JP2018096909A - 放射性物質除去フィルタ、それを用いる放射性物質除去フィルタユニット及び放射性物質の除去方法 - Google Patents

Abstract

【課題】気体中に有機溶剤、特に沸点が１２０度以上の高沸点化合物が含まれていても、放射性物質の除去性能低下を抑制することができる放射性物質除去フィルタ、この放射性物質除去フィルタを用いた放射性物質除去フィルタユニット及び放射性物質除去方法を提供する。【解決手段】下流側に活性炭素繊維層２と上流側に活性炭素粒子層３とを備え、活性炭素繊維層２はアミン化合物が付着した繊維状活性炭を有し、活性炭素粒子層３のアミン化合物付着量と活性炭素繊維層２のアミン化合物付着量との比（活性炭素粒子層３のアミン化合物付着量／活性炭素繊維層２のアミン化合物付着量）が０．１以下（０を含む）である。【選択図】図１

Description

本発明は放射性物質除去フィルタに関するものであり、詳細には気体中に含まれる放射性物質、特に放射性のヨウ素及び有機ヨウ素化合物を取り除く放射性物質除去フィルタに関するものである。

医療施設や原子力施設等の放射性物質を取り扱う施設では、発生したガス状の放射性物質を空気中から除去する必要があり、放射性物質除去フィルタが使用されている。ガス状ヨウ素を取り除くための放射性物質除去フィルタとして、活性炭化されたシート状のチャコールフィルターへ空気を通過させることによりガス状ヨウ素の捕集除去を行う処理方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

ガス状ヨウ素と併せて、有機ヨウ素化合物も取り除くための放射性物質除去フィルタとしては、細孔直径３〜３０ｎｍの細孔容積が０．１５ｃｃ／ｇ以下であって、細孔直径３ｎｍ以下の細孔容積が０．５０ｃｃ／ｇ以上の活性炭からなるシートにアミンを添着し、該活性炭からなるシートの少なくとも一方に保護シートを積層してなる濾材を有する放射性物質除去フィルタが知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００３−６６１９１号公報 特開２００４−２０５４９０号公報

しかし、これらのような放射性物質を取り扱う施設では、放射線を測定するために液体シンチレーションカウンターが使用されている。液体シンチレーションカウンターに用いられる液体シンチレーションカクテルには、１，２，４−トリメチルベンゼン、直鎖ドデシルベンゼン等、沸点が１２０度以上と高沸点化合物である有機溶剤が使用されている。そのため、施設の排気ガス中には、ガス状の放射性物質以外に、ガス状のこれらの有機溶剤（ＶＯＣ）が微量に含まれている。高沸点化合物の有機溶剤は、特許文献１や特許文献２のような放射性物質除去フィルタに付着し、これらの放射性物質除去フィルタを用いた放射性物質の除去性能の低下要因となっている。

本発明は、前記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、気体中にガス状の有機溶剤、特に沸点が１２０度以上の高沸点化合物が含まれていても、放射性ヨウ素及び有機ヨウ素化合物のような放射性物質に対する除去性能低下を抑制することができる放射性物質除去フィルタ、この放射性物質除去フィルタを用いた放射性物質除去フィルタユニット及び放射性物質の除去方法を提供することにある。

前記課題を解決することができた本発明の放射性物質除去フィルタは、下流側に活性炭素繊維層と、上流側に活性炭素粒子層とを備え、活性炭素繊維層はアミン化合物が付着した繊維状活性炭を有し、活性炭素粒子層のアミン化合物付着量と活性炭素繊維層のアミン化合物付着量との比（活性炭素粒子層のアミン化合物付着量／活性炭素繊維層のアミン化合物付着量）が０．１以下（０を含む）であることを特徴とするものである。

本発明の放射性物質除去フィルタは、上流側の活性炭素粒子層にて気体中の有機溶剤を吸着するため、下流側の活性炭素繊維層は有機溶剤による放射性ヨウ素及び有機ヨウ素化合物の除去性能の低下を防ぐことが可能となる。

