(57)【要約】【課題】炉心溶融物の堆積による再臨界を防止するとともに、固液分離装置を閉塞させること無く放射性物質の除去処理を安定的に行うことができる放射性物質除去技術を提供する。【解決手段】放射性物質除去システム１０は、原子炉建屋１１から放射性物質を含む汚染水を吸引して移送する汚染水移送ライン１２と、汚染水移送ライン１２から汚染水を流入させて、沈降分離させる沈降分離槽１４と、沈降分離して得られた上澄水を吸引して移送する上澄水移送ライン１５と、上澄水移送ライン１５から上澄水を流入させて、この上澄水中の固形分を分離させた分離水を流出させる固液分離装置１７と、流出された分離水を移送する分離水移送ライン１８と、分離水移送ライン１８に設けられ、分離水を通水して放射性物質を吸着する吸着塔２０と、を備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子炉建屋から放射性物質を含む汚染水を吸引して移送する汚染水移送ラインと、
前記汚染水移送ラインから前記汚染水を流入させて、沈降分離させる沈降分離槽と、
沈降分離して得られた上澄水を吸引して移送する上澄水移送ラインと、
前記上澄水移送ラインから前記上澄水を流入させて、この上澄水中の固形分を分離させた分離水を流出させる固液分離装置と、
流出された前記分離水を移送する分離水移送ラインと、
前記分離水移送ラインに設けられ、前記分離水を通水して前記放射性物質を吸着する吸着塔と、を備えることを特徴とする放射性物質除去システム。
【請求項２】
前記固液分離装置から流出される前記分離水を分岐させて、前記原子炉建屋に戻す循環ラインをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の放射性物質除去システム。
【請求項３】
前記上澄水移送ラインは、前記循環ラインに接続されて、
前記上澄水移送ラインで移送される前記上澄水を分岐させて、前記固液分離装置に流入させる分岐ラインをさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の放射性物質除去システム。
【請求項４】
前記分離水移送ラインに設けられ、前記吸着塔で前記放射性物質を吸着させる前に前記分離水を一時的に貯留する貯留槽をさらに備えることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の放射性物質除去システム。
【請求項５】
前記沈降分離槽は、前記汚染水の沈降方向と直角する方向の長さが一定値以下であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の放射性物質除去システム。
【請求項６】
前記沈降分離槽は、流入させる前記上澄水を冷却する冷却機構を有することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の放射性物質除去システム。
【請求項７】
中性子吸着材を前記沈降分離槽に設けることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の放射性物質除去システム。
【請求項８】
前記固液分離装置は、砂ろ過、セラミックフィルタ、中空糸膜フィルタ、液体サイクロン及び遠心分離機のいずれかを用いて前記上澄水中の固形分を分離させることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の放射性物質除去システム。
【請求項９】
前記吸着塔は、ゼオライト系、フェロシアン化物、チタン酸系、ケイチタン酸系の吸着材が充填されることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の放射性物質除去システム。
【請求項１０】
前記吸着塔は、前記分離水移送ラインに複数直列に設けられ、
前記分離水の通水方向において最後尾に位置する前記吸着塔の出口放射線濃度が規定の濃度を超える場合には、先頭に位置する前記吸着塔が新品に交換されて最後尾に配置されることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の放射性物質除去システム。
