(57)【要約】【課題】  水中に含まれている放射性物質に、直流磁場を印加して、歳差運動させ、放射性同位元素をゼーマン分裂させることにより、β線の放出を促し、放射性物質の放射線量の減衰・除去を図ることを課題とする。【解決手段】  通水管１を挟み少なくとも１対の磁石のＮ極２とＳ極３とを対向に配置し、この通水管１中に放射性物質を含む水を通過させることにより、磁場エネルギーを水中の放射性物質の核に与えて放射性物質の放射線量を減衰除去させる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
通水管を挟み少なくとも１対の磁石のＮ極とＳ極とを対向に配置し、この通水管中に放射性物質を含む水を通過させることにより、磁場エネルギーを前記放射性物質の核に与えて放射性物質の放射線量を減衰除去させることを特徴とする放射性物質の放射線量減衰除去方法。
【請求項２】
前記磁場エネルギーは前記放射性物質の核に作用し、この核のランダムなスピン運動を歳差運動に変換するのと同時に放射性核種の核の殻電子をゼーマン分裂せしめ、かつ、磁力線によってβ線の歪曲を促すことによって放射性物質の放射線量の減衰除去を行うことを特徴とする請求項１に記載の放射性物質の放射線量減衰除去方法。
【請求項３】
前記放射性物質は放射性セシウム（137Cs）、（13４Cs）又は放射性ヨウ素(131I)である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の放射線量の減衰除去方法。
【請求項４】
通水管を挟み少なくとも１対の磁石のＮ極とＳ極とを対向に配置し、この１対の磁石の対向面の裏側の面に磁気的に接触する磁性金属または磁性セラミックで成形された１対の凹型ヨークを互いに対向するように所定の間隔を置いて設けるとともに、さらに、前記凹型ヨークの内面の前記磁石の磁力線に対して直角方向の位置に前記通水管を挟んで非磁性導電性の金属層を配置して、前記通水管中を流れる放射性物質を含む水の放射線量減衰除去を行うことを特徴とする放射線量の減衰除去装置。
【請求項５】
前記放射性物質は放射性セシウム（137Cs）、（13４Cs）又は放射性ヨウ素(131I)であることを特徴とする請求項４に記載の放射性物質の放射線量減衰除去装置。
【請求項６】
前記非磁性導電性の金属層は、銅・銀・金の単独金属板、またはこれらの金属の複合メッキ板、またはこれらの金属の薄板を互いに張り合わせた複合金属板であることを特徴とする請求項４または５に記載の放射線量の減衰除去装置。
【請求項７】
少なくとも前記１対の凹型ヨークを収納する筐体を有し、この筐体は反磁性材料であるクロム単独金属かクロム合金あるいはクロムメッキ板で覆われていることを特徴とする請求項４ないし請求項６の何れか１項に記載の放射線量の減衰除去装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水中に含まれるセシウム−１３７（137Cs）、セシウム−１３４（13４Cs）およびヨウ素−１３１(131I)などの放射性物質の放射線量を減衰又は除去する方法とその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
水中に溶けこんだ放射性物質を逆浸透圧濾過によって除去することができるという考え方がある。しかし、単に、分離除去しただけでは、放射線量汚染の絶対量が少なくなるわけではなく、放射線量濃度の上がった排水の処理、使い終わったモジュールの処理をどうするのかという問題が残る。また、逆浸透圧濾過で処理することのできる液体の量には限りがあり、多量の水を処理することは不可能である。
いずれにせよ、放射性物質の原子核が持つエネルギーをコントロールして、完全に安定な基底状態の原子に遷移させる根本的な解決策は、今のところない。
【発明の概要】
【０００３】
本発明は、原子の挙動に顕著な影響を与える磁場に着目し、通水管を挟み少なくとも１対の磁石のＮ極とＳ極とを対向に配置し、この通水管中に放射性物質を含む水を通過させることにより、磁場エネルギーを前記放射性物質の核に与えて放射性物質の放射線量を減衰除去させることを特徴とする放射性物質の放射線量減衰除去方法と、この方法を実現するための装置を提供することである。
