(57)【要約】【課題】ガス関連反応を効率に進めることに用いるアルファ線発生物を、安全かつ効率的に循環利用するシステム作り。【解決手段】以下の処理の組み合わせとする。（１）原料は、アルファ線を発生するが、ベータ線，ガンマ線は低いものとする。（２）その鉱物を砕いて得られたものを、篩にかけて、篩下のものを用いる。（４）（２）の工程で得られた篩下分を湿式分級して、得られた平均粒径が７５μｍ以上のものを（６）の工程の処理対象にする。（６）（４）の工程で得られたものを、金属支持体の表面に焼結などの方法で固定させる。（７）（６）の工程で得られたものを、活性化処理の対象とするガスの通路に取り付けてガスと接触させる。（８）所定の期間、（７）のガス活性化処理に用いた後、支持体と焼結体を含むものを取りはずして原料として再利用する。【選択図】図１
2018086602.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下の工程の組み合わせからなることを特徴とする分子や原子の活性化手段として用いるアルファ線発生物の循環使用システム。
（１）原料として用いるものは、アルファ線を発生するが、ベータ線，ガンマ線はバックグランド測定値より１５％以上高くない鉱物を用いる。
（２）その鉱物を砕いて得られたものを、網目が２００メッシュ以下の篩にかけて、篩下のものを（４）の工程の処理の対象にする。
（３）（２）の工程での篩上のものは再度、砕く処理を行い、（２）の工程の処理を繰り返して行う。
（４）（２）の工程で得られた篩下分を、湿式分級して、得られた平均粒径が７５μｍ以上のものを（６）の工程の処理対象にする。
（５）（４）の工程の処理で得られた平均粒径が７５μｍ未満のものは、８９０℃以上の温度に加熱して焼結して、（１）に戻す。
（６）（４）の工程で得られたものを、金属支持体の表面に焼結するなどの方法で固定させる。
（７）（６）の工程で得られたものを、活性化処理の対象とするガスの通路に取り付けてガスと接触させる。
（８）所定の期間、（７）のガス活性化処理に用いた後、支持体と焼結体を含むものを取りはずして、アルファー線を発生するものは（１）の工程に戻す。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種の資源、環境問題を解決するために分子や原子の活性化手段としてアルファ線発生物を用いる場合に、システムとしてアルファ線発生物の散らばりを防止して、安全を確保するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
今日のエネルギー・環境の問題への対応を考える場合の着眼点の１つは、反応をできるだけ平衡に近い状態まで進め、非平衡の状態で発生する未酸化物や過酸化物の発生量を少なくすることである。例えば、高温で酸化反応をさせて可燃物をできるだけ完全燃焼に近い状態まで酸化させて未燃物を少なくし、発生エネルギーを大きくし、その排ガスを大気に排出する場合には、排出場所の温度で決まる平衡にできるだけ近い状態まで反応を進めることによって環境問題を抑制することが望まれる。しかし、実際の場合には燃焼時には不完全燃焼物が残り、一方、廃ガスの排出時には、その温度での過酸化物が残存するという問題が生じやすく、エネルギー・環境問題の発生につながる。すなわち、不完全燃焼物や過酸化物の発生が大気汚染などの環境問題に、また、エネルギー利用効率の低下につながっている。この問題を解決するための方策の１つは、燃焼反応の前後に、分子や原子を活性化して、燃焼時の高温での反応、および燃焼後の温度が下がった状態での廃ガス中での反応を促進することである。その方法の１つとして、特許文献１〜７に、アルファ線照射を用いる方法、および環境・エネルギー問題解決に向けてのその利用法が示されている。アルファ線を照射する方法を今日のエネルギー・環境の問題への対応策として広く用いられるようにするためには、原料鉱石処理の段階から、アルファ線照射体としての利用段階、そしてその使用が終了後の処理段階まで含めた、悪影響が生じないためのシステム作りが求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許４９３８５０８
