JP5845149B2 - 放射性汚染水除染システム及び放射性汚染水除染プロセス - Google Patents

Description

本発明は、放射性汚染水から複数種類の放射性核種を除去する放射性汚染水除染システム及び放射性汚染水除染プロセスに関し、特に、吸着剤を有効に使い切るための技術に関する。

現在、原子力発電所事故に伴う大量の放射性汚染水が未処理のまま存在しており、保管場所には限りがあるため、できるだけ迅速に適正な処理を行う必要がある。

放射性汚染水は、法律で定められた全ての放射性核種を、それぞれが放出基準値以下になるまで除去することにより環境へ放出することが許される。

従来より、原子力発電プラントにおいては原子炉や燃料棒の冷却等のために恒常的に放射性汚染水が発生しており、このような放射性汚染水を除染するための様々な除染方法が提案され、既に実用化されている。例えば、特許文献１には、放射性物質含有排水酸化剤を添加した後濾過膜を用いて濾過し、さらに活性炭に通水した後イオン交換体または逆浸透膜に通水する放射性物質含有排水の処理方法が開示されている。

また例えば、特許文献２には、有機物を含む放射性廃液を酸化処理し、吸着剤を添加した後濾過することにより、清浄な処理水を得る方法が開示されている。

また例えば、特許文献３には、３基以上の吸着手段を備え、任意の２基の吸着手段を使用順序に従って直列に接続し、前段の吸着手段の破過に伴い、使用順序に従って吸着手段を繰り返し切り替える水処理装置が開示されている。

一方で非特許文献１には、原子力発電所事故における汚染水処理の現状が整理され、いくつかの汚染水処理設備が紹介されている。

特開２００８−６４７０３号公報 特開平７−２６０９９７号公報 特許第４９０７５８５号公報

日本原子力学会誌 Ｖｏｌ．１５４，Ｎｏ．３（２０１２）

従来の放射性汚染水の処理システムでは、異なる吸着剤を装填した複数種類の吸着塔を直列に並べ、ここに射性汚染水を通水させることにより、除去対象の複数の放射性核種を除去する。吸着力の経時的な変化は吸着塔単位で管理され、吸着力が落ちた吸着塔は新しい吸着塔と随時交換される。

各吸着塔は、放射性汚染水から除去対象の放射性核種を規定レベル以下にまで除去することが出来なくなれば即座に交換されなければならない。

しかしながら、交換時期に達した吸着塔であっても、かなり吸着能力が残っており、中には高価な吸着剤も存在するので、吸着能力をできるだけ残すことのないように吸着剤を有効に使うことができれば、コストを軽減することができ、かつ使用済み吸着剤の減容化を図ることができるので大変有用である。

一方吸着塔を交換する際には、原則的にシステム全体を止めなければならないので処理効率が落ちてしまう。また、吸着塔毎に交換時期がばらばらであり、１つ１つの吸着塔を交換する度にシステム全体を止めるのは極めて非効率である。そこで例えば、各吸着塔をそれぞれ２つ以上設置しておき、交換時にはバルブの操作で瞬時に新しい吸着塔に切替える様にすれば、システムを止めずに吸着塔を交換することができるが、通常運転時に使用しない吸着塔を常時設置しておくのはスペース効率が悪い。

本発明は以上のような従来の課題を考慮してなされたものであり、吸着塔に装填された吸着剤を有効に使うことができる放射性汚染水除染システム及びプロセスを提供することを第１の目的とし、さらに、システムを止めずに吸着塔を交換することができる放射性汚染水除染システム及びプロセスを提供することを第２の目的とする。

本発明は、放射性汚染水から放射性核種を除去する放射性汚染水除染システムであって、前記放射性核種を吸着する吸着剤を装填した第１吸着容器及び第２吸着容器と、放射性汚染水の給水管と、前記給水管から前記第１吸着容器の入水口までを接続する第１供給管と、前記給水管から前記第２吸着容器の入水口までを接続する第２供給管と、前記第１供給管を開通させ前記第２供給管を閉鎖する第１供給状態と、前記第２供給管を開通させ前記第１供給管を閉鎖する第２供給状態とを切替える供給先切替部と、前記第１吸着容器の出水口から前記第２吸着容器の入水口までを接続する第１中間管と、前記第２吸着容器の出水口から前記第１吸着容器の入水口までを接続する第２中間管と、前記第１中間管を開通させ前記第２中間管を閉鎖する第１中間状態と、前記第２中間管を開通させ前記第１中間管を閉鎖する第２中間状態とを切替える中間切替部と、外部への排水管と、前記第１吸着容器の出水口から前記排水管までを接続する第１排出管と、前記第２吸着容器の出水口から前記排水管までを接続する第２排出管と、前記第１排出管を開通させ前記第２排出管を閉鎖する第１排出状態と、前記第２排出管を開通させ前記第１排出管を閉鎖する第２排出状態とを切替える排出元切替部と、前記第１中間管及び前記第２中間管に設けられ、放射線の強度を測定する測定部と、前記第１供給状態にあり、前記第１中間状態にあり、前記第２排出状態にあるときに放射性汚染水を通水する第１の場合に、前記測定部による測定値が設定値を超えたときには、前記第１吸着容器の交換が必要である旨を出力し、前記第２供給状態にあり、前記第２中間状態にあり、前記第１排出状態にあるときに放射性汚染水を通水する第２の場合に、前記測定部による測定値が設定値を超えたときには、前記第２吸着容器の交換が必要である旨を出力する出力部とを備える。

