JP2013036922A

JP2013036922A - 放射性汚染土の除染方法および除染装置

Info

Publication number: JP2013036922A
Application number: JP2011174780A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Kawate; 浩川手
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-08-10
Filing date: 2011-08-10
Publication date: 2013-02-21

Abstract

【課題】簡単に、かつ、経済的に汚染土を除染すること。
【解決手段】
放射性物質が含まれている汚染土を除去し、非汚染土を露出させて、非汚染土上に、放射性物質を吸着する粒状ゼオライトを保持する透水性のシートを敷設する。透水性シートの上面に、除去した汚染土を覆うように載置し、汚染土の上面側から強制的に水を散布する工程の継続しながら、汚染土の放射線量の放出量をモニタリングして、汚染土の放射線放出量が許容値以下に低減したことを確認した後に、透水性シート上の処理汚染土を除去して、透水性シートを粒状ゼオライトとともに撤去し、その後に、処理汚染土を非汚染土上に戻す。
【選択図】図５

Description

本発明は、放射性汚染土の除染方法および除染装置に関し、特に、汚染が広範囲に亘って拡散した場合に好適な除染方法および除染装置に関するものである。

ゼオライトの吸着機能とイオン交換機能とを利用して、汚染土壌の処理方法が、例えば、特許文献１に提案されている。この特許文献に開示されている処理方法は、汚染土壌中に、表面がゼオライト化された発泡ガラスを投入し、汚染土壌中に含まれている汚染物質を、ゼオライト化された発泡ガラスに吸着させた後に、発泡ガラスと土壌とを分離することを要旨としている。

ところで、今までに発生した、例えば、チェルノブイリ原子力発電所やスリーマイル島の原子力発電所の事故では、放射性物質で汚染された汚染土上にゼオライトを散布して、ゼオライトに放射性物質を吸着させることが試みられており、散布されたゼオライトが放射性セシウムなどの放射性物質を吸着することが報告されている。
そこで、特許文献１に開示されている処理方法を放射性汚染土の除染に適用することが考えられるが、この場合に以下に説明する課題があった。

特開２００６−１１０４６６号公報

すなわち、特許文献１に開示されているように、ゼオライト化された発泡ガラスを、放射性物質を含む汚染土中に投入する除染方法では、放射性セシウムなどの汚染物質をゼオライト化された発泡ガラスに吸着させることで、汚染土の除染は可能になるにしても、放射性物質を吸着したゼオライト化された発泡ガラスを処理済みの土砂と分離して、回収することに手間と時間がかかり、発泡ガラスの分離回収が非常に困難になるという問題があった。

また、特許文献１に開示されている処理方法では、特別な処理によりゼオライト化した発泡ガラスを用いるので、広範囲の汚染土の除染に適用すると、経済的な負担が大きくなるという問題もあった。

本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、放射性物質を吸着したゼオライトの回収が容易に行え、その後の後処理も簡単に行うことができる経済的な放射性汚染土の除染方法および除染装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明は、放射性物質に汚染された汚染土の除染方法において、許容値以上の放射線量を放出する前記放射性物質が含まれている前記汚染土を除去する第１工程と、前記汚染土が除去され、許容値以内の放射線量を放出する前記放射性物質が含まれている非汚染土を露出させる第２工程と、前記非汚染土上に、前記放射性物質を吸着する粒状ゼオライトを保持する透水性のシートを敷設する第３工程と、前記透水性シートの上面に、除去した前記汚染土を覆うように載置する第４工程と、自然状態で前記汚染土の上面側から雨水を注がせるか、または、強制的に前記汚染土の上面側から水を散布する第５工程と、前記第５工程の処理を継続しながら前記汚染土の放射線量の放出量をモニタリングして、前記汚染土の放射線放出量が許容値以下に低減したことを確認した後に、前記透水性シート上の処理汚染土を除去して、前記透水性シートを前記粒状ゼオライトとともに撤去し、その後に、前記処理汚染土を前記非汚染土上に戻す第６工程とから構成した。
上記構成によれば、放射性物質を吸着する粒状ゼオライトは、透水性シートに保持されているので、放射物質を吸着した粒状ゼオライトは、透水性シートを撤去すれば、処理汚染土から分離回収することができる。分離回収した粒状ゼオライトは、透水性シートに保持されているので、回収後にそのまま粉砕すると、放射性物質の拡散を防止しつつ、全体のボリームを小さくすることもできるし、透水性シートは、回収後に焼却することも可能になる。

