(57)【要約】【課題】安全性が高く、処理効率性の高い放射性廃棄物処理システム及び処理方法を提供する。【解決手段】放射性物質を含む汚染水を処理するシステムであって、耐熱耐圧密閉容器材を担持した放射性物質吸着繊維基材から成り、汚染水中の放射性物質を吸着する放射性物質吸着フィルタと、放射性物質を吸着した使用済みのフィルタを収容し、１００℃以上で加熱し得る耐熱耐圧密閉容器と、水熱分解後の容器に残存するガスおよび溶液をそれぞれ排出する排出手段と、水熱分解後の容器に残存する固体反応生成物を、低融点金属又は低融点合金の凝固反応を用いて固化させる固体反応生成物固化手段を備える。耐熱耐圧密閉容器は、汚染水の流路の一部であり、流入口と流出口を閉じることで、密閉容器となることが好ましい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射性物質を含む汚染水を処理するシステムであって、
放射性物質吸着材を担持した放射性物質吸着繊維基材から成り、汚染水中の放射性物質を吸着する放射性物質吸着フィルタと、
放射性物質を吸着した使用済みの前記フィルタを収容し、１００℃以上で加熱し得る耐熱耐圧密閉容器と、
水熱分解後の前記容器に残存するガスおよび溶液をそれぞれ排出する排出手段と、
水熱分解後の前記容器に残存する固体反応生成物を、低融点金属又は低融点合金の凝固反応を用いて固化させる固体反応生成物固化手段、
を備えた放射性廃棄物処理システム。
【請求項２】
前記耐熱耐圧密閉容器は、汚染水の流路の一部であり、流入口と流出口を閉じることにより、密閉容器となり得ることを特徴とする請求項１に記載の放射性廃棄物処理システム。
【請求項３】
前記排出手段は、
前記ガスおよび前記溶液の放射線量を計測し、
放射線量が所定閾値以下の場合には外部に排出し、
放射線量が所定閾値を超える場合には、前記放射性物質吸着フィルタとは異なる別の吸着フィルタを通過させて外部に排出する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の放射性廃棄物処理システム。
【請求項４】
前記固体反応生成物固化手段における低融点合金は、インジウムとビスマスの合金、又は、インジウムと錫の合金であることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の放射性廃棄物処理システム。
【請求項５】
前記放射性物質吸着材は、主にセシウムの吸着除去を行うプルシアンブルー類縁体、ゼオライト、ケイチタン酸塩の何れかであることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の放射性廃棄物処理システム。
【請求項６】
前記放射性物質吸着繊維基材は、不織布、織布または糸であることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の放射性廃棄物処理システム。
【請求項７】
前記放射性物質吸着フィルタは、前記放射性物質吸着材を担持した帯状の前記放射性物質吸着繊維基材を用いて網目状に形成されたフィルタであることを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の放射性廃棄物処理システム。
【請求項８】
前記放射性物質吸着フィルタは、前記放射性物質吸着材を担持した帯状の前記放射性物質吸着繊維基材が、その一側面に略同一形状の波形から成る波形中芯部材が接着され、ロール状に巻回してなるフィルタであって、
前記波形中芯部材の間隙を流路として、放射性物質を含んだ汚染水が流され、前記放射性物質吸着繊維基材に放射性物質を吸着させることによって汚染水を浄化し得ることを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の放射性廃棄物処理システム。
【請求項９】
前記放射性物質吸着フィルタは、前記放射性物質吸着材を担持した帯状の前記放射性物質吸着繊維基材が、その一側面に略同一形状の波形から成る波形中芯部材が接着され、波形が交互に直交するように積層されたフィルタであって、
前記波形中芯部材の間隙を流路として、放射性物質を含んだ汚染水が流され、前記放射性物質吸着繊維基材に放射性物質を吸着させることによって汚染水を浄化し得ることを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の放射性廃棄物処理システム。
【請求項１０】
