JP2014228439A - 放射性汚染物の処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】放射性物質が付着した固形物からなる放射性汚染物を、放射性物質が拡散しないように簡単に処理する。【解決手段】地面１の下の地中に穴２を掘り、その穴２の中に、気孔を有する風化珊瑚粒５と放射性汚染物（放射性物質３が付着した固形物４からなるものである）とを混合して埋め、その上に風化珊瑚粒５からなる層６を形成して、この層６により上記穴２を閉じる。【選択図】図１

Description

本発明は放射性汚染物、特に詳細には放射性物質が付着した固形物からなる放射性汚染物を、放射性物質が拡散しないように処理する方法に関するものである。

例えば原子力発電施設が一部破壊する等により、多量の放射性物質が環境中に放出されることがある。こうして放出される放射性物質の中でも、半減期が比較的長い例えばセシウム134（半減期：約２年）、ストロンチウム90（同：約29年）、セシウム137（同：約30年）、プルトニウム239（同：約24万年）等は、人体や動植物の被害を招来しやすいものであると認識されている。それらの放射性物質は、粒径が主に０．１μｍ〜２．０μｍ程度で非常に軽いものが多く、大気中に浮遊したり、河川水や地下水により運ばれたりして広範囲な場所に拡散することがある。

拡散した放射性物質は、いわゆる除染作業によって道路、建造物、住宅敷地、校庭、農地、山林地、海岸等から除去することもできるが、一般的な除染作業は放射性物質のみを選択して除去できるものではなく、通常は、放射性物質が付着している土壌、砂、汚泥、瓦礫、建築廃材等の固形物ごと除去するようにしている。そのため、除染作業の結果として、上記固形物からなる大量の放射性汚染物が発生し、その処理が新たな問題となる。

上記のようにして発生した放射性汚染物の処理は基本的に、回収した放射性物質が再度環境中に拡散しないように特定場所において固定化すること、および／または放射性物質が発する放射線を遮蔽すること、の二点を図るものである。

従来、放射性物質を特定場所において固定化するための方法として、例えば特許文献１に記載されている方法が知られている。この方法は、地中に形成した保管空間（穴）をアスファルト層によって防水処理し、放射性汚染物質を収容した保管用容器等を上記保管空間内に収容し、収容された保管用容器等の間隙にアスファルトを充填した後、保管空間の開口を土壌にて閉じるようにしたものである。

特開２０１３−７２６５５号公報

しかし、上記特許文献１に記載されている方法は、アスファルト溶融や、アスファルトエマルジョン吹き付けのための大掛かりな装置を必要とするため、簡単には実施できないという問題が認められる。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、放射性物質が付着した固形物からなる放射性汚染物を、放射性物質が拡散しないように簡単に処理できる方法を提供することを目的とするものである。

本発明による放射性汚染物の処理方法は、
放射性物質が付着した固形物からなる放射性汚染物の処理方法であって、
地中に穴を掘り、
上記穴の中に、気孔を有する風化珊瑚粒と前記放射性汚染物とを混合して埋め、
その上に風化珊瑚粒からなる層を形成して、この層により上記穴を閉じることを特徴とするものである。

なお上記の「固形物」としては、例えば土壌、砂、汚泥、瓦礫、建築廃材、さらには除染作業時や放射線関連の実験や試験で発生した放射線防護具等が挙げられるが、それらに限られるものではなく、特に危険性等の問題が無い限り、どのような固形物であっても処理対象となり得る。

また「風化珊瑚粒」とは、造礁サンゴが風化作用により細かい砂粒状になって海底に堆積したものや、あるいは、岩状の比較的大きな風化珊瑚を人工的に砕いて粒状としたものを指す。風化珊瑚の主成分はＣａＣＯ_３、ＣａＭｇ（ＣＯ_３）_２等のカルシウム化合物であるが、そのような風化珊瑚の粒には、珊瑚が本来持っていた多数の微細な気孔が残されている。本発明の方法においては、その気孔が放射性物質を捕捉、固定化するために有効に利用される。本発明の方法において、使用する風化珊瑚粒のサイズは特に限定されるものではないが、一般には、一方向の差し渡し寸法が最大で１．０ｍｍ〜数ｍｍ程度のものが好適に利用される。