本発明は、放射性汚染水から放射性核種を除去する放射性汚染水除染システムにおける放射性汚染水除染プロセスであって、前記放射性汚染水除染システムは、前記放射性核種を吸着する吸着剤を装填した第１吸着容器及び第２吸着容器と、放射性汚染水の給水管と、前記給水管から前記第１吸着容器の入水口までを接続する第１供給管と、前記給水管から前記第２吸着容器の入水口までを接続する第２供給管と、前記第１供給管を開通させ前記第２供給管を閉鎖する第１供給状態と、前記第２供給管を開通させ前記第１供給管を閉鎖する第２供給状態とを切替える供給先切替部と、前記第１吸着容器の出水口から前記第２吸着容器の入水口までを接続する第１中間管と、前記第２吸着容器の出水口から前記第１吸着容器の入水口までを接続する第２中間管と、前記第１中間管を開通させ前記第２中間管を閉鎖する第１中間状態と、前記第２中間管を開通させ前記第１中間管を閉鎖する第２中間状態とを切替える中間切替部と、
外部への排水管と、前記第１吸着容器の出水口から前記排水管までを接続する第１排出管と、前記第２吸着容器の出水口から前記排水管までを接続する第２排出管と、前記第１排出管を開通させ前記第２排出管を閉鎖する第１排出状態と、前記第２排出管を開通させ前記第１排出管を閉鎖する第２排出状態とを切替える排出元切替部と、前記第１中間管及び前記第２中間管に設けられ、放射線の強度を測定する測定部とを備え、該放射性汚染水除染プロセスは、前記第１供給状態であり、前記第１中間状態であり、前記第２排出状態であるこきに放射性汚染水を通水する第１の場合に、前記測定部による測定値が設定値を超えたときには、前記第２吸着容器の交換が必要である旨を出力する第１出力ステップと、前記第２吸着容器の交換の後に、前記第２供給状態であり、前記第２中間状態であり、前記第１排出状態であるときに放射性汚染水を通水する第２の場合に変更する第１変更ステップと、前記第２の場合に、前記測定部による測定値が設定値を超えたときには、前記第１吸着容器の交換が必要である旨を出力する第２出力ステップと、前記第１吸着容器の交換の後に、前記第１の場合に変更する第２変更ステップとを含む。

本発明の放射性汚染水除染システム及び放射性汚染水除染プロセスは、放射性核種を吸着する吸着剤を装填した２つの吸着容器を、一方を上流側にして直列に接続し、吸着塔間の配管中の放射線の強度に基づいて、配管内を流れる液体中の放射性核種の濃度を監視して交換時期を決め、交換の際には上流側の吸着容器の交換が必要である旨を出力することができる。これにより、上流側の吸着容器（次に交換すべき吸着容器）からの出水を直接測定して放射性核種の濃度を得ることにより、高い精度で次に交換すべき吸着容器の状態を知ることができる。よって、交換時期を正確にコントロールすることができるため、吸着容器に装填された吸着剤を有効に使うことができる。

また放射性汚染水除染プロセスにおいては、吸着容器を交換する際に、今まで下流側で使用していた吸着容器（今回交換しない吸着容器）に単独で放射性汚染水を通水し、その間に吸着容器を交換することができる。よってシステムを止めずに吸着塔を交換することができる。

また放射性汚染水除染システムにおいては、第１中間管と第２中間管とが共有する部分に測定部が設けられるので、吸着容器の上流側と下流側を入れ替えても、同一のセンサで放射性核種の濃度を測定できる。よって、センサの個体差や取付け状態の差による誤差の影響がなくなるため、高い精度で吸着塔の状態を知ることができ、配線数が減り入れ替えのたびにセンサを切替える手間が不要となりシステムを簡素化できる。

また放射性汚染水除染システムにおいては、除去対象核種に固有の波長のγ線の強度を測定することにより、除去対象核種の濃度を測定することができる。よって、放射性汚染水に複数の放射性核種が混在する場合であっても、正確に除去対象核種のみの濃度を測定でき、同時に複数の放射性核種の濃度を測定することもできる。

また放射性汚染水除染システムにおいては、直列に接続した２つの吸着容器の２段目の下流に第３の吸着容器を接続して、２段目の吸着容器と３段目の吸着容器との間の除去対象の放射性核種に固有の波長のγ線の強度を測定するので、該γ線が検出された時点で、１段目の吸着容器は、当該容器の長さを考慮するとほぼ完全に飽和している（除去対象核種を除去する能力がほぼ完全に無くなった状態）と判断することができ、吸着容器内の吸着剤を使い切ることができる。

また放射性汚染水除染システムにおいては、異なる吸着剤を装填した吸着ユニットの交換時期が近接するように調整されているので、一度に複数の吸着ユニットを交換することができ効率的である。

また放射性汚染水除染システムにおいては、吸着ユニットの全てがトレーラーにより搬送可能なコンテナに搭載され、１つ又は少数のジョイントにより接続されているので、短時間でシステム全体を交換することができる。

本発明に係る実施形態１の放射性汚染水除染システムが備える吸着ユニットの概要図である。 吸着塔の交換の手順を示すチャート図である。 本発明に係る変形例１の放射性汚染水除染システムが備える吸着ユニットの概要図である。 本発明に係る変形例２の放射性汚染水除染システムが備える吸着ユニットの概要図である。 本発明に係る変形例３の放射性汚染水除染システムの概要図である。