前記透水性シートは、水の透過を許容し、前記粒状ゼオライトの透過を阻止する目合いを備えた織布または不織布、あるいは、不透水性シートに、水の透過を許容し、前記粒状ゼオライトの透過を阻止する貫通孔を多数設けて透水性を付与したシートのいずれかから選択することができる。

前記透水性シートは、四周が閉塞された袋状に形成され、前記粒状ゼオライトを当該袋状シート内に充填することで保持させることができる。

前記透水性シートは、所定量の前記粒状ゼオライトを区画保持する隔壁を有することができる。

前記粒状ゼオライトは、水溶性アクリル樹脂により、表面の一部を前記透水性シートに付着させることで保持させることができる。

前記粒状ゼオライトは、所定量のセメントと水溶性アクリル樹脂とに混合され、吹き付けにより、前記透水性シートに保持させることができる。

前記粒状ゼオライトは、平均粒径が５ｍｍ〜１０ｍｍの粒状物から構成することができる。また、本発明は、放射性物質に汚染された汚染土の除染装置において、前記放射性物質が吸着されるゼオライトを保持する透水性シートを備え、前記汚染土が除去され、許容値以内の放射線量を放出する前記放射性物質が含まれている非汚染土上に前記透水性シートを設置し、当該透水性シート上に、許容値以上の放射線量を放出する前記放射性物質が含まれている前記汚染土を載置して、前記汚染土上から雨水または水を散布することを特徴としている。

更に、上記目的を達成するため、本発明は、放射性物質に汚染された汚染土の除染方法において、前記放射性物質を吸着する粒状ゼオライトを保持する透水性のシートを敷設するＡ工程と、前記透水性シートの上面に、前記汚染土を覆うように載置するＢ工程と、自然状態で前記汚染土の上面側から雨水を注がせるか、または、強制的に前記汚染土の上面側から水を散布するＣ工程と、前記Ｃ工程の処理を継続しながら前記汚染土の放射線量の放出量をモニタリングして、前記汚染土の放射線放出量が許容値以下に低減したことを確認した後に、前記透水性シート上の処理汚染土を除去して、前記透水性シートを前記粒状ゼオライトとともに撤去するＤ工程とから構成する方法又は装置でもよい。

本発明にかかる放射性汚染土の除染方法および除染装置によれば、放射性物質を吸着する粒状ゼオライトは、透水性シートに保持されているので、放射物質を吸着した粒状ゼオライトは、透水性シートを撤去すれば、処理汚染土から分離回収することができる。分離回収した粒状ゼオライトは、透水性シートに保持されているので、回収後にそのまま粉砕すると、放射性物質の拡散を防止しつつ、全体のボリームを小さくすることもできるし、透水性シートは、回収後に焼却することも可能になる。

以下、本発明の好適な実施の形態について、添付図面に基づいて詳細に説明する。図１から図７は、本発明にかかる放射性汚染土の除染方法の一実施例を示している。これらの図に示した除染方法は、例えば、学校や競技場など広い面積のグラウンドや、牧草地や畑地などのように、比較的平坦で広範囲に放射性物質が拡散して、大量の汚染土の除染が必要となった場合に好適に適用される。

図１から図７は、本発明にかかる除染方法を工程順に示した断面説明図である。図１は、除染方法の最初の工程である第１工程を示している。第１工程は、放射性物質に汚染された汚染土１０を掘削除去する工程である。

この種の汚染土１０は、地盤表面から数十ｃｍ程度までの深さ位置に、許容値以上の放射線量を放出する放射性物質が含まれているといわれており、安全性を考慮して、汚染土１０の掘削除去範囲は、例えば、地表面から５０ｃｍ程度とする。また、より安全性を考慮するならば、地表側から順次サンプルを採取して、各深度毎に放射線の放出量を測定して、放射線の放出量が許容値以下になる深度を確定して、そこまでの汚染土１０を掘削除去することもできる。

図２は、第１工程に引き続いて行われる第２工程の断面説明図である。第２工程は、汚染土１０が掘削除去され、許容値以内の放射線を放出する非汚染土１２の表面を露出させる工程である。この第２工程では、非汚染土１２の上面に非透水シート１４が敷設されるとともに、適宜個所に集水ピット１６が設けられる。

