(57)【要約】【課題】本発明は、初期投資や維持費が比較的安価である上、放射性セシウムの低減及び放射線の遮蔽能力に優れた遮蔽積層物を提供する。【解決手段】本発明に係る遮蔽積層物は、放射性セシウム吸着剤を有する第一層、遮蔽性を有する第二層、及び吸水性を有する第三層を含むことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射性セシウム吸着剤を有する第一層、遮蔽性を有する第二層、及び吸水性を有する第三層を含むことを特徴とする遮蔽積層物。
【請求項２】
前記第一層は遮蔽積層物から分離可能な請求項１に記載の遮蔽積層物。
【請求項３】
更に、通水性を有する第四層を含む請求項１又は２に記載の遮蔽積層物。
【請求項４】
前記第一層、第二層、第三層、及び第四層から選ばれる少なくとも１種以上の層を、複数積層する請求項３に記載の遮蔽積層物。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の遮蔽積層物が、風速３７ｍ／ｓｅｃに耐え得る構造物に固定されている遮蔽板。
【請求項６】
各層を面積が０．１〜５ｍ2となるように調整し、前記第一層がホットスポット側の最外層となるように積層する請求項５に記載の遮蔽板の施工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホットスポットと呼ばれる高放射線量の地域に存在する放射性セシウム量を低減し、且つ該地域からの放射線を遮蔽する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
２０１１年３月１１日に東日本を襲った地震・津波により、福島第一原子力発電所では、深刻な原発事故が発生した。この事故により排出された放射性セシウムは、福島県内のみならず、東北・関東一円にまで飛散して問題となっている。事故以来、各地で除染作業が行われたものの、コストの都合上、居住地域や労働地域などの特定の地域を優先して作業は進められてきた。
【０００３】
しかし、実際には、居住地域や労働地域を除染しても、これらの地域の外側には、除染作業が完了していない高濃度に放射線が存在する、所謂「ホットスポット」が残っている。除染作業が終了した地域には、このホットスポットから、日々埃や泥が風に流されて飛来してくるため、このような除染方法では、除染作業が行われた地域を再汚染するという問題があった。また除染作業は、住居地域や労働地域に限って実施されているため、除染地域と未除染の地域が隣接する場合もある。そのため除染後の地域で生活を営む人々は、この未除染のホットスポット地域付近を通過する場合も数多くあり、日常的に未除染の地域に存在する放射線によって健康を害される危険性がある。特に、子供たちが被爆すると、将来に亘って、健康に甚大な影響が及ぼされることも懸念されるため、子供たちが活動の拠点としている幼児施設、学校、公園などの遊び場の近くのホットスポットについては、早急に有効な対策を打つ必要がある。
【０００４】
ホットスポット側の放射性セシウム量を低減及び放出し続ける放射線を遮蔽するために、遮蔽壁を設ける方法が考えられる。従来の遮蔽壁として、例えば、特許文献１にはセラミックを高濃度で配合したコンクリートを用いる方法が開示されている。また特許文献２には比重が２．６〜４．０の重量コンクリート製壁体で構成された筒型ユニット複数個から構成される室空間を、同素材を用いた隔壁部材を介して連接する退避施設が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−１９５４１６号公報
【特許文献２】特開２０１３−１９４４７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１や２に開示されている方法は、コンクリートを用いる重厚な設備であり、極めて高価である。そのため市民がこれらの設備を導入することは現実的ではない。また、コンクリートに付着した放射性物質を除染することは難しく、高圧洗浄などの特殊な設備を用いて除染する必要があるため、決して簡便とは言えない。
