(57)【要約】【課題】放射能汚染された水または土壌から放射性各種を分離抽出し、分離抽出した放射性核種の保管に広いスペースを要しない除染技術を提供する。【解決手段】除染対象の流体を１または複数のフィルターを順次透過させて排出する除染装置において、前記１または複数のフィルターの少なくとも１つは、除染対象の流体の流路を為す筐体内に、海緑石粉末からなる第１層と、アルミニウム粉末からなる第２層と、貝化石粉末からなる第３層と、石英閃緑袴岩粉末からなる第４層とを有するセジメントフィルターであることを特徴とする除染装置、を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
除染対象の流体を１または複数のフィルターを順次透過させて排出する除染装置において、前記１または複数のフィルターの少なくとも１つは、除染対象の流体の流路を為す筐体内に、海緑石粉末からなる第１層と、アルミニウム粉末からなる第２層と、貝化石粉末からなる第３層と、石英閃緑袴岩粉末からなる第４層とを有するセジメントフィルターであることを特徴とする除染装置。
【請求項２】
１または複数の前記セジメントフィルターを含む複数のフィルターを有し、前記１または複数の前記セジメントフィルターの少なくとも１つは、ゼラニウム粉末または十和田石粉末かなる第５層をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の除染装置。
【請求項３】
前記１または複数のセジメントフィルターの後段に配置される１または複数のカーボンフィルターを有することを特徴とする請求項２に記載の除染装置。
【請求項４】
前記１また複数のカーボンフィルターの後段に配置される逆浸透膜フィルターをさらに有することを特徴とする請求項３に記載の除染装置。
【請求項５】
前記セジメントフィルターの筐体は、第１のステンレス層、鉛層および第２のステンレス層を有する３層構造になっていることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の除染装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  この発明は、水または土壌の浄化技術に関し、特に放射能汚染された水または土壌から放射性核種を除去する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】  ２０１１年３月１１日の日本の東北地方において発生した大震災を端緒として発生した福島第１原子力発電所の事故により、ヨウ素１３１、セシウム１３７、ストロンチウム９０などの放射性核種が大量に飛散し、近隣数県にもおよぶ広大な国土が汚染された。とりわけ、事故の発生地周辺では人の居住が可能になるのに数十年はかかると推測されるほどの高い線量が計測されている。加えて、事故を収束させる過程で発生した数万トンにもおよぶ膨大な量の高濃度汚染水（すなわち、炉心の冷却に使用され、放射性核種を高い濃度で含む水）の処理も大きな問題となっている。このように、今回の事故により飛散した放射性核種により汚染された地域の土壌や湖沼、或いは事故を収束させる過程で発生した高濃度汚染水の除染を行うことは極めて重要、かつ緊急の課題である。
放射性核種を除染に関しては、正常稼動している原子炉における一次冷却水やその構造物から放射性核種を除去する技術が種々提案されていた（例えば、特許文献１参照）。
しかし、農地や人の居住地などの土壌、或いは湖沼や河川の水に関する除染技術は提案されていなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−０７８３２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】原子力事故により飛散する放射性核種のうち、特に問題となるのはセシウム１３７である。その理由は以下の通りである。ヨウ素１３１は、人の甲状腺に蓄積し内部被曝を発生させる虞はあるものの半減期が８日と短く、事故より一年以上が経過した現時点ではほとんど残存していない（β崩壊によりキセノン１３１に転化している）と考えられる。ストロンチウム９０は、半減期が約２８年と長く、人体内ではカルシウムと同等に振る舞い骨組織に蓄積されるため内部被曝を発生させる危険性はセシウム１３７以上に高いものの、その飛散量はセシウム１３７に比較して少ないと考えられる。