JP6202595B2 - 除染剤の製造方法および除染方法 - Google Patents
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Description
本発明は例えば放射性物質で汚染された焼却灰の汚染物質の除染に用いられる除染剤の製造方法および除染方法に関するものである。
従来、この種の除染剤の製造方法および除染方法として、各種の構造のものが提案されており、例えば、多孔質材料の気孔中に放射性物質を閉じ込め、放射線の放出を抑制する構造の除染剤が知られている。
しかしながら上記従来構造の場合、放射性物質の除染効果において、汚染対象物の仕様、状況によっては、必ずしも、満足する結果が得られないことがあるという不都合を有している。
本発明はこれらの不都合を解決することを目的とするもので、本発明のうちで、請求項１記載の発明は、放射性物質で汚染された焼却灰の汚染物質の除染に用いられ、採石場から霰石を採石し、該霰石を平均粒径１０ｍｍ以下に粉砕し、粉砕された霰石の微粉粒を２５０℃〜４５０℃の温度範囲で加熱して霰石の微粉粒の励起加工を行い、該霰石の微粉粒の励起加工により霰石の微粉粒は微細な気孔をもつ多孔質構造に形成され、該微細な気孔をもつ多孔質構造に形成された霰石の微粉粒を用いてなり、上記霰石の微粉粒に形成された微細な気孔に微生物を植え付けてなることを特徴とする除染剤の製造方法にある。
又、請求項２記載の発明は、放射性物質で汚染された焼却灰の汚染物質の除染に用いられ、採石場から霰石を採石し、該霰石を平均粒径１０ｍｍ以下に粉砕し、粉砕された霰石の微粉粒を２５０℃〜４５０℃の温度範囲で加熱して霰石の微粉粒の励起加工を行い、該霰石の微粉粒の励起加工により霰石の微粉粒は微細な気孔をもつ多孔質構造に形成され、該微細な気孔をもつ多孔質構造に形成された霰石の微粉粒を用いてなり、上記霰石の微粉粒に形成された微細な気孔に微生物を植え付けると共にペプチドを付着してなることを特徴とする除染剤の製造方法にある。
又、請求項３記載の発明は、放射性物質で汚染された焼却灰の汚染物質の除染に用いられ、採石場から霰石を採石し、該霰石を平均粒径１０ｍｍ以下に粉砕し、粉砕された霰石の微粉粒を２５０℃〜４５０℃の温度範囲で加熱して霰石の微粉粒の励起加工を行い、該霰石の微粉粒の励起加工により霰石の微粉粒は微細な気孔をもつ多孔質構造に形成され、該微細な気孔をもつ多孔質構造に形成された霰石の微粉粒を用いてなり、上記霰石の微粉粒に形成された微細な気孔に微生物を植え付けると共にペプチド及び腐植質を付着してなることを特徴とする除染剤の製造方法にある。
又、請求項４記載の発明は、上記請求項１〜３のいずれか１項に記載の除染剤の製造方法で製造された除染剤を放射性物質で汚染された焼却灰の汚染物質に撒布処理により接触させることを特徴とする除染方法にある。
本発明は上述の如く、請求項１又は４記載の発明にあっては、上記除染剤を放射性物質で汚染された焼却灰の汚染物質に撒布処理により接触させることになり、この除染剤は採石場から霰石を採石し、霰石を平均粒径１０ｍｍ以下に粉砕し、粉砕された霰石の微粉粒を２５０℃〜４５０℃の温度範囲で加熱して霰石の微粉粒の励起加工を行い、霰石の微粉粒の励起加工により霰石の微粉粒を微細な気孔をもつ多孔質構造に形成し、微細な気孔をもつ多孔質構造に形成された霰石の微粉粒を用いてなるから、放射性物質から放射される放射線を吸着し易くなると共に霰石の励起加工によりガンマー線を吸収することができ、除染効果を向上することができ、かつ、上記霰石の微粉粒に形成された微細な気孔に微生物を植え付けてなるから、植え付けられた微生物のもつ放射能を元素変換する能力により除染効果を高めることができる。