【０００７】
このような状況下、本発明は、初期投資や維持費が比較的安価である上、放射性セシウムの低減及び放射線の遮蔽能力に優れた遮蔽積層物を提供することを課題として掲げた。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、前記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、放射性セシウム吸着剤を有する第一層、遮蔽性を有する第二層、及び吸水性を有する第三層を含む遮蔽積層物を用いると、初期投資及び維持費が比較的安価であり、且つ、放射性セシウムの低減と放射線の遮蔽能力に優れる材料が得られることを見出し、本発明を完成した。
【０００９】
すなわち、本発明に係る遮蔽積層物は、放射性セシウム吸着剤を有する第一層、遮蔽性を有する第二層、及び吸水性を有する第三層を含むことを特徴とする。また、前記第一層は遮蔽積層物から分離可能であることが好ましく、更に、該積層物は通水性を有する第四層を含む態様がより好ましい。また、前記第一層、第二層、第三層、及び第四層から選ばれる少なくとも１種以上の層を、複数積層することが好ましい。
更に本発明は、前記遮蔽積層物が、風速３７ｍ／ｓｅｃに耐え得る構造物に固定されている遮蔽板及び、各層を面積が０．１〜５ｍ2となるように調整し、前記第一層がホットスポット側の最外層となるように積層することを特徴とする遮蔽板の施工法をも包含する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る遮蔽積層物によれば、ホットスポット側の地域に存在する放射性セシウムの最飛散を抑制し、且つ、ホットスポットからの放射線量を遮蔽できるため、除染作業が終了された安全地域で活動する人々を放射線の被害から守ることが可能となる。また、遮蔽積層物を構成する各層は比較的安価なため、初期費用及び維持費を低く抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】遮蔽板を設置した概要を示す外観図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明について詳述するが、明細書中、各用語の意味は以下の通りである。
「放射性セシウム」は、セシウム原子の放射性同位体を意味し、主に、セシウム１３４、セシウム１３７を意味する。
「安全地域」は、除染作業が終了した地域及び／又は測定される放射線量が行政で定める規定値未満の地域を意味する。安全地域は、人や動物が生活可能な地域であるとも言える。
「ホットスポット」は、除染作業が終了していない地域及び／又は測定される放射線量が行政で定める規定値以上の地域である。ホットスポットは、前記安全地域に隣接していることが多い。
【００１３】
本発明に係る遮蔽積層物について以下詳述する。本発明に係る遮蔽積層物は、放射性セシウム吸着剤を有する第一層、遮蔽性を有する第二層、及び吸水性を有する第三層を含むことを特徴とする。第一層として、放射性セシウム吸着剤を有する層を設けることにより、空気中の塵、泥（特に、粘土やシルト）、や有機物等に吸着される放射性セシウムを吸着し回収され、放射性セシウムの再飛散を抑制することができる。また、第二層として遮蔽性を有する層を設けることにより、放射線の遮蔽効果が発揮される。そして第三層として、水を吸収する性質を有する層を設ける。放射性セシウムはイオン化して水に取り込まれる性質を有しており、第三層を設けることで、第一層と共に、放射性セシウムを回収することが可能となる。
【００１４】
＜第一層＞
放射性セシウム吸着剤を有する第一層について詳しく説明する。放射性セシウム吸着剤を有する第一層は、放射性セシウム吸着剤が含まれていれば特に限定されるものではなく、前記第一層としては、例えば、放射性セシウム吸着剤が第一層の基材表面に固定されている態様や、放射性セシウム吸着剤が第一層の基材原料として混入されている態様が挙げられる。