＜実施形態１＞
＜構成＞
図１は、本発明に係る実施形態１の放射性汚染水除染システム１が備える吸着ユニット１００の概要図である。

図１において、吸着ユニット１００は、放射性汚染水から放射性核種を除去する放射性汚染水除染システムの主要構成であり、吸着部１１０、配管部１２０、測定部１３０、切替制御部１４０、及び出力部１５０を備える。ここで図１には、説明のために放射性汚染水の給水管Ａ、外部への排水管Ｂを記載している。なお配管部１２０は、給水管Ａ、排水管Ｂを含む構成としてもよい。

なお吸着ユニット１００は、単独で用いて放射性汚染水から特定の放射性核種を除去する放射性汚染水除染システムとすることもできるし、原子力発電プラントにおいて炉心冷却水の循環系を含む大規模な放射性汚染水除染システムの一部とすることもできる。

吸着部１１０は、放射性核種を吸着する吸着剤を装填した第１吸着塔１１１及び第２吸着塔１１２を含み、吸着剤を使用して放射性核種を吸着する。

第１吸着塔１１１及び第２吸着塔１１２は、それぞれ同一の吸着剤を装填した同規模の吸着容器である。なお、第１吸着塔１１１及び第２吸着塔１１２に装填する吸着剤は、除去対象として想定した放射性核種に対する除去能力が同等であればよいので、同一の吸着剤でなくてもよい。

配管部１２０は、金属製あるいは樹脂製等の送水管と、流路の切換えができる切替バルブとからなり、第１吸着塔１１１及び第２吸着塔１１２を直列に、あるいは単独で接続して放射性汚染水を通水させる流路を形成する。詳細には配管部１２０は、第１供給管１２１、第２供給管１２２、供給先切替部１２３、第１中間管１２４、第２中間管１２５、中間切替部１２６ａ、中間切替部１２６ｂ、第１排出管１２７、第２排出管１２８、及び排出元切替部１２９を含む。

第１供給管１２１は、供給先切替部１２３を介して給水管Ａから第１吸着塔１１１の入水口までを接続する。

第２供給管１２２は、供給先切替部１２３を介しての給水管Ａから第２吸着塔１１２の入水口までを接続する。

供給先切替部１２３は、第１供給管１２１を開通させ第２供給管１２２を閉鎖する第１供給状態と、第２供給管１２２を開通させ第１供給管１２１を閉鎖する第２供給状態とを切替える。また、使用しないときには供給先切替部１２３は、第１供給管１２１を閉鎖し第２供給管１２２を閉鎖する第３供給状態に切替える。

第１中間管１２４は、中間切替部１２６ｂを介して第１吸着塔１１１の出水口から第２吸着塔１１２の入水口までを接続する。

第２中間管１２５は、中間切替部１２６ａを介して第２吸着塔１１２から出水口を第１吸着塔１１１の入水口までを接続する。

中間切替部１２６ａ、１２６ｂは連動して、第１中間管１２４を開通させ第２中間管１２５を閉鎖する第１中間状態と、第２中間管１２５を開通させ第１中間管１２４を閉鎖する第２中間状態とを切替える。

第１排出管１２７は、排出元切替部１２９を介して第１吸着塔１１１の出水口から排水管Ｂまでを接続する。

第２排出管１２８は、排出元切替部１２９を介して第２吸着塔１１２の出水口から排水管Ｂまでを接続する。

排出元切替部１２９は、第１排出管１２７を開通させ第２排出管１２８を閉鎖する第１排出状態と、第２排出管１２８を開通させ第１排出管１２７を閉鎖する第２排出状態とを切替える。

測定部１３０は、α線、β線、γ線等の放射線を測定する測定機であるセンサ１３１ａ、１３１ｂを含み、配管部１２０の経路中において、除去対象核種の含有量を放射線の種類と量に基づいて測定する。センサ１３１ａは、第１中間管１２４の途中に設けられ、第１中間状態において放射線の強度を測定する。センサ１３１ｂは、第２中間管１２５の途中に設けられ、第２中間状態において放射線の強度を測定する。なお、センサ１３１ａ、１３１ｂは、放射性核種毎に固有の波長のγ線の強度を、波長別に測定し、該γ線の強度に基づいて、除去対象核種以外の放射性核種からの放射線をキャンセルして、除去対象核種の濃度を測定すること望ましい。

切替制御部１４０は、供給先切替部１２３により第１供給状態に切替え、中間切替部１２６ａ、１２６ｂにより第１中間状態に切替え、排出元切替部１２９により第２排出状態に切替えるように制御することにより、第１吸着塔１１１を上流側とし、第２吸着塔１１２を下流側として直列に接続し放射性汚染水を通水させる流路を形成する（このような状態を第１の場合とする）。

同様に切替制御部１４０は、供給先切替部１２３により第２供給状態に切替え、中間切替部１２６ａ、１２６ｂにより第２中間状態に切替え、排出元切替部１２９により第１排出状態に切替えるように制御することにより、第２吸着塔１１２を上流側とし、第１吸着塔１１１を下流側として直列に接続し放射性汚染水を通水させる流路を形成する（このような状態を第２の場合とする）。