なお、本発明による放射性汚染物の処理方法においては、風化珊瑚粒として、その気孔の中に存在する不純物を除去する処理がなされたものを用いることが望ましい。

また本発明による放射性汚染物の処理方法においては、上述した風化珊瑚粒からなる層を、その全厚に亘って前記穴の中に有る状態に形成することが望ましい。

また本発明による放射性汚染物の処理方法においては、風化珊瑚粒からなる層の上に、鉛からなる放射線遮蔽層を形成することが望ましい。そしてそのような放射線遮蔽層は、その全厚に亘って前記穴の中に有る状態に形成することが望ましい。

先に述べた通り風化珊瑚粒には、極めて多数の気孔が存在する。それらの気孔は形状が複雑で大きさも一様ではないが、一方向の差し渡し寸法が０．０１μｍ〜２００μｍ程度であることが知られている。このような風化珊瑚粒を、放射性物質が付着した固形物からなる放射性汚染物と混合させると、前述した通り粒径が主に０．１μｍ〜２．０μｍ程度である放射性物質が風化珊瑚粒の気孔内に効率良く捕捉され、そこに固定される。そしてこの方法は大掛かりな装置を必要としないので、簡単に実施可能である。

以上の状態にするだけでも、放射性物質が大気中や地下水等に拡散して行くことが防止されるが、本発明の方法では、放射性汚染物を風化珊瑚粒と混合して埋めた上にさらに風化珊瑚粒からなる層を形成して、この層により地中の穴を閉じるようにしているので、例えば穴を閉じる際に舞い上がる放射性物質も、さらには、穴を閉じた後に地下水位の上昇等によって地表側に移動する放射性物質も、上記層を構成する風化珊瑚粒によって確実に捕捉、固定化される。

なお、本発明による放射性汚染物の処理方法において特に、風化珊瑚粒として、その気孔の中に存在する不純物を除去する処理がなされたものを用いる場合は、不純物除去により気孔の有効容積が増大していることから、放射性物質を捕捉、固定化する効果がより高いものとなる。

また本発明による放射性汚染物の処理方法において特に、風化珊瑚粒からなる層を、その全厚に亘って前記穴の中に有る状態に形成する場合は、風化珊瑚粒の散逸が防止されるようになる。

また本発明による放射性汚染物の処理方法において特に、風化珊瑚粒からなる層の上に、鉛からなる放射線遮蔽層を形成する場合は、放射線遮蔽効果も得られるのでより好ましい。そしてそのような放射線遮蔽層を、その全厚に亘って前記穴の中に有る状態に形成する場合は、放射線遮蔽層が破損したりズレたりすることを防止できる。

本発明の一実施形態による放射性汚染物の処理方法を、工程を追って説明する概略図 本発明の別の実施形態による放射性汚染物の処理方法を説明する概略図 本発明のさらに別の実施形態による放射性汚染物の処理方法を説明する概略図 本発明のさらに別の実施形態による放射性汚染物の処理方法を説明する概略図 本発明の方法に用いられる風化珊瑚粒に施される不純物除去処理を説明する概略図

以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態による放射性汚染物の処理方法を、作業工程を追って概略的に説明するものである。この方法においては、まず同図（１）に示すように処理地の地面１に穴２を掘る。この穴２の容積および開口部の寸法は、必要に応じてどのように設定されてもよい。また、この穴２を設ける処理地としては、地盤が強固な所を選択するのが望ましいが、現場の状況によっては、穴周囲に矢板を打つ等の土留め工事を適宜行うようにしてもよい。

次に同図（２）に示すように上記穴２の中に、放射性物質３が付着した固形物４からなる放射性汚染物を、風化珊瑚粒５と混合した状態で埋める。固形物４は具体的には、前述したような土壌、砂、汚泥、瓦礫、建築廃材、さらにはいわゆる除染作業や放射線関連の実験や試験で発生した放射線防護具等であるが、それらに限定されるものではない。また、この種の放射性汚染物としては、主に除染作業によって発生したものが挙げられるが、その他の原因で発生した放射性汚染物も同様に処理可能であることは勿論である。

次に同図（３）に示すように、風化珊瑚粒５と混合された放射性汚染物の上に、風化珊瑚粒５からなる層６を形成して、該層６より穴２を閉じる。この層６の厚さは、通常１ｍ以上程度とされる。この層６は、一般に厚さが大であるほど放射性物質３を捕捉、固定化する効果がより高いものとなるが、その厚さは上記の値に限らず適宜設定可能である。

次に同図（４）に示すように上記層６の上に、例えば厚さ１０ｃｍ程度の鉛板からなる放射線遮蔽層７を形成する。本実施形態においてこの放射線遮蔽層７および、風化珊瑚粒５からなる層６は共に、その全厚に亘って穴２の内部に存在する状態に形成される。以上の処理は大掛かりな装置を必要としないので、比較的簡単に実施可能である。

