JP2019127407A

JP2019127407A - 自然プルトニウム削減に基づく太陽光電池級シリコンの製造装置。

Info

Publication number: JP2019127407A
Application number: JP2018009238A
Authority: JP
Inventors: 白川利久; Toshihisa Shirakawa
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-01-23
Filing date: 2018-01-23
Publication date: 2019-08-01

Abstract

【課題】珪素からアルファ線を放出するTh、Uを除去するために、珪素純度を高くしていた。製造コストが高価であった。【解決手段】乾式比重分別装置により、トリウムとウラニウムとプルトニウムを多く含有する密度の大きい成分と、トリウムとウラニウムとプルトニウムが削減された密度の小さい成分とに分離する。密度の大きい成分側の放射線測定値が密度の小さい成分側の放射線測定値よりも大きいことを確認する。分離の効果をPuからの放射線を検出することができるため、アルファ線を放出するTh、U,Puの除去を確認しつつ、乾式での比重分離ができた。【選択図】図２

Description

本発明は太陽光電池級シリコンの製造装置に関する。

これからは、タダ同然の所有者不明土地が大量に出てくる。そうすると、広大な土地を活用し、かつ人手が少なくてもすむ産業の１つに太陽光発電がある。
土地代がタダ同然なら、太陽光電池そのものも格安であるのが望ましい。変換効率はそれほど高くなくてもよい。広大な安い電池敷設場が期待できるから数で補えばよい。
価格の安い太陽光電池には有機太陽光電池が期待されているが実績がない。他方、多結晶シリコンによる太陽光電池は、変換効率は高くはないものの価格が安い。
珪素は、酸化物（ケイ砂。SiO2）やケイ酸塩が石英や水晶等の形で算出される。単体のケイ素は天然に存在しない。
ケイ砂を融解し、コークスで還元して単体のケイ素のインゴットである金属シリコンを作る。
パソコン等に用いられる半導体用の珪素はテンナインまで純度を上げた様な高純度シリコンを使う。
太陽光電池用の太陽光電池級シリコンは、高純度である必要がない。上記高純度シリコンの単結晶インゴットを切り出していく過程でシリコン粒が出てくる。当該シリコン粒を溶融し、冷まして塊としたのが多結晶シリコンである。廉価である。
太陽光電池級シリコン製造には色々ある。冶金法は、金属級シリコンを溶融して冶金学的手法によって製造する。ＮＥＤＯ溶融生成法は、金属級シリコンを電子ビームやプラズマで溶融させて不純物を削減した後、一方向凝固させる。

パソコン等に用いられる半導体ほどには珪素の純度を上げる必要性の1つは、ケイ砂の中に混入しているアルファ線を放出するトリウム(Th)やウラニウム（U）の削減のためである。アルファ線は破壊力が大きいから半導体を傷つけ劣化させる。精密を要求する半導体にとって、致命的である。そこで、珪素の純度を上げてトリウムやウラニウムの削減を図っていた。
更に、若干ではあるが、ウラニウム238（Ｕ238）からの自発中性子（自然崩壊の結果、放射線を放出することを自発放出という。自発放出された放射線が中性子の時、当該中性子を本発明では自発中性子と呼ぶことにする）はＵ235を核分裂させるから、核分裂破片が半導体の性能を劣化させる。未臨界であるから連鎖反応はしないが、中性子源有りの持続的核分裂反応はする。水があればU235の核分裂反応は活発になる。したがって、作業の過程で水を使うことは好ましくない。なお、20億年前の天然のウラニウム中のウラニウム235割合は３%以上あった。証拠は、アフリカのオクロにあった天然原子炉である。
天然ウラニウム中のウラニウム235（Ｕ235）が宇宙線の中性子やＵ238からの自発中性子によって生成されるプルトニウム236（Ｐｕ236）と、天然ウラニウム中のウラニウム238（Ｕ238）が宇宙線の中性子や自発中性子によってプルトニウム239（Ｐｕ239）が生成される。Pu236やPu239はアルファ線を放出するので半導体の性能を劣化させる。
特許文献１は、太陽光電池級シリコンの製造法の1例である。
再生可能エネルギー利用が世界的に活発になり、世界中で太陽光電池の需要が高まると、珪素の値段が上昇すると考えられる。今迄のように珪素を廉価で輸入（安い水力発電がある国からの輸入）ができなくなるかもしれない。
特開2008-37747

手段１は、掘り出したケイ砂からトリウムやウラニウムやプルトニウムを削減する方法である。
酸化珪素鉱石中に微量のトリウムとウラニウムとプルトニウムを含有する粗酸化珪素鉱石を粉末にした粉末酸化珪素からトリウムとウラニウムとプルトニウムを削減する方法は以下の様である。
乾式比重分別装置と放射線計測器を使う。
乾式比重分別装置により、トリウムとウラニウムとプルトニウムを粗酸化珪素鉱石よりも多く含有する密度の大きい成分と、トリウムとウラニウムとプルトニウムが削減された密度の小さい成分とに分離する。
密度の大きい成分側と密度の小さい成分側とに放射線計測器を敷設し、両計測器により放射線量を測定する。
放射線計測器はX線または中性子を検出する計測器である。
密度の大きい成分側の放射線測定値が密度の小さい成分側の放射線測定値よりも大きいことを確認する。
かくして、粗酸化珪素鉱石からトリウムとウラニウムとプルトニウムが削減できたことを確認できることを特徴とする粉末酸化珪素清浄法である。
分別作業の過程で水を使わない乾式比重分別装置には、例えば、粉状混合物を分別できる遠心分離機を使った装置がある。短時間であれば、最初、水と粉状混合物を雑ぜてから遠心分離機にかけてもよい。

