JP2015099105A - 放射性物質を含む土壌の除染装置、および除染方法 - Google Patents

Abstract

【課題】広範囲にわたる土壌を効率よく除染できる放射性物質を含む土壌の除染装置、および除染方法を提供する。
【解決手段】放射性物質を含む土壌Ｓを介在させて配置される一対の電極１、２と、一対の電極１、２に電圧を印加する直流電源３と、電極２の近傍に配置され放射性物質を吸着する吸着材４とを備える除染装置Ａ。一対の電極１、２に電圧を印加することで、土壌Ｓ中にイオンとして存在する放射性物質を電極２に移動させることができる。電極２の近傍に移動してきた放射性物質を吸着材４で吸着することで土壌Ｓを除染できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、放射性物質を含む土壌の除染装置、および除染方法に関する。さらに詳しくは、電気泳動を利用して土壌を除染する除染装置、および除染方法に関する。

原子力発電所の事故を受け、放射性物質を含む土壌の除染が求められている。環境省によれば、環境中にある放射性物質による被ばく線量を低減するための方法には、放射性物質を「取り除く」、「遮る」、「遠ざける」の３つがあり、これらの方法を組み合わせて対策を行うことが「除染」とされている。具体的には、汚染物質を取り除いて、処分場に持ち込み生活圏から遠ざけたり、通常の低レベル放射性廃棄物と同様にコンクリートピット処分などを行ったりする。

しかし、放射性物質を含む土壌を全て取り除くことは、その残土の多さを考えると現実的ではない。また、汚染土壌と健全土壌を入れ替えるという方法もあるが、放射性物質は水溶性が高く土壌中ではイオンとして存在し容易に移動することから、抜本的な除染方法とはいえない。

高圧洗浄による除染方法も知られているが、これは放射性物質を移動させているだけに過ぎない。しかも、放射性物質が湖沼や河川、海洋の底泥に移動し、より回収が困難になるという問題がある。底泥に移動した放射性物質はバクテリアなどに入り込み、それを捕食する小動物、さらには小動物を捕食する中型動物に移動し、最終的に人間の食卓へと運ばれる可能性がある。

汚染土壌の除染方法として、種々の酸で土壌を洗い放射性セシウムを水に移行させ、ゼオライト、プルシアンブルー、その他の吸着材で放射性セシウムを吸着する方法が知られている。しかし、酸処理した土壌や吸着材は不安だという声が多い。また、土壌を洗うという極めて煩雑な手間を施さなければならず、膨大な量の汚染土が排出される場合は、現実的、合理的、かつ経済的な除染手法とはいい難い。

特許文献１には、木や草に含まれる繊維質であるセルロースを炭化させた炭素材料がセシウムを吸着することが開示されている。この炭素材料は磁性を持ち、磁石を使えばセシウム吸着後に回収が可能である。しかし、１回の処理で除染し、再利用が可能になった土は全体の25〜50%にとどまっており、この材料を用いて広範囲にわたる土壌の除染を行うことは困難である。

特許文献２には、光合成細菌ＳＳＩ株が菌の表面の強力なセシウム吸着力とカリウムポンプによるセシウム吸収能力という複合的な力を有している点に着目し、光合成細菌を用いて除染することが開示されている。この方法では、放射性物質のみを土壌から追い出して吸着することができ、大量の汚染土壌を処理する必要がなくなる。しかし、タンクなどに土壌を採取してそこに水を添加して懸濁したものに菌体集合体を入れた容器を添加する必要があり、広範囲にわたる土壌の除染を行うことは困難である。

