(57)【要約】      （修正有）【課題】天然素材を加工した製剤の使用によって放射能濃度を低減するようにした放射能濃度低減による除染方法を提供する。【解決手段】石英閃緑岩の原石を、パウダー状、グレーン状、破砕礫状、又は水溶液状の各製剤に加工し、夫々の製剤を放射能汚染の状況に応じて選択し、該選択した製剤を放射能物質に接触させることにより、該製剤の成分である石英閃緑岩に含有されるＳiＯ２を主成分とするイオン交換によって放射能物質であるＣs137の電荷を失わせ、放射能濃度を低減する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原石として用いた石英閃緑岩をパウダー状、グレーン状、破砕礫状、又は水溶液状に加工してなる各製剤を放射能汚染の状況に応じて選択し、該選択した製剤を放射性物質に接触させることにより、該製剤の成分である石英閃緑岩に含有されるＳiＯ２を主成分とするイオン交換によって放射性物質である陽イオンＣs137の電荷を失わせることによって放射能濃度を低減するようにしたことを特徴とする放射能濃度低減による放射能除染方法。
【請求項２】
放射能汚染の除染作業において、洗浄は石英閃緑岩を水溶液状に加工した製剤を用いて、散水又は噴霧によって行うことを特徴とする請求項１記載の放射能濃度低減による除染方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、天然素材を加工した製剤の使用によって放射能濃度を低減するようにした放射能濃度低減による除染方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
放射能汚染に関し、従来の除染方法は、放射性物質を移動、回収、吸着、集積、凝縮等をするものであるが、放射能濃度や放射線量を低下させるものではないため、依然として、相当の濃度で放射能が残留することになる。
【０００３】
そこで、従来の放射能除染方法として、特許文献１について検討する。この文献の明細書における段落[０００５]には、「・・・高圧洗浄機を用いた放射能除染では、洗い流した水が隣家の敷地に流れ込んだり、周囲に飛散してしまう。このため、高圧洗浄機を用いた従来の放射能除染方法は、汚染源を別の場所に移動させるだけであり、また、洗い流した大量の水の処理方法が確立しておらず、実用に供し得ない。」と記載されている。
【０００４】
このような従来の問題に対処して、特許文献１の明細書における段落[０００６]には、[課題を解決するための手段]として、次のように述べられている。「本発明はこのような課題を解決するためになされたもので、研削粉を吸い取って集塵する機能を有する吸塵式サンダーを用いて建築物の外表面を研削する研削工程と、研削工程で研削された建築物の外表面に残留する放射性物質の量を計測する計測工程と、計測工程で計測された放射性物質の量を所定値と比較する比較工程と、比較工程での比較結果、計測工程で計測された放射性物質の量が所定値より高い場合には、研削工程および比較工程を繰り返して実施する再実施工程とを備えて、放射性物質で汚染された建築物の外表面を除染する放射能除染方法を構成した。」
【０００５】
しかしながら、上記の技術では、高圧除染によって放射能に汚染された汚染物が周囲の住宅や庭などに飛散しなくなるという結果を得るが、集塵、吸引、研磨、固形化、縮小等というように、作業工程は相当複雑化したものとなる。
【０００６】
しかも、上記の方法は、放射能を低減するための工程ではなく、依然として、高濃度の放射性物質を移動する工程である。
【０００７】
また、同じく特許文献１の明細書の段落[０００９]では、「本構成によれば、塗装工程において、研削工程で研削された建築物の外表面に親水性塗料が塗布されることで、建築物の外表面に水分が滞り難くなり、建築物の外表面が放射性物質で再汚染され難くなる。また、建築物の外表面に微量残存する可能性のある放射性物質を親水性塗料で封じ込めることが出来る。」と述べられている。
【０００８】
ところが、上記の記述内容では、一見、建物の外表面の除染と放射能の除去がなされたかにみえる。しかしながら、親水性塗料で封じ込めたり、放射性物質を固形化したり、縮小したりするものの、放射性物質そのものについて、放射能濃度を低減する方法を採用せず、複雑な除染工程を採用しているが、それらの工程は放射性物質の移動工程である。
【０００９】
さらに、同じく特許文献１の明細書の段落[００１１]では、次のように述べられている。「本構成によれば、固化工程において、吸塵式サンダーによって集塵された切削粉が糊で固められることで、切削粉の体積が圧縮される。このため、放射能汚染物質を小さな塊にすることが出来るので、除去した放射能汚染物質の取り扱いが容易になり、放射能汚染物質の一時保管所へ容易に運搬することが可能となって、放射能除染作業の作業性が向上する。」
【００１０】
ところが、上記のように特許文献１の構成で固形化した汚染物が、高濃度の放射能を含んでいるおそれがない、とは言えない。また、その汚染物は、従来通り、一時保管場所、又は仮置き場に運搬するものであり、放射線に汚染された物質の放射能濃度の実低減については記載がないし、その放射性物質の処理方法についても明らかにされていない。
【００１１】
また、上記の特許文献１の方法では、放射能汚染物質の濃度を安全な数値領域まで低減できるものではなく、放射能汚染物質を吸収し、固形化し、凝縮し、一時保管場所に送るのに費やされる時間や労力、費用等は見逃すことができない。また、放射能汚染物質を一時保管する特定の場所の確保や安全な保管方法もまた検討課題となる。
