(57)【要約】      （修正有）【課題】大量の水や超高圧の水を使わずに、樹木、建造物又は道路に付着した放射性物質を除染する方法を提供する。【解決手段】珪藻土などを焼成して得られた吸着剤６を水５と共にノズル４の先端より噴射し、樹木、建造物又は道路に付着した放射線物質を除染する。樹木に使用する場合の水圧は好ましくは０．６ＭＰａ〜１０ＭＰａ、建造物又は道路に使用する場合の水圧は好ましくは１ＭＰａ〜１５ＭＰａである。【選択図】図２
2015010853.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸着剤を水と共に噴射し、樹木、建造物又は道路に付着した放射線物質を除染する方法であって、
該吸着剤は、下記（１）又は（２）を焼成することによって得られるものであることを特徴とする放射線物質を除染する方法。
（１）珪藻土、泥若しくは粘土
（２）珪藻土が天然で固結したもの、泥岩若しくは粘土岩、を粉砕したもの
【請求項２】
アブレイシブウォータージェット法を用いて噴射する請求項１に記載の放射性物質を除染する方法。
【請求項３】
上記樹木が、果樹木、街路樹、又は、キノコ栽培用の原木である、請求項１又は請求項２に記載の放射性物質を除染する方法。
【請求項４】
上記吸着剤の個数平均粒子径が１μｍ〜１００μｍである請求項１ないし請求項３の何れかの請求項に記載の放射性物質を除染する方法。
【請求項５】
上記焼成が、焼成温度が５００℃〜１５００℃、焼成時間が１〜１０時間であり、酸素雰囲気下で行われる請求項１ないし請求項４の何れかの請求項に記載の放射性物質を除染する方法。
【請求項６】
吸着剤を水と共に噴射するときの水圧が、０．６ＭＰａ〜１５ＭＰａである請求項１ないし請求項５の何れかの請求項に記載の放射線物質を除染する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特定の吸着剤を利用した、樹木、建造物又は道路に付着した放射性物質を除染する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電所の事故で放出された放射性物質により汚染された水、樹木、建造物、土壌等を除染する技術開発が求められている。原子力発電所から大気中に放出された放射性物質は、風の流れに乗って拡散し、雨等によって地表に降り注ぎ、又は建造物若しくは道路の表面に侵入した。
【０００３】
放射性物質とは、放射性元素を含む物質の総称であり、放射性セシウム（セシウム１３４、セシウム１３７）、放射性ヨウ素（ヨウ素１３１）、放射性ストロンチウム（ストロンチウム９０）が含まれる。特に半減期が長い放射性セシウム（セシウム１３４及びセシウム１３７）を除染する技術開発が求められており、様々な手法が検討されている。
【０００４】
例えば、特許文献１には樹木を焼却したときに生じる焼却灰に含有する放射性セシウムを除去して、焼却灰を安全に処理する方法が提案されている。一方、樹木を伐採せずに、樹木の表皮に付着した放射性物質を除染する技術開発が求められている。
【０００５】
特許文献２では、ゼオライトを用いた、建物、道路又は樹木に付着した放射性物質を除染する方法が提案されている。
【０００６】
しかしながら、特許文献２に記載の技術で用いられているゼオライトは高価であるという問題点を有しており、経済性に優れ、かつゼオライトと同じ程度又はそれ以上の放射性物質に対する吸着力を有する吸着剤を用いた除染方法は未だ提供されていなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１３−１０１０９８号公報
【特許文献２】特許５２０８２９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の課題は、ゼオライトより安価であり、かつ、ゼオライトと同じ程度又はそれ以上の放射性物質に対する吸着力を有する吸着剤を用いた、放射性物質を除染する方法を提供することである。
