(57)【要約】【課題】吸着剤部の目詰まりによる排水機能の低減を防止し、降雨量の大きな変動にも対応できる放射線汚染雨水の除染方法及び除染装置を提供する。【解決手段】放射性核種除去材３ａが充填されてなるカートリッジ容器５と、カートリッジ容器５を囲包する短管８と、短管８を雨樋に取り付けるフランジ８ａと、を有する雨樋に取り付けて使用する除染装置。【選択図】図３
2019032322.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射性核種除去材が充填されてなるカートリッジ容器と、当該カートリッジ容器を囲包する短管と、当該短管を雨樋に取り付けるフランジと、を有する雨樋に取り付けて使用する除染装置。
【請求項２】
前記カートリッジ容器と前記短管と前記フランジとの組合せを複数組備え、各短管と雨樋との間に設けられている水平方向配管と、水平方向配管から各短管に排水を分流する分岐管と、各分岐管と各短管との間に設けられている接続部と、各短管を各接続部に水密状態に取り付けるフランジ連結部と、を有する、請求項１に記載の雨樋に取り付けて使用する除染装置。
【請求項３】
前記カートリッジ容器と前記短管と前記フランジとの組合せを複数組備え、各短管と雨樋との間に設けられている複数の水平方向配管と、複数の水平方向配管と接続されている複数の円環配管と、円環配管から各短管に排水を分流する分岐管と、各分岐管と各短管との間に設けられている接続部と、各短管を各接続部に水密状態に取り付けるフランジ連結部と、を有する、請求項１に記載の雨樋に取り付けて使用する除染装置。
【請求項４】
前記カートリッジ容器と前記短管と前記フランジとの組合せを複数組備え、複数の短管を水平方向に直列に接続してなる段と、各段をＵ字管で連結してなる長尺形状を有する、請求項１に記載の雨樋に取り付けて使用する除染装置。
【請求項５】
前記カートリッジ容器は、ガスケットと一体に形成されており前記フランジに取り付けられる第１容器と、当該第１容器内に設けられており前記放射性核種除去材が充填されている第２容器と、を含む、請求項１〜４のいずれか１に記載の除染装置。
【請求項６】
前記短管内に複数の前記カートリッジ容器が設けられている、請求項１〜５のいずれか１に記載の除染装置。
【請求項７】
前記短管の断面積は、雨樋の断面積と等しいか又は拡幅されている、請求項１〜６のいずれか１に記載の除染装置。
【請求項８】
固液分離装置、請求項１〜７のいずれか１に記載の除染装置、及びサイフォン管を含む第一流路と、鉛直に設けられている第二流路と、当該第一流路と当該第二流路との切替弁と、を含む雨樋。
【請求項９】
請求項８に記載の雨樋を用いる除染方法であって、
定常時には、排水を前記第一流路へ導入し、前記固液分離装置にて排水中の固形物を除去し、次いで前記除染装置にて放射性核種を除去し、
豪雨時には、前記切替弁により、前記第一流路から前記第二流路へ流路を切り換える除染方法。
【請求項１０】
固液分離装置、請求項１〜７のいずれか１に記載の除染装置、及びサイフォン管を含む第一流路と、当該流路からの越流水を流下させる第二流路と、を含む、雨樋。
【請求項１１】
請求項１０に記載の雨樋を用いる除染方法であって、
定常時には、排水を前記第一流路へ導入し、前記固液分離装置にて排水中の固形物を除去し、次いで前記除染装置にて放射性核種を除去し、
豪雨時には、前記第二流路を介して前記第一流路からの越流水を流下させる除染方法。
【請求項１２】
固液分離装置、請求項２又は３に記載の除染装置、及び水封管を含む第一流路と、建屋壁面に沿って鉛直に設けられている第二流路と、当該第一流路と当該第二流路との切替弁と、を含み、
前記水平方向配管は前記第一流路に接続されており、前記水封管は前記第一流路と前記水平方向配管との接続部より上方の位置で前記第一流路と接続されている雨水配管。
【請求項１３】
前記水封管には、管内が負圧になることを防止する機構が設けられている請求項１２に記載の雨水配管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射性物質に汚染された建屋屋上への降水及び降雪からの排水に溶け込んだ放射性物質を除染する方法及び装置に関し、特に、建屋屋上から排水溝へ重力により汚染排水が流入する途中の雨樋に放射性物質吸着剤充填部を設け、放射性物質が排水溝を経由して外部に漏洩することを防止する、放射性汚染水の除染方法及び除染装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