各集水ピット１６内には、揚水ポンプ１８が設置される。非透水シート１４は、例えば、柔軟性を有する合成樹脂シート(ビニール樹脂シート)が用いられ、除染処理に伴って発生する放射性物質を含む水が非汚染土１２の下方に拡散することを防止する。集水ピット１６は、除染用の水を集め、集めた水を揚水ポンプ１８で上方に排水して、循環使用する。

図３は、第２工程に引き続いて行われる第３工程の断面説明図である。第３工程は、表面が露出された非汚染土１２上に、透水性のシート２０を敷設設置する工程であり、本実施例の場合には、透水性シート２０は、非汚染土１２上に敷設された非透水性シート１４上に設置される。なお、汚染土１０に含まれている放射性物質化が後述する粒状ゼオライト２４によって十分に吸着されるのであれば、非透水性シート１４の敷設は必ずしも必要としない。図８は、本発明の除染方法で用いることができる除染装置の一実施例が示されており、同図には、除染装置の主体をなす透水性シート２０の平面図と要部断面が示されている。

図８に示した透水性シート２０は、２枚の透水性シート、例えば、所定厚みのビニールシートの外周縁を溶着して、袋状に形成し、表裏面のシートに多数の貫通孔２２を穿設して、透水性を付与している。この透水性シート２０の内部には、粒状ゼオライト２４が充填されている。透水性シート２０の貫通孔２２は、水の透過を許容する一方で、粒状ゼオライト２４の透過を阻止する大きさになっていて、これによりシート２０内に粒状ゼオライト２４が封入された状態で保持されている。

粒状ゼオライト２４は、天然のものであってもよいし、人工のものでもよい。粒状ゼオライト２４は、カリウム、ナトリウム、カルシウム、マグネシウムなどの陽イオンを、ジャングルジム状の特殊な骨格に保持する特性を備えたアルミナケイ酸塩である。保持している陽イオンは、イオン交換機能により、セシウム、ストロンチウムなどの放射性物質の陽イオンと容易に置換される。このイオン交換機能により、この種の放射性物質を内部に取り込んで吸着する機能を有している。

また、粒状ゼオライト２４は、構造内に分子レベルで水を保持しているので、放射性物質の自然崩壊に伴う発熱も内部で処理することができる。このような機能を備えた粒状ゼオライト２４は、例えば、平均粒径が５ｍｍ〜１０ｍｍのものが好適に用いることができる。

粒状ゼオライト２４が充填保持された透水性シート２０は、本実施例の場合、非透水性シート１４上に３層となるように積層している。除染処理に用いる粒状ゼオライト２４の必要量は、汚染土１０の放射線量や、汚染土１０の処理量などに応じて、適宜設定され、それに応じて透水性シート２０の積層量も決定される。

なお、図８に示した例では、透水性シート２０の内部に格子状の隔壁２６を設けて、粒状ゼオライト２４の移動を規制して、ゼオライト２４の偏在を防止して、ゼオライト２４がシート２０の全面に亘って均一になるようにしているが、隔壁２６は、必ずしも必要としない。また、透水性シート２０は、上記実施例で示した非透水性シートに多数の貫通孔２２を設ける構成以外に、以下の構成であってもよい。すなわち、透水性シートとして、水の透過を許容し、粒状ゼオライト２４の透過を阻止する目合いを備えた織布または不織布で代替することができる。

透水性シート２０の積層設置が終了すると、図４に示す第４工程が実行される。第４工程は、第１工程で除去した汚染土１０を、透水性シート２０の上面に、これを覆うようにして載置する工程である。

図５は、第４工程に引き続いて行われる第５工程であり、この工程では、透水性シート２０の上面に、汚染土１０が載置されると、汚染土１０の上面側から水Ｗを強制的に散布する。水Ｗの散布には、本実施例の場合、複数のノズル２８が用いられる。ノズル２８は、汚染土１０の上方に設置され、水Ｗが図示省略のタンクなどから供給される。この際に、各ノズル２８には、揚水ポンプ１８の吐出端が接続され、汚染土１０と透水性シート２０とを透過し、非透水性シート１４を介して、集水ピット１６内に集められた水Ｗが、ホンプ１８で揚水されることで循環使用される。なお、本発明の実施においては、水Ｗを強制的に散布することは必ずしも必要でなく、これに変えて、自然状態で汚染土１０上面側から雨水を注がせる構成であってもよい。

