JP2013190408A - 放射性物質含有焼却灰等の放射線量低減処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、固体物質である放射線汚染土壌ないし放射性物質含有焼却灰等の放射線量低減処理方法を提供することを目的としている。
【解決の手段】 本発明は、放射能汚染土壌ないし放射性物質含有焼却灰等に対し、活性水素含有水に焼成貝殻微粉を混合、散布、静置することにより、放射線汚染土壌ないし放射性物質含有焼却灰等の放射線量の絶対量を低減することを可能にした。

Description

本発明は、放射性物質含有焼却灰等に活性水素含有水と焼成貝殻微粉を添加散布静置する、大量の放射性物質含有焼却灰等に関し短時間で放射性物質含有焼却灰等の放射線量低減処理方法に関する。

現在、放射性物質を含有する汚染水や放射性物質が付着した瓦礫、汚染土壌ないし汚泥処理した放射性物質含有焼却灰等の処理に関しては、汚染水の放射性物質の吸着処理、汚染土壌の除染処理が進められている。
放射能汚染水処理はゼオライト吸着剤〔特許文献１、特許文献２、非特許文献１〕、アパタイト吸着剤〔特許文献３〕、フェロシアン化合物吸着剤〔特許文献４〕等が開示されている。

〕特公昭６１−１８２５９８号公報 特開平８−３０７７号公報 特開平５−６６２９５号公報 特開平５−３１７６９７号公報

保健物理 Ｖｏｌ２５，Ｐ１６１〜１６４（１９９０） 自然の中の原子転換 Ｌ，ｋｅｒｖｒａｎ：Ｇ ｏｈｓａｗａ訳 ニューサイエンスのパラタイム 技術出版（１９８７） これらの特許文献は、全て液体中の放射性物質を吸着し、分離除去する処理方法に関する提案である。
また、汚染土壌に含有されている放射性物質は、汚染土壌の表面土壌の汚染部を削ぎ取る手段による除染処理が実施されている。

解決しようとする課題

従来の特許文献は、液体中の放射性物質の吸着処理方法であり、放射能汚染土壌ないし放射性物質含有物質の放射線量を低減する技術や公知文献は全く見当らない。
本発明は、固体物質である放射能汚染土壌ないし除染汚泥および放射性物質含有焼却灰等（以下、「放射性物質含有焼却灰等」という）の放射線量低減処理方法を提供することを目的としてなされたものである。

課題を解決するための手段

本発明は、前記目的達成のため、鋭意研究を重ね、活性水素含有水による、コロイダル燃料〔特許第４８７７５３２号公報〕、難分解性ハロゲン化合物の湿式ハロゲン脱離方法〔特開２０１１−５２０５号公報〕、市水道の赤さびのマグネタイト化処理〔特開２００９−１４２００７〕、無菌活性培養液〔特開２００１−１２０２５７５〕等、活性水素含有水に依存性があることを見出し提案してきた。
発明者らは、これらの知見を基に、放射能汚染土壌に活性水素を含む天然ミネラルイオン含有植物皮果汁液組成物と焼成貝殻微粉を少量添加し静置したところ、放射線量が５０％程度低下する現象に気付いた。
本発明者らは、更に、某下水道汚泥処理焼却センターより発生する放射性物質含有焼却灰について、上記同様の処理を試験実施したところ、放射性物質〔セシウム１３７〕の放射線量が７５％〜８０％程度低減する値を得ることができた。

発明者らは、無菌活性培養液ないし磁気処理水または医王石処理水についても、上記処理を実施した結果、放射線量の低減効果のあることを確認した。

放射能汚染土壌や放射性物質含有焼却灰の放射線量低減が常温下で起こりうる可能性は現代物理学の定説では否定されている。
しかしながら、現実に放射性物質含有焼却灰の放射線量が、放射線量測定器により低減した現象を否定することはできない。
本発明者らは、現代科学を否定する考え方は持っていない。
本発明者らは、上述した常温下での放射線量低減について以下に記述する可能性があるものと考えている。