福島第一原子力発電所で発生した事故により、放射性セシウムや放射性ストロンチウムを含む放射性廃液が大量に発生している。この放射性廃液には、原子炉圧力容器や格納容器、使用済み燃料プールの冷却のために注水されることにより発生する汚染水や、トレンチ内に滞留しているトレンチ水、原子炉建屋周辺のサブドレンと呼ばれる井戸より汲み上げられるサブドレン水、地下水、海水などがある（以下、「放射性廃液」と称す。）。これらの放射性廃液は、サリーやアルプスなどと呼ばれる処理設備にて放射性物質が除去され、処理された水はタンクに回収されている。
【０００３】
放射性物質のうち、放射性セシウムや放射性ストロンチウムを選択的に吸着・除去可能な物質として、紺青等のフェロシアン化合物や、天然ゼオライトの一種であるモルデナイト、合成Ａ型ゼオライト、合成Ｘ型ゼオライト、アルミノケイ酸塩、ＣＳＴと呼ばれる結晶性シリコチタネートなどがある。たとえばサリーと呼ばれるセシウム処理装置では、アルミノケイ酸塩であるＵＯＰ社製のＩＥ９６とＣＳＴであるＵＯＰ社製のＩＥ９１１が使用され、放射性セシウムが除去されており、アルプスと呼ばれる多核種除去装置では、チタン酸塩である吸着剤が使用され、放射性ストロンチウムが除去されている。
【０００４】
一方、福島第一原子力発電プラント内に降った雨水には、少なからず放射性セシウムや放射性ストロンチウムなどの放射性物質が含まれている。これら放射性物質が直接港湾水へ流出しないよう、排水路に流れ込む雨水に対して、シート状のゼオライトシートを排水溝に設置する対策が取られている（非特許文献１）。
【０００５】
サリーやアルプスは、タンクに貯留した汚染水や建屋内に滞留している汚染水をくみ上げ、所定の大きさの吸着剤を充填した吸着塔に、汚染水を通水することにより放射性物質を除去している。この処理方法は固定した吸着塔を使用しているため、貯留または滞留している汚染水の処理には有効であるが、降雨により福島第一原子力発電所に不特定に発生する雨水由来の汚染水処理には不適である。
【０００６】
福島第一原子力発電所では、雨水による汚染水を環境系に漏洩させないよう、敷地内に堰を設け漏洩防止、ＲＯ膜を使用した水処理装置で雨水による汚染水中から放射性物質を除去するなど、様々な対策がなされているが、建屋屋上に降った雨水に対しての対策は取られていないのが現状である。また、雨水を処理する設備を設置することも考えられるが、降水量は晴天時のゼロから、ゲリラ豪雨と呼ばれるような数１０ｍｍ／ｈまで大きく変動することから、これに対応する設備を設けることは不経済である。
【０００７】
このため、建屋屋上に降った雨水中に含まれる放射性物質を、新たな大型の設備を設けることなく、速やかに放射性物質を除去し、放射性物質を福島第一原子力発電所外の環境系に漏洩させない処理方法及び処理装置が望まれている。
【０００８】
一般家庭用ではあるが、雨樋に放射性物質吸着剤を取り外し可能に取り付けて、屋根からの洗浄排水や雨水中の放射性物質を捕集する捕集除去具が提案されている（特許文献１
〜３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】実用新案登録第3177123号公報
【特許文献２】実用新案登録第3175097号公報
【特許文献３】実用新案登録第3189912号公報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】東京電力報道資料2016年11月21日（第36回）［資料２］廃炉・汚染水対策現地調整会議  至近課題の進捗管理表、P98構内排水路の対策の進捗状況についてhttp://www.tepco.co.jp/decommision/planaction/roadmap/index-j.html
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
雨樋中の排水は、水道配管などの通常の水配管と違い、満水状態で流れるのではなく、多くの場合、気液の二相が混在する形で流れている。小雨時には、雨樋内壁面に沿って排水されるため雨樋内部中心にある吸着剤部は放射性物質の除去に寄与できない。一方、大雨時には、気液が乱流状態で排水されるため、気体が通過する吸着剤部は放射性物質の除去に寄与できない。このため、放射性物質を効率よく除去するためには、排水を吸着剤部全体に分散させ、接触させるために、吸着剤部に流入する前に排水を整流させる必要があった。
