(57)【要約】      （修正有）【課題】津波等が発生したときの防波堤抵抗力を維持すると共に、放射性汚染水中のストロンチウム９０等を吸着する低コストの防波堤構造を提供する。【解決手段】海面４に津波等の発生時に防波堤の破壊抵抗力を有し、放射性汚染水中のストロンチウムSr90などを吸着する防波堤構造において、防波堤の基盤捨石上のケーソン５と上部コンクリートの間に、Srよりイオン化傾向が大きいカリウムや水溶性カルシウムを含有するホルンブレンド「普通角閃石」等の大石２と小石３を部分的に積層し、引き潮時に海方向へ微弱に透過すると共に、満ち潮時には他端から海水を堤防内に導入する防潮堤防を形成する。多数の小石３はステンレス網(メッシュ)等などで包み、放射性汚染水中のストロンチウム９０などを吸着する交換可能な防波堤構造である。さらに、太陽光ガイド８で藻類が繁殖し放射性物質を吸収すると共に、放射線検出器９で海水中ベータ線を連続モニターする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
海面に大津波などの発生時に防波堤の破壊抵抗力を有し、放射性汚染水中のストロンチウムSr９０などを吸着する大型防波堤構造において、防波堤の基盤捨石上のケーソンと上部コンクリートの間に、Srよりイオン化傾向が大きいカリウムや水溶性カルシウムを含有する小石を部分的に積層し、引き潮時に海方向へ微弱に透過し、満ち潮時には他端から海水を堤防内に導入する防潮堤防を形成すると共に、小石は放射性汚染水中のストロンチウム９０等を吸着する防波堤構造であり、太陽光ガイドでアルギン酸を含有する藻類が繁殖し放射性物質を吸収することを特徴とする放射性物質吸着防波堤。
【請求項２】
前記の放射性物質吸着防波堤の水溶性カルシウム含有石として、鉄分の多い小粒のホルンブレンド「普通角閃石」等の多数の小石をステンレス網(メッシュ)等で包み交換可能なことを特徴とする放射性物質吸着防波堤構造。
【請求項３】
前記放射性物質吸着防波堤の海側と陸側に、気体シンチレーション比例計数管等の放射線検出器で海水中のベータ線を連続モニターすることを特徴とする請求項１または２に記載の放射性物質吸着防波堤。
【請求項４】
前記の放射性物質吸着防波堤を中型にして河口に、網で固定したカルシウムを含有するホルンフェルド放射性物質吸着層を部分的に設置して、津波に対応すると共に、上流からの放射性物質を吸収することを特徴とする放射性物質吸着防波堤。
【請求項５】
前記の放射性物質吸着堤を小型にして除染下流の小川や溝に、鉄分の多いホルンブレンド小粒の 放射性物質吸着層を部分的に設置して、汚染水を堰きとめると共に、上流からの放射性物質を吸収することを特徴とする放射性物質吸着堤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、津波等の防波堤の破壊抵抗力を維持すると共に、放射性汚染水中のストロンチウム９０等を吸着する低コストの防波堤構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
東京電力福島第一原発F1の事故により、放射性物質であるストロンチウム（Sr）とセシウム（Cs）の飛散が問題となり、Cs吸着物質としてゼオライトが注目され、特に1価イオンの吸着に優れている。これはゼオライト中のNa+イオンがCs+とイオン交換するため、土壌や水環境中の放射性Csに対し、最も有望な除去剤として、1980年代より精力的に研究が行われている。 しかし、鉄（Fe）等の他イオンが共存した場合、その吸着率が著しく低下することも報告されおり、Cs以外の様々なイオンが共存するような海水等の環境ではゼオライト単独で性能を発揮させることは難しい。福島 F1 の汚染水対策として、リン酸カルシウムの一種で、「アパタイト」と呼ばれる吸着剤を用いて土壌中のストロンチウム９０などの放射性物質を除去する「アパタイト・バリア」の導入を検討している。アパタイト・バリアは、米国ワシントン州の核施設「ハンフォード・サイト」で、土壌中の放射性物質を吸着するために用いられている手法である。近くを流れるコロンビア川の水が汚染されないように、川沿い約７６０メートルにわたって等間隔で穴を開け、アパタイトを注入している。地下水中のストロンチウム９０を、約９割低減させる効果があるという。