【００１２】
ところで、従来においては、吸引、回収された汚染水の場合、樹脂等を用いて放射性物質を吸着し、凝縮するが、放射能濃度の高いまま、汚染物質は一時保管所、又は仮置き場に回収するようにしている。また、放射能の残留汚染水は、濾過後、放水するようにしている。このような手段は、機械化されてはいるが、手続きや、実施工程は複雑化し、時間と労力がかかり、広大な面積を除染するには迅速性に欠けるのが難点である。
【００１３】
さらに、後述する非特許文献１（日本原子力学会［原子力安全］調査専門委員会『環境修復技術のご説明資料（暫定版第２版）建物(屋根・屋上)の除染技術１』）には、次のように述べられている。
【００１４】
「屋根に対しては、放水洗浄、ブラシ洗浄、拭き取り、閉じ込め，屋根の葺き替え、の５種をとりあげた。屋根の汚染物質は、既に雨で多くが流されていると考えられ、劇的に線量を低減するとは考えにくいが、多くの時間を過ごす生活空間に近いため、地道に進めることが肝要である。瓦屋根等、日本に独特な屋根については、汚染の状況や除染の効果に関する情報がない。除染プロジェクトの実施結果を今後蓄積していく必要がある。」
【００１５】
また、同参考文献において、放水洗浄の留意点については、次のように述べている。「高圧水洗浄：沈着後早期に実施すれば、除去率約３０%を達成。繰り返しの効果は小さい。
※温水(約６５°Ｃの 高圧水)を利用した場合、除去率約５０〜８５％を達成。
◇現在では、既に降雨により多くの汚染物質が洗い流されていると考えられる
◇汚染水が土壌に流れないように作業するか、もしくは流れ込んだ土壌を除去する。
※想定される液体、及び固体廃棄物発生量は、次の通りである。
・水洗浄：液体廃棄物５０Ｌ/ｍ2、固体廃棄物０．１〜０．２ｋｇ/ｍ2程度 
・高圧水洗浄：液体廃棄物２０Ｌ/ｍ2、固体廃棄物０．２ｋｇ/ｍ2程度 
・高圧温水洗浄：液体廃棄物３０Ｌ/ｍ2、固体廃棄物０．２〜０．４ｋｇ/ｍ2程度」
【００１６】
上記の引用文において、高圧洗浄に用いられた水の量は明示してあるが、大量の汚染水の処理や行方については明言を避けているかに見える。また、汚染水の放射線濃度は変わっていない。これでは、放射性物質の移動をいかに効果的に行うかに主力を注いでいるようである。
【００１７】
また、汚染土壌の場合、表土１cm〜５cmの範囲にセシウムが降下し、吸収されているところから、この部分をはぎ取り、回収処理する方法がとられてきた。しかし、時間の経過と共に、放射性セシウム、特にセシウム137は、降雨、高圧除染などにより、次第に、土中により深く沈下して吸収されると考えられる。
【００１８】
また、はぎ取った土壌や汚染物は一時保管所、又は仮置き場に積み上げられる。最近は覆土して保管している場合もあり、目視観察ができないため、時間の経過と共に容器の破損等で漏れるおそれがあり、危険である。やがて、仮置き場では済まなくなり、中間処理施設を設けなければならなくなる。
【００１９】
また、仮置き場も、中間処理施設も、放射線そのものの防御を完全に行うのには厖大な費用と地域の人々の了承を得なければならない。
【００２０】
さらに、高圧洗浄機は、放射能で汚染された物質を高濃度のまま飛散し、放射性物質を移動するだけで、最近は用いられなくなったが、このため除染作業はさらに複雑化し、非能率的になっているのも事実である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２１】
【特許文献１】特開２０１３−９６９５９号公報
【非特許文献】
【００２２】
【非特許文献１】日本原子力学会［原子力安全］調査専門委員会『環境修復技術のご説明資料（暫定版第２版）建物(屋根・屋上)の除染技術１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
本発明は、以上の事情に鑑みてなされたものであり、天然素材を加工した製剤の使用によって放射能濃度を低減し、消滅させるようにした放射能濃度低減による除染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】
【００２４】
上記の問題を解決するために、本発明における請求項１の放射能濃度低減による除染方法は、原石として用いた石英閃緑岩をパウダー状、グレーン状、破砕礫状、又は水溶液状に加工してなる各製剤を放射能汚染の状況に応じて選択し、該選択した製剤を放射性物質に接触させることにより、該製剤の成分である石英閃緑岩に含有されるＳiＯ２を主成分とするイオン交換によって放射性物質である陽イオンＣs137の電荷を失わせることによって放射能濃度を低減するようにしたことを特徴とする。
【００２５】
さらに、本発明における請求項２の放射能濃度低減による除染方法は、請求項１において、放射能汚染の除染作業において、洗浄は石英閃緑岩を水溶液状に加工した製剤を用いて、散水又は噴霧によって行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の放射能濃度低減による除染方法は、従来の放射性物質を移動する方法ではなく、放射能濃度そのものを中和化し、低減する方法であり、その適用範囲は可能性として、自然環境、住環境のほか、宇宙開発環境等すべてにわたるものである。
【００２７】