ThとUとPu濃度を測定するには、シンチレーション計測器や半導体計測器やTES型マイクロカロリメーターや中性子計測器がある。
ThもUもPuも、珪素に比べて格別密度が大きい。比重分別においては、ThもUもPuもほぼ一緒に分別される。
ThもUもPuも多くの同位体を持ち、それぞれ色々な放射線を放出する。ただ、1日程度の短時間では成分比率が大きく変わることはない。したがって、Thからの放射線とUからの放射線とPuからの放射線を区別せずに全または顕著なスペクトルの放射線量を測定すれば、ThとUとPuの総量が削減されたかどうかが分かる。
例えば、中性子検出器の前に炭素減速材を置いて熱中性子の総量を測る。シンチレーション計測器でＸ線やガンマ線の総量を測定する。
今後、ThとUとPuをまとめた呼称を三核とする。
三核はアルファ線を放出するが、アルファ線は飛程が極端に短いため混合物中の検出は困難である。そこで、アルファ線を放出する時に微量に放出されるLX線を測定すればよい。
Puはアルファ崩壊によってUに代わるが、その際、U原子のL殻の軌道に電子が遷移する時、X線が発生する。当該X線を特に、LX線と呼んでいる。X線は透過力が高いから、混合物中のPuから発生したLX線は混合物表面から外界に出てこられる。LX線はシンチレーション計測器（例えばZnS利用）や半導体計測器（例えばシリコン利用）で測定できる。Puの同位体ごとにアルファ線の放出率は異なるがPu同位体の比率は一日程度で大きく変わらないから、当該鉱石中に含有しているPu全体であるとすればよい。
TES型マイクロカロリメーターの測定原理は以下の様である。150ミリケルビン（ゼロケルビンの摂氏マイナス273.00よも摂氏0.15度高い）に冷却された吸収体にLX線が当たると、吸収体温度が上昇し電気抵抗が変化する。その結果電流が変化する。当該電流の変化を検出してLX線のエネルギーを測定する。
PuやUは自発中性子を発生する（Thからも若干放出される）。中性子は透過力が高いから、混合物中から外界に出てこられる。したがって、中性子計測器が使える。中性子計測器にはヘリウム３を利用したものやBF3を利用したものがある。その他、特許文献２、３がある。PuやUの同位体ごとに自発中性子の放出率は異なるがそれぞれの同位体の比率は一日程度で大きく変わらない。
ThとUとPuからの放射線を別々に区別して検出するのは困難であるが、三核全体から出てくる放射線を検出するのは容易である。三核全体から出てくる放射線は急激に変化することもない。三核全体が削減されれば三核全体から出てくる放射線は減少する。
一般に、エネルギー的に実際に自発核分裂による自発中性子放出が可能なのは原子量が約230amu（Th付近）以上の原子に限られる。Thよりも小さい原子量の原子は考えなくてよい。Puよりも大きい原子量の原子からは自発中性子が放出されるが、量が少ないから無視し得る。したがって、中性子計測器による計測値は三核全体からのものと言える。中子計測器による計測値が下がれば三核全体が削減されたことになる。
三核以外でアルファ線やX線や中性子を放出する原子は自然界での存在量が非常に少ないから無視し得る。
分別作業を開始する前に、粗酸化珪素鉱石の放射線計測をスペクトル分析しておけば放射線放出核種の成分が分かる。放射線計測に無視しえない三核以外の原子が混入していないことを確認する。放射線計測に無視しえない三核以外の原子が混入していることが分かれば、補正係数により考慮する。
特開2005-77235 特開2005-200461