【請求項１１】
前記汚染水移送ラインは、前記汚染水の水面に対して垂直かつ吸引する前記汚染水の吸引流量、粘性係数、密度及び前記汚染水に含まれる固形分の密度をパラメータとして計算された特定の粒子径以上の固形分を吸引しない内径で設けた鉛直ラインを有することを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の放射性物質除去システム。
【請求項１２】
原子炉建屋から放射性物質を含む汚染水を汚染水移送ラインにより吸引し移送するステップと、
前記汚染水移送ラインから前記汚染水を流入させて、沈降分離させるステップと、
沈降分離して得られた上澄水を上澄水移送ラインにより吸引し移送するステップと、
前記上澄水移送ラインから前記上澄水を流入させて、この上澄水中の固形分を分離させた分離水を流出させるステップと、
流出された前記分離水を分離水移送ラインにより移送するステップと、
前記分離水移送ラインに設けられ、前記分離水を通水して前記放射性物質を吸着するステップと、を含むことを特徴とする放射性物質除去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、原子力発電所で生じる汚染水に含まれる放射性物質を除去する放射性物質除去技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、汚染水中にイオン状で存在する放射性物質を分離回収する技術としては、ゼオライト系等の吸着材を充填した吸着塔に汚染水を通水することで放射性物質を吸着除去する技術が知られている。
【０００３】
汚染水には、機器及び配管等由来の鉄クラッド等の固形分が含まれる。固形分が吸着塔に混入すると、固形分が吸着塔内に堆積し、通水抵抗の上昇を引き起こす可能性がある。このため、吸着塔の前処理として、汚染水中の固形分を除去する必要がある。
【０００４】
汚染水中の固形分を除去する技術として、砂ろ過技術が広く導入されている。この砂ろ過技術は、砂を充填した容器内に固形分を含む水を通水することで、水中の固形分を除去する技術である。
例えば、特許文献１では、金属類を担持させたろ過砂に汚染水を通過させてろ過処理を行う砂ろ過装置が開示されている。
【０００５】
また、砂ろ過以外にも固形分を除去する技術が検討されている。
例えば、特許文献２では、固形分を含む汚染水を貯留するタンクにおいて、汚染水を収容し固形分を沈降させる沈降槽と、沈降槽内の上澄み液のみを流入する開口部と、開口部に上澄み液中の固形分を捕捉するフィルタとを備えて、汚染水中の固形分を除去する装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−２７８２１号公報
【特許文献２】特開２００９−２１４０００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、砂ろ過により固形分を除去する技術は、汚染水が高濃度の固形分を含む場合、ろ過砂に堆積する固形分により通水抵抗がしばしば上昇し、頻繁に逆洗浄をする必要があった。このため、放射性物質の除去処理を安定的に行えないという課題があった。
【０００８】
一方、特許文献２の技術は、沈降槽の働きにより固形分による装置の閉塞は抑制されるものの、ある一定の大きさの固形分は、汚染水を貯留するタンクに堆積していく。
原子力発電所で過酷事故が発生した際に生じる汚染水には、炉心溶融物が含まれる場合がある。この場合、汚染水を貯留するタンク内に炉心溶融物が堆積することになり、再臨界を起こすおそれがある。
【０００９】
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、炉心溶融物の堆積による再臨界を防止するとともに、固液分離装置を閉塞させること無く放射性物質の除去処理を安定的に行うことができる放射性物質除去技術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】
【００１０】