また、本発明の放射能濃度低減による除染方法によれば、放射性物質の放射能の濃度を中和化して、低減する方法は単に移動により、その影響を減ずるという従来の意識を変えることができる。さらに、各種の環境を適正化して、より良い生活環境、自然環境を創出することが可能である。
【００２８】
また、本発明は、放射能の濃度そのものを低減することによって、仮置き場を設けなくとも十分な、事実上の除染を実現することができる。さらに、単に放射能の除染をするだけでなく、製剤の適時反復使用によって、一層快適な生活環境の創出をめざすことも不可能ではない。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の放射能濃度低減による除染方法において、石英閃緑岩を破砕礫状に加工した状況を示す。
【図２】本発明の放射能濃度低減による除染方法において、石英閃緑岩をグレーン状に加工した状況を示す。
【図３】本発明の放射能濃度低減による除染方法において、石英閃緑岩をパウダー状に加工した状況を示す。
【図４】本発明の放射能濃度低減による除染方法において、噴霧システムに用いるときの製剤の加工方法を示す図である。
【図５】本発明の放射能濃度低減による除染方法において、現場における除染作業の施工方法を示す図である。
【図６】本発明の放射能濃度低減による除染方法において、酸化物Ｃｓ11Ｏ３の球体モデル（内側が酸素）（Ｗｉｋｉｐｅｄｉａ：セシウムより）を示す図。
【図７】本発明の放射能濃度低減による除染方法において、到着時（試料加工前）の試料状態と試料加工後の状態を示す写真及び説明を記載した表である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本発明に用いる製剤の各種形態とその特徴について述べる。使用する製剤の特徴は、原石として多孔性の天然素材である石英閃緑岩を用いる。この石英閃緑岩は、石英、雲母、長石、その他金属類を含むものである。また、石英閃緑岩を加工した製剤の形態は、パウダー（粉末）状、グレーン（粒）状、破砕礫状、又は水溶液状（以下、水溶液状の製剤を単に「水溶液」と云う）である。本発明では、これらの製剤を放射能汚染の状況に応じて選択し、選択した製剤を放射能物質に接触させるようにする。
【００３１】
また、本発明では、上記のように放射能汚染の除染結果における初期値測定と事後値測定と目標値との比較検討を実施する過程を経て、除染の達成度に応じて、さらに２次、３次と除染作業を実施する。
【００３２】
それによって、残留放射能の濃度が高いと確認されたときは、放射能汚染物の汚染濃度を下げるために、２次、３次と安全基準値に到達するまで、水溶液などの濃度を調整して、繰り返し使用する工程を経るようにする。
【００３３】
また、製剤が水溶液の場合は、グレーン状の製剤、またはパウダー状の製剤等、製剤の種類を追加、混成し、または交換して実施する工程を試みてもよい。
【００３４】
上記のように、本発明においては、原石として用いた石英閃緑岩を、パウダー状、グレーン状、破砕礫状、又は水溶液状の各製剤に加工し、夫々の製剤を放射能汚染の状況に応じて選択し、該選択した製剤を放射能物質に接触させることにより、放射能物質であるＣs137の電荷を失わせ、無能化することによって放射能濃度を低減することが可能である。
【００３５】
そのような本発明における放射能濃度低減による除染方法は、次の二つの原理に基づくものである。即ち、イオン交換法（Ｉ．Ｅ．：ion-exchange）と、イオン中和化法（Ｉ．Ｎ．：ion-neutralization）である。
【００３６】
このうち、イオン交換法は、化学的反応作用が中心であり、イオン中和化法は電子的、電気的作用である。なお、これらの方法を可能にし、各作用が有効に働くようにするには、実験などで用いられてきた大掛りな機械装置を必要としない。
【００３７】
（１）上記の二つの原理について、より詳細に述べると、イオン交換法（I.E.）は、イオン交換機能をもつ物質（イオン交換体）のイオンと、特に水中のイオンとを交換する。これによって、目的とするイオンを除去する一種の化学反応が起き、同じ電荷をもった金属イオンとＣs（セシウム）137が交換する。
【００３８】
また、本発明による製剤に含まれる雲母（mica）は珪酸塩鉱物として多数の変種が存在するが、多孔性（porosity）に富む。雲母は絶縁体として用いられるように、高い電荷量でも保持できるため、Ｃs137も空孔に相当量が入る。
【００３９】
雲母の化学式は一般的に、ＩＭ２−３□１−１０Ｔ４Ｏ１０Ａ２で表される。
代入式のＩには主として、Ｋ、Ｎａ、Ｃａが入るが、Ｂａ，Ｒｂ，Ｃs，ＮＨ４が入ることもある。
Ｍには主として、Ａｌ，Ｍｇ，Ｆｅ，Ｌｉ，Ｔｉが入るが、Ｍｎ，Ｃｒ，Ｚｎ，Ｖが入ることもある。
□は空孔である。
Ｔには主として、Ｓｉ,Ａｌ,Ｆｅ３+が入るが、Ｂｅ,Ｂが入ることもある。
Ａには主として、ＯＨ，Ｆが入るが、Ｃｌ，Ｏ，ＳＭが入ることもある。
【００４０】
分子構造を見ると、変種の場合も含めて、Ｓｉ＋のイオン価：２〜４（Ｓｉ２〜Ｓｉ４）；Ｏの陰イオン価：１０（Ｏ-10）である（Wikipedia「雲母」を参照）。
【００４１】
なお、以下に、参考文献を挙げる。
【００４２】
柚原雅樹、後藤寛幸、橘翔「志賀島塩基性岩類および石英閃緑岩岩脈の産状と化学組成」（平成21年5月30日）福岡大学理学集報39（2）123-140、（2009）に、
