(57)【要約】【課題】使用済み磁性除染剤を高効率に減容化する方法およびその減容化システムを提供する。【解決手段】本発明に係る使用済み磁性除染剤の減容化方法は、使用済み磁性除染剤を高周波加熱炉１０に搬入する搬入工程と、高周波加熱炉１０に収容された磁性除染剤に高周波を印加して磁性体を発熱させ、当該磁性除染剤から除染対象化合物を気化するように加熱する高周波加熱工程と、高周波加熱工程で発生した気化成分を回収して溶媒と混合する混合工程と、混合工程後に得られた混合物を冷却する冷却工程と、混合物から溶媒を留去する乾燥工程とを備える。【選択図】図４
2014095668.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
使用済み磁性除染剤を高周波加熱炉に搬入する搬入工程と、
前記高周波加熱炉に収容された前記磁性除染剤に高周波を印加して磁性体を発熱させ、当該磁性除染剤から除染対象化合物を気化するように加熱する高周波加熱工程と、
前記高周波加熱工程で発生した気化成分を回収して溶媒と混合する混合工程と、
前記混合工程後に得られた混合物を冷却する冷却工程と、
前記混合物から前記溶媒を留去する乾燥工程と
を備える使用済み磁性除染剤の減容化方法。
【請求項２】
前記高周波加熱工程は、不活性ガス、若しくは可燃性ガスを導入しながら行う請求項１に記載の使用済み磁性除染剤の減容化方法。
【請求項３】
高周波加熱工程により加熱後に、気化しない残留物を回収し、磁性体と非磁性体を分離する分離工程をさらに備えた請求項１又は２に記載の使用済み磁性除染剤の減容化方法。
【請求項４】
前記混合工程は、前記気化成分をスクラバーによる噴射水、若しくは過熱水蒸気と混合させる請求項１〜３のいずれか1項に記載の使用済み磁性除染剤の減容化方法。
【請求項５】
前記除染対象化合物は、セシウム化合物である請求項1〜４のいずれか1項に記載の使用済み磁性除染剤の減容化方法。
【請求項６】
使用済み磁性除染剤を収容する高周波加熱炉と、
高周波加熱炉から排出される気化成分を回収して溶媒と混合する気化成分回収部と、
前記気化成分を前記溶媒と混合したものを冷却する冷却部と、
前記冷却部により冷却した混合物から、前記溶媒を留去する乾燥炉と
を備え、
前記高周波加熱炉は、
前記耐熱容器に収容された前記磁性除染剤に高周波を印加して、磁性体を発熱させ、当該磁性除染剤から除染対象化合物を気化させる高周波印加手段と、
前記気化成分を前記気化成分回収部に送出する排気口と、
当該高周波加熱炉内にガスを導入するガス導入部とを具備する使用済み磁性除染剤の減容化システム。
【請求項７】
前記ガス導入部は、不活性ガス、若しくは可燃性ガスを導入する請求項６に記載の使用済み磁性除染剤の減容化システム。
【請求項８】
高周波印加手段により加熱後に、気化しない残留物を回収する残留物回収部において、磁性体を分離する磁力分離手段をさらに備えた請求項６又は７に記載の使用済み磁性除染剤の減容化システム。
【請求項９】
前記溶媒は、水であり、
前記気化成分回収部は、前記気化成分とスクラバーによる噴射水、若しくは過熱水蒸気を混合させるユニットである請求項６〜８のいずれか1項に記載の使用済み磁性除染剤の減容化システム。
【請求項１０】
前記除染対象化合物は、セシウム化合物である請求項６〜９のいずれか1項に記載の使用済み磁性除染剤の減容化システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、使用済み磁性除染剤の減容化方法および使用済み磁性除染剤の減容化システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
東日本大震災の際に発生した原子力発電所の事故により、放出した放射性物質を高効率に除染する技術の重要性が増している。除染技術として、除染剤（非特許文献１）を汚染水に投入して放射性物質を捕捉し、液相と固相を分離して除染する方法が知られている。
【０００３】
本発明者は、先般、磁力を利用して放射性物質を捕捉・分離可能な放射性物質類除染システム、及び放射性物質類の除染方法等を提案した（特許文献１）。当該除染方法によれば、短時間で、効率的に除染を実施することができる。
【０００４】