本実施形態の放射性物質除去システムは、原子炉建屋から放射性物質を含む汚染水を吸引して移送する汚染水移送ラインと、前記汚染水移送ラインから前記汚染水を流入させて、沈降分離させる沈降分離槽と、沈降分離して得られた上澄水を吸引して移送する上澄水移送ラインと、前記上澄水移送ラインから前記上澄水を流入させて、この上澄水中の固形分を分離させた分離水を流出させる固液分離装置と、流出された前記分離水を移送する分離水移送ラインと、前記分離水移送ラインに設けられ、前記分離水を通水して前記放射性物質を吸着する吸着塔と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、炉心溶融物の堆積による再臨界を防止するとともに、固液分離装置を閉塞させること無く放射性物質の除去処理を安定的に行うことができる放射性物質除去技術が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第一実施形態に係る放射性物質除去システムの構成図。
【図２】第一実施形態に係る放射性物質除去システムの処理フローを示す図。
【図３】第一実施形態に係る放射性物質除去システムの変形例を示す構成図。
【図４】第二実施形態に係る放射性物質除去システムの構成図。
【図５】第二実施形態に係る放射性物質除去システムの処理フローを示す図。
【図６】（Ａ）沈降分離試験の実施構成を示す図、（Ｂ）砂ろ過試験の実施構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（第一実施形態）
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図１に示す第一実施形態に係る放射性物質除去システム１０は、原子炉建屋１１から放射性物質を含む汚染水を吸引して移送する汚染水移送ライン１２と、汚染水移送ライン１２から汚染水を流入させて、沈降分離させる沈降分離槽１４と、沈降分離して得られた上澄水を吸引して移送する上澄水移送ライン１５と、上澄水移送ライン１５から上澄水を流入させて、この上澄水中の固形分を分離させた分離水を流出させる固液分離装置１７と、流出された分離水を移送する分離水移送ライン１８と、分離水移送ライン１８に設けられ、分離水を通水して放射性物質を吸着させる吸着塔２０（２０ａ〜２０ｃ）と、を備える。
【００１４】
さらに、固液分離装置１７から排出される分離水を分岐させて、原子炉建屋１１に戻す循環ライン２１を備える。
なお、図１では、沈降分離槽１４及び固液分離装置１７をそれぞれ１つ、吸着塔２０を３つで構成しているが、本構成に限定されるものではない。
【００１５】
汚染水は、主に原子力発電所で発生する廃液、冷却水等であり、固形分とイオン状の放射性物質とを含む水（淡水もしくは海水）を意味する。ここでは、原子炉建屋１１に滞留する汚染水を対象とする。
【００１６】
固形分とは、機器及び配管等由来の鉄クラッド、止水剤（セメント、可塑剤、フライアッシュ等）、原子力発電所で過酷事故が発生した際に生じる炉心溶融物、燃料被覆管由来の固形分等を意味し、放射性物質を含むものである。
【００１７】
放射性物質とは、ウラン、プルトニウム等のアルファ線核種、ストロンチウム等のベータ線核種、セシウム等のガンマ線核種を意味する。
【００１８】
汚染水移送ライン１２は、スラリーポンプである汚染水吸引ポンプ１３が設けられており、汚染水吸引ポンプ１３を用いて原子炉建屋１１から汚染水を吸引して、沈降分離槽１４まで移送する。
【００１９】
汚染水移送ライン１２は、汚染水の水面に対して垂直かつ特定の粒子径以上の固形分を吸引しない内径で設けられた鉛直ライン２４を有している。
【００２０】
鉛直ライン２４の具体的な構成について検討する。
まず、汚染水の水面に対して鉛直上向きに設けられた鉛直ライン２４の内径をＤ１とする。そして、固形分のうち汚染水移送ライン１２に吸引させたくない粒子径の下限値をｄ１とする。
【００２１】
例えば、固形分の粒子径ｄがｄＳ＜ｄ＜ｄＬであった場合、ｄ１≦ｄ＜ｄＬにある固形分を吸引しないようにするには、内径Ｄ１について次式（１）を満足するように設定する。
Ｄ１＞［７２・η・Ｆ／｛π・（ρＰ−ρＬ）・ｇ｝］０．５／ｄ１      （１）