出力部１５０は、測定部１３０による測定値が設定値を超えた場合に、第１吸着塔１１１及び第２吸着塔１１２のうちの上流側の吸着塔の交換が必要である旨を出力して、操作者等に知らせる。ここで操作者に知らせる方法は、モニタに表示する、音声で知らせる、交換が必要な吸着塔の近辺に設置されたパトランプを点灯又は点滅させる等の様々な方法があり、操作者に伝わるものであればいかなる方法であってもよい。なお、自動交換装置（図示せず）が出力部１５０からの出力を受けて、自動的に上流側の吸着塔を交換してもよい。

出力部１５０による出力を受けて、操作者は、指示された方の吸着塔を交換して新しい吸着塔を設置する。

新しい吸着塔の設置後に、切替制御部１４０は、吸着塔の交換が終了した旨を操作者からの操作盤（図示せず）への入力等により認知すると、例えば交換前に、第１の場合（第１吸着塔１１１が上流側）であったとすると、第１の場合の制御から第２の場合（第２吸着塔１１２が上流側）の制御に切替えて、第２吸着塔１１２を上流側とし、第１吸着塔１１１を下流側として直列に接続し放射性汚染水を通水させる流路を形成する。

同様に、切替制御部１４０は、例えば交換前に、第２の場合（第２吸着塔１１２が上流側）であったとすると、第２の場合の制御から第１の場合（第１吸着塔１１１が上流側）の制御に切替えて、第１吸着塔１１１を上流側とし、第２吸着塔１１２を下流側として直列に接続し放射性汚染水を通水させる流路を形成する。

なお、吸着塔の交換中において、交換しない方の吸着塔を単独で接続することにより、除染を継続することもできる。

吸着塔を単独で接続するには、中間切替部１２６ａ、１２６ｂは、第１中間状態と、第２中間状態とは別に、第１中間配管を閉鎖し前記第２中間配管を閉鎖する第３中間状態に切替えることができなければならない。

さらに切替制御部１４０は、第１の場合に、測定部１３０による測定値が設定値を超えたときには、供給先切替部１２３により第２供給状態に切替え、中間切替部１２６ａ、１２６ｂにより第３中間状態に切替え、排出元切替部１２９により第１排出状態を維持するよう制御することにより、第１吸着塔１１１を単独で接続し放射性汚染水を通水させる流路を形成する。ここで出力部１５０は第２吸着塔１１２の交換が必要である旨を出力する。第２吸着塔１１２の交換の後に切替制御部１４０は第２の場合の制御に切替える。

同様に切替制御部１４０は、第２の場合に、測定部１３０による測定値が設定値を超えたときには、供給先切替部１２３により第１供給状態に切替え、中間切替部１２６ａ、１２６ｂにより第３中間状態に切替え、排出元切替部１２９により第２排出状態を維持するよう制御することにより、第２吸着塔１１２を単独で接続し放射性汚染水を通水させる流路を形成する。出力部１５０は第１吸着塔１１１の交換が必要である旨を出力する。第１吸着塔１１１の交換の後に切替制御部１４０は第１の場合の制御に切替える。

＜動作＞
図２は、吸着塔の交換の手順を示すチャート図である。

以下に図２を用いて、吸着塔の交換の手順について説明する。ここでは吸着塔の交換中において、交換しない方の吸着塔を単独で接続することにより、除染を継続することとする。なお、吸着塔の交換中に除染を継続しない場合には、交換中には供給先切替部１２３により第３供給状態に切替えて、放射性汚染水の供給を止めて除染を休止する。

（１）切替制御部１４０が、過去の履歴や操作者の入力等に基づいて、第１吸着塔１１１と第２吸着塔１１２の使用期間を比較する（ステップＳ１）。ここでは第１吸着塔１１１の使用期間の方が長いか（ＹＥＳ）、第２吸着塔１１２の使用期間の方が長いか（ＮＯ）を判断する。なお、使用期間が同じ場合には便宜上は第１吸着塔１１１の使用期間の方が長い（ＹＥＳ）ものとする。

（２）（１）における第１吸着塔１１１の使用期間の方が長い場合（ステップＳ１：ＹＥＳ）、あるいは、（１１）における第２吸着塔１１２の交換の後（ステップＳ１１：ＹＥＳ）において、切替制御部１４０が、供給先切替部１２３により第１供給状態に切替え、中間切替部１２６ａ、１２６ｂにより第１中間状態に切替え、排出元切替部１２９により第２排出状態に切替えるように制御することにより、第１吸着塔１１１を上流側とし、第２吸着塔１１２を下流側として直列に接続し放射性汚染水を通水させて除染を開始する（ステップＳ２）。

（３）切替制御部１４０が、測定部１３０による測定値（放射性汚染水の放射性核種の濃度に相当する）が設定値を超えたか否かを判断する（ステップＳ３）。測定値が設定値を超えない間は除染を継続する。

（４）測定値が設定値を超えたときには（ステップＳ３：ＹＥＳ）、切替制御部１４０が、供給先切替部１２３により第２供給状態に切替え、中間切替部１２６ａ、１２６ｂにより第３中間状態に切替え、排出元切替部１２９により第１排出状態を維持するよう制御することにより、第２吸着塔１１２を単独で接続し放射性汚染水を通水させて除染を開始する（ステップＳ４）。