一方、放射性廃棄物の処理装置や処理方法としては、特許文献２〜４等の技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４９３２０５４号
【特許文献２】特開２００９−１９２０９９号公報
【特許文献３】特開２００９−０５２９７９号公報
【特許文献４】特開２０１２−０４２３６０号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】"放射性物質の除去・回収技術のためのデータベース"、［online］、独立行政法人  物質・材料研究機構、２０１１年４月１９日、［平成２４年８月７日検索］、インターネット（http://reads.nims.go.jp/）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
放射性物質拡散の問題を解決するためには、高効率に汚染水等から除染を実施することが重要であるが、それに加えて、回収した使用済み除染剤を減容化していくことも重要な課題となっている。上記特許文献１の方法により除染を行った場合、使用済み除染剤は磁性体を含有している。このため、大量の磁性除染剤を用いた場合、磁力を有する廃棄物が大量に発生することになる。
なお、使用済み磁性除染剤として、上記特許文献１を用いて除染対象化合物を捕捉した例を挙げたが、磁性体と除染対象化合物が混合されている廃棄物全般（本願明細書では、これらを総称して「使用済み磁性除染剤」と称する）に対しても同様の課題が生じ得る。
【０００８】
本発明は、上記背景に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、使用済み磁性除染剤を高効率に減容化する方法およびその減容化システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る使用済み磁性除染剤の減容化方法は、使用済み磁性除染剤を高周波加熱炉に搬入する搬入工程と、前記高周波加熱炉に収容された前記磁性除染剤に高周波を印加して磁性体を発熱させ、当該磁性除染剤から除染対象化合物を気化するように加熱する高周波加熱工程と、前記高周波加熱工程で発生した気化成分を回収して溶媒と混合する混合工程と、前記混合工程後に得られた混合物を冷却する冷却工程と、前記混合物から前記溶媒を留去する乾燥工程とを備えるものである。
【００１０】
ここに開示される使用済み磁性除染剤の減容化方法の好ましい一態様では、前記高周波加熱工程は、不活性ガス、若しくは可燃性ガスを導入しながら行うものがある。
また、ここに開示される使用済み磁性除染剤の減容化方法の好ましい一態様では、高周波加熱工程により加熱後に、気化しない残留物を回収し、磁性体と非磁性体を分離する分離工程をさらに備えるものがある。
また、ここに開示される使用済み磁性除染剤の減容化方法の好ましい一態様では、前記混合工程は、前記気化成分をスクラバーによる噴射水、若しくは過熱水蒸気と混合させるものがある。
また、ここに開示される使用済み磁性除染剤の減容化方法の好ましい一態様では、前記除染対象化合物は、セシウム化合物が挙げられる。
【００１１】
本発明の使用済み磁性除染剤の減容化システムは、使用済み磁性除染剤を収容する高周波加熱炉と、高周波加熱炉から排出される気化成分を回収して溶媒と混合する気化成分回収部と、前記気化成分を前記溶媒と混合したものを冷却する冷却部と、前記冷却部により冷却した混合物から、前記溶媒を留去する乾燥炉とを備える。前記高周波加熱炉は、前記耐熱容器に収容された前記磁性除染剤に高周波を印加して、磁性体を発熱させ、当該磁性除染剤から除染対象化合物を気化させる高周波印加手段と、前記気化成分を前記気化成分回収部に送出する排気口と、当該高周波加熱炉内にガスを導入するガス導入部を具備するものである。
【００１２】
ここに開示される使用済み磁性除染剤の減容化システムの好ましい一態様では、前記ガス導入部は、不活性ガス、若しくは可燃性ガスを導入するものがある。
また、ここに開示される使用済み磁性除染剤の減容化システムの好ましい一態様では、高周波印加手段により加熱後に、気化しない残留物を回収する残留物回収部において、磁性体を分離する磁力分離手段をさらに備えるものがある。