【特許文献２】特願２０１５−１８０２９０
【特許文献３】特願２０１５−２４２１９１
【特許文献４】特願２０１６−０９８１８１
【特許文献５】特願２０１６−０９８１８２
【特許文献６】特願２０１６−０９８１８５
【特許文献７】特願２０１６−０９８１８６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、０００２で示した課題解決のために、システムとしてアルファ線発生物の散らばりを防止して安全を確保するための方法に関する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するための具体的手段は、以下の工程の組み合わせからなることを特徴とする分子や原子の活性化手段としてのアルファ線発生物の循環使用システムとすることである。
（１）原料として用いるものは、アルファ線を発生するが、ベータ線，ガンマ線はバックグランド測定値より１５％以上高くない鉱物を用いる。
（２）その鉱物を砕いて得られたものを、網目が２００メッシュ以下の篩にかけて、篩下のものは（４）の工程の処理対象とする。
（３）（２）の工程の処理での篩上のものは再度、砕く処理を行い、（２）の工程の処理を繰り返して行う。
（４）（２）の工程の処理で得られた篩下分を湿式分級して、得られた平均粒径が７５μｍ以上のものを（６）の工程の処理対象にする。
（５）（４）の処理で得られた平均粒径が７５μｍ未満のものは、８９０℃以上の温度に加熱して焼結して、（１）に戻す。
（６）（４）で得られたものを、金属支持体の表面に焼結するなどの方法で固定させる。
（７）（６）で得られたものを、処理の対象とするガスの通路に取り付けてガスと接触させて活性化処理を行う。
（８）所定の期間、（７）のガス活性化処理に用いた後、支持体と焼結体を含むものを取りはずして、アルファー線を発生するものは（１）の工程に戻す。
【発明の効果】
【０００６】
０００５に示した方法によって、中〜長期間にわたって、エネルギー、環境問題の解決に向けての手段としてアルファ線発生物を利用しながら、放射性物質に起因する悪影響の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の処理システムを示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明は、反応を起こさせるガス状物を、安全を確保しながら活性化処理して、目的の反応を効率的に促進することを目指し、その手段として反応物をアルファ線で処理して活性化処理すること（図１のＥ）に着眼している。これは、アルファ線は透過力が小さいため、ベータ線、ガンマ線と異なり遮へいがしやすいからである。したがって、用いる原料鉱物（図１のＡ）としては、アルファ線は発生するが、ベータ線やガンマ線の測定値は許容限度内、例えばバックグランドより１５％以上高くならないものを選択して使用する（例えばベータ線、ガンマ線用シンチレーション式サーベイメータ（Ａｌｏｋａ  ＴＣＳ−１６１型）による測定値が０．０７±０．０１μＳｖ／ｈ以下；比較；自然計数率は０．０６±０．０１μＳｖ／ｈ）。トリウム鉱石などはこの条件を満足する。このような鉱石を破砕・粉砕・篩分して第１次の粒度調整をする（図１のＢ）。この粒度が大きすぎると比表面積が低下し、目的とするアルファ線の放射効率が低下するので好ましくない。そのために、図１のＢで、破砕・粉砕後の篩分には、網目が２００メッシュ以下の篩を用い、篩上のものは、図１のＢの工程に戻して、再度、粉砕、篩分を行い有効利用する。一方、Ｂの処理の篩下分を、そのまま図１のＥの活性化処理器具に用いると、対象ガス処理時に細かいものが飛散した場合は、通常用いられている排ガス除塵機では完全に分離・回収できないおそれがある。これを防止するために、本発明では、図１のＣで湿式分級を行い、得られた平均粒径が例えば７５μｍ以上のもの（沈降分）を（６）の工程の処理対象とし、浮遊分である平均粒径が７５μｍ未満のものは、回収、乾燥して（５）の工程で８９０℃以上の温度に加熱・焼結し、得られた塊状のものを原料鉱石に加えて再利用する。
