JP2016133359A - タンクの除染方法 - Google Patents

Abstract

【課題】貯留タンクに残留する汚染水の汚染物質濃度を比較的正確に低下させられるタンクの除染方法を提供する。
【解決手段】汚染水を貯留したタンクからポンプにより汚染水を排出する工程と、上記排出工程後のタンクに汚染水を希釈するための希釈水を導入する工程とを一回又は複数回行ない、下記式（１）に示す排出工程及び導入工程をｎ回行った後のタンクの貯留水の濃度Ｘ_ｎが閾値以下になるよう上記導入工程における希釈水の導入総量を決定する。上記導入工程の希釈水として、上記汚染水の浄化により得られた浄化水を用いるとよい。Ｘ_ｎ＝Ｘ_０−（ｑ／ｒ−ｐ）×ｐ^ｎ＋（ｑ／ｒ−ｐ）×ｒ^ｎ・・・（１）、ここで、ｐ＝Ｖ_２／（Ｖ１＋Ｖ_２）、ｑ＝｛Ｖ_１／（Ｖ_１＋Ｖ_２）｝×Ｙ_１である。
【選択図】図１

Description

本発明は、タンクの除染方法に関する。

放射性セシウム、放射性ストロンチウム等の放射性物質を含有する汚染水、例えば排水、原発事故後の炉心冷却用循環水等は、環境破壊を防止するために放射性物質を除去しなければ排出することが許されない。このため、原発事故後に、余剰となった原子炉の冷却水等を回収した汚染水が多数のタンクに貯留されている。

これらの汚染水を貯留するタンクには耐用期間があるため、使用期限近くのタンクは順次解体して処分する必要がある。汚染水を貯留するタンクを解体するためには、タンク内の汚染物質量を十分に低下させる必要がある。

しかしながら、原発事故後に多く使用されているタンクは、貯留する液体を全量排出できるようには設計されておらず、下部に設けられたノズルから汚染水を排出した後にも一定量の汚染水が残留する。原発事故後に使用されている多くのタンクは、その容量が１０００ｋＬ前後であり、周壁下部に設けられたノズルから排出を行った後に残留する水量が約１００トンと考えられる。

原発事故後のタンクに貯留されている汚染水の典型的な放射性物質含有量は、１００，０００Ｂｑ／ｃｃ程度であると考えられているが、タンクを安全に解体するためには、タンクから貯留水を排出した後に残留する水量を考慮すると、タンク内の貯留水の放射性物質含有量を例えば３，０００Ｂｑ／ｃｃ以下に低下させる必要があると考えられる。

タンク内の汚染物質を除去する装置としては、タンクの内壁面に沿って移動しながらタンク内壁面に付着した汚染物質を除去する装置が提案されている（例えば特開平１０−２９９５号公報参照）。しかしながら、この公報に記載の除染装置を用いる方法では、貯留水に溶存する放射性物質を除去することはできない。また、タンク内の水を全量排出することの困難性を考慮したタンクの除染方法についての提案は、上記公報以外にも見当たらない。

特開平１０−２９９５号公報

上記不都合に鑑みて、本発明は、貯留タンクに残留する汚染水の汚染物質濃度を比較的正確に低下させられるタンクの除染方法を提供することを課題とする。

上記課題を解決するためになされた発明は、汚染水を貯留したタンクの除染方法であって、上記タンクからポンプにより汚染水を排出する工程と、上記排出工程後のタンクに汚染水を希釈するための希釈水を導入する工程とを一回又は複数回行ない、下記式（１）に示す排出工程及び導入工程をｎ回行った後のタンクの貯留水の濃度Ｘ_ｎが閾値以下になるよう上記導入工程における希釈水の導入総量を決定することを特徴とするタンクの除染方法である。
Ｘ_ｎ＝（Ｘ_０−ｑ／ｒ−ｐ）×ｐ^ｎ＋（ｑ／ｒ−ｐ）×ｒ^ｎ ・・・（１）
ここで、ｐ＝Ｖ_２／（Ｖ_１＋Ｖ_２）、ｑ＝｛Ｖ_１／（Ｖ_１＋Ｖ_２）｝×Ｙ_１
Ｘ_０：排出工程及び導入工程を行う前のタンクの貯留水の濃度
Ｙ_１：１回目の導入工程における希釈水の濃度
ｒ：ｎ回目の導入工程における希釈水の濃度をＹ_ｎとしたときにＹ_ｎ＝Ｙ_１×ｒ^ｎ−１を満たす定数（ただし、０＜ｒ≦１）
Ｖ_１：１回の導入工程における希釈水の導入量
Ｖ_２：排出工程後に残存するタンクの貯留水の量