（５）出力部１５０が第１吸着塔１１１の交換が必要である旨を出力する（ステップＳ５）。ここで操作者は第１吸着塔１１１を新しい吸着塔に交換する。

（６）操作者により第１吸着塔１１１が新しい吸着塔に交換されるまで待つ（ステップＳ６）。ここで切替制御部１４０は、吸着塔の交換が終了した旨を操作者からの操作盤（図示せず）への入力等により認知する。

（７）（１）における第２吸着塔１１２の使用期間の方が長い場合（ステップＳ１：ＮＯ）、あるいは、（６）における第１吸着塔１１１の交換の後（ステップＳ６：ＹＥＳ）において、切替制御部１４０が、供給先切替部１２３により第２供給状態に切替え、中間切替部１２６ａ、１２６ｂにより第２中間状態に切替え、排出元切替部１２９により第１排出状態に切替えるように制御することにより、第２吸着塔１１２を上流側とし、第１吸着塔１１１を下流側として直列に接続し放射性汚染水を通水させて除染を開始する（ステップＳ７）。

（８）切替制御部１４０が、測定部１３０による測定値（放射性汚染水の放射性核種の濃度に相当する）が設定値を超えたか否かを判断する（ステップＳ８）。測定値が設定値を超えない間は除染を継続する。

（９）測定値が設定値を超えたときには（ステップＳ８：ＹＥＳ）、切替制御部１４０が、供給先切替部１２３により第１供給状態に切替え、中間切替部１２６ａ、１２６ｂにより第３中間状態に切替え、排出元切替部１２９により第２排出状態を維持するよう制御することにより、第１吸着塔１１１を単独で接続し放射性汚染水を通水させて除染を開始する（ステップＳ９）。

（１０）出力部１５０が第２吸着塔１１２の交換が必要である旨を出力する（ステップＳ１０）。ここで操作者は第２吸着塔１１２を新しい吸着塔に交換する。

（１１）操作者により第２吸着塔１１２が新しい吸着塔に交換されるまで待つ（ステップＳ１１）。ここで切替制御部１４０は、吸着塔の交換が終了した旨を操作者からの操作盤（図示せず）への入力等により認知する。

以上のように、実施形態１の放射性汚染水除染システムによれば、上流側の吸着塔からの出水について放射性核種の濃度に基づいて、上流側の吸着塔の交換時期を決定するので、吸着塔に装填された吸着剤を有効に使うことができる。

また、吸着塔を交換する際には、１つの吸着塔を用いて除染を継続することができるので、システムを止めずに吸着塔を交換することができる。

＜変形例１＞
図３は、本発明に係る変形例１の放射性汚染水除染システム２が備える吸着ユニット２００の概要図である。

変形例１の吸着ユニット２００は、実施形態１の吸着ユニット１００の構成を元に、配管部１２０を配管部２２０に、測定部１３０を測定部２３０に変更しており、その他の構成要素は実施形態１の吸着ユニット１００と同様である。

配管部２２０は、実施形態１の第１中間管１２４を第１上管２２１、共有中管２２２、及び第１下管２２３に置換え、実施形態１の第２中間管１２５を第２上管２２４、共有中管２２２、及び第２下管２２５に置換え、実施形態１の中間切替部１２６ａ、１２６ｂの代わりに中間切替部２２６ａ、２２６ｂを含み、その他の構成要素は実施形態１の配管部１２０と同様である。

測定部２３０は、実施形態１のセンサ１３１ａ、１３１ｂの代わりにセンサ２３１を備える。

共有中管２２２は、第１中間管１２４の経路と第２中間管１２５経路で共有する部分になっており、第１の開口と第２の開口を有する。

第１上管２２１は、中間切替部２２６ａを介して、第１吸着塔１１１の出水口から共有中管２２２の第１の開口まで接続する。

第２上管２２４は、中間切替部２２６ａを介して、第２吸着塔１１２の出水口から共有中管２２２の第１の開口までを接続する。

中間切替部２２６ａは、第１中間状態においては、第１上管２２１を開通させ第２上管２２４を閉鎖し、第２中間状態においては、第２上管２２４を開通させ第１上管２２１を閉鎖する。

第１下管２２３は、中間切替部２２６ｂを介して、共有中管２２２の第２の開口から第２吸着塔１１２の入水口までを接続する。

第２下管２２５は、中間切替部２２６ｂを介して、共有中管２２２の第２の開口から第１吸着塔１１１の入水口までを接続する。

中間切替部２２６ｂは、第１中間状態においては、第１下管２２３を開通させ第２下管２２５を閉鎖し、第２中間状態においては、第２下管２２５を開通させ第１下管２２３を閉鎖する。

センサ２３１は、実施形態１の測定部１３０の２つのセンサ（センサ１３１ａ、１３１ｂ）の両方の機能を有し、共有中管２２２の途中に設けられ、共有中管２２２中の放射性汚染水について放射性核種の濃度を測定する。

以上のように、変形例１の放射性汚染水除染システムによれば、吸着塔の上流側と下流側を入れ替えても、同じセンサで放射性核種の濃度を測定できるので、センサの個体差や取付け状態の差による誤差の影響がなくなるため、高い精度で吸着塔の状態を知ることができ、さらに配線数が減り、吸着塔の入れ替えのたびにセンサを切替える手間が不要となるのでシステムを簡素化できる。