また、大量の水や超高圧の水を使わずに、樹木、建造物又は道路に付着した放射性物質を取り除き、簡易な装置や方法で、放射性物質を吸着させた吸着剤を所定の場所まで移動させることができる、放射性物質を除染する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は、上記の課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、珪藻土、泥若しくは粘土、又は珪藻土を天然で固結したもの、泥岩若しくは粘土岩を粉砕し、焼成することにより得られた吸着剤に、放射性物質を含む汚染水を接触させた結果、該吸着剤は、ゼオライトと同じ程度又はそれ以上の放射性セシウムを吸着する性質を有することを見出して本発明をするに至った。
【００１０】
すなわち、本発明は、吸着剤を水と共に噴射し、樹木、建造物又は道路に付着した放射線物質を除染する方法であって、
該吸着剤は、下記（１）又は（２）を焼成することによって得られるものであることを特徴とする放射線物質を除染する方法を提供するものである。
（１）珪藻土、泥若しくは粘土
（２）珪藻土が天然で固結したもの、泥岩若しくは粘土岩、を粉砕したもの
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ゼオライトより安価であり、かつ、ゼオライトと同じ程度又はそれ以上の放射性物質に対する吸着力を有する吸着剤を用いた、経済性と吸着力に優れた除染方法を提供することができる。
特に、セシウムイオンを吸着するので、放射性物質であるセシウム１３４やセシウム１３７を除去できる。
【００１２】
また、上記吸着剤を、水に分散させ、樹木、建造物、道路等の構造体に吹き付けることで、該構造体を摩耗させることも、傷つけることも殆どなく、該構造体に付着した放射性物質を、該構造物から効率よく完璧に除くことが可能である。
特に、上記吸着剤が含有されていない水を超高圧で噴射させた場合、該構造体に付着した放射性物質が該構造物から十分に除かれた時点では、該構造体を摩耗させたり、傷つけたりすることがあったが、本発明によれば、特定の吸着剤が水に分散されているので、いわゆる超高圧でなくてもよく、その結果、該構造体を摩耗させることも、傷つけることも殆どなく、該構造体に付着した放射性物質を十分に除くことが可能である。
【００１３】
また、吸着剤を水と共に噴射し（特に、アブレイシブウォータージェット法等により噴射し）、樹木、建造物又は道路に付着した放射性物質を除染することができる。また、簡易な装置や方法で、放射性物質が吸着した吸着剤を回収することができる。
また、除去した放射性物質は吸着剤に吸着されているので、その後の安全性や取扱容易性が増大する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の放射性物質を除染する方法で用いられる、ノズルヘッドの一例を示す模式図である。
【図２】本発明の放射性物質を除染する方法で用いられる、ノズルヘッドの一例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明について説明するが、本発明は、以下の具体的態様に限定されるものではなく、技術的思想の範囲内で任意に変形することができる。
【００１６】
本発明は、吸着剤を水と共に噴射し、樹木、建造物又は道路に付着した放射線物質を除染する方法であり、果樹木、街路樹又はキノコ栽培用の原木に付着した放射性物質の除染に有用である。
本発明における「除染」とは、樹木、建造物又は道路に付着した放射線物質を吸着剤に吸着させることによって、広範囲に存在していた放射性物質を、濃縮し（小さな体積部分に閉じ込めて）、放射性物質が吸着した吸着剤を所定の場所に移動させるところまでをいう。
【００１７】
本発明に用いられる「珪藻土」とは、珪藻の遺骸からなる堆積物である。
珪藻が海や湖沼などで大量に増殖し死滅すると、その死骸は水底に沈殿する。死骸の中の有機物の部分は徐々に分解されていき、最終的には二酸化ケイ素を主成分とする殻のみが残る。このようにしてできた珪藻の化石からなる土が珪藻土である。多くの場合、白亜紀以降の地層から産出される。
【００１８】
本発明に用いられる「泥」とは、体積平均粒径が６．２５μｍ以下のものを言い、「泥岩」とは、「泥」が堆積して固結してできた堆積岩を言う。
本発明に用いられる「粘土」とは、体積平均粒径が４μｍ以下のものを言い、「粘土岩」とは、「粘土」が圧縮・脱水して固結した堆積岩を言う。
ここで、「堆積岩」とは、海底、湖底等の水底又は地表で堆積した物質が、物理的・化学的変化を受け、固結してできた岩石のことを言う。
【００１９】