前記波形中芯部材は、放射性物質吸着材を担持した帯状の放射性物質吸着繊維基材から成ることを特徴とする請求項８又は９に記載の放射性廃棄物処理システム。
【請求項１１】
放射性物質を含む汚染水を処理する方法であって、
放射性物質吸着材を担持した放射性物質吸着繊維基材から成る放射性物質吸着フィルタによって、汚染水中の放射性物質を吸着する吸着ステップと、
放射性物質を吸着した使用済みの前記フィルタを耐熱耐圧密閉容器に収容し、１００℃以上で加熱する加熱ステップと、
水熱分解後の前記容器に残存するガスおよび溶液をそれぞれ排出する排出ステップと、
水熱分解後の前記容器に残存する固体反応生成物を、低融点金属又は低融点合金の凝固反応を用いて固化させる固体反応生成物固化ステップ、
を備えたことを特徴とする放射性廃棄物処理方法。
【請求項１２】
前記加熱ステップは、１５０〜３５０℃で水熱分解させることを特徴とする請求項１１の放射性廃棄物処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射性物質吸着材を用いて、放射性物質を含む汚染水中の放射性物質を吸着し除去することによって発生する放射性廃棄物処理技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電所の事故のように、配管や圧力容器が破損した場合、例えば、ヨウ素１３１、セシウム１３４、セシウム１３７、ストロンチウム９８などの放射性物質を含有した原子炉冷却水が大量に漏出する可能性がある。これら放射性物質の内、セシウム１３７は半減期が３０年と長く、原子力発電所外に漏出した場合、長期間にわたって環境に悪影響を及ぼすこととなる。
【０００３】
このセシウム１３７を漏出した排水中から吸着除去するための放射性物質吸着材として、ゼオライトを担持した放射性物質回収シートが知られている（例えば、特許文献１を参照。）。
また、放射性物質吸着材として、プルシアンブルー類縁体を担持した親水性繊維基材からなるセシウム吸着材が知られている（例えば、特許文献２を参照。）。これは、繊維の内部にプルシアンブルー類縁体が固定化したものである。プルシアンブルーは一般に、水に不溶性の粉末物質であることから、かかるセシウム吸着材によれば、汚染水からセシウムを吸着して浄化することが可能である。
しかしながら、ゼオライトやプルシアンブルー類縁体は、放射性物質の吸着性能は高いものの、高レベルに汚染された吸着材には作業員が容易に近づくことができないため、廃棄処理が容易ではないという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−９９１４０号公報
【特許文献２】再表２０１３／２７６５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
かかる状況に鑑みて、本発明は、安全性が高く、処理効率性の高い、放射性廃棄物処理システムおよび処理方法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】
【０００６】
上記課題を解決すべく、本発明の放射性廃棄物処理システムは、放射性物質を含む汚染水を処理するシステムであって、耐熱耐圧密閉容器材を担持した放射性物質吸着繊維基材から成り、汚染水中の放射性物質を吸着する放射性物質吸着フィルタと、放射性物質を吸着した使用済みのフィルタを収容し、１００℃以上で加熱し得る耐熱耐圧密閉容器と、水熱分解後の容器に残存するガスおよび溶液をそれぞれ排出する排出手段と、水熱分解後の容器に残存する固体反応生成物を、低融点（ＬＭＰ：Low Melting Point）金属又は低融点合金の凝固反応を用いて固化させる固体反応生成物固化手段を備える。
上記構成とされることにより、放射性物質の廃棄処理を安全かつ効率的に行うことが可能となる。なお、本明細書において、放射性物質とは、主にセシウムを指しているが、これに限られるものではない。また、汚染水とは、放射性物質吸着フィルタによって浄化される前のものだけではなく、浄化処理後の放射性物質が低減した浄化水についても含む意味で用いている。低融点金属又は低融点合金とは、低融点を特徴とする金属あるいは合金であり、亜鉛、インジウム、ガリウム、スズ、ビスマス、鉛などを主成分とした合金である。
ここで、水熱分解とは、温度と圧力を調整して反応性を高めた水で、液体でも気体でもない状態にした超臨界水や、超臨界状態に近い亜臨界水が有する高い反応性によって、分解する処理である。