本発明の放射性物質除去フィルタにおいて、アミン化合物は水溶性であることが好ましく、トリエチレンジアミンであることがより好ましい。

本発明の放射性物質除去フィルタにおいて、活性炭素繊維層のアミン化合物の付着量は繊維状活性炭の５質量％以上２０質量％以下であることが好ましい。

本発明の放射性物質除去フィルタにおいて、活性炭素繊維層の繊維状活性炭の目付は１５０ｇ／ｍ^２以上９００ｇ／ｍ^２以下であることが好ましい。

本発明の放射性物質除去フィルタにおいて、活性炭素粒子層の粒状活性炭の目付は１５０ｇ／ｍ^２以上９００ｇ／ｍ^２以下であることが好ましい。

本発明の放射性物質除去フィルタにおいて、繊維状活性炭のＢＥＴ比表面積は８００ｍ^２／ｇ以上であることが好ましい。

本発明の放射性物質除去フィルタにおいて、粒状活性炭のＢＥＴ比表面積は８００ｍ^２／ｇ以上であることが好ましい。

本発明の放射性物質除去フィルタにおいて、繊維状活性炭の全細孔容積は０．３ｃｃ／ｇ以上であることが好ましい。

本発明の放射性物質除去フィルタにおいて、粒状活性炭の全細孔容積は０．３ｃｃ／ｇ以上であることが好ましい。

本発明の放射性物質除去フィルタにおいて、繊維状活性炭の平均繊維径は１０μｍ以上４０μｍ以下であることが好ましい。

本発明の放射性物質除去フィルタにおいて、粒状活性炭の平均粒子径は２００μｍ以上７００μｍ以下であることが好ましい。

本発明の放射性物質除去フィルタにおいて、活性炭素繊維層と活性炭素粒子層は積層されており、プリーツ形状であることが好ましい。

本発明には、当該放射性物質除去フィルタを有することを特徴とする放射性物質除去フィルタユニット及び放射性物質の除去方法も含まれる。

本発明の放射性物質除去フィルタは、アミン化合物が付着した繊維状活性炭を有する活性炭素繊維層を下流側に備え、粒状活性炭を有する活性炭素粒子層を上流側に備えることを特徴とする。下流側に活性炭素繊維層を、上流側に活性炭素粒子層を有することにより、気体中に有機溶剤が含まれていても、放射性物質除去フィルタの放射性ヨウ素及び有機ヨウ素化合物等の放射性物質に対する除去性能が低下することを抑制することが可能となり、長期間にわたって放射性物質除去フィルタの放射性物質除去効果を発揮することができる。

本発明の実施の形態における放射性物質除去フィルタの概略図を表す。 本発明の実施の形態における放射性物質除去フィルタのプリーツ加工後の概略断面図を表す。 本発明の実施の形態における放射性物質除去フィルタユニットの斜視図を表す。

以下、本発明に係る放射性物質除去フィルタに関して、図面を参照しつつ具体的に説明するが、本発明はもとより図示例に限定される訳ではなく、前、後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。

本発明に係る放射性物質除去フィルタは、下流側に活性炭素繊維層と上流側に活性炭素粒子層とを備え、活性炭素繊維層はアミン化合物が付着した繊維状活性炭を有し、活性炭素粒子層のアミン化合物付着量と活性炭素繊維層のアミン化合物付着量との比が０．１以下（０を含む）であることを特徴とするものである。以下、本発明における下流側、上流側、活性炭素繊維層、活性炭素粒子層についてそれぞれ説明する。

本発明において、下流側とは、気体がフィルタを通過した後の側であり、気体流出側を意味する。上流側とは、下流側とは反対の、気体がフィルタを通過する前の側であり、気体流入側を意味する。図１及び図２の矢印は気体の流れを示し、図１及び図２の上側が上流側であり、下側が下流側である。

活性炭素繊維層２は、アミン化合物が付着した繊維状活性炭を有する層である。繊維状活性炭とは、天然繊維、再生繊維または合成繊維を炭化し、ガス賦活による活性化反応を行うことによって得られる繊維状の活性炭である。

活性炭素繊維層２は、シート状の繊維状活性炭の両面に不織布を積層し、一体化処理を施すことにより得られる。

繊維状活性炭のＢＥＴ比表面積は、８００ｍ^２／ｇ以上であることが好ましく、１０００ｍ^２／ｇ以上であることがより好ましく、１２００ｍ^２／ｇ以上であることがさらに好ましい。繊維状活性炭のＢＥＴ比表面積の下限値がこの値となっていることにより、活性炭素繊維層２の放射性物質除去効果を高めることができる。