「・・・斜長石は、普通角閃石黒雲母、燐灰石、不透明鉱物を包有する。黒雲母は他形で褐色から淡黄褐色の多色性を示す。一部緑泥石化しており、普通角閃石、不透明鉱物を包有する。石英は他形出、他鉱物間を充填する。波動消光を示す石英も認められる。」と記載されている。
【００４３】
また、深成岩として石英閃緑岩が形成される際に、石英は他の鉱物の隙間に入り込む形で包有される。また、黒雲母は，単体鉱物として扱われないが、長石などの含有鉱物として他形である。石英閃緑岩の化学組成表（上記文献：134-136）によると、石英が含まれている重量比（ｗｔ．％）は、どの変種をみても５０％以上である。また、水中などで、イオン化により、硅素が溶融しやすくなり、太陽光線によってもイオン化がおこることが理解できる。[ＳｉＯ２=Ｓi＋
＋ Ｏ２− ]
長石（feldspar）は、花崗岩などの中に６０％も含まれている。一般的には、
（Ｎａ，Ｋ，Ｃａ，Ｂａ）(Ｓｉ，Ａｌ)４Ｏ８で表され、普通の長石の場合、ＫＡｌＳｉ３Ｏ８として産出される。したがって、陰イオンのＯ−の負電荷は８以上あるのが普通である。
【００４４】
石英 (quartz:ＳｉＯ２)は硅素と酸素の結合体である。電子的にはプラスの硅素Ｓｉにマイナスの酸素Ｏが２価の組み合わせで結晶体を形成して基本的には安定し、形状は先端が鋭く、半導体としての機能がある。しかも、水中などで、陰イオンが多いときＳｉの周囲に陰イオンが囲み、機能性を保持され、他のプラスの金属イオン等と結びつく可能性がある。また、太陽光線による熱や水の圧力などで影響を受け、その機能を強化される。
【００４５】
（２）本発明の二つの原理のうち、もう一つは、イオン中和である。これは化学反応というよりは、電荷を相互に失う電子的／電気的作用で、そのスピードはかなり速い。除染対象のＣs137は半減期(３０．０７ｙ)も長いが、電気的には安定同位体の中では陽性度は高く、イオン結合の化合物を形成する。特に、酸素とのイオン化合物を形成しやすい。その場合、セシウムはイオン半径が大きく、酸素を囲む形で安定する。なお、図６は、酸化物ＣＳ11Ｏ2の球体モデルを示す図である。このモデルにおいて、各頂点はセシウムを表し、セシウム以外の３つの球体は酸素を表す。
【００４６】
以上のように、本発明では、Ｃs137の機能を和らげ、電荷を失わせ、更に無能化するに十分な酸素イオンを製剤によって供給できる。
【００４７】
なお、INS: Ion-neutralization spectroscopyの創始的研究文献としては、
M.L.E.
Oliphant, proc. Royal Society (London) A124, 228 (1929); A127, 388 (1930) がある。そして、ヤン・シ（Yan Shi）の‘Ion-neutralization spectroscopy’「イオン中和化分光器技術」(ネット上)の冒頭の序文では、次のように述べている。
「INS was first studied in the late 1920s by Oliphant, who observed
that when positive ions of He were incident on a Mo target, the ions were
neutralized and electrons given off.」
（訳）「イオン中和化分光技術は1920年代の後半に初めてオリファントによって研究された。すなはち、陽イオンの電荷をもつヘリウム(Ｈe)がモリブデンの対象物に投射されると、イオンは中和化されて電子は放出された。」
さらに、本発明の放射能濃度低減による除染方法は、放射能除染工程の簡素化という点でも有効である。このことについて以下に述べる。
【００４８】
チェルノブイリの原発事故後、緊急事態に備えて欧州委員会（European Council)のもとEURANOS  プロジェクトが実施されたのであるが、そのハンドブックに以下のEURANOS 除染技術  データシート(59 件)が載せられている。
【００４９】
以下は、日本原子力学会「原子力安全」調査専門委員会が仮訳したものである。
EURANOS
除染技術  データシート(５９件)：
ＩＤ: 1 屋内退避
ＩＤ: 2 避難
ＩＤ: 3 安定ヨウ素剤
ＩＤ: 4 呼吸保護のための簡易マスク着用
ＩＤ: 5 窓、ドア、通気口の閉鎖と換気の制限
ＩＤ: 6 掃除機を利用した空気の浄化
ＩＤ: 7 個人物品/貴重品のカバー、保管、密閉
ＩＤ: 8 居住地からの一時的退避
ＩＤ: 9 居住地からの永久退去 
ＩＤ: 10 非居住区域への公衆の立入り制限
ＩＤ: 11非居住区域への従事者の(時間、職種による)立入り管理
ＩＤ: 12 建物の取り壊し
ＩＤ: 13 水洗浄
ＩＤ: 43 人手による掘り起こし
ＩＤ: 14 屋根のブラシかけ
ＩＤ: 15 サンドブラスト
ＩＤ: 16 高圧水洗浄
ＩＤ: 17 高圧温水による屋根の洗浄
ＩＤ: 18 屋根の取替え
ＩＤ: 19 硝酸アンモニウムによる壁処理
ＩＤ: 20 木質壁の機械的研磨
ＩＤ: 21 固定化(表面への汚染物の固定)
ＩＤ: 22 吸引清掃
ＩＤ: 23 洗浄
ＩＤ: 24 その他のクリーニング法
ＩＤ: 25 表面除去
ＩＤ: 26 家具、室内装飾品、その他物品
ＩＤ: 27 室内の汚染された表面の積極的な洗浄
ＩＤ: 28 保管、遮蔽、覆い、軽度の洗浄
ＩＤ: 29 消火用ホースによる散水洗浄
ＩＤ: 30 真空清掃
