JP2013174533A - 放射性物質で汚染された敷地内、建造物内の空間放射線量を減少させる方法。 - Google Patents

Abstract

【課題】放射性物質で汚染された地区の敷地内又は建造物内で活動又は生活する居住者等が浴びる空間放射線量を低下させる方法を提供する。
【解決手段】建造物に隣接し、表面が開放されている敷地の面積の２〜８０％を、３０〜５００ｃｍ厚みの実質的に放射性物質で汚染されていない非汚染土壌又は重質の土質材料、砂鉄、スラグ、鉛ガラス等の非汚染材料で被覆することにより、敷地内の空間放射線量又は建造物内の空間放射線量を減少させる方法であり、被覆は盛土構造物ような構造体であることもできる。
【選択図】なし

Description

本発明は、原子炉事故等により大気中に放出された放射性物質で汚染された敷地内の空間や建造物内の放射線量を減少させる方法に関するものである。

原子力発電所での原子炉事故等により多量の放射性物質が大気中に放出されると、付近の広大な土地が汚染される。土地の汚染の程度は土壌の表面付近が高いので、土壌の表面を剥ぎ取って除染することが有効とされている。しかし、剥ぎ取られた土壌は、汚染度が高いので、その処理が困難である。

汚染土壌を掘り返して、表面層を下にし、それを汚染の少ない下層土壌で被覆する方法も提案されているが、建造物と隣接する庭等では、植栽等があるので、簡単な方法とは言えない。特に、建造物が一戸建ての一般家屋の場合は、重機の持ち込みが困難等、敷地条件が多様であるので、効率的に行い難い。校庭や公園や園庭等において、敷地内の空間放射線量を減少するには、上記のような困難性は少ないとしても、比較的広い面積を処理する必要があるため、簡易で効率的な方法が望まれる。

汚染地域の建造物を除染する方法は、建造物を水で洗い流す方法が主体であるが、この方法では建造物の屋根、壁等は除染されるとしても、周囲の庭の土壌の除染ができず、庭からの放射線を減少させることができない。

汚染地域の建造物を、居住、学習、仕事等の場とする場合は、そこで居住、学習、仕事等する居住者等の安全を確保するためには、建造物内部に入り込む放射線量の全体を一定量以下にする必要があり、建造物を除染するだけでは不十分なことが多い。校庭や公園や園庭等においては、そこで成長期の幼児等が長時間滞在することが多く、空間放射線量を減少することが望まれる。

特表２０００−５１２７５９号公報 特開２００１−１３３５９４号公報 特開２００９−２５７０７４号公報

放射能汚染液からセシウムを除去する方法には、沈殿法及びイオン交換法が知られている。中でも、フェロシアン酸塩のような鉄のシアノ錯体を使用して、不溶性のフェロシアン化物を吸着剤として使用してセシウムを除去する方法は、除去効率が優れる点で注目されている。特許文献１は、Ａ_xＭ_y［ＭＦｅ（ＣＮ）₆］・ｚＨ₂Ｏ(ここで、Ａはアルカリ金属イオン又はアンモニウムイオンであり、ＭはＮｉ、Ｃｏ等の２価の遷移元素である)で表わされる遷移元素のヘキサシアノ鉄酸塩を使用することを開示する。

特許文献２は、原子炉冷却水の浄化ラインに設けられる脱塩用イオン交換樹脂塔の上流側において、この冷却水に含まれるセシウム等の陽イオンを選択的に吸着し得る吸着剤によって、放射性核種を吸着し除去することを開示し、この吸着剤として、チタン酸塩、含水酸化チタン又はフェロシアン化物を使用することを開示する。

特許文献３は、鉛直又は鉛直に近い急勾配を持った法面を遮水するための盛土構造物を開示する。この構造物は、盛土補強材の敷設、盛土、転圧を繰り返して目的の完成高さに到達する以前に、盛土が遮水材の長さに対応する高さになった段階で、遮水材を法面に沿って敷設すると共に盛土内に固定し、その後、前記工程を繰り返して目的の完成高さを持った遮水性を持たせることにより構築される。この盛土構造物内に汚染土壌を隔離する方法を本発明者らは先に提案したが、一般家屋等ではより簡単にできる方法が望まれる。