繊維状活性炭の全細孔容積は、０．３ｃｃ／ｇ以上であることが好ましく、０．４ｃｃ／ｇ以上であることがより好ましく、０．５ｃｃ／ｇ以上であることがさらに好ましい。繊維状活性炭の全細孔容積の下限値がこの値となっていることにより、活性炭素繊維層２における放射性物質を取り除く効果が高くなる。

繊維状活性炭の平均繊維径は、１０μｍ以上が好ましく、１２μｍ以上がより好ましい。繊維状活性炭の平均繊維径の下限値がこのような値となっていることにより、活性炭素繊維層２の通気性をよくすることができる。また、繊維状活性炭の平均繊維径は、４０μｍ以下が好ましく、３５μｍ以下がより好ましく、３０μｍ以下がさらに好ましい。繊維状活性炭の平均繊維径の上限値がこのような値となっていることにより、活性炭素繊維層２の表面積が大きくなり、放射性物質の除去効率が向上する。

繊維状活性炭を、電子顕微鏡を用いて倍率５００倍にて観察し、繊維径を測定する。任意の１００本の繊維径を相加平均し、この平均値を繊維状活性炭の平均繊維径とする。

アミン化合物の具体例としては、１，４−ジアザビシクロ［２，２，２］オクタン（トリエチレンジアミン）、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−アミノプロピル）ピペラジン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルメタクリラート、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルアミン、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、１，５−ジアザビシクロウンデセン、ポリエチレンイミン、１，５−ジアザビシクロ［４．３．０］ノネン、１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］−７−ウンデセン、２−メチル−１，４−ジアザビシクロ［２．２．２］オクタン、フェニルヒドラジン、２−シアノピリジン、ジイソプロピルアミン、Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリメチルアミノエチルピペラジン、ヘキサメチレンテトラミン、ポリアルキルポリアミン等が挙げられる。中でも、用いるアミン化合物は、水溶性であることが好ましく、１，４−ジアザビシクロ［２，２，２］オクタン（トリエチレンジアミン）であることがより好ましい。水溶性のアミン化合物を用いることにより、活性炭素繊維層２の製造が容易となり、トリエチレンジアミンを用いることにより、高い放射性物質除去効果を得ることができる。

活性炭素繊維層２のアミン化合物の付着量は、繊維状活性炭の５質量％以上が好ましく、７質量％以上がより好ましく、１０質量％以上がさらに好ましい。活性炭素繊維層２のアミン化合物の付着量の下限値がこの値となっていることにより、放射性有機ヨウ素化合物を十分に吸着することができる。また、活性炭素繊維層２のアミン化合物の付着量は、繊維状活性炭の２０質量％以下であることが好ましく、１７質量％以下であることがより好ましく、１５質量％以下であることがさらに好ましい。活性炭素繊維層２のアミン化合物の付着量の上限値がこの値となっていることにより、十分な放射性物質除去効果を保ちつつ、コストを抑えることができる。

活性炭素繊維層２へアミン化合物を付着させる方法は、アミン化合物の溶液にシート状の繊維状活性炭を浸漬し乾燥させる方法、アミン化合物の溶液をシート状の繊維状活性炭に噴霧し乾燥させる方法、繊維状活性炭をアミン化合物の溶液に浸漬し乾燥させた後にシート状に形成する方法等が挙げられる。中でも、アミン化合物の溶液にシート状の繊維状活性炭を浸漬、乾燥させる方法によりアミン化合物を活性炭素繊維層２に付着させることが好ましい。このようにして活性炭素繊維層２にアミン化合物を付着させることにより、繊維状活性炭へ均一にアミン化合物を付着させることができ、活性炭素繊維層２の放射性物質除去効果が高くなる。

活性炭素繊維層２における繊維状活性炭の目付は、１５０ｇ／ｍ^２以上であることが好ましく、２００ｇ／ｍ^２以上であることがより好ましく、４００ｇ／ｍ^２以上であることがさらに好ましい。活性炭素繊維層２における繊維状活性炭の目付の下限値がこの値となっていることにより、活性炭素繊維層２の放射性物質除去効果が十分なものとなる。また、活性炭素繊維層２における繊維状活性炭の目付は、９００ｇ／ｍ^２以下であることが好ましく、８００ｇ／ｍ^２以下であることがより好ましく、７００ｇ／ｍ^２以下であることがさらに好ましい。活性炭素繊維層２における繊維状活性炭の目付の上限値がこの値となっていることにより、活性炭素繊維層２の軽量化を図ることができ、また、圧力損失を低下させることができる。