放射性物質含有焼却灰中の放射性セシウム〔^１３７Ｃｓ〕は、質量数１３７のうち、核数５５、中性子数８２、電子数５５から成り、電子は質量をもたないため原子核の核数と中性子との和が質量数と成る。放射性セシウムの主な同位体核種は、^１２７Ｃｓ〜^１３７Ｃｓまで１１種類あり、〔^１３７Ｃｓ〕の半減期は３０．１７年である。半減期の低減変性物は全て鉛〔Ｐｂ〕となり、常温状態でも変換することは現代物理学でも確認されている。

発明者らは、活性水素含有水と焼成貝殻微粉から発生する励起状水素原子〔Ｈ・〕が、〔^１３７Ｃｓ〕の半減期を短縮することに関与し、安定物質のバリウム〔Ｂａ原子量１３８〕に変成された可能性があるものと考えている。
即ち、水素原子は質量数１、中性子は存在しない。よって〔^１３７Ｃｓの原子核数１３７〕と励起状水素〔Ｈ・〕核数１による何らかのエネルギー半減期短縮が起きた結果、放射性セシウム〔^１３７Ｃｓ〕の質量数が１つ増加し安定性バリウム〔Ｂａ原子量１３８〕に転換したものと推測している。
本発明者らは、活性水素ないし励起状水素による化学的反応成生物質ではなく、何らかの物理的反応生成物質ではないかと推測している。
それにより、放射線量が低減したことが考えられる。
発明者はこれまで、活性水素含有水の活性水素原子〔Ｈ・〕ないし励起状水素〔Ｈ・〕について、化学的反応性を基に、以下に記述する提案を行ってきた。
本発明は、活性水素〔Ｈ・〕ないし励起状水素〔Ｈ・〕の化学的反応ではなく、原子状水素による何らかの物理反応が起きたことによる事象なのではないかと推測している。

活性水素含有水と共に添加する焼成貝殻微粉は、自らが外的エネルギー〔放射線など〕によって励起状水素原子〔Ｈ・〕とカリウム〔Ｋ〕に変成することが、〔非特許文献２〕に詳述されている。
放射性物質含有焼却灰に活性水素含有水と共に添加する焼成貝殻微粉には励起状水素原子〔Ｈ・〕の活性力増加に極めて重要な効果がある。
尚、石灰岩の焼成による生石灰は効果が殆どない。

上述した内容について、活性水素含有水の中の活性水素含有については、〔特許第８７７５３２号公報〕において、活性水素含有量測定装置〔（株）共栄電子研究所ＫＫＭ２１００ＤＨ，隔膜型ポーラロ式電極採用〕によって、最大２０ｍｇ／ｌの活性水素発生量を確認している。

本発明の活性水素含有水について詳しく説明する。
先ず、〔特許第４８７７５３２号公報〕について、本発明に関する活性水素が発

記載されている。

分〔一酸化珪素ＳｉＯ〕３１％を含有し、水と接触するとき活性水素として２０μｇ ／ｌを含有した活性水素含有水が得られることを確認している。

とを式（１）、（２）、（３）に示す。

存水素ガスとなり、溶存水素ガス中には励起状水素が存在し、且つ、メタ珪酸〔Ｈ_２ＳｉＯ_３〕となり、水中にて可溶化する。

次に、〔特開２０１１−５２０５号公報〕について、本発明の活性水素を生成する際、ヒル石（閃緑変質黒雲母）が植物性有機酸成分のパイナップル皮果汁液に含有されるイソ吉草酸や酪酸、他、カプロン酸、カプリル酸、ラウリル酸、ミリスチン酸、ないし柑橘皮果汁液に含まれるリモネン、アスコルビン酸等の単独ないし複合酸により、ヒル石の鉱物酸化物が植物有機酸に浸漬して、イオン化状態で抽出される際、発生期状の水素ないし原子状水素〔励起水素〕となることが記載されている。式（４）、（５）に示す。