以上述べた処理により、放射性物質３が付着した固形物４からなる放射性汚染物は、風化珊瑚粒５と混合した状態に維持される。この状態では、放射性物質３が風化珊瑚粒５の気孔内に効率良く捕捉され、そこに固定される。そこで、放射性物質３が大気中や地下水等に拡散して行くことが確実に防止される。

さらに本実施形態の方法では、放射性汚染物を風化珊瑚粒５と混合して埋めた上に風化珊瑚粒５からなる層６を形成して、この層６により穴２を閉じているので、放射性物質３の拡散がより確実に防止される。すなわち、穴２を閉じる際に舞い上がる放射性物質３や、さらには、穴２を閉じた後に例えば地下水位の上昇等によって地表側に移動する放射性物質３も、上記層６を構成する風化珊瑚粒５によって確実に捕捉、固定化されるようになる。なお、上記風化珊瑚粒５からなる層６は、その全厚に亘って穴２の内部に存在する状態に形成されているので、この層６の風化珊瑚粒５が散逸することが防止される。

また本実施形態の方法では、風化珊瑚粒５からなる層６の上に、鉛からなる放射線遮蔽層７を形成しているので、放射性物質３が発する放射線を遮蔽する効果も得られる。特に本実施形態では、上記放射線遮蔽層７を、その全厚に亘って穴２の中に有る状態に形成しているので、放射線遮蔽層７が破損したりズレたりすることを防止できる。

以上説明した実施形態においては、放射線遮蔽層７を、風化珊瑚粒５からなる層６の上だけに形成しているが、図２に示すように、風化珊瑚粒５と混合して埋められた放射性汚染物を下方および側方から取り囲むと共に、風化珊瑚粒５からなる層６を側方から取り囲む別の放射線遮蔽層８を設けて、放射線遮蔽効果をさらに確実なものとすることもできる。

なお、風化珊瑚粒５と混合して埋められた放射性汚染物の下方にだけ放射線遮蔽層を設けても、さらには、風化珊瑚粒５と混合して埋められた放射性汚染物および層６の側方にだけ放射線遮蔽層を設けても、放射線遮蔽効果を得ることができる。

また放射性汚染物の中に、γ線のように透過性の高い放射線を発する放射性物質は含まれていないことが判明している場合や、特に穴２の近辺において放射線を遮蔽する必要が無い場合等においては、図３に示すように前記放射線遮蔽層７は省いても構わない。

さらに、風化珊瑚粒５からなる層６は、その全厚に亘って穴２の中に形成する他、図４に示すように一部が穴２の外に有る状態に形成してもよい。

なお、上記の風化珊瑚粒５としては、その気孔の中に存在する不純物を除去する処理がなされたものを用いるのが望ましい。そうすることにより気孔の有効容積が増大して、放射性物質を捕捉、固定化する効果が一層高くなることは先に述べた通りである。この不純物を除去する処理としては、例えば特開２００２−２７３３５７号公報に開示されている方法を適用することができるが、以下、その方法の一例について図５を参照して説明する。

図５は、この処理に用いられる不純物除去装置の概略構成を示すものである。図示の通りこの装置は、開閉可能な密閉蓋１０を有する真空タンク１１と、真水等の洗浄水を貯留する洗浄水タンク１２と、真空タンク１１の内部を真空にする真空ポンプ１３とを有している。真空タンク１１と洗浄水タンク１２の各下端に近い部分は洗浄水供給配管１４で接続され、この洗浄水供給配管１４には洗浄水供給弁１５が介設されている。また、真空タンク１１の上端に近い位置には空気吸引配管１６の一端が接続され、この空気吸引配管１６の他端は真空ポンプ１３に接続されている。そしてこの空気吸引配管１６には、真空弁１７が介設されている。また、真空タンク１１の上端に近い位置には、空気抜き弁１８が介設された空気抜き配管１９の一端が接続されている。さらに真空タンク１１の下端に近い位置には、水抜き弁２０が介設された水抜き配管２１の一端が接続されている。

この装置によって、風化珊瑚粒５の気孔中に存在する不純物を除去する際には、風化珊瑚粒５を例えば丈夫な綿製の袋２２の中に収め、その袋２２を、密閉蓋１０を開けて真空タンク１１内に収容する。このとき、洗浄水供給弁１５は閉じておく。その後密閉蓋１０を閉じてから、真空弁１７を開き、真空ポンプ１３を作動させる。それにより、真空タンク１１の内部に存在していた空気が空気吸引配管１６から引き抜かれ、該真空タンク１１の内部が真空あるいはそれに近い状態になる。このとき、風化珊瑚粒５の気孔中に存在していた空気が引き抜かれるので、気孔の中も真空あるいはそれに近い状態になる。