活性炭素粒子層３は、粒状活性炭を有する層である。粒状活性炭とは、ヤシ殻、おが屑、竹等を炭化させたもの、石炭、ピッチ等に、ガス賦活または薬品賦活による活性化反応を行うことによって得られる粒状の活性炭である。粒状活性炭の種類としては、破砕炭、顆粒炭、成形炭等があり、いずれの種類のものも好適に使用することができる。粒状活性炭の他に、粉末状の活性炭である粉末活性炭を用いることも可能であるが、圧力損失を小さくするために粒状活性炭を用いることが好ましい。

活性炭素粒子層３は、粒状活性炭と熱可塑性樹脂を混合し、混合物を不織布で挟み、加熱処理を行うことにより得られる。

粒状活性炭のＢＥＴ比表面積は、８００ｍ^２／ｇ以上であることが好ましく、９００ｍ^２／ｇ以上であることがより好ましく、１０００ｍ^２／ｇ以上であることがさらに好ましい。粒状活性炭のＢＥＴ比表面積の下限値がこの値となっていることにより、活性炭素粒子層３が有機溶剤を除去する効果を高めることができる。

粒状活性炭の全細孔容積は、０．３ｃｃ／ｇ以上であることが好ましく、０．４ｃｃ／ｇ以上であることがより好ましく、０．５ｃｃ／ｇ以上であることがさらに好ましい。粒状活性炭の全細孔容積の下限値がこの値となっていることにより、活性炭素粒子層３の有機溶剤除去の効果が向上する。

粒状活性炭の平均粒子径は、２００μｍ以上が好ましく、２５０μｍ以上がより好ましい。粒状活性炭の平均粒子径の下限値がこのような値となっていることにより、活性炭素粒子層３の通気性を高めることができる。また、粒状活性炭の平均粒子径は、７００μｍ以下が好ましく、６２５μｍ以下がより好ましく、５５０μｍ以下がさらに好ましい。粒状活性炭の平均粒子径の上限値がこのような値となっていることにより、活性炭素粒子層３の表面積が大きくなり、有機溶剤を取り除く効率がよくなる。

粒状活性炭を、光学顕微鏡を用いて倍率３５倍にて観察し、粒子径を測定する。任意の１００個の粒子径を相加平均し、この平均値を粒状活性炭の平均粒子径とする。

活性炭素粒子層３における粒状活性炭の目付は、１５０ｇ／ｍ^２以上であることが好ましく、２００ｇ／ｍ^２以上であることがより好ましく、２５０ｇ／ｍ^２以上であることがさらに好ましい。活性炭素粒子層３における粒状活性炭の目付の下限値がこの値となっていることにより、活性炭素粒子層３に十分な有機溶剤除去効果をもたせることが可能となる。また、活性炭素粒子層３における粒状活性炭の目付は、９００ｇ／ｍ^２以下であることが好ましく、８００ｇ／ｍ^２以下であることがより好ましく、７００ｇ／ｍ^２以下であることがさらに好ましい。活性炭素粒子層３における粒状活性炭の目付の上限値がこの値となっていることにより、活性炭素粒子層３を軽量なものとすることができ、また、圧力損失を小さくすることができる。

活性炭素粒子層３のアミン化合物付着量と、活性炭素繊維層２のアミン化合物付着量との比（活性炭素粒子層３のアミン化合物付着量／活性炭素繊維層２のアミン化合物付着量）は、０．１以下であり、０．０８以下であることが好ましく、０．０６以下であることがより好ましい。なお、活性炭素粒子層３のアミン化合物付着量と、活性炭素繊維層２のアミン化合物付着量との比は０であることを含む。活性炭素粒子層３のアミン化合物付着量と活性炭素繊維層２のアミン化合物付着量との比がこの値となっていることにより、気体中の有機溶剤は活性炭素粒子層３に除去され、有機溶剤が活性炭素繊維層２に付着することが防がれる。そのため、放射性物質除去フィルタ１の放射性物質除去性能の低下を抑制することができ、放射性物質除去フィルタを長寿命とすることが可能となる。