本発明に用いる天然ミネラルイオン含有植物皮果汁液組成物の成分組成値は、概して〔表１〕に示すものを用いた。

本発明者らは、前記〔特開２０１１−５２０５号公報〕について、ヒル石の酸化物が植物性有機酸に浸漬して生成される天然ミネラルイオン含有植物皮果汁液組成物に含有する励起状水素〔Ｈ・〕の存在について、励起状水素〔Ｈ・〕捕捉剤ＤＰＰＨ（１・１Ｄｉｐｈｅｎｙｉ−２−ｐｉｃｒｙｉｈｙｄｒａｚｙｌ，ｍａｘ＝５１７ｎｍ）ラジカルスペクトルのピーク減少を利用するＥＳＲ（電子スピン共鳴）法をＥＳＲ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｓｐｉｎ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ）測定装置（日本電子ＪＥＯＬ−ＪＥＳ−ＦＥ３ＸＧ，Ｓｐｅｃｔｏｒｏｍｅｔｅｒ）より詳しい測定を実施して、励起状の活性水素〔Ｈ・〕であることを確認した。
本発明に関する励起状活性水素〔Ｈ・〕の検出方法は、ＤＰＰＨラジカルが励起状活性水素〔Ｈ・〕を捉えると定量的に反応し、ＤＰＰＨラジカルピーク（５１７ｎｍ）が消失する原理を利用した検出方法である

前記〔特開２０１１−５２０５号公報〕は、難分解性有機ハロゲン化合物であるポリ塩化ビフェニル〔ＰＣＢ〕が、天然ミネラルイオン含有植物皮果汁液組成物に含有している原子状の励起水素〔Ｈ・〕により、水素化ハロゲン反応に基づいて塩化水素（ＨＣｌ）を生成すると共に、ビフェル（Ｃ６Ｈ５−Ｃ６Ｈ５）化して難分解有機ハロゲン化合物から湿式方法によってハロゲン元素を脱離するのに原子状励起水素が有効であることを確認している。式〔化３〕（６）に示す。

更に、無菌活性培養液は、〔特開２００１−１２０２５７号公報〕において、磁鉄鉱、石灰石、海緑石〔医王石の一種〕、トリリン酸カルシウムなどのミネラル材を水と腐葉土の腐植質のフルボ酸、動物糞に浸漬曝気して得る。酸化還元電位〔Ｏ，Ｒ，Ｐ〕がマイナス値を示す中性の淡褐色を有する土壌改良材である。
本発明に於いては、該無菌活性培養液に焼成貝殻微粉を添加して、放射性物質含有焼却灰を浸漬したところ、放射線量が低減することを見出した。
無菌活性培養液が中性領域で酸化還元電位〔Ｏ，Ｒ，Ｐ〕値がマイナス値を示す主因には、他ならぬ活性水素原子を含有している証であるといえる。
無菌活性培養液による放射性物質含有焼却灰の放射線量が低減することは、これまで［００１０］〜［００１５］に記述した励起状の活性水素によって起きた現象であると推測している。

そして、市水道の赤錆のマグネット処理による磁化水は、〔特開２００９−１４２８０７号公報〕および〔材料と環境２００８講演集Ｐ４６３〜４６６ 日本防食協会（２００８）〕に於いて、水を磁気処理装置を用いて通水処理する際、励起状の活性水素を生成し、この励起状の水素原子が、赤錆の三酸化鉄〔ヘマタイトＦｅ_２Ｏ_３〕の一部を還元して黒錆びの四、三酸化鉄〔マグネタイトＦｅ_３Ｏ_４〕の防食膜となる事を見出した。
磁気処理装置に通水すると極微弱な電圧が発生することにより、一種の電子授受反応〔電解反応〕が起き、平衡状態にある水の各種成分が励起され、励起によって活性化された水〔磁化水〕となり、磁化水中には励起活性化された水素原子〔Ｈ・〕を含有することを原子状水素〔Ｈ・〕によって生成する溶存水素〔Ｈ_２〕を（株）共栄電子研究所の隔膜型ポーラロ式電極が採用された溶存水素測定装置（ＫＫＭ−２１００ＤＨ）により確認した。
水〔Ｈ_２Ｏ〕に磁気処理を施こすことにより、励起状の活性水素〔Ｈ・〕を生成し、更に、溶存水素〔Ｈ_２〕となる過程は複雑で単純なメカニズムではないが、以下に示す［化４］、［化５］、式（７）、（８）により推移するものと推測している。

