JP5775818B2 - 多孔質固体媒体の動電学的除染方法 - Google Patents
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Description
−多孔質固体媒体から、この媒体の深くに見受けられる汚染種をかなり効率的に抽出することができる;
−これらの汚染種を極めて容易に回収することができる;
−1つには、市販の化学物質から容易に調製することができ、もう1つには、処理しなければならない多孔質固体媒体の構成及び配置によらずに容易に用いることができる電解質を用いるという点で特に簡単に適用することができる;
−最後に、本発明の方法により生じる廃棄物は、容積が小さく、無機物的なものであるため、核廃棄物を処理して調整するシステムの1つに、何ら予備処理することなく入れるのに適している。
−このブロックの内部フレームを陽極として用い、
−23.7質量%のAeroxide(登録商標) Alu Cのアルミナ、1質量%のAerosil(登録商標)380のシリカ、及びカリ5M溶液を含む、2cmの厚さのゲル層を電解質として用い、
−直径が8mmの丸い穴を互いに3mm離間して開けたチタンのプレートを陰極として用い、
−内部フレームの平均電流密度を2A/m2として用いることができる。
*例えば、地質の土壌のような、電気的に導電性の内部フレームを有しないのみならず、導電性要素を取り付けることができる2つの自由表面も有していない多孔質固体媒体30か、あるいは、
*媒体が導電性の内部フレームを有していても有していなくても、例えば、偶発的汚染を受けた多孔質固体媒体30の極めて局所的な箇所か、あるいは、
*導電性の内部フレームは有するが、汚染の深さがこの内部フレームの被覆厚さより遥かに深い、多孔質媒体の箇所、
のいずれかを除染するのに用いることができる。
以下の例で用いたゲルは、全て同じ手順で調製した。
この例は、本発明の方法において電解質として用いるゲルの乾燥速度に及ぼすいくつかのパラメータの影響を取扱う。
図4は、以後、ゲルA、B、及びCとして表す3つのゲルの乾燥速度(すなわち、乾燥時間に対する質量損失率)を曲線形態にて示した図であり、それぞれのゲルは、
ゲルA:23.7質量%のAeroxide (登録商標) Alu Cアルミナと76.3質量%の水;
ゲルB:23.7質量%のAeroxide (登録商標) Alu Cアルミナと76.3質量%の5MのKOH溶液;
ゲルC:23.7質量%のAeroxide (登録商標) Alu Cアルミナと76.3質量%の5MのNaOH溶液からなる。
図6は、以後、ゲルD、E、F及びGとして表す4つのゲルの乾燥速度を曲線形態にて示した図であり、それぞれのゲルは、
ゲルD:23.7質量%のAeroxide (登録商標) Alu Cアルミナと、76.3質量%の1MのNaOH溶液;
ゲルE:23.7質量%のAeroxide (登録商標) Alu Cアルミナと、76.3質量%の5MのNaOH溶液;
ゲルF:23.7質量%のAeroxide (登録商標) Alu Cアルミナと、76.3質量%の10MのNaOH溶液;
ゲルG:23.7質量%のAeroxide (登録商標) Alu Cアルミナと、76.3質量%の10MのKOH溶液からなる。
−一方では、所定の塩基に対しては、塩基の濃度が高くなるほど、ゲルの乾燥速度が一層遅くなること、
−他方では、ゲルの塩基性で作用させることによって、このゲルの乾燥速度を調整して、この速度を除染処理の期間中最適な速度に適合させることができること、
を示している。
図7は、以後、ゲルI及びJとして表す2つのゲルの乾燥速度を曲線携帯にて示した図であり、それぞれのゲルは、
−ゲルI:23.7質量%のAeroxide (登録商標) Alu Cアルミナと、76.3質量%の水;
−ゲルJ:23.5質量%のAeroxide (登録商標) Alu Cアルミナと、1質量%のAerosil(登録商標) 380と、75.5質量%の水
からなる。
図8は、23.7質量%のAeroxide (登録商標) Alu Cアルミナと、76.3質量%の水とからなるゲルを、0.2cm又は1.5cmの厚さの層に堆積した場合に得られた乾燥速度を曲線形態にて示した図である。
セシウムで汚染されたモルタルを除染するテストを以下のようにして行った。
−図1に示す実施形態に従って、
−ゲルを23.7質量%のAeroxide (登録商標) Alu Cアルミナと、76.3質量%の5MのNaOH溶液とで構成し、
−以下のパラメータ、即ち、ゲル層の堆積厚さを0.5cmとし、内部フレームの電極に印加する電流密度を2A/m2とし、温度を22℃とし、相対湿度を60%として、
モルタルからセシウムを抽出した。
Claims (12)
- 媒体の深くに存在する汚染種から、多孔質の固体媒体を動電学的除染する方法であって、
(a)本質的に無機のゲルである電解質中で前記固体媒体の深くから汚染種を抽出するステップであって、この抽出は、前記固体媒体の表面及び/又は内部に位置付けられる2つの電極間に電流を印加することにより達成され、これらの電極の少なくとも1つと前記固体媒体との接触は、前記ゲルの層によって保証され、
そして、前記固体媒体は導電性の内部フレームを有し、一方の電極はこのフレームにより形成されるか、あるいは、このフレームの一部で形成され、他方の電極は、前記固体媒体の表面に付着されるか、又はこの固体媒体の内部に埋め込まれる、導電性の要素によって形成され、この場合に、前記導電性の要素と前記固体媒体との前記接触のみがゲル層によって保証される、
或いは、前記2つの電極は、前記固体媒体の2つの異なる表面上に付着される導電性の要素により形成され、この場合に、これらの要素と前記固体媒体との前記接触はゲル層によって保証される、
或いは、前記2つの電極は、前記固体媒体内に埋め込まれる導電性の要素によって形成され、この場合に、これらの要素と前記固体媒体との前記接触はゲル層によって保証される、
のいずれかである、前記汚染種を抽出するステップと、
(b)これにより抽出された前記汚染種を含んでいるゲルを、破砕する乾燥残留物が得られるまで乾燥するステップと、
(c)これにより得られた前記乾燥残留物を前記固体媒体から除去するステップと、
を含むことを特徴とする、多孔質固体媒体の動電学的除染方法。 - 前記ゲルは、塩基性pHを有する60〜90質量%の水相に分散した10〜40質量%の無機の増粘剤を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記無機の増粘剤は、アルミナ又はアルミナとシリカの混合物である、請求項2に記載の方法。
- 前記増粘剤は、発熱アルミナ又は発熱アルミナとシリカとの混合物である、請求項3に記載の方法。
- 前記増粘剤は、前記ゲルの30質量%超を占めない、請求項2〜4のいずれか一項に記載の方法。
- 前記ゲルの水相は、ソーダ、カリ、水酸化カルシウム、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、及びそれらの混合物から選択される無機塩基の溶液である、請求項2〜5のいずれか一項に記載の方法。
- 前記無機塩基は、ソーダ又はカリである、請求項6に記載の方法。
- 前記無機塩基は、水相の少なくとも3mol/Lの濃度で水相に存在する、請求項6又は7に記載の方法。
- 前記ゲルは、超吸収性ポリマー及び/又は界面活性剤をさらに含む、請求項2〜8のいずれか一項に記載の方法。
- 前記1つ又は複数のゲル層は、0.5〜2cmの厚さを有する、請求項1〜9のいずれか一項に記載の方法。
- 前記固体媒体は、セメント母材の資材である、請求項1〜10のいずれか一項に記載の方法。
- 前記汚染種は、放射性元素である、請求項1〜11のいずれか一項に記載の方法。
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