(57)【要約】      （修正有）【課題】放射能除染効率に優れた放射能除染装置及び放射能除染方法を提供する。【解決手段】放射能除染装置１００は、原料水を供給する原料水供給装置１１０と、水素ガスを発生する水素供給装置１２０と、原料水に水素ガスを溶解させ、水素水を製造する水素水製造装置１３０と、製造した水素水を水流にして散布する水撒き用装置１４０と、電源装置１５０と、を備える。また、放射能除染方法は、水素ガスを供給する水素供給工程と、原料水に水素ガスを溶解させ、水素水を製造する水素水製造工程と、製造した水素水を水流にして放射性汚染物に散布する散布工程と、を有する。【選択図】図１
2015078836.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水素ガスを供給する水素供給手段と、
原料水に前記水素ガスを溶解させ、水素水を製造する水素水製造手段と、
製造した水素水を水流にして散布する散布手段と、
を備えることを特徴とする放射能除染装置。
【請求項２】
前記水素水製造手段は、常温常圧下における溶存水素量１．０〜１．６ｐｐｍの水素分子が溶け込んだ水素水を製造することを特徴とする請求項１記載の放射能除染装置。
【請求項３】
前記散布手段は、水素水を高圧で放水することを特徴とする請求項１記載の放射能除染装置。
【請求項４】
さらに、前記散布手段を、放射能除染地域まで運搬する運搬手段を備えることを特徴とする請求項１記載の放射能除染装置。
【請求項５】
水素ガスを供給する水素供給工程と、
原料水に前記水素ガスを溶解させ、水素水を製造する水素水製造工程と、
製造した水素水を水流にして放射性汚染物に散布する散布工程と、
を有することを特徴とする放射能除染方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射能除染装置及び放射能除染方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
放射性物質による汚染の除去は、除染と呼ばれ、一般の汚染除去と区別される。除染の原則は、放射性物質を土壌、水、大気中に拡散させないで、可能な限り汚染場所から剥ぎ取ることである。
【０００３】
除染作業をする際には、放射能による内部被曝、外部被曝を極力防止しなければならない。放射能汚染物質としての核種は、そのほとんどがセシウム１３４とセシウム１３７である。セシウム１３４の半減期は約２年、セシウム１３７は約３０年と長く、空間線量率がなかなか下がらない。
【０００４】
セシウム１３７は、β崩壊によりその多くはバリウム１３７になる。バリウム１３７は、約３分と短い半減期でγ崩壊していく。セシウム１３７は、体内へ入ると、心臓、脳、筋肉などに分配されβ線による内部被曝を起す。そして、γ線放出による外部被曝の原因にもなる。
【０００５】
従来、放射性物質を除染する場合には、ブラシやウエスなどで拭き取る、いわゆるスクラビング方式や、高圧水ジェット除染、あるいは高圧水の代わりに何らかのブラスト材を吹き付けるブラスト除染などが多く使われている。
【０００６】
特許文献１には、放射性汚染物を、有機酸として、リンゴ酸、クエン酸、ギ酸、シュウ酸、グリセリン酸、酒石酸及びグリコール酸の一種又は二種以上を総量で０．４〜５０％を含み、溶剤が水である、放射性汚染物の除染液に浸漬し、且つ水流洗浄するする放射性汚染物の除染方法が記載されている。
【０００７】
特許文献２には、除染用水をノズルから噴出させて放射能汚染物を除染する際、水流に超音波波動を付与することによって放射性物質の除去効果を高める超音波流水式放射能除染装置が記載されている。特許文献２記載の放射能除染装置は、除染用水を０．０２〜０．１ｋｇ／ｃｍ２Ｇの水圧でノズルから噴出する際、発振周波数１００〜８００ｋＨｚ可変サイクル、振動子の単位断面積当り出力５〜１５Ｗ／ｃｍ２の超音波波動を水流に付与することにより放射性物質の除去効果を高めるようとする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−５２９５５号公報
【特許文献２】特開平９−１８９７９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来の放射能除染方法は、水により放射能除染を行っている。また、放射能除染において圧力洗浄機を使用する場合、高圧水を放水する。また、特許文献１記載の放射性汚染物の除染方法については溶剤水である。特許文献２記載の放射能除染装置についても超音波波動は水流に付与される。
いずれにしても従来の放射能除染方法は、水により放射能除染を行っている。
【００１０】
本発明者は、還元性が強く清浄効果や美肌効果に優れた水素含有水（以下、水素水という。）に着目した。水素水は、高い還元性を有することから、金属の酸化や食品類の腐敗を抑制する効果があるとされ、また飲用へ転用した場合には様々な健康障害の改善を期待できるとして注目されている。本発明者は、水素ガスを高濃度に溶存させた水素水を、放射能除染の洗浄液として用いることで有意な効果があるのではないかと実験を試みた。その結果、水素水を放射能除染の洗浄液に用いると、除染効率が非常に高まることを見出し、本発明を完成させた。