又、請求項２記載の発明にあっては、上記除染剤を放射性物質で汚染された焼却灰の汚染物質に撒布処理により接触させることになり、この除染剤は採石場から霰石を採石し、霰石を平均粒径１０ｍｍ以下に粉砕し、粉砕された霰石の微粉粒を２５０℃〜４５０℃の温度範囲で加熱して霰石の微粉粒の励起加工を行い、霰石の微粉粒の励起加工により霰石の微粉粒を微細な気孔をもつ多孔質構造に形成し、微細な気孔をもつ多孔質構造に形成された霰石の微粉粒を用いてなるから、放射性物質から放射される放射線を吸着し易くなると共に霰石の励起加工によりガンマー線を吸収することができ、除染効果を向上することができ、かつ、上記霰石の微粉粒に形成された微細な気孔に微生物を植え付けると共にペプチドを付着してなるから、植え付けられた微生物のもつ放射能を元素変換する能力により除染効果を高めることができ、付着されたペプチドにより除染効果を高めることができる。
又、請求項３記載の発明にあっては、上記除染剤を放射性物質で汚染された焼却灰の汚染物質に撒布処理により接触させることになり、この除染剤は採石場から霰石を採石し、霰石を平均粒径１０ｍｍ以下に粉砕し、粉砕された霰石の微粉粒を２５０℃〜４５０℃の温度範囲で加熱して霰石の微粉粒の励起加工を行い、霰石の微粉粒の励起加工により霰石の微粉粒を微細な気孔をもつ多孔質構造に形成し、微細な気孔をもつ多孔質構造に形成された霰石の微粉粒を用いてなるから、放射性物質から放射される放射線を吸着し易くなると共に霰石の励起加工によりガンマー線を吸収することができ、除染効果を向上することができ、かつ、上記霰石の微粉粒に形成された微細な気孔に微生物を植え付けると共にペプチド及び腐植質を付着してなるから、植え付けられた微生物のもつ放射能を元素変換する能力により除染効果を高めることができ、付着されたペプチドにより除染効果を高めることができ、かつ、付着された腐植質により放射性物質の無害化を図ることができる。
図１乃至図４は本発明の実施の形態例を示し、図１は第一形態例の除染剤の製造工程、図２は第二形態例の除染剤の製造工程、図３は第三形態例の除染剤の製造工程、図４は第四形態例の除染剤の製造工程である。
図１の第一形態例において、１は採石工程であって、採石場から霰石を採石することになる。採石に際しては、石灰化して方解石となっていないものを採石することになる。
２は粉砕工程であって、採石した霰石を平均粒径１０ｍｍ以下、例えば、平均粒径５ｍｍ〜７ｍｍに粉砕することになる。平均粒径１０ｍｍ以下とするのは、除染剤Ｗが汚染物質に良好に接触することを考慮したからである。
３は加熱工程であって、粉砕された霰石の微粉粒を２５０℃〜４５０℃の温度範囲で例えば回転させながら均等に加熱することになり、この加熱により霰石の励起加工が行われ、この霰石の微粉粒の励起加工によりキチン質及び付着している微生物が除去され、これにより霰石の微粉粒は微細な気孔をもつ多孔質構造に形成され、微細な気孔をもつ多孔質構造に形成された霰石の微粉粒を除染剤として用いることになる。
ここに励起とは、分子・原子・原子核などの量子力学的な系が外部からエネルギーを得て、初めより高いエネルギーをもつ定常状態（励起状態）に移ること、あるいは、量子力学で、原子や分子が外からエネルギーを与えられ、もとのエネルギーの低い安定した状態からエネルギーの高い状態へと移ることをいい、この霰石の微粉粒の励起加工によりキチン質及び付着している微生物が除去され、これにより霰石の微粉粒は微細な気孔をもつ多孔質構造に形成され、除染剤Ｗが製造されることになる。