また、ここに開示される使用済み磁性除染剤の減容化システムの好ましい一態様では、前記溶媒は、水であり、前記気化成分回収部は、前記気化成分とスクラバーによる噴射水、若しくは過熱水蒸気を混合させるユニットであるものがある。
また、ここに開示される使用済み磁性除染剤の減容化システムの好ましい一態様では、前記除染対象化合物は、セシウム化合物が挙げられる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、使用済み磁性除染剤を高効率に減容化する方法およびその減容化システムを提供できるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る使用済み磁性除染剤の減容化方法を示すフローチャート図。
【図２Ａ】本発明に適用可能な磁性除染剤の模式的概念図。
【図２Ｂ】図２Ａの切断部断面図。
【図３Ａ】本発明に適用可能な磁性除染剤の除染方法を説明するための模式的説明図。
【図３Ｂ】本発明に適用可能な磁性除染剤の除染方法を説明するための模式的説明図。
【図３Ｃ】本発明に適用可能な磁性除染剤の除染方法を説明するための模式的説明図。
【図４】本発明に係る使用済み磁性除染剤の減容化システムを示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を適用した実施形態の一例について説明する。なお、本発明の趣旨に合致する限り、他の実施形態も本発明の範疇に含まれることは言うまでもない。また、本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって本発明の実施に必要な事柄は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。本発明は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。また、以降の実施形態において、同一の要素部材には同一符号を付し、適宜その説明を省略する。また、下記の実施形態は、互いに好適に組み合わせられる。
【００１６】
図１に、本発明の使用済み除染剤の減容化方法のフローチャート図を示す。まず、ステップ１において、使用済み磁性除染剤を高周波加熱炉に搬入する（搬入工程）。ステップ１の高周波加熱炉内に使用済み磁性除染剤を搬入する工程は、特に限定されず、一般的な搬入手段として常套的に採用されているものを任意に適用できる。例えば、収容したケースをロボットアーム等により自動的に高周波加熱炉内に搬入し、ケースから耐熱容器内に使用済み磁性除染剤を移すことができる。なお、処理効率・省エネルギー化の観点から、使用済み磁性除染剤は、搬入前に乾燥させておいてもよいし、粉じん発生防止の観点から、多少湿らせておいてもよい。また、他の物質等が混じっている場合には、磁力特性等を利用して他の混合物を分離しておくことが好ましい。
【００１７】
次いで、ステップ２において、高周波加熱炉に収容された磁性除染剤に高周波を印加して磁性体を発熱させ、当該磁性除染剤から除染対象化合物を気化するように加熱する（高周波加熱工程）。磁性除染剤の磁性体を発熱させることにより、除染対象化合物の気化を促す。なお、高周波加熱工程の加熱温度は、磁性除染剤に含まれている除染対象化合物に応じて、適宜、設定できる。また、複数の除染対象化合物が混入している場合には、加熱温度を段階的に上昇するプログラムとしてもよい。また、当該工程において、除染対象化合物の気化を促進させるために、炉内の圧力を任意に調整してもよい。また、気化成分は、除染対象化合物のみではなく、他の気化成分との混合物であっても差支えない。
【００１８】
高周波加熱炉内の加熱温度は、特に限定されないが、セシウム化合物を回収する場合には、塩化セシウム（沸点１２９５℃）、水酸化セシウム（沸点９９０℃）、炭酸セシウム（融点６１０℃で分解）であることを考慮して加熱を実施する。また、用いる磁性除染剤中の磁性体は、気化させずに分離するために、磁性体の沸点より低い温度とする必要があり、好ましくは融点よりも低い温度で加熱する。例えば、磁性除染剤の磁性体として鉄を用い、除染対象化合物をセシウム化合物とする場合、鉄の沸点２８６２℃、鉄の融点１５３５℃、酸化鉄の融点１３６０℃であることを考慮して、１２９５℃〜１３００℃付近で加熱することが好ましい。但し、磁性体の気化温度＜除染対象化合物の気化温度の場合には、磁性体を先に気化させることによって、まず磁性体を分離し、その後に、回収容器を変え、本発明の方法により除染対象化合物を気化させることによって、磁性体と除染対象化合物の分離を行ってもよい。高周波印加方法は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において特に限定されず、常套的に用いられているものを任意に適用できる。高周波加熱炉内は、常圧にすることが好ましいが、陽圧や陰圧であっても差支えない。
