳＤにより処理前の放射能測定を行った。このコンクリート片をビーカーに入れ、２Ｍの塩酸を９０ｍｌ加えた。コンクリートから泡が出て、液は黄緑色に濁った。
(Example 6)
Concrete with a radiation dose of 36.153 kbecquerel / Kg collected in the vicinity of the Fukushima Daiichi NPS No. 4 reactor was crushed, and 25 g was used as a sample. This sample was put into a radioactivity measurement container, and radioactivity measurement before treatment was performed by a germanium detector IGC-521SD manufactured by Princeton Gamma Tech. This concrete piece was put into a beaker and 90 ml of 2M hydrochloric acid was added. Bubbles came out of the concrete and the liquid became cloudy yellowish green.
室温にて３０分間静置した後、コンクリート片を別のビーカーに取り出し、水で２回洗浄した。表面の水を濾紙で拭き取り、放射能測定容器に入れ、処理後の放射能測定を行った。放射能測定は５００秒行い、スペクトルの面積比から放射能強度を決定した。放射能強度から除染率を計算したところ、セシウム１３４からは７２．１％、セシウム１３７からは７３．１％であり、汚染された土壌と同様、コンクリート片においても塩酸による洗浄は有効であることが分かった。（図２） After leaving still at room temperature for 30 minutes, the concrete piece was taken out into another beaker and washed twice with water. The surface water was wiped off with filter paper, placed in a radioactivity measurement container, and the radioactivity after the treatment was measured. The radioactivity was measured for 500 seconds, and the radioactivity intensity was determined from the area ratio of the spectrum. When the decontamination rate was calculated from the radioactivity intensity, it was 72.1% from cesium 134 and 73.1% from cesium 137, and as with contaminated soil, washing with hydrochloric acid is effective for concrete pieces as well. I understood that. (Figure 2)
また、１回洗浄処理後のコンクリート片をさらに１Ｍ塩酸８０ｍｌに浸し、２日間静置した後、水洗したコンクリート片の放射線強度を測定したところ、セシウム１３７の除染率は８０．１％、セシウム１３４の除染率は８０．１％であった。 Further, the concrete piece after the once washing treatment was further immersed in 80 ml of 1M hydrochloric acid, allowed to stand for 2 days, and then the radiation intensity of the washed concrete piece was measured. The decontamination rate of cesium 137 was 80.1%, cesium The decontamination rate of 134 was 80.1%.
さらに、２回処理後のコンクリート片を２Ｍの塩酸６０ｍｌに浸し、２日間静置した後、洗浄し、放射線強度を測定したところ、セシウム１３７の除染率は８７．７％、セシウム
１３４の除染率は８７．５％であった。３回処理後のコンクリート片の（セシウム１３７＋セシウム１３４）の放射能は４．７Ｋベクレル／Ｋｇであり、洗浄処理を繰り返すごとに除染率は向上することが分かった。この結果より、塩酸で洗浄することは汚染物の除染に効果があることが分かった。結果を表３に示した。
Furthermore, the concrete pieces after the two treatments were soaked in 60 ml of 2M hydrochloric acid, allowed to stand for 2 days, then washed, and the radiation intensity was measured. As a result, the decontamination rate of cesium 137 was 87.7% and cesium 134 was removed. The dyeing rate was 87.5%. The radioactivity of the (cesium 137 + cesium 134) of the concrete pieces after the third treatment was 4.7 K becquerel / Kg, and it was found that the decontamination rate improved each time the washing treatment was repeated. From this result, it was found that washing with hydrochloric acid is effective for decontamination of contaminants. The results are shown in Table 3.
セシウム１３７とセシウム１３４は、同位体効果を無視すれば、同じ振る舞いをするが、セシウム１３７とセシウム１３４のγ線スペクトル強度は異なるため、それぞれのピークから除染率を算出すると、わずかながら値が異なる。これは測定誤差によるもので、同位体による違いではない。 Cesium 137 and cesium 134 behave the same if the isotope effect is ignored, but the γ-ray spectral intensities of cesium 137 and cesium 134 are different. Different. This is due to measurement errors, not isotope differences.
（比較例）
実施例の溶離液の代わりに８０℃の水を用い、土壌試料について実施例と同様の処理を行い、除去率を測定した。撹拌時間は１５分である。除去率の測定結果は０．１％で、水だけでは土壌中に含まれているセシウム１３７を除去することはできなかった。
(Comparative example)
The water sample at 80 ° C. was used in place of the eluent of the example, and the soil sample was treated in the same manner as in the example, and the removal rate was measured. The stirring time is 15 minutes. The measurement result of the removal rate was 0.1%, and cesium 137 contained in the soil could not be removed with water alone.