ＩＤ: 31 高圧洗浄
ＩＤ: 32 表面除去と置換
ＩＤ: 33 舗装板の裏返し
ＩＤ: 34 縛り付け(放射能汚染した表面に汚染を固定する)
ＩＤ: 35 芝刈り
ＩＤ: 36 草と灌木の除去
ＩＤ: 37 芝の刈り取り
ＩＤ: 38 表土と芝土の除去(機械式)
ＩＤ: 39 表土と芝土の除去(手作業)
ＩＤ: 40 汚染されていない土壌で覆
ＩＤ: 41 固着(表面に汚染を固定する)
ＩＤ: 42 耕うん機(機械による掘り起こし)
ＩＤ: 43 人手による掘り起こし
ＩＤ: 44 芝や土の表面を覆う(例えば、アスファルトで)
ＩＤ: 45 三層天地返し
ＩＤ: 46 耕起
ＩＤ: 47 深耕
ＩＤ: 48 ブラウによる表土の剥ぎ取りと埋設
ＩＤ: 49 剥離性被覆材
ＩＤ: 50 除雪
ＩＤ: 51 落葉の収集
ＩＤ: 52 樹木及び灌木の剪定/除去
ＩＤ: 53 化学的除染と併用する超音波処理
ＩＤ: 54 汚染(工業活動によるもの)した換気システムの浄化
ＩＤ: 55 フィルターの除去
ＩＤ: 56 金属表面の化学的除染
ＩＤ: 57 プラスチック及びコーティング表面の化学除染
ＩＤ: 58 金属表面での剥離可能なポリマーペーストの適用
ＩＤ: 59 金属表面の電気化学除染
【００５０】
これらの詳細な網羅的除染工程は我が国においても、多くが適用されている。しかし、現段階においては、ＩＤ１３〜ＩＤ５３までの各工程は必要でないものもあり、我が国の実状に合わないものもある。また、除染状況の変化によって、質的にも変化している。
【００５１】
本発明は、上記のように、放射性物質の放射能濃度を低減し、中和化、無能化を実施するものであり、ＩＤ１３、１６、１７などの「水洗浄」、「高圧洗浄」、「高圧温水洗浄」等は必要な工程であると認められるが、他の殆どの工程は不要となる。
【００５２】
本発明では、水、土壌、建築物等、生活に必要なすべてにわたって確実に放射能を低減できる工程を用意しているため、複雑な除染工程は省略し、簡素化できる。
【００５３】
ここで、本発明において、原石として用いた石英閃緑岩を加工した製剤の形態について述べる。本発明において、放射能濃度の低減に用いる製剤の処理過程では、次の４種の加工物および使用の態様となるが、それらの効果は異なるものである。パウダー状とグレーン状との区別はおよその目視状の区別で、厳密にはいずれもグレーン状であり、粒子が細かいか、粗粒子状かの区別となる。
【００５４】
次の表１に、石英閃緑岩を加工した製剤の４種の形態別の特徴についてまとめる。
【００５５】
【表１】
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次に、石英閃緑岩を加工した製剤の４種の形態別の特徴について詳細を記載する。
【００５６】
（１）パウダー（粉末）状の特徴
パウダーは細かいほど効果がある。一般にナノレベルの細粒子パウダーが効果的と言われるのは，対象素材に細部まで速く行き渡るからであり、本パウダー製剤も細かくつくられているため、除染効果も期待できる。また、水に溶けやすいため、汚染水の浄化速度が速く、１０〜２０秒でまず電気的効果、続いて徐々に化学的効果が出はじめる。
【００５７】
（２）グレーン(粗粒子)状の特徴
いわゆる顆粒状（coarse grained）のものを言うが、水に溶けやすいのはパウダー状と変わりはない。ただし、肉眼でもよく見ると、石英閃緑岩の一部の変種には、ガラスの破片のように先の尖った形状のものがあり、水中ではイオン半導体の電極の働きをもち、イオンの中和化、無能化、さらに放電に役立つと考えられる。
【００５８】
（３）破砕礫状の特徴
破砕礫状のものは、水に溶けにくいが、それだけ水を含む土中などで比較的長く用いても、その効果は持続するため、土壌５〜１０センチに埋め込むことによって高濃度の汚染でも低減する。その場合、グレーン状、パウダー状のものとの併用が一層効果を促進する。
【００５９】
（４）水溶液状の特徴
製剤パウダーの場合、大抵は水に溶かしてから使用するが、その手間が省ける。また、水溶液はそのままの状態で使用される範囲が広い。除染後、沈殿物を生じることがあるが、放射能物質を吸着して沈殿物が底の方に生じるもので、一般に行われている樹脂などに付着させる場合と異なり、放射線は低減されるので問題はない。
【００６０】
また、墳霧することによって大気中の放射能の低減が可能である。住宅などの屋根、壁、植物の植え込みなどの除染に効果的である。また，墳霧することによって、イオン化は進み、大気や土壌の除染に効果を発揮する。噴霧すると通常の場合より、イオンの量は倍増する。従って，製剤による放射能の低減は効果的に実施できる。
【実施例】
【００６１】
まず、石英閃緑岩を製剤に加工する工程について述べる。各製剤は使用の態様に応じることができるように、次の４種をつくる。
【００６２】
（１）原石を破砕して１次的に加工されるのが礫状のものである。破砕にあたっては石英の結晶を含む硬度が高い石であるため、やや大きめのハンマーなどを用いて破砕する。Ｍｏｈｓの硬度スケールでは、石英ＳiＯ２の硬度は７である。破砕すると、先端はすべて先端が尖鋭化している。この尖鋭化はグレーン状の場合も、さらに細かい粒子のパウダーでも先鋭化した形を保っている。この特徴は石に含まれている成分の金属等、及び他の物質などが、電離（ionization）することと関係がある。また、ハンマーを使用するときは、安全のため、マスクや眼鏡の着用が必要である。なお、上記の石英閃緑岩を破砕礫状に加工した写真は、図１に示してある。