【００１２】
雨樋中の排水には、放射性物質以外に塵芥や落葉などが混入している。このため、排水が吸着剤部を通過する際に塵芥や落葉などが捕捉され、吸着剤部が目詰まりし、排水がスムーズに行なわれず、本来の排水機能が損なわれる恐れがある。このため、吸着剤部が目詰まりを起こさない構造、または、仮に吸着剤部が目詰まりを起こしたとしても、排水機能が損なわれない、若しくは速やかに検知できる構造とする必要がある。
【００１３】
本発明の目的は、建屋屋上から排水溝へ雨樋を経由して流入する汚染廃液を除染する方法及び装置であって、吸着剤部の目詰まりによる排水機能の低減を防止し、降雨量の大きな変動にも対応できる放射線汚染雨水の除染方法及び除染装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の実施態様は以下のとおりである。
［１］放射性核種除去材が充填されてなるカートリッジ容器と、当該カートリッジ容器を囲包する短管と、当該短管を雨樋に取り付けるフランジと、を有する雨樋に取り付けて使用する除染装置。
［２］前記カートリッジ容器と前記短管と前記フランジとの組合せを複数組備え、各短管と雨樋との間に設けられている水平方向配管と、水平方向配管から各短管に排水を分流する分岐管と、各分岐管と各短管との間に設けられている接続部と、各短管を各接続部に水密状態に取り付けるフランジ連結部と、を有する、［１］に記載の雨樋に取り付けて使用する除染装置。
［３］前記カートリッジ容器と前記短管と前記フランジとの組合せを複数組備え、各短管と雨樋との間に設けられている複数の水平方向配管と、複数の水平方向配管と接続されている複数の円環配管と、円環配管から各短管に排水を分流する分岐管と、各分岐管と各短管との間に設けられている接続部と、各短管を各接続部に水密状態に取り付けるフランジ連結部と、を有する、［１］に記載の雨樋に取り付けて使用する除染装置。
［４］前記カートリッジ容器と前記短管と前記フランジとの組合せを複数組備え、複数の短管を水平方向に直列に接続してなる段と、各段をＵ字管で連結してなる長尺形状を有す
る、［１］に記載の雨樋に取り付けて使用する除染装置。
［５］前記カートリッジ容器は、ガスケットと一体に形成されており前記フランジに取り付けられる第１容器と、当該第１容器内に設けられており前記放射性核種除去材が充填されている第２容器と、を含む、［１］〜［４］のいずれか１に記載の除染装置。
［６］前記短管内に複数の前記カートリッジ容器が設けられている、［１］〜［５］のいずれか１に記載の除染装置。
［７］前記短管の断面積は、雨樋の断面積と等しいか又は拡幅されている、［１］〜［６］のいずれか１に記載の除染装置。
［８］固液分離装置、［１］〜［７］のいずれか１に記載の除染装置、及びサイフォン管を含む第一流路と、鉛直に設けられている第二流路と、当該第一流路と当該第二流路との切替弁と、を含む雨樋。
［９］前記［８］に記載の雨樋を用いる除染方法であって、
定常時には、排水を前記第一流路へ導入し、前記固液分離装置にて排水中の固形物を除去し、次いで前記除染装置にて放射性核種を除去し、
豪雨時には、前記切替弁により、前記第一流路から前記第二流路へ流路を切り換える除染方法。
［１０］固液分離装置、［１］〜［７］のいずれか１に記載の除染装置、及びサイフォン管を含む第一流路と、当該流路からの越流水を流下させる第二流路と、を含む、雨樋。
［１１］前記［１０］に記載の雨樋を用いる除染方法であって、
定常時には、排水を前記第一流路へ導入し、前記固液分離装置にて排水中の固形物を除去し、次いで前記除染装置にて放射性核種を除去し、
豪雨時には、前記第二流路を介して前記第一流路からの越流水を流下させる除染方法。
［１２］固液分離装置、前記［２］又は［３］に記載の除染装置、及び水封管を含む第一流路と、建屋壁面に沿って鉛直に設けられている第二流路と、当該第一流路と当該第二流路との切替弁と、を含み、前記水平方向配管は前記第一流路に接続されており、前記水封管は前記第一流路と前記水平方向配管との接続部より上方の位置で前記第一流路と接続されている雨水配管。
［１３］前記水封管には、管内が負圧になることを防止する機構が設けられている前記［１２］に記載の雨水配管。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の除染装置及び除染方法は、大型の除染設備を必要とせずに、吸着材の目詰まりによる排水機能の低減を防止し、降雨量の大きな変動にも対応でき、建屋屋上から排水溝へ雨樋を経由して流入する汚染廃液を除染することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】一般的な建屋屋上からの排水を流す雨樋に本発明を適用した実施形態の全体説明図。