本発明の目的は、放射能除染効率に優れた放射能除染装置及び放射能除染方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る放射能除染装置は、水素ガスを供給する水素供給手段と、原料水に前記水素ガスを溶解させ、水素水を製造する水素水製造手段と、製造した水素水を水流にして散布する散布手段と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る放射能除染方法は、水素ガスを供給する水素供給工程と、原料水に前記水素ガスを溶解させ、水素水を製造する水素水製造工程と、製造した水素水を水流にして放射性汚染物に散布する散布工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、放射能除染効率に優れた放射能除染装置及び放射能除染方法を提供することができる。その結果、放射能除染作業の効率化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施の形態に係る放射能除染装置の構成図である。
【図２】本実施の形態に係る放射能除染装置の実施スキームを説明する図である。
【図３】本実施の形態に係る放射能除染装置の実験概要を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照しながら本発明を実施するための形態について詳細に説明する。
（実施の形態）
図１は、本発明の一実施の形態に係る放射能除染装置の構成図である。
【００１６】
図１に示すように、放射能除染装置１００は、原料水供給装置１１０と、水素供給装置１２０と、水素水製造装置１３０と、水撒き用装置１４０と、電源装置１５０と、を備える。放射能除染装置１００は、運搬装置１６０に搭載されて、放射能除染地域まで運搬される。
【００１７】
原料水供給装置１１０は、浄化水である原料水を水素供給装置１２０に供給する。原料水供給装置１１０は、具体的には消火栓、又はタンクローリー車の貯蔵タンクから水を給水するポンプ及び貯水タンクである。図２（ａ）に示すように、放射能除染装置１００を運搬する運搬装置１６０が、例えばトラック１６０Ａである場合、原料水供給装置１１０は、給水栓１１１からの水道水を給水する。また、図２（ｂ）に示すように、水道がない場合には、タンクローリー車のタンク１１２から給水する。
【００１８】
水素供給装置１２０は、水素含有水用の水素ガスを発生する。水素供給装置１２０は、例えば高純度水素ガスボンベからの水素ガス、又は水を電気分解して水素ガスを発生する。
【００１９】
水素水製造装置１３０は、原料水に水素ガスを溶解させ、水素水を連続して製造する。水素水製造装置１３０は、直接原水に、又はフィルタによりナノ化した水に、加圧方式で飽和状態まで直接水素を溶かし込んで水素水を生成する方法、あるいはミネラルを用いて水を電気分解して水素水を生成する方法のいずれでもよい。水素水製造装置１３０は、常温常圧下における溶存水素量１．２ｐｐｍを中心として、好ましくは１．０〜１．６ｐｐｍの水素分子が溶け込んだ水素水を製造する。ここで、常温常圧下における限界溶存水素量１．６ｐｐｍの水素分子が溶け込んだ水素濃度１００％の飽和水素水を製造できればより好ましい。なお、水素水は、水素分子が水に溶けて水素イオンとなることはないため、ｐＨに直接影響することはない。
【００２０】
水撒き用装置１４０は、製造した水素水を水流にして散布する。水撒き用装置１４０は、具体的には、水素水を貯留するタンク、タンクの水素水を放出するポンプ及びホース等である。また、水撒き用装置１４０は、圧力洗浄機を備えてもよく、水素水を高圧で放水する態様であってもよい。
【００２１】
電源装置１５０は、水素供給装置１２０、水素水製造装置１３０、及び水撒き用装置１４０に所定の電源電圧を供給する。電源装置１５０は、具体的には、発電機、整流器、及び安定化電源回路等である。
【００２２】
運搬装置１６０は、放射能除染装置１００を搭載して放射能除染地域まで運搬するトラックである。放射能除染装置１００を運搬できるものであれば、どのようなシステムでもよい。
【００２３】
なお、本実施の形態では、水素供給装置１２０と水素水製造装置１３０とを、別装置により構成した例を示したが、水素供給装置１２０と水素水製造装置１３０とは、水素水製造装置として一体で構成されていてもよい。この構成の場合、水素水製造装置は、水素ガスを発生し、原料水に発生した水素ガスを溶解させ、水素水を製造する。
【００２４】
また、放射能除染方法は、水素ガスを供給する水素供給工程と、原料水に前記水素ガスを溶解させ、水素水を製造する水素水製造工程と、製造した水素水を水流にして放射性汚染物に散布する散布工程と、を有する。
【００２５】
次に、水素水を洗浄液とした実験例について説明する。
実験概要は以下の通りである。
図３は、実験概要を説明する図である。