特開２０１３−３５７４３号公報 特開２０１３−１７１０１７号公報

本発明は上記事情に鑑み、広範囲にわたる土壌を効率よく除染できる放射性物質を含む土壌の除染装置、および除染方法を提供することを目的とする。

第１発明の放射性物質を含む土壌の除染装置は、放射性物質を含む土壌を介在させて配置される一対の電極と、前記一対の電極に電圧を印加する直流電源と、前記電極の近傍に配置され、放射性物質を吸着する吸着材と、を備えることを特徴とする。
第２発明の放射性物質を含む土壌の除染装置は、第１発明において、前記吸着材は前記土壌の表面に載せられ、一方の前記電極は前記土壌に埋設され、他方の前記電極は前記吸着材の上に載せられることを特徴とする。
第３発明の放射性物質を含む土壌の除染装置は、第２発明において、前記吸着材および該吸着材の上に載せられた前記電極は、シート状に形成されていることを特徴とする。
第４発明の放射性物質を含む土壌の除染装置は、第１、第２または第３発明において、前記土壌に添加される電解液を備えることを特徴とする。
第５発明の放射性物質を含む土壌の除染装置は、第４発明において、前記電解液は、アンモニウムイオンまたはカリウムイオンを含む電解液であることを特徴とする。
第６発明の放射性物質を含む土壌の除染方法は、放射性物質を含む土壌を介在させて一対の電極を配置し、前記電極の近傍に放射性物質を吸着する吸着材を配置し、前記一対の電極に電圧を印加することを特徴とする。
第７発明の放射性物質を含む土壌の除染方法は、第６発明において、一方の前記電極を前記土壌に埋設し、前記吸着材を前記土壌の表面に載せ、他方の前記電極を前記吸着材の上に載せることを特徴とする。
第８発明の放射性物質を含む土壌の除染方法は、第７発明において、前記吸着材および該吸着材の上に載せられた前記電極は、シート状に形成されていることを特徴とする。
第９発明の放射性物質を含む土壌の除染方法は、第６、第７または第８発明において、前記土壌に電解液を添加することを特徴とする。
第１０発明の放射性物質を含む土壌の除染方法は、第９発明において、前記電解液は、アンモニウムイオンまたはカリウムイオンを含む電解液であることを特徴とする。

第１発明によれば、一対の電極に電圧を印加することで、土壌中にイオンとして存在する放射性物質を電極に移動させることができる。電極の近傍に移動してきた放射性物質を吸着材で吸着することで土壌を除染できる。
第２発明によれば、一方の電極を土壌に埋設し、他方の電極を土壌の上に配置することで、放射性物質が多く含まれる土壌の表面付近の領域を挟むように一対の電極を配置できる。そのため、一対の電極の間の距離を短くして電場を強くできることから、放射性物質の移動速度を速くでき、土壌を効率よく除染できる。
第３発明によれば、吸着材および吸着材の上に載せられた電極がシート状であるので、土壌に接する面積を広くすることができ、広範囲にわたる土壌を効率よく除染できる。
第４発明によれば、土壌に電解液を添加するので、一対の電極の間に電流が流れやすくなり、放射性物質を電極に効率よく移動させることができる。
第５発明によれば、アンモニウムイオンまたはカリウムイオンを含む電解液を土壌に添加するので、土壌中の粘土に取り込まれた放射性物質のイオンを抽出することができ、効果的に土壌を除染できる。
第６発明によれば、一対の電極に電圧を印加することで、土壌中にイオンとして存在する放射性物質を電極に移動させることができる。電極の近傍に移動してきた放射性物質を吸着材で吸着することで土壌を除染できる。
第７発明によれば、一方の電極を土壌に埋設し、他方の電極を土壌の上に配置することで、放射性物質が多く含まれる土壌の表面付近の領域を挟むように一対の電極を配置できる。そのため、一対の電極の間の距離を短くして電場を強くできることから、放射性物質の移動速度を速くでき、土壌を効率よく除染できる。
第８発明によれば、吸着材および吸着材の上に載せられた電極がシート状であるので、土壌に接する面積を広くすることができ、広範囲にわたる土壌を効率よく除染できる。
第９発明によれば、土壌に電解液を添加するので、一対の電極の間に電流が流れやすくなり、放射性物質を電極に効率よく移動させることができる。
第１０発明によれば、アンモニウムイオンまたはカリウムイオンを含む電解液を土壌に添加するので、土壌中の粘土に取り込まれた放射性物質のイオンを抽出することができ、効果的に土壌を除染できる。

本発明の第１実施形態に係る除染装置の説明図である。 本発明の第２実施形態に係る除染装置の説明図である。 本発明の第３実施形態に係る除染装置の説明図である。 実施例１、２、３の実験装置の説明図である。 実施例４の実験装置の説明図である。 実施例１の結果を示すグラフである。 実施例２の結果を示すグラフである。 実施例３の結果を示すグラフである。 実施例４の結果を示すグラフである。

つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
（原理）
まず、本発明の基本的な原理を説明する。
放射性物質のうち、セシウム134、137はアルカリ金属に属し、ストロンチウム89、90はアルカリ土類金属に属し、溶液中では陽イオンとして存在する。また、ヨウ素131やウラン238は、溶液中では陰イオンとして存在する。

一方、溶液中の荷電粒子が電場によって移動する電気泳動が知られている。溶液中の陽イオンは陰極に向かって移動し、陰イオンは陽極に向かって移動する。

本発明は、土壌中の水分に溶け込んでイオンとして存在する放射性物質を、電気泳動を利用して移動させ吸着材で吸着することで、土壌を除染することを基本的な原理としている。

なお、本明細書において「土壌」には、陸地の土壌のほか、海洋や河口付近などの塩水が含まれる底泥も含まれる。

（第１実施形態）
つぎに、本発明の第１実施形態に係る除染装置Ａを説明する。
本実施形態の除染装置Ａは、陸地の土壌を除染することを目的としている。
図１に示すように、除染装置Ａは、一対の電極１、２と、一対の電極１、２に電圧を印加する直流電源３と、放射性物質を吸着する吸着材４とを備えている。一対の電極１、２のうちの一方が陽極１であり、他方が陰極２である。また、土壌Ｓには電解液が添加されている。

陽極１は土壌Ｓに埋設されている。陽極１の素材は特に限定されないが、電解液との反応性が低い素材が好ましい。例えば炭素棒が陽極１として用いられる。陽極１の形状は特に限定されないが、棒状や球状であれば土壌Ｓへの埋設が容易となる。

吸着材４としては、イオンとして存在する放射性物質を吸着する素材であれば特に限定されない。高い陽イオン交換性能を有する吸着材としては、ヒドロキシアパタイト、ベントナイト、ゼオライトなどが挙げられる。なかでもヒドロキシアパタイトは魚粉を主体とした再資源材料であり、安価で環境に優しく、加工が容易である。高い陰イオン交換性能を有する吸着材としては、ハイドロタルサイト、フッ化ナトリウム、モンモリロナイトに銀チオ尿素錯体を含浸させたもの（特開平７−２４１４６０号公報参照）などが挙げられる。

吸着材４は陽極１の上方の土壌Ｓの表面に載せられる。吸着材４は広い面積を有するシート状に形成することが好ましい。例えば、粉状または粒状の吸着材４を用いる場合には、布や濾紙、樹脂製ネットなどのイオンが通過でき電解液に反応しない素材で吸着材４を包み、シート状に形成すればよい。吸着材４を包むことで、吸着材４と土壌Ｓとが混ざらず、除染作業後に吸着材４を処分することが容易となる。

陰極２は吸着材４の上に載せられる。すなわち、吸着材４は陰極２の近傍、より詳細には土壌Ｓと陰極２の間に配置されている。陰極２も広い面積を有するシート状に形成することが好ましい。陰極２の素材は特に限定されないが、例えばアルミ板が用いられる。また、導電性の素線を用いて網状に形成したものでもよい。

以上のように、陽極１と陰極２は、放射性物質を含む土壌Ｓを介在させて配置されている。本実施形態では、陽極１と陰極２が土壌Ｓを上下に挟むように縦並びに配置されている。原子力発電所の事故などにより拡散した放射性物質は、土壌Ｓの表面付近の深さ数cmまでの領域に多く含まれることが知られている。陽極１と陰極２を縦並びに配置することで、放射性物質が多く含まれる領域を陽極１と陰極２とで挟むことができ、効率よく除染できる。

陽極１と陰極２とは導線５で接続されており、その導線５に直流電源３が介装されている。電極１、２間の電圧や電流は特に限定されないが、電流が高いほどイオンの移動速度が速くなる。一方、土壌Ｓに電流を流すことから、人間にとって安全なレベルの電流とすることが好ましい。すなわち、除染の効率と安全性を考慮して、最適な電圧や電流が設定される。