手段２は、手段１の粉末酸化珪素清浄法により粉末酸化珪素から微量のトリウムとウラニウムとプルトニウムを削減する装置である。
粉末酸化珪素投入器（１）と、前段除染器と、後段除染器と、振動台１（２１）と、振動台２（２２）と、ブロワ（１０）と、放射線計測器からなる。
後記前段除染器の先端上部に設置した粉末酸化珪素投入器（１）から、予め粗酸化珪素鉱石を砕いて細粒にした粉末酸化珪素を後記前段除染器の先端に投入する。
前段除染器は、傾斜させた樋（１０１）であって、当該樋（１０１）底内面に窪みフィルタ（１０２）を敷いてなる。窪みフィルタ（１０２）は石英ガラス繊維または炭素繊維を板状にし、平らなフィルタ面に窪みをつけるとよい。
上記前段除染器の下部に敷設した振動台１（２１）により前段除染器を振動させ、窪みフィルタ（１０２）にトリウムとウラニウムとプルトニウムを多く含有した密度の大きい成分を沈積させる。
樋（１０１）の先端上部に敷設したブロワ（１０）により樋（１０１）表面に風を送り粉末酸化珪素の流動を促進し、トリウムとウラニウムとプルトニウムを少なく含有した密度の小さい成分を後記後段除染器に送る。
樋（１０１）の先端上部に先端部放射線計測器（３１）を敷設し、未分離時粉末酸化珪素の放射線量a0を計測する。
樋（１０１）の後端上部に後端部放射線計測器（３２）を敷設し、前段分離後粉末酸化珪素の放射線量b0を計測する。
後段除染器は、前記前段除染器から落下する前段分離後粉末酸化珪素を収納する後段容器（２０１）の底内面に皿容器（２１１）を敷いてなる。
上記後段除染器の下部に敷設した振動台２（２２）により後段除染器を振動させ、トリウムとウラニウムとプルトニウムを多く含有した密度の大きい成分を沈積させる。
後段除染器の外部底に不清浄粉末放射線計測器（３３）を敷設し、トリウムとウラニウムとプルトニウムを多く含有した密度の大きい不浄粉末酸化珪素の放射線量c0を計測する。不清浄粉末放射線計測器（３３）は放射線計測器であるが、何を計測するかを明示するために敢えて、不清浄粉末という言葉を前に付した。
皿容器（２１１）高さよりも高い位置の後段容器（２０１）の外部に清浄粉末放射線計測器（３４）を敷設し、トリウムとウラニウムとプルトニウムを削減した密度の小さい清浄粉末酸化珪素の放射線量d0を計測する。
b0がa0よりも小さくかつ、c0 がd0よりも大きく計測されたことを以ってトリウムとウラニウムとプルトニウムが削減されたことを確認する。
後段容器（２０１）壁に敷設されたる扉（２０２）を開けて不浄粉末酸化珪素の入った皿容器（２１１）を取り除く。
清浄粉末酸化珪素を取得することを特徴とする清浄粉末酸化珪素取得装置である。
樋（１０１）は傾斜しているから粉末は下方に流れていくが、表面の軽い成分の粉末を下方に流れていくのを促進するために、ブロワ（１０）により樋（１０１）表面に風を送る。
放射線計測器は、シンチレーション放射線計測器または半導体放射線計測器である。
後段容器（２０１）壁に敷設されたる扉（２０２）を開けて不浄粉末酸化珪素の入った皿容器（２１１）を取り除く。
前段除染器または後段除染器の単独だけでも清浄粉末酸化珪素を取得するができる。

手段３は、手段２で取得された清浄粉末酸化珪素から還元作成された清浄金属珪素固体において、融点の温度差と密度差を利用して分離する。
図2は、主要元素の融点温度、密度を表す。
太陽光電池級シリコン製造装置は、吸着シート１(３０１)と、沈積皿（３１０）と、上部高温ヒータ（３１３）と、揮発物吸引管（３２０）と、下部冷却管（３４４）と、振動台とを密封ルームに敷設してなる。
清浄金属珪素固体を吸着シート１(３０１)の敷いてある沈積皿（３１０）に載せ振動台で加振し、沈積皿（３１０）は下部冷却管（３４４）でプルトニウム融点温度以下に冷却する。
上部高温ヒータ（３１３）で清浄金属珪素固体を赤燐昇華温度以上プルトニウム融点温度以下に熱し、燐を昇華させ揮発物吸引管（３２０）から排出する。
上部高温ヒータ（３１３）で更に清浄金属珪素固体をプルトニウム融点温度以上ウラニウム融点温度以下に熱し、プルトニウム及び、プルトニウム融点以下の不純物を溶融滲み出させて吸着シート１(３０１)で吸着する。
上部高温ヒータ（３１３）で更に清浄金属珪素固体をウラニウム融点温度以上金属珪素融点温度以下に熱し、ウラニウム及びウラニウム融点以下の不純物を溶融滲み出させて吸着シート１(３０１)で吸着する。
沈積皿（３１０）に留まれし太陽光電池級シリコンを製造することを特徴とする太陽光電池級シリコン製造装置である。
清浄金属珪素固体の温度を徐々に上げていくことにより、次の手段４における金属珪素の液化のための過熱が少なくて済む。
吸着シート１(３０１)は、例えば、石英ガラス繊維または炭素繊維を板状にしたものでよい。
プルトニウムを溶融染み出させる際に、プルトニウムの融点以下の不純物も吸着シート１(３０１)に吸着される。トリウム粒子は振動により吸着シート１(３０１)に沈積する。
ウラニウムを溶融染み出させる際に、ウラニウムの融点以下の不純物も吸着シート１(３０１)に吸着される。トリウム粒子は振動により吸着シート１(３０１)に沈積する。
振動台を沈積皿（３１０）の下に設置して振動させると分離が促進される。
手段3による太陽光電池級シリコンから更にウラニウムやプルトニウムやトリウムを除去したい。太陽光電池級シリコンを溶融する。その際、ウラニウムやプルトニウムやトリウムの他に燐やホウ素も除去する。
純粋な珪素は真正半導体である。ここに、燐を不純物として添加するとn型半導体になり、ホウ素を不純物として添加するとp型半導体になる。したがって、半導体の型には言及しない原料とするには、珪素からは燐やホウ素を除去しておく必要がある。
図2に見るように、ホウ素は比重が珪素と同程度で融点は金属珪素の融点以上であるから、比重だけによる分離は難しい。そこで、手段4の様にする。