【００６３】
（２）これをさらにグレーン状（顆粒状）に加工する過程が次の段階である。顆粒でも、硬い石であるため先端は鋭利に尖った状態である。これは石全体が石英などの結晶を含んでいるためである。なお、上記の石英閃緑岩をグレーン状に加工した写真は、図２に示してある。
【００６４】
（３）次のパウダー製剤をつくる工程では、手軽に石臼などを用いて、さらに細かいパウダー状に加工する。分子レベル、ナノレベルまで細かくできれば一層効果的であるが、手作業ではメッシュを用いるなどして、できるだけ細かいパウダーを加工する。この工程においてはマスクの着用が欠かせない。なお、上記の石英閃緑岩をパウダー状に加工した写真は、図３に示してある。なお、図３の背後に見えるのは、国際岩石芸術連盟のスケール（１０ｃｍ）である。
【００６５】
（４）さらに、次の水溶液をつくり、除染する工程において、水溶液をつくるにはパウダーを水によく溶かし入れる。水溶液のパウダー等の濃度は汚染の対象、状況に応じて放射能の測定をしながら、調整する。その際、初期値と目標値の比較確認を実施する工程を経て、水溶液の使用をさらに実施する工程に進む。
【００６６】
土壌の場合は、はぎ取らず、そのまま除染作業を行う。この作業には、パウダー、パウダー状の製剤を用いる。これによって、表土の放射能濃度は低減する。その際，パウダー剤を十分な水に溶かし入れて、散水、または噴霧し、製剤がよく土壌に浸透するようにする。放射能濃度が下がるまで浸潤（saturation）の工程を実施する。結果として、放射能は低減し、同時に土壌も改良され、植物、苗木などは生気を取り戻す。
【００６７】
放射能初期値の確認と目標値除染実施後の測定により、更に除染を必要とするか否かがわかる。国が定める安定数値まで低減するために、２次、３次の除染のため、すぐに散水したり、噴霧したりできるようにする。
【００６８】
次に、一般住居除染の工程について述べる。住居家屋の除染は屋根から始めるため、足場、梯子、脚立等を適宜使用する。先ず、高圧洗浄を実施するのが能率を上げるためには望ましいが、必ずしもその限りではない。汚れがひどいときは、通常の洗剤を用いて、たわし、ブラシ等で苔や汚物を除去する。スレート瓦などは表面の素材をあまり削りとらないようにする。飛散した汚物や、汚染水はよく洗い流し、その水溶液を全体に散水するか、噴霧することによって放射能を低減できる。
【００６９】
なお、特許文献１（特開２０１３−９６９５９号公報）の段落［０００９］には、親水性塗料を用いて微量残存すると思われる建物外表面の放射性物質を「封じ込める」と述べられている。より詳細には、特許文献１の段落［０００９］を引用すると、「・・・建築物の外表面に微量残存する可能性のある放射性物質を親水性塗料で封じ込めることができる。」
【００７０】
しかし、本発明の解決方法としては、まず、使用する適切な製剤を除染する対象に応じて選択使用する工程を経る。この工程は、例えば、放射能に汚染された屋根のスレートには、パウダー、又は水溶液を用いるように選択し、準備する工程である。作業の第一段階として、屋根全体に水溶液を噴霧する工程を経る。この噴霧水は、水の粒子が細かいほど効果がある。また、水圧が強く、水の勢いが激しいほどイオン発生量が激しいことがChapman, S.によって実証されている。また、レナード効果による大気イオンの移動度スペクトル測定の結果、陽イオンと比べて陰イオンの強度が大きいことが明らかにされている。この割合は時間経過と共に増大することも認められている。このように、水溶液を噴霧する工程において、放射能を測定すれば、放射能は低減する。
【００７１】
残存放射能測定値が比較的高いときは、パウダーを少量の水に溶かして入れる。次に、親水性塗料とよく混ぜ合わせて、屋根などの外表面に塗布する工程を実施する。もし、微量の放射能が残存していると認められたときは、少量のパウダーを塗料に混ぜ合わせるか、水溶液を親水性塗料に薄め液として用いれば十分である。この水溶液には、シリコン等の成分が含まれているので、屋根の表面は太陽光によって、更に新たな放射能物質が降下しても、放射能濃度低減効果が強化される。この低減効果はイオン中和化によるもので、放射性物質等は放電して安定する。
【００７２】
水溶液は１次低減の目標に達し得るように、水溶液の濃度を調整する。水溶液は通常、上記の加工工程の４（即ち、上記の（４）水溶液をつくり、除染する工程）に述べてあるように、水にパウダーを溶かし入れる。高濃度の水溶液をつくるのには、５〜１０ｇ／Lのパウダーを溶かし入れる。普通の場合、５〜１０g／１０L〜２０Ｌでよい。濃度の薄い水溶液を用意するときは、５〜１０g／１００〜２００Lでよい。水そのものを浄化するには、これで十分である。また、土壌に散布するときも先ず薄い溶液から初めて、植生などを保護する。
【００７３】
噴霧システムに用いるときは、図４に示すように、貯水タンクの底部に図1に示す礫状製剤を敷き詰め、その上に、図２に示すグレーン状の製剤をのせる。更に、図３のパウダー状の製剤を適量溶かし入れておく。この製剤は、すぐに使用できるが、時間の経過とともに、石の成分が水に溶け出してくる。しかし、グレーン状の製剤とパウダー状の製剤は固形であり、長期間使用可能である。できれば、時々外気にさらして乾燥させたり、太陽光線を当てたりすると一層効果的である。
【００７４】