導線５の素材は特に限定されないが、電解質等と接触する部分については、通電による変形や破損を防止するために、例えばフッ素樹脂で被覆された導線を用いることが好ましい。

また、導線５と陽極１との接続部分も、通電による変形や破損が生じないように保護することが好ましい。土壌Ｓに埋設される陽極１は電解液に浸漬した状態となることから、長時間の通電によって導線５の金属部分が腐食されやすいからである。例えば、陽極１としての炭素棒に導線５と同程度の径の孔を開け、その孔に導線５を挿入する。この際、フッ素樹脂で被覆されていない金属部分だけでなく被覆部分も挿入する。そのうえで、炭素棒に形成した孔をアクリル接着剤等、通電によって変形や破損を生じない材料で確実に塞ぐ。このように形成することで、導線５の金属部分が炭素棒の内部に密閉されるため、腐食を防止できる。

土壌Ｓに添加する電解液は特に限定されないが、アンモニウムイオンまたはカリウムイオンを含む電解液を用いることが好ましい。土壌Ｓ中の粘土にイオンが取り込まれると、非常に安定した状態となり粘土から溶出されにくくなることが知られている。これに対して、アンモニウムイオンまたはカリウムイオンを含む電解液は、粘土に取り込まれたイオンを抽出することができる、いわゆる「追い出し効果」を有することが知られている。そのため、アンモニウムイオンまたはカリウムイオンを含む電解液を土壌Ｓに添加すれば、電極１、２間に電流が流れやすくするだけでなく、粘土に取り込まれた放射性物質のイオンを抽出することができるため、効果的に土壌Ｓを除染できる。

以下に、使用し得る電解液の種類を例示列挙する。
・酢酸アンモニウム：アンモニウムイオンを含むため、追い出し効果により粘土に取り込まれた放射性物質のイオンを抽出することができる。
・酢酸カルシウム：電解液として問題ない。
・硝酸ナトリウム：電解液として問題ない。
・水酸化カルシウム：所定の電流を得るのに高い電圧が必要である。
・塩化ナトリウム：塩素ガスが発生するため、塩素ガスを処理する必要がある。
・炭酸ナトリウム：低い電圧で所定の電流を得ることができる。ただし、ストロンチウムは炭酸イオンとイオン結合し水溶液に溶けにくくなる。そのため、ストロンチウムの除去には不向きである。

つぎに、除染装置Ａによる土壌Ｓの除染方法を説明する。
まず、放射性物質を含む土壌Ｓに陽極１を埋設し、吸着材４を土壌Ｓの表面に載せ、陰極２を吸着材４の上に載せる。前述のごとく、放射性物質は土壌Ｓの表面付近の領域に多く含まれることが知られている。このような放射性物質が多く含まれる領域を陽極１と陰極２とで挟む。

つぎに、土壌Ｓに電解液を添加して、電極１、２間の土壌Ｓおよび吸着材４に電流が流れる状態とする。このように、土壌Ｓに電解液を添加することで、電極１、２の間に電流が流れやすくなり、イオンとして存在する放射性物質を陰極２に効率よく移動させることができる。アンモニウムイオンまたはカリウムイオンを含む電解液を用いれば、土壌Ｓ中の粘土に取り込まれた放射性物質のイオンを抽出することができ、効果的に土壌Ｓを除染できる。

つぎに、電極１、２間に電圧を印加する。そうすると、土壌Ｓ中に陽イオンとして存在する放射性物質、例えばセシウムイオンやストロンチウムイオンを陰極２に移動させることができる。そして、陰極２の近傍に移動してきたセシウムイオンやストロンチウムイオンを吸着材４で吸着する。

最後に、吸着材４を処分することで、土壌Ｓの除染が完了する。

本実施形態では、放射性物質が多く含まれる土壌Ｓの表面付近の領域を挟むように一対の電極１、２を配置するため、陽極１を土壌Ｓの深くに埋設する必要がない。すなわち、一対の電極１、２の間の距離を短くして電場を強くできる。そのため、イオンとして存在する放射性物質の移動速度を速くでき、土壌Ｓを効率よく除染できる。