当該タンクの除染方法は、上記タンクからポンプにより汚染水を排出することによってタンク内の汚染物質量を低減した後、希釈水を導入するので、タンク内の汚染物質濃度を効率よく低減することができる。また、当該タンクの除染方法は、上記式（１）によって希釈水の導入総量を決定するので、頻繁にタンク内の貯留水の汚染物質濃度を測定しなくても、タンク内の汚染物質濃度を閾値以下まで比較的過不足なく正確に低下させられる。

上記導入工程の希釈水として、上記汚染水の浄化により得られた浄化水を用いるとよい。このように、上記導入工程の希釈水として、上記汚染水の浄化により得られた浄化水を用いることによって、汚染水の総量を増加させずに済む。

上記導入総量に基づいてｎが１となるよう導入量Ｖ_１を決定してもよい。このように、上記導入総量に基づいてｎが１となるよう導入量Ｖ_１を決定することによって、排出工程及び導入工程を１回ずつ行うだけでタンク内の貯留水の汚染物質濃度を閾値以下に低下させることができるので作業効率が向上する。

上記導入総量に基づいて排出工程及び導入工程の回数ｎを決定してもよい。このように、上記導入総量に基づいて排出工程及び導入工程の回数ｎを決定することによって、予め作業手順を定めて計画的に除染作業を行うことができる。

上記汚染水が少なくとも放射性ストロンチウムを含み、浄化設備がストロンチウムを選択的に吸着する吸着剤を有するとよい。このように、上記汚染水が少なくとも放射性ストロンチウムを含む場合には、浄化設備がストロンチウムを選択的に吸着する吸着剤を有することによって汚染水を効率よく浄化することができる。また、当該タンク汚染方法では、汚染物質濃度を頻繁に確認しなくても適切な汚染物質濃度に正確に低下させられるので、放射性汚染水のサンプリング及び分析における被爆リスクを低減できる。

上記浄化設備が、汚染物質を吸着する吸着剤が充填される吸着塔を有し、この吸着塔が移動可能な架台に搭載されているとよい。このように、上記浄化設備が、汚染物質を吸着する吸着剤が充填される吸着塔を有し、この吸着塔が移動可能な架台に搭載されていることによって、汚染水を貯留するタンクの近傍に汚染水浄化設備を移動して汚染水を浄化することができるので、ポンプの負荷を低減できると共に、配管において汚染水が漏出するリスクを低減することができる。

上記導入工程で、希釈水をタンク内面に当接するよう導入するとよい、このように、上記導入工程で、希釈水をタンク内面に当接するよう導入することによって、タンク内面に付着している汚染物質を洗い落すことができる。

本発明のタンクの除染方法は、上述のように、貯留タンクに残留する汚染水の汚染物質濃度を比較的正確に低下させることができる。

本発明の一実施形態のタンクの除染方法に用いられる除染システムの構成を示す模式図である。

以下、適宜図面を参照しつつ、本発明の実施の形態を詳説する。

本発明の一実施形態に係るタンクの除染方法は、図１に示す構成の除染システムにおいて行われる。

〔除染システム〕
図１の除染システムは、汚染水を貯留した貯留タンクＴｓと、貯留タンクＴｓから排水される汚染水を受け入れる中間タンクＴｒと、浄化設備Ｒと、上記貯留タンクＴｓ及び中間タンクＴｒから貯留水を排出するために使用される排出ポンプＰと、貯留タンクＴｓの内面に水を噴射する洗浄ノズルＳとを備える。

＜貯留タンク＞
貯留タンクＴｓは、当該タンクの除染方法において除染対象とされるタンクである。この貯留タンクＴｓとしては、特に限定されないが、例えば原発事故後の放射性物質を含む汚染水を貯留するために使用され、複数の板材の周縁に配設したフランジ間をボルトで締結して形成されたボルト締め型タンクが想定される。

また貯留タンクＴｓとしては、上記原発事故後に使用されるもののように、その周壁下部に内部の液体を排出するために使用できる開閉可能な排出流路Ｄを有するものが想定される。従って、貯留タンクＴｓは、汚染水を貯留するために使用されるが、貯留する汚染水を排出流路Ｄから排出した後に、その内側下部に汚染水が不可避的に残留するタンクである。

貯留タンクＴｓの不可避的な残留汚染水の水量の下限としては、貯留タンクＴｓの容量の１／５０が好ましく、１／２０がより好ましい。一方、貯留タンクＴｓの不可避的な残留汚染水の水量の上限としては、１／４が好ましく、１／５がより好ましい。貯留タンクＴｓの不可避的な残留汚染水の水量が上記下限に満たない場合、当該タンクの除染方法以外の方法でも汚染物質濃度を低下させることができ、当該タンクの除染方法に優位性が得られないおそれがある。逆に、貯留タンクＴｓの不可避的な残留汚染水の水量が上記上限を超える場合、当該タンクの除染方法では貯留タンクＴｓ内の汚染物質濃度を十分に低下させられないおそれがある。