手段４は、手段３で取得された清浄金属珪素固体を溶融し清浄金属珪素液体にして超清浄太陽光電池級シリコンを製造する装置である。
超清浄太陽光電池級シリコン製造装置は、上部超高温ヒータ（４０１）と、耐熱容器３（４１３）と、耐熱容器３（４１３）に敷設した導管（４５０）と、吸着管(４３１) と、下部ヒータ（４４３）と、側部ヒータ（４５３）と、耐熱容器４（４１４）と、冷却ヘリウム管（４４４）と、振動台とを密封ルームに敷設してなる。
耐熱容器３（４１３）底面に吸着シート６（４２３）を敷設し、耐熱容器３（４１３）側面に側壁吸着シート（４２４）を敷設する。
手段３で取得した太陽光電池級シリコンを上記耐熱容器３（４１３）に投入する。
上部超高温ヒータ（４０１）で太陽光電池級シリコンを金属珪素融点温度以上トリウム融点温度以下に熱して太陽光電池級シリコン液体となす。
下部ヒータ（４４３）で耐熱容器３（４１３）底部を太陽光電池級シリコン液体表面温度に暖めて熱対流を阻害弱め、振動台の加振により比重差により金属珪素よりも密度の大きいトリウム粒子やウラニウムやプルトニウムといった高密度成分を沈積させ吸着シート６（４２３）で吸着する。
当該液体表面に浮上した不純物を液体の液面に敷設した吸着管(４３１)で吸着する。
側部ヒータ（４５３）で耐熱容器３（４１３）側壁を太陽光電池級シリコン液体融点以上でかつ、当該液体表面温度以下にして当該液体表面の水平対流を阻害弱め、金属珪素と同程度の密度のホウ素粒子を側壁吸着シート（４２４）で吸着する。
耐熱容器３（４１３）に留まれし液体を液体の中間高さに敷設した導管（４５０）から耐熱容器４（４１４）に流出させる。
耐熱容器３（４１３）に留まっていたが流出してきた液体を冷却ヘリウム管（４４４）からのヘリウムで徐冷して超清浄太陽光電池級シリコン板を製造することを特徴とする超清浄太陽光電池級シリコン製造装置である。
吸着管(４３１)は、密度が金属珪素以下の不純物も吸着できる。
耐熱容器４（４１４）や耐熱容器３（４１３）や導管（４５０）や吸着シート６（４２３）は、例えば、炭素製または石英ガラス製でよい。石英ガラス（軟化温度は約摂氏1700度）は珪素の酸化物であるから、当該超清浄金属珪素から容器状態等に加工すれば、製造過程で製造品中への不純物が混入し難い。原子炉級高純度の炭素製容器も製造過程で製造品中への不純物が混入し難い。
吸着管(４３１)は、炭素製または石英ガラス製の管の中に炭素製または石英ガラス製繊維を充填してなる。
徐冷はヘリウム（化学反応が少ない）冷却がよい。
吸着シート６（４２３）は上端から取り出せるが、耐熱容器３（４１３）の底部側壁に扉を敷設してとりだしてもよい。
耐熱容器３（４１３）に留まれし液体を流出させた後、上部超高温ヒータ（４０１）、下部ヒータ（４４３）を停止すればシートは冷えて、プルトニウムやウラニウが吸着シート６（４２３）に固着し使用済みとなる。前記使用済み吸着シート６（４２３）を引抜き、新品の吸着シート６（４２３）を挿入できる。使用済み吸着シート６（４２３）を十分冷却してから放射線計測をする。トリウムやウラニウムやプルトニウムが吸着されたことを確認できる。シートの交換頻度の目安になる。
側壁吸着シート（４２４）も冷えれば、ホウ素粒子を吸着したシートの表面を金属珪素固体膜が覆っているからシート毎取出せばよい。
耐熱容器３（４１３）の下に加振台を敷設し、加振し続けるとプルトニウムやウラニウムやトリウムが沈積し吸着シート６（４２３）に吸着され易くなる。
超清浄太陽光電池級シリコンが十分冷却されてから放射線計測をして、トリウムやウラニウムやプルトニウムが削減したことを確認できる。プルトニウムからの放射線が主体であるが、プルトニウムが削減できたことが確認できれば、プルトニウムに近い密度のトリウムやウラニウムも削減できているとみなせる。

珪素純度をテンナインにするには安い電力が大量に必要である。故に、安い電力があるスエーデンやノルウェイやカナダで製造した金属珪素を輸入していた。
本発明は、太陽光電池に止まらずＬＳＩ用半導体にも及ぶ。アルファ線を放出するTh、U,Puが大幅に除去できたので、ケイ素純度をテンナインにしなくてもテンナインはおろかファイブナイン以下にしても、太陽光電池用として使える。ＬＳＩ用半導体を作成しても劣化は少ないと思われる。
太陽光電池は雹被害等の自然からの影響を受け易いから実効寿命は5年程度であろう。パソコンでは技術革新が急速であるから5年程度で取替ざるを得なくなる。したがって、本発明の太陽光電池級シリコンまたは超清浄太陽光電池級シリコンが太陽光電池やＬＳＩ用半導体に使える。国産の珪素原石から国産で太陽光電池を賄うことが出来る。
従来は、太陽光電池を1辺が5cm程度の太陽光電池を多数組み合わせてモジュールにしている。ただ、モジュールに組み立てるにはコストが掛かる。今まで以上に安くするには製造段階から考える必要がある。
本発明の超清浄太陽光電池級シリコンを使えばモジュール相当の大きさの大型太陽光電池製造が可能になる。すなわち、超清浄太陽光電池級シリコンの真正半導体に燐やボロンをドーピングする。電極も接続する。表面保護膜接着は5年程度の寿命があればよい。
本発明は、シリコン半導体だけでなく、化合物半導体や有機物半導体にも適用できる。
化合物半導体に使われる元素は、産出量が少なかったり、産地が偏在している場合が多かったりするので、国産電力の確保という観点から太陽光電池には不向きである。