しかも、吸着材４および陰極２がシート状であるので、土壌Ｓに接する面積を広くすることができ、一度の操作で広範囲にわたる土壌Ｓを効率よく除染できる。

また、電気泳動を利用することで土壌Ｓに含まれる放射性物質のみを吸着材４に吸着させることができるので、土壌Ｓを除去する方法と比べて、廃棄物を減容化することができる。

なお、直流電源３の電流の向きを逆転させて、電極１を陰極、電極２を陽極としてもよい。この場合には、土壌Ｓ中に陰イオンとして存在する放射性物質を吸着材４に吸着させることができる。

（第２実施形態）
つぎに、本発明の第２実施形態に係る除染装置Ｂを説明する。
本実施形態の除染装置Ｂは、陸地の土壌を除染することを目的としている。
図２に示すように、除染装置Ｂは、第１実施形態の除染装置Ａと同様に、一対の電極１、２と、直流電源３と、吸着材４とを備えている。一対の電極１、２のうちの一方が陽極１であり、他方が陰極２である。また、土壌Ｓには電解液が添加されている。

本実施形態では、陽極１、陰極２、および吸着材４が土壌Ｓに垂直に差し込まれている。すなわち、陽極１と陰極２が土壌Ｓを左右に挟むように横並びに配置されている。このように、一対の電極１、２は放射性物質を含む土壌Ｓを介在させて配置されればよく、その並び方向は縦並びでもよいし、横並びでもよい。

例えば、放射性物質が土壌Ｓの深さ方向に浸透した場合など、放射性物質が深さ方向に分布している場合には、陽極１と陰極２を横並びに配置することで、放射性物質が多く含まれる領域を陽極１と陰極２とで挟むことができ、効率よく除染できる。

また、電極１、２の全体を土壌Ｓに埋設する必要はなく、上端部を地上に露出できるので、導線５との接続部分を特別に保護する必要がない。

電極１、２間に電圧を印加すると、土壌Ｓ中に陽イオンとして存在する放射性物質を陰極２に移動させることができる。そして、陰極２の近傍に移動してきた放射性物質を吸着材４で吸着することで土壌Ｓを除染できる。

なお、直流電源３の電流の向きを逆転させて、電極１を陰極、電極２を陽極としてもよい。この場合には、土壌Ｓ中に陰イオンとして存在する放射性物質を吸着材４に吸着させることができる。

また、陰極２の近傍に加えて陽極１の近傍にも吸着材４を配置してもよい。陽極１と陰極２の両方に吸着材４を配置すれば、一度の操作で陰イオンとして存在する放射性物質を陽極１側の吸着材４に吸着させ、陽イオンとして存在する放射性物質を陰極２側の吸着材４に吸着させることができる。

（第３実施形態）
つぎに、本発明の第３実施形態に係る除染装置Ｃを説明する。
本実施形態の除染装置Ｃは、塩水が含まれる底泥Ｓを除染することを目的としている。
図３に示すように、除染装置Ｃは、第１実施形態の除染装置Ａと同様に、一対の電極１、２と、直流電源３と、吸着材４とを備えている。一対の電極１、２のうちの一方が陽極１であり、他方が陰極２である。

本実施形態では、底泥Ｓに電解液を添加する必要はない。底泥Ｓには塩水が含まれており、電気が通りやすいからである。このように、必ずしも電解液を添加する必要はなく、除染対象に応じて電解液の要否を決定すればよい。

吸着材４は底泥Ｓの表面に載せられ、陰極２は吸着材４の上に載せられる。吸着材４および陰極２は水中に配置されるので、浮き上がらないように錘を用いるか、底泥Ｓに対して固定する必要がある。また、直流電源３は海や川などの水面上に配置するか、防水処理を施して水中に配置される。

電極１、２間に電圧を印加すると、底泥Ｓ中に陽イオンとして存在する放射性物質を陰極２に移動させることができる。そして、陰極２の近傍に移動してきた放射性物質を吸着材４で吸着することで底泥Ｓを除染できる。

