(57)【要約】      （修正有）【課題】より多く放射性セシウムを水に溶解し、強く保持し、除染の効率を高めることができる方法を提供する。【解決手段】誘電体（セラミック粒子等）２を充填した容器に、水を接触させる。また、誘電体２を液体の通過流速などにより流動、相互摩擦、衝突させることによる界面動電現象や熱電変換的効果（焦電性、圧電性等）により発生する電気現象を水における正電荷、水酸化物イオンとして持続させ、水の構造化を図る。水の構造化により水に溶存する二酸化炭素の量・溶解力や水酸化物イオンを増やすことにより、通常の水より多くのセシウム等の金属イオンを水に溶解させ、溶解力をまし、特に放射性セシウムを土壌鉱物のＦＥＳ（フレイド・エッジ・サイト）等に安定に固定する為、水のセシウム等金属イオンの運搬媒体としての機能を高め除染の効率を高める。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
本発明は、誘電体（セラミック粒子等）を充填した容器に、水を接触させる。また、誘電体（セラミック粒子等）を水の通過流速などにより流動、相互摩擦、衝突させることによる界面動電現象や熱電変換的効果（焦電性、圧電性等）により発生する電気現象を、正電荷、水酸化物イオンとして持続させ、水の構造化を図るものである。誘電体（セラミック粒子等）表面は界面流動電位により負に帯電しているが、水流側は正に帯電する。また、誘電体（セラミック粒子等）の相互摩擦、衝突によって生じる熱電変換的効果（焦電性、圧電性等）により、誘電体（セラミック粒子等）表面側と中心側の温度差による熱移動（電子の移動）によって、高温側は正電荷を帯び、低温側は充電される。電位差を生じた電子は、誘電体（セラミック粒子等）表面へ移動し、溶存酸素（Ｏ２）と結びつき水酸化物イオン（ＯＨ−）となる。水媒体中の正電荷は極性を持つ水分子の酸素に取り囲まれる割合が増え、水は構造化する。発生した水酸化物イオンは、水分子に取り囲まれる割合の増える正電荷に接近し難い為、中和される割合が減り水酸化物イオンが増える。正電荷は水の構造化として、水中に維持される。水酸化物イオンも維持される。水の構造化により、大気中の二酸化炭素は通常の水より多く、水に取り込まれ、強く保持される。その結果、炭酸水素塩としてセシウム等の金属イオンの溶解量を増やす。また、その炭酸水素塩が強く水に保持（溶解力が大きい）されるものである。また、水酸化物イオンとの水酸化塩としてもセシウム等の金属イオンは水への溶解量がふえる。水の構造化は、一定時間（４０時間前後）持続される。これ等の事を特徴とする放射性セシウム等金属イオンの水への溶解量・溶解力を増やす方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、水の構造化による、放射性セシウム等金属イオンの水への溶解量・溶解力を増やす方法に関する。
【背景技術】
【０００２】  放射性セシウム（Ｃｓ−１３４、Ｃｓ−１３７）の除去方法として、水に溶存しやすい物性を利用して、水による除染が福島県では、行われている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  通常の水による金属イオンの溶解は、主に炭酸水素塩として溶解する。例えば、放射性セシウムと動態が似るカリウム（Ｋ）イオンは、炭酸水素カリウム（ＫＨＣＯ３）として溶解する。放射性セシウムも炭酸水素セシウム（ＣｓＨＣＯ３）として溶解する。その為に金属イオンの水への溶解量は、水の溶存二酸化炭素量によって溶解量が変化する。金属イオンの水への溶解には二酸化炭素の溶存量が関わる。水中に溶存している二酸化炭素を遊離炭酸と言い、従属性遊離炭酸と侵食性遊離炭酸とに分けて考える事ができる。水中の炭酸水素塩を溶存させて置くのに必要な量の遊離炭酸を従属性遊離炭酸という。侵食性遊離炭酸とは、従属性遊離炭酸以上に水に溶けている遊離炭酸であり、侵食性がある。  遊離炭酸＝従属性遊離炭酸＋侵食性遊離炭酸  の関係である。