【００１５】
第一層の基材としては、不織布、織物、編物、組み物、レース、網等の繊維からなる布帛；発泡体；紙；熱可塑性樹脂からなるフィルム；及びこれらの積層体が挙げられる。前記不織布としては、ケミカルボンド、サーマルボンド、スパンレース等の湿式不織布；ケミカルボンド、サーマルボンド、スパンレース、ニードルパンチ等の乾式不織布；スパンボンド不織布等が好ましく用いられる。また前記織物としては、織組織が平織り、綾織り、朱子織り等の織物が好ましい。更に、前記編物としては、編組織が緯編（平編、リブ編、両面編、パール編）、経編（トリコット編、ラッセル）等の編物が挙げられる。また、前記発泡体としては、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリブタジエン等を原料とする発泡体が好ましく用いられる。中でも、繊維間が比較的密である上、安価で製造できることから不織布がより好ましい。
【００１６】
また、第一層の基材に布帛を含む場合、布帛に使用される繊維としては、ポリエチレンテレフタレート繊維、ポリトリメチレンテレフタレート繊維、ポリ乳酸繊維等のポリエステル繊維；ポリアリレート繊維；ナイロン６、ナイロン６６などの脂肪族ポリアミド繊維；アラミド繊維等の芳香族ポリアミド繊維；ポリイミド繊維；アクリル繊維；ポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維等のポリオレフィン繊維；ポリウレタン繊維等の合成繊維；ガラス繊維；金属繊維（好ましくは、Ｌ（繊維長さ）／Ｄ（繊維径）が２以上）；綿、麻等の天然繊維；レーヨン等の再生繊維；アセテート繊維等の半合成繊維；芯鞘型構造を有する複合繊維；等の各種繊維を使用することができる。これらの繊維は単独で使用してもよく、また複数を混綿して使用してもよい。また、繊維の断面形状は特に限定されるものではない。
【００１７】
一方放射性セシウム吸着剤としては、例えば、フェロシアン化鉄、フェロシアン化カリウム、フェロシアン化アンモニウム等のフェロシアン化物を構成要素の一部に有するフェロシアン化物系吸着剤が挙げられる。
【００１８】
前記放射性セシウム吸着剤を基材に付与する方法は、例えば、（ｉ）基材を製造した後、放射性セシウム吸着剤を含む分散液を、基材に含浸、吹き付け、塗布する方法、（ｉｉ）基材を製造する際に、放射性セシウム吸着剤も基材原料として混合しておき、基材を製造すると同時に放射性セシウム吸着剤を付与する方法（いわゆる練込み法）が挙げられる。放射性セシウム吸着剤は、その表面及びその内部に放射性セシウムを吸着するため、放射性セシウムとの接触面積が多くなるよう、基材を製造した後、放射性セシウム吸着剤を含む分散液を、基材に含浸させる方法が特に好ましい。
【００１９】
前記第一層には、市販品として東洋紡社製「コスモフレッシュ（登録商標）ＣＦ−４１３１Ｎ」などを使用するとよい。
【００２０】
＜第二層＞
遮蔽性を有する第二層について詳しく説明する。放射性セシウムに対する遮蔽性を有する第二層には、α線、β線、γ線に対する遮蔽能が高い金属の単体或いは該金属を含む金属化合物が含まれることが好ましい。特に第二層には、後工程である積層を容易にするため、該金属の単体或いは該金属を含む金属化合物を粉末状にした遮蔽剤を、強度に優れたゴムやエラストマー等の基材に練り込んで板状（シート）にした柔軟性のある材料が望ましい。補完として、該金属の単体或いは該金属を含む金属化合物からなる板状、膜状の材料、又はこれらの積層物を状況に応じて使用してもよい。
【００２１】
前記α線、β線、γ線に対する遮蔽能が高い金属としては、例えば、バリウム、タングステン、鉛等が挙げられる。本発明では該金属から選ばれる少なくとも１種の金属単体及び該金属を含む金属化合物を使用する。バリウム、タングステン、鉛等の比較的原子番号が大きな元素を用いることにより、α線、β線及びエネルギーの低いγ線からの被爆量を有効に軽減することができる。バリウム、タングステン、鉛を構成元素に有する金属化合物としては、例えば、硫酸バリウム、酸化タングステン、タングステンカーバイド、酸化鉛等を例示できる。本発明では、元素が安価であることから、前記金属化合物としては、硫酸バリウム、酸化タングステンを採用することが好ましい。また、これらの金属化合物は、一種のみで使用することも可能であり、また複数種を混合することも可能である。なお、バリウム、タングステン、鉛から選ばれる少なくとも１種の金属を主成分とする限り、上記以外の他の成分を混合してもよい。