つぎに、実施例を説明する。
（実施例１）
実施例１は、吸着材の種類による除染効率の違いを目的としている。
図４に示す実験装置Ｄを用意した。容器６としてアクリル樹脂製の容器を用いた。これは、通電によって変形、破損などが生じることを防止するためである。この容器６の底に陽極１を配置した。陽極１として炭素棒を用いた。陽極１に接続する導線５としてフッ素樹脂で被覆された導線を用いた。導線５と陽極１との接続部分は、通電による変形や破損が生じないように保護した。具体的には、陽極１としての炭素棒に導線５と同程度の径の孔を開け、その孔に導線５を挿入した。この際、フッ素樹脂で被覆されていない金属部分だけでなく被覆部分も挿入した。そのうえで、炭素棒に形成した孔をアクリル接着剤で塞いだ。

つぎに、汚染土壌に見立てた豊浦標準砂７を容器６に投入した。豊浦標準砂を選択した理由は、粒度などのバラツキが極めて少ないため、実験において高い再現性を示すからである。この豊浦標準砂７には予め水酸化セシウムの水溶液を添加している。

つぎに、豊浦標準砂７の表面にメッシュ状の布８を敷き、布８の上に吸着材４を投入した。この布８は豊浦標準砂７と吸着材４とが混ざらず、簡単に分離できるようにするために用いた。吸着材４の上には直接陰極２を置いた。陰極２としてアルミ板を用いた。

つぎに、豊浦標準砂７と吸着材４とに通電が生じるように電解液を添加した。電解液の量は、豊浦標準砂７の表面までのレベル、すなわち吸着材４の直下までとした。これは、電解液として用いた酢酸アンモニウムには、粘土から陽イオンを抽出させる効果があるため、吸着材４まで電解液に浸すと、吸着材４に吸着されたセシウムも抽出される可能性があるからである。

つぎに、陽極１と陰極２の間に電流を流して、豊浦標準砂７に含まれるセシウムを吸着材４に吸着させた。なお、直流電源３の電流は、実験を操作する人間の安全性を考慮して50mAとした。

実施例１の条件をまとめると以下の通りである。
・豊浦標準砂：200g
・試料：セシウム38.1mg
・吸着材：ゼオライト、ベントナイト、ヒドロキシアパタイトの３種類。それぞれ粉状であり、50g用いた。
・電解液：蒸留水500mlに酢酸アンモニウム14.8g加えたものを、100ml用いた。
・電流：0.050A
・電圧：25V以下
・通電時間：0から48時間

図６は、各吸着材における通電時間に対する豊浦標準砂に残ったセシウムの量を示すグラフである。図６から分かるように、いずれの吸着材（ゼオライト、ベントナイト、ヒドロキシアパタイト）においても、通電初期のセシウム残量38mgが４８時間の通電により5mg以下となり、４８時間の通電により約９割のセシウムを除去できることが確認された。特に、ゼオライトは２４時間の通電により約９割のセシウムを除去でき、除染効率がよいことが分かった。

（実施例２）
実施例２は、ゼオライトの粒径による除染効率の違いを目的としている。
吸着材として粉状のゼオライトと、粒状のゼオライトの２種類を用いた以外は、実施例１と同様の操作を行った。粉状のゼオライトの粒径は平均50μm、粒状のゼオライトの粒径は平均2mmである。

図７は、各粒径における通電時間に対する豊浦標準砂に残ったセシウムの量を示すグラフである。図７から分かるように、粉状でも粒状でも４８時間の通電により約９割のセシウムを除去できることが確認された。また、粉状の方が、粒状に比べて短時間でセシウムを除去でき、除染効率がよいことが分かった。

（実施例３）
実施例３は、ベントナイトの粒径による除染効率の違いを目的としている。
吸着材として粉状のベントナイトと、粒状のベントナイトの２種類を用いた以外は、実施例１と同様の操作を行った。粉状のベントナイトの粒径は平均50μm、粒状のベントナイトの粒径は平均5mmである。

図８は、各粒径における通電時間に対する豊浦標準砂に残ったセシウムの量を示すグラフである。図８から分かるように、粉状でも粒状でも４８時間の通電により約９割のセシウムを除去できることが確認された。また、ベントナイトにおいても、粉状の方が、粒状に比べて短時間でセシウムを除去でき、除染効率がよいことが分かった。