水中に二酸化炭素が取り込まれ侵食性遊離炭酸が増えれば金属イオンは炭酸水素塩として溶解する。気曝や水温上昇等により、二酸化炭素が放出され従属性遊離炭酸が少なくなれば金属イオンは析出する。【０００４】  従来の水における溶存二酸化炭素量は、水温や気圧によって変化する。水温や気圧の調整は多くのエネルギーや機材が必要となる。本発明が解決しようとしている課題は、簡易な装置によって、水の構造化を行い、水の溶存二酸化炭素量を増やし、金属イオンの溶解量を増やす。また、その炭酸水素塩が強く水に保持（溶解力）されるものである。また、水の構造化の過程で、水酸化物イオン（ＯＨ−）が発生し、水酸化物塩としても溶解する。
【問題を解決する為の手段】
【０００５】  上述の課題を解決する為、本発明は、誘電体（セラミック粒子等）を充填した容器に、水を接触させる。また、誘電体（セラミック粒子等）を水の通過流速などにより流動、相互摩擦、衝突させることによる界面動電現象や熱電変換的効果（焦電性、圧電性等）により発生する電気現象を、正電荷、水酸化物イオンとして持続させ、水の構造化を図る。水の構造化により、大気中の二酸化炭素は通常の水より多く、水に取り込まれ、強く保持される。その結果、炭酸水素塩として金属イオンの溶解量を増やす。また、その炭酸水素塩が強く水に保持（溶解力が大きい）されるものであるまた、水酸化物イオンとの水酸化塩としても金属イオンは水への溶解量がふえる。水の構造化は、一定時間（４０時間前後）持続される。
【０００６】  水の構造化とは、誘電体（セラミック粒子等）側と水媒体側の界面でおこる電気現象。誘電体（セラミック粒子等）表面は界面流動電位により負に帯電しているが、水流側は正に帯電する。また、誘電体（セラミック粒子等）の相互摩擦、衝突によって生じる熱電変換的効果（焦電性、圧電性等）により、誘電体（セラミック粒子等）表面側と中心側の温度差による熱移動（電子の移動）によって、高温側は正電荷を帯び、低温側は充電され、電位差を生じた電子は、誘電体（セラミック粒子等）表面の溶存酸素（Ｏ２）と結びつき水酸化物イオン（ＯＨ−）となる。水媒体中の正電荷は極性を持つ水分子の酸素に取り囲まれる割合が増え、水は構造化する。発生した水酸化物イオンは、水分子に取り囲まれる割合の増える正電荷に接近し難い為、中和される割合が減る。正電荷は水の構造化として、水中に維持される。水酸化物イオンも維持される。
【化】
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【０００７】  正電荷を水分子の酸素が正電荷の方向を取り囲むように向く割合が増え、構造化する為、水分子間の水素結合が少なくなる。その為、非共有結合を持つ二酸化炭素の酸素と水分子の水素が向き合い、接近する機会が多くなる。その結果、二酸化炭素は多く取り込まれ、その保持（溶解）力を増し、金属イオンは、より多く溶解し、溶解力も増す。また、水酸化物イオンの発生により、水酸化物塩としても金属イオンは水に溶解する。
【発明の効果】
【０００８】  本発明は、水の構造化により、二酸化炭素を多く取り込み、遊離炭酸を増加させ、炭酸水素塩として金属イオンを多く溶解させ、溶解力（水への保持力）も増える。セシウム（Ｃｓ）も従来の水より多く溶解し、強く水に保持する事が出来る。また、水酸化物イオンの発生により、水酸化物塩としても金属イオンは水に溶解する。
【０００９】  放射性セシウムの動態として、溶解したセシウムイオン（Ｃｓ＋）は、土壌中の粘土鉱物、特に風化して外縁部が膨潤化した雲母類等のＦＥＳ（フレイド・エッジ・サイト）に吸着されると交換性が少なく長期間固定される。ＦＥＳに固定された放射性セシウムは流失する事がなく、安定に土壌中に留まり続ける。