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、福島第１原発による放射性物質の漏洩の問題は、わが国のみならず地球全体の問題であり、わが国がどのような技術的処理を行って対処するかが、いまや世界中での関心事になっている。これに対して、今のところ根本的な解決策が採られず、解決といっても、単に拡散させるか移動させるだけで、放射線量の絶対量は変わらないまま、なんら根本的な解決策のないまま現在に至っている。
【０００５】
本発明は、原子の挙動に顕著な影響を与える磁場に着目し、水中に含まれている放射性物質（放射性セシウム、放射性ヨウ素）に磁場を印加して、その核に歳差運動を起こさせ、放射性同位元素をゼーマン分裂させることにより、β線の放出を促し、セシウム−１３７（137Cs）、セシウム−１３４（13４Cs）およびヨウ素−１３１ (131I)などの放射性物質の放射線量の減衰・除去を図る方法と、そのための装置の提供を課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の放射線量の減衰除去方法によれば、通水管を挟み少なくとも１対の磁石のＮ極とＳ極とを対向に配置し、この通水管中に放射性物質を含む水を通過させることにより、磁場エネルギーを前記放射性物質の核に与えて放射性物質の放射線量を減衰除去させる。
【０００７】
本発明の放射線量の減衰除去方法では、前記磁場エネルギーは前記放射性物質の核に作用させ、この核のランダムなスピン運動を歳差運動に変換するのと同時に放射性核種の核の殻電子をゼーマン分裂せしめ、かつ、磁力線によってβ線の歪曲を促すことによって放射性物質の放射線量減衰除去を行うことを特徴とする。
【０００８】
ここで、対象となる前記放射性物質は放射性セシウム（137Cs）、（13４Cs）又は放射性ヨウ素(131I)であることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の放射線量の減衰除去装置によれば、通水管を挟み少なくとも１対の磁石のＮ極とＳ極とを対向に配置し、この１対の磁石の対向面の裏側の面に磁気的に接触する磁性金属または磁性セラミックで成形された１対の凹型ヨークを互いに対向するように所定の間隔を置いて設けるとともに、さらに、前記凹型ヨークの内面の前記磁石の磁力線に対して直角方向の位置に前記通水管を挟んで非磁性導電性の金属層を配置して、前記通水管中を流れる放射性物質を含む水の放射線量減衰除去を行うことを特徴とする。
【００１０】
この放射線量の減衰除去装置で、対象となる前記放射性物質は放射性セシウム（137Cs）、（13４Cs）又は放射性ヨウ素(131I)であることを特徴とする。
【００１１】
上記した放射線量減衰除去装置で、前記非磁性導電性の金属層は、銅・銀・金の単独金属板、またはこれらの金属の複合メッキ板、またはこれらの金属の薄板を互いに張り合わせた複合金属板であることを特徴とする。
【００１２】
上気した放射線量減衰除去装置は、少なくとも前記１対の凹型ヨークを収納する筐体を有し、この筐体は反磁性材料であるクロム単独金属かクロム合金あるいはクロムメッキ板で覆われていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の放射線量の減衰除去方法によれば、磁石のＮ極とＳ極とを対向に配置した間に通水管を設置し、この通水管に放射性セシウム（137Cs）、（13４Cs）および放射性ヨウ素(131I)などの放射性物質を含有する水を流す。これによって、磁場エネルギーを放射性核種の核に与え、核のランダムなスピン運動を歳差運動に変えると同時に、放射性核種の核の殻電子をゼーマン分裂させて、さらに、磁力によってβ線の歪曲を促すことによって、含水放射性セシウム、含水放射性ヨウ素の放射線量を減衰し除去することができる。
また、本発明の放射線量の減衰除去装置によれば、比較的簡単な処理で本発明の放射線量の減衰除去方法を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の放射性物質減衰除去装置の内部構造を示す断面斜視図である。
【図２】本発明の放射性物質減衰除去装置の一実施形態の断面図である。
【図３】図２に示す実施形態の長さ方向の縦断面図である。
【図４】検体採取に用いた設備の概要を示す該略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