以上、実施例１〜６の結果から分かるように、溶離液としての強酸の種類、濃度とセシウム１３７の除去率の関係は、強酸の濃度が濃くなるほど除去率は高くなり、強酸の濃度が同じ場合では、処理温度が高いほど除去率は高くなる。強酸の濃度、処理温度が同じ場合、撹拌時間が長くなるほど除去率は高くなる傾向が見られた。また、比較例で実施した８０℃の水のみで処理しても、ほとんどセシウム１３７は除去できないことが分かった。このことから、溶離液として強酸を使用することは非常に効果があることが分かった。 As described above, as can be seen from the results of Examples 1 to 6, the relationship between the type and concentration of strong acid as the eluent and the removal rate of cesium 137 is such that the higher the concentration of strong acid, the higher the removal rate, and the same concentration of strong acid. In some cases, the higher the processing temperature, the higher the removal rate. When the concentration of the strong acid and the treatment temperature were the same, the removal rate tended to increase as the stirring time increased. It was also found that cesium 137 could hardly be removed even when treated with only 80 ° C. water, which was carried out in the comparative example. From this, it was found that using a strong acid as an eluent is very effective.
強酸の濃度を濃く、処理温度を高く、撹拌時間を長くしてもセシウム１３７の除去率は約７０％程度で頭打ちになった。これは土壌または瓦礫に含まれているセシウム１３７は土壌または瓦礫の表面、すなわち土壌または瓦礫を構成している砂またはコンクリートの表面に付着していたり、表面でイオン結合している量は少なく、ほとんどが砂またはコンクリートの細孔部分に入り込んでいるため、ただ単に洗うと云う操作では除去できなかったと考えられる。また、土壌には植物の腐蝕分解物などが含まれていることが多く、セシウム１３７が分解物に含まれているフミン酸やフルボ酸とキレート結合を起こしているため、強酸で洗うだけでは除去できないと考えられる。 Even when the concentration of strong acid was high, the treatment temperature was high, and the stirring time was prolonged, the removal rate of cesium 137 reached a peak at about 70%. This is because the cesium 137 contained in the soil or rubble is attached to the surface of the soil or rubble, that is, the surface of the sand or concrete constituting the soil or rubble, or the amount of ionic bonds on the surface is small. Since most of them have entered the pores of sand or concrete, it is thought that they could not be removed simply by washing. In addition, soil often contains decomposition products of plants, etc., and cesium 137 has a chelate bond with humic acid and fulvic acid contained in the decomposition products, so it can be removed simply by washing with strong acid. It is considered impossible.
そこで砂またはコンクリートの細孔部分に溶離剤が入り込み易くするために、温度を上げたり、撹拌すると云う操作を採用することが本発明を実施するための有効なファクターであることを見出したのである。 Therefore, in order to make it easier for the eluent to enter the pores of sand or concrete, it has been found that adopting operations such as raising the temperature or stirring is an effective factor for carrying out the present invention. .
また、塩化カリウム水溶液が溶離液として使用できるのは、カリウムイオンとセシウムイオンを置換させることにより、塩化セシウムとして除去することができるためである。 The reason why the aqueous potassium chloride solution can be used as an eluent is that it can be removed as cesium chloride by substituting potassium ions and cesium ions.
溶離液としての強酸に２価や３価の金属塩、例えば、塩化カルシウム、塩化バリウム、塩化第二鉄などを添加して金属イオンとセシウムイオンとのイオン交換でセシウムを除去しようとしたが、強酸単独の場合と除去率は変わらなかった。これは、強酸の水素イオンと金属イオンが共存していた場合、水素イオンの存在で金属塩の解離が妨げられるためであると考えられる。また、カルシウムオン、バリウムイオン、第二鉄イオンはセシウムイオンほど土壌または瓦礫に対する親和性が強くないためと考えられる。従って、塩化カリウムの場合では強酸と共存させることなく、塩化カリウム単独で用いることで効果があるのである。 An attempt was made to remove cesium by ion exchange between metal ions and cesium ions by adding divalent or trivalent metal salts such as calcium chloride, barium chloride or ferric chloride to the strong acid as the eluent. The removal rate was not different from the case of strong acid alone. This is considered to be because when a strong acid hydrogen ion and a metal ion coexist, dissociation of the metal salt is prevented by the presence of the hydrogen ion. In addition, calcium on, barium ions, and ferric ions are thought to have less affinity for soil or rubble than cesium ions. Therefore, in the case of potassium chloride, it is effective to use potassium chloride alone without causing it to coexist with a strong acid.
以上、詳細に述べたように、原発事故で発生した放射性セシウムが付着して汚染された汚染物の浄化作業が強く求められている時に、強酸を用いる簡単な方法で放射性セシウムを除去することができるので、問題解決に多大な効果を発揮する。
As described above in detail, when there is a strong need for purification work of contaminated contaminants caused by the radioactive cesium attached in the nuclear accident, radioactive cesium can be removed by a simple method using a strong acid. Because it can, it has a great effect on problem solving.
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