本発明は、放射性物質で汚染された敷地内で生活する居住者等が浴びる空間放射線量を低下させる方法を提供する。

本発明は、放射性物質で汚染された敷地内の空間放射線量を減少させる方法において、建造物に隣接し、表面が開放されている敷地の面積の２〜８０％を、３０〜５００ｃｍ厚みの実質的に放射性物質で汚染されていない非汚染土壌又は非汚染材料で被覆することを特徴とする敷地内の空間放射線量を減少させる方法である。

また、本発明は、放射性物質で汚染された敷地内に建築された建造物内への放射線量を減少させる方法において、建造物に隣接し、表面が開放されている敷地の面積の２〜８０％を、３０〜５００ｃｍ厚みの実質的に放射性物質で汚染されていない非汚染土壌又は非汚染材料で被覆することを特徴とする建造物内の空間放射線量を減少させる方法である。

上記敷地内または建造物内の空間放射線量を減少させる方法は、次の要件の１以上を満足することが好ましい。

被覆物が、放射性物質で汚染された汚染土壌を盛土中に隔離して安全に保管するための盛土構造物であり、この盛土構造物は、側壁と、側壁で周囲を囲まれた盛土構造を有し、該盛土構造は、下層から放射性物質の吸着層、放射性物質汚染土壌層、非汚染土砂層を有し、側壁、及び放射性物質汚染土壌層の上層に配置される層の厚みと材質は、放射線強度が１/１０以下に減衰するものであること、及び該材質は放射性物質の非汚染土壌であること。
建造物に隣接し、表面が開放されている敷地が、庭、公園、道路、校庭又は園庭であること。
非汚染材料が、比重１.５以上の土質材料、重砂、砂鉄、スラグ又は鉛ガラス粒であること。
放射性物質がセシウムであり、非汚染土壌又は非汚染材料で被覆する前に、セシウム移動抑制剤を散布すること。
セシウム移動抑制剤が、フェロシアン系吸着資材、又はゼオライト系吸着資材であること。
表面が開放されている敷地の面積の３０〜８０％を、３０〜６０ｃｍ厚みの実質的に放射性物質で汚染されていない非汚染土壌又は非汚染材料で被覆すること。

本発明の方法によれば、長期間安定に放射線減少性能を保持することができ、また、簡単に施工できるので、建造物近くに構築することができ、汚染土の除去作業が不要となる。また、セシウム移動抑制剤を散布することにより、雨水浸透による放射性物質の地下への移動を最小とすることができる。

建造物には、一般家屋、鉄筋コンクリート造りの集合住宅、学校、事務所、工場等があるが、建造物の周囲の庭等の敷地がコンクリート等で被覆されていれば、これらの除染は水洗が可能であるが、これだけでは済まない事例が増えている。校庭や公園等である場合は、これらの敷地に一部をコンクリート等で被覆することはあるとしても、一部を土壌のままとし、ここに植栽等をすることも多い。

戸建の一般家屋の場合は、敷地の庭は一部が駐車場となるとしても、他は花壇等として使用されることが多い。

上記したように建造物自体の除染は比較的容易であるが、建造物の除染作業を実施しても、建造物の周辺部から放射される放射線量が低減されないために、空間線量の低減化度合いが低い問題がある。コンクリート等で被覆されている敷地については汚染直後に除染作業を実施すれば、表面に付着した放射性物質が取り除けるために、放射線量の低減化効果が高いが、時間の経過とともに、コンクリート表面に付着した放射性物質が雨水により自然に移動するため、除染作業による放射線量の低減化効果が得られ難くなる。コンクリート等で被覆されていない敷地の庭等の土壌の除染は、本質的に水洗浄法が適用できないので、極めて困難であり、降雨とともに降下した放射性物質は土壌の表面に吸着、保持され、周囲の建造物、コンクリート表面等から雨水とともに移動してくる放射性物質をも捕らえて保持するために、放射線は建造物の屋根や外壁からだけでなく、近くの庭等からも多量に放射されるようになる。