【図２】原子力発電施設内の建屋屋上からの排水を流す雨樋に本発明を適用した実施形態の全体説明図。
【図３】本発明の除染装置の第一実施形態を示す概略説明図。
【図４】本発明の除染装置の第二実施形態を示す概略説明図。
【図５】本発明の除染装置の第三実施形態を示す概略説明図。
【図６】本発明の除染装置の第四実施形態の上面図。
【図７】図６のＡ−Ａ’線断面図。
【図８】本発明の除染装置の第五実施形態の上面図。
【図９】図８のＡ−Ａ’線断面図。
【図１０】本発明の除染装置の第六実施形態の上面図。
【図１１】図１０のＡ−Ａ’線断面図。
【図１２】本発明の除染装置の第七実施形態の断面図。
【図１３】本発明の除染装置を組み込んだ雨樋の構成例１を示す概略説明図。
【図１４】図１３のＡ矢視図。
【図１５】本発明の除染装置を組み込んだ雨樋の構成例２を示す概略説明図。
【図１６】本発明の除染装置を組み込んだ雨水配管の構成例３を示す概略説明図。
【図１７】図１６のA矢視図。
【図１８】図１６のB矢視図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
添付図面を参照しながら本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
図１は、一般的な家屋の屋根からの排水を流す雨樋に本発明を適用した実施形態の全体説明図であり、図２は、原子力発電施設内の建屋屋上からの排水を流す雨樋に本発明を適用した実施形態の全体説明図である。一般的な家屋の場合には、屋根１からの排水を雨樋２に直接集水して、重力落下させて雨水排出路４に導入する。原子力発電施設内では、平坦な建屋屋上１１の複数箇所に雨水の集水部１６を設け、集水部１６からの配管及び雨樋２を建屋内部に設け、建屋地下に設けられている集水桝１５から外部へ排水している。いずれの場合も、本発明の除染装置３は、屋根１又は１１からの排水が外部へ排出される前に排水を除染するために、雨樋２の途中に設けられている。
［第一実施形態］
図３は、本発明の除染装置の第一実施形態を示す概略説明図である。図３において、除染装置３は、雨樋２の上部２ａ及び下部２ｂの間に設けられている。雨樋２の上部２ａの下端及び下部２ｂの上端にはそれぞれ、除染装置３を締結するためのフランジ６ａが形成されている。除染装置３は、放射性核種除去材３ａが充填されてなるカートリッジ容器５と、カートリッジ容器５を囲包する短管８と、短管８を雨樋２に取り付ける短管８の上下端の各フランジ８ａと、を有する。雨樋の上下端のフランジ６ａと除染装置３の上下端のフランジ８ａとの間にはガスケット９が取り付けられ、気密及び水密状態を担保している。雨樋２及び除染装置３の上下端のフランジ６ａ及び８ａはボルト・ナット７で締結されている。
【００１８】
カートリッジ容器５は、脱着可能に短管８内に保持される。カートリッジ容器５は、上面５ａ及び底面５ｂが通水可能であり、側面５ｃが遮水可能となるように構成された容器であり、容器内に放射性核種除去材３ａを充填してなる。カートリッジ容器５の上面５ａ及び底面５ｂは、放射性核種除去材３ａを保持できる口径を有する樹脂製又は金属製のネット、メッシュ、あるいは不織布などで形成することができ、側面５ｃは樹脂製又は金属製の無孔壁面とする。カートリッジ容器５を形成する材質としては炭化水素系樹脂製が特に好ましい。β線は金属板などで遮蔽することができるが、遮蔽物と接触する際に制動放射線が放出される。制動放射線の発生量は、接触する遮蔽物を構成する元素の原子番号の二乗に比例するため、原子番号が小さい元素を用いることが好ましく、アクリル樹脂、及びポリエチレンなどの炭化水素系樹脂を用いることで制動放射線の発生量を低減することができる。
【００１９】
カートリッジ容器５に充填する放射性核種除去材３ａは、除染すべき放射性核種に応じて適宜選択することができる。
カートリッジ容器５は、雨樋２内を流下する排水の全量を通過させるように、雨樋２の断面積とほぼ等しい断面積を有する。
［第二実施形態］