【００２２】
第二層を柔軟性を有する材料とするとき、遮蔽剤を練り込む基材としては、機械的強度及び耐候性や耐薬品性等の化学的強度に優れた樹脂の使用が好ましく、ゴムやエラストマー等が好適に使用できる。ゴムとしては、クロロプレンゴム、シリコーンゴム、エチレンプロピレンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム等が例示でき、エラストマーとしては、ポリエステル系、ポリオレフィン系、シリコーン系の熱可塑性エラストマーが例示できる。中でも、ゴムの使用が望ましく、クロロプレンゴムがより好適である。
【００２３】
また前記遮蔽剤は第二層に６００〜１６０００ｇ／ｍ2含有されていることが望ましく、より好ましくは１０００〜１２０００ｇ／ｍ2である。
【００２４】
第二層の厚さは、例えば、０．３〜４ｍｍ（より好ましくは０．５〜３ｍｍ）である。
【００２５】
このような第二層の単層でのＸ線透過率は０．１〜３０％であるが、第二層を多層に重ねて使用すれば遮蔽効果を更に高めることが可能となる。
【００２６】
前記第二層には、例えば、クレハエラストマー社製「放射線遮蔽シート  ＸＢＷ００２」等を使用するとよい。
【００２７】
＜第三層＞
吸水性を有する第三層について説明する。第三層は水を吸水する性質を有し、この吸水された水により放射性セシウムを回収する機能を有する。第三層の形態は特に限定されず、板状のシート材；不織布、織物、編物、組み物、レース、網等の繊維からなる布帛；が好ましく用いられる。中でも、比較的安価であることから不織布が好ましい。
【００２８】
第三層の吸水性は、第三層に用いられる吸水性物質により発揮される。前記吸水性物質としては、自重の３０〜２００倍の水を吸収することが可能な物質が好ましい。吸水性物質としては、例えば、高吸水性ポリマー（ＳＡＰ）の粒状物、吸水性のアクリル系樹脂及び／又は吸水性のモダクリル樹脂を用いて形成される繊維等が挙げられる。
【００２９】
前記高吸水性ポリマー粒状物を第三層に固定する方法としては、高吸水性ポリマー粒状物の脱落を防止するため、第三層を構成する基材の層内部に該高吸水性ポリマー粒状物を挟み込む方法や、熱接着性パウダーと該高吸水性ポリマー粒状物を均一に混合した後に、第三層の基材表面に均一に散布し、熱処理を行い、熱接着性パウダーを溶融させて高吸水性ポリマーを付着させる方法が挙げられる。
【００３０】
また、吸水性のアクリル系樹脂及び／又は吸水性のモダクリル樹脂を用いて形成される繊維は、これらの樹脂が用いられていれば特に限定されず、吸水性のアクリル系樹脂及び／又は吸水性のモダクリル樹脂のみで他の樹脂と複合化せずに形成される繊維や、吸水性のアクリル系樹脂及び／又は吸水性のモダクリル樹脂と、他の樹脂を用い、芯鞘構造、偏心構造、サイドバイドサイド構造に複合化した繊維も使用できる。複合繊維としては、例えば、芯鞘構造、偏心構造の繊維が好ましく、特に鞘部を、前記吸水性のアクリル系樹脂及び／又は吸水性のモダクリル樹脂とし、芯部を比較的強度の高い樹脂とするとよい。このような繊維としては、例えば、東洋紡社製「ランシール（登録商標）」が挙げられる。
【００３１】
このような前記遮蔽積層物は、例えば、風速３７ｍ／ｓｅｃに耐えうる構造物に固定して、遮蔽板として使用する。遮蔽板は通常屋外で使用されるため、遮蔽板が強風で煽られることがないよう、遮蔽積層物は一定の風速に耐えうる構造物に固定する必要がある。そのため本発明では、一般に道路付属物に要求される設計風速とほぼ同程度の風速３７ｍ／ｓｅｃという高い基準を設けている。前記風速３７ｍ／ｓｅｃに耐えうる構造物としては、例えば、Ｈ型鋼、Ｃ型鋼等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。なお該遮蔽板は、各層が水平方向に積層される積層構造を有するものである。