η：流体の粘性係数（Ｐａ・ｓ）、Ｆ：流体の吸引流量（ｍ３／ｓ）、ρＰ：固形分の密度（ｋｇ／ｍ３）、ρＬ：流体の密度（ｋｇ／ｍ３）、ｇ：重力加速度（ｍ／ｓ２）、π：円周率である。
【００２２】
さらに、鉛直ライン２４の長さについて検討する。
鉛直ライン２４の長さをＬ１として、原子炉建屋１１の汚染水面から鉛直ライン２４の下端（汚染水の吸引口）までの深さをＬＤとする。
【００２３】
そして、汚染水移送ライン１２に吸引させたくない粒子径の下限値ｄ１に該当する固形分が、終末速度に到達するために必要な長さをＬＥとする。このとき、Ｌ１−ＬＤ≧ＬＥを満たすようにＬ１、ＬＤを設定する。
【００２４】
このように、汚染水の水面に対して垂直な鉛直ライン２４を設けて、特定の粒子径以上の固形分を吸引しないように汚染水移送ライン１２の内径、長さを設定する。
【００２５】
これにより、汚染水移送ライン１２により移送される汚染水中の固形分の粒子径上限値を小さくすることができるため、沈降分離槽１４における沈降分離性能を向上させることができる。
【００２６】
沈降分離槽１４は、汚染水移送ライン１２により移送された汚染水を流入させて、沈降分離させる。汚染水は、一定の粒子径以上の固形分は沈降して、固形分の濃度が低い上澄水と固形分濃度の高い懸濁水とに分離される。
【００２７】
沈降分離槽１４は、沈降分離性能を高めるため、高さ方向の高さができるだけ小さい方が望ましい。なお、沈降分離槽１４の上部は、開放系ではなく閉鎖系としても良い。
【００２８】
沈降分離槽１４は、汚染水中に含まれる炉心溶融物の堆積による再臨界を防止するため、再臨界が起こりにくい大きさ、形状とする。例えば、汚染水の沈降方向と直角方向の一辺の長さが一定値以下とする形状が考えられる。
【００２９】
さらに、沈降分離槽１４は、中性子吸収材、流入する汚染水を冷却する冷却機構（図示省略）を備えても良い。これにより、炉心溶融物が堆積した場合であっても、再臨界が防止される。
【００３０】
また、沈降分離槽１４は、複数台設けられることが望ましい。これにより、ある沈降分離槽１４で汚染水の沈降分離を行っている際に、他の沈降分離槽１４に汚染水の流入を切り替えることが可能となるため、汚染水の処理容量を大きくすることができる。
【００３１】
上澄水移送ライン１５は、スラリーポンプである上澄水吸引第一ポンプ１６が設けられており、沈降分離槽１４において得られた上澄水を吸引して、固液分離装置１７まで移送する。
【００３２】
上澄水移送ライン１５は、上澄水の水面に対して垂直かつ特定の粒子径以上の固形分を吸引しない内径で設けられた鉛直ライン２５を有している。
なお、鉛直ライン２５の具体的な内径、長さの設定方法は、前述した鉛直ライン２４（汚染水移送ライン１２）の設定方法と同様となるため省略する。
【００３３】
これにより、固液分離装置１７に移送される上澄水中の固形分の粒子径上限値を小さくすることができるため、固液分離装置１７における固形分の堆積を低減させることができる。
【００３４】
なお、上澄水移送ライン１５の吸引口は、上澄水の水面下にあって、排出設定水位にあれば良い。例えば、沈降分離槽１４の水位から下に２ｍ分の上澄水を固液分離装置１７に移送する場合、沈降分離槽１４の水位から下に２ｍの位置に吸引口がある必要がある。
【００３５】
固液分離装置１７は、上澄水移送ライン１５から上澄水を流入させて、この上澄水中の固形分を分離させる。
【００３６】
固液分離装置１７で用いる固液分離方法は、上澄水中の固形分を分離できる方法であれば良く、砂ろ過、セラミックフィルタ、中空糸膜フィルタ、液体サイクロン及び遠心分離機を用いる方法が例示される。
【００３７】
固液分離装置１７は、中性子吸収材、流入する上澄水を冷却する冷却機構（図示省略）を備えても良い。これにより、炉心溶融物が装置内に堆積した場合であっても、再臨界が防止される。
【００３８】
そして、分離された固形分は、固形分排出ライン２３を介して外部に排出される。一方、固形分が分離された分離水は分離水移送ライン１８に流出される。
【００３９】
なお、固液分離装置１７では、固形分と分離水とが分離できれば良いため、上澄水の流入位置、固形分及び分離水の排出位置に制限はない。また、複数台の固液分離装置１７を直列または並列に設けても良い。