【００１９】
その後、ステップ３において、高周波加熱工程で発生した気化成分を回収して溶媒と混合する（混合工程）。そして、ステップ４において混合工程後に得られた混合物を冷却する（冷却工程）。冷却後、ステップ５として冷却した混合物から溶媒を留去する（乾燥工程）。上記工程により、使用済み磁性除染剤の減容化を実現できる。
【００２０】
高周波加熱工程は、不活性ガス（窒素、アルゴンガス等）を導入して、高周波加熱炉内を無酸素条件下として、使用済み磁性除染剤を燃焼せずに分解・気化させることができる。気化成分を回収することにより使用済み磁性除染剤の減容化を図ることができる。また、不活性ガスではなく、可燃性気化成分を高周波加熱炉内に導入して、使用済み磁性除染剤を燃焼して、分解・気化させて、気化成分を回収してもよい。
【００２１】
ステップ３の混合工程において用いられる溶媒は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において特に限定されないが、水を用いることが好ましい。気化成分を溶媒と混合させる方法は、常套手段を用いることができるが、スクラバーによる噴射水と気化成分を混合する方法や、過熱水蒸気と気化成分を混合させる方法が好ましい例として例示できる。
【００２２】
上記ステップに加えて、さらに、高周波加熱を行った後に高周波加熱炉内に残留した残留物を冷却し、磁力手段を用いて磁性体と非磁性体に分離する工程を加えることが好ましい。磁性体と非磁性体を分離することにより、減容化、再利用化を促すことも可能となる。
【００２３】
磁性体と非磁性体を分離する方法としては、同技術分野における常套手段を利用できる。磁性体と非磁性体が混合している残留物から磁性体を液体中、若しくは気体中で磁力集積手段を用いて回収する方法が例示できる。また、磁気を有するフィルター等を介して磁性体を回収してもよい。
【００２４】
ここで磁性除染剤とは、磁性特性と除染対象化合物を捕捉する特性を兼ね備える粒子をいう。本発明の使用済み磁性除染剤の減容化方法は、磁性除染剤を用いて捕捉した除染対象化合物を減容化したい用途全般に適用できる。特に、本発明は、放射性セシウムを含むセシウム化合物（塩化セシウム、水酸化セシウム、炭酸セシウム等）や放射性ストロンチウムを含むストロンチウム化合物（塩化ストロンチウム等）に好適である。
【００２５】
また、放射性同位体と安定同位体は、物理化学的性質や環境中における挙動に差がなく、捕捉性の挙動が実質的に同一であると考えてよいことが知られている。従って、本明細書の除染対象化合物は、放射性物質の他、放射性同位体の安定同位体（非放射性物質）に対しても好適に適用できるものである。そこで、本願明細書においては、除染対象化合物として、本発明を適用できる放射性同位体の安定同位体も含むものとする。即ち、本明細書の使用済みの磁性除染剤には、放射性同位体の安定同位体を捕捉した磁性除染剤も含むものとする。また、本発明の使用済み磁性除染剤の減容化方法及び同システムは、本発明を適用できる放射性同位体の安定同位体を含む化合物の減容化も含むものである。
【００２６】
磁性除染剤の好適な例として、上記特許文献１に開示した磁性除染剤が挙げられる。磁性除染剤は、その磁性体が除染対象化合物よりも沸点が高いものを用い、磁性体の沸点よりも低い温度で、かつ、除染対象化合物の沸点以上で加熱することによって、除染対象化合物と磁性体を分離して減容化を図ることができる。図２Ａに、磁性除染剤の一例を示す。
【００２７】