図４は、本発明の除染装置の第二実施形態を示す概略説明図である。図４に示すカートリッジ容器５は、図３に示すボルト・ナット７の代わりに、クランプ７ａを用いて雨樋２及び短管８の上下端のフランジ６ａ及び８ａを締結する点を除いて図３と同様であり、説明を省略する。
［第三実施形態］
図５は、本発明の除染装置の第三実施形態を示す概略説明図である。図５に示す除染装置は、短管８内に位置づけるカートリッジ容器５をガスケット９と一体型に構成した第１容器５’内に、放射性核種除去材３ａを充填した第２容器である内袋５’’をさらに具備する。内袋５’’の上面５’’ａ及び底面５’’ｂ並びに第１容器５’の上面５’ａ及び底面５’ｂは通水性であり、内袋５’’の側面５’’ｃ及び第１の容器５’の側面５’ｃは遮水性である。第２容器（内袋）５’’の上面５’’ａ及び底面５’’ｂは放射性核種除去材３ａを保持できる口径を有する樹脂製又は金属製のネット、メッシュ、あるいは不織布などで形成することができる。第１容器５’の側面５’ｃ及び内袋５’’の側面５’’ｃは樹脂製又は金属製の無孔壁面とする。第１容器５’及び第２容器（内袋）５’’は、制動放射線の発生を抑制する観点からアクリル樹脂製や炭化水素系樹脂製であることが好ましい。図５には１個の内袋５’’を第１容器５’の上面５’ａから懸架させて第１容器５’の上部に位置づけている態様を示すが、複数個の内袋５’’を並列に第１容器５’の上面５’ａから懸架させてもよいし、複数個の内袋５’’を第１容器５’内に上下方向に積層させてもよい。複数の内袋５’’を用いる場合には、放射性核種除去材３ａの交換がさらに容易であり、少量ずつ交換できるので無駄がなく、放射性核種除去材３ａの使用量を削減することができる。短管８を雨樋２の上部２ａ及び下部２ｂに締結する態様は、図３に示すようなフランジ締結又は図４に示すようなクランプ締結でもよい。
［第四実施形態］
図６〜７は、本発明の除染装置の第四実施形態を示す概略説明図である。図６は上面図であり、図７は図６のＡ−Ａ’線断面図である。本実施形態は、雨樋２からの排水を直列に設けた複数の放射性核種除去材に分流して除染するものである。
【００２０】
本実施形態の除染装置は、放射性核種除去材３ａが充填されてなるカートリッジ容器５１と、カートリッジ容器５１を囲包する短管８１と、短管８１の上端と雨樋２の上部２ａとの間に設けられている逆漏斗状の接続部２１ａと、短管８１を逆漏斗状の接続部２１ａに水密状態に取り付ける上端のフランジ６１ｂ及びクランプ７１ａと、短管８１の下端と雨樋２の下部２ｂとの間に設けられている漏斗状の接続部２１ｂと、を有する。本実施形態の短管８１すなわちカートリッジ５１の断面積は、雨樋２ａ及び２ｂの断面積よりも拡幅されている。図７においては、短管８１の下端は漏斗状の接続部２１ｂの上端に溶接されて一体化されているが、フランジ及びクランプで締結されていてもよいし、図３に示すようにフランジをボルト・ナットで締結してもよいし、後述する図９に示すようなフランジ接続でもよい。
【００２１】
カートリッジ容器５１は、２個上下に重ねられた状態で短管８１内に収容されている点を除いて、図３〜５に示した形態のいずれであってもよい。積層させるカートリッジ容器５１の数は２個に限定されず、任意の数を積層させることができる。
【００２２】
本実施形態によれば、除染装置を通過する排水の流速が低くなり、排水と放射性核種除去材３ａとの接触時間が長くなり、除染効果が向上する。また、除染装置内の排水保持容量が大きくなり、大量の降雨時の除染も可能である。
［第五実施形態］
図８〜９は、本発明の除染装置の第五実施形態を示す概略説明図である。図８は上面図であり、図９は図８のＡ−Ａ’線断面図である。本実施形態は、雨樋２からの排水を並列に設けた複数の放射性核種除去材に分流して除染するものである。
【００２３】
本実施形態の除染装置は、放射性核種除去材３ａが充填されてなる複数のカートリッジ容器５２と、各カートリッジ容器５２を囲包する短管８２と、各短管８２の上端と雨樋２の上部２ａとの間に設けられている水平方向配管２３ａと、水平方向配管２３ａから各短管８２に排水を分流する分岐管２４ａと、各分岐管２４ａと各短管８２の上端との間に設