貯留タンクＴｓの平均内径の下限としては、特に限定されないが、３ｍが好ましく、５ｍがより好ましい。一方、貯留タンクＴｓの平均内径の上限としては、２５ｍが好ましく、２０ｍがより好ましい。貯留タンクＴｓの平均内径が上記下限に満たない場合、底部が多数に区画されることがないので、排水限界水量が小さく、当該除染方法に有利性が得られないおそれがある。逆に、貯留タンクＴｓの平均内径が上記上限を超える場合、タンク内周面や天井面に希釈水を接触させることが容易ではないおそれがある。なお、「平均内径」とは、タンク内部の水平方向の最小寸法とこれに直交する水平方向の寸法との平均値を意味する。

また、貯留タンクＴｓの平均高さの下限としては、３ｍが好ましく、５ｍがより好ましい。一方、貯留タンクＴｓの平均高さの上限としては、２５ｍが好ましく、２０ｍがより好ましい。貯留タンクＴｓの平均高さが上記下限に満たない場合、タンク容量に対する排水限界水量が小さくなり、希釈水の必要水量がタンク容量を超えるおそれがある。逆に、貯留タンクＴｓの平均高さが上記上限を超える場合、排出ポンプＰの排水能力が不足するおそれや、貯留タンクＴｓの上部のマンホールから貯留タンクＴｓ内の適切な位置に洗浄ノズルＳを配置することができないおそれがある。

また、そのような貯留タンクＴｓに貯留される汚染水は、本発明により濃度を低減する物質としてどのような汚染物質を含むものであってもよいが、典型的には放射性物質、特に放射性ストロンチウムを含む放射性汚染水とされる。

貯留タンクＴｓに貯留される汚染水の汚染物質濃度としては、特に限定されないが、例えば５００Ｂｑ／ｃｃ以上５００，０００Ｂｑ／ｃｃ以下とされる。

＜中間タンク＞
中間タンクＴｒは、貯留タンクＴｓに残留している汚染水を受け入れる空き容量を有するものであればよく、貯留タンクＴｓと同様に汚染水を貯留していたことにより内面に汚染物質が付着しているものであってもよく、現に汚染水等の水を貯留しているタンクであってもよい。好ましい中間タンクＴｒとしては、汚染水を貯留するために貯留タンクＴｓの近傍に配設された貯留タンクＴｓと同様の構成を有するタンクであって、その排出流路Ｄから貯留する汚染水を排出した後に汚染水が残留するものとされる。

＜浄化設備＞
浄化設備Ｒは、中間タンクＴｒから供給される水を浄化し、浄化した浄化水を希釈水として貯留タンクＴｓに圧送する設備である。

この浄化設備Ｒは、受水槽１１、供給ポンプ１２、複数のフィルターユニット１３、複数の１次吸着塔１４、複数の２次吸着塔１５、クッション槽１６及び送出ポンプ１７を有する。受水槽１１は、中間タンクＴｒから供給される水を一時的に受け入れる。供給ポンプ１２は、受水槽１１からフィルターユニット１３へ水を圧送する。フィルターユニット１３は、供給ポンプ１２から供給される水を濾過する。１次吸着塔１４は、フィルターユニット１３で濾過された水が通水され、通水中にこの水に含まれるストロンチウムを吸着する。２次吸着塔１５は、１次吸着塔１４を通過した水に含まれる他の放射性物質を吸着する。クッション槽１６は、２次吸着塔１５を通過した水、すなわち浄化水を一時的に受け入れる。送出ポンプ１７は、クッション槽１６から浄化水を希釈水として貯留タンクＴｓに導入する。

これらの受水槽１１、供給ポンプ１２、フィルターユニット１３、１次吸着塔１４、２次吸着塔１５、クッション槽１６及び送出ポンプ１７は、１又は複数の移動可能な架台の上に配設されることが好ましい。これらの構成要素が配設される架台としては、例えばフォークリフトやユニック車で移動できるよう構成されるものや、車輪を有し、自走又は牽引することによって移動可能なものとすることが好ましい。これにより、貯留タンクＴｓやの近傍に浄化設備Ｒを配置できるので、汚染水の浄化が容易となる。