図２に示す磁性除染剤１は、磁性ナノ粒子５、被覆層６、除染用粒子７を有する。磁性ナノ粒子５の表面の少なくとも一部には、被覆層６が形成され、被覆層６を介して磁性ナノ粒子５と除染用粒子７が結合されている。換言すると、磁性除染剤１は、コア部に磁性ナノ粒子５、表層に液体中の放射性物質類を捕捉する除染用粒子７、及び磁性ナノ粒子５を直接被覆し、磁性ナノ粒子５と除染用粒子７の間に実質的に形成されている被覆層６を有する。被覆層６は、単一の被覆層のみならず、複数の被覆層から構成されてもよい。
【００２８】
磁性ナノ粒子５としては、（１）除染用粒子７と磁性除染剤１を形成する、（２）磁気印加手段によって、集積可能な磁性を有する、という条件を満たすものであれば、特に限定されずに適用することができる。例えば、マグネタイト（Ｆｅ３Ｏ４）、マグヘマイト（Ｆｅ２Ｏ３）、一酸化鉄（ＦｅＯ）、窒化鉄、鉄（Ｆｅ）、ニッケル、コバルト、コバルト白金クロム合金、バリウムフェライト合金、マンガンアルミ合金、鉄白金合金、鉄パラジウム合金、コバルト白金合金、鉄ネオジムボロン合金、及びサマリウムコバルト合金等が挙げられる。また、複写機等で用いられている磁性トナー等を利用してもよい。なお、磁性ナノ粒子表面の耐食性を向上させるため、表面を各種酸化金属などで被覆してもよい。
【００２９】
磁性ナノ粒子５は、粒子径が小さくても高い磁気誘導特性を有する磁気異方性の高い材料が好ましい。磁性ナノ粒子５の好ましい材料としては、窒化鉄、鉄、ＦｅＰｔ粒子や、ＦｅＰｔ粒子と他の磁性金属元素を含むナノ粒子との磁性除染剤を挙げることができる。また、磁性分子が非磁性分子によって被覆されたナノ粒子、若しくはマイクロ粒子を用いてもよい。さらに、上記特許文献２に開示した自己会合型磁性脂質ナノ粒子、若しくは脂質被覆磁性ナノ粒子やポリマー被覆磁性ナノ粒子など有機物被覆磁性ナノ粒子を磁性ナノ粒子として用いてもよい。その他シリカ被覆磁性ナノ粒子など無機物被覆磁性ナノ粒子を磁性ナノ粒子として用いてもよい。
【００３０】
磁性ナノ粒子５の平均粒径は、放射能汚染水中に分散可能であればよく、特に限定されない。放射能汚染水に対する分散性を考慮すると、１ｎｍ以上、１０ｍｍ以下とすることが好ましい。より好ましくは、磁気吸着能の観点から、５ｎｍ以上、吸着表面積拡大の観点から、１ｍｍ以下である。
【００３１】
除染用粒子７としては、ゼオライト、イライト、雲母（mica）、バーミキュライト（vermiculite）、スメクタイト（smectite）等の粘土鉱物全般、活性炭、イオン交換体全般、公知の天然・人工のナノ多孔体、ペクチンなどの食物繊維等が有効である。また、上記実施形態以外の方法で製造された難溶性金属塩が一部に含まれていてもよい。イオン交換体は、イオン交換樹脂、バーミキュライト・ベントナイトなどの天然イオン交換体、リン酸ジルコニウム・酸化アルミニウム・フェロシアン化鉄などの無機イオン交換体などが挙げられる。放射性物質類がセシウムの場合には、前述したフェロシアン化金属の他に、ゼオライト、粘土鉱物、ペクチン（食物繊維）が特に有効である。その他、グアー豆酵素分解物、アガロース、グルコマンナン、ポリデキストロース、アルギン酸ナトリウム、イヌリン、カラギーナン、セルロース、ヘミセルロース、リグニン、キチン、キトサンなども有効である。除染用粒子は、捕捉したい放射性物質に応じて適宜設計すればよい。除染用粒子は、必要に応じて、熱処理や圧熱処理等の処理を施してもよい。例えば、ゼオライトなどは、熱処理や圧熱処理によってセシウム吸着能を向上させることができる。複数種類の放射性物質を捕捉したい場合は、種類の異なる除染用粒子を被覆性磁性ナノ粒子に導入したり、複数の磁性除染剤を用いればよい。
【００３２】
被覆層６は、コア部に形成された磁性ナノ粒子の被覆層として機能する。磁性ナノ粒子５と除染用粒子７の間に実質的に設けられており、これらを接着させる機能を担う。磁性ナノ粒子５と被覆層６からなる被覆性磁性ナノ粒子は、市販されている磁性ビーズなどを好適に用いることができる。磁性ナノ粒子５と被覆層６の結合形態は、公知の技術を制限なく利用できる。結合強度から、共有結合、若しくは静電結合が望ましい。例えば、磁性ナノ粒子を、高分子電解質を用いて容易に被覆することができる。被覆層６と除染用粒子７の結合形態は特に限定されないが、好ましくは、静電結合、若しくは共有結合が挙げられる。
【００３３】