【０００３】
角閃石には、透閃石 Ca2Mg5Si8O22(OH)2、鉄アクチノ閃石 Ca2(Fe,Mg)5Si8O22(OH)2(固溶体)、ホルンブレンド Ca2(Mg,Fe)4(Si7Al)O22(OH)2(固溶体)とヘスティング閃石NaCa2(Fe,Mg)4Fe3+Si5Al2O22(OH)2 がある。ホルンフェルスは、変成岩の一種で熱による接触変成作用によって生じる接触変成岩で、特に泥質ホルンフェルスに特徴的に見られる鉱物は、菫青石、紅柱石、珪線石等である。泥質堆積岩から導かれたホルンフェルスは黒雲母、紅柱石、菫青石、正長石などを主成分とし、変成作用の温度が高い場合には、珪線石や斜方輝石、ざくろ石なども生成し、塩基性火成岩起源のものには斜長石、普通角閃石、透輝石などが出現する。原岩が石灰質の場合には石灰ざくろ石、柱石等、カルシウムを含む鉱物で特徴づけられる岩石が出来、このような石灰質ホルンフェルスはとくにスカルンとよばれる。ホルンフェルスの誕生は、約6000万年の大規模火山活動にともない噴出した花崗岩マグマの後火成作用および変成作用により、海洋底堆積岩である砂岩が大きな変成をうけて誕生した新鉱物が、ホルン石である。さらに、菫青石≪(Fe,Mg)2・Al4・Si5・O18)≫をはじめとする変成鉱物や、特微的な化学組成鉱山物質は火山活動により花崗岩マグマから放出された約500℃の揮発性の火山性ガスによって、約１万年という長い歳月をかけて熱変成を受けて誕生した。ホルンブレンドは、角セン石族のうち最も多様な化学組成をもつグループであり、NaとAlをほとんど含まないアクチノセン石，NaCa2(Mg,Fe2＋)3Al5Si5O22(OH)2を基本的な化学組成とする。他のイオンと置換するツェルマクセン石NaCa2(Mg,Fe2＋)5AlSi7O22(OH)2という化学組成をもつエデンセン石と、中間的な化学組成であるホルンブレンドは代表的なものであり、濃緑色〜濃褐色で長柱状〜繊維状の集合体として産出する。ホルンブレンド「普通角閃石」 の化学分析によると、Ca 0.59%,  K 3.00%,  Mg 0.32% と、Srよりイオン化傾向が大きいカリウムや水溶性カルシウムを含有していた。
【０００４】
特許文献１の特開２０１３−１５９９０２「ケーソン式防波堤の補強構造」では、ケーソン間の目地が存在したままであっても、補強体を構成している部材が飛散されることなく、補強体としての能力が損なわれないケーソン式防波堤の補強構造の提供している。複数のケーソンを並べて設置することにより構成された防波堤の背面に、裏込め石等の石材からなる補強体構成部材を積み上げることによりケーソン背面に補強体を造成し、その補強体の内、ケーソン間に存在する目地の背面側には該目地の間隔以上の幅の高空隙率補強構造部を造成し、その他のケーソン背面側には石材を積み上げることにより造成し、前記
高空隙率補強構造部より空隙率の低い低空隙率補強構造部を造成する。
【０００５】
特許文献２の特開２０１３−３６９６８「発泡鉱石を用いた放射性物質の除染、遮蔽（発散抑制）、及び回収方法」によると、従来のゼオライトなどの鉱物は、水分を吸収して重力沈降しやすく、汚染土壌と混ざり合ってしまい、被覆礫層を形成し難く、放射性物質の地表面から大気への発散を抑制（遮蔽）することができない。これらの鉱物が放射性物質を吸着したとしても、雨水による放射性物質の再溶出や地下浸透（地下水汚染）が懸念される。発泡鉱石の粒・粉体は、ゼオライトに類似した成分構成で多孔質構造の鉱物であると共に、ゼオライト等の鉱物の粒・粉体に比べてきわめて軽量であること、粒径が約１〜５０ｍｍ、比重が約０．