【０００７】
耐熱耐圧密閉容器内での使用済みのフィルタの水熱分解は、使用済みフィルタに汚染水が含浸した状態、又は、汚染水に使用済みフィルタが入った状態で、温度と圧力を調整して反応性を高めた超臨界状態の水によって行う。使用済みフィルタが水熱分解されることにより、放射性廃棄物の減容が可能となる。
耐熱耐圧密閉容器は、１００℃以上に加熱して使用済みのフィルタを加熱分解するものであり、例えば、温度と圧力を制御して４００℃や７００℃といった高温に加熱してもよいが、実用上の観点から、１５０〜３５０℃に加熱して超臨界水や亜臨界水が有する高い反応性を用いて、使用済みのフィルタを水熱分解する。加熱する際の温度が１５０℃未満であると、分解スピードが遅くなってしまう。また、３５０℃を超えると、放射性物質が溶液中に移行し濃縮しやすくなるからである。また消費エネルギーの節約の観点からも３５０℃以下であることが望ましい。元々、耐熱耐圧密閉容器による水熱分解は、焼却処理に比べて低温での分解が可能で熱効率が良いが、上記温度の範囲で水熱分解が行われることで、さらに熱効率性を高めることができる。加えて放射性物質の閉じ込めの観点からも有意である。
また、固体反応生成物固化手段においては、固体反応生成物について、例えば、Ｘ線回折（X-ray diffraction）やラマン分光法（Raman spectroscopy）による測定が行われた後、低融点合金により金属内部に閉じ込めて固化処理を行う。固化処理が施された金属塊は、低融点合金による遮蔽効果によって表面放射能が減少するため、放射線量の低減した放射性廃棄物とすることができる。なお、固体反応生成物固化手段には、固体反応生成物を排出する手段が設けられても構わない。
【０００８】
本発明の放射性廃棄物処理システムにおいて、耐熱耐圧密閉容器は、汚染水の流路の一部であり、流入口と流出口を閉じることにより、密閉容器となり得ることが好ましい。
耐熱耐圧密閉容器が、汚染水の流路の一部とされることにより、放射性物質吸着フィルタは耐熱耐圧密閉容器内に設置された状態で放射性物質の吸着を行うことが可能となる。これにより、放射性物質の吸着後に、使用済みのフィルタを別途、移動させることなく該耐熱耐圧密閉容器内で水熱分解を行うことが可能となり、安全かつ効率的な廃棄処理が可能となる。
耐熱耐圧密閉容器としては、オートクレーブであることが好ましい。ここで、オートクレーブとは、内部を高温高圧にすることのできる容器のことである。
【０００９】
本発明の放射性廃棄物処理システムにおいて、排出手段は、ガスおよび溶液の放射線量を計測し、放射線量が所定閾値以下の場合には外部に排出し、放射線量が所定閾値を超える場合には、放射性物質吸着フィルタとは異なる別の吸着フィルタを通過させて外部に排出することが好ましい。
具体的には、水熱分解によって発生したガスについては、ガスクロマトグラフィー（Gas chromatography）によって成分・放射線量を分析した結果、放射線量が所定閾値以下であり、さらなる処理が必要でないと判断された場合には、そのまま外部に排出される。これに対して、放射線量が所定閾値を超えており、さらなる処理が必要であると判断された場合には、放射性物質吸着フィルタとは異なる別の吸着フィルタによる吸着処理を行った後、外部に排出される。
【００１０】
また、水熱分解によって発生した溶液については、誘導結合プラズマ質量分析計（ICP-Mass Spectrometry）により成分・放射線量を分析した結果、放射線量が所定閾値以下であり、さらなる処理が必要でないと判断された場合には、そのまま外部に排出される。これに対して、放射線量が所定閾値を超えており、さらなる処理が必要であると判断された場合には、放射性物質吸着フィルタとは異なる別の吸着フィルタによる吸着処理を行った後、外部に排出される。なお、さらなる処理を行った結果、外部に排出することが不可能と判断されたものについては、放射線量を減衰させるべく、放射性廃棄物として貯蔵する必要がある。
【００１１】
本発明の放射性廃棄物処理システムにおいて、固体反応生成物固化手段における低融点合金は、インジウムとビスマスの合金、又は、インジウムと錫の合金であることが好ましい。上記低融点合金は、鉛を含まないため、より環境に配慮した放射性廃棄物とすることができる。
【００１２】
本発明の放射性廃棄物処理システムに用いられる放射性物質吸着材は、主にセシウムの吸着除去を行うプルシアンブルー類縁体、ゼオライト、ケイチタン酸塩の何れかであることが好ましい。これらのような放射性物質吸着性能の高い放射性物質吸着材が用いられることにより、効率的な放射性物質の吸着が可能となる。