＜変形例２＞
図４は、本発明に係る変形例２の放射性汚染水除染システム３が備える吸着ユニット３００の概要図である。

変形例２の吸着ユニット３００は、変形例１の吸着ユニット２００の構成を元に、吸着部１１０を吸着部３１０に、測定部２３０を測定部３３０に変更しており、その他の構成は同様である。

吸着部３１０は、変形例１の吸着部１１０の構成に、さらに第３吸着塔３１３を備える。

測定部３３０は、変形例１の測定部２３０の構成に、さらに、センサ３３１を備える。

第３吸着塔３１３は、第１吸着塔１１１、第２吸着塔１１２と同様に、同一の吸着剤を装填した同規模の吸着塔であり、排水管Ｂの直前（排出元切替部１２９の後）に挿入される。

センサ３３１は、センサ２３１と同様のセンサであり、第３吸着塔３１３の直前の配管に設けられ、放射線の強度を測定する。なおセンサ３３１は、除去対象の放射性核種に固有の波長のγ線の強度を測定することが望ましい。

変形例２の放射性汚染水除染システムによれば、センサ３３１により除去対象核種が検出された時点で、最上流側の吸着塔がほぼ完全に飽和している（除去対象核種を除去する能力がほぼ完全に無くなった状態）と判断することができるので、吸着塔を確実に使い切ることができる。

＜変形例３＞
図５は、本発明に係る変形例３の放射性汚染水除染システム４の概要図である。

変形例３の放射性汚染水除染システム４は、実施形態１の吸着ユニット１００、変形例１の吸着ユニット２００、及び変形例２の吸着ユニット３００等と同等の吸着ユニット４０１〜４１０を複数備えている。

吸着ユニット４０１〜４１０は、それぞれ様々な吸着剤を用いて、異なる種類の放射性核種を除去する。

各吸着ユニットに用いる吸着剤には、例えば、アミノメチルホスホン酸系等の官能基を添着した活性炭や、ゼオライト系の無機材料、あるいはアルミナとシリカとから構成される無機材料を用いることができる。

また上記吸着剤には、フェロシアン化コバルト（フェロシアン化Ｃｏ）、又はフェロシアン化鉄（フェロシアン化Ｆｅ）を主成分として担持したＴｉＯ_２（酸化チタン）系無機材料、ヨウ素（Ｉ_２）坦持活性炭とキレート剤含有活性炭とから形成されたヨウ素及び超ウラン元素吸着剤、無機炭素とＡｌ_２Ｏ_３（アルミナ）で構成される無機炭素及びアルミナ含有吸着剤（除去対象：多元素）、ＣｅＯ_２（酸化セシウム）系無機材料で構成される酸化セシウムを主成分とする吸着剤（除去対象：Ｓｂ、Ｓｅ、Ｔｅ、ヨウ素酸）、ヨウ素（Ｉ_２）担持活性炭で構成されるヨウ素及び活性炭含有吸着剤（除去対象：ヨウ素）、タンニン担持活性炭で構成されるタンニン及び活性炭含有吸着剤（除去対象：超ウラン元素Ｕ、Ｎｐ、Ｐｕ、Ａｍ、Ｃｍ）、還元鉄（ｒＦｅ）担持活性炭で構成される還元鉄及び活性炭含有吸着剤（除去対象：Ｓｂ、Ｓｅ、Ｔｅ、多元素）、Ａｌ（アルミニウム）含有無機炭素系材料で構成されるアルミニウム含有炭素系の吸着剤（除去対象：Ｓｂ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｔｃ）、及び、ＤＤＴＣ担持活性炭とオキシン(Ｏｘｉｎｅ）担持活性炭とＤＴＰＡ担持活性炭とクペロン（Ｃｕｐｆｅｒｒｏｎ）担持活性炭とを混合したキレート剤含有活性炭で構成される超ウラン元素除去吸収剤（除去対象：超ウラン元素（Ｕ、Ｎｐ、Ｐｕ、Ａｍ、Ｃｍ））を含むことが好ましい。ここで除去対象を「多元素」と記載しているものは、Ａｇ、Ｃｄ、Ｅｕ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｙ、Ｒｕ、Ｃｅ、Ｔｅ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｒｈ、Ｎｄ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔｃ、Ｐｒ、Ｓｍ、Ｇｄ、Ｖ＋超ウラン元素（Ｕ、Ｎｐ、Ｐｕ、Ａｍ、Ｃｍ）の一部又は全部を除去対象とする。

ここで吸着ユニット４０１〜４１０の全ての交換時期が近接するように、吸着ユニット毎に吸着剤の装填量が調整されている。例えば交換時期が６ヶ月となるように、各吸着剤の量を増減しておき、交換時期に一斉に吸着ユニットの全てを交換することができる。なお、全体の交換時期を６ヶ月に設定した場合であっても、使用量の多い吸着剤などでは、個別の交換時期を２ヶ月や３ヶ月のように全体の交換時期の整数分の１になるように調整して、個別の交換時期を数回経た後に全体の交換時期が到来するようにしてもよい。

また、放射性汚染水除染システム４は、トレーラーにより搬送可能なコンテナ４２０を備え、吸着ユニット４０１〜４１０の全てがコンテナ４２０に搭載され、予備のもの等を除く使用される吸着ユニットの全てが接続された状態になっている。

また最上流の吸着ユニット４０１における入水口への接続、及び、最下流の吸着ユニット４１０における出水口への接続を、それぞれ取り外し容易にするジョイント部４３０を備える。