放射能に汚染された検体（ここでは土壌）を、水道水（試験１）と水素水（試験２）とを洗浄液として用いて、それぞれ３回洗浄と自然乾燥とを繰り返し、測定開始時と各洗浄後の放射能を計測する。洗浄後のそれぞれの時点での放射線の線量を放射能測定器で計測した結果を水道水と水素水とで比較し、明確に有意差があるか否かを評価する。
試験結果は以下の通りである。
【００２６】
［試験方法］
（１）検体：葛西臨海公園の砂（土壌量  ３４０ｇ）
（２）水素水：水素水の量  １００ｍｌ  水素濃度  １．２ｐｐｍ
（３）試験方法：濾紙内の砂に水をかけることによる洗浄とその砂の乾燥。
（４）洗浄効果確認方法：検体から出る各核種の放射能の測定。
【００２７】
［試験１（水素水）］
土壌量  ３４０ｇ  水素水の量  １００ｍｌ  水素濃度  １．２ｐｐｍ
２０１２年４月１１日  検体Ｂ：水素水処理前
２０１２年４月１７日  検体Ｂ：水素水処理後
【００２８】
［試験２：比較例（水道水）］
土壌量  ３４０ｇ  水道水の量  １００ｍｌ
２０１２年４月  ９日  検体Ａ：水道水処理前
２０１２年４月１１日  検体Ａ：水道水処理後
【００２９】
試験１（水素水）と試験２（水道水）とを比較して説明する。
まず、試験２（水道水）について試験結果を確認する。
表１〜表４は、検体から出る各核種の放射能を測定した分析結果評価書を示している。
分析は、ＮＡＬ核種分析研究所に委託し、分析方法は、「ゲルマニウム半導体検出器を用いたガンマ線スペクトロメトリーによる核種分析法」に依る。
水道水による洗浄前の検体Ｂの分析結果を表１に示した。
【００３０】
【表１】
2015078836.tif 000003
【００３１】
洗浄前の検体Ａから出る各核種の放射能を測定したところ、放射性ヨウ素（ヨウ素１３１）：ＮＤ＜２０[Bq/kg]、放射性セシウム（セシウム１３４）：３０１[Bq/kg]、放射性セシウム（セシウム１３７）：４４３[Bq/kg]、放射性セシウム合算値（Ｃｓ１３４，Ｃｓ１３７）：７４０[Bq/kg]であった。
水道水による洗浄後の検体Ｂの分析結果を表２に示した。
【００３２】
【表２】
2015078836.tif 000004
【００３３】
上記検体Ａを、水道水で水流洗浄し、自然乾燥後に検体Ａから出る各核種の放射能を測定したところ、放射性ヨウ素（ヨウ素１３１）：ＮＤ＜２０[Bq/kg]、放射性セシウム（セシウム１３４）：２９４[Bq/kg]、放射性セシウム（セシウム１３７）：４３１[Bq/kg]、放射性セシウム合算値（Ｃｓ１３４，Ｃｓ１３７）：７３０[Bq/kg]であった。
この結果から、水道水による洗浄は、一定の洗浄効果があることが確認された。
【００３４】
次に、試験１（水素水）について試験結果を確認する。
水素水による洗浄前の検体Ｂの分析結果を表３に示した。
【００３５】
【表３】
2015078836.tif 000005
【００３６】
洗浄前の検体Ｂから出る各核種の放射能を測定したところ、放射性ヨウ素（ヨウ素１３１）：ＮＤ＜２０[Bq/kg]、放射性セシウム（セシウム１３４）：２５１[Bq/kg]、放射性セシウム（セシウム１３７）：３６４[Bq/kg]、放射性セシウム合算値（Ｃｓ１３４，Ｃｓ１３７）：６２０[Bq/kg]であった。
水素水による洗浄後の検体Ｂの分析結果を表４に示した。
【００３７】
【表４】
2015078836.tif 000006
【００３８】
上記検体Ｂを、水素水で水流洗浄し、自然乾燥後に検体Ｂから出る各核種の放射能を測定したところ、放射性ヨウ素（ヨウ素１３１）：ＮＤ＜２０[Bq/kg]、放射性セシウム（セシウム１３４）：２４１[Bq/kg]、放射性セシウム（セシウム１３７）：３４２[Bq/kg]、放射性セシウム合算値（Ｃｓ１３４，Ｃｓ１３７）：５８０[Bq/kg]であった。
この結果から、水素水による洗浄は、高い洗浄能力があることが確認された。
【００３９】
試験１（水素水）の検体から出る各核種の放射能測定結果と試験２（水道水）の検体から出る各核種の放射能測定結果とを比較すると、特に、セシウム１３４、１３７に注目した場合、水素水による洗浄は、水道水による洗浄よりも高い洗浄能力があることが示されている。水素水を、放射能除染の洗浄液として用いることで有意（試験１放射性セシウム合算値の差分：４０[Bq/kg]，試験２放射性セシウム合算値の差分：１０[Bq/kg]）な効果があることが実験により確かめられた。
【００４０】
従来、高い還元性を有する水素水を飲用することで、健康障害の改善が期待できるとされ、放射能汚染患者に水素水を飲用させることも試みられている。しかしながら、水素水を放射能除染の洗浄液として用いようとする着想はなく、本発明者の実験により初めて明らかとなった新規な知見である。水素水による洗浄が、水道水による洗浄よりも高い洗浄能力を有する原理については不明である。本発明者は、水素水がβ崩壊を促進していると考えている。効果の原理については不明だが、水素水による洗浄は、水道水による洗浄よりも高い洗浄能力があることが実験により確かめられた。放射能除染装置１００は、係る知見に基づいて、新規に作製された装置及び方法である。