【００１３】
本発明の放射性廃棄物処理システムに用いられる放射性物質吸着繊維基材は、不織布、織布または糸であることが好ましい。放射性物質吸着繊維基材が、不織布、織布または糸とされることにより、汚染水中の放射性物質が放射性物質吸着材に接触しやすくなり、効率的な放射性物質の吸着が可能となる。
【００１４】
本発明の放射性廃棄物処理システムに用いられる放射性物質吸着フィルタは、放射性物質吸着材を担持した帯状の放射性物質吸着繊維基材を用いて網目状に形成されたフィルタであってもよい。
【００１５】
本発明の放射性廃棄物処理システムに用いられる放射性物質吸着フィルタは、放射性物質吸着材を担持した帯状の放射性物質吸着繊維基材が、その一側面に略同一形状の波形から成る波形中芯部材が接着され、ロール状に巻回してなるフィルタであって、波形中芯部材の間隙を流路として、放射性物質を含んだ汚染水が流され、放射性物質吸着繊維基材に放射性物質を吸着させることによって汚染水を浄化し得ることでもよい。
【００１６】
本発明の放射性廃棄物処理システムに用いられる放射性物質吸着フィルタは、放射性物質吸着材を担持した帯状の放射性物質吸着繊維基材が、その一側面に略同一形状の波形から成る波形中芯部材が接着され、波形が交互に直交するように積層されたフィルタであって、波形中芯部材の間隙を流路として、放射性物質を含んだ汚染水が流され、放射性物質吸着繊維基材に放射性物質を吸着させることによって汚染水を浄化し得ることでもよい。
このように、本発明の放射性廃棄物処理システムは、多様な放射性物質吸着フィルタを用いることが可能であり、汎用性の高いシステムであるといえる。
【００１７】
波形中芯部材は、放射性物質吸着材を担持した帯状の放射性物質吸着繊維基材から成ることが好ましい。波形中芯部材が、放射性物質吸着繊維基材と同様の材質で構成されることにより、放射性物質を効率的に吸着することが可能となる。また、水熱分解における温度管理が容易となる。
【００１８】
本発明の放射性廃棄物処理方法は、放射性物質を含む汚染水を処理する方法であって、下記１）〜４）のステップを備える。
１）放射性物質吸着材を担持した放射性物質吸着繊維基材から成る放射性物質吸着フィルタによって、汚染水中の放射性物質を吸着する吸着ステップ
２）放射性物質を吸着した使用済みのフィルタを耐熱耐圧密閉容器に収容し、１００℃以上で加熱する加熱ステップ
３）水熱分解後の容器に残存するガスおよび溶液をそれぞれ排出する排出ステップ
４）水熱分解後の容器に残存する固体反応生成物を、低融点金属又は低融点合金の凝固反応を用いて固化させる固体反応生成物固化ステップ
【００１９】
本発明の放射性廃棄物処理方法における加熱ステップは、１５０〜３５０℃で加熱分解させることが好ましい。
耐熱耐圧密閉容器は、１５０〜３５０℃に加熱して使用済みのフィルタを加熱分解することが好ましい。分解スピード、熱効率性、放射性物質の固体反応生成物内への閉じ込め性から上記温度の範囲で水熱分解を行う。ただし、３５０℃を超えた条件下で水熱分解させることも可能であり、７００℃を超えた超臨界条件下で水熱分解させてもよい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の放射性廃棄物処理システム及び処理方法によれば、安全かつ効率的に放射性物質吸着フィルタを廃棄処理できるといった効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施例１の放射性廃棄物処理システムの概略構成図
【図２】実施例１の放射性廃棄物処理方法のフロー図
【図３】汚染水のイメージ図
【図４】実施例１の放射性物質吸着イメージ図
【図５】実施例１の使用済みフィルタの水熱分解イメージ図
【図６】水熱分解後のイメージ図
【図７】実施例２の放射性物質吸着フィルタであり、（１）は放射性物質吸着繊維基材が網目状のもの、（２）は放射性物質吸着繊維基材がロール状に巻回されたもの、（３）は放射性物質吸着繊維基材が積層されたものを示している。
【図８】実施例２の放射性物質吸着フィルタの取付けイメージ図
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態の一例を、図面を参照しながら詳細に説明していく。なお、本発明の範囲は、以下の実施例や図示例に限定されるものではなく、幾多の変更及び変形が可能である。