けられている接続部２２ａと、各短管８２の上端を各接続部２２ａに気密及び水密状態に取り付けるフランジ連結部６２ａと、各短管８２の下端と雨樋２の下部２ｂとの間に設けられている水平方向配管２３ｂと、水平方向配管２３ｂに各短管８２の下端から排水を分流する分岐管２４ｂと、各分岐管２４ｂと各短管８２の下端との間に設けられている接続部２２ｂと、各短管８２の下端を各接続部２２ｂに気密及び水密状態に取り付けるフランジ連結部６２ｂと、を有する。本実施形態は、雨樋の上部２ａ及び下部２ｂの間に、複数のカートリッジ容器５２を並列に設けている。各短管８２すなわちカートリッジ容器５２の断面積は、雨樋２ａ及び２ｂの断面積よりも拡幅されて示されているが、雨樋の断面積と同じであってもよい。また、各短管８２の上下端と各分岐管２４ａ及び２４ｂの間の接続部２２ａ及び２２ｂは、各短管８２と同じ断面積の円筒管であるが、図７に示すように逆漏斗状及び漏斗状であってもよい。また、フランジ連結部６２ａ及び６２ｂは、図３に示すようなボルト・ナット締結でもよいし、図４に示すようなクランプ締結でもよい。
【００２４】
短管８２は２個以上を並列に設ければよく、数は限定されない。各短管８２内のカートリッジ容器５２は、図７に示す形態と同様、上下２個のカートリッジ容器を積層させたものであるが、積層させるカートリッジ容器の数も限定されず、任意の数を積層させることができる。あるいは、短管の高さとほぼ同じ高さのカートリッジ容器を複数個、短管内に並列に配置してもよいし、１個のカートリッジ容器でもよい。短管とカートリッジ容器の構成は図３〜５のいずれに示す形態であってもよい。
【００２５】
本実施形態によれば、雨樋からの排水を各短管８２すなわちカートリッジ容器５２に分流させるため、各カートリッジ容器５２を通過する排水の流速が低くなり、排水と放射性核種除去材３ａとの接触時間が長くなり、除染効果が向上する。また、除染装置の排水保持容量が大きくなり、大量の降雨時の除染も可能である。
［第六実施形態］
図１０〜１１は、本発明の除染装置の第六実施形態を示す概略説明図である。図１０は上面図であり、図１１は図１０のＡ−Ａ’線断面図である。本実施形態は、雨樋２からの排水を円環状に設けた複数の放射性核種除去材に分流して除染するものである。
【００２６】
本実施形態の除染装置は、放射性核種除去材３ａが充填されてなる複数のカートリッジ容器５３と、各カートリッジ容器５３を囲包する短管８３と、各短管８３の上端と雨樋２の上部２ａとの間に設けられている４本の水平方向配管２３１ａと、４本の水平方向配管２３１ａと接続されている内円環配管２３２ａ及び外円環配管２３３ａと、内円環配管２３２ａ及び外円環配管２３３ａから各短管８３に排水を分流する分岐管２４１ａと、各分岐管２４１ａと各短管８３の上端との間に設けられている接続部２２１ａと、各短管８３の上端を各接続部２２１ａに気密及び水密状態に取り付けるフランジ連結部６３ａと、各短管８３の下端と雨樋２の下部２ｂとの間に設けられている４本の水平方向配管２３１ｂと、４本の水平方向配管２３１ｂと接続されている内円環配管２３２ｂ及び外円環配管２３３ｂと、内円環配管２３２ｂ及び外円環配管２３３ｂに各短管８３の下端から排水を分流する分岐管２４１ｂと、各分岐管２４１ｂと各短管８３の下端との間に設けられている接続部２２１ｂと、各短管８３の下端を各接続部２２１ｂに気密及び水密状態に取り付けるフランジ連結部６３ｂと、を有する。本実施形態は、雨樋の上部２ａ及び下部２ｂの間に、複数のカートリッジ容器５３を円環状に設けている。各短管８３すなわちカートリッジ容器５３の断面積は、雨樋２ａ及び２ｂの断面積よりも拡幅されて示されているが、雨樋の断面積と同じであってもよい。また、各短管８３の上下端と各分岐管２４１ａ及び２４１ｂの間の接続部２２１ａ及び２２１ｂは、各短管８３と同じ断面積の円筒管であるが、図７に示すように逆漏斗状及び漏斗状であってもよい。また、フランジ連結部６３ａ及び６３ｂは、図３に示すようなボルト・ナット締結でもよいし、図４に示すようなクランプ締結でもよい。
【００２７】
円環配管の数は限定されず、１本以上任意の数を設けることができる。短管８３は２個以上を円環状の任意の位置に設ければよく、数は限定されない。各短管８３内のカートリッジ容器５３は、図７に示す形態と同様、上下２個のカートリッジ容器を積層させたものであるが、積層させるカートリッジ容器の数も限定されず、任意の数を積層させることができる。あるいは、短管の高さとほぼ同じ高さのカートリッジ容器を複数個、短管内に並列に配置してもよいし、１個のカートリッジ容器でもよい。短管とカートリッジ容器の構成は図３〜５のいずれに示す形態であってもよい。
【００２８】
本実施形態によれば、雨樋からの排水を各短管８３すなわちカートリッジ容器５３に円環状に分流させるため、各カートリッジ容器５３を通過する排水の流速が非常に低くなり、排水と放射性核種除去材３ａとの接触時間が長くなり、除染効果が向上する。また、除染装置の排水保持容量が非常に大きくなり、大量の降雨時の除染も可能である。