【０００９】
（４）の工程で得られた平均粒径が７５μｍ以上（かつ２００メッシュ以下）のアルファ線発生物は、（６）の工程で、例えば金属などの支持体などの表面に固定する処理をされてから図１のＥのガス活性化処理器具に取り付けてガスの活性化に用いられる。用いる支持体の材質としては、この器具を使用時の処理ガスの種類、温度などの条件で長時間、安定性を保てるもので、例えばステンレス鋼などが適している。その支持体の形状とし
ては、網目状のもの、板状のものなどを用いることができる。アルファ線発生物をこの支持体などの表面に固定する方法としては、例えば、支持体である網目状のものや、板状のもの表面に、（４）の工程で得られた平均粒径が７５μｍ以上、かつ２００メッシュ以下のアルファー線発生物にシリカ、酸化カルシウムなどを含む無機媒溶材粉末を加えたもの混合して被覆し、４００℃以上、１０００℃以下に加熱保持して固着させる。この他に、支持体として、取り付け対象装置の１部に直接コーティングすることも可能である。また、シリカ、酸化カルシウム、酸化アルミニウムなどを含む無機質粉末を直径２〜５ｍｍの粒状体に成形して、その表面に酸化トリウムの粉末に、シリカ、酸化カルシウムなどを含む無機媒溶材粉末を加えたもの混合して被覆し、４００℃以上、１０００℃以下に加熱保持して焼結させた粒状物をステンレス鋼製の金網で挟むなどの方法によって固定したものとすることも可能である。
【００１０】
このようにして作られたガス活性化器具は、処理の対象とする装置のガス通路に取り付ける。例えば内燃機関の場合（例えばエアフィルター、吸気ホース、内燃機関ヘッド）、内燃機関に供給される空気を活性化して、燃焼効率の向上、その結果としてのＣＯ  ２の削減、排ガス中のＮＯｘ、炭化水素分の低減などの効果が得られる。また、内燃機関の排気側のガス通路、例えばエキゾーストパイプ消音装置後に取り付けた場合、排気ガスＣＯ２及びＮＯｘ．炭化水素分等の削減ができる。これによって、既存の排気ガス浄化装置に比べ排気抵抗を下げることによって、エンジン性能向上や燃費向上にもつながる。また、木質バイオマスなどの原料を空気と反応させてガス化し、そのガスをエネルギー源として燃焼させて、発電などに用いる場合には、ガス化のために供給する空気に対して、本発明のガス活性化処理を施すことによって、発生ガス中の不純物としてのタール発生を抑制し、安定操業とエネルギー効率の向上を可能にする。また、そのガスを燃焼してエネルギーを発電などに利用した後の排ガスを、本発明のガス活性化処理具を通過させて処理すると、排ガス中のＮＯｘなどの有害物の低減などの改質することができる。
【００１１】
このようにガスを活性化処理器具を通過させて改質を行う過程で、もし、アルファ線発生の粒子が処理器具から離れることがあっても、本発明では用いた粒子の大きさから、通常の排ガス処理装置で確実に捕捉され、大気中に放散されることはない。なお、排出ガスから集塵されたダストは、最終処分として、通常の処分をすることで、安全を確保できる。ガス処理装置として所定の期間、使われた後、ガス活性化処理具は、新しいものに取り換え、取りはずし活性化処理器具のアルファ線発生物を含む部分は例えば、（１）の原料鉱石に戻して、再利用する。
【実施例１】
【００１２】
図１のＡ〜Ｄの工程はトリウム鉱物の産出地に近接する場所で実施した。そこで作られた活性化処理器具が、その器具を利用する国、場所に搬送された。その過程でアルファ線発生物によるトラブルは生じていない。
【実施例２】
【００１３】