（受水槽）
受水槽１１は、供給ポンプ１２用いて、フィルターユニット１３、１次吸着塔１４及び２次吸着塔１５に安定的に汚染水を供給するために配設される。

この受水槽１１の容量の下限としては、２ｍ^３が好ましく、３ｍ^３がより好ましい。一方、受水槽１１の容量の上限としては、１５ｍ^３が好ましく、１０ｍ^３がより好ましい。受水槽１１の容量が上記下限に満たない場合、供給ポンプ１２に連続して水を供給できないおそれや、受水槽１１から汚染水が溢れるおそれがある。逆に、受水槽１１の容量が上記上限を超える場合、浄化設備Ｒの可搬性を損なうおそれや、貯留タンクＴｓ及び中間タンクＴｒの近傍に浄化設備Ｒを配設することが困難となるおそれがある。

（供給ポンプ）
供給ポンプ１２は、受水槽１１からフィルターユニット１３、１次吸着塔１４及び２次吸着塔１５に所定の圧力で水を連続的に供給するために配設される。この供給ポンプの吐出圧力及び吐出水量は、フィルターユニット１３、１次吸着塔１４及び２次吸着塔１５の能力に合わせて選定される。

（フィルターユニット）
フィルターユニット１３は、汚染水中の浮遊物質や油等を濾し取る。これにより、１次吸着塔１４及び２次吸着塔１５の吸着剤の目詰まりによる能力低下を抑制し、吸着能力を十分に発揮させる。

複数のフィルターユニット１３は、いずれかに選択的に通水できるよう並列に接続され、通水されていないフィルターユニット１３全体又はその内部のフィルターを交換できるように配設されることが好ましい。

フィルターユニット１３に配設されるフィルターとしては、例えば平均開口径０．２μｍ程度のメンブレンフィルター等が好適に用いられる。

さらに、フィルターユニット１３は、メンブレンフィルターの下流側に、活性炭吸着剤層を有することが好ましい。フィルターユニット１３が活性炭吸着剤層を有することにより、１次吸着塔１４及び２次吸着塔１５の吸着剤の目詰まりをより確実に防止できる。

（１次吸着塔）
１次吸着塔１４は、ストロンチウムを選択的に吸着する吸着剤が充填される。

複数の１次吸着塔１４は、全てに通水可能かつ任意の１つを除外して通水可能に直列に接続され、切り離した１次吸着塔１４を新しいものと交換し、交換後の新しい１次吸着塔１４を最下流に接続することができるよう配管されている。これにより、破過つまり吸着能力が飽和した１次吸着塔１４を順次新しいものに入れ替えることで、連続して浄化を行うことができる。

１次吸着塔１４に充填されるストロンチウムを選択的に吸着する吸着剤としては、例として、カルシウム及びマグネシウムを透過せず、ストロンチウムを選択的に透過する膜を表面に有し、ストロンチウムを吸着する無機材料を内部に有するカプセル状の吸着剤が使用できる。

上記ストロンチウムを選択的に透過する膜としては、例えばアルギン酸カルシウム膜等が挙げられる。また、ストロンチウムを吸着する無機材料としては、Ａ型ゼオライト、Ｘ型ゼオライト等が挙げられる。このようなストロンチウム用吸着剤は、浮遊物質及び油分を濾し取る濾材としても機能する多孔質体に担持させることが好ましい。このような担持体としては、活性炭、ゼオライト等が挙げられる。

（２次吸着塔）
２次吸着塔１５は、ストロンチウム以外の放射性物質を吸着する吸着剤が充填される。

複数の２次吸着塔１５は、全てに通水可能かつ任意の１つを除外して通水可能に直列に接続され、切り離した２次吸着塔１５を新しいものと交換し、交換後の新しい２次吸着塔１５を最下流に接続することができるよう配管されている。これにより、破過つまり吸着能力が飽和した２次吸着塔１５を順次新しいものに入れ替えることで、連続して浄化を行うことができる。

２次吸着塔１５に充填される吸着剤としては、例えばフェロシアン化コバルト又はフェロシアン化鉄を担持する酸化チタンで構成される吸着剤、無機炭素及びアルミナで構成される吸着剤（除去対象：多元素）、酸化セシウム系無機材料で構成される吸着剤（除去対象：Ｓｂ、Ｓｅ、Ｔｅ、ヨウ素酸）、ヨウ素を担持する活性炭で構成される吸着剤（除去対象：ヨウ素）、タンニンを担持する活性炭で構成される吸着剤（除去対象：超ウラン元素（Ｕ、ｎｐ、Ｐｕ、Ａｍ、Ｃｍ））、還元鉄を担持する活性炭で構成される吸着剤（除去対象：Ｓｂ、Ｓｅ、Ｔｅ、多元素）、アルミニウム含有無機炭素系材料で構成される吸着剤（除去対象：Ｓｂ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｔｃ）、各種キレート剤（例えばＤＤＴＣ、オキシン、ＤＴＰＡ、クペロン等）を担持する活性炭で構成される吸収剤（除去対象：超ウラン元素（Ｕ、ｎｐ、Ｐｕ、Ａｍ、Ｃｍ））等を含むものが挙げられる。ここで除去対象が「多元素」とは、Ａｇ、Ｃｄ、Ｅｕ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｙ、Ｒｕ、Ｃｅ、Ｔｅ、ｎｉ、Ｚｎ、Ｒｈ、ｎｄ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔｃ、Ｐｒ、Ｓｍ、Ｇｄ、Ｖ及び超ウラン元素（Ｕ、ｎｐ、Ｐｕ、Ａｍ、Ｃｍ）の一部又は全部を除去対象とすることを意味する。

