JP2018004588A - トリチウムを含む放射能汚染水からのトリチウムの分離除去方法 - Google Patents
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しかし、トリチウムは、水中ではトリチウム水(HTO)として存在し、これは軽水(H2O)とよく似た性質を有することから、他の放射性物質の除去に適用されるイオン交換樹脂、吸着材、フィルター等を用いた手法で分離除去することはできない。
しかし、トリチウム水と軽水との平衡蒸気圧差はごく僅かであるため、分離係数は非常に小さいものとなる。このため、トリチウムを十分な濃度で濃縮するためには、蒸発と濃縮の繰り返し回数を多くする、蒸留塔を高くする、減圧下で運転するといった対策を講じる必要があり、多大な時間と大がかりな設備とを要することが課題であった。
この電気分解法は、多大な時間と電力を要するため、単独で利用されることはほとんどなく、他の分離方法と組み合わせる場合には、設備が大がかりになることが課題であった。
また、α位の水素を持つ有機酸、有機酸アルカリ塩等を使用する方法では、α位水素とトリチウムとの置換反応を起こさせるために、トリチウム水中に微細気泡を循環させる必要があり、かつトリチウムを除去する際に前記有機酸、有機酸アルカリ塩を不溶化処理及び凝集処理する必要があり、多くの作業を要するものである。
(1)トリチウムを含む放射能汚染水を酸化マグネシウムと接触させて水酸化マグネシウムを生成させた後、該水酸化マグネシウムを前記放射能汚染水から分離除去することを特徴とする、放射能汚染水からトリチウムを分離除去する方法。
(2)前記酸化マグネシウムが、軽質酸化マグネシウムである、前記(1)に記載の、放射能汚染水からトリチウムを分離除去する方法。
前記反応により生成した水酸化マグネシウムは、トリチウムが化学的に結合しているため、多少の環境条件の変化ではトリチウムを放出することなく、その分解温度である300℃超までトリチウムを保持し続ける。
したがって、生成した水酸化マグネシウムを放射能汚染水から分離除去することで、放射能汚染水からトリチウムを確実に分離除去することができる。
常温常圧で静置して反応させることが、装置構成を単純にでき、操作も最小限で済むことから好ましい。その場合の静置時間は、酸化マグネシウムの反応率向上に伴うトリチウム除去量の増加と、短時間で処理を終えることによる時間当たりの処理量の増加とを考慮して、0.5〜4時間とすることが好ましい。
図2に、前記処理液の調製方法と放射線量測定方法の概略を模式的に示す。
まず、酸化マグネシウム(MgO)を容器に入れる(〔1〕)。次に、トリチウムを含む放射能汚染水を容器に加える(〔2〕)。次に、容器に密栓をして静置する(〔3〕)。所定時間経過後、容器内の上澄み液をシリンジで採取する(〔4〕)。次に、採取した上澄み液をシリンジフィルターに通して、固相を除去する(〔5〕)。次に、固相を除去した上澄み液を、発光剤で1/2000に希釈して測定用試料とし(〔6〕)、放射線量を測定した(〔7〕)。
本発明においては、測定用試料の調製及び放射線量の測定を、下記の条件で行った。
固相を除去した上澄み液100μlに発光剤(パーキンエルマー社製、Ultima Gold)20mlを加えて混合した後、液体シンチレーションカウンタ(パッカード社製 TRI−CARB 2750TR/LL)によりトリチウムの放射線量を測定した。測定は、5分間の測定を10回繰り返すことを1サイクルとし、これを6サイクル行って、測定値の標準誤差が±1000Bqの範囲内となった場合を有効とし、前記6サイクル(60回の測定)の平均値を放射線量とした。なお、前記測定値の標準誤差が±1000Bqの範囲外となった場合には、前記測定用試料と前記発光剤とが均一混合していなかったと判断し、測定結果を無効とした。
放射能汚染水を測定用試料とした。なお、以下に示す実施例1〜4における放射能汚染水は、本比較例と同一のものを使用した。
上記比較例と同一の放射能汚染水10mlに軽質酸化マグネシウム(和光純薬工業株式会社製、品番:138−006652)1gを加え、容器に密栓をして常温常圧下で1.33時間静置した。その後、シリンジで容器内の上澄み液を採取し、シリンジフィルターを通して固相を除去して測定用試料とした。
常温常圧下での静置時間を4時間とした以外は、実施例1と同様にして、試料の調製を行った。
軽質酸化マグネシウム1gに替えて、重質酸化マグネシウム(和光純薬工業株式会社製、品番:131−00282)2gを用いた以外は、実施例2と同様にして、試料の調製を行った。
常温常圧下での静置時間を24時間とした以外は、実施例3と同様にして、試料の調製を行った。
純水を測定用試料とした。
また、軽質の酸化マグネシウムを用いた場合の方が、重質のものを用いた場合よりも放射線量が低減されていることから、反応性の高い軽質の酸化マグネシウムの使用によって、より大きな効果が得られるといえる。
Claims (2)
- トリチウムを含む放射能汚染水を酸化マグネシウムと接触させて水酸化マグネシウムを生成させた後、該水酸化マグネシウムを前記放射能汚染水から分離除去することを特徴とする、放射能汚染水からトリチウムを分離除去する方法。
- 前記酸化マグネシウムが、軽質酸化マグネシウムである、請求項1に記載の、放射能汚染水からトリチウムを分離除去する方法。
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