本発明に用いられる、泥、粘土、珪藻土、又は、泥岩、粘土岩、「珪藻土が天然で固結したもの」は、各地で産出される何れのものも使用できるが、特に、福島県産の泥、粘土、泥岩、粘土岩、福島県いわき市産の珪藻土は、放射性物質に対する優れた吸着機能を有するため、本発明に用いるのに好ましい。
【００２０】
本発明に用いられる吸着剤に含まれる金属の化学組成は、特に限定はないが、該金属の酸化物換算で、
ＳｉＯ２  ５０〜８０質量部、
Ａｌ２Ｏ３  ２〜２０質量部、
Ｆｅ２Ｏ３  １〜１０質量部、
ＣａＯ  ０．１〜６質量部、
ＭｇＯ  ０．１〜５質量部、
ＴｉＯ２  ２質量部以下、
Ｎａ２Ｏ  ３質量部以下、
Ｋ２Ｏ  ５質量部以下、
が好ましい。
【００２１】
特に好ましくは、
ＳｉＯ２  ５５〜７５質量部、
Ａｌ２Ｏ３  ５〜１５質量部、
Ｆｅ２Ｏ３  ２〜７質量部、
ＣａＯ  ０．２〜５質量部、
ＭｇＯ  ０．５〜３質量部、
ＴｉＯ２  １質量部以下、
Ｎａ２Ｏ  ２質量部以下、
Ｋ２Ｏ  ３質量部以下
である。
【００２２】
珪藻土が天然で固結したもの、泥岩若しくは粘土岩を粉砕する方法に特に限定はないが、ハンマーを使用する方法、遠心力を利用する方法、破砕装置を利用する方法、爆破により粉砕する方法等の公知の方法を使用することができる。
粉砕する装置（粉砕機）としては、特に限定はないが、ジョークラッシャー等の一次破砕機；ハンマーミル、乳鉢等の衝撃又は磨り潰しを利用した粉砕機；ボールミル、ビーズミル等のメディアミル；ジェットミル；ローラーミル等が好ましいものとして挙げられる。
ボールミル、ビーズミル等のメディアミル；ジェットミル；ローラーミル等を用いることが特に好ましい。個数平均粒径が１μｍ〜１００μｍの好ましい粒子径の吸着剤を得るために、上記粉砕機が特に好ましい。また、粉砕機は組み合わせて使用することも好ましい。
【００２３】
珪藻土が天然で固結したもの、泥岩若しくは粘土岩を、粉砕後、焼成する方法は特に限定されない。焼成装置を利用する方法等の公知の方法を使用することができ、酸素雰囲気下で行うことが好ましく、空気中で行うことが特に好ましい。
【００２４】
焼成温度についても特に限定されないが、５００℃〜１５００℃で焼成することが好ましく、８００℃〜１４００℃で焼成することがより好ましく、７００℃〜１０００℃で焼成することが特に好ましい。上記の範囲で焼結させると、粒径が小さい場合でも、水と混ざり合ったときに、とろとろにならず、そのため、処分場で水分を除去し易く、水と吸着剤の合計体積も小さくし易い。また、放射性物質の吸着力が上昇する又は落ちないという効果を奏する。
また、焼成時間は特に限定されないが、１〜１０時間が好ましく、１．５〜７時間がより好ましく、２〜４時間が特に好ましい。焼成時間が短すぎると、十分焼結されず、吸着機能が低下する場合がある。また、水と混ざり合ったときに、とろとろになり、水を除去し難くなり、扱い難くなる。
好ましい焼成温度と好ましい焼成時間を組み合わせて焼成することが更に好ましい。
【００２５】
上記手法により得られた吸着剤の平均粒子径は、特に限定はないが、個数平均粒径として、１〜１００μｍが好ましく、２〜７０μｍがより好ましく、５〜５０μｍが特に好ましい。
この粒径範囲であると、超高圧の噴射でなくても、樹木、建造物又は道路に付着した放射線物質を効率よく完璧に除くことが可能である。すなわち、該構造物を摩耗させることも、傷つけることも殆どなく、該構造体に付着した放射性物質を完璧に除去できる。
また、体積平均粒径／個数平均粒径の値が５以下であることが、噴射の容易さ、放射線物質の除去の効率等、上記と同様の点から特に好ましい。
【００２６】
本発明では、「珪藻土が天然で固結したもの」の代わりに、人工で固結させたものでもよい。すなわち、「珪藻土を焼成して固めたもの」を用いてもよい。「珪藻土を焼成して固めたもの」とは、珪藻土を圧縮・成形後、焼成して固結させたものである。
また、「泥岩」の代わりに、「泥を焼成して固めたもの」を用いてもよい。「泥を焼成して固めたもの」とは、泥を圧縮・成形後、焼成して固結させたものである。
そして、「粘土岩」の代わりに、「粘土を焼成して固めたもの」を用いてもよい。「粘土を焼成して固めたもの」とは、粘土を圧縮・成形後、焼成して固結させたものである。