【００４０】
分離水移送ライン１８は、スラリーポンプである分離水吸引ポンプ１９が設けられており、排出された分離水を吸着塔２０に移送する。なお、分岐点Ａにおいて分岐される分離水については後述する。
【００４１】
吸着塔２０（２０ａ〜２０ｃ）は、分離水移送ライン１８に直列で配置されており、分離水を順次通水して放射性物質を吸着除去する。吸着塔２０は、イオン状の放射性物質を吸着するゼオライト系、フェロシアン化物、チタン酸系、ケイチタン酸系の吸着材が充填される。
【００４２】
そして、イオン状の放射性物質が吸着除去された分離水は分離水移送ライン１８から外部に排出される。
【００４３】
吸着塔２０を直列に配置することで、除去対象となる放射性物質の高い回収率を実現できる。また、イオン状の放射性物質の核種に応じて選択性が高い吸着材を別々の吸着塔２０に充填しても良い。
【００４４】
さらに、既設の放射性物質除去設備を組み合わせることで、吸着塔２０に充填する吸着塔２０の数、吸着材の種類を減ずることができ、海洋放出レベルまで放射性物質を除去可能となる。
【００４５】
ここで、吸着塔２０の交換方法について説明する。
分離水の通水方向において最後尾に位置する吸着塔２０ｃの出口放射線濃度を常時測定する。そして、出口放射線濃度が、規定の濃度を超える場合には、先頭に位置する吸着塔２０ａを新品に交換して最後尾に配置する。したがって、交換前に２番目に位置していた吸着塔２０ｂが先頭に位置することになる。
【００４６】
このように、直列に配置された吸着塔２０において、最も消耗が大きい先頭の吸着塔２０を新品に交換し、吸着塔２０の配置を順次繰り上げていくことにより、吸着塔２０の交換回数が低減されるため、吸着材の使用量を低減することができる。
【００４７】
次に、分岐点Ａにおいて分岐される分離水について説明する。
循環ライン２１は、分岐点Ａで分離水移送ライン１８に接続されている。循環ライン２１には、循環ポンプ２２が設けられており、この循環ポンプ２２を用いて分岐点Ａから固液分離装置１７から排出された分離水を分岐させて、原子炉建屋１１に戻す構成となっている。
【００４８】
なお、固液分離装置１７から排出された分離水のうち大部分は原子炉建屋１１に戻るように、分離水吸引ポンプ１９、循環ポンプ２２を調整する。また、循環ライン２１により分離水を原子炉建屋１１に戻す位置と汚染水移送ライン１２により汚染水を吸引する位置とはできるだけ離れている方が望ましい。
【００４９】
沈降分離槽１４、固液分離装置１７を介して汚染水から炉心溶融物を含む固形分を除去した分離水を原子炉建屋１１に戻し循環させるため、原子炉建屋１１内にある原子炉の安定冷却が可能となる。
【００５０】
図２は、第一実施形態に係る放射性物質除去システム１０の処理フローを示す図である（適宜、図１参照）。
【００５１】
汚染水移送ライン１２は、汚染水吸引ポンプ１３を用いて原子炉建屋１１から汚染水を吸引する（Ｓ１０）。そして、吸引した汚染水を沈降分離槽１４まで移送する。
【００５２】
沈降分離槽１４は、汚染水移送ライン１２により移送された汚染水を流入させて、沈降分離させる（Ｓ１１：沈降分離工程）。
【００５３】
上澄水移送ライン１５には、上澄水吸引第一ポンプ１６を用いて沈降分離槽１４において得られた上澄水を吸引する（Ｓ１２）。そして、吸引した上澄水を固液分離装置１７まで移送する。
【００５４】
固液分離装置１７は、上澄水移送ライン１５から上澄水を流入させて、この上澄水中の固形分を分離させる（Ｓ１３：固液分離工程）。そして、分離された固形分は、固形分排出ライン２３を介して外部に排出される（Ｓ１６）。一方、上澄水中の固形分が分離された分離水は、分離水移送ライン１８に流出される。
【００５５】
分離水移送ライン１８は、固液分離装置１７から流出された分離水を吸着塔２０に移送する。
循環ライン２１は、循環ポンプ２２を用いて分離水移送ライン１８の分岐点Ａから固液分離装置１７から流出された分離水を分岐させて、原子炉建屋１１に戻す（Ｓ１４）。
【００５６】
吸着塔２０は、分離水を通水して放射性物質を吸着除去する（Ｓ１５：吸着除去工程）。
【００５７】