これに対して、セシウム１３７は、人体内ではカリウムと同等の振る舞いをするため筋肉組織に集積されやすく、そのβ崩壊に起因する内部被曝を発生させる危険性が高いことに加えて半減期が約３０年と長く、飛散量も多いと考えられる。また、筋肉組織に集積されやすいといったセシウム１３７の性質から、例えばカツオなどの食用大型魚類への食物連鎖による生物濃縮の危険性も懸念される。【０００５】  しかし、汚染された土壌や水からセシウム１３７を分離抽出することは、セシウムの化学的性質からすると、きわめて難しいと考えられる。セシウムは第一族元素（アルカリ金属）であり、−１１６℃の水と反応する（陽イオン化して溶け出す）など極めて高い反応性を有している。したがって、土壌へ降下したセシウム１３７の大半は雨水などに溶け出して土壌内部へと浸透し、吸着シートなどを用いた土壌表面の除染では十分な効果を期待できないと考えられる。また、セシウムは、安定同位体を有する元素のうちで最小の電気陰性度を有しており、単塩のほとんどが水に対して可溶性を示す。このため、水に溶け込んでいるセシウム１３７を簡単な化学反応で分離抽出することは難しい。
このため、現時点では、汚染された土壌の表土を削りとって保管するといった方法や汚染水を大容量のタンクに集めて保管するなどの方法しか採用し得ず、保管場所の確保に苦慮するといった問題が生じている。【０００６】  本発明は上記課題に鑑みて試されたものであり、放射能汚染された水または土壌から放射性核種を分離抽出することを可能にし、さらに、分離抽出した放射性核種の保管に広いスペースを要しない除染技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】  上記課題を解決するため本発明は、除染対象の流体を１または複数のフィルターを順次透過させて排出する除染装置において、前記１または複数のフィルターの少なくとも１つは、除染対象の流体の流路を試す筐体内に、海緑石粉末からなる第１層と、アルミニウム粉末からなる第２層と、貝化石粉末からなる第３層と、石英閃緑袴岩粉末からなる第４層とを有するセジメントフィルターであることを特徴とする除染装置、を提供する。【０００８】  詳細については後述するが、セジメントフィルターの第１層を構成する海緑石粉末には酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化マグネシウムおよび酸化カルシウムが含まれており、同第３層を構成する貝化石粉末にも酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化マグネシウムおよび酸化カルシウムが含まれている。このため、除染対象の流体が放射能汚染された水である場合には、除染対象の水がセジメントフィルターの第１、第２および第３層の各層を透過するにおいて上記酸化ナトリウム等が当該水と反応して第１層におけるｐＨは８〜９程度になり、同様に第３層においてもｐＨ８〜９程度となる。第１および第３層における液性がアルカリ性を示すため、第２層を形成するアルミニウム粉末と水との反応（２Ａｌ＋６Ｈ２Ｏ＝２Ａｌ（ＯＨ）３＋３Ｈ２）が促進され発熱する。この熱エネルギーによって汚染水に含まれるセシウム１３７のβ崩壊が促進されると期待れる。また、セジメントフィルターの第１、第３および第４層にはセシウムと非水溶性の複塩を形成する元素（鉄や銅）が含まれているため、これらの各層では、このような非水溶性の複塩を生成する反応が起きると期待される。また、セジメントフィルターの第４層を形成する石英閃緑袴岩粉末の各粉体は表面に多数の孔を有する多孔質物質であり、セシウム１３７イオンがこれらの孔に嵌り込むことによる吸着も期待される。【０００９】  このように、本発明の除染装置のセジメントフィルターから放出される排水におけるセシウム１３７のイオン濃度は、第４層における吸着、或いは第１、第３および第４層における複塩の生成、或いはβ崩壊の促進により減少すると考えられる。上記複塩は非水溶性であるため、上記１または複数のセジメントフィルターの後段に１または複数のカーボンフィルターを設けておけば十分に濾過することができる。また、これらのカーボンフィルターの後段にさらに逆浸透膜フィルターを設けておけば、セシウム１３７イオンがわずかに残っていたとしても、この残存セシウム１３７イオンを除去することができると期待される。このように、本発明の除染装置によれば、セシウム１３７を含む汚染水からセシウム１３７を分離して除染することが可能になる。なお、汚染水に含まれる放射性核種がストロンチウム９０の場合も同様に除染できると考えられる。