以上のように、変形例３の放射性汚染水除染システムによれば、各吸着ユニットの交換時期を近接させ、吸着ユニットの全てがコンテナに搭載され、接続が容易なジョイント部を備えるので、吸着ユニットの全てを短時間で一斉に移動可能であり、交換にかかる手間や時間を減らすことができる。よって、作業員の被爆量を極力減らすことができる。

１、２、３、４ 放射性汚染水除染システム
１００ 吸着ユニット
１１０ 吸着部
１１１ 第１吸着塔
１１２ 第２吸着塔
１２０ 配管部
１２１ 第１供給管
１２２ 第２供給管
１２３ 供給先切替部
１２４ 第１中間管
１２５ 第２中間管
１２６ａ、１２６ｂ 中間切替部
１２７ 第１排出管
１２８ 第２排出管
１２９ 排出元切替部
１３０ 測定部
１３１ａ センサ
１３１ｂ センサ
１４０ 切替制御部
１５０ 出力部
２００ 吸着ユニット
２２０ 配管部
２２１ 第１上管
２２２ 共有中管
２２３ 第１下管
２２４ 第２上管
２２５ 第２下管
２２６ａ、２２６ｂ 中間切替部
２３０ 測定部
２３１ センサ
３００ 吸着ユニット
３１０ 吸着部
３１３ 第３吸着塔
３３０ 測定部
３３１ センサ
４０１〜４１０ 吸着ユニット
４２０ コンテナ
４３０ ジョイント部

Claims (7)