図６および図７は、第５工程に引き続いて行われる第６工程であり、この工程は、汚染土１０の放射線放出量が許容値以下に低減したことを確認した後に実行される。汚染土１０の放射線の放出量の確認には、強制的に汚染土１０の上面側から水Ｗを散布する第４工程を継続しながら、汚染土１０の放射線放出量をモニタリングして行われる。

そしてモニタリングの結果、汚染土１０の放射線放出量が許容値以下に低減したことを確認されると、第６工程が実行される。なお、汚染土１０の放射線の放出量の測定には、例えば、揚水ポンプ１８を介して、ノズル２８に循環供給される水Ｗ中の放射線量を測定することができる。

第６工程では、まず、透水性シート２０上にあって、除染が終了した処理汚染土１０ａを除去する。次いで、透水性シート２０を粒状ゼオライト２４とともに撤去し、さらに、非透水性シート１４を除去するとともに、集水ピット１６を埋め戻して、その後に、図７に示すように、処理汚染土１０ａを非汚染土１２上に戻して、汚染土１０の除染が完了する。

以上のように構成した放射性汚染土の除染方法では、第５工程において、透水性シート２０の上面に、除去した汚染土１０を覆うように載置し、この汚染土１０の上面側から、強制的に水Ｗを散布すると、散布された水Ｗが汚染土１０中を浸透する際に、汚染土１０に含まれている放射性物質を取り込んで、汚染土１０から離脱させる。

放射性物質が含まれた水Ｗは、その後、透水性シート２０を通って、その内部に保持されている粒状ゼオライト２４に接触する。このような接触が発生すると、粒状ゼオライト２４が保有しているイオン交換機能により、放射性物質との間でイオン交換が行われて、セシウムやストロンチウムなど放射性物質が、粒状ゼオライト２４に吸着される。このような処理を所定時間継続することにより、汚染土１０から放射性物質が徐々に除去されて、放射線放出量が許容値以下になると、汚染土１０の除染処理が終了する。

さて、以上のようにして行われる放射性物質汚染土の除染方法および除染装置によれば、放射性物質を吸着する粒状ゼオライト２４は、透水性シート２０に保持されているので、放射物質を吸着した粒状ゼオライト２４は、透水性シート２０を撤去すれば、処理汚染土１０ａから極めて簡単に分離回収することができる。分離回収した粒状ゼオライト２４は、透水性シート２０に保持されているので、回収後にそのまま粉砕すると、放射性物質の拡散を防止しつつ、全体のボリームを小さくすることもできるし、透水性シート２０は、回収後に焼却することも可能になる。

なお、上記実施例では、透水性シート２０に粒状ゼオライト２４を保持させる手段として、シート２０を袋状に形成して、その内部に充填する構成を例示したが、本発明の実施は、これに限られることはなく、以下に説明する保持手段であってもよい。すなわち、透水性シート２０は、上記実施例と同様に、貫通孔２２を設けたものを使用し、このシート２０に水溶性アクリル樹脂を塗布した状態で、粒状ゼオライト２４をアクリル樹脂上に散布して、水溶性アクリル樹脂により、表面の一部を透水性シート２０に付着させること。

また、粒状ゼオライト２４は、所定量のセメントと水溶性アクリル樹脂とに混合され、ノズルを用いる吹き付けにより、貫通孔２２が設けられている透水性シート２０に保持させること。この場合の混合比率は、例えば、粒状ゼオライト：セメント：水溶性アクリル樹脂＝１：１：１とすることができる。

以上、実施例で詳細に説明したように、本発明にかかる放射性物質汚染土の除染方法および除染装置によれば、経済的な方法で、大量の汚染土の除染が可能になるので、原子力発電所の事故の際などに有効に活用することができる。

本発明にかかる放射性汚染土の除染方法の最初の工程である第１工程の断面説明図である。第１工程に引き続いて行われる第２工程の断面説明図である。第２工程に引き続いて行われる第３工程の断面説明図である。第３工程に引き続いて行われる第４工程の断面説明図である。第４工程に引き続いて行われる第５工程の断面説明図である。第５工程に引き続いて行われる第６工程の断面説明図である。本発明にかかる放射性汚染土の除染方法の最終工程の断面説明図である。本発明にかかる放射性汚染土の除染方法で用いることができる除染装置の平面図と要部断面図である。