【００１０】  福島県等の水田のＣｓ＋は、森林からの流入水が運ぶ腐植物等の有機物微粒子に付着して、新たに水田に付加され、しかも有機物の弱い負電荷（カルボキシル基等）に吸着されているＣｓ＋は交換され易い為、稲に吸収され易い。また、常に森林からの流入により、Ｃｓが供給され、従来の除去方法（表土の剥ぎ取り、耕転等）の効果が薄いと考えられる。森林のＣｓ除去（土壌鉱物への固定化）が、重要となってくる。  森林には特有の物質循環があり、地表面を覆う腐植物やリターフォール（落葉・落枝）に吸着されたＣｓは、腐植層に留まり、腐植層に多い樹木の吸収根により、土壌鉱物に固定されるより、多く樹木の根から樹体に取り込まれ再びリターフォールとなって循環する。Ｃｓの土壌への固定化速度を遅くしている。
【００１１】  本発明の構造化され、金属イオンの溶解量・溶解力の増した水をＣｓの運搬媒体として利用し、有機物に付着したＣｓ＋の土壌への移行を容易にし、土壌への固定速度を上げる事ができる。土壌へＣｓの安定的な固定が出来れば、森林からの供給が減少し、水田等への除去効果が上がる。その他、様々な除去方法のＣｓ＋運搬媒体として利用の可能性がある。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】  水の構造化を行うためのセラミックス粒子充填容器の構造模式図である。
【図２】  セラミックス粒子の熱移動（電子の移動）と溶存酸素の電子受取の模式図である。
【図３】  水の構造化と二酸化炭素取り込みの模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】  以下本発明の実施の形態を図を使って説明する。
【００１４】  図１は、誘電体（セラミック粒子等）を充填した容器に、水を通過させ、水によりセラミックス粒子を流動、相互摩擦、衝突させることが出来る筒状等の容器の構造模式図。
【００１５】  本発明の実施の形態を構造模式図を使って説明したが、本発明はこの形態に限るものではない。誘電体と水や誘電体（セラミック粒子等）と誘電体（セラミック粒子等）の接触、流動、相互摩擦、衝突によって引き起こされるものであり、様々な形態が考えられる。
【００１６】  図２は、実施の形態による、誘電体（セラミック粒子等）の流動、相互摩擦、衝突による熱電変換的効果（焦電性、圧電性等）により、誘電体（セラミック粒子等）表面側と中心側の温度差による熱移動（電子の移動）及び、誘電体（セラミック粒子等）表面での溶存酸素の電子受取の模式図。
【００１７】  図３は、実施の形態により、正電荷を取り囲むように、水が構造化し二酸化炭素を取り込む模式図。水酸化物イオンが正電荷と中和しにくい模式図。
【符号の説明】
【００１８】１、熱電変換的効果、界面動電処理部（誘電体の流動、相互摩擦、衝突）
２、誘電体（セラミック粒子等）
３、水入口
４、水出口
５、局所発熱
６、温度高
７、セラミック粒子内部への電子の移動
８、温度低
９、正電荷
１０、誘電体（セラミック粒子等）断面
１１、電子の蓄積による電位差
１２、セラミック粒子表面への電子の移動
１３、溶存酸素
１４、水酸化物イオンの発生（１／２Ｏ２＋Ｈ２Ｏ＋２ｅ−→２ＯＨ−）
１５、水分子
１６、二酸化炭素分子
１７、水酸化物イオンの発生（水酸化物イオンは正電荷に接近し難い）
１８、二酸化炭素の取り込み（水素と酸素が接近）
１９、酸素原子
２０、水素原子
２１、炭素原子
２２、水素どうしの反発
【図１】
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【図２】
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【図３】
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