（クッション槽）
クッション槽１６は、送出ポンプ１７を用いて貯留タンクＴｓに希釈水を供給するために配設される。なお、浄化設備Ｒは、クッション槽１６の水位が上昇したときには供給ポンプ１２から水の一部を受水槽１１に還流させる機構を備えてもよい。この還流機構を設けることにより、クッション槽１６からの浄化水の溢れを防止するために、フィルターユニット１３、１次吸着塔１４及び２次吸着塔１５による浄化を中断する必要がなく、汚染水浄化設備の頻繁な起動及び停止に起因するトラブルを抑制できる。

このクッション槽１６の容量の下限としては、２ｍ^３が好ましく、３ｍ^３がより好ましい。一方、クッション槽１６の容量の上限としては、１５ｍ^３が好ましく、１０ｍ^３がより好ましい。クッション槽１６の容量が上記下限に満たない場合、送出ポンプ１７に連続して浄化水を供給できないおそれや、クッション槽１６から浄化水が溢れるおそれがある。逆に、クッション槽１６の容量が上記上限を超える場合、浄化設備Ｒの可搬性を損なうおそれや、貯留タンクＴｓ及び中間タンクＴｒの近傍に浄化設備Ｒを配設することが困難となるおそれがある。

（送出ポンプ）
送出ポンプ１７は、貯留タンクＴｓに希釈水を供給するために配設される。送出ポンプ１７の吐出圧力及び吐出水量等の仕様は、貯留タンクＴｓに対する必要な給水圧力及び給水量が得られるよう、配管における圧力損失及び貯留タンクＴｓの配設高さまでの水頭等を考慮して選択される。つまり、この送出ポンプ１７を設けることによって、フィルターユニット１３、１次吸着塔１４及び２次吸着塔１５における圧力よりも高い圧力で、浄化水を希釈水として送出することができる。逆に言えば、２次吸着塔１５を通過した浄化水の圧力が十分であれば、クッション槽１６及び送出ポンプ１７を省略してもよい。

＜排出ポンプ＞
貯留タンクＴｓ及び中間タンクＴｒからの排水に使用される排出ポンプＰとしては、貯留タンクＴｓ及び中間タンクＴｒに管路を介して接続されるポンプを用いることもできるが、水中ポンプを使用することが好ましい。中でも、貯留タンクＴｓ及び中間タンクＴｒの底部に着床して配置され、その下部から周囲の水を吸い込んで送出する公知の低水位排水用水中ポンプが特に好適に使用される。排出ポンプＰは、貯留タンクＴｓ及び中間タンクＴｒの上部の開口からワイヤー等で吊り下ろされることによって、貯留水中に浸漬される。

このような排出ポンプＰを使用することによって、貯留タンクＴｓ又は中間タンクＴｒから貯留水を排出した後に不可避的に残留する水量を少なくすることができる。

しかしながら、排出ポンプＰを使用しても、貯留タンクＴｓや中間タンクＴｒを完全に空にすることは難しい。特に、貯留タンクＴｓや中間タンクＴｒがボルト締め型タンクである場合、タンク底部がフランジによって複数の区画に区分されるため、排出ポンプＰが配置された区画内の貯留水を略全量排出できたとしても、他の区画には貯留水が残留することになる。容量が１０００ｋＬにも達する大きなタンクの底部の各区分を一つ一つ空にするためには、タンク内に作業員が入ってタンク底部の各区分内に排出ポンプＰを配置する作業を行う必要がある。しかし、放射性汚染物質濃度が高いタンク内で作業員が作業を行うことは非現実的である。このような理由で、排出ポンプＰによって貯留水を排出した後に貯留タンクＴｓや中間タンクＴｒに残留する貯留水の水量は、タンクの構造にもよるが、ボルト締め型タンクの場合には、例えば１０トン程度となると予想される。