活性炭素繊維層２と活性炭素粒子層３は、厚み方向に重ねて積層されており、山折りと谷折りを交互に繰り返して折り曲げ加工をするプリーツ形状であることが好ましい。活性炭素繊維層２と活性炭素粒子層３とが積層されていることにより、放射性物質除去フィルタ１を小型化することが可能となる。また、活性炭素繊維層２と活性炭素粒子層３とがプリーツ形状であることにより、気体と接する面積が大きくなり、気体中の放射性物質を効率よく除去することができる。

本発明に係る放射性物質除去フィルタ１は、放射性物質除去フィルタユニット１１に用いることが可能である。放射性物質除去フィルタユニット１１は、実施形態の一例として、図３に示すように、放射性物質除去フィルタ１を枠体１２に収めることにより作製することができる。枠体１２の材質は特に限定されず、例えば、金属、合成樹脂、木材等が挙げられる。中でも、金属であることが好ましい。枠体１２が金属製であることにより、放射性物質除去フィルタユニット１１の強度を高めることができる。

本発明に係る放射性物質の除去方法では、ガス状ヨウ素や有機ヨウ素化合物等の放射性物質を含む気体を、本発明の放射性物質除去フィルタ１に通過させる。これにより、該気体中から放射性物質を除去することが可能となる。気体中に有機溶剤が含まれていても、放射性物質除去フィルタ１の活性炭素粒子層３によって有機溶剤が気体中から取り除かれるため、活性炭素繊維層２に有機溶剤が付着しにくくなり、活性炭素繊維層２の放射性物質除去性能が低下することを防ぐことができる。

以下、実施例によって本発明の作用効果をより具体的に示す。下記実施例は本発明を限定する性質のものではなく、前・後記の趣旨に沿って設計変更することはいずれも本発明の技術的範囲に含まれるものである。

（活性炭素繊維層の作製方法）
シート状の繊維状活性炭１枚、もしくは、複数枚を積層したものの両面にポリプロピレン製スパンレース（目付け３５ｇ／ｍ^２）を積層し、ニードルパンチ処理によって一体化することにより活性炭素繊維層を作製した。

（活性炭素粒子層の作製方法）
粒状活性炭と熱可塑性粉末樹脂ＳＫ−ＰＥ２０Ｌ（セイシン企業製）を質量比で粒状活性炭：粉末樹脂＝１０：１となるように混合粉末を調製した。調製した混合粉末をサーマルボンド不織布（目付け２７ｇ／ｍ^２）上に散布し、さらに、その上から、同じサーマルボンド不織布を重ね合わせ、続いて加熱処理を行うことにより活性炭素粒子層を作製した。

（ＢＥＴ比表面積、全細孔容積の測定方法）
粒状活性炭、及び、繊維状活性炭のそれぞれから約１００ｍｇのサンプルを採取し、１２０℃にて２４時間真空乾燥した後、秤量した。自動比表面積測定装置ジェミニ２３７５（マイクロメリティックス社製）を使用し、液体窒素の沸点（−１９５．８℃）における窒素ガスの吸着量を相対圧が０．０２〜０．９５の範囲にて徐々に高めながら４０点測定し、前記サンプルの吸着等温線を作成した。自動比表面積測定装置ジェミニ２３７５に付属の解析ソフト（ＧＥＭＩＮＩ−ＰＣＷ ｖｅｒｓｉｏｎ１．０１）にて、ＢＥＴ条件で、表面積解析範囲を０．０１〜０．１５に設定して、ＢＥＴ比表面積［ｍ^２／ｇ］を求めた。また、相対圧０．９５のデータより全細孔容積［ｃｃ／ｇ］を求めた。

（アミン化合物付着量の測定方法）
粒状活性炭、もしくは、繊維状活性炭から約３００ｍｇのサンプルを採取し、クロロホルム１０ｍＬにて抽出した液について、ＧＣ／ＭＳ（７８９０Ａ／５９７５Ｃ、アジレント・テクノロジー製）を使用して、そのアミン化合物含有量を測定し、さらに、それをサンプルの重量で割ることにより、アミン化合物付着量［質量％］を算出した。