人工的に作られた放射性核種の原子の核は、ある角速度でランダムな方向にスピンしていて、かつ、プロトンと中性子のバランスも崩れて互いに干渉・衝突し、エネルギーを放出しながら振動している。
本発明の放射線量の減衰除去方法によれば、通水管を挟み少なくとも１対の磁石のＮ極とＳ極とを対向に配置し、この通水管中に放射性物質を含む水を通過させることにより、磁場エネルギーを前記放射性物質の核に与えて放射性物質の放射線量を減衰除去させる。
【００１６】
前記磁場エネルギーは前記放射性物質の核に作用し、この核のランダムなスピン運動を歳差運動に変換するのと同時に放射性核種の核の殻電子にゼーマン分裂を起こさせ、電子密度を減少させてエネルギーを放出を容易ならしめ、また、磁力線によりβ線を歪曲させ、これら全体の機能によって放射線量を減衰させることができる。
【００１７】
さらに、本発明は、上記の放射線量の減衰と除去の方法を実現し上記課題を解決するために下記に示すような装置を創作した。
すなわち、Ｎ極とＳ極とを対向させた少なくとも１対の永久磁石を通水管を隔てて配設し、この１対の永久磁石の対向面とは逆の面に磁気的に接触する、磁性金属又は磁性セラミックで成形された１対の凹型ヨークを互いに対向するように所定の間隔をおいて配置し、かつ、磁力線に対して直角方向の位置に、前記通水管を挟んで、銅、銀、金の単独金属板、又はこれらの金属の複合メッキ板、もしくはこれらの金属薄板を張り合わせた複合金属板で構成される、非磁性導電金属層を一対の凹型ヨークの内面に配設することによって、磁力線を漏洩させることなく、通水管中の水に含まれる含水放射性セシウム、含水放射性ヨウ素などの放射性物質に有効に磁場エネルギーを与えるように構成した放射性物質の放射線量の減衰・除去装置を実現することができる。
【００１８】
以下、本発明にかかる含水放射性セシウム、含水放射性ヨウ素などの放射性物質の放射線量の減衰・除去装置の基本構造を図面を参考にして詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明の放射性物質の放射線量の減衰除去装置の一実施の形態の内部構造を示す断面斜視図である。
図１において、符号１は通水管、符号２は永久磁石Ｎ極、符号３は永久磁石Ｓ極、符号４は凹型ヨーク、符号５は凹型ヨーク４の先端部、符号６は凹型ヨーク４の先端の移極、符号７は磁力線、符号８は流水の方向、符号９は非磁性導電金属層、符号１０は収納筐体である。
【００２０】
通水管１を挟み、上下に永久磁石Ｎ極２と永久磁石Ｓ極３とを対向配置し、磁性金属又は磁性セラミックで成形された凹型ヨーク４を永久磁石Ｎ極２と永久磁石Ｓ極３に覆い被せて固定する。
上下の凹型ヨーク４は対向して位置し、その両端を接触させておく。
【００２１】
このようにすると永久磁石の片側が凹型ヨーク４に接合されているので、凹型ヨーク４に接合されている側の極が先端に移極される。
移極されたＮ極６とＳ極６とが互いに引き合って、内部磁力線７を凹型ヨーク４の外側に洩らさない磁気回路を構成することができる。
【００２２】
このような構成で、放射性セシウム、放射性ヨウ素を含んだ水が矢印８の方向に磁力線７の中を通過すると、ランダムなスピンをしている放射性セシウム、放射性ヨウ素の原子核は、磁場のエネルギーを吸収して、歳差運動を行うようになる。
【００２３】
このときの歳差運動の速度は、次に示すラーモア（Larmor）の式（１）で与えられる。
Ｆ=γＢ０                    （１）
ここで、Ｆは歳差運動周波数（ラーモア周波数）
Ｂ０は磁場の強さ
γは原子固有の磁気回転比〈定数〉である。
【００２４】
磁場を通過した放射性原子は、吸収したエネルギーを放出しながら核磁気共鳴を伴い自由誘導減衰し、基底状態の原子へと遷移する。
【００２５】
また、核を包む電子も、磁場を通過することにより、殻電子の対がゼーマン分裂を起こし、殻電子密度を減少させると考えられる。これにより、放射性セシウム、放射性ヨウ素のβ線〈電子線〉放出を促し、自由誘導減衰を早め、基底状態の原子に遷移せしめる。
【実施例】
【００２６】
ここで、本発明の放射性物質の放射線量の減衰除去装置の具体的な一実施の形態を図２の中央横断面図および図３の縦断面図に沿って説明する。図２および図３において、符号１は通水管、符号２は永久磁石Ｎ極、符号３は永久磁石Ｓ極、符号４は凹型ヨーク、符号９は非磁性導電金属層、符号１０は収納筐体である。図２および図３において、図１と同一のものには同一の符号をふるようにした。