本発明に用いられる「珪藻土を焼成して固めたもの」、「泥を焼成して固めたもの」又は「粘土を焼成して固めたもの」の例としては、例えば、瓦、煉瓦等があるが、既存の瓦、煉瓦等以外に、本発明の吸着剤を得るために焼成して固めてもよい。
【００２７】
公知の手法により、上記珪藻土、泥又は粘土を圧縮・成形することができる。
また、焼成条件は、珪藻土、泥若しくは粘土、又は、「珪藻土が天然で固結したもの、泥岩若しくは粘土岩」を粉砕したものを焼成するときの上記した焼成条件と同様である。
【００２８】
本発明では、上記吸着剤を水と共に噴射して、樹木、建造物又は道路に付着した放射線物質を除染する。
上記吸着剤を、ノズルヘッドに一定の水圧で供給される水と混ぜ合わせ、該混合物をノズルから噴射することにより、樹木、建造物又は道路に固着した放射性物質を除染することができる。特に、樹木の表皮、建造物の表面、道路の表面等の凹面に固着した放射性物質を、比較的低い水圧で除去できる効果を奏する。
本発明で用いられるノズルヘッド等の装置の一例を示す模式図及び斜視図を、それぞれ、図１及び図２に示す。ノズルヘッド１には、一定の水圧で供給される水の供給口（水供給口２）と、吸着剤６が供給される吸着剤供給口３が設けられる。水５と吸着剤６を混合し、該混合物７はノズル４の先端から除染対象物に向かって噴射される。
【００２９】
樹木に使用する場合の水圧は、好ましくは０．６ＭＰａ〜１０ＭＰａ、より好ましくは０．８ＭＰａ〜５ＭＰａ、特に好ましくは１ＭＰａ〜２ＭＰａである。
建造物又は道路に使用する場合の水圧は、好ましくは１ＭＰａ〜１５ＭＰａ、より好ましくは、２ＭＰａ〜１２ＭＰａ、特に好ましくは５ＭＰａ〜１０ＭＰａである。
上記水圧より高いと、樹木の表皮、建造物の表面、道路の表面等を削り取ってしまう場合がある。また、上記水圧より低いと、これらに付着した放射性物質を十分に除けない場合がある。
【００３０】
本発明の吸着剤を含有しない水を噴射させると、より高い水圧が必要となる場合があり、その場合、樹木の表皮又は建造物若しくは道路の表面を削り取ってしまう場合がある。
樹木、建造物又は道路の凹凸の内部に付着等している放射性物質は、上記水圧より高い水圧で噴射させないと除けない場合があるが（例えば、所謂、超高圧で水を噴射させる必要があるが）、本発明の吸着剤を含有した水を噴射させると、所謂、超高圧で水を噴射させることなく、上述した水圧で、樹木又は建造物の凹凸の内部に付着等している放射性物質を除くことが可能である。
また、上記方法を使用することにより、すなわち、本発明の吸着剤を含有した水を噴射させることにより、大量の水を使わずに除染することができる。
【００３１】
樹木又は建造物の下には、水が土中に浸透をすることを防ぐような、水を溜めるシートを敷いておくことが好ましい。
該シート上に溜まった汚染水は回収後、汚染水除染装置等に供することが好ましい。
【００３２】
上記により得られた放射性物質の除染用の吸着剤を用いて、放射性物質を除染することを特徴とする方法では、水中の全体に広がっていた放射性物質が、小さい体積部分（質量部分）に濃縮されるので、その後の処分が容易になる。すなわち「除染」が容易となる。放射性物質が吸着した吸着剤は、所定の場所に移動して、常法に従って処分される。
【実施例】
【００３３】
以下に、実施例及び比較例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、本発明は、その要旨を超えない限りこれらの実施例に限定されるものではない。
【００３４】
実施例１
＜評価用の吸着剤の調製＞
吸着剤の原料として、福島県いわき市で産出された珪藻土を使用した。このいわき産珪藻土の金属の化学組成を表１に示す（数値は酸化物換算であり、表の単位は質量部である）。
該珪藻土を、空気中で、１１００℃で３時間焼成して吸着剤を得た。得られた除染用吸着剤の個数平均粒径は３ｍｍであった。
【００３５】
【表１】
2015010853.tif 000003
【００３６】
＜放射性物質の吸着性能の検証試験＞
放射性物質を含む汚染水（セシウム１３４とセシウム１３７によって、７８０Ｂｑ／ｋｇに汚染）１０００ｇに、上記方法で得られた除染用吸着剤１０ｇ（汚染水に対して１質量部）を撹拌しながら１時間浸した。
その後、除染用吸着剤を取り出して、吸着した放射線量を測定した。放射線量の測定は、ＳＥＧ−ＥＭＳ（セイコー・イージーアンドジー社製）を用いて、常法に従って測定した。