その際、発生期状態の活性水素〔Ｈ・〕同士が共有結合して水素分子〔Ｈ_２〕となる。

赤錆のヘマタイト〔Ｆｅ_２Ｏ_３〕は、励起状活性水素（Ｈ・）により、第一酸化鉄〔ＦｅＯ〕に部分還元され、その結果全体的には黒錆びのマグネタイト〔Ｆｅ_３Ｏ_４〕となる。［化６］式（９）、（１０）に示す。

本発明は、活性水素含有水と焼成貝殻微粉末によって、放射性物質含有焼却灰の放射線量低減を可能にすることを達成し、本発明を完成することができた。
これまで［００１３］〜［００２７］に記述した活性水素含有水は、焼成貝殻微粉を少量添加することによって、放射性物質含有焼却灰等から放射性物質が除去され、放射線量が低減することを確認した。
活性水素含有水であっても、焼成貝殻微粉を添加しない場合は、放射線量の低減効果は全く得られなかった。尚、活性水素含有水であれば、本発明に記載以外であって差し支えない。また、抗酸化性物質ないし酵素等の還元性を有する物質も本発明に適用可能である。

本発明の焼成貝殻微粉による放射線量低減作用は、〔非特許文献２〕の「石灰からカリウム〔Ｋ〕への転換について」に記載のカルシウム（Ｃａ〔４０〕）が、Ｋ〔３９〕＋Ｈ〔１〕のように、カリウムへの転換が起き、この際発生した水素原子が、放射性セシウム〔^１３７Ｃｓ〕を原子転換して放射性物質を安定バリウム〔^１３８Ｂａ〕に転換したことにより、放射線量の低減が起きたことが考えられる。

本発明は、活性水素含有水１００重量部に対し焼成貝殻微粉１〜１０重量部を添加し、放射性物質含有焼却灰１００重量部に散布静置することにより、短時間で放射性物質含有焼却灰の放射線量低減方法を見出し、本発明を達成することを可能にした。

発明の効果

本発明によって、固体物質である放射性物質含有焼却灰等の放射線量の低減が達成できたことは、従来の除染方法では実現できなかった、放射性物質の絶対量の削減を可能にする極めて画期的な提案であり、直面する喫緊の課題の解決に多大な効果が期待される

実施例により、本発明を詳しく説明する。なお、本実施例は一実施形態に過ぎず、なんら限定解釈されるものではなく、本発明の範囲内で設計変更可能である。

放射性物質含有焼却灰〔放射線量４６０μＳｖ／Ｈ〕１０００ｇ、をステンレス製皿容器に採取、活性水素含有水として天然ミネラルイオン含有植物皮果汁液組成物５０倍希釈液１０００ｇ、これに焼成貝殻微粉５０ｇを混合、散布し静置、放射線量を測定した結果、極めて短時間で放射線量が４０％以上低減する値を得た。計測器は、ガイガーカウンター放射能測定器（Ｓｐａｒｉｎｇ−Ｖｉｓｔ Ｃｅｎｔｅｒ社 ＭＫＳ−０５ ＴＥＲＲＡ−Ｐ＋）を用いた。
結果を［表３］に示す。

次に、放射性物質含有焼却灰〔放射線量４６０μＳｖ／Ｈ〕１０００ｇをステンレス製皿容器に採取、水道水１０００ｇ、これに焼成貝殻微粉５０ｇを混合、散布し静置した後、〔００３６〕同様、放射線量を測定した結果、放射線量が２％以下であって殆ど放射線量を低減することができなかった。結果を〔表４〕に示す。