格安な太陽光電池級シリコンを提供することが出来た。

図１は手段２の清浄粉末酸化珪素取得装置の概観図である。
本装置は、粉末酸化珪素投入器（１）と、前段除染器と、後段除染器と、振動台１（２１）と、振動台２（２２）と、ブロワ（１０）と、放射線計測器からなる。
前段除染器の先端上部に設置した粉末酸化珪素投入器（１）から、予め粗酸化珪素鉱石を砕いて細粒にした粉末酸化珪素を前段除染器の先端に投入する。
前段除染器は、傾斜させた樋（１０１）であって、当該樋（１０１）底内面に窪みフィルタ（１０２）を敷いてなる。傾斜させることにより、粉末酸化珪素がゆっくりと重力落下する。
振動台１（２１）は、前段除染器の下部に敷設して、前段除染器を振動させる。密度の大きい物質は下に沈む。フィルタ面に多数の窪みを付けた窪みフィルタ（１０２）の窪みに密度の大きい物質が留まる。
ブロワ（１０）は、樋（１０１）の先端上部に敷設して、前記樋（１０１）表面に風を送る送風機であって、粉末酸化珪素の流動を促進する。密度の小さい物質は、窪みフィルタ（１０２）の表面を滑って落下する。
放射線計測器は、シンチレーション放射線計測器または半導体放射線計測器によりLX線を計測する。中性子計測器による中性子の計測でもよい。
樋（１０１）の先端上部に先端部放射線計測器（３１）を窪みフィルタ（１０２）面に垂直に敷設し、未分離時粉末酸化珪素の放射線量a0を計測する。垂直に敷設したことにより、直近の窪みフィルタ（１０２）面からの放射線が計測できる。
樋（１０１）の後端上部に後端部放射線計測器（３２）を窪みフィルタ（１０２）面に垂直に敷設し、前段分離後粉末酸化珪素の放射線量b0を計測する。
後段除染器は、前段除染器から落下する前段分離後粉末酸化珪素を収納する後段容器（２０１）であって、当該後段容器（２０１）の底内面に皿容器（２１１）を敷いてなる。
振動台２（２２）は、上記後段除染器の下部に敷設して、後段除染器を振動させる。密度の大きい物質を下に沈ませる。
後段除染器の外部底に不清浄粉末放射線計測器（３３）を底面に垂直に敷設し、トリウムとウラニウムとプルトニウムを多く含有した密度の大きい不浄粉末酸化珪素の放射線量c0を計測する。
皿容器（２１１）高さよりも高い位置の後段容器（２０１）の外部に清浄粉末放射線計測器（３４）を側壁面に垂直に敷設し、トリウムとウラニウムとプルトニウムを削減した密度の小さい清浄粉末酸化珪素の放射線量d0を計測する。
後段容器（２０１）や皿容器（２１１）は、放射線を透過させやすい物質が良い。例えば、アルミニム製でもよい。酸化珪素の石英ガラス製とすれば、容器からの不純物取り込みが防げる。清浄粉末放射線計測器（３４）と不浄粉末放射線計測器（３３）の計測装置は、振動台２（２２）を稼働させる前に相互に調整しておく。
b0がa0よりも小さくかつ、c0 がd0よりも大きく計測されたことを以ってトリウムとウラニウムとプルトニウムが削減されたことを確認する。
後段容器（２０１）壁に敷設されたる扉（２０２）を開けて不浄粉末酸化珪素の入った皿容器（２１１）を取り除く。

図３は手段３の太陽光電池級シリコン製造装置の概観図である。左図は製造開始時の図である。沈積皿（３１０）には清浄金属珪素固体が載っている。右図は製造終了時の図である。沈積皿（３１０）には太陽光電池級シリコンが載っている。
手段２で取得された清浄金属珪素固体を浄粉末酸化珪素から還元作成された清浄金属珪素固体を使う。
太陽光電池級シリコン製造装置は、吸着シート１(３０１)と、沈積皿（３１０）と、上部高温ヒータ（３１３）と、揮発物吸引管（３２０）と、下部冷却管（３４４）と、振動台とを密封ルームに敷設してなる。
清浄金属珪素固体を吸着シート１(３０１)の敷いてある沈積皿（３１０）に載せ振動台で加振し、沈積皿（３１０）は下部冷却管（３４４）でプルトニウム融点温度以下に冷却する。
上部高温ヒータ（３１３）で清浄金属珪素固体を赤燐昇華温度以上プルトニウム融点温度以下に熱し、燐を昇華させ揮発物吸引管（３２０）から排出する。
上部高温ヒータ（３１３）で更に清浄金属珪素固体をプルトニウム融点温度以上ウラニウム融点温度以下に熱し、プルトニウム及び、プルトニウム融点温度以下の不純物を溶融滲み出させて吸着シート１(３０１)で吸着する。
上部高温ヒータ（３１３）で更に清浄金属珪素固体をウラニウム融点温度以上金属珪素融点温度以下に熱し、ウラニウム及びウラニウム融点以下の不純物を溶融滲み出させて吸着シート１(３０１)で吸着する。
沈積皿（３１０）に留まっているのが太陽光電池級シリコンである。
清浄金属珪素固体の温度を徐々に上げていくことにより、次の手段４における金属珪素の液化のための過熱が少なくて済む。
吸着シート１(３０１)は、例えば、炭素繊維を板状にしたものでよい。石英ガラス繊維を板状にしたものでよい。
トリウム粒子は振動により吸着シート１(３０１)に沈積する。