１〜１と広範囲であること、又透水と非透水の効果を併せ持つことなどの特質を有する。この特質を活用して空気中や液体中に存在する放射性物質、或いは、土壌や植物など固体に付着する放射性物質を効果的に除染、遮蔽（発散抑制）、及び回収する。黒曜石などの鉱石を焼成加工して発泡させた粒体又は粉体を用いて空気中や液体中に存在する放射性物質、或いは土壌や植物など固体に付着する放射性物質を除染、遮蔽（発散抑制）、及び回収する。黒曜石などの鉱石を焼成加工して発泡させた粒・粉体は、ゼオライトなどの鉱物の粒・粉体に比べてきわめて軽量であること、又は空気中や液体中に存在する放射性物質、或いは土壌や植物など固体に付着する放射性物質を除染、遮蔽（発散抑制）、及び回収することを特徴としている。
特許文献３の特開２０１３−２１９２８６「汚染水の除染方法、汚染土壌の除染方法並びに汚染水又は汚染土壌の除染用吸着材」によると、少なくとも処理済み吸着材の保管コストの低廉化を実現可能な汚染水の除染方法、汚染土壌の除染方法及び吸着材を提供するために、汚染水の除染方法及び汚染土壌の除染方法には吸着材が用いられる。この吸着材は、無機系の主吸着材であるゼオライトと、ガラス成分であるガラス成分と、副吸着材としてのハイドロタルサイトとが結合されることによって形成されおり、大粒の粒状を呈している。汚染水中のセシウムを吸着した処理済み吸着材は、固化工程において加熱される。これにより、処理済み吸着材は、塊状の固化体となり、溶解したガラス成分中にゼオライトやハイドロタルサイトが溶け込み、これらが一体化し、固化体自体の容積が小さくなる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
津波等防波堤の破壊抵抗力を維持すると共に、放射性汚染水中のストロンチウム９０等を吸着する低コストの防波堤構造を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
津波等の発生時に防波堤の破壊抵抗力を有し、放射性汚染水中のストロンチウムなどを吸着する防波堤構造において、大型防波堤の基盤捨石上のケーソンと上部コンクリートの間に、カルシウム含有のホルンブレンド「普通角閃石」等の大石と小石を部分的に積層し、引き潮時に海方向へ微弱に透過すると共に、満ち潮時には他端から海水を堤防内に導入する防潮堤防を形成する。多数の小石はステンレス網等で包み、放射性汚染水中のストロンチウム９０等をカルシウムとイオン交換し吸着する交換可能な防波堤構造である。さらに、太陽光ガイドで藻類が繁殖し放射性物質を吸収すると共に、気体シンチレーション比例計数管等の放射線検出器で海水中ベータ線を連続モニターする。前記の放射性物質吸着防波堤を中型にして河口に設置して、津波に対応すると共に、上流からの放射性物質を吸収する。さらに、小川や溝に、鉄分の多いホルンブレンド小粒の放射性物質吸着層を部分的に設置して、汚染水を堰き止めると共に、上流からの放射性物質を吸収する小型の堤とする
【発明の効果】
【０００８】
大津波などが発生したときの防波堤の破壊抵抗力があると共に、カルシウム含有のホルン石等を部分的に配置した防波堤構造によって、放射性汚染水中のストロンチウム９０などを十年以上にわたりカルシウムとイオン交換して10Bq/kg以下に吸着できる。さらに、前記の放射性物質吸着防波堤を中型にして河口に設置して、津波に対応すると共に、上流からの放射性物質を吸収することができる。小川や溝に、網で固定した小型のカルシウム含有ホルン石等の小型放射性物質吸着層を設置して、上流からの放射性物質を吸収できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】海面４に津波などの発生時に防波堤の破壊抵抗力を有し、放射性汚染水中のストロンチウムなどを吸着する大型防波堤構造において、防波堤の基盤捨石上のケーソン５と上部コンクリートの間に、カルシウム含有のホルンブレンド等の大石２と小石３を部分的に積層し、引き潮時に海方向へ微弱に透過する防潮堤防を形成する。多数の小石３はステンレス網などで包み、放射性汚染水中のストロンチウム９０などを吸着する交換可能な防波堤構造である。さらに、太陽光ガイド８でアルギン酸を含有する藻類が繁殖し放射性物質を吸収すると共に、気体シンチレーション比例計数管等の放射線検出器９で海水中ベータ線を連続モニターする。