このように、汚染水中に含まれる一定の粒子径以上の固形分を沈降分離槽１４により予め除去し、得られた上澄水の固形分を分離することにより、固液分離装置１７における閉塞を防止することができる。このため、固液分離装置１７の洗浄を頻繁に実施する必要は無く、放射性物質の除去処理を安定的に行うことができる。
【００５８】
図３は、第一実施形態に係る放射性物質除去システム１０の変形例を示す構成図である。なお、図１と同一の構成には同一の符号を付して、重複する動作について説明を省略する。また、固形分排出ライン２３は省略して記載している。
【００５９】
図１と異なる点は、吸着塔２０で放射性物質を吸着させる前に分離水を一時的に貯留する貯留槽２６を分離水移送ライン１８に設ける点にある。さらに、分岐点Ａを設けず、固液分離装置１７で分離水を分岐させている。
【００６０】
貯留槽２６は、固液分離装置１７から排出された分離水を流入させて貯留する。分離水移送ライン１８は、分離水吸引ポンプ１９を用いて貯留槽２６から分離水を吸引して、吸着塔２０に移送する。
【００６１】
このように、分離水を一時的に貯留することにより、吸着塔２０に流入させる分離水の流量調整が容易となる。
【００６２】
（第二実施形態）
図４は、第二実施形態に係る放射性物質除去システム１０の構成図を示す。なお、第一実施形態と同一の構成には同一の符号を付して、重複する動作について説明を省略する。
【００６３】
第一実施形態と異なる点は、上澄水移送ライン１５は、循環ライン２１に接続されており、上澄水移送ライン１５で移送される上澄水を分岐させて、固液分離装置１７に流入させる分岐ライン２７をさらに備える点にある。
【００６４】
上澄水移送ライン１５は、合流点Ｃで循環ライン２１に接続されている。したがって、上澄水移送ライン１５で移送される上澄水は、循環ライン２１を流動する分離水と合流して原子炉建屋１１に戻される。
【００６５】
分岐ライン２７は、上澄水吸引第二ポンプ２８が設けられており、分岐点Ｂから上澄水を分岐させて固液分離装置１７に流入させる。
【００６６】
第一実施形態のように沈降分離槽１４から上澄水を直接固液分離装置１７に供給する場合と比較して、供給される上澄水の体積流量が低下するため、固液分離装置１７のサイズを小さくすることができる。
【００６７】
図５は、第二実施形態に係る放射性物質除去システム１０の処理フローを示す図である（適宜、図４参照）。なお、図２と同一のステップについては、同一の符号を付して説明を省略する。
【００６８】
上澄水移送ライン１５により上澄水が吸引された後から説明する（Ｓ１２後）。
吸引された上澄水は、分岐点Ｂで分岐されて（Ｓ１７）、一方の上澄水は循環ライン２１を介して分離水に合流され原子炉建屋１１に戻る。
【００６９】
他方の上澄水は、分岐ライン２７を介して固液分離装置１７に流入される。固液分離装置１７は、流入された上澄水中の固形分を分離する（Ｓ１３）。
【実施例】
【００７０】
以下に実施例を示すが、本発明はこれらに限定されて解釈されるものではない。
【００７１】
［実施例１］
図６（Ａ）に示すように、沈降分離槽１４として上部開放系の容器を用意し、容器内に水と固形分を混合したスラリーを注入した後、静置した。温度２０℃、固形分濃度１％、固形分密度７ｇ／ｃｍ３、排出口深さ１〜８ｍ、沈降時間２４ｈとした。固形分除去率を次式（２）で定義した。試験結果を表１に示す。
固形分除去率＝（１−回収液中の固形分濃度／初期固形分濃度）×１００    （２）
【００７２】
【表１】
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【００７３】
表１に示すように、排出口深さを変化させることで固形分除去率は変化することがわかる。そして、排出口深さを短くすることで固形分除去率が増加することがわかる。
【００７４】
次に、固液分離装置１７（砂ろ過装置）として図６（Ｂ）に示す弁付容器を用意して、容器内下部に金網フィルタを設置固定し、その上に砂利を０．６ｍ、砂を０．９ｍ充填した。
【００７５】
その後、固形分濃度０．１５％、固形分密度７ｇ／ｃｍ３の固液懸濁液を砂層の上１ｍになるように注入した後、弁を開き、水位が４〜５ｍ／日で低下するように液を排出した。温度２０℃とした。固形分除去率を前述の式（２）で定義した。試験結果を表２に示す。