（実施例４）
実施例４は、電極を横並びに配置した場合の除染効率を目的としている。
図５に示す実験装置Ｅを用意した。容器６としてアクリル樹脂製の横長の容器を用いた。容器６を横方向に３分割し、中央に豊浦標準砂７、右側に吸着材４を配置した。豊浦標準砂７および吸着材４は、それぞれ目開き32μmのボルティングクロス８で形成された小型の容器に投入されている。また、豊浦標準砂７には予め水酸化セシウムの水溶液を添加している。

容器６の左側の空間に陽極１としての炭素棒を配置した。また、吸着材４と容器６の側壁との間に陰極２としてのアルミ板を挿入した。このように、陽極１、豊浦標準砂７、吸着材４、および陰極２をこの順に横並びに配置した。

つぎに、容器６に電解液を添加した。電解液の量は、豊浦標準砂７の表面までのレベルとした。これにより陽極１が電解液に浸漬した。

つぎに、陽極１と陰極２の間に電流を流して、豊浦標準砂７に含まれるセシウムを吸着材４に吸着させた。なお、直流電源３の電流は、実験を操作する人間の安全性を考慮して50mAとした。

実施例４の条件をまとめると以下の通りである。
・豊浦標準砂：200g
・試料：セシウム38.1mg
・吸着材：粉状ベントナイト200g
・電解液：蒸留水500mlに酢酸アンモニウム14.8g加えたものを全量用いた。
・電流：0.050A
・電圧：25V以下
・通電時間：0から48時間

図９は、通電時間に対する豊浦標準砂に残ったセシウムの量を示すグラフである。図９から分かるように、４８時間の通電により約８割のセシウムを除去できることが確認された。４８時間通電後のセシウム残量は実施例１に比べて多い。これより、実施例１のように電極１、２を縦並びに配置したほうが、除染効率がよいことが分かる。これは、電極１、２を横並びに配置すると、電極１、２の間の距離が長くなり電気抵抗が大きくなって電流が流れにくくなることから、放射性物質の移動速度が遅くなるためであると考えられる。

Ａ 除染装置
１ 陽極
２ 陰極
３ 直流電源
４ 吸着材
５ 導線

Claims (10)

1. 放射性物質を含む土壌を介在させて配置される一対の電極と、
   前記一対の電極に電圧を印加する直流電源と、
   前記電極の近傍に配置され、放射性物質を吸着する吸着材と、を備える
   ことを特徴とする放射性物質を含む土壌の除染装置。
2. 前記吸着材は前記土壌の表面に載せられ、
   一方の前記電極は前記土壌に埋設され、
   他方の前記電極は前記吸着材の上に載せられる
   ことを特徴とする請求項１記載の放射性物質を含む土壌の除染装置。
3. 前記吸着材および該吸着材の上に載せられた前記電極は、シート状に形成されている
   ことを特徴とする請求項２記載の放射性物質を含む土壌の除染装置。
4. 前記土壌に添加される電解液を備える
   ことを特徴とする請求項１、２または３記載の放射性物質を含む土壌の除染装置。
5. 前記電解液は、アンモニウムイオンまたはカリウムイオンを含む電解液である
   ことを特徴とする請求項４記載の放射性物質を含む土壌の除染装置。
6. 放射性物質を含む土壌を介在させて一対の電極を配置し、
   前記電極の近傍に放射性物質を吸着する吸着材を配置し、
   前記一対の電極に電圧を印加する
   ことを特徴とする放射性物質を含む土壌の除染方法。
7. 一方の前記電極を前記土壌に埋設し、
   前記吸着材を前記土壌の表面に載せ、
   他方の前記電極を前記吸着材の上に載せる
   ことを特徴とする請求項６記載の放射性物質を含む土壌の除染方法。
8. 前記吸着材および該吸着材の上に載せられた前記電極は、シート状に形成されている
   ことを特徴とする請求項７記載の放射性物質を含む土壌の除染方法。
9. 前記土壌に電解液を添加する
   ことを特徴とする請求項６、７または８記載の放射性物質を含む土壌の除染方法。
10. 前記電解液は、アンモニウムイオンまたはカリウムイオンを含む電解液である
    ことを特徴とする請求項９記載の放射性物質を含む土壌の除染方法。