【００３２】
図１に、遮蔽板を設置したときの概要を示す外観図を示す。図１に示すように、ホットスポット５は、除染作業が終了していない地域及び／又は測定される放射線量が行政で定める規定値以上の地域であるため、ホットスポット５に存在する植物２や土壌には多量の放射性セシウム１が存在している。風に流されてこれらの放射性セシウム１が安全地域４に飛散して来ないように、遮蔽板３を設ける。前記遮蔽板の施工方法は特に限定されるものではなく、遮蔽板自身を自立して使用してもよく、遮蔽板を壁に掛けたり、壁に固定して使用してもよい。また、泥（特に、シルトや粘土）に付着する放射性セシウムが安全地域に飛散することを防止するため、遮蔽板の下部は地面に直接接触するようにして設置されていてもよい。
【００３３】
遮蔽板とするときは、前記遮蔽積層物の各層を、面積が０．１〜５ｍ2となるように調整するとよい（より好ましくは０．５〜１．０ｍ2である）。遮蔽板の形状は、矩形（正方形又は長方形）でもよく、設置場所の地形等に合わせて適宜変形しても構わない。面積が下限値を下回ると、遮蔽効果が乏しいとか、放射線が通過するといった不具合を生じる可能性があるため好ましくない。また、上限値を上回ると、遮蔽板が大きくなりすぎてしまい、重量が増し遮蔽板の設置が困難になるとか、簡便に交換できないといった不具合を生じる虞がある。
【００３４】
本発明に係る遮蔽積層物は、より好ましい態様として、前記第一層が遮蔽積層物から分離可能であることが挙げられる。第一層には放射性セシウム吸着剤が存在するため、他の層に比べ、特に放射性セシウム濃度が高くなり易い。そのため、第一層を遮蔽積層物から分離し交換可能となるように、第一層は遮蔽積層物を構成する層と完全に接合するのではなく、例えば、簡便にネジで固定しておくとよい。前記第一層は、放射線量が所定量を超えた場合や、第一層を設置して一定期間が経過した場合等に交換するとよい。また、人の力のみでも容易に交換できるよう、前記第一層の上部にワイヤーを取り付け、ワイヤーを引き上げて交換できるようにしておくとよい。またホットスポット側の表面を保護するために、遮蔽積層物に網を被せたり、ホットスポット側の表面に樹脂又は金属製のステーを入れてもよい（方向は、縦横のいずれであってもよく、縦横の両方であってもよい）。
【００３５】
また長期の使用により、吸水性を有する第三層にも放射性セシウムが蓄積されるため、前記第一層と同様に、第三層も遮蔽積層物から分離可能にしておき、放射線量が所定量を超えた場合や、第一層を設置して一定期間が経過した場合等に交換するとよい。
【００３６】
遮蔽積層物のホットスポット側表面及び／又は安全地域側表面には、美観維持のために、絵画、彫刻などを飾ってもよく、印刷（例えば、文字、模様、着色）を施してもよい。また植生するなどして美観を高めることも可能である。
【００３７】
遮蔽板とするときは、特に、前記第一層がホットスポット側の最外層となるように積層するとよい。第一層には、放射性セシウム吸着剤が含まれており、ホットスポットに最も接近させて積層することにより、高濃度で存在する放射性セシウムを効率よく吸着することが可能となる。また遮蔽積層物の最外層とすることで、第一層のみの交換が容易となる。
【００３８】
また、遮蔽板とするときは、特に、吸水性を有する第三層が安全地域側の最外層となるように積層するとよい。前述したように、吸水性を有する第三層も放射性セシウム回収能を有している。特に該第三層を安全地域側の最外層とすることで、第三層の吸水性を利用して、壁面に植物を育てることが可能となる。壁面を植生すれば、美的外観もよく、また安全地域で行動する人や動物が遮蔽板に接近した場合でも、直接遮蔽板に接触することがなく、より安全である。
【００３９】