［第七実施形態］
図１２は、本発明の除染装置の第七実施形態を示す概略説明図である。本実施形態は、雨樋２からの排水を、直列に配置された複数の短管内の放射性核種除去材により除染するものである。
【００２９】
本実施形態の除染装置は、両端にフランジ６４８４ａを有する複数の短管８４を水平方向に直列に接続してなる段をＵ字管８４ａで連結して、雨樋２の上部２ａから下部２ｂまで流路を長く確保する構成である。短管８４は、放射性核種除去材３ａが充填されたカートリッジ容器５４を有する。図１２には、短管８４内に３個のカートリッジ容器を位置づけているが、カートリッジ容器の数は任意でよい。また、Ｕ字管８４ａ内にもカートリッジ容器５４を位置づけてもよい。１段に設ける短管８４の数、及びＵ字管８４ａで接続する段数も任意数でよい。
【００３０】
本実施形態によれば、雨樋からの排水を直列に接続した複数の短管８４すなわちカートリッジ容器５４に順番に流すため、排水と放射性核種除去材３ａとの接触時間が非常に長くなり、除染効果が向上する。また、除染装置の排水保持容量が非常に大きくなり、大量の降雨時の除染も可能である。さらに、最上流の放射性核種除去材が破過しても、下流の放射性核種除去材により除染が可能である。
【００３１】
以上説明してきた第一実施形態〜第七実施形態において、カートリッジ容器に充填する放射性核種除去材３ａは、公知の放射性核種除去材でよい。たとえば、放射性セシウムや放射性ストロンチウムを選択的に除染する場合には、紺青等のフェロシアン化合物、天然ゼオライトの一種であるモルデナイト、合成Ａ型ゼオライト、合成Ｘ型ゼオライト、アルミノケイ酸塩、ＣＳＴと呼ばれる結晶性シリコチタネートなどの粒子を用いることができる。放射性核種除去材は、平均粒径が１ｍｍ〜５０ｍｍの粒子状であることが好ましく、平均粒径が１０ｍｍ以下の粒子状であることが好ましく、更に２ｍｍ〜４ｍｍの粒子状であることがより好ましい。均質な平均粒径の粒子を充填してもよいし、上流側に大粒径、下流側に小粒径となるように配置してもよい。後者の場合には、大粒径の粒子は物理的篩としても機能するため、より好ましい。複数のカートリッジ容器を用いる場合には、カートリッジ容器毎に異なる放射性核種除去材を充填してもよい。
【００３２】
カートリッジ容器は、短管に脱着容易に嵌合し得る形状であることが好ましい。
短管の外周又はカートリッジ容器の外周に、放射線遮蔽体を設けてもよい。前者の場合には、放射性核種除去材に吸着された放射性核種濃度が上昇した場合にも外部環境の放射線暴露を防止することができ、後者の場合にはカートリッジ交換時にも外部環境の放射線暴露を防止することができる。
【００３３】
また、除染装置の上流側に液位検知器を設けて、目詰まりを監視してもよい。
さらに、雨樋の上部と短管との接続部に、整流装置や固液分離装置を設けてもよい。
［第八実施形態］
図１３及び図１４に、本発明の除染装置を組み入れた雨樋全体の構成例１を示す。図１４は図１３のＡ矢視図である。
【００３４】
雨樋２には、図１に示す屋根から雨水排水路４又は図２に示す建屋屋上から集水桝１５に至る途中に除染装置３が設けられている。図１３に示す実施形態では、雨樋２は、屋根又は屋上から地面に向かって鉛直方向に延在し、途中で水平方向に曲げられ固液分離装置１０２、除染装置１０３、及びサイフォン管１０４が設けられ、再び鉛直方向に延在する第一流路１００と、第一流路１００からの越流水を流下させるオーバーフローラインである第二流路１０１と、を有する。第一流路１００のサイフォン管１０４近傍には開閉弁１０５が設けられ、除染装置１０３のメンテナンス時に第一流路１００内を排水できるように構成されている。除染装置１０３は第一実施形態〜第七実施形態に説明した構成のいずれでもよい。第一流路１００において、固液分離装置１０２は、除染装置１０３内の放射性核種除去材３ａの吸着性能が阻害されないように、排水が除染装置１０３に導入される前にゴミなどの固形物を除去することができれば特に限定されず、一般的なストレーナなどを好ましく用いることができる。除染装置１０３の下流にはサイフォン管１０４が設けられ、除染装置１０３の放射性核種除去材が常に水に浸漬されているように構成する。一方、第二流路１０１は、ゲリラ豪雨のように降水量が短時間に増大する場合に、第一流路１００からのオーバーフローを流下させるバイパス路である。したがって、降水量が少量の場合であっても排水は除染装置内に滞留することができ、降水量が大量の場合には越流させることによって、降水量の極端な変動があっても建屋へ雨水があふれることを防止することができる。