次に、散水、噴霧、噴霧システム実施の工程について述べる。庭の植え込み等については、水溶液を噴霧、散水することによって放射能濃度を低減する。木の幹から初めて、葉先まで散水、噴霧する。苗木などの植物には、如雨露などで薄めた溶液を散水、除染すればよい。
【００７５】
噴霧システムを使用すると、噴霧する際，水は急激な圧力で微粒化する。この時、電離現象（ionization）が起こり、大きい水粒子はプラスイオンとして、「正」に帯電して落下する。これに対して、小さい分子水粒子は「負」に帯電する。この陰イオン水の微粒子が増大することによって、その周囲の空気も「負」に帯電する。この現象はフィリップ・レナード［Philipp Lenard(1862-1947)チェッコスロヴァキア生まれのドイツの物理学者:1905 Nobel Prize］によって物理的に説明されており、局所的電離作用の一つとして広く知られている。噴霧帯電、分裂帯電ともいわれるものである。本除染技術の実施工程で高圧放水による噴霧、または噴霧システムによる除染工程において、この現象の利用が実施され、除染効果、放射能濃度低減の効果がみられる。
【００７６】
汚染水などの浄化にはパウダー及びグレーンを使用する。プールの場合はプール帯水量に応じて、パウダー及びグレーンなどの製剤の分量を調整する。留意点としては、枯れ木、枯れ草等は通常の処理方法で集め、水溶液、水を十分かけてから、必要があればパウダーや粒子を追加する。また、礫状の固形物で周囲をかこむ。借り置き場は設けずに、何時でも除染製剤がかけられるように露出して置く。この際放射能濃度の測定によって低減の度合いを確認する。簡易測定器でもよい。
【００７７】
周囲の大気からの影響が強いところは、随時空中に、水溶液を継続的に噴霧して、低減を試みる。一軒のみでなく、隣家などを含め、何軒か協力して、同時に実施すると効果的である。できれば、街区ごとにモジュール化計画を作成して、一斉に噴霧するとさらに効率よく作業を進められる。
【００７８】
学校施設については、本低減方法によって所定の数値まで低減し、さらに児童の学習活動にとって、より良い快適環境の創出を目指すようにする。
【００７９】
次に、上記の実施例に示した本発明の作用効果について述べる。上記のように製剤は４種の形態であり、いずれか適したものを選択して、効果をあげることができる。即ち、土壌（乾燥）には水溶液を用い、汚染水にはパウダー状のもの、あるいは粒状のものも用いることができる。これらは汚染度に応じて分量などを選択する。また据え置いて、少し長期に用いたいときは固形の礫状のもの、または、すでに設けられている仮置き場に相当する場所には、礫状の製剤、または原石を配置し、放射線の濃度を低減することができる。
【００８０】
本発明の除染では、土壌の場合、表土をはぎ取る（とくにＣsの場合表土１ｃｍ〜５ｃｍに降下していると考えられるところから）方法は取らない。この場合、十分な水を用いて、規定の溶液を少なくも地表５ｃｍ以上１０ｃｍの土壌に浸潤（saturation）を実施する。これは、Ｃs137も時間の経過で下方に沈下、浸透するからである。
【００８１】
従来の除染は速やかに汚染物質を取り除くことに重点がおかれていた。しかし、その結果、汚染された物質は高濃度の放射線を出したままで貯め置かれる。仮置き場、中間施設、最終処理施設等に貯蔵し、放射能の低減は、自然半減期や時間経過による低減などを考慮して処理しなければならなかったのが実状である。本除染方法では、放射性物質を取り除いて他の場所に移動するのでなく、放射性物質そのものの濃度を所定値まで下げて、人々の生活環境に影響を与えないようにするのを目指すものである。
【００８２】
使用する製剤は天然石の素材をブレンドする工程を経て、除染効果を上げることができる。例えば、石英閃緑岩の変種２種と火成岩の天城抗火石等を混成して製剤を作ることも可能である。石英閃緑岩には重量比５０％以上の石英（ＳｉＯ２）、天城抗火石等の溶岩には７０％以上の珪酸素が含まれているといわれる。
【００８３】
汚染水などの汚染物を除去するときに、吸着剤として、各種のイオン交換樹脂が用いられているが、交換樹脂の処理、残留放射能の汚水の処理に多大の労力と時間を費やしてきた。人口ゼオライトの空孔を利用した汚染物放射能の吸着は、土壌の除染に南相馬市で特に用いられて効果を上げていることがテレビで放映された。しかし、吸着剤として用いられた人口ゼオライトの回収には、磁力を持つ金属が取り付けられていた。未だに、汚染物を取り除き、移動するという考え方が基底にあるためである。
【００８４】
本発明では、放射能そのものの濃度を低減、中和化する方法を用いることによって、汚染物を分離回収しないで、そのまま有効化することができる。周囲の農地全体に放射能を低減するパウダーの製剤を散布、または噴霧する工程だけでなく、水を浸潤させる工程(saturation)を実施することによって、その水溶液が土壌に浸透する。この段階で電離作用が起りやすくなり、陰酸素イオンと金属イオンにより、酸性に傾いていた土壌でも中和して、土地改良も可能となり、作物は生気をとりもどす。
【００８５】
次に、本発明の放射能濃度低減方法の適用と応用の可能性について述べる。本製剤の適用乃至応用の可能性は次の６分野が考えられる。即ち、(1)水に混ぜる（水溶液）、(2)繊維に混ぜる、(3)樹脂・ガラスに混ぜる、(4)セラミックスに混ぜる、(5)コンクリートの素材に混ぜる、(6)その他である。
【００８６】