【００２７】
図２および図３に示すように、通水管１の上下にNd-Fe-B系の永久磁石を８対、そのＮ極２とＳ極３が対向するように配設し、通水管１の左右には非磁性の良電導金属である銀のメッキを施した銅板９を一対設け、さらにこの銅板９の外側に銅板９と永久磁石に接する１対の凹型ヨーク４を設け、これらを筐体１０の内部に収納し固定した。さらに、筐体１０は反磁性体であるクロム合金のステンレススチールで覆った。
【００２８】
この実施形態の仕様は表１に示すとおりである。
【００２９】
【表１】
2014010107.tif 000003
【００３０】
ここで、図２および図３に示される本発明の一実施の形態を用いて、図４に示す検体採取用の配管構成に従って放射性セシウムや放射性ヨウ素を含む水（以下汚染水と呼ぶ）を採取し、検出検査を行った結果について述べる。
図４において、符号１１は井戸水、符号１２はストレーナ、符号１３はポンプ、符号１４および符号１５は通水管、符号１６は蛇口、符号１７は未処理水、符号１８は本実施の形態の放射線量の減衰除去装置、符号１９は処理水である。
【００３１】
図４の構成では、井戸水１１をストレーナ１２を介してポンプ１３で汲み上げ、通水管１４および１５に分けて採取した。
そうして、通水管１４の先端には蛇口１６ａを設けて、そこからは未処理水１７を採取するようにした。
【００３２】
一方、通水管１５には、本実施形態の放射性物質の放射線量減衰除去装置１８を途中に配管設置し、その先端には蛇口１６ｂを設けて、そこから本実施形態の放射性物質の放射線量減衰除去装置１８を通過した処理水１９を採取できるようにした。
【００３３】
採取した処理水１９と未処理水１７の検体は新潟柏崎原子力発電所内の検水器で検査を行った。検出器の仕様は表２に、検査結果は表３に示すとおりである。
表３から判るように、本実施形態の放射性物質の放射線量減衰除去装置１８で処理された汚染水からは、放射性セシウムおよび放射性ヨウ素は検出されなかった。
【００３４】
【表２】
2014010107.tif 000004
【００３５】
【表３】
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【００３６】
ところで、図２および３に示した実施形態では、磁石として永久磁石を用いているが、本発明の効果は磁石が、永久磁石であっても、コイルを用いた電磁石であっても同様に実現できることが実験的に確かめられている。したがって、式〈１〉で比較的大きな磁場の強さＢ０を得るためには、電磁石を用いるのが有効である。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明の放射線量の減衰除去装置によると、放射性物質を含んだ水の放射線量を効率的に減衰・除去することができるので、多量の水の放射線量を連続して処理することができるという利点がある。したがって、原子力発電所の事故や不具合で発生した多量の汚染水などの処理に適しており、原発の安全対策に欠かせない装置であるといえる。
また、磁石として永久磁石と電磁石をともに用いることができるので、電源が充分に供給できないような場合は永久磁石で対応し、電源に余裕のある場合は電磁石で効果的に放射性物質を含んだ水を処理することができるという利点があり、このような面からでも利用価値が高い。
【符号の説明】
【００３８】
１    通水管
２    磁石Ｎ極
３    磁石Ｓ極
４    凹型ヨーク
５    凹型ヨークの先端部
６    凹型ヨークの先端の移極
７    磁力線
８    流水の方向
９    非磁性導電金属層
１０    収納筐体
１１    井戸水
１２    ストレーナ
１３    ポンプ
１４、１５    通水管
１６    蛇口
１７    未処理水
１８    本実施の形態の放射線量の減衰除去装置
１９    処理水
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【手続補正書】
【提出日】平成24年7月3日(2012.7.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
【表１】
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