ここにおいて、霰石の微粉粒の加熱温度が２５０℃未満であると、霰石の生成過程に付着したキチン質や微生物の除去が不充分となり、土壌に悪影響を及ぼすことがあり、又、加熱温度が４５０℃程度になれば化石の貝の被のう物質、例えば、キチン質を確実に除去することはできるが、加熱温度が４５０℃を超えると、霰石は方解石に変質化してしまい、微細な気孔をもつ多孔質構造の霰石の微粉粒とはならないからである。
この第一形態例の除染剤Ｗにあっては、上記除染剤Ｗを放射性物質で汚染された焼却灰の汚染物質に撒布処理により接触させることになり、この除染剤Ｗは採石場から霰石を採石し、霰石を平均粒径１０ｍｍ以下に粉砕し、粉砕された霰石の微粉粒を２５０℃〜４５０℃の温度範囲で加熱して霰石の微粉粒の励起加工を行い、霰石の微粉粒の励起加工により霰石の微粉粒を微細な気孔をもつ多孔質構造に形成し、微細な気孔をもつ多孔質構造に形成された霰石の微粉粒を用いてなるから、放射性物質から放射される放射線を吸着し易くなると共に霰石の励起加工によりガンマー線を吸収することができ、除染効果を向上することができ、又、汚染物質中の土壌改良に効果的な微生物が住みやすくなり、土壌改良効率が向上することにもなる。
ここにおいて、何故、霰石の励起によりガンマー線を吸収できるかを説明すると、原石は２０００万年程前の貝殻等の炭酸カルシュウムが地形の褶曲等により大きな圧力を受け、分子が不飽和なラジカルを持つπ結合の炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）になったものであり、霰石に励起加工を行い、励起加工された霰石はガンマー線を受けるとラジカルを持つπ電子からなる不飽和状態から飽和状態に変わることになり、ゼーマン効果により放射能エネルギーを減衰させることになり、分子レベルでガンマー線を捕獲するため、放射線の遮蔽効果は十分であり、又、霰石の励起によりゼオライトよりさらに細かい微細な気孔ができ、微細な気孔中に取り込まれ、放射線が分子外に出ることが抑制され、分子内での崩壊によるガンマー線は分子内で減衰し、ガンマー線が原子に作用して電子の遷移がおき、余った電子がパウリの定理により軌道に収まらない放射能、主としてセシウム１３７、セシウム１３４のβ崩壊を加速する可能性もあり、電子の挙動は霰石によるエネルギーバンドとバンドギャップを検討する必要が残り、セシウム１３７、セシウム１３４はβ崩壊の後、ガンマー線を出してバリウムに変換し、又、不飽和状態のＣａＣＯ３から電子が分離してセシウム１３７、セシウム１３４に反応し、キセノンガスに変わることもある。
図２の第二形態例は上記第一形態例の加熱工程３に次いで、微粉粒に形成された微細な気孔に微生物を植え付ける微生物植付工程４を付加して除染剤Ｗを製造するようにしたものである。
この微生物は放射能を元素変換する能力を有するので、第一形態例の除染剤Ｗの除染効果を高めることができる。
この微生物の種類としては、光合成細菌、糸状菌、放線菌等が用いられ、微生物の選択にあたっては、環境に影響を配慮して選択することになる。
この第二形態例の除染剤Ｗにあっては、上記第一形態例の作用効果に加えて、微生物植付工程４において植え付けられた微生物のもつ放射能を元素変換する能力により除染効果を高めることができる。
図３の第三形態例は上記第一形態例の加熱工程３に次いで、微生物植付工程４により微粉粒に形成された微細な気孔に微生物を植え付けると共にペプチドを付着するペプチド付着工程５を付加することにより除染剤Ｗを製造するようにしたものである。
このペプチドは二重結合を多く持つので、放射線は吸収され、単重結合に乖離し、放射線を低減する能力を有するので、第一形態例の除染剤Ｗの除染効果を高めることができる。
このペプチドの種類としては、直鎖状ペプチド、環状ペプチドが用いられることになる。