（有機溶剤負荷試験）
サンプルを内径φ４４ｍｍのガラス管中にセットし、１，２，４―トリメチルベンゼン（沸点１６９℃）を１００ｐｐｍ含有する、温度２５℃、湿度０％ＲＨの空気を６Ｌ／ｍｉｎにて連続的に２７０分間流通させた。

（ヨウ化メチル除去率の測定方法）
サンプルを内径φ２５ｍｍのガラス管中にセットし、ヨウ化メチルを１０ｐｐｍ含有する、温度２５℃、湿度０％ＲＨの空気を５Ｌ／ｍｉｎにて連続的に流通させた。流通開始５分後に、サンプルの入口側と出口側のガスを採取し、ＥＣＤ付きガスクロマトグラフ（ＧＣ−２０１４、島津製作所製）において、ヨウ化メチル濃度を測定し、その比からヨウ化メチル除去率［％］を算出した。

（実施例１）
トリエチレンジアミン（東京化成工業製）６２５ｍｇをイオン交換水２５０ｇに溶解させ、トリエチレンジアミン水溶液を調製した。シート状の繊維状活性炭６ｇ（ＢＥＴ比表面積：１４６０ｍ^２／ｇ、全細孔容積：０．６３ｃｃ／ｇ、目付：２００ｇ／ｍ^２、平均繊維径：１３μｍ）を、先に調製した水溶液中に投入した後、室温にて１２時間撹拌した。その後、シート状の繊維状活性炭を濾別し、８０℃条件にて２時間乾燥させたところ、アミン化合物付着量１０．３質量％のシート状アミン化合物付着繊維状活性炭が得られた。得られたシート状アミン化合物付着繊維状活性炭を３枚積層させ、活性炭素繊維層を作製した。
アミン化合物付着量０質量％（検出限界以下）のヤシガラ系粒状活性炭（ＢＥＴ比表面積：１３５０ｍ^２／ｇ、全細孔容積：０．６２ｃｃ／ｇ、粒子直径：２５０〜５００μｍ、平均粒子径：３２０μｍ）を使用して、粒状活性炭目付が６００ｇ／ｍ^２となるように活性炭素粒子層を作製した。
作製した活性炭素粒子層を上流側に、活性炭素繊維層を下流側に配置し、有機溶剤負荷試験を実施した。その後、有機溶剤負荷試験後の試料を用いて、ヨウ化メチル除去率を測定した。

（実施例２）
トリエチレンジアミンの使用量が１．８８ｇであること以外は実施例１と同様に、活性炭素繊維層を作製した。
トリエチレンジアミン（東京化成工業製）４５ｍｇをイオン交換水８ｇに溶解させ、トリエチレンジアミン水溶液を調製した。さらに、ヤシガラ系粒状活性炭６ｇ（ＢＥＴ比表面積：１３５０ｍ^２／ｇ、全細孔容積：０．６２ｃｃ／ｇ、粒子直径：２５０〜５００μｍ、平均粒子径：３２０μｍ）を、先に調製した水溶液と混合した後、８０℃条件にて２時間乾燥させた。アミン化合物付着量０．７質量％のアミン化合物付着粒状活性炭が得られた。得られたアミン化合物付着粒状活性炭を使用して、粒状活性炭目付が６００ｇ／ｍ^２となるように活性炭素粒子層を作製した。
作製した活性炭素粒子層を上流側に、活性炭素繊維層を下流側に配置し、有機溶剤負荷試験を実施した。その後、有機溶剤負荷試験後の試料を用いて、ヨウ化メチル除去率を測定した。