必要に応じて、遮蔽板を設置するときには、基礎を打ち込むことも可能である。
【００４０】
＜第四層＞
更に前記遮蔽積層物は、通水性を有する第四層を含んでいてもよい。本発明では第三層として吸水性を有する層を積層するため、第四層を積層することで、第三層全体に常に水分を行き渡らせることが可能となる。そのため第四層は、第一層〜第三層のうち第三層の隣に積層されていることがより望ましい態様である。
【００４１】
第四層に水分を供給する手段は特に限定されないが、雨水を浸透させてもよく、ホースやスプリンクラーで散水してもよい。散水方法は、住人が行ってもよいし、タイマーを備える自動散水システムを用いて行ってもよい。
【００４２】
第四層は、第四層の厚さ方向に水を流したときに通過できる層であれば特に限定されない。例えば、棒、網、間隙の大きな織物、編物、不織布等が好ましい。第四層を棒にする場合は、棒の長さ方向が遮蔽板を施工したときの重力方向と一致するようにするとよい。本発明では水の保持率が良いことから、不織布を用いることが好ましい。
【００４３】
第四層に含まれる繊維としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートなどのポリエステル繊維；ナイロン６、ナイロン６６などのポリアミド繊維；ポリイミド繊維；アクリル繊維；ポリプロピレン、ポリエチレンなどのポリオレフィン繊維；ポリウレタン繊維等の合成繊維；綿、麻等の天然繊維；レーヨン等の再生繊維；アセテート繊維等の半合成繊維；等が好ましい。
【００４４】
また第四層として好ましいものとしては、例えば、東洋紡社製「ダイヤフローラ（登録商標）」に代表される多重組織又は多軸組織を有する立体織物；ダブルラッセル、ダブルトリコット等の三次元経編物；東洋紡社製「ブレスエアー（登録商標）」、呉羽テック社製「クレバルカー（登録商標）」等に代表される、平均繊維径が０．２〜２ｍｍの極太長繊維不織布等が例示できる。
【００４５】
本発明に係る遮蔽積層物は、遮蔽板を設置する箇所の放射性セシウムの濃度を考慮して、前記第一層、第二層、第三層及び第四層から選ばれる少なくとも１種以上の層を、複数積層してもよい（第四層は通水性を有する層であるため、第三層の積層数を考慮して、積層するとよい）。層を追加する方法としては、例えば、追加したい層を遮蔽積層物に挟み込む及び／又は遮蔽積層物表面に重ねる等して積層する方法や、遮蔽積層物自身を複数個重ね合わせる方法等が挙げられる。
【００４６】
遮蔽積層物を構成する層の積層順は、特に限定されるものではないが、第一層、第二層、第三層の三層積層物とするときは、前記遮蔽積層物は以下の順で積層される積層構造を有することが好ましい（第一層；放射性セシウム吸着剤を有する層、第二層；遮蔽性を有する層、第三層；吸水性を有する層）。
（Ａ）  第一層−第二層−第三層
（Ｂ）  第一層−第三層−第二層
【００４７】
また遮蔽積層物を第一層、第二層、第三層、及び第四層の四層積層物とするときは、特に、前記遮蔽積層物は以下の順で積層される積層構造を有することが好ましい（第一層；放射性セシウム吸着剤を有する層、第二層；遮蔽性を有する層、第三層；吸水性を有する層、第四層；通水性を有する層）。
（Ｃ）  第一層−第二層−第三層−第四層
（Ｄ）  第一層−第二層−第四層−第三層
（Ｅ）  第一層−第三層−第四層−第二層
（Ｆ）  第一層−第四層−第三層−第二層
遮蔽積層物（Ａ）〜（Ｆ）を用いて遮蔽板を作製するときは、特に第一層がホットスポット側となるようにするとよい。
また、第三層は吸水性を有するため、常に水を含んでいることが好ましい。そのため第四層は第三層の隣に積層されていることが望ましい。
【００４８】
本発明に係る遮蔽積層物は、第一層〜第三層（必要に応じて第四層）を含む限り、これらの層以外の層を含んでいてもよい。
【符号の説明】
【００４９】
１：放射性セシウム、２：植物、３：遮蔽板、４：安全地域、５：ホットスポット
【図１】
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