以上の状態になったら、次に真空弁１７を閉じ、真空ポンプ１３を停止させると共に洗浄水供給弁１５を開いて、洗浄水タンク１２に貯留されている洗浄水を大気圧により真空タンク１１の内部に導入する。その後、真空タンク１１の中の洗浄水水位が全ての袋２２の上に達したところで洗浄水供給弁１５を閉じ、洗浄水の供給を停止する。こうして真空タンク１１の内部に導入された真水等の洗浄水は、風化珊瑚粒５の気孔中に浸入する。その際、気孔は真空あるいはそれに近い状態になっているので、気孔が複雑な形状をしていても、洗浄水は気孔内に瞬時に浸入する。そこで、気孔内に塩分等の不純物が存在していれば、それらは洗浄水中に溶解あるいは浮遊するようになる。

次いで、上記溶解あるいは浮遊が十分になされた頃に水抜き弁２０を開き、塩分等の不純物が溶解している洗浄水を真空タンク１１の外に排出する。

以上の処理を複数回繰り返すことにより、風化珊瑚粒５の気孔中に存在していた塩分等の不純物は、極めて良好に気孔内から除去される。

その後洗浄水供給弁１５を開いて真空タンク１１の中に洗浄水を導入し、該洗浄水の水位が全ての袋２２よりも上になったところで、洗浄水供給弁１５を閉じる。次いで空気抜き弁１８をゆっくり開いて、真空タンク１１内の真空度を徐々に下げ、その内部がほぼ大気圧になったところで密閉蓋１０を開け、風化珊瑚粒５が入っている袋２２を真空タンク１１から取り出す。

次に、取り出した風化珊瑚粒５を袋２２ごと遠心分離機の中に入れ、遠心分離機を作動させて風化珊瑚粒５の周囲および内部に存在する水分を全て取り除く。その後、風化珊瑚粒５を乾燥機により、あるいは自然乾燥により乾燥させる。

以上の全ての作業を数回繰り返すことにより、あるいは、乾燥以外の作業を数回繰り返して最後に１回だけ乾燥の作業を行うことにより、気孔に存在していた塩分等の不純物がほぼ完全に除去された風化珊瑚粒５を得ることができる。

なお真空タンク１１の底部に、風化珊瑚粒５を下から受け止める一方洗浄水は通過させるフィルタを配置しておけば、風化珊瑚粒５を袋２２に入れて取り扱わずに、直に真空タンク１１に入れて洗浄作業を行うことも可能である。また、図５に示した洗浄装置は、放射性汚染物を処理する現場近くに設置してもよいし、あるいはその現場から遠い所に設置して、そこから洗浄処理済みの風化珊瑚粒５を処理現場に搬送するようにしてもよい。

１ 地面
２ 穴
３ 放射性物質
４ 固形物
５ 風化珊瑚粒
６ 風化珊瑚粒からなる層
７、８ 放射線遮蔽層
１１ 真空タンク
１２ 洗浄水タンク
１３ 真空ポンプ
１５ 洗浄水供給弁
１７ 真空弁
１８ 空気抜き弁
２０ 水抜き弁
２２ 袋

Claims (5)

1. 放射性物質が付着した固形物からなる放射性汚染物の処理方法であって、
   地中に穴を掘り、
   前記穴の中に、気孔を有する風化珊瑚粒と前記放射性汚染物とを混合して埋め、
   その上に風化珊瑚粒からなる層を形成して、この層により前記穴を閉じることを特徴とする放射性汚染物の処理方法。
2. 前記風化珊瑚粒として、その気孔の中に存在する不純物を除去する処理がなされたものを用いることを特徴とする請求項１記載の放射性汚染物の処理方法。
3. 前記風化珊瑚粒からなる層を、その全厚に亘って前記穴の中に有る状態に形成することを特徴とする請求項１または２記載の放射性汚染物の処理方法。
4. 前記風化珊瑚粒からなる層の上に、鉛からなる放射線遮蔽層を形成することを特徴とする請求項１から３いずれか１項記載の放射性汚染物の処理方法。
5. 前記放射線遮蔽層を、その全厚に亘って前記穴の中に有る状態に形成することを特徴とする請求項４記載の放射性汚染物の処理方法。

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