本発明者らは、放射性セシウムで汚染された土壌からなる敷地を、非汚染土壌で一定以上の厚みで被覆した場合、被覆された地点だけでなく、それから数ｍ以上離れた地点の１ｍ高さにおける放射線量が大幅に低減されることを見出した。この理由は定かではないが、放射線を発する敷地面積が減少したことにより、特定地点の放射線量が減少したと考えられる。

したがって、敷地300ｍ²、建築面積（建坪）100ｍ²とすれば、200ｍ²の庭があるといえ、その庭の全部がコンクリート等で被覆されていない土壌であれば、200ｍ²の庭が除染されずに残るといえる。除染された建造物自体からの放射線量は少ないので、これに近接する庭や周囲の道路からの放射線量が問題となる。道路は一般に舗装されているので、時間の経過とともに放射性物質が雨水とともに移動してしまうため、除染効果が比較的得られ難いため、土壌が露出する庭からの放射線量を減少させることができれば、有効である。しかし、生活空間としての放射線量は少ないことが望ましいとはいえ、自然放射線等もあることであるので、必要以上に減少させることもない。

許容される放射線量が現在の1/10であれば、建造物自体を除染することにより、かなりが改善され、次に庭等の敷地を処理することにより、上記目標が容易に達成できることになる。

表面が開放されている庭等の敷地の面積の２〜８０％、好ましくは３０〜８０％を、３０〜５００ｃｍ、好ましくは３０〜６０ｃｍ厚みの放射性物質で汚染されていない非汚染土壌又は非汚染材料で被覆することにより、建造物または敷地内の空間放射線量を減少させることができる。

表面が開放されている庭等の敷地の面積の全部を被覆することは、放射線量を減少させるためには有利であるが、建造物と庭等の敷地の高さに差が生じて別の問題が生じるため、表面が開放されている庭等の敷地の面積の一部だけを被覆することが好ましい。

放射性物質で汚染されていない非汚染土壌又は非汚染材料で被覆する厚みは３０〜５００ｃｍであり、３０ｃｍ未満では放射性量を十分には低減できず、５００ｃｍを超える場合では補強等のために施工費用が割高となる。建造物内の空間放射線量を減少させる場合は、庭と建造物との高さ調整が必要となるので、６０ｃｍ以下とすることが有利である。このような厚みで庭等の敷地の面積の２〜８０％を被覆することにより、敷地内の空間の放射線量は2/3〜1/5程度とすることが可能となる。この量は、敷地の面積の被覆割合によって異なり、30％以上を被覆すれば、被覆部から多少離れた箇所においても、1/2程度に減少させることが可能となる。建造物内の空間放射線量を減少させるため庭を被覆する場合であっても、建造物内に入り込む放射線量は2/3〜1/5程度とすることが可能となる。この量は、庭の積の被覆割合によって異なるだけでなく、建造物に近接している部分か、建造物から数ｍ以上離れている部分のいずれかを重点的に被覆するかなどによって、変動がある。

本発明の空間または建造物内の放射線量を減少させる方法によれば、庭等の一部を非汚染土壌等で被覆するだけであるので、工法が簡単であり、工期も短期で済み、コストが極めて低いという利点がある。また、被覆物を、放射性物質で汚染された汚染土壌を盛土中に隔離して安全に保管するための盛土構造物とすることにより、周囲の除染作業で発生した汚染物の保管場所とすることができる。