【００７６】
【表２】
2015105884.tif 000004
【００７７】
表２に示すように、排出速度を変化させることで固形分除去率は変化することがわかる。そして、排出速度を遅くすることで固形分除去率が増加することがわかる。表１、表２の結果から沈降分離槽１４と固液分離装置１７により固形分を除去できることがわかった。
【００７８】
次に、プルトニウム（Ｐｕ）濃度２Ｂｑ／ｍｌ及び海水１％を含む水と吸着材としてＡ型ゼオライトを液固比３００ｍｌ／ｇで３〜７日浸漬し、分配係数Ｋｄを測定した。Ｋｄを次式（３）で定義した。試験結果を表３に示す。
Ｋｄ＝（初期Ｐｕ濃度−浸漬後Ｐｕ濃度）／浸漬後Ｐｕ濃度×液固比      （３）
【００７９】
【表３】
2015105884.tif 000005
【００８０】
表３に示すように、浸漬日数を変化させることでＫｄは変化することがわかる。そして、浸漬日数を増加することでＫｄが増加することがわかる。表３の結果から液中のプルトニウムを吸着材により吸着除去できることがわかった。
【００８１】
表１、表２、表３の結果から、沈降分離槽１４と固液分離装置１７により固形分を除去し、除去後の液中の放射性物質を吸着塔２０（図１）により吸着除去できることがわかった。
【００８２】
［実施例２］
汚染水移送ライン１２の鉛直ライン２４（図１）の模擬ラインとして、高さ５００ｍｍで内径を８ｍｍ、１５ｍｍ、２５ｍｍの配管の一端を固形分を含む懸濁水を貯水したタンク内に入れ、タンク底部から１０ｍｍの高さで維持した。温度２０℃、固形分濃度１％、固形分密度７ｇ／ｃｍ３、固形分粒度分布は表４に示す。別の一端をポンプに繋ぎ、０．２ｍ３／ｈの流量で吸込試験を実施した。回収した固形分の粒度分布を表５に示す。
【００８３】
【表４】
2015105884.tif 000006
【００８４】
【表５】
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【００８５】
表５に示すように、内径を変化させることで回収される固形分の粒度分布が変化することがわかる。そして、内径を大きくすることで回収される排出上限値が低下することがわかる。
【００８６】
表５に示す結果から、鉛直上向きに設置することで排出する固形分の粒子径上限値を低下させ、沈降分離性能を向上することができる。
【００８７】
以上述べた各放射性物質除去システムによれば、汚染水中に含まれる一定の粒子径以上の固形分を沈降分離槽により予め除去し、得られた上澄水の固形分を分離することにより、固液分離装置における閉塞が防止され、放射性物質の除去処理を安定的に行うことができる。
【００８８】
さらに、固形分に炉心溶融物が含まれる場合であっても、固液分離後の分離水の一部を原子炉建屋に戻して循環させ、沈降分離槽の形状等について再臨界を防止する構成にすることにより、炉心溶融物の堆積による再臨界を防止することができる。
【００８９】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。例えば、放射性物質除去システム１０では、汚染水吸引ポンプ１３、上澄水吸引第一ポンプ１６等のポンプを用いて水の吸引、移送を行っているが、水頭圧や流量調整弁を利用して吸引、移送を行っても良い。
【符号の説明】
【００９０】
１０  放射性物質除去システム
１１  原子炉建屋
１２  汚染水移送ライン
１３  汚染水吸引ポンプ
１４  沈降分離槽
１５  上澄水移送ライン
１６  上澄水吸引第一ポンプ
１７  固液分離装置
１８  分離水移送ライン
１９  分離水吸引ポンプ
２０  吸着塔
２１  循環ライン
２２  循環ポンプ
２３  固形分排出ライン
２４、２５  鉛直ライン
２６  貯留槽
２７  分岐ライン
２８  上澄水吸引第二ポンプ
Ａ、Ｂ  分岐点
Ｃ  合流点
【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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