（実施例３）
トリエチレンジアミンの使用量が４．３８ｇであること以外は実施例１と同様に行った。なお、アミン化合物付着量は１４．８質量％であった。

（実施例４）
活性炭素粒子層の粒状活性炭目付が３００ｇ／ｍ^２であること以外は実施例１と同様に行った。

（実施例５）
活性炭素粒子層の粒状活性炭目付が３００ｇ／ｍ^２であること以外は実施例３と同様に行った。

（比較例１）
実施例３と同様に活性炭素繊維層を作製した。
トリエチレンジアミン（東京化成工業製）７８０ｍｇをイオン交換水８ｇに溶解させ、トリエチレンジアミン水溶液を調製した。さらに、ヤシガラ系粒状活性炭６ｇ（ＢＥＴ比表面積：１３５０ｍ^２／ｇ、全細孔容積：０．６２ｃｃ／ｇ、粒子直径：２５０〜５００μｍ、平均粒子径：３２０μｍ）を、先に調製した水溶液と混合した後、８０℃条件にて２時間乾燥させた。アミン化合物付着量１２．１質量％のアミン化合物付着粒状活性炭が得られた。得られたアミン化合物付着粒状活性炭を使用して、粒状活性炭目付が３００ｇ／ｍ^２となるように活性炭素粒子層を作製した。
作製した活性炭素粒子層を上流側に、活性炭素繊維層を下流側に配置し、有機溶剤負荷試験を実施した。その後、有機溶剤負荷試験後の試料を用いて、ヨウ化メチル除去率を測定した。

（比較例２）
実施例５と同様に活性炭素粒子層及び活性炭素繊維層を作製し、活性炭素繊維層を上流側に配置し、活性炭素粒子層を下流側に配置し、有機溶剤負荷試験を実施した。その後、有機溶剤負荷試験後の試料を用いて、ヨウ化メチル除去率を測定した。

（比較例３）
実施例４と同様の活性炭素粒子層を上流側に配置し、粒状活性炭目付が６００ｇ／ｍ^２であること以外は比較例１と同様に、活性炭素粒子層を下流側に配置し、有機溶剤負荷試験を実施した。その後、有機溶剤負荷試験後の試料を用いて、ヨウ化メチル除去率を測定した。

表１から明らかなように、実施例１〜５では何れもヨウ化メチル除去率が高く、高沸点化合物に対する耐久性が高くなっていることが分かる。これに対して活性炭素粒子層のアミン化合物付着量と活性炭素繊維層のアミン化合物付着量の比が０．１より大きい場合（比較例１）、上流側に活性炭素繊維層が配置された場合（比較例２）、下流側に活性炭素繊維層が配置されない場合（比較例３）は、いずれもヨウ化メチル除去率が低く、高沸点化合物に対する耐久性が低いことが分かる。

比較例１の試料である、下流側の活性炭素繊維層だけでなく上流側の活性炭素粒子層にもアミン化合物を付着させた場合では、気体中の有機溶剤が活性炭素粒子層だけでは取り除ききれずに、有機溶剤が活性炭素繊維層にまで到達し、活性炭素繊維層に有機溶剤が付着する。そのため、比較例１のものは、上流側の活性炭素粒子層にはアミン化合物を付着させず、下流側の活性炭素繊維層のみにアミン化合物を付着させた実施例５のものと比較して、放射性物質の除去効果が低下している。よって、上流側の層にはアミン化合物を付着させず、下流側の層のみにアミン化合物を付着させることが好ましい。

比較例２の試料である、上流側に活性炭素繊維層が配置され、下流側に活性炭素粒子層が配置された場合では、活性炭素粒子層よりも放射性物質除去性能が優れる活性炭素繊維層に、気体中の有機溶剤が付着し、活性炭素繊維層の放射性物質除去性能が低下する。そのため、比較例２のものは、上流側に活性炭素粒子層が配置され、下流側に活性炭素繊維層が配置された実施例５のものと比較して、放射性物質の除去効果が低下している。よって、上流側に活性炭素粒子層が配置され、下流側に活性炭素繊維層が配置されることが好ましい。

比較例３の試料である、下流側に活性炭素繊維層が配置されず上流側及び下流側の両方に活性炭素粒子層が配置される場合では、活性炭素粒子層よりも放射性物質除去性能が優れる活性炭素繊維層を用いていないため、放射性物質の除去効果が低下している。よって、活性炭素粒子層のみ用いるのではなく、活性炭素粒子層と活性炭素繊維層の両方を用いることが好ましい。

また、比較例３では、下流側の活性炭素粒子層にアミン化合物を付着させているが、下流側の活性炭素繊維層にアミン化合物を付着させている実施例４及び５と比較して、放射性物質の除去効果が低下している。よって、活性炭素粒子層にアミン化合物を付着させるのではなく、活性炭素繊維層にアミン化合物を付着させることが好ましい。