【００１０】  より好ましい態様においては、セジメントフィルターの筐体は、第１ステンレス層、鉛層および第２のステンレス層を有する三層構造になっていることを特徴とする。このような態様によれば、セジメントフィルター内の第４層の石英閃緑袴岩粉末に吸着されたセシウム１３７（或いはストロンチウム９０）がβ崩壊してβ線を放射したとしても、そのβ線が筐体外部へ漏れ出すことを防止することができる。β線が上記鉛層を透過することはないからである。【００１１】  また、本発明の除染装置が有する複数のフィルターに１または複数のセジメントフィルターが含まれている場合には、少なくとも１つのセジメントフィルターに、ゼラニウム粉末または十和田石粉末からなる第５層を設けても良い。ゼラニウムは石英閃緑袴岩粉末と同様に多孔質物質であって、吸着効果だけに限定すれば、石英閃緑袴岩粉末よりも高い効果が得られると考えられる。十和田石粉末についても、ゼラニウムよりは若干劣るものの、セシウム１３７（或いはストロンチウム９０）についての吸着効果が期待される。このような態様によれば、上記第５層を有するセジメントフィルター内における放射性核種の吸着率が向上し、除染効果を高めることができると期待される。【００１２】  また、本発明の除染装置を用いて土壌の除染を行うことも可能である。具体的には、汚染された土壌の表土を所定の深さまで削りとって水に浸漬し、その水を対象として本発明の除染装置による除染を行えば良い。前述したように、土壌を汚染した放射性核種がセシウム１３７であれば、水との反応が極めて高いため、上記方法によりほぼ確実に土壌から分離抽出することができる。土壌を汚染した放射性核種がストロンチウム９０である場合は、アルカリ土類金属であるストロンチウムはセシウムほどではないものの水との反応性が高いため、除染効果を十分に期待し得る。また、本発明の除染装置を用いた土壌除染方法では、放射性核種を分離抽出した後の残土を元の場所へ埋め戻しても何ら問題は発生せず、従来の土壌除染方法のように多量の土を保管する場所を確保する必要はない。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態の除染装置１の構成例を示す図である。
【図２】同除染装置１のセジメントフィルター１０の構成を示す断面図である。
【図３】同セジメントフィルター１０の第１層を構成するグリーン基材、第３層を構成する貝化石、および第４層を構成する石英閃緑袴岩の各々の組成を示す成分分析表である。
【図４】石英閃緑袴岩粉末による放射性核種の吸着効果を示す図である。
【図５】除染装置１に含まれるメインプレート３０の内部構造を表す模式図である。
【図６】同除染装置１を用いて汚染水の除染を行う場合の除染効果の推定値を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】  以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明する。
（Ａ：構成）
図１は、本発明の一実施形態の除染装置１の構成例を示す図である。本実施形態の除染装置１は、セシウム１３７などの放射性核種を含む汚染水からその放射性核種を分離抽出し、飲料に適する程度まで浄化した水（図１では、飲料水）と廃棄水とに分離して放出する装置である。図１に示すように、除染装置１は、プレフィルター１０と、ブーストポンプ２０と、メインプレート３０と、ポストフィルター４０と、バルブ５０および６０と、ＳＴＢ７０と、リストクリーナ８０と、を含んでいる。
【００１５】  ブーストポンプ２０は、汚染水タンク（図１では、図示略）等に蓄積されている除染対象の汚染水を除染装置１内に引き込むためのものである。除染装置１による除染過程では、除染対象の汚染水は、ブーストポンプ２０の吸引力によりプレフィルター１０、バルブ５０、ブーストポンプ２０、およびＳＴＢ７０をこの順に経由し、メインプレート３０へと案内され、メインプレート３０によって飲料水と廃棄水とに分離される。ブーストポンプ２０としてどの程度の吸引力を有するものを採用するかについては適宜実験を行って定めるようにすれば良い。
【００１６】  メインプレート３０から放出される飲料水は、バルブ６０、ＳＴＢ７０およびポストフィルター４０を経由して除染装置１の外部へ放出され、メインプレート３０から放出される廃棄水はリストクリーナ８０を介して除染装置１の外部へ放出される。図１の除染装置１では、主にプレフィルター１０およびメインプレート３０によって汚染水からの放射性核種の分離が行われる。以下、本実施形態にて主要な役割を果たすプレフィルター１０およびメインプレート３０を中心に説明する。