＜洗浄ノズル＞
洗浄ノズルＳとしては、浄化設備Ｒから圧送される浄化水を噴射するものであればよいが、浄化水の噴射方向を自動的に３６０°変化させることができる三次元洗浄ノズルを用いることが好ましい。洗浄ノズルＳとして三次元洗浄ノズルを使用することにより、浄化水を上下左右全方向に順次噴射して、貯留タンクＴｓの内面全体に浄化水を当接させ、タンク内面に付着している汚染物質を洗い落すことができる。このような三次元洗浄ノズルとしては、噴射口の向きを互いに直交する２つの軸を中心に回転させる回転機構を有するものが市販されている。

〔タンクの除染方法〕
続いて、図１の除染システムにおいて行われる本発明の一実施形態に係るタンクの除染方法について説明する。

当該除染方法は、上述のように貯留する汚染水、典型的には排出流路Ｄからの排出後に汚染水が残留する貯留タンクＴｓを除染する方法である。より詳しくは、当該タンクの除染方法は、貯留タンクＴｓに希釈水を導入することで内部の汚染水を希釈することにより、希釈後の低濃度汚染水を排出した後の貯留タンクＴｓ内で作業員が作業を行うことを可能にする方法である。

当該タンクの除染方法では、貯留タンクＴｓから排出ポンプＰにより汚染水を排出する工程（排出工程）と、この排出工程で排出される汚染水を浄化設備Ｒにより浄化する工程（浄化工程）と、この浄化工程で得られる浄化水を希釈水として上記排出工程後の貯留タンクＴｓに導入する工程（導入工程）とを備え、上記排出工程、除化工程及び導入工程を一回又は複数回行う。

また、当該タンクの除染方法では、排出工程及び導入工程をｎ回行った後の貯留タンクＴｓの貯留水の濃度Ｘ_ｎ［Ｂｑ／Ｌ］が閾値以下になるよう上記導入工程における希釈水の導入総量を決定する。
Ｘ_ｎ＝Ｘ_０−（ｑ／ｒ−ｐ）×ｐ^ｎ＋（ｑ／ｒ−ｐ）×ｒ^ｎ ・・・（１）
ここで、ｐ＝Ｖ_２／（Ｖ１＋Ｖ_２）、ｑ＝｛Ｖ_１／（Ｖ_１＋Ｖ_２）｝×Ｙ_１
Ｘ_０：排出工程及び導入工程を行う前の貯留タンクＴｓの貯留水の汚染物質濃度［Ｂｑ／Ｌ］
Ｙ_１：１回目の導入工程における希釈水の汚染物質濃度［Ｂｑ／Ｌ］
ｒ：ｎ回目の導入工程における希釈水の汚染物質濃度をＹ_ｎ［Ｂｑ／Ｌ］としたときにＹ_ｎ＝Ｙ_１×ｒ^ｎ−１を満たす定数（ただし、０＜ｒ≦１）
Ｖ_１：１回の導入工程における希釈水の導入量［Ｌ］
Ｖ_２：排出工程後に残存する貯留タンクＴｓの貯留水の量［Ｌ］

＜排出工程＞
上記排出工程では、貯留タンクＴｓから排出ポンプＰにより汚染水を排出し、中間タンクＴｒに導入する。なお、この排出工程で排出する汚染水には、貯留タンクＴｓ中に最初に残留していた汚染水が希釈水によって希釈された低濃度汚染水を含むものとする。この排出工程を備えることにより、貯留タンクＴｓに残存するタンクの貯留水の量Ｖ_２を可能な限り減少させ、貯留タンクＴｓ内の汚染物質の総量を低減する。

このように、当該タンクの除染方法は、貯留タンクＴｓ内の汚染物質の総量を低減する排出工程を備えることによって、後述する導入工程において、貯留タンクＴｓ内の貯留水中の汚染物質濃度を効率よく低減することができる。

また、排出工程において、貯留タンクＴｓから排出した汚染水を中間タンクＴｒに導入し、一旦中間タンクＴｒに貯留することによって排出した汚染水を後述する浄化工程において浄化して希釈水として利用することが可能になる。

＜浄化工程＞
上記浄化工程では、中間タンクＴｒに貯留されている汚染水、つまり最初から中間タンクＴｒに存在していた水、典型的には、貯留タンクＴｓに残留していた汚染水と同様の汚染水及び排出工程で貯留タンクＴｓから移送された汚染水を排出ポンプＰによって排出して浄化設備Ｒに供給する。浄化設備Ｒは、中間タンクＴｒから供給された汚染水を浄化する。この浄化工程で汚染水を浄化して得られる浄化水は、後述する導入工程で貯留タンクＴｓに導入する希釈水として用いられる。

このように、後述する導入工程で用いる希釈水として、汚染水の浄化により得られた浄化水を用いることによって、希釈された低濃度汚染水を含む汚染水の総量を増加させずに済む。