【実施例１】
【００２３】
図１は、実施例１の放射性廃棄物処理システムの概略構成図を示している。図１に示すように、放射性廃棄物処理システム１は、放射性物質吸着フィルタ２、耐熱耐圧密閉容器３、固体反応生成物固化手段４、ガス排出手段５、溶液排出手段６及び固体反応生成物排出手段７から成る。放射性物質吸着フィルタ２は、耐熱耐圧密閉容器３内に設置され、使用される。耐熱耐圧密閉容器３には、ガス排出手段５及び溶液排出手段６が設けられ、使用済みのフィルタを水熱分解した際に発生するガスや溶液を排出することが可能な構成となっている。また、耐熱耐圧密閉容器３には、固体反応生成物固化手段４及び固体反応生成物排出手段７が設けられ、固体反応生成物排出手段７より排出された固体反応生成物が固体反応生成物固化手段４により固化される構造である。
なお、上記構成とは異なり、固体反応生成物固化手段４により固化処理が行われた後に、固化物を排出する構成であってもよい。
【００２４】
図２は、実施例１の放射性廃棄物処理方法のフロー図を示している。図２に示すように、まず、浄化枡に放射性物質吸着フィルタを取付ける（Ｓ０１）。放射性物質吸着フィルタにより、汚染水中の放射性物質を吸着する（Ｓ０２）。放射性物質吸着フィルタが充分な放射性物質を吸着して交換が必要になると、オートクレーブによって使用済み吸着フィルタの水熱分解を行う（Ｓ０３）。固体反応生成物については、オートクレーブから取出して（Ｓ０４）、低融点合金により固化処理をおこなう（Ｓ０５）。オートクレーブによる水熱分解の際に発生したガスや液体物については、成分・放射線量の測定により処理が必要であるかどうかを判断し（Ｓ０６）、処理が必要でない場合には外部に排出する（Ｓ０７）。また、処理が必要である場合には、必要な処理を行い（Ｓ０８）、処理を行った上で外部に排出する（Ｓ０９）。
【００２５】
図３は、汚染水のイメージ図を示している。図３に示すように、容器１２の中には、汚染水１０が入れられており、汚染水１０には放射性物質１１が含まれている。このように、放射性物質１１で汚染された汚染水１０を以下のシステムによって浄化する。
【００２６】
図４は、実施例１の放射性物質吸着イメージ図を示している。図４に示すように、浄化枡８の中には、放射性物質吸着フィルタ２０が設置されている。汚染水１０は、取水口１３から浄化枡８に流れ込み、予め設置された放射性物質吸着フィルタ２０によって浄化され、排水口１４へと流れ出る構造である。放射性物質吸着フィルタ２０は、プルシアンブルーが放射性物質吸着材として用いられ、不織布である放射性物質吸着基材が編み込まれた形状となっている。図４に示すように、汚染水１０中の放射性物質１１は、放射性物質吸着フィルタ７０によって吸着されている。
【００２７】
図５は、実施例１の使用済みフィルタの水熱分解イメージ図を示している。図５に示すように、耐熱耐圧密閉容器３としてオートクレーブ３０が用いられている。オートクレーブ３０には、バルブ（１５ａ，１５ｂ）が設けられている。オートクレーブ３０は、内部を高温高圧にすることのできる容器である。
放射性物質吸着フィルタ２０は、オートクレーブ３０内に設置されている。放射性物質吸着フィルタ２０は、使用するに従って吸着性能が次第に落ちてくるため、適宜、放射性物質吸着フィルタ２０を交換する必要がある。しかしながら、放射性物質吸着フィルタ２０をそのまま取出して廃棄するのでは、廃棄物が大量に発生してしまい、その後の処理を困難にする。そこで、オートクレーブ３０を用いて、使用済みの放射性物質吸着フィルタ２０を水熱分解することにより、使用済みの放射性物質吸着フィルタ２０を減容することが可能となっている。
【００２８】
オートクレーブ３０により水熱分解を行う場合には、取水口１３に設けられたバルブ１５ａと、排水口１４に設けられたバルブ１５ｂを閉じて、オートクレーブ３０の内部を密閉する。水熱分解を行う際の温度は１５０〜３５０℃である。オートクレーブ３０の内部には、放射性物質１１を吸着した使用済みの放射性物質吸着フィルタ２０だけではなく、汚染水１０も残存しており、かかる状態のまま、オートクレーブ３０により、水熱分解を行うことが可能であるが、汚染水１０を必要に応じて、一定量排出した後、水熱分解を行ってもよい。
