JP2022072376A - 放射性物質処理方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】吸着材として安価な吸水性高分子ポリマーを用いて水に含まれるトリチウム等の放射性物質を水から分離除去することが可能な放射性物質処理方法の提供。【解決手段】容器３内にトリチウムを含むＡＬＰＳ処理水１を一定量収容するとともに、容器３内にＡＬＰＳ処理水１に対して一定割合の吸水性高分子ポリマー４を添加し、攪拌して、容器３内の水をゼリー状に固化し、ゼリー状に固化したＡＬＰＳ処理水１Ａを乾燥し、ゼリー状に固化したＡＬＰＳ処理水１Ａを乾燥した後の堆積物１１を保管容器１２に収容することにより、トリチウムを分離除去する。【選択図】図１
Description
本発明は、水中に含まれるトリチウム等の放射性物質を分離除去する放射性物質処理方法に関する。
２０１１年の原発事故により発生した高濃度の放射性物質を含む汚染水への対策が進められている。汚染水に含まれる放射性物質は、多核種除去設備（Advanced liquid processing system、ＡＬＰＳ）と呼ばれる除去設備により取り除かれている。しかしながら、このＡＬＰＳでも放射性物質を完全に取り除くことはできず、トリチウムは残ってしまう。
トリチウムは、水中ではトリチウム水（ＨＴＯ）として存在し、軽水（Ｈ2Ｏ）とよく似た性質を有するため、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ができない。そこで、例えば特許文献１には、トリチウムを含む汚染水からトリチウムを分離除去する方法として、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放射能汚染水から分離除去する方法が開示されている。
前述のＡＬＰＳによって汚染水に含まれる大部分の放射性物質は取り除かれるものの、この処理後の水（以下、「ＡＬＰＳ処理水」と称す。）にはトリチウムが残っている。そのため、ＡＬＰＳ処理水を廃棄することができず、大量のＡＬＰＳ処理水は保管されたまま増え続けており、このＡＬＰＳ処理水の処分が大きな課題となっている。
そこで、本発明においては、吸着材として安価な吸水性高分子ポリマーを用いて水に含まれるトリチウム等の放射性物質を水から分離除去することが可能な放射性物質処理方法を提供することを目的とする。
本発明の放射性物質処理方法は、容器内に放射性物質が含まれた水を一定量収容するとともに、容器内に水に対して一定割合の吸水性高分子ポリマーを添加し、攪拌して、容器内の水をゼリー状に固化すること、ゼリー状に固化した水を乾燥すること、ゼリー状に固化した水を乾燥した後の堆積物を保管容器に収容することを含むことを特徴とする。
本発明の放射性物質処理方法によれば、容器内に一定量収容された放射性物質が含まれた水に対して一定割合の吸水性高分子ポリマーを添加して攪拌することで、放射性物質を水とともに吸水性高分子ポリマーに取り込んでゼリー状に固化した後、このゼリー状に固化した水を乾燥すると、吸水性高分子ポリマーから水が分離され、残った堆積物は放射性物質を取り込んだ吸水性高分子ポリマーとなり、これを保管容器に収容することで、水に含まれる放射性物質を水から分離除去することが可能となる。
本発明の放射性物質処理方法によれば、安価な吸水性高分子ポリマーを用いて水に含まれる放射性物質を水から分離除去することができるので、大量に存在するＡＬＰＳ処理水を大幅に減容化することが可能となり、増え続けるＡＬＰＳ処理水の処分の問題を解決できる。
図１は本発明の実施の形態における放射性物質処理方法を示す説明図である。なお、以下の説明において、「～」で表される数値範囲は、「～」の前後の数値を下限値及び上限値として含む数値範囲を意味する。
本発明の実施の形態における放射性物質処理方法では、多核種除去設備（ＡＬＰＳ）により放射性物質を取り除いた後のＡＬＰＳ処理水を処理する。このＡＬＰＳ処理水には、水と、ＡＬＰＳにより水から取り除くことができなかった放射性物質としてのトリチウムとが含まれている。図１（Ａ）に示すように、トリチウムを含むＡＬＰＳ処理水１は、大型タンク２に貯留されている。