なお、上流側及び下流側の両方に活性炭素繊維層が配置される場合、十分な放射性物質除去性能を持たせるためには活性炭素繊維層の目付を大きくする必要がある。活性炭素繊維層の目付を大きくすると厚みが増し、放射性物質除去フィルタの厚みも大きくなってしまう。その結果、放射性物質除去フィルタが大型化する、放射性物質除去フィルタのプリーツ加工が困難になる、といった問題がある。よって、活性炭素繊維層のみを用いるのではなく、活性炭素粒子層と活性炭素繊維層の両方を用いることが好ましい。

以上のように、本発明の放射性物質除去フィルタは、下流側に活性炭素繊維層と上流側に活性炭素粒子層とを備え、活性炭素繊維層はアミン化合物が付着した繊維状活性炭を有し、活性炭素粒子層のアミン化合物付着量と活性炭素繊維層のアミン化合物付着量との比（活性炭素粒子層のアミン化合物付着量／活性炭素繊維層のアミン化合物付着量）が０．１以下（０を含む）であることを特徴とする。このような構成であることにより、気体中に有機溶剤、特に沸点が１２０度以上の高沸点化合物が含まれていても、放射性ヨウ素や有機ヨウ素化合物等の放射性物質の除去性能低下を抑制することができる。

１：放射性物質除去フィルタ
２：活性炭素繊維層
３：活性炭素粒子層
１１：放射性物質除去フィルタユニット
１２：枠体

Claims (15)

1. 下流側に活性炭素繊維層と、上流側に活性炭素粒子層とを備え、
   前記活性炭素繊維層は、アミン化合物が付着している繊維状活性炭を有し、
   前記活性炭素粒子層のアミン化合物付着量と前記活性炭素繊維層の前記アミン化合物付着量との比（活性炭素粒子層のアミン化合物付着量／活性炭素繊維層のアミン化合物付着量）が０．１以下（０を含む）であることを特徴とする放射性物質除去フィルタ。
2. 前記アミン化合物は、水溶性である請求項１に記載の放射性物質除去フィルタ。
3. 前記アミン化合物は、トリエチレンジアミンである請求項１または２に記載の放射性物質除去フィルタ。
4. 前記活性炭素繊維層の前記アミン化合物の付着量は、前記繊維状活性炭の５質量％以上２０質量％以下である請求項１〜３のいずれか一項に記載の放射性物質除去フィルタ。
5. 前記活性炭素繊維層における前記繊維状活性炭の目付は、１５０ｇ／ｍ^２以上９００ｇ／ｍ^２以下である請求項１〜４のいずれか一項に記載の放射性物質除去フィルタ。
6. 前記活性炭素粒子層における粒状活性炭の目付は、１５０ｇ／ｍ^２以上９００ｇ／ｍ^２以下である請求項１〜５のいずれか一項に記載の放射性物質除去フィルタ。
7. 前記繊維状活性炭のＢＥＴ比表面積は、８００ｍ^２／ｇ以上である請求項１〜６のいずれか一項に記載の放射性物質除去フィルタ。
8. 前記粒状活性炭のＢＥＴ比表面積は、８００ｍ^２／ｇ以上である請求項１〜７のいずれか一項に記載の放射性物質除去フィルタ。
9. 前記繊維状活性炭の全細孔容積は、０．３ｃｃ／ｇ以上である請求項１〜８のいずれか一項に記載の放射性物質除去フィルタ。
10. 前記粒状活性炭の全細孔容積は、０．３ｃｃ／ｇ以上である請求項１〜９のいずれか一項に記載の放射性物質除去フィルタ。
11. 前記繊維状活性炭の平均繊維径は、１０μｍ以上４０μｍ以下である請求項１〜１０のいずれか一項に記載の放射性物質除去フィルタ。
12. 前記粒状活性炭の平均粒子径は、２００μｍ以上７００μｍ以下である請求項１〜１１のいずれか一項に記載の放射性物質除去フィルタ。
13. 前記活性炭素繊維層と前記活性炭素粒子層は、積層されており、プリーツ形状である請求項１〜１２のいずれか一項に記載の放射性物質除去フィルタ。
14. 請求項１〜１３のいずれかに記載の放射性物質除去フィルタを有することを特徴とする放射性物質除去フィルタユニット。
15. 請求項１〜１３のいずれかに記載の放射性物質除去フィルタに、放射性物質を含む気体を通過させ、前記気体から前記放射性物質を除去することを特徴とする放射性物質の除去方法。
    

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