【００１７】  プレフィルター１０は、セジメントフィルター１０Ａ、第１カーボンフィルター１０Ｂおよび第２カーボンフィルター１０Ｃを含んでいる。除染対象の汚染水は、ブーストポンプ２０の吸引力により、セジメントフィルター１０Ａ、第１カーボンフィルター１０Ｂおよび第２カーボンフィルター１０Ｃの各々を順次通過して行く。
【００１８】  図２は、セジメントフィルター１０Ａの構成を示す断面図である。
セジメントフィルター１０Ａはボンベ状（高さが約４０センチメートル、直径が約１０センチメートル）の筐体１１０内に、上から順に、グリーン基材の粉末よりなる第１層１１２、アルミニウムの粉末よりなる第２層１１４、貝化石の粉末よりなる第３層１１６、石英閃緑袴岩の粉末よりなる第４層１１８、およびゼオライトの粉末よりなる第５層１２０を積層し、さらに、略Ｕ字型に屈曲された案内管１２２を上記第１層１１２から第５層１２０に亘って埋設して構成されている。案内管１２２の側壁には多数の孔が設けられており、案内管１２２の一端はセジメントフィルター１０Ａの排水口に接続されている。セジメントフィルター１０Ａに流入した汚染水は、第１層１１２から順に各層へ浸透するとともに、案内管１２２の側壁に設けられた孔を介して案内管１２２内に流れ込み、セジメントフィルター１０Ａの排水口へと案内される。
【００１９】  筐体１１０の壁面は、図２では詳細な図示を省略したが、間に鉛層を挟んだ２層のステンレス層からなる３層構造になっている。筐体１１０の内壁面および外壁面をステンレスにより構成したのは、これら内壁面および外壁面の耐腐食性を確保するためである。
詳細については後述するが、除染装置１により汚染水の除染を行うと、セジメントフィルター１０Ａの筐体１１０内に放射性核種が蓄積される。筐体１１０の壁面に鉛層を設けたのは、筐体１１０内に蓄積される放射性核種から放射される放射線が外部へ漏れ出すことを防止するためである。
【００２０】  第１層１１２、第３層１１６、第４層１１８および第５層１２０の各層を形成する粉体の粒子径はミクロンオーダー（より詳細には、１マイクロメール〜５０マイクロメートル程度）であり、第２層１１４を形成する粉体の粒子径はナノメートルオーダーである。各層を形成する粉体の粒子径をこのようにした理由については後で明らかにする。
【００２１】  第１層１１２の形成素材であるグリーン基材は、海緑石とも呼ばれる黄緑色（或いは淡い暗緑色）の雲母質粘土鉱物である。図３に示すように、グリーン基材には、二酸化珪酸、二酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化第二鉄、酸化第一鉄、酸化マンガン、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化ナトリウム、および酸化カリウムなどが含まれている。第３層１１６の形成素材である貝化石も同様に二酸化珪素を主成分（図３参照）とする天然鉱物である。第４層１１８の形成素材である石英閃緑袴岩は、海緑石（すなわち、グリーン基材）、ブラック基材および貝化石よりなる鉱物である。ブラック基材とは、火山岩ガラス鉱石である。ブラック基材は、図３に示すように、グリーン基材と同様に、二酸化珪酸、二酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化第二鉄、酸化第一鉄、酸化マンガン、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化ナトリウム、および酸化カリウムを含んでいるものの、グリーン基材に比較して二酸化珪酸の比率が高いといった特徴がある。石英閃緑袴岩の成分組成は、図３（図３では、三種混合と表記）の通りである。そして、第５層１２０の形成素材であるゼオライトは沸石とも呼ばれる天然鉱物である。
【００２２】  石英閃緑袴岩とゼオライトは、何れもアルミノ珪酸塩というカテゴリに属し、表面に多数の孔を有する多孔質構造の鉱物である。この種の多孔質物質は、アンモニアや硫化水素などの有害物質を吸着する性質があることが知られており、従来より水質改善などに利用されている。本順発明者は、石英閃緑袴岩粉末に放射性核種の吸着効果があることを以下の実験により確認した。実験の概要は以下の通りである。
検体の採取日時：平成２３年９月２６日  検体の採取場所：福島県福島市飯野町
