(57)【要約】      （修正有）【課題】放射性物質汚染廃棄物を安全、安心に保管する方法およびそれに用いる容器を提供する。【解決手段】放射性物質汚染廃棄物とＰＳＣ（ペーパースラッジカーボン）とを混合し、鋼板製、コンクリート製、またはＰＳＣが含まれたコンクリート製などのタンク１に保管、貯蔵する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ペーパースラッジからなる多孔質粒状炭化焼成物と、放射性物質汚染廃棄物とを混合し、
蓋および基底プレートが備えられて前記蓋および前記基底プレートと同じ材質の容器に、前記多孔質粒状炭化焼成物と前記放射性物質汚染廃棄物との混合物を収容する、
ことを特徴とする放射性物質汚染廃棄物の保管方法。
【請求項２】
前記容器がコンクリート製であり、この容器の厚みが６０ｍｍ以上６５ｍｍ以下、比重が２．０ｇ／ｃｍ3以上２．４ｇ／ｃｍ3以下である、
ことを特徴とする請求項１に記載された放射性物質汚染廃棄物の保管方法。
【請求項３】
前記容器の材料に、ペーパースラッジからなる多孔質粒状炭化焼成物が含まれ、この容器の厚みが６０ｍｍ以上６５ｍｍ以下、比重が１．８ｇ／ｃｍ3以上２．４ｇ／ｃｍ3以下である、
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載された放射性物質汚染廃棄物の保管方法。
【請求項４】
前記容器の材料に砂利が含まれ、前記容器に含まれた前記多孔質粒状炭化焼成物が前記砂利の１５％以上３５％以下である、
ことを特徴とする請求項３に記載された放射性物質汚染廃棄物の保管方法。
【請求項５】
前記容器が鋼板製であり、この容器の厚みが１０ｍｍ以上１５ｍｍ以下、比重が７．０ｇ／ｃｍ3以上７．８ｇ／ｃｍ3以下である、
ことを特徴とする請求項１に記載された放射性物質汚染廃棄物の保管方法。
【請求項６】
前記混合物を、７５０°Ｃ以上９５０°Ｃ以下、３０分以上１００分以下の条件で灰化して前記容器に収容する、
ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載された放射性物質汚染廃棄物の保管方法。
【請求項７】
灰化した灰分と、ペーパースラッジからなる多孔質粒状炭化焼成物とを混合して前記容器に収容する、
ことを特徴とする請求項６に記載された放射性物質汚染廃棄物の保管方法。
【請求項８】
前記容器が四角以上の多角柱または円柱である、
ことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載された放射性物質汚染廃棄物の保管方法。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれか１項に記載された放射性物質汚染廃棄物の保管方法に用いられ、ペーパースラッジからなる多孔質粒状炭化焼成物と、放射性物質汚染廃棄物とが混合されて収容される、
ことを特徴とする容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射性物質によって汚染された土壌、排水や下水の処理から生成される汚泥、焼却灰、人災や天災から発生する瓦礫、人工栽培茸類、森林の茸類、葉っぱ等の放射性物質汚染廃棄物を、安全、安心に保管する方法およびその容器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
米国では、核廃棄物は、高レベル廃棄物（ＨＬＷ：ｈｉｇｈ−ｌｅｖｅｌ  ｗａｓｔｅ）、超ウラン廃棄物（ＴＲＵ：ｔｒａｎｓｕｒａｎｉｃ  ｗａｓｔｅ）、ウラン工場残滓、および低レベル廃棄物（ＬＬＷ：ｌｏｗ−ｌｅｖｅｌ  ｗａｓｔｅ）の４種に分類されている。一般的に、ＨＬＷは核廃棄物の全放射線量の９９％以上を、ＬＬＷは核廃棄物の全重量の８５％以上をそれぞれに占めている。このうち、土壌、汚泥、焼却灰、瓦礫、森林の茸類、落葉など（以下、「放射性物質汚染廃棄物」と記す。）は、ＬＬＷに含まれる。