［第九実施形態］
図１５に、本発明の除染装置を組み入れた雨樋全体の構成例２を示す。
【００３５】
図１５に示す構成例２は、図１３に示す構成例１のバイパスラインである第二流路１０１の代わりに、屋根又は屋上から地面に向かって鉛直方向に延在する第一流路１００の途中に圧力弁１０６を設ける点を除いて、図１３に示す構成例１と同じ構成である。図１５に示す実施形態においては、ゲリラ豪雨のように降水量が短時間に増大する場合に、圧力弁１０５が開いて、固液分離装置１０２、除染装置１０３、及びサイフォン管１０４を経由する流路に加えて、そのまま第一流路１００を流下させる流路も形成される。
【００３６】
図１６〜１８に、本発明の除染装置を組み入れた雨水配管全体の構成例３を示す。図１７は図１６のＡ矢視図、図１８は図１６のＢ矢視図である。
図１６に示す構成例３は、除染装置１０３を複数本並行設置し、除染装置１０３へ放射性汚染水を導入するための分流配管１１３ａを固液分離装置１０２と複数の除染装置１０３との間に設け、複数の除染装置１０３からの処理水を受け入れるための合流配管１１３ｂを設け、放射性汚染水を除染装置１０３に導入するための導入口１１４ａよりも上方に、除染装置１０３からの処理水を第一流路１００に排出するための排出口１１４ｂを接続させるように構成された水封管１１４を図１３に示すサイフォン管１０４の代わりに設ける点を除いて、図１３および１４に示す構成例１と同じ構成である。除染装置１０３を複数本並行設置した場合には、すべての除染装置１０３に均等に放射性汚染水が流れない場合があり、除染装置１０３からの放射線量が偏って高くなり、管理者が被爆する可能性がある。構成例３のように、除染装置１０３の上流に分流配管１１３ａ、及び除染装置１０３の下流に合流配管１１３ｂを設け、分流配管１１３ａを水封状態に維持する水封管１１４を設けることにより、すべての除染装置１０３に均等に放射性汚染水を導入することができる。また、水封管１１４には、管内が負圧になることを防止する機構としてサイフォンブレーク機構１１５を設け、サイフォン現象が起きずに水封管１１４内に貯留されている放射性汚染水を処理した処理水を排出させることができるようにする。サイフォンブレ
ーク機構１１５としては、空気吸い込み配管や空気吸い込み弁を設けた機構を用いることができる。あるいは、管内が負圧になることを防止する機構としてサイフォンブレーク機構１１５を設けることに代えて、水封管１１４をサイフォン現象が起こらない（満水にならない）寸法とすることもできる。構成例３によれば、小雨時は水封分圧により、大雨時は除染装置３の吸着剤充填部に生じる差圧に依存して、すべての除染装置１０３に均等に放射性汚染水を導入することができる。すべての除染装置１０３に均等に放射性汚染水を導入することで、吸着剤の消費を均等にすることができ、任意の除染装置１０３を代表監視することですべての除染装置１０３の監視を行わずに全体の状況を把握することができる。
【符号の説明】
【００３７】
１：屋根
２：雨樋
２ａ：雨樋の上部
２ｂ：雨樋の下部
２１ａ、２１ｂ、２２ａ、２２ｂ、２２１ａ、２２１ｂ：接続部
２３ａ、２３ｂ、２３１ａ、２３１ｂ：水平配管
２４ａ、２４ｂ、２４１ａ、２４１ｂ：分岐管
２３２ａ、２３２ｂ、２３３ａ、２３３ｂ：円環配管
３：除染装置
３ａ：放射性核種除去材
４：雨水排出路
５、５１、５２、５３、５４：カートリッジ容器
５ａ、５’ａ、５’’ａ：容器の通水性上面
５ｂ、５’ｂ、５’’ｂ：容器の通水性底面
５ｃ、５’ｃ、５’’ｃ：容器の遮水性側面
６、６ａ、６１、６２ａ、６２ｂ、６４：フランジ
７ａ、７１ａ：クランプ
８、８１、８２、８３、８４：短管
８ａ：短管のフランジ
８４ａ：Ｕ字管
９：ガスケット
１００：第一流路
１０１：第二流路
１０２：固液分離装置
１０３：除染装置
１０４：サイフォン管
１０５：開閉弁
１０６：圧力弁
１１３ａ：分流配管
１１３ｂ：合流配管
１１４：水封管
１１４ａ：水封管の導入口
１１４ｂ：水封管の排出口
１１５：サイフォンブレーク機構
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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