なお、説明の都合上、図４においては、浄化枡８内に設置された放射性物質吸着フィルタ２０による放射性物質吸着イメージを示し、図５においては、オートクレーブ３０による使用済みフィルタの水熱分解イメージを示しているが、実際は、オートクレーブ３０は浄化枡８内に一体化する形で設置されており、放射性物質吸着フィルタ２０による汚染水１０の浄化の後、使用済みの放射性物質吸着フィルタ２０を浄化枡８から取出すことなく、オートクレーブ３０によって水熱分解を行うことが可能な構造となっている。
【００２９】
図６は、水熱分解後のイメージ図を示している。図６に示すように、オートクレーブ３０による水熱分解により、図５で示した使用済みの放射性物質吸着フィルタ２０は固体反応生成物１６となっている。水熱分解において発生したガス（図示せず）は、ガス排出手段５によって排出される構造である。また、水熱分解において発生した液体物１７は、溶液排出手段６によって排出される構造となっている。
固体反応生成物１６は、固体反応生成物排出手段７によって、オートクレーブ３０から取出され、図示しないが、図１で示した固体反応生成物固化手段４によって固化される。固体反応生成物固化手段４においては、固体反応生成物１６は、図示しないが、Ｘ線回折やラマン分光法による測定が行われた後、インジウムとビスマス、又は、インジウムと錫から成る低融点合金が流し込まれ、固化される。これにより、低融点合金の内部に固体反応生成物１６が閉じ込められた金属塊が形成され、放射線量が低減した放射性廃棄物として管理することが可能となる。
【００３０】
水熱分解において発生したガスについては、図示しないが、ガスクロマトグラフィーによって成分・放射線量が測定され、外部に排出しても問題のないレベルであれば、ガス排出手段５により、そのまま外部に排出される。測定の結果、処理が必要であると判断された場合には、必要な処理が行われる。
水熱分解において発生した液体物１７についても、図示しないが、誘導結合プラズマ質量分析計により成分・放射線量が測定され、外部に排出しても問題のないレベルであれば、溶液排出手段６により、そのまま外部に排出される。測定の結果、処理が必要であると判断された場合には、必要な処理が行われた後、外部に排出される。
【実施例２】
【００３１】
図７は、実施例２の放射性物質吸着フィルタであり、（１）は放射性物質吸着繊維基材が網目状のもの、（２）は放射性物質吸着繊維基材がロール状に巻回されたもの、（３）は放射性物質吸着繊維基材が積層されたものを示している。
【００３２】
図７（１）に示すように、放射性物質吸着フィルタ２１は、吸着布ネット２１ａ、フロート部材２１ｂ及びウェイト部材２１ｃから成る。吸着布ネット２１ａの上下左右の端部には、それぞれ複数のリング状の連結部材２１ｄが設けられており、吸着布ネット２１ａとフロート部材２１ｂは連結部材２１ｄを介して連結されている。同様に、吸着布ネット２１ａとウェイト部材２１ｃも連結部材２１ｄを介して連結されている。なお、吸着布ネット２１ａの左右の端部に設けられた連結部材２１ｄは、ここでは何らの部材とも連結されていないが、必要に応じて、他のネット等と連結させることができる構造となっている。
フロート部材２１ｂ及びウェイト部材２１ｃが設けられていることにより、放射性物質吸着フィルタ２１は、浄化枡に沈めると吸着布ネット２１ａが縦に広がった状態で一定程度沈み、浮遊するため、水中の放射性物質を効果的に吸着することが可能となっている。
吸着布ネット２１ａ、フロート部材２１ｂ、ウェイト部材２１ｃ及び連結部材２１ｄは、何れも１５０〜３５０℃の温度で水熱分解することが可能な素材で形成されており、図５又は図６において示したオートクレーブ３０によって水熱分解することが可能である。
【００３３】
図７（２）に示すように、放射性物質吸着フィルタ２２は、放射性物質吸着布２２ａ及び波形中芯部材２２ｂから成る。具体的には、放射性物質吸着布２２ａの片面に設けられた波形中芯部材２２ｂを外側にして、ロール状に丸めたものである。ロール状にする方法としては、図７（２）に示すような波形が外側に向く外巻きだけではなく、波形中芯部材２２ｂが設けられた面を内側にする内巻きのいずれの方法も利用可能である。
放射性物質吸着フィルタ２２には、多数の間隙２２ｃが設けられているため、間隙２２ｃを流れる汚染水が放射性物質吸着フィルタ２２に触れやすい構造となっており、大量の汚染水を効率的に処理することができる。
また、放射性物質吸着布２２ａ及び波形中芯部材２２ｂは、何れも放射性物質吸着材を担持した放射性物質吸着繊維基材から成り、しかも１５０〜３５０℃の温度で水熱分解することが可能な素材で形成されているため、図５又は図６において示したオートクレーブ３０によって水熱分解することが可能である。