【０００３】
例えば、原子力発電所事故などにより、放射性物質で汚染された農地、路道、学校の土地などが除染される場合、土壌は除去され、また民間家、公共建物の屋根などは高圧水で洗浄されるのが一般的である。除去された放射性物質汚染廃棄物は、保管される際、例えばフレキシブルコンテナバッグ、サンドバッグなどに収容されて隔離される。
【０００４】
環境省は大量な放射性物質汚染廃棄物を速やかに保管し管理するための仮置場を提示している（下記特許文献１参照）。この仮置場は、地面に敷かれた遮水層シートの上に、放射性物質汚染廃棄物が収容されたフレキシブルコンテナバッグ、サンドバッグなどが置かれ、その上に盛土や土嚢が載せられて遮蔽されている。
【０００５】
しかし、盛土や土嚢は、例えば雨、雪、地震などに耐えられないこと、また、フレキシブルコンテナバッグやサンドバッグの比重が低く、厚みが薄いことから、遮水層シートは周囲の地中からの水分が浸み込むため、放射性物質汚染廃棄物が仮置場の周囲の環境（大気や地下水等）を汚染するおそれがある。
【０００６】
上記した仮置場を改善するため、仮置場の代替施設として、下記特許文献１に記載された放射性汚染物質保管施設が提案されている。この放射性汚染物質保管施設は、波形鋼板からなるドーム状構築物で放射性汚染物質が遮蔽され、この放射性汚染物質がドーム状構築物ごと健全土壌に埋設される。放射性汚染物質保管施設は、波形鋼板の厚みが０．６ｃｍ、健全土壌の最浅厚みが３０ｃｍであり、これによって放射線量が９０％低減される。この試算では、鉄の半価層が１．５ｃｍ、土壌の半価層が５ｃｍと仮定され、これらの半価層の値はセシウム１３７にのみに適用される。しかし、放射性汚染物質の放射線量は、セシウム１３４、セシウム１３７、コバルト６０などが含まれるガンマ線の値であるため、試算の正確さには疑問が残る。
【０００７】
下記特許文献２に記載された放射性物資含有材の保管構造は、底面遮水層（シート）の上に、汚染土壌が充填された袋体が置かれ、積層された土嚢や擁壁で放射線遮蔽壁体が周囲に形成されている。袋体の最上面は、放射性セシウムを吸着可能なゼオライト、鉛、タングステン、硫酸バリウムなどの粉末を樹脂やゴムに含有させた被覆体で覆われている。さらに、遮水を図るためにテント屋根で覆われている。しかし、この放射性物資含有材の保管構造は、ガンマ線に対する被覆体の遮蔽効果や仕様などが不明である。
【０００８】
上記した、放射性汚染物質保管施設（特許文献１）や、放射性物資含有材の保管構造（特許文献２）は、いずれもガンマ線遮蔽不可能なフレキシブルコンテナバッグやサンドバッグに放射性物質汚染土壌が充填されるのに対し、下記特許文献３に記載された放射線遮蔽建築では、一般の鉛、鉛合金、アンチモン含有物などを使用せず、高機能セラミックコンクリートと造建築材（木、鉄、コンクリートなど）の混合物が用いられている。実施例では、厚みが５ｃｍの高機能セラミックコンクリート製の第１箱に放射性物質汚染土壌を充填することで、放射線量が１４７μＳｖ／ｈから７．５μＳｖ／ｈに減少し、遮蔽率が９４．９％となる。この遮蔽率は、高機能セラミックコンクリートの半価層１．１６５ｃｍに相当する。第１箱の外側に、厚みが５ｃｍの高機能セラミックコンクリート製の第２箱を設置した場合、放射線量が７．５μＳｖ／ｈから２．０μＳｖ／ｈに減少し、遮蔽率が７３．３％となる。これは、半価層２．６２２ｃｍに相当する。さらに、第２箱の外側に厚みが１０ｃｍの高機能セラミックコンクリート製の第３箱を設置すると、放射線量が２μＳｖ／ｈから０.９μＳｖ／ｈに減少し、遮蔽率が５５％となる。これは、半価層８．６８１ｃｍに相当する。最終的な放射線量の値である０.９μＳｖ／ｈは、原発事故施設（例えば福島県）から直線距離で約３３０ｋｍ離れている箇所（静岡県富士宮市）での放射線量である０．０６５〜０．０７２μＳｖ／ｈよりも高い値である。したがって、高機能セラミックコンクリートの半価層は、放射線量の変動とともに変動するため、密度が不均一又は／及び低放射線量への遮蔽効率が低下すると推定する。なお、算出半価層は、次式１の計算式を用いた（下記特許文献１参照）。