一回の浄化工程で得られる浄化水の水量、つまり後述する導入工程で貯留タンクＴｓに導入される希釈水の導入量Ｖ_１としては、排出工程で貯留タンクＴｓから移送された汚染水の水量と最初から中間タンクＴｒに貯留されていた貯留水との総量から、排出ポンプＰによって排出することができずに中間タンクＴｒに残留する水量を減じた量である。

中間タンクＴｒが貯留タンクＴｓと等しく汚染水が残留する略同形状のタンクであるとすると、一回の導入工程における希釈水の導入量Ｖ_１は、最初に貯留タンクＴｓ及び中間タンクＴｒにそれぞれ残留している汚染水の水量をＶ_０として、Ｖ_１＝２×（Ｖ_０−Ｖ_２）として表わすことができる。

また、一回の導入工程で貯留タンクＴｓに導入する希釈水の導入量Ｖ_１を増大させるために、最初の浄化工程の前に、貯留タンクＴｓ以外の汚染水を貯留した他のタンクから排出ポンプＰによって汚染水を中間タンクＴｒに移送してもよい。中間タンクＴｒに汚染水を移送する他のタンク、貯留タンクＴｓ及び中間タンクＴｒが等しく汚染水が残留する略同形状のタンクである場合、一回の導入工程における希釈水の導入量Ｖ_１は、他のタンクの数をｍとして、Ｖ_１＝（２＋ｍ）×（Ｖ_０−Ｖ_２）として表わすことができる。

また、浄化工程で得られる浄化水の汚染物質濃度Ｙ_ｎ［Ｂｑ／Ｌ］としては、Ｙ_ｎ＝Ｙ_１×ｒ^ｎ−１で表わされる濃度とされる。浄化水の汚染物質濃度に関し、従来、吸着剤によって汚染水中の汚染物質を吸着除去する場合、吸着剤の飽和、いわゆる破過が生じるまでは汚染物質の除去率が１００％であると考えられていた。しかしながら、本発明者らが汚染水を吸着塔により吸着処理した処理水を詳細に分析したところ、吸着剤の使用開始時から破過が生じるまでは、処理前の汚染水の汚染物質濃度にかかわらず、吸着処理した処理水が一定の低い汚染物質濃度を有するものとなる場合があることを見出した。そこで、この場合には、浄化水の汚染物質濃度Ｙ_ｎを一定とすることができる。つまり、浄化工程が吸着処理による場合には、ｒ＝１であり、浄化水は一定の濃度となる。

この浄化水の汚染物質濃度Ｙ_ｎとしては、特に放射性汚染物質濃度について、浄化設備Ｒの能力に応じて定められる例えば５０Ｂｑ／ｃｃ以上５００Ｂｑ／ｃｃ以下の一定の値とすることができる。

＜導入工程＞
上記導入工程では、上記浄化工程において得られた浄化水を汚染水を希釈するための希釈水として、貯留タンクＴｓ内に配置した洗浄ノズルＳから噴出させて、希釈水をタンク内面に当接させる。これによって、貯留タンクＴｓの内面に付着している汚染物質を洗い流すと共に、貯留タンクＴｓの底部に残留している汚染水を希釈する。

これによって、貯留タンクＴｓの貯留水の汚染物質濃度を閾値以下に低減し、貯留タンクＴｓから貯留水を排出した後に作業者が貯留タンクＴｓ内に入って作業を行うことを可能にする。

当該タンクの除染方法では、上述のように、ｎ回目の導入工程後の貯留タンクＴｓの貯留水の汚染物質度Ｘ_ｎ［Ｂｑ／Ｌ］を上記式（１）で表わされるものとして近似する。これに基づいて、貯留タンクＴｓの貯留水の汚染物質濃度を閾値、つまり許容される最大汚染物質濃度以下とすることができるような導入工程の繰り返し回数ｎ及びｎ回の導入工程における希釈水の導入総量を予め決定することで、貯留タンクＴｓの除染を計画的に行うことができる。

また、上述のように吸着処理により得られる浄化水の汚染物質濃度が一定の値を有する、つまりｒ＝１とすることができるという新しい知見を基に、希釈水が一定の汚染物質濃度Ｙ_１［Ｂｑ／Ｌ］を有するものとして上記式（１）を、次の式（２）のようにさらに簡略化することができる。
Ｘ_ｎ＝Ｘ_０−（ｑ−ｐ）×ｐ^ｎ＋ｑ−ｐ ・・・（２）