放射線汚染物の除染汚泥〔放射線量１．４μＳｖ／Ｈ、水分３０％〕１００ｇ、焼成貝殻微粉５．０ｇを混合した後、天然ミネラルイオン含有植物皮果汁液組成物５００倍希釈液を５０ｇ散布、混合、静置して放射線量測定した。
結果を［表５］に示す。

次に、放射線汚染物の除染汚泥〔放射線量１．４μＳｖ／Ｈ、水分３０％〕１００ｇ、水道水５０ｇ焼成貝殻微粉５．０ｇを混合した後、散布、攪拌、静置して放射線量測定した結果、放射線量は殆ど低減できなかった。結果を［表６］に示す。

次に、放射性物質含有焼却灰〔放射線量４６０μＳｖ／Ｈ〕１０００ｇをステンレス製皿容器に採取、天然ミネラルイオン含有植物皮果汁液組成物５００倍希釈液を５０ｇ、これに石灰岩焼成消石灰〔Ｃａ（ＯＨ）_２〕５０ｇを混合した後、散布、混合、静置して放射線量測定した。結果〔表７〕に示す。

実施例１に準じ、供試料として放射線汚染物の除染汚泥または汚染土壌１０００ｇに対し、活性水素含有水１０００ｇの中に焼成貝殻微粉５０ｇを混合散布した後、静置、１４日経過後の放射線量値を〔表８〕に示す。

東日本大震災および東京電力（株）福島第一原子力発電所事故に伴い、大量の放射性物質が放出され、広範囲の農地、学校の校庭、公園、山林等の土壌から建物の屋根・屋上等に降り積もり、除染処理を余儀なくされている。しかし、問題はこれからで、建物の屋根・屋上の除染は、高圧噴霧器で洗浄、洗浄された洗浄水は大量の放射物質を含んだ状態で地上に放出され、側溝を通して海に排出されているが、側溝も大きなダメージが発生しており、海に到達するには時間が掛かるため、側溝のヘドロに放射性物質が混入されている。一方、農地に汚染された放射性物質は、風雨にさらされ土壌に浸透、土壌浸透した放射性物質は植物に吸収され、放射線量の多い少ないは別として最終には、人間を始め動物の体内に取り込まれ害を及ぼす物質である。
また、学校の校庭や公園の土壌を削り取る除染方法も各地で行われているが、中間、最終処分地がない為、削り取った場所にブルーシートを掛け野積み同然の状態で放置されているのが現状である。
また、原発より７０ｋｍ以上離れた場所では、下水道汚染物の中に風雨により流れ込んだ高濃度の放射性物質〔^１３７Ｃｓ〕が混入、各地域のクリーンセンターに於いて埋め立て不可能な物質が山積みとなり大きな問題を抱えている。
放射性セシウム〔^１３７Ｃｓ〕の半減期は３０．１７年である。
本発明は、放射能汚染物質の放射性セシウム〔^１３７Ｃｓ〕を簡単な処理方法でしかも短時間でその絶対量を低減できるため、下水道処理場の汚泥処理、ゴミ焼却場の焼却灰処理のほか放射能汚染された農地、公園等の土壌処理等、広範囲かつ低コストでの対応が可能となる。

Claims (4)

1. 放射性物質含有焼却灰等に活性水素含有水と焼成貝殻微粉を添加、散布、静置する放射性物質含有焼却灰等の放射線量低減処理方法。
2. 活性水素含有水が天然ミネラルイオン含有植物皮果汁液または無菌活性培養液ないし磁気処理水、医王石接触処理水であることを特徴とする請求項１に記載する放射性物質含有焼却灰等の放射線量低減処理方法。
3. 焼成貝殻微粉が貝殻を高温焼成して得た生石灰微粉である請求項１および請求項２に記載する放射性物質含有焼却灰等の放射線量低減処理方法。
4. 放射性物質含有焼却灰等１に対し活性水素含有水５０倍希釈水１ないしそれ以上添加する際、焼成貝殻微粉０．０１〜０．１を混入し攪拌後散布静置する請求項１ないし請求項３に記載する放射性物質含有焼却灰等の放射線量低減処理方法。