1. 放射性汚染水から放射性核種を除去する放射性汚染水除染システムであって、
   前記放射性核種を吸着する吸着剤を装填した第１吸着容器及び第２吸着容器と、
   放射性汚染水の給水管と、
   前記給水管から前記第１吸着容器の入水口までを接続する第１供給管と、
   前記給水管から前記第２吸着容器の入水口までを接続する第２供給管と、
   前記第１供給管を開通させ前記第２供給管を閉鎖する第１供給状態と、
   前記第２供給管を開通させ前記第１供給管を閉鎖する第２供給状態とを切替える供給先切替部と、
   前記第１吸着容器の出水口から前記第２吸着容器の入水口までを接続する第１中間管と、
   前記第２吸着容器の出水口から前記第１吸着容器の入水口までを接続する第２中間管と、
   前記第１中間管を開通させ前記第２中間管を閉鎖する第１中間状態と、
   前記第２中間管を開通させ前記第１中間管を閉鎖する第２中間状態とを切替える中間切替部と、
   外部への排水管と、
   前記第１吸着容器の出水口から前記排水管までを接続する第１排出管と、
   前記第２吸着容器の出水口から前記排水管までを接続する第２排出管と、
   前記第１排出管を開通させ前記第２排出管を閉鎖する第１排出状態と、
   前記第２排出管を開通させ前記第１排出管を閉鎖する第２排出状態とを切替える排出元切替部と、
   前記第１中間管及び前記第２中間管に設けられ、放射線の強度を測定する測定部と、
   前記第１供給状態にあり、前記第１中間状態にあり、前記第２排出状態にあるときに放射性汚染水を通水する第１の場合に、前記測定部による測定値が設定値を超えたときには、前記第１吸着容器の交換が必要である旨を出力し、前記第２供給状態にあり、前記第２中間状態にあり、前記第１排出状態にあるときに放射性汚染水を通水する第２の場合に、前記測定部による測定値が設定値を超えたときには、前記第２吸着容器の交換が必要である旨を出力する出力部とを備え、
   さらに、前記第１中間管と前記第２中間管とは、一体化された共有部分である共有中管を有し、
   前記第１中間管は、
   前記共有中管と、
   前記第１吸着容器の出水口から前記共有中管の第一の開口までを接続する第１上管と、
   前記共有中管の第２の開口から前記第２吸着容器の入水口までを接続する第１下管とからなり、
   前記第２中間管は、
   前記共有中管と、
   前記第２吸着容器の出水口から前記共有中管の第一の開口までを接続する第２上管と、
   前記共有中管の第２の開口から前記第１吸着容器の入水口までを接続する第２下管とからなり、
   前記中間切替部は、
   前記第１中間状態においては、前記第１上管を開通させ前記第２上管を閉鎖し、前記第２中間状態においては、前記第２上管を開通させ前記第１上管を閉鎖する上管切替部と、
   前記第１中間状態においては、前記第１下管を開通させ前記第２下管を閉鎖し、前記第２中間状態においては、前記第２下管を開通させ前記第１下管を閉鎖する下管切替部とからなり、
   前記測定部は、前記共有中管に設けられることを特徴とする放射性汚染水除染システム。
2. 前記測定部は、
   除去対象の放射性核種に固有の波長のγ線の強度を測定する
   請求項１に記載の放射性汚染水除染システム。
3. 該放射性汚染水の処理システムは、さらに、
   前記放射性核種を吸着する吸着剤を装填した第３吸着容器を備え、
   前記排出元切替部の後に前記第３吸着容器が挿入され、
   前記測定部は、さらに、
   前記第３吸着容器の直前の配管に設けられ、除去対象の放射性核種に固有の波長のγ線の強度を測定し、
   前記出力部は、
   前記第３吸着容器の直前の配管において、除去対象の放射性核種に固有の波長のγ線が検出されたときに、前記測定部による測定値が設定値を超えたと判断する
   請求項２に記載の放射性汚染水除染システム。
4. 該放射性汚染水の処理システムは、さらに、
   前記第１吸着容器及び第２吸着容器を含む吸着ユニットを複数備え、
   前記吸着ユニットの全ての交換時期が近接するように、吸着ユニット毎に吸着剤の装填量が調整されている
   請求項１に記載の放射性汚染水除染システム。
5. 該放射性汚染水の処理システムは、さらに、
   トレーラーにより搬送可能なコンテナを備え、
   前記吸着ユニットの全てが接続されて、前記コンテナに搭載されており、
   該放射性汚染水の処理システムは、さらに、
   最上流の前記吸着ユニットにおける入水口への接続、及び、最下流の前記吸着ユニットにおける出水口への接続を、それぞれ取り外し容易にするジョイント部を備える
   請求項４に記載の放射性汚染水除染システム。
6. 放射性汚染水から放射性核種を除去する放射性汚染水除染システムにおける放射性汚染水除染プロセスであって、
   前記放射性汚染水除染システムは、
   前記放射性核種を吸着する吸着剤を装填した第１吸着容器及び第２吸着容器と、
   放射性汚染水の給水管と、
   前記給水管から前記第１吸着容器の入水口までを接続する第１供給管と、
   前記給水管から前記第２吸着容器の入水口までを接続する第２供給管と、
   前記第１供給管を開通させ前記第２供給管を閉鎖する第１供給状態と、
   前記第２供給管を開通させ前記第１供給管を閉鎖する第２供給状態とを切替える供給先切替部と、
   前記第１吸着容器の出水口から前記第２吸着容器の入水口までを接続する第１中間管と、
   前記第２吸着容器の出水口から前記第１吸着容器の入水口までを接続する第２中間管と、
   前記第１中間管を開通させ前記第２中間管を閉鎖する第１中間状態と、
   前記第２中間管を開通させ前記第１中間管を閉鎖する第２中間状態とを切替える中間切替部と、
   外部への排水管と、
   前記第１吸着容器の出水口から前記排水管までを接続する第１排出管と、
   前記第２吸着容器の出水口から前記排水管までを接続する第２排出管と、
   前記第１排出管を開通させ前記第２排出管を閉鎖する第１排出状態と、
   前記第２排出管を開通させ前記第１排出管を閉鎖する第２排出状態とを切替える排出元切替部と、
   前記第１中間管及び前記第２中間管に設けられ、放射線の強度を測定する測定部とを備え、
   該放射性汚染水除染プロセスは、
   前記第１供給状態であり、前記第１中間状態であり、前記第２排出状態であるときに放射性汚染水を通水する第１の場合に、前記測定部による測定値が設定値を超えたときには、前記第１吸着容器の交換が必要である旨を出力する第１出力ステップと、
   前記第２吸着容器の交換の後に、前記第２供給状態であり、前記第２中間状態であり、前記第１排出状態であるときに放射性汚染水を通水する第２の場合に変更する第１変更ステップと、
   前記第２の場合に、前記測定部による測定値が設定値を超えたときには、前記第２吸着容器の交換が必要である旨を出力する第２出力ステップと、
   前記第１吸着容器の交換の後に、前記第１の場合に変更する第２変更ステップとを含み、
   さらに、前記第１中間管と前記第２中間管とは、一体化された共有部分である共有中管を有し、
   前記第１中間管は、
   前記共有中管と、
   前記第１吸着容器の出水口から前記共有中管の第一の開口までを接続する第１上管と、
   前記共有中管の第２の開口から前記第２吸着容器の入水口までを接続する第１下管とからなり、
   前記第２中間管は、
   前記共有中管と、
   前記第２吸着容器の出水口から前記共有中管の第一の開口までを接続する第２上管と、
   前記共有中管の第２の開口から前記第１吸着容器の入水口までを接続する第２下管とからなり、
   前記中間切替部は、
   前記第１中間状態においては、前記第１上管を開通させ前記第２上管を閉鎖し、前記第２中間状態においては、前記第２上管を開通させ前記第１上管を閉鎖する上管切替部と、
   前記第１中間状態においては、前記第１下管を開通させ前記第２下管を閉鎖し、前記第２中間状態においては、前記第２下管を開通させ前記第１下管を閉鎖する下管切替部とからなり、
   前記測定部は、前記共有中管に設けられること
   を特徴とする放射性汚染水除染プロセス。
7. 前記中間切替部は、前記第１中間状態と、前記第２中間状態とに加え、前記第１中間管を閉鎖し前記第２中間管を閉鎖する第３中間状態に切替えることができ、
   該放射性汚染水除染プロセスは、さらに、
   前記第１の場合に、前記測定部による測定値が設定値を超えたときには、前記第１吸着容器の交換の間に、前記供給先切替部により前記第２供給状態に切替え、前記中間切替部により前記第３中間状態に切替え、前記排出元切替部により前記第１排出状態を維持して放射性汚染水を通水する第１単独接続ステップと、
   前記第２の場合に、前記測定部による測定値が設定値を超えたときには、前記第２吸着容器の交換の間に、前記供給先切替部により前記第１供給状態に切替え、前記中間切替部により前記第３中間状態に切替え、前記排出元切替部により前記第２排出状態を維持するよう制御して放射性汚染水を通水する第２単独接続ステップとを含む
   請求項６に記載の放射性汚染水除染プロセス。

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