１０：汚染土
１２：非汚染土
１４：非透水性シート
２０：透水性シート
２２：貫通孔
２４：粒状ゼオライト

Claims

放射性物質に汚染された汚染土の除染方法において、
許容値以上の放射線量を放出する前記放射性物質が含まれている前記汚染土を除去する第１工程と、
前記汚染土が除去され、許容値以内の放射線量を放出する前記放射性物質が含まれている非汚染土を露出させる第２工程と、
前記非汚染土上に、前記放射性物質を吸着する粒状ゼオライトを保持する透水性のシートを敷設する第３工程と、
前記透水性シートの上面に、除去した前記汚染土を覆うように載置する第４工程と、
自然状態で前記汚染土の上面側から雨水を注がせるか、または、強制的に前記汚染土の上面側から水を散布する第５工程と、
前記第５工程の処理を継続しながら前記汚染土の放射線量の放出量をモニタリングして、前記汚染土の放射線放出量が許容値以下に低減したことを確認した後に、前記透水性シート上の処理汚染土を除去して、前記透水性シートを前記粒状ゼオライトとともに撤去し、その後に、前記処理汚染土を前記非汚染土上に戻す第６工程とからなることを特徴とする放射性物質汚染土の除染方法。
前記透水性シートは、水の透過を許容し、前記粒状ゼオライトの透過を阻止する目合いを備えた織布または不織布、あるいは、不透水性シートに、水の透過を許容し、前記粒状ゼオライトの透過を阻止する貫通孔を多数設けて透水性を付与したシートのいずれかから選択されることを特徴とする請求項１記載の放射性汚染土の除染方法。
前記透水性シートは、四周が閉塞された袋状に形成され、前記粒状ゼオライトを当該袋状シート内に充填することで保持させることを特徴とする請求項１記載の放射性汚染土の除染方法。
前記透水性シートは、所定量の前記粒状ゼオライトを区画保持する隔壁を有することを特徴とする請求項３記載の放射性汚染土の除染方法。
前記粒状ゼオライトは、水溶性アクリル樹脂により、表面の一部を前記透水性シートに付着させることで保持させることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の放射性汚染土の除染方法。
前記粒状ゼオライトは、所定量のセメントと水溶性アクリル樹脂とに混合され、吹き付けにより、前記透水性シートに保持させることを特徴とする請求項１記載の放射性汚染土の除染方法。
前記粒状ゼオライトは、平均粒径が５ｍｍ〜１０ｍｍの粒状物からなることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項記載の放射性汚染土の除染方法。
放射性物質に汚染された汚染土の除染装置において、
前記放射性物質が吸着されるゼオライトを保持する透水性シートを備え、
前記汚染土が除去され、許容値以内の放射線量を放出する前記放射性物質が含まれている非汚染土上に前記透水性シートを設置し、当該透水性シート上に、許容値以上の放射線量を放出する前記放射性物質が含まれている前記汚染土を載置して、前記汚染土上から雨水または水を散布することを特徴とする放射性物質汚染土の除染装置。
放射性物質に汚染された汚染土の除染方法において、
前記放射性物質を吸着する粒状ゼオライトを保持する透水性のシートを敷設するＡ工程と、
前記透水性シートの上面に、前記汚染土を覆うように載置するＢ工程と、
自然状態で前記汚染土の上面側から雨水を注がせるか、または、強制的に前記汚染土の上面側から水を散布するＣ工程と、
前記Ｃ工程の処理を継続しながら前記汚染土の放射線量の放出量をモニタリングして、前記汚染土の放射線放出量が許容値以下に低減したことを確認した後に、前記透水性シート上の処理汚染土を除去して、前記透水性シートを前記粒状ゼオライトとともに撤去するＤ工程とからなることを特徴とする放射性物質汚染土の除染方法。
前記放射性物質が吸着されるゼオライトを保持する透水性シート上に、
許容値以上の放射線量を放出する前記放射性物質が含まれている前記汚染土を載置して、前記汚染土上から雨水または水を散布することを特徴とする放射性物質汚染土の除染装置。