【図２】大型防波堤に部分的に、ホルン小石３等の放射性物質吸着積層を設置して、引き潮時に海方向へ微弱に透過すると共に、満ち潮時には他端から海水を堤防内に導入する防潮堤防の平面図である。
【図３】放射性物質吸着防波堤の海側と陸側に、気体シンチレーション比例計数管等の放射線検出器９で海水中ベータ線を連続モニターする。海水中のストロンチウムSrストロンチウム90のベータ線( 2.3Mev) 検出限界値は0.8Bq/Lを数時間で測定するため、円筒形のガスシンチレーション比例計数管一対にアルミ化マイラー窓を設置し、速い電子ドリフト速度をもつ作動ガスCF4(1%Xe)を用いて、一対の光電子増倍管PMTで同期測定する。
【図４】放射性汚染水中のストロンチウム９０等を、ホルン小石３等のカルシウムとイオン交換し吸着するシミュレーションによると、初期に200Bq/kgのSr90を十年間は海水出口で10Bq/kg以下にできる。
【図５】放射性物質吸着防波堤を中型にして河口に、網で固定した放射性物質吸着層３を部分的に設置して、津波に対応すると共に、上流からの放射性物質を吸収する放射性物質吸着防波堤の平面図である。
【図６】前記の放射性物質吸着堤を小型にして除染下流の小川や溝に、網で固定した放射性物質吸着層３を内蔵する筒を部分的に設置して、汚染水を堰きとめると共に、上流からの放射性物質を吸収する放射性物質吸着堤の立・横断面図である。
【実施例１】
【００１０】
海面４に津波等の発生時に防波堤の破壊抵抗力を有し、放射性汚染水中のストロンチウムなどを吸着する防波堤構造において、防波堤の基盤捨石上のケーソン５と上部コンクリートの間に、カルシウムやカリウム含有のホルンブレンド等のの大石２と小石３を部分的に積層し、引き潮時に海方向へ微弱に透過すると共に、満ち潮時には他端から海水を堤防内に導入する防潮堤防を形成する。多数の小石３はステンレス網等で包み、放射性汚染水中のストロンチウム９０などを吸着する交換可能な防波堤構造である。さらに、太陽光ガイド８でアルギン酸を含有する藻類が光合成で繁殖し放射性物質を吸収すると共に、気体シンチレーション比例計数管等の放射線検出器９で海水中ベータ線を連続モニターする。
【実施例２】
【００１１】
放射性物質吸着防波堤を中型にして河口に設置して、津波に対応すると共に、多数の鉄分の多いホルンブレンド小粒の小石３はステンレス網等で包み、放射性汚染水中のストロンチウム９０などを吸着する防波堤により、上流からの放射性物質を吸収する。ホルン石 の化学分析によると、Ca 0.59%,  K 3.00%,  Mg 0.32% と、Srよりイオン化傾向が大きいカリウムや水溶性カルシウムを含有していた。
【実施例３】
【００１２】
前記の放射性物質吸着堤を小型にして除染下流の小川や溝に、鉄分の多いホルンブレンド小粒の放射性物質吸着層を設置して、汚染水を堰きとめると共に、上流からの放射性物質を吸収する放射性物質吸着堤とする。
【符号の説明】
【００１３】
１  堤防上部コンクリート
２  大石
３  小石
４  海面
５  ケーソン
６  基盤捨石
７  補強捨石
８  太陽光ガイド
９  放射線検出器
１０  水門
１１  ステンレス網(メツシュ9
【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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