この第三形態例の除染剤Ｗにあっては、上記第一形態例の作用効果に加えて、微生物植付工程４において植え付けられた微生物のもつ放射能を元素変換する能力により除染効果を高めることができ、ペプチド付着工程５により付着されたペプチドにより除染効果を高めることができる。
図４の第四形態例は上記第一形態例の加熱工程３に次いで、霰石の微粉粒に形成された微細な気孔に微生物を植え付けると共にペプチドを付着する微生物植付工程４及びペプチド付着工程５に加えて、腐植質を付着する腐植質付着工程６を付加して除染剤Ｗを製造するようにしたものである。
この腐植質のキレート作用により放射性物質がキレート錯体となり、無害化するからである。
この腐植質の種類としては、有機酸、フミン酸、フマル酸が用いられることになる。
この第四形態例の除染剤Ｗにあっては、上記第一形態例の作用効果に加えて、微生物植付工程４において植え付けられた微生物のもつ放射能を元素変換する能力により除染効果を高めることができ、ペプチド付着工程５により付着されたペプチドにより除染効果を高めることができ、かつ、腐植質付着工程６において付着された腐植質により放射性物質の無害化を図ることができる。
尚、本発明は上記実施の形態例に限られるものではなく、採石工程１、粉砕工程２、加熱工程３等は適宜変更して設計されるものである。
以上、所期の目的を充分達成することができる。
Ｗ 除染剤
１ 採石工程
２ 粉砕工程
３ 加熱工程
４ 微生物植付工程
５ ペプチド付着工程
６ 腐植質付着工程
１ 採石工程
２ 粉砕工程
３ 加熱工程
４ 微生物植付工程
５ ペプチド付着工程
６ 腐植質付着工程
Claims (4)
- 放射性物質で汚染された焼却灰の汚染物質の除染に用いられ、採石場から霰石を採石し、該霰石を平均粒径１０ｍｍ以下に粉砕し、粉砕された霰石の微粉粒を２５０℃〜４５０℃の温度範囲で加熱して霰石の微粉粒の励起加工を行い、該霰石の微粉粒の励起加工により霰石の微粉粒は微細な気孔をもつ多孔質構造に形成され、該微細な気孔をもつ多孔質構造に形成された霰石の微粉粒を用いてなり、上記霰石の微粉粒に形成された微細な気孔に微生物を植え付けてなることを特徴とする除染剤の製造方法。
- 放射性物質で汚染された焼却灰の汚染物質の除染に用いられ、採石場から霰石を採石し、該霰石を平均粒径１０ｍｍ以下に粉砕し、粉砕された霰石の微粉粒を２５０℃〜４５０℃の温度範囲で加熱して霰石の微粉粒の励起加工を行い、該霰石の微粉粒の励起加工により霰石の微粉粒は微細な気孔をもつ多孔質構造に形成され、該微細な気孔をもつ多孔質構造に形成された霰石の微粉粒を用いてなり、上記霰石の微粉粒に形成された微細な気孔に微生物を植え付けると共にペプチドを付着してなることを特徴とする除染剤の製造方法。
- 放射性物質で汚染された焼却灰の汚染物質の除染に用いられ、採石場から霰石を採石し、該霰石を平均粒径１０ｍｍ以下に粉砕し、粉砕された霰石の微粉粒を２５０℃〜４５０℃の温度範囲で加熱して霰石の微粉粒の励起加工を行い、該霰石の微粉粒の励起加工により霰石の微粉粒は微細な気孔をもつ多孔質構造に形成され、該微細な気孔をもつ多孔質構造に形成された霰石の微粉粒を用いてなり、上記霰石の微粉粒に形成された微細な気孔に微生物を植え付けると共にペプチド及び腐植質を付着してなることを特徴とする除染剤の製造方法。
- 上記請求項１〜３のいずれか１項に記載の除染剤の製造方法で製造された除染剤を放射性物質で汚染された焼却灰の汚染物質に撒布処理により接触させることを特徴とする除染方法。
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