このように、当該タンクの除染方法では、上記式（１）又は式（２）によって予め希釈水の導入総量を決定することによって、頻繁に貯留タンクＴｓ内の貯留水の汚染物質濃度を測定しなくても、タンク内の汚染物質濃度を閾値以下まで比較的過不足なく正確に低下させられる。これにより、貯留タンクＴｓの貯留水のサンプリング及び分析における被爆リスクを低減できる。

また、上記導入総量に基づいて繰り返し回数ｎが１となるよう導入量Ｖ_１を決定してもよい。つまり、繰り返し回数ｎが１となるよう中間タンクＴｒに汚染水を移送するタンクの数ｍを決定することによって、上記排出工程、浄化工程及び導入工程を一回ずつ行うことで貯留タンクＴｓの貯留水の汚染物質濃度を閾値以下に低下できるようにすることができる。このように、繰り返し回数を一回とすることで、貯留タンクＴｓの除染に係る作業効率をさらに向上できる。

［その他の実施形態］
上記実施形態は、本発明の構成を限定するものではない。従って、上記実施形態は、本明細書の記載及び技術常識に基づいて上記実施形態各部の構成要素の省略、置換又は追加が可能であり、それらは全て本発明の範囲に属するものと解釈されるべきである。

例として、本発明の汚染水はどのような汚染物質を含むものであってもよい。また、汚染物質濃度は、どのような指標を用いて表されるものであってもよく、例えば質量濃度、モル濃度、ｐＨ、放射能等によって表わすことができる。

当該タンクの除染方法において、中間タンクは必須ではない。つまり、排出ポンプで汚染水を排出した後の貯留タンクに、外部から供給される希釈水を導入してもよい。

また、当該タンクの除染方法において使用する希釈水は、汚染物質濃度が低いものであればどのような水であってもよく、汚染水を浄化して得られるものに限らない。

また、当該タンクの除染方法において、希釈水を先にタンク内面に当接させることなく、貯留水中に導入してもよい。

本発明は、種々のタンクを除染するために利用することができるが、特に放射性物質を含む汚染水を貯留する貯留タンクの除染に好適に利用される。

Ｄ 排出流路
Ｐ 排出ポンプ
Ｒ 汚染水浄化設備
Ｓ 洗浄ノズル
Ｔｓ 貯留タンク
Ｔｒ 中間タンク
１１ 受水槽
１２ 供給ポンプ
１３ フィルターユニット
１４ １次吸着塔
１５ ２次吸着塔
１６ クッション槽
１７ 送出ポンプ

Claims (7)

1. 汚染水を貯留したタンクの除染方法であって、
   上記タンクからポンプにより汚染水を排出する工程と、
   上記排出工程後のタンクに汚染水を希釈するための希釈水を導入する工程と
   を一回又は複数回行ない、
   下記式（１）に示す排出工程及び導入工程をｎ回行った後のタンクの貯留水の濃度Ｘ_ｎが閾値以下になるよう上記導入工程における希釈水の導入総量を決定することを特徴とするタンクの除染方法。
   Ｘ_ｎ＝Ｘ_０−（ｑ／ｒ−ｐ）×ｐ^ｎ＋（ｑ／ｒ−ｐ）×ｒ^ｎ ・・・（１）
   ここで、ｐ＝Ｖ_２／（Ｖ_１＋Ｖ_２）、ｑ＝｛Ｖ_１／（Ｖ_１＋Ｖ_２）｝×Ｙ_１
   Ｘ_０：排出工程及び導入工程を行う前のタンクの貯留水の濃度
   Ｙ_１：１回目の導入工程における希釈水の濃度
   ｒ：ｎ回目の導入工程における希釈水の濃度をＹ_ｎとしたときにＹ_ｎ＝Ｙ_１×ｒ^ｎ−１を満たす定数（ただし、０＜ｒ≦１）
   Ｖ_１：１回の導入工程における希釈水の導入量
   Ｖ_２：排出工程後に残存するタンクの貯留水の量
2. 上記導入工程の希釈水として、上記汚染水の浄化により得られた浄化水を用いる請求項１に記載のタンクの除染方法。
3. 上記導入総量に基づいてｎが１となるよう導入量Ｖ_１を決定する請求項１又は請求項２に記載のタンクの除染方法。
4. 上記導入総量に基づいて排出工程及び導入工程の回数ｎを決定する請求項１又は請求項２に記載のタンクの除染方法。
5. 上記汚染水が少なくとも放射性ストロンチウムを含み、浄化設備がストロンチウムを選択的に吸着する吸着剤を有する請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のタンクの除染方法。
6. 上記浄化設備が、汚染物質を吸着する吸着剤が充填される吸着塔を有し、この吸着塔が移動可能な架台に搭載されている請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のタンクの除染方法。
7. 上記導入工程で、希釈水をタンク内面に当接するよう導入する請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のタンクの除染方法。

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