水に混ぜる（水溶液）方法は、次の除染項目に適用される。即ち、炉心冷却、汚染水の除染、土壌の除染（グラウンドなど）、田畑の除染、森林（水源地）の除染、プールの除染、建物・屋根の除染、ゴミ・汚物の除染である。
【００８７】
繊維に混ぜる、または繊維に吹き付ける等の方法は、次の放射能防御品、除染項目に適用される。即ち、防護服、帽子、手袋、マスク、下着、作業服、宇宙服である。
【００８８】
樹脂・ガラスに混ぜる方法は次の品目等に適用される。即ち、眼鏡（サングラスを含む）、ヘルメット、長靴、その他配管等である。
【００８９】
セラミックスに混ぜる方法は次の宇宙開発環境整備等に適用、応用される可能性がある。即ち、宇宙船体（内部、外部）、ロケット、宇宙基地、飛行機、ヘリコプター、船舶一般である。
【００９０】
その他の方法として次の項目に適用される。即ち、飲料水・生活用水等の浄化、大気の除染・浄化、大気浄化装置、植物の保護・成長促進、軟膏類、消防車放水除染装置である。
【００９１】
次に、本発明による放射能低減法の効用について述べる。放射性物質の放射能の濃度を中和化して、低減する方法は単に移動により、その影響を減ずるという従来の意識を変える。また、各種の環境を適正化して、より良い生活環境、自然環境を創出する。
【００９２】
以下の表２は、事例Ａ、Ｂ、Ｃについて、初期放射能濃度、付加後放射能濃度等についての測定結果を示すものである。
【００９３】
【表２】
2015036681.tif 000004
【００９４】
なお、表２中の測定は(株)八進、及び日本化学環境センタ−（2012〜2013）によるものである。また、上記の表中の記号について、Q＝source; QPI=quartz porphyry diorite I; QPK=quartz porphyry diorite K（石英閃緑岩）である。また、変種−Ｉ；−Ｋは産地を示す。Ｃの事例に用いた製剤はＱＰＩ, ＱＰＫ, Ａｍ等のblendingの製剤を使用した。
【００９５】
検体採取について、(株)八進では、「地表から5ｃｍで採取の場合、Ｂｑ/ｋｇをＢｑ/ｍ2に換算できます。すなわち、Ｂｑ/ｍ2＝Ｂｑ/ｋｇ ｘ 65 (換算係数)これは世界で唯一の放射能基準である、ベラルーシの国際基準Ｂｑ/ｍ2との比較が可能となります」と述べている。
【００９６】
表２のＡの事例の採取検体は主として、雑草の茎、アジサイの茎と花弁、およびその周辺の土壌である。残留率はそれぞれ３５．８から２７．３まで下がった。この場合のＱＰＩ
Ｐｌｕｓ＝ＱＰＫである。
【００９７】
表２のＢの事例の採取検体は土壌のみで、地表から３〜５ｃｍの範囲で採取したが、やや乾燥している。また、植物は含まれていない。残留率は６３．６、６８．６、５１．１であり、Ａの事例の場合より高い数値を示している。土壌の場合は水や植物より放射能の濃度が下がりにくいことを示している。したがって、土壌の除染には、水を用いて土壌を浸す（saturation）ことによって効果をあげる必要がある。
【００９８】
表２のＣの事例は郡山市内の汚染水を検体として測定した。水に対して、効果は極めて大きいことがわかる。核種の全体にわたって低減することも認められた。分離測定はしていないがトリチウムも当然その濃度を低減していることを付記しておく。
【００９９】
次に、以下の表３はSpectroscopy（分光器分析装置）による分析結果を示す。分析結果は通常カラー表示であるが、モノクロで示す。横軸は放射能のエネルギー[単位：kev or keV = kilo. electron volts]縦軸は頻度（Frequency）: 放射能がどのくらいの頻度で生起しているか、その回数のようなものである。
【０１００】
これについて、（株）八進では、「放射線の核種はそれぞれ異なったガンマ線のエネルギーを持っています。したがって、グラフ上ではピーク（エネルギーの山）はそれぞれ異なった場所に現れます。ピークの現れる場所とエネルギーの幅を用いて放射線量を特定できます。」と述べている。
【０１０１】
【表３】
2015036681.tif 000005
【０１０２】
【表４】
2015036681.tif 000006
なお、表３、４に表示されていないエネルギー単位とを対比して併記すると、
500      1000      1500      2000        2500      3000
250.2    500.1      750.1    1000.0      1249.9    1499.8
また、表３に示す資料ＷＢ−１(13057)では、セシウム137は横軸６６１．６４ｋｅＶでピークに達し、縦軸９４４．７Ｂｑ／ｋｇｙの年間放射線量を示す。セシウム134は横軸６０４．６６ｋｅＶでピークを示し２０６Ｂｑ／ｋｇｙで年間放射線量を示す。
【産業上の利用可能性】
【０１０３】
本発明の放射能濃度低減による除染方法は、天然素材を加工した製剤の使用によって放射能濃度を低減し、消滅させるようにした放射能濃度低減による除染方法として利用可能である。
【図１】
2015036681.tif 000007
【図２】
2015036681.tif 000008
【図３】
2015036681.tif 000009
【図４】
2015036681.tif 000010
【図５】
2015036681.tif 000011
【図６】
2015036681.tif 000012
【図７】
2015036681.tif 000013