図４は手段４の超清浄太陽光電池級シリコン製造装置の概観図である。
超清浄太陽光電池級シリコン製造装置は、上部超高温ヒータ（４０１）と、耐熱容器３（４１３）と、耐熱容器３（４１３）に敷設した導管（４５０）と、吸着管(４３１) と、下部ヒータ（４４３）と、側部ヒータ（４５３）と、耐熱容器４（４１４）と、冷却ヘリウム管（４４４）と、振動台とを密封ルームに敷設してなる。
耐熱容器３（４１３）底面に吸着シート６（４２３）を敷設し、耐熱容器３（４１３）側面内側に側壁吸着シート（４２４）を敷設する。
手段３で取得した太陽光電池級シリコンを上記耐熱容器３（４１３）に投入する。
上部超高温ヒータ（４０１）で太陽光電池級シリコンを金属珪素融点温度以上トリウム融点温度以下に熱して太陽光電池級シリコン液体となす。
下部ヒータ（４４３）で耐熱容器３（４１３）底部を太陽光電池級シリコン液体表面温度に暖めて熱対流を阻害弱め、振動台の加振により比重差により金属珪素よりも密度の大きいトリウム粒子や液状ウラニウムや液状プルトニウムといった高密度成分を沈積させ吸着シート６（４２３）で吸着する。
当該液体表面に浮上した不純物を液体の液面に敷設した吸着管(４３１)で吸着する。ホウ素粒子は、粒の大きさによっては金属珪素液体密度よりも小さい場合があり得るので浮上してくることがあり得る。更に、弱いながらも熱対流はあるから、ホウ素粒子は浮上してくることがあり得る。
側部ヒータ（４５３）で耐熱容器３（４１３）側壁を太陽光電池級シリコン液体融点以上でかつ当該液体表面温度以下にして当該液体表面の水平対流を阻害弱め、金属珪素と同程度の密度のホウ素粒子を側壁吸着シート（４２４）で吸着する。側壁吸着シート（４２４）を構成する繊維に絡み取られる。
耐熱容器３（４１３）に留まれし液体を液体の中間高さに敷設した導管（４５０）から耐熱容器４（４１４）に流出させ、冷却ヘリウム管（４４４）からのヘリウムで徐冷して超清浄太陽光電池級シリコン板を製造することを特徴とする超清浄太陽光電池級シリコン製造装置。
耐熱容器３（４１３）や導管（４５０）や吸着シート６（４２３）は、例えば、炭素製または石英ガラス製繊維を板状または管状にしたものでよい。吸着管(４３１)は、炭素製または石英ガラス製の管の中に炭素製または石英ガラス製繊維を充填してなる。石英ガラスは珪素の酸化物であるから、当該超清浄金属珪素を容器等に加工すれば、製造過程で製造品中への不純物が混入し難い。原子炉級高純度の炭素製容器も製造過程で製造品中への不純物が混入し難い。
徐冷はヘリウム（化学反応が少ない）冷却がよい。
プルトニウムやウラニウムやトリウム粒子は、対流があっても沈みやすく吸着シート６（４２３）に沈積し易い。
トリウムが放出するアルファ線は少ないため、高温にして溶融させてまで除去することには拘らない。