磁性除染剤に用いる磁性ナノ粒子は、複数の磁性ナノ粒子５が凝集しているクラスターであってもよい。磁性ナノ粒子としてクラスターを用いる場合、クラスターの表面に対して、直接、被覆層６を形成すればよい。複数の磁性ナノ粒子５のクラスターに対して、その表層に被覆層６がコーティングされている。また、単分散の磁性ナノ粒子５それぞれに被覆層６がコーティングされていてものが凝集したクラスターであってもよい。いずれにしても、磁性ナノ粒子５の表層の少なくとも一部に被覆層６がコーティングされていればよい。なお、個々の磁性ナノ粒子を被覆する被覆層と、クラスター全体を被覆する被覆層の種類が異なっていてもよい。
【００３４】
次に、上記磁性除染剤を用いた除染方法の一例について図３Ａ〜図３Ｃを参照しつつ説明する。まず、放射性物質類を含む液体である放射能汚染水９に放射性物質類８を捕捉する磁性除染剤１を投入する（図３Ａ）。磁性除染剤１の投入量は、放射能汚染水９中の放射性物質類８の濃度を測定し、放射性セシウム等の捕捉性化合物を捕捉するために十分な量を算出して投入する。次いで、放射能汚染水中に投入された磁性除染剤１によって、放射性物質類を捕獲する（図３Ｂ）。必要に応じて、放射性汚染水９を撹拌、分散、加温等してもよい。その後、磁気印加手段３により放射能汚染水９中の磁性除染剤１を回収する（図３Ｃ）。その後、溶媒を除去し、本発明に係る減容化方法により磁性体と除染対象化合物を分離する。
【００３５】
次に、上記本発明の使用済み除染剤の減容化方法に適用できる減容化システムについて説明する。図４は、本発明の使用済み磁性除染剤の減容化システムの一例を示す概略図である。但し、本発明の使用済み磁性除染剤の減容化システムを具現化するための例示であって、上記構成に限定されるものではない。減容化システム１００は、高周波加熱炉１０、気化成分回収部２０、冷却部３０、乾燥炉４０、溶媒供給部５０、制御部（不図示）等を有する。
【００３６】
高周波加熱炉１０は、処理対象である使用済み磁性除染剤を収容する筐体１１、使用済み磁性除染剤を収容する空間１２、高周波加熱炉１０内に高周波を印加するための高周波印加手段１３、空間１２内に存在する気体を排出するための排気口１４、高周波加熱炉１０内にガスを導入するための同伴ガス導入部１５等を有する。高周波印加手段１３の設定や、排気口１４の排気能力は、制御部によって制御される。また、高周波加熱炉１０内には、熱処理炉内の温度や気化成分、放射線量等を監視するセンサ１６やモニターが空間１２内に設置されており、制御部に空間１２内の状況を伝送するようになっている。
【００３７】
筐体１１は、耐熱容器であり、例えば、金属材料、セラミック材料等により構成される。高周波印加手段１３は、コンパクトボディーを実現する観点から、筐体１１の壁部に設けることが好ましい。図４の例においては、高周波熱処理炉１０の筐体１１の壁部外側に高周波印加手段１３を設置した。高周波印加手段１３としては、常套的に用いられているものを制限なく利用できる。高周波印加手段１３に加えてヒータ等を設けてもよい。
【００３８】
高周波加熱炉１０は、気体を排気口１４のみから排出し、同伴ガス導入部１５から排気ガスと同量のガスを送り込む密閉空間となっている。高周波加熱炉１０は、窒素気化成分、アルゴン気化成分等の不活性ガスを同伴気化成分として送り込むことにより無酸素雰囲気として加熱してもよいし、可燃性ガスを導入して、使用済み磁性除染剤を燃焼させてもよい。高周波加熱炉１０の目的は、放射性廃棄物を気化させて回収させることにあり、使用済み磁性除染剤において回収した除染対象化合物を考慮して加熱条件を設定する。
【００３９】
排気口１４は、実質的に気化成分のみを回収し、粉体が流入しないようにフィルター（不図示）を設ける。フィルターは、気化成分と粉体を分離して、気化成分を回収できる手段であればよく限定されない。例えば、ゴミ焼却場等で一般的に使用されている飛灰回収装置等を用いてもよい。また、サイズバリア性能を持つフィルターや、電気集塵機、サイクロン等を用いてもよい。なお、ここで、気化成分と粉体を分離するとは、放射性廃棄物の減容化の目的に合致する範囲において厳密なものでなくてもよく、気化成分に微粒子がある程度混入するものであってもよい。
【００４０】