【００３４】
図７（３）に示すように、放射性物質吸着フィルタ２３は、放射性物質吸着布２３ａ及び波形中芯部材２３ｂから成る。具体的には、放射性物質吸着布２３ａの片面に波形中芯部材２３ｂが設けられたものが、波形中芯部材２３ｂの波形が交互に直交するように積層される。
放射性物質吸着フィルタ２３には、多数の間隙２３ｃが設けられているため、間隙２３ｃを流れる汚染水が放射性物質吸着フィルタ２３に触れやすい構造となっており、大量の汚染水を効果的に処理することができる。
放射性物質吸着フィルタ２３は、略立方体形状を呈しているが、必要に応じて、長さや幅を変えて成形してもよい。また、ここでは、波形が交互に直交するように積層されているが、必ずしも１枚毎に積層する方向を変える必要はなく、例えば、２枚毎に積層する方向を変えるといった構成でもよい。
放射性物質吸着布２３ａ及び波形中芯部材２３ｂは、何れも放射性物質吸着材を担持した放射性物質吸着繊維基材から成り、しかも１５０〜３５０℃の温度で水熱分解することが可能な素材で形成されているため、図５又は図６において示したオートクレーブ３０によって水熱分解することが可能である。
以上のように、本発明の放射性廃棄物処理システムにおいては、多様な放射性物質吸着フィルタ（２１〜２３）を用いることが可能であり、汎用性の高いシステムであるといえる。
【００３５】
図８は、実施例２の放射性物質吸着フィルタの取付けイメージ図を示している。図８に示すように、放射性廃棄物処理システム１において、浄化枡８には、図７（２）で示した放射性物質吸着フィルタ２２が取付けられている。具体的には、図８に示すように、放射性物質吸着フィルタ２２がネット状容器１９の中に入れられ、放射性物質吸着装置１８として浄化枡８に設置されている。浄化枡８は、取水口１３から汚染水１０が流入し、放射性物質吸着装置１８によって浄化され、浄化後の汚染水１０が排出口１４へと流れ出る構造である。
【００３６】
放射性物質吸着装置１８を浄化枡８に設置する際には、蓋部９を取り外し、浄化枡８の中に放射性物質吸着装置１８を沈めて行う。ネット状容器１８は軟質の素材で形成されているため、変形が容易であり、浄化枡８の形状に合わせて、設置することが可能である。また、図８に示すように、放射性物質吸着装置１８を２つ重ねて設置することも可能である。なお、浄化枡８の形状等によっては、３つ以上設置することも可能である。
なお、ネット状容器１８は１５０〜３５０℃の温度で水熱分解することが可能な素材で形成されているため、図５又は図６において示したオートクレーブ３０によって水熱分解することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明は、放射性廃棄物を処理するシステム又は方法として有用である。
【符号の説明】
【００３８】
１  放射性廃棄物処理システム
２，２０〜２３  放射性物質吸着フィルタ
３  耐熱耐圧密閉容器
４  固体反応生成物固化手段
５  ガス排出手段
６  溶液排出手段
７  固体反応生成物排出手段
８  浄化枡
９  蓋部
１０  汚染水
１１  放射性物質
１２  容器
１３  取水口
１４  排水口
１５ａ，１５ｂ  バルブ
１６  固体反応生成物
１７  液体物
１８  放射性物質吸着装置
１９  ネット状容器
２１ａ  吸着布ネット
２１ｂ  フロート部材
２１ｃ  ウェイト部材
２１ｄ  連結部材
２２ａ，２３ａ  放射性物質吸着布
２２ｂ，２３ｂ  波形中芯部材
２２ｃ，２３ｃ  間隙
３０  オートクレーブ
【図１】
2019082343.tif 000003
【図２】
2019082343.tif 000004
【図３】
2019082343.tif 000005
【図４】
2019082343.tif 000006
【図５】
2019082343.tif 000007
【図６】
2019082343.tif 000008
【図７】
2019082343.tif 000009
【図８】
2019082343.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成31年3月6日(2019.3.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射性物質を含む汚染水を処理するシステムであって、
放射性物質吸着材を担持した放射性物質吸着繊維基材から成り、汚染水中の放射性物質を吸着する放射性物質吸着フィルタと、