低迷する原子力産業からの大量の核物質取扱者がいると想像できる。格安な太陽光電池級シリコンを開発することは、彼等の救済だけでなく、当該太陽光電池による太陽光電所の建設は日本経済に役立つ。
原発の長期停止は過疎化や老人福祉の劣化を齎すということを早く気付かせる必要がある。当事者である周辺の人々が声を挙げなければ無責任なマスコミ業者や有識業者は原発廃止を言い続ける。
神奈川県や山梨県や埼玉県や千葉県や茨木県南部に大規模の太陽光発電所計画が出現し、東京人が原発の必要性を感じなくなりそうだとなれば、サイト周辺の人々も動きだすであろう。茨木県北部以北に太陽光発電所を建設するのは送電コストや日照時間の関係で無意味であろう。
外国人による日本国内における太陽光電所の建設は、事業そのものは問題ないが、占有する広大な敷地が問題である。治外法権地域になりかねない。当該地に広域レーダや通信施設や、電磁波妨害施設が建設されると厄介である。特に、地下に建設されたら発見し難い。更に、当該地に従業員として外国から大量の人員を連れてこられても困る。例えば、ブラックバスやアメリカザリガニ（テムズ川沿い下水道にいて、イギリス固有種のザリガニが駆逐されつつある）やヒアリの様を見ていると注意する必要がある。
国産の格安な太陽光電池級シリコンによる太陽光電所で外国からの進出を少しでも抑制したい。所詮、外国人はコストを問題にしているわけではないだろうから、外国からの進出を無くすことはできないであろう。
昨今の世界情勢は、原爆を持つことの意義を示している。分断国家が統一する可能性はゼロではないから、分断が何時までも続くと侮っていると、他国貧民は泣きを見る。富裕層は海外に逃げ出せばよいが、貧民は生活保護費がなくなる。年金生活者は年金ゼロになる。世渡り上手家系（戦前は将官、戦後は共産党員教員、今は保守的革新モドキ政党高官）の人達には千載一遇のチャンスが訪れる。
知恵と教養が非常に高い若者は重宝されるが、ある程度の知恵と教養を持っている程度の若者は炭鉱労働者になれればいいほうである。貧乏なバーバリアンと豊かなローマの争いの様に、長い目で見ると貧乏が勝つ。
太陽光発電でも発電割合が２０％程度になると絶対納得しない人は出てこよう（適地が不足。都会人のために野原を潰して太陽光発電所とするのは嫌だ）。絶対納得しない人に対しては、保革いかなる政府も無力である。“絶対納得しなくてもいいのですよ、自由にしていいのですよ”と、政府から言わねば、絶対を要望する人は心の安寧がえられないままであろう。
現状地を離れたくない人には“そこにとどまっていてもいいですよ” と、政府から言わねばならない。強引に実施しようものなら、野党・反与党マスコミ・反与党有権者が待ち構えている。
そうは言っても、絶対納得しない者の言いなりでは、多くの納税者から非難される。政府は道路や交通や上下水道や自治体サービスといった周辺インフラ（絶対納得しない人の言い分を入れたのだから周辺インフラ）には予算を削り、オロオロし続けて荒れるにまかせるか、故郷寄付（恩恵を受けている住居自治体には納税しないのは他の納税者から見ると不公平であると。電気料金が増々上がる。）しかない。絶対納得しない人は、何等かの事業（例えば原子力発電）を誘致し、そこからの収入でインフラ整備するしかない。
主案と同時に多数の小規模副案（絶対納得しない人はそれぞれの理由があるから、少数多数の案件が必要）をだしてやらねばならない。

清浄粉末酸化珪素取得装置の概観図。主要元素の融点温度、密度。太陽光電池級シリコン製造装置の概観図。超清浄太陽光電池級シリコン製造装置の概観図。

１は粉末酸化珪素投入器。
１０はブロワ。
２１は振動台1。
２２は振動台２。
３１は先端部放射線計測器。
３２は後端部放射線計測器。
３３は不清浄粉末放射線計測器。
３４は清浄粉末放射線計測器。
１０１は樋。
１０２は窪みフィルタ。
２０１は後段容器。
２０２は扉。
２１１は皿容器。
３０１は吸着シート１。
３１０は沈積皿。
３１１は上部ヒータ。
３１３は上部高温ヒータ。
３２０は揮発物吸引管。
３４４は下部冷却管。
４０１は上部超高温ヒータ。
４１３は耐熱容器３。
４１４は耐熱容器４。
４２３は吸着シート６。
４２４は側壁吸着シート。
４３１は吸着管。
４４３は下部ヒータ。
４４４は冷却ヘリウム管。
４５０は導管。
４５３は側部ヒータ。