分析項目      ：ヨウ素１３１、セシウム１３４およびセシウム１３７
分析方法      ：「ゲルマニウム半導体検出器によるガンマ線スペクトロメトリー」に                  準拠（文部科学省：平成４年８月）
分析結果：図４参照
なお、図４に示す分析結果において、
（ａ）空間線量については、ＨＯＲＩＢＡ製計量測定器によって現地において行ったもの  である。
（ｂ）採取した検体の空間線量は、分析室において攪拌の後に測定したものである。
（ｃ）セシウム１３４およびセシウム１３７についての測定値は、採取した２０１１年９  月２６日から一週間後にゲルマニウム半導体検出器によるガンマ線スペクトロメトリー  （Ｂｑ／ｋｇ）により検出表示したものである。
（ｄ）原土（混合前）の検体と石英閃緑袴岩粉末を混合した後の数値差は、攪拌中に飛散  したものである。混合した後の数値は、放射性核種が石英閃緑袴岩粉末に吸着されたこ  とによるものと推測される。
【００２３】  ゼオライトは石英閃緑袴岩と同様に多孔質構造を有するアルミノ珪酸塩であるから、石英閃緑袴岩と同様に放射性核種の吸着効果があると考えられる。本実施形態の除染装置１は、この吸着効果を利用したものである。つまり、セジメントフィルター１０Ａを通過した汚染水における放射性核種のイオン濃度は、セジメントフィルター１０Ａの第４層１１８および第５層１２０における吸着により、元の汚染水に比較して減少すると考えられる。また、セジメントフィルター１０Ａを通過した汚染水における放射性核種のイオン濃度の減少量は、以下に述べる理由により、上記吸着に起因する減少量よりも大きくなると考えられる。
【００２４】  前記したように、第１層１１２を構成するグリーン基材粉末と第３層１１６を構成する貝化石粉末には、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化マグネシウムおよび酸化カルシウムが含まれている。除染対象の汚染水が第１層１１２、第２層１１４および第３層１１６の各層を浸透する過程では、上記酸化ナトリウム等が水と反応して第１層１１２におけるｐＨは８〜９程度になり、同様に第３層１１６におけるｐＨも８〜９程度となる。第１層１１２および第３層１１６における液性がアルカリ性を示すため、第２層１１４を形成するアルミニウム粉末と水との反応（２Ａ１＋６Ｈ２Ｏ＝２Ａ１（ＯＨ）３＋３Ｈ２）が促進され発熱する。第２層１１４を形成するアルミニウム粉末の粒子径をナノメートルオーダーとしたのは、第２層１１４の体積に対する表面積を大きくし、上記反応の発生頻度を高め、上記熱エネルギーをできるだけ大きくするためである。
【００２５】  一般に放射性核種は不安定であるから、上記熱エネルギーによって汚染水に含まれる放射性核種の核崩壊（放射性核種がセシウム１３７或いはストロンチウム９０であればβ崩壊）を促進することができると期待される。例えばセシウム１３７がβ崩壊によりバリウム１３７となった後は、バリウム１３７はもはや放射性核種ではない。つまり、上記核崩壊の促進によっても、セジメントフィルター１０Ａを通過した汚染水における放射性核種のイオン濃度を低下させることができる。また、第１層１１２、第３層１１６および第４層１１８にはセシウムと非水溶性の複塩を形成する元素（鉄や銅）が含まれており、これら各層においては複塩生成反応が起きていると考えられる。つまり第１層１１２、第３層１１６および第４層１１８における複塩生成に寄与した分だけ、セジメントフィルター１０Ａを透過した汚染水におけるセシウムのイオン濃度は低下する。
このように、本実施形態のセジメントフィルター１０Ａによれば、
（ａ）第４層１１８および第５層１２０における吸着
（ｂ）第２層１１４の発熱に起因した核崩壊の促進
（ｃ）第１層１１２、第３層１１６から、なる複塩の生成
により、セジメントフィルター１０Ａを透過後の汚染水における放射性核種のイオン濃度はその透過前に比較して減少すると考えられる。なお、詳細について後述するが、非水溶性の複塩はセジメントフィルター１０Ａの後段の第１および第２カーボンフィルターによって濾過され、除染装置１の外部へ漏れ出すことはない。