放射性物質を吸着した使用済みの前記フィルタを収容し、１００℃以上で加熱し得る耐熱耐圧密閉容器と、
水熱分解後の前記容器に残存するガスおよび溶液をそれぞれ排出する排出手段と、
水熱分解後の前記容器に残存する固体反応生成物を、亜鉛、インジウム、ガリウム、スズ、ビスマス、鉛から選択される金属又は合金の凝固反応を用いて固化させる固体反応生成物固化手段、
を備えた放射性廃棄物処理システム。
【請求項２】
前記耐熱耐圧密閉容器は、汚染水の流路の一部であり、流入口と流出口を閉じることにより、密閉容器となり得ることを特徴とする請求項１に記載の放射性廃棄物処理システム。
【請求項３】
前記排出手段は、
前記ガスおよび前記溶液の放射線量を計測し、
放射線量が所定閾値以下の場合には外部に排出し、
放射線量が所定閾値を超える場合には、前記放射性物質吸着フィルタとは異なる別の吸着フィルタを通過させて外部に排出する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の放射性廃棄物処理システム。
【請求項４】
前記固体反応生成物固化手段における合金は、インジウムとビスマスの合金、又は、インジウムと錫の合金であることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の放射性廃棄物処理システム。
【請求項５】
前記放射性物質吸着材は、主にセシウムの吸着除去を行うプルシアンブルー類縁体、ゼオライト、ケイチタン酸塩の何れかであることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の放射性廃棄物処理システム。
【請求項６】
前記放射性物質吸着繊維基材は、不織布、織布または糸であることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の放射性廃棄物処理システム。
【請求項７】
前記放射性物質吸着フィルタは、前記放射性物質吸着材を担持した帯状の前記放射性物質吸着繊維基材を用いて網目状に形成されたフィルタであることを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の放射性廃棄物処理システム。
【請求項８】
前記放射性物質吸着フィルタは、前記放射性物質吸着材を担持した帯状の前記放射性物質吸着繊維基材が、その一側面に同一形状の波形から成る波形中芯部材が接着され、ロール状に巻回してなるフィルタであって、
前記波形中芯部材の間隙を流路として、放射性物質を含んだ汚染水が流され、前記放射性物質吸着繊維基材に放射性物質を吸着させることによって汚染水を浄化し得ることを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の放射性廃棄物処理システム。
【請求項９】
前記放射性物質吸着フィルタは、前記放射性物質吸着材を担持した帯状の前記放射性物質吸着繊維基材が、その一側面に同一形状の波形から成る波形中芯部材が接着され、波形が交互に直交するように積層されたフィルタであって、
前記波形中芯部材の間隙を流路として、放射性物質を含んだ汚染水が流され、前記放射性物質吸着繊維基材に放射性物質を吸着させることによって汚染水を浄化し得ることを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の放射性廃棄物処理システム。
【請求項１０】
前記波形中芯部材は、放射性物質吸着材を担持した帯状の放射性物質吸着繊維基材から成ることを特徴とする請求項８又は９に記載の放射性廃棄物処理システム。
【請求項１１】
放射性物質を含む汚染水を処理する方法であって、
放射性物質吸着材を担持した放射性物質吸着繊維基材から成る放射性物質吸着フィルタによって、汚染水中の放射性物質を吸着する吸着ステップと、
放射性物質を吸着した使用済みの前記フィルタを耐熱耐圧密閉容器に収容し、１００℃以上で加熱する加熱ステップと、
水熱分解後の前記容器に残存するガスおよび溶液をそれぞれ排出する排出ステップと、
水熱分解後の前記容器に残存する固体反応生成物を、亜鉛、インジウム、ガリウム、スズ、ビスマス、鉛から選択される金属又は合金の凝固反応を用いて固化させる固体反応生成物固化ステップ、
を備えたことを特徴とする放射性廃棄物処理方法。
【請求項１２】
前記加熱ステップは、１５０〜３５０℃で水熱分解させることを特徴とする請求項１１の放射性廃棄物処理方法。