排気口１４を通過した気化成分は、気化成分回収部２０に送出される。気化成分回収部２０は、溶媒と気化成分を混合するユニットである。前述したとおり、気化成分を溶媒と混合させる方法は、常套手段を用いることができるが、スクラバーによる噴射水と気化成分を混合する方法や、過熱水蒸気と気化成分を混合させる方法が例示できる。このユニットにより、気化した放射性化合物が溶媒にトラップされる。溶媒は、例えば、図４に示すように溶媒供給部５０から送出され、溶媒は適切な温度・圧力・混合条件にて気化成分回収部２０に導入されるようになっている。
【００４１】
気化成分回収部２０において溶媒にトラップされた気化成分は、冷却部３０に送り込まれ、冷却部３０において、溶媒とともに冷却せしめられる。気化成分は、気化成分回収部２０若しくは冷却部にて、固体に戻ることになる。冷却温度は、適宜設計し得るが、溶媒として水を用いる場合には、常温、若しくは沸点以下の温度とする。
【００４２】
冷却部３０において、確実に気化成分を固体に戻した後、乾燥炉４０においては、溶媒を留去する。溶媒として水を用いた場合には、例えば、沸点以上で加熱し、固体のみが残るように乾燥させる。水蒸気となった水は、溶媒供給部５０に戻す、若しくは、溶媒供給部５０を介さずに気化成分回収部２０に送り込むようにすることができる。これにより、効率的に水等の溶媒を再利用することができる。
【００４３】
その後、高周波加熱炉１０から処理済みの磁性除染剤の残留物を搬出する。残留物の搬出方法は特に限定されず公知の方法を制限なく利用できる。前述したように、磁力集積手段により、残留物を磁性体と非磁性体に分離することができる。磁性体と非磁性体の分離は、高周波加熱炉を十分に冷却せしめた後、高周波加熱炉内において分離してもよい。例えば、高周波加熱炉１０の印加時には、磁力を高周波加熱炉１０から遠ざけ、高周波加熱工程を十分に行い残留物および高周波加熱炉を十分に冷却した後に、磁力集積手段を高周波加熱炉に移動させて、残留物を磁性体と非磁性体に分離させてもよい。
【００４４】
また、高周波加熱炉１０から磁力分離装置（不図示）に移動させて、磁力集積手段により残留物の磁性体と非磁性体とを分離するようにしてもよい。分離した残留物の放射線濃度が高い場合には、上記工程を繰り返し実施してもよい。また、使用済み磁性除染剤の種類によっては、上記工程により除染対象化合物がすべて気化せず、残留物側に残る場合がある。このような場合であっても、本発明を適用することにより、高放射線廃棄物と低放射線廃棄物に分離することができるというメリットがある。
【００４５】
乾燥炉４０において、溶媒を留去した残留物は、乾燥炉から取り出される。除染対象化合物が放射性化合物である場合には、放射性遮蔽容器等に封印することが望ましい。
【００４６】
本発明の使用済み磁性除染剤の減容化方法によれば、磁性体と除染対象化合物を分離することができるので、放射性廃棄物の減容化を図ることができる。また、得られた放射性廃棄物は、癌等のアイソトープ治療などに用いられる照射線源、輸血用血液への照射線源、医療器具の消毒用の照射線源などとして活用することができる。特に、放射能汚染水の種類によっては純度の高い放射性化合物（例えば、塩化セシウム）を得ることが可能であり、医療用等において再利用に好適である。再利用できれば、放射性廃棄物ではなくなるため、さらに放射性廃棄物の減容化が可能となる。
【符号の説明】
【００４７】
１        磁性除染剤
３        磁力集積手段
５        磁性ナノ粒子
６        被覆層
７        除染用粒子
８        放射性物質
９        放射性汚染水
１０      高周波加熱炉
１１      筐体
１２      空間
１３      高周波印加手段
１４      排気口
１５      同伴ガス導入部
１６      センサ
２０      気化成分回収部
３０      冷却部
４０      乾燥炉
５０      溶媒供給部
１００    減容化システム
【図１】
2014095668.tif 000003
【図２Ｂ】
2014095668.tif 000004
【図３Ａ】
2014095668.tif 000005
【図３Ｂ】
2014095668.tif 000006
【図３Ｃ】
2014095668.tif 000007
【図４】
2014095668.tif 000008
【図２Ａ】
2014095668.tif 000009