【００２６】  ここで注目すべき点は、本実施形態では、汚染水に含まれる放射性核種イオンを吸着させるための素材として石英閃緑袴岩粉末とゼオライト粉末の２種類を用いた点である。吸着による除染という観点から見れば、ゼオライト粉末のほうが石英閃緑袴岩粉末よりも吸着力が高いと考えられる。しかし、ゼオライトの組成は石英閃緑袴岩の組成に比例して単純であり、鉄や銅などの非水溶性の復塩を生じさせる成分を含んでいない。このため、本実施形態では、したがって、汚染水に含まれる放射性核種イオンを吸着させるための素材として石英閃緑袴岩粉末とゼオライト粉末の２種類を用いたのである。なお、吸着による除染効果よりも複塩の生成による除染効果のほうが大きい場合には、第５層１２０を省略し、その分だけ第４層１１８の体積を増加させても良い。また、十和田石などに代表される凝灰岩にもゼオライトには劣るものの同様の吸着能力があると考えられるため、ゼオライト粉末に代えて凝灰岩粉末により第５層１２０を形成しても良い。
【００２７】  第１カーボンフィルター１０Ｂは、ゼジメントフィルター１０Ａと同様の３層構造に筐体に粒子径約１マイクロメートルの活性炭粉末をつめた活性炭フィルターである。第２カーボンフィルター１０Ｃは、同じく３層構造の筐体内に活性炭粉末（粒子径１マイクロメートル）からなる層とゼオライト粉末（粒子径１〜５０マイクロメートル）からなる層とを各々の体積比が１対１となるように設けたフィルターである。本実施形態の除染装置１では、ゼジメントフィルター１０Ａによる処理を経た汚染水は、ブーストポンプ２０の吸引力によって第１カーボンフィルター１０Ｂおよび第２カーボンフィルター１０Ｃを順次通過する。当該汚染水に上記複塩が含まれていれば、第１カーボンフィルター１０Ｂおよび第２カーボンフィルター１０Ｃの活性炭素粉末による吸着により濾過され、各々の筐体内に蓄積される。また、上記汚染水にセジメントフィルター１０Ａにより除去しきれなかった放射性核種の陽イオンが含まれていたとしても、第２カーボンフィルター１０Ｃのゼオライト粉末による吸着を期待することができる。
【００２８】  プレフィルター１０による処理を経た汚染水は、バルブ５０およびブーストポンプ２０を経てＳＴＢ７０に与えられる。バルブ５０は処理対象の水がプレフィルター１０側へ逆流することの防止のためにもうけられている。ＳＴＢ７０は、ステンレス製のフィルターハウジングであり、その内部にはフィルターバック（袋状のフィルター）が収められている。プレフィルター１０による処理を経た水はＳＴＢ７０内のフィルターバックによる濾過を経てメインプレート３０に与えられる。
【００２９】メインプレート３０は、所謂逆浸透膜を用いたイオン交換型のフィルターである。図５は、メインプレート３０の内部構造を模式的に表した図である。メインプレート３０の内部は逆浸透膜により２つに区分けされている。除染対象の水が逆浸透膜を透過する際には陽イオンの交換（例えば、セシウム１３７イオンとＮａイオンの交換など）が行われ、この逆浸透膜を透過した水がバルブ６０、ＳＴＢ７０およびポストフィルター（本実施形態では、カーボンフィルター）８０を介して飲料用として除染装置１の外部へ放出される。なお、バルブ６０は、飲料用として放出された水がメインプレート３０へ逆流することを防止するために設けられている。
【００３０】  このように、本実施形態の除染装置１によって飲料用として放出される水はメインプレート３０によるイオン交換を経たものである。したがって、プレフィルター１０による処理を経てメインプレート３０に流れ込む水に放射性核種の陽イオンが仮に残っていたとしても、飲料用としてメインプレート３０から放出される水にそれら陽イオンが残像しいることは殆どなく、汚染水に含まれていた放射性核種がセシウム１３７であれば約９７％を、同放射性核種がストロチウム９０であれば約９６パーセントを除染装置１によって除去できると考えられる（図６参照）。なお、メインプレート３０に流れ込む水に放射性核種の陽イオンが含まれている場合には、逆浸透膜を透過せずメインプレート３０から流れ出る廃棄水における放射性核種の陽イオン濃度がメインプレート３０による処理の前に比較して上昇する虞がある。このような場合には、リストクリーナ８０を介して汚染水タンクに戻し、再度、除染装置１による除染を行うようにすれば良い。
【００３１】  本実施形態の除染装置１では、汚染水から分離された放射性核種はセジメントフィルター１０Ａ、第１カーボンフィルター１０Ｂおよび第２カーボンフィルター１０Ｃ内に蓄積される。これらフィルターの筐体の壁面は何れも鉛層を中間に挟んだ２つのステンレス層からなる三層構造であり、その筐体内に蓄積された放射性核種の核崩壊により放射された放射線（放射線核種がセシウム１３７或いはストンロチウム９０であればβ線）は鉛層によって遮蔽され筐体へ漏れ出すことはない。したがって、汚染水の除染を完了した後に、セジメントフィルター１０Ａ、第１カーボンフィルター１０Ｂおよび第２カーボンフィルター１０Ｃを除染装置１から取り外して保管すれば、汚染水をそのまま保管する場合に比較して広大な保管スペースが必要になることはない。