同図（Ｂ）に示すように、この大型タンク２に貯留されたＡＬＰＳ処理水１を容器３内に一定量収容するとともに、ＡＬＰＳ処理水１に対して一定割合（例えば５質量％）の吸水性高分子ポリマー４を添加し、攪拌する。吸水性高分子ポリマー４は一般的な市販品を使用することができる。攪拌は、容器３の上部に設置した攪拌機５により行う。この攪拌により、ＡＬＰＳ処理水１が吸水性高分子ポリマー４に取り込まれ、ＡＬＰＳ処理水１中のトリチウムは水とともにゼリー状に固化する。
ＡＬＰＳ処理水１の固化後、同図（Ｃ）に示すように、ゼリー状のＡＬＰＳ処理水１Ａをバックホー６によりベルトコンベア７に積み込み、同図（Ｄ）に示すように、乾燥室８へ送り込む。乾燥室８は、ロータリー乾燥機９と換気設備１０とを備えている。ロータリー乾燥機９は、攪拌棒によりゼリー状のＡＬＰＳ処理水１Ａを攪拌して空気と接触させることにより乾燥するものである。換気設備１０は乾燥室８内を換気することにより、乾燥室８内の湿度を調整して、ＡＬＰＳ処理水１Ａの乾燥を促す。
ＡＬＰＳ処理水１Ａの乾燥後、同図（Ｅ）に示すように、乾燥室８には堆積物１１が残る。この堆積物１１は、吸水性高分子ポリマー４から水が分離されたものであり、トリチウムを取り込んだ吸水性高分子ポリマー４である。最後に、同図（Ｆ）に示すように、この堆積物１１を集積し、保管容器１２に収容する。なお、乾燥室８から堆積物１１を取り出す際、若干の砂を混合すると集積しやすくなる。
吸水性高分子ポリマー４は安価であり、本実施形態における放射性物質処理方法によれば、この安価な吸水性高分子ポリマー４を用いてＡＬＰＳ処理水に含まれるトリチウムを水から分離除去することができる。これにより、大量に存在するＡＬＰＳ処理水を大幅に減容化することが可能となり、増え続けるＡＬＰＳ処理水の処分の問題を解決できる。
なお、吸水性高分子ポリマー４の添加量は、容器３内のＡＬＰＳ処理水１に対して３～１０質量％、より好ましくは４～８質量％の範囲とすることが望ましい。吸水性高分子ポリマー４は自重の４００倍～１０００倍のＡＬＰＳ処理水１を吸水する。３質量％未満では、固化が不十分となり、バックホー６によるベルトコンベア７への積み込みや、乾燥室８での乾燥がしにくくなる。一方、１０質量％超では、過剰に固化されるため、無駄に吸水性高分子ポリマー４が消費されることになる可能性がある。
また、本実施形態における放射性物質処理方法では、ＡＬＰＳ処理水１からトリチウムを除去処理する例について説明したが、ＡＬＰＳ処理水１以外であってもトリチウムを含む水であれば適用可能である。また、放射性物質としてトリチウムを例に説明したが、トリチウム以外の放射性物質であっても、吸水性高分子ポリマー４に水とともに取り込むことが可能な放射性物質であれば適用可能である。
本発明の放射性物質処理方法は、水中に含まれるトリチウム等の放射性物質を分離除去する方法として有用であり、特に、ＡＬＰＳ処理水からトリチウムを分離除去する方法として好適である。
１ ＡＬＰＳ処理水
２ 大型タンク
３ 容器
４ 吸水性高分子ポリマー
５ 攪拌機
６ バックホー
７ ベルトコンベア
８ 乾燥室
９ ロータリー乾燥機
１０ 換気設備
１１ 堆積物
１２ 保管容器
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Claims (4)
- 容器内に放射性物質が含まれた水を一定量収容するとともに、前記容器内に前記水に対して一定割合の吸水性高分子ポリマーを添加し、攪拌して、前記容器内の水をゼリー状に固化すること、
前記ゼリー状に固化した水を乾燥すること、
前記ゼリー状に固化した水を乾燥した後の堆積物を保管容器に収容すること
を含む放射性物質処理方法。 - 前記放射性物質はトリチウムである請求項１記載の放射性物質処理方法。
- 前記ゼリー状に固化した水の乾燥は、ロータリー乾燥機により行うことを特徴とする請求項１または２に記載の放射性物質処理方法。
- 前記吸水性高分子ポリマーは、前記水に対して３～１０質量％添加することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の放射性物質処理方法。
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