被覆物が、側壁と、側壁で周囲を囲まれた盛土構造物である場合は、その高さを高くすることが可能であり、それにより放射線の遮蔽効果が増すことが期待される。

非汚染土壌等としては、非汚染地域で採掘された土壌、土砂、砂利等があるが、汚染地域内で採掘されたものであっても、使用する場所と比較して汚染の程度が低く、実質的に汚染されていないと見なされれば使用できる。土壌であれば、庭の植栽等にも悪影響を与えないという利点がある。また、比重１.５以上の高比重の材料を使用すれば、被覆厚みを小さくすることが可能である。このような材料としては、重砂、砂鉄、スラグ又は鉛ガラス粒等が挙げられる。具体的には、重質の砂、ブラウン管を破砕して得られる鉛含有ガラス粒、砂鉄等の鉄鉱石、製鋼スラグ等がある。なお、鉛含有ガラス粒を使用する場合には、予め重金属類の溶出を防ぐための不溶化処理を行なうことが望ましい。

被覆層の周辺は、なだらかな斜面としてもよく、土嚢、ジオセルやブロック等で側壁で周囲を囲んでもよい。

上記表面が開放されている敷地としては、庭、校庭又は園庭等がある。公園等であっても管理事務所等の常駐者がいる建造物があれば、建造物内に入り込む放射線量を低減するために有効である。

放射性物質がセシウムである場合は、これが雨水等により地下又は地表に拡散するのを防止するために、非汚染土壌又は非汚染材料で被覆する前に、セシウム移動抑制剤を散布することが好ましい。

セシウム移動抑制剤には、フェロシアン系吸着資材、又はゼオライト系吸着資材等があり、セシウムの吸着剤として知られているものが使用される。非汚染土壌にセシウムの吸着剤を5〜10wt％配合したものを、5mm以上の厚みの層としたものであることが好ましい。

実施例１
放射性セシウムで汚染された6000ｍ²の土地を、NaIガンマ線シンチレーションサーベイメータ（日立アロメディカル社製：TCS-172B）により高さ1mの位置で130箇所の空間線量を測定し、環境省の指針による方法でバックグラウンド値を計算したところ、1.41μSv/hであった。また、地表面の放射線量をガンマ線シンチレーションサーベイメータで測定したところ、平均1.51μSv/hであった。
この汚染地の中の５m四方の土地25ｍ²を、NaIガンマ線シンチレーションサーベイメータによる表面の放射線量が0.35μSv/hの値を示した実質的非汚染土壌の砂を用いて、旭化成ジオテック株式会社製のジオセルを側壁の補強材として使用し、地表面上を厚さ0.5mに被覆した。
この時の、被覆場所の中心位置から10ｍ離れた土地の高さ1mの位置での空間線量を同様に測定したところ、平均1.23μSv/hであった。

実施例２
実施例１で使用したと同じ場所に、実施例１で使用したと同じ土壌とジオセルを用いて、厚さ2mに被覆した。この時のの中心位置から10ｍ離れた土地の高さ1mの位置での空間線量を同様に測定したところ、平均0.50μSv/hであった。

実施例３
放射性セシウムで汚染された約11200ｍ²の土地を、実施例１で使用したと同じNaIガンマ線シンチレーションサーベイメータにより高さ1mの位置で100箇所の空間線量を測定したところ、平均で0.50μSv/hであり、環境省の指針による方法でバックグラウンド値を計算したところ、1.31μSv/hであった。
この汚染地の中の５m四方の土地25ｍ²に、実施例１で使用したと同じ土壌とジオセルを側壁の補強材として使用して、底辺5ｍ、上辺3.4ｍで高さ2.9ｍの正四角錐台の形状の盛土を構築した。
この時、盛土底辺と直角方向に40ｍまで、0.5〜1ｍ毎に、地上高さ1mの位置で盛土方向を含む互いに直行する４方向の空間線量を同様に測定したところ、全ての観測点で、敷地内の放射線量の平均値である0.50μSv/hを下回った。また、盛土を中心として45ｍ以内の2025ｍ²の範囲の100箇所の高さ1ｍの位置での空間線量を測定したところ、平均0.41μSv/hで、環境省の指針によるバックグラウンド計算値は1.18μSv/hであり、盛土建設前の敷地全体の平均値である0.50μSv/h、バックグラウンド値1.31μSv/hを下まわった。盛土表面からの水平距離と放射線強度の関係を測定した結果を表1に示す。