【００３２】  このように、実施形態の除染装置１によれば、放射能汚染された水から放射性核種を分離抽出することが可能になり、さらに、分離抽出した放射性核種の保管に広いスペースを要することもない。なお、上記実施形態では、放射能汚染された水の除染に本発明を適用する場合について説明したが、放射能汚染された土壌の除染に本発明を適用することも勿論可能である。具体的には、放射能汚染された土壌の表土を所定の深さに渡って削り取って水に浸漬し、その水を対象として除染装置１を用いた除染を行えば良い。前途したように、除染対象の放射性核種がセシウム１３７であれば、除染対象の土に含まれているセシウム１３７は上記水への浸漬によりほぼ溶け出すと考えられ、当該土を元の場所に埋め戻したとしても何ら問題は生じない。したがって、本発明によれば、放射能汚染された土壌から放射性核種を分離抽出することが可能になり、さらに、分離抽出した放射性核種の保管に広いスペースを要することもない。なお、放射能汚染された土壌の表土を削り取る工程において、土壌表面に滞留している放射性核種が飛散することを防止するために、石英閃緑袴岩粉末を水と混ぜたものを噴霧し、石英閃緑袴岩粉末に放射性核種を吸着させた後に表土の削り取りを行うようにしても良い。
【００３３】（Ｃ：変形）
以上本発明の実施形態について説明したが、この実施形態に以下の変形を加えても勿論良い。
（１）上記実施形態では、プレフィルター１０を構成する各フィルターの筐体の大きさが高さ約４０センチメートル、直径１０センチメートルといった比較的小型の装置への適用例を説明した。このような小型装置であれば、家庭用としては好適であるものの、農地や工場敷地、或いは市区町村の全域を対象とする大規模な土壌の除染や、原子力事故を収束させる過程で発生した大量の高濃度汚染水の除染には適さない。このような大規模除染については、上記実施形態の除染装置１を規模拡大した装置を用いて行うようにすれば良い。
【００３４】（２）上記実施形態では、１つのセジメントフィルター用いたが複数のセジメントフィルターを用いても良い。前途したように、１つのセジメントフィルターを有する除染装置でもセシウム１３７について約９７％の除染効果を期待できるのであるが、原子力事故を収束させる過程で発生した高濃度汚染水のように放射性核種の濃度が極めて高い汚染水の場合には、たとえ約９７％の除染効果があったとしても、除染後の放射性核種の濃度が依然として環境基準値を上回っていることも考えられる。このような高濃度汚染水を対象として除染を行う場合には、セジメントフィルターを多段接続してプレフィルター１０を構成すれば良い。
【００３５】（３）上記実施形態では、セジメントフィルターの後段にカーボンフィルターを２つ設けた。しかし、セジメントフィルターにおける吸着により放射性核種の除染を十分に行えている場合には、セジメントフィルターの後段のカーボンフィルターは１つであっても良く、また、カーボンフィルターを省略しても良い。逆に、吸着による除染効果よりも複塩生成による除染効果のほうが高い場合には、カーボンフィルターを３つ以上にし、濾過による除染効果を高めるようにしても良い。
【００３６】（４）上記実施形態では除染対象の流体が水である場合について説明したが、植物油などの油や原乳などの水以外の液体の除染への適用も考えられる。なお、植物油や原乳に本発明の除染装置を適用する場合には、カーボンフィルターや逆浸透膜フィルターを適宜省略しても良い。
【符号の説明】
【００３７】  １…除染装置、１０…プレフィルター、１０Ａ…セジメントフィルター、１１０…筐体、１１２…第１層（グリーン基材粉末）、１１４…第２層（アルミニウム粉末）、１１６…第３層（貝化石粉末）、１１８…第４層（石英閃緑袴岩粉末）、１２０…第５層（ゼオライト粉末）、１２２…案内管、１０Ｂ，１０Ｃ…カーボンフィルター、２０…ブーストポンプ、３０…メインプレート、４０…ポストフィルター、５０，６０…バルブ、７０…ＳＴＢ、８０…リストクリーナ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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