【００３７】
比較例１
実施例１において、上記方法で得られた除染用吸着剤に代えて、ほぼ同じ個数平均粒径と粒径分布を有するゼオライトを用いて、実施例１と同様に吸着した放射線量を測定した。
結果をまとめて以下の表２に記載する。
【００３８】
【表２】
2015010853.tif 000004
【００３９】
表２の結果より、本発明の吸着剤を使用したことによる放射線量の低減率（ｂ／ａ）は、ゼオライトを用いた場合よりも高かった。以上のことから、ゼオライトと少なくとも同等又はそれ以上の、放射性セシウムに対しての吸着力があることが分かった。
【００４０】
実施例２
＜評価用の吸着剤の調製＞
福島県いわき市の海岸で産出された粘土岩を、ハンマーミルで個数平均粒子径３ｍｍに粉砕した。
粉砕したものを、空気中で、１１００℃で３時間焼成して吸着剤を得た。得られた吸着剤の個数平均粒子径は３ｍｍであった。
【００４１】
＜放射性物質の吸着性能の検証試験＞
放射性物質を含む汚染水（セシウム１３４とセシウム１３７によって、７８０Ｂｑ／ｋｇに汚染）１０００ｇに、上記方法で得られた吸着剤１０ｇ（汚染水１００質量部に対して１質量部）を撹拌しながら１時間浸した。
その後、吸着剤を取り出して、吸着した放射線量を測定した。放射線量の測定は、ＳＥＧ−ＥＭＳ（セイコー・イージーアンドジー社製）を用いて、常法に従って測定した。
前記した比較例１の結果とまとめて以下の表３に記載する。
【００４２】
【表３】
2015010853.tif 000005
【００４３】
表３の結果より、粘土岩から得られた本発明の吸着剤は、ゼオライトと同等又はそれ以上の、放射性セシウムに対しての吸着力があることが分かった。
【００４４】
実施例３
＜吸着剤の調製＞
実施例１で使用した福島県いわき市で産出された珪藻土を原料として使用した。該珪藻土を、ボールミルで個数平均粒径５０μｍに粉砕し、空気中で、１１００℃で３時間焼成して吸着剤を得た。得られた吸着剤の個数平均粒径は５０μｍであった。
【００４５】
＜汚染された樹木の除染能力に対する検証試験＞
ノズルヘッドに１ＭＰａの水圧で供給される水に吸着剤を混合させ、該混合物をノズルから汚染された樹木に噴射した。
樹木の表面は、削り取られもせず、傷も付かなかった。
【００４６】
除染前後の樹木の表皮を削り取り、放射線量をＳＥＧ−ＥＭＳ（セイコー・イージーアンドジー社製）を用いて、常法に従って測定した。
その結果、除染前の樹木の表皮の放射線量は１３１００Ｂｑ／ｋｇであったのに対し、除染後の樹木の表皮の放射線量は１５５０Ｂｑ／ｋｇであった。
以上のことから、アブレイシブウォータージェット法等を用いて、吸着剤を水と共に噴射することによって、樹木、建造物又は道路に付着した放射性物質を除染することができることが分かった。
【００４７】
比較例２
吸着剤を使用しない以外は、実施例２と同様にして、ノズルから汚染された樹木に噴射したが、除染前の樹木の表皮の放射線量は十分には減少しなかった。
【００４８】
比較例３
吸着剤を使用せず、水だけを使用して、ノズルヘッドに１６ＭＰａの超高圧水をノズルから汚染された樹木に噴射した。
その結果、樹木に付着した放射性物質は除去できたが、同時に、樹木の表面が削り取られてしまった。
【００４９】
実施例４
実施例１、３の珪藻土を粉砕したものに代えて、個数平均粒径が４μｍの泥、粘土、「泥岩を粉砕したもの」、「粘土岩を粉砕したもの」を用い、実施例３と同様に噴射し、評価したところ、除染後の樹木の表皮の放射線量は約１／１０に減少した。
樹木の表面は、削り取られもせず、傷も付かなかった。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明による放射性物質を除染する方法を用いることにより、特に、果樹木、街路樹、キノコ栽培用の原木、建造物、道路等の表面に付着した放射性物質を効率よく除去でき、表面を削り取ることがないので、放射性物質の人や他の動植物への移行を防ぐことが可能となるため、吸着剤及びそれを使用する分野等に広く用いられるものである。
【符号の説明】
【００５１】
１  ノズルヘッド
２  水供給口
３  吸着剤供給口
４  ノズル
５  水
６  吸着剤
７  水と吸着剤との混合物
【図１】
2015010853.tif 000006
【図２】
2015010853.tif 000007