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、放射能除染装置を定置するなど、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において、種々変形して実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明に係る放射能除染装置及び放射能除染方法は、放射能除染地域まで移動して、放射性汚染物の除染を行う、放射能除染効率に優れた放射能除染プロジェクトに好適に利用される。
【符号の説明】
【００４２】
１００  放射能除染装置
１１０  原料水供給装置
１１１  給水栓
１１２  タンクローリー車のタンク
１２０  水素供給装置
１３０  水素水製造装置
１４０  水撒き用装置
１５０  電源装置
１６０  運搬装置
【図１】
2015078836.tif 000007
【図２】
2015078836.tif 000008
【図３】
2015078836.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成24年7月23日(2012.7.23)
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、放射能除染装置に関する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明者は、還元性が強く清浄効果や美肌効果に優れた水素含有水（以下、水素水という。）に着目した。水素水は、高い還元性を有することから、金属の酸化や食品類の腐敗を抑制する効果があるとされ、また飲用へ転用した場合には様々な健康障害の改善を期待できるとして注目されている。本発明者は、水素ガスを高濃度に溶存させた水素水を、放射能除染の洗浄液として用いることで有意な効果があるのではないかと実験を試みた。その結果、水素水を放射能除染の洗浄液に用いると、除染効率が非常に高まることを見出し、本発明を完成させた。
本発明の目的は、放射能除染効率に優れた放射能除染装置を提供することにある。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明に係る放射能除染装置は、水素ガスを供給する水素供給手段と、原料水に前記水素ガスを溶解させ、常温常圧下における溶存水素量１．２〜１．６ｐｐｍの水素分子が溶け込んだ水素水を製造する水素水製造手段と、製造した水素水を水流にして散布する散布手段と、を備えることを特徴とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
本発明によれば、放射能除染効率に優れた放射能除染装置を提供することができる。その結果、放射能除染作業の効率化を図ることができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
従来、高い還元性を有する水素水を飲用することで、健康障害の改善が期待できるとされ、放射能汚染患者に水素水を飲用させることも試みられている。しかしながら、水素水を放射能除染の洗浄液として用いようとする着想はなく、本発明者の実験により初めて明らかとなった新規な知見である。水素水による洗浄が、水道水による洗浄よりも高い洗浄能力を有する原理については不明である。本発明者は、水素水がβ崩壊を促進していると考えている。効果の原理については不明だが、水素水による洗浄は、水道水による洗浄よりも高い洗浄能力があることが実験により確かめられた。放射能除染装置１００は、係る知見に基づいて、新規に作製された装置である。
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、放射能除染装置を定置するなど、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において、種々変形して実施することができる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
本発明に係る放射能除染装置は、放射能除染地域まで移動して、放射性汚染物の除染を行う、放射能除染効率に優れた放射能除染プロジェクトに好適に利用される。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水素ガスを供給する水素供給手段と、
原料水に前記水素ガスを溶解させ、常温常圧下における溶存水素量１．２〜１．６ｐｐｍの水素分子が溶け込んだ水素水を製造する水素水製造手段と、
製造した水素水を水流にして散布する散布手段と、
を備えることを特徴とする放射能除染装置。
【請求項２】
前記散布手段は、水素水を高圧で放水することを特徴とする請求項１記載の放射能除染装置。
【請求項３】
さらに、前記散布手段を、放射能除染地域まで運搬する運搬手段を備えることを特徴とする請求項１記載の放射能除染装置。