実施例４
幅員5ｍのアスファルト舗装道路上に、放射性セシウムで汚染された浄水場汚泥（放射性セシウムを46,000Bq/kg程度含み、フレコン表面での放射線量が8.7μSv/ｈ程度を示す）を収納した1ｍ³のフレコンバッグを幅方向に４列で７行、合計28個仮置きした場所を、実施例１で使用したと同じNaIガンマ線シンチレーションサーベイメータによりフレコン設置場所端より1ｍ離れた道路中央地点の高さ1mの位置での空間線量を測定したところ、3.77μSv/hであった。
この道路上のフレコン設置場所端から1ｍ離れた場所に、実施例１で使用したと同じ土壌とジオセルを側壁の補強材として使用して、底辺5ｍ、高さ1.1ｍのほぼ直方体の形状の盛土を構築した。
この時、道路上でフレコン置場から盛土を挟んで、道路中央の高さ1mの位置でフレコン設置場所方向の空間線量を測定したところ、全ての観測点で、盛土施工前の測定値を下回った。フレコン設置場所からの水平距離と放射線強度の関係を測定した結果を表２に示す。

Claims (9)

1. 放射性物質で汚染された敷地内の空間放射線量を減少させる方法において、建造物に隣接し、表面が開放されている敷地の面積の２〜８０％を、３０〜５００ｃｍ厚みの実質的に放射性物質で汚染されていない非汚染土壌又は非汚染材料で被覆することを特徴とする敷地内の空間放射線量を減少させる方法。
2. 被覆物が、放射性物質で汚染された汚染土壌を盛土中に隔離して安全に保管するための盛土構造物であり、この盛土構造物は、側壁と、側壁で周囲を囲まれた盛土構造を有し、該盛土構造は、下層から放射性物質の吸着層、放射性物質汚染土壌層、非汚染土砂層を有し、側壁、及び放射性物質汚染土壌層の上層に配置される層の厚みと材質は、放射線強度が１/１０以下に減衰するものであり、該材質は放射性物質の非汚染土壌であることを特徴とする請求項１に記載の敷地内の空間放射線量を減少させる方法。
3. 建造物に隣接し、表面が開放されている敷地が、庭、公園、道路、校庭又は園庭である請求項１に記載の敷地内の空間放射線量を減少させる方法。
4. 非汚染材料が、比重１.５以上の土質材料、重砂、砂鉄、スラグ又は鉛ガラス粒である請求項１〜３のいずれかに記載の敷地内の空間放射線量を減少させる方法。
5. 放射性物質が放射性セシウムであり、非汚染土壌又は非汚染材料で被覆する前に、セシウム移動抑制剤を散布する請求項１〜４のいずれかに記載の敷地内の空間放射線量を減少させる方法。
6. セシウム移動抑制剤が、フェロシアン系吸着資材、又はゼオライト系吸着資材である請求項５に記載の敷地内の空間放射線量を減少させる方法。
7. 放射性物質で汚染された敷地内に建築された建造物内への放射線量を減少させる方法において、建造物に隣接し、表面が開放されている敷地の面積の２〜８０％を、３０〜５００ｃｍ厚みの実質的に放射性物質で汚染されていない非汚染土壌又は非汚染材料で被覆することを特徴とする建造物内の空間放射線量を減少させる方法。
8. 表面が開放されている敷地の面積の３０〜８０％を、３０〜６０ｃｍ厚みの実質的に放射性物質で汚染されていない非汚染土壌又は非汚染材料で被覆する請求項７に記載の建造物内の空間放射線量を減少させる方法。
9. 建造物に隣接し、表面が開放されている敷地が、庭、公園、校庭又は園庭である請求項７又は８に記載の建造物内の空間放射線量を減少させる方法。