Claims

酸化珪素鉱石中に微量のトリウムとウラニウムとプルトニウムを含有する粗酸化珪素鉱石を粉末にした粉末酸化珪素からトリウムとウラニウムとプルトニウムを削減する方法は、
乾式比重分別装置と放射線計測器を使い、
乾式比重分別装置により、トリウムとウラニウムとプルトニウムを粗酸化珪素鉱石よりも多く含有する密度の大きい成分と、トリウムとウラニウムとプルトニウムが削減された密度の小さい成分とに分離し、
密度の大きい成分側と密度の小さい成分側とに放射線計測器を敷設し、両計測器により放射線量を測定し、
放射線計測器はX線または中性子を検出する計測器であり、
密度の大きい成分側の放射線測定値が密度の小さい成分側の放射線測定値よりも大きいことを確認することにより、
粗酸化珪素鉱石からトリウムとウラニウムとプルトニウムが削減できたことを確認できることを特徴とする粉末酸化珪素清浄法。
請求項１の粉末酸化珪素清浄法により粉末酸化珪素から微量のトリウムとウラニウムとプルトニウムを削減する装置であって、
粉末酸化珪素投入器（１）と、前段除染器と、後段除染器と、振動台１（２１）と、振動台２（２２）と、ブロワ（１０）と、放射線計測器からなり、
後記前段除染器の先端上部に設置した粉末酸化珪素投入器（１）から、予め粗酸化珪素鉱石を砕いて細粒にした粉末酸化珪素を後記前段除染器の先端に投入し、
前段除染器は、傾斜させた樋（１０１）であって、当該樋（１０１）底内面に窪みフィルタ（１０２）を敷いてなり、
上記前段除染器の下部に敷設した振動台１（２１）により前段除染器を振動させ、
窪みフィルタ（１０２）にトリウムとウラニウムとプルトニウムを多く含有した密度の大きい成分を沈積させ、
樋（１０１）の先端上部に敷設したブロワ（１０）により樋（１０１）表面に風を送り粉末酸化珪素の流動を促進し、トリウムとウラニウムとプルトニウムを少なく含有した密度の小さい成分を後記後段除染器に送り、
樋（１０１）の先端上部に先端部放射線計測器（３１）を敷設し、未分離時粉末酸化珪素の放射線量a0を計測し、
樋（１０１）の後端上部に後端部放射線計測器（３２）を敷設し、前段分離後粉末酸化珪素の放射線量b0を計測し、
後段除染器は、前記前段除染器から落下する前段分離後粉末酸化珪素を収納する後段容器（２０１）の底内面に皿容器（２１１）を敷いてなり、
上記後段除染器の下部に敷設した振動台２（２２）により後段除染器を振動させ、
後段除染器の外部底に不清浄粉末放射線計測器（３３）を敷設し、トリウムとウラニウムとプルトニウムを多く含有した密度の大きい不清浄粉末酸化珪素の放射線量c0を計測し、
皿容器（２１１）高さよりも高い位置の後段容器（２０１）の外部に清浄粉末放射線計測器（３４）を敷設し、トリウムとウラニウムとプルトニウムを削減した密度の小さい清浄粉末酸化珪素の放射線量d0を計測し、
b0がa0よりも小さくかつ、c0 がd0よりも大きく計測されたことを以ってトリウムとウラニウムとプルトニウムが削減されたことを確認し、
後段容器（２０１）壁に敷設されたる扉（２０２）を開けて不浄粉末酸化珪素の入った皿容器（２１１）を取り除き、
清浄粉末酸化珪素を取得することを特徴とする清浄粉末酸化珪素取得装置。
請求項２で取得された清浄粉末酸化珪素から還元作成された清浄金属珪素固体において、
太陽光電池級シリコン製造装置は、吸着シート１(３０１)と、沈積皿（３１０）と、上部高温ヒータ（３１３）と、揮発物吸引管（３２０）と、下部冷却管（３４４）と、振動台とを密封ルームに敷設してなり、
清浄金属珪素固体を吸着シート１(３０１)の敷いてある沈積皿（３１０）に載せ振動台で加振し、沈積皿（３１０）は下部冷却管（３４４）でプルトニウム融点温度以下に冷却し、
上部高温ヒータ（３１３）で清浄金属珪素固体を赤燐昇華温度以上プルトニウム融点温度以下に熱し、燐を昇華させ揮発物吸引管（３２０）から排出し、
上部高温ヒータ（３１３）で更に清浄金属珪素固体をプルトニウム融点温度以上ウラニウム融点温度以下に熱し、プルトニウム及び、プルトニウム融点以下の不純物を溶融滲み出させて吸着シート１(３０１)で吸着し、
上部高温ヒータ（３１３）で更に清浄金属珪素固体をウラニウム融点温度以上金属珪素融点温度以下に熱し、ウラニウム及びウラニウム融点以下の不純物を溶融滲み出させて吸着シート１(３０１)で吸着し、
沈積皿（３１０）に留まれし太陽光電池級シリコンを製造することを特徴とする太陽光電池級シリコン製造装置。
超清浄太陽光電池級シリコン製造装置は、上部超高温ヒータ（４０１）と、耐熱容器３（４１３）と、前記耐熱容器３（４１３）に敷設した導管（４５０）と、吸着管(４３１) と、下部ヒータ（４４３）と、側部ヒータ（４５３）と、耐熱容器４（４１４）と、冷却ヘリウム管（４４４）と、振動台とを密封ルームに敷設してなり、
耐熱容器３（４１３）底面に吸着シート６（４２３）を敷設し、耐熱容器３（４１３）側面に側壁吸着シート（４２４）を敷設し、
請求項３で取得した太陽光電池級シリコンを上記耐熱容器３（４１３）に投入し、
上部超高温ヒータ（４０１）で太陽光電池級シリコンを金属珪素融点温度以上トリウム融点温度以下に熱して太陽光電池級シリコン液体となし、
下部ヒータ（４４３）で耐熱容器３（４１３）底部を太陽光電池級シリコン液体表面温度に暖めて熱対流を阻害弱め、振動台の加振により比重差により金属珪素よりも密度の大きいトリウム粒子やウラニウムやプルトニウムといった高密度成分を沈積させ吸着シート６（４２３）で吸着し、
当該液体表面に浮上した不純物を液体の液面に敷設した吸着管(４３１)で吸着し、
側部ヒータ（４５３）で耐熱容器３（４１３）側壁を太陽光電池級シリコン液体融点以上でかつ、当該液体表面温度以下にして当該液体表面の水平対流を阻害弱め、金属珪素と同程度の密度のホウ素粒子を側壁吸着シート（４２４）で吸着し、
耐熱容器３（４１３）に留まれし液体を当該液体の中間高さに敷設した導管（４５０）から耐熱容器４（４１４）に流出させ、冷却ヘリウム管（４４４）からのヘリウムで徐冷して超清浄太陽光電池級シリコン板を製造することを特徴とする超清浄太陽光電池級シリコン製造装置。