ガス化炉は、１ＭＷ規模の固定床型である。植物系バイオマス原料は木質のチップである。原料のチップは、５０〜６５％の水分を含有していたが、これをシステム内の余熱を利用した１２０〜１４０℃の空気を用いて乾燥して水分含有量を２０〜４０％にした。このチップを約４００ｋｇ／ｈの割合でガス化炉に供給した。この装置での本発明での操業条件と、比較になる従来型の操業条件は次の通りである。
・比較となる操業条件；ガス化炉に供給するガスは、通常の空気であるが、これをシステム内の余熱を利用して８０〜１２０℃に予熱してガス化炉に吹き込んだ。ガス化炉内のガス温度を連続して測定し、その値が７４０〜７７０℃の範囲になるようにした。
・本発明での操業条件；上記の操業条件に加えて、ガス化炉に供給する空気を、アルファー線発生物（酸化トリウム含有成形物（ステンレス鋼製の網の表面に焼結、網の目；間隔４ｍｍ）３枚を３０ｍｍ間隔で固定した状態のものを通過させてアルファ線照射を行った。
・生成ガス中のＣｐＨｑ  （ｐが３以上）のガスの濃度は
比較の場合；０．８〜３．２％
本発明の場合；０．０１〜０．２％
であり、比較の場合には、月１〜２回のタールトラブルがあったのに比べて、本発明の条件の場合には、タールによる操業トラブルは起らなかった。この工程で発生したガスの除塵装置で分離されたダスト中に、２４時間ごとに試料を採取して放射線の測定を行ったがアルファ線発生物を使用しない場合に比べて有意差は認められなかった。
【実施例３】
【００１４】
ガソリンを燃料とする自動車で、通常の燃焼法をベースとして、比較として、次の３つの条件の処理を行った。
・操業条件
比較の条件；燃焼に用いた空気は特別の処理を施していない、また、燃焼後の排ガスには、特別な処理を施していない。
処理条件１：排ガスの温度が７５０〜６７０℃のところに、アルファ線照射を行った常温の空気を、排ガス量の５〜７ｖｏｌ％加えた。（なお、吹込み用の空気をアルファ線処理は、燃焼用空気の５０％を酸化トリウム含有成形物（ステンレス鋼製の網の表面に焼結、網の目；間隔４ｍｍ）３枚を３０ｍｍ間隔で固定した状態のものを通過させる方法で行った。下記の２つについても同じ）
処理条件２：排ガスの温度が５５０〜３７０℃のところに、アルファ線照射を行った常温の空気を、排ガス量の５〜７ｖｏｌ％加えた。
処理条件３：上記２に加えて、燃焼に用いる空気に対して、アルファー線照射を行った。
そして、排出ガスのＮＯＸ、ＣＯ，ＣｍＨｎの含有量を調べた。
・排ガスの分析結果
比較の条件の場合；ＮＯＸ：８０〜２００ｐｐｍ、ＣＯ；３５０〜６００ｐｐｍ、ＣｍＨｎ：１５０〜４２０ｐｍ
処理条件１の場合：ＮＯＸ：２０〜４５ｐｐｍ、ＣＯ；１３０〜２５０ｐｐｍ、（ｍは１以上、ｎは３以上の整数）ＣｍＨｎ：５５〜２１０ｐｍ
処理条件２の場合：ＮＯＸ：８〜２２ｐｐｍ、ＣＯ；８０〜１３５ｐｐｍ、ＣｍＨｎ：１５〜１４４ｐｍ
本発明の処理条件３の場合：ＮＯＸ：３〜１２ｐｐｍ、ＣＯ；５５〜８５ｐｐｍ、ＣｍＨｎ：８〜６８ｐｍ
処理条件３、処理条件２、処理条件１の順に、排出ガスのＮＯＸ、ＣＯ、ＣｍＨｎの低減の効果が大きいことが認められた。
なお、この工程で発生したガスの除塵装置で分離されたダスト中に、２４時間ごとに試料を採取して放射線の測定を行ったが、アルファ線発生物を使用しない場合に比べて有意差は認められなかった。
【実施例４】
【００１５】
実施例２および実施例３で用いられた活性化処理器具のアルファ線発生物を含む部分は、定期検査の時に取り外して、実施例１の処理工場に送り、アルファ線発生物を循環使用した。この過程でアルファ線発生物の散らばりによるトラブルは生じていない。
【産業上の利用可能性】
【００１６】
各種の自動車、エンジン付き駆動機械、船舶、飛行機、火力発電所、工場ボイラー、消臭殺菌空間（エアコン、冷凍冷蔵庫、病院、老人ホーム他）  など、資源、環境問題を解決するためには、ガスが関連する反応を種々の温度などの条件下で効率的に進めることが重要である。本発明はそのためにアルファ線発生物を、効率的かつ安全に用いるシステムを提供する。
【図１】
2018086602.tif 000003