【０００９】
【数１】
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【００１０】
一方、下記特許文献４に記載された放射線遮蔽材は、廃ブラウン管ガラスなどの鉛含有ガラスの破砕物と酸化マグネシウムとが含まれる水スラリーが、造粒または成形されて乾燥されることで形成される。鉛含有ガラスは、厚みが１〜１０ｃｍの板で製造可能であるが、性能（半価層）、密度、モース（Ｍｏｈｓ）硬度などは不明である。
【００１１】
本出願人は、ペーパースラッジからなる多孔質粒状炭化焼成物を用い、放射性物質汚染農地の改良浄化テストを行い、放射性物質を放射性物質汚染農地から除去可能であることを確認し、かつ、得られた白米の放射性物セシウム１３４及び１３７の合計の値である３０Ｂｑ／ｋｇが、日本基準値１００Ｂｑ／ｋｇより低い結果であることを、下記特許文献５に開示した。
【００１２】
すなわち、多孔質粒状ペーパースラッジ炭化焼成物は、古紙、木材チップの単独あるいは古紙や木材チップの両方を使用する製紙工場のペーパースラッジを炭化焼成することからなり、以下の構成である。
【００１３】
（１）ｐＨ８以上、望ましくは１０以上、アルカリ相当値１．０〜４．０ｍｅｑ／ｇ（ＮａＯＨ）、望ましくは１．５〜２．５ｍｅｑ／ｇ（ＮａＯＨ）、カチオン交換容量１．０〜４．０ｍｅｑ／１００ｇ（ＮＨ4+）、望ましくは１．５〜３．０ｍｅｑ／１００ｇ（ＮＨ4+）、電気伝導度７０〜１５０μＳ／ｃｍ、Ｎａ含有率：０．０００３％以上、Ｋ含有率：０．０００３％以上である多孔質粒状ペーパースラッジ炭化焼成物を、古紙、木材チップの単独あるいは古紙や木材チップの両方を使用する製紙工場からのペーパースラッジを炭化焼成することで生成し、前記多孔質粒状ペーパースラッジ炭化焼成物を放射性物質汚染土壌に散布や混合して放射性物質を前記放射性物質汚染土壌から除去する放射性物質汚染土壌の改良浄化方法。
（２）前記多孔質粒状ペーパースラッジ炭化焼成物の製造工程には、ＫＩとＴＥＤＡのいずれか一方、及びＫＩとＴＥＤＡとの混合物の溶液のいずれへの含浸工程も含まれない。
（３）前記放射性物質汚染土壌は、放射性セシウム１３４及びセシウム１３７の合計濃度が８００Ｂｑ／ｋｇ以上を含有する。
（４）前記放射性物質汚染土壌に拡散又は混合する前記多孔質粒状ペーパースラッジ炭化焼成物の添加量は、０．１〜６ｋｇ／ｍ2（０．５〜５０ｋｇ／ｍ3）（乾土の０．１〜６重量％）、望ましくは１．０〜３．５ｋｇ／ｍ2（８〜３０ｋｇ／ｍ3）（乾土の０．９〜３．３重量％）である。
（５）前記ペーパースラッジは、水分量５０〜８５％を有し、このペーパースラッジを造粒し、乾燥した後、乾留温度５００〜１，３００℃、望ましくは７００〜１，２００℃の還元炭化焼成炉で炭化焼成する。さらに望ましくは、８００〜１，１００℃で炭化焼成する。
（６）前記多孔質粒状ペーパースラッジ炭化焼成物は、絶乾重量で、可燃分（炭素を含む）：１５〜２５％、ＴｉＯ2：０．５〜３．０％、Ｎａ2Ｏ：０．０００１〜０．０００５％、Ｋ2Ｏ：０．０００１〜０．０００５％、ＳｉＯ2：１５〜３５％、Ａｌ2Ｏ3：８〜２０％、Ｆｅ2Ｏ3：５〜１５％、ＣａＯ：１５〜３０％、ＭｇＯ：１〜８％、その他（不純物）：０．５〜３．０％を含み、これらの合計が１００％であり、ＪＩＳＣ２１４１による吸水率が１００〜１６０％、ＢＥＴ吸着法による比表面積が８０〜１５０ｍ2／ｇであり、連続気泡を有する。
（７）前記多孔質粒状ペーパースラッジ炭化焼成物は、容積空隙率が７０％以上、空隙容積が１,０００ｍｍ3／ｇ以上を有し、平均空隙半径が２０〜６０μｍであり、全空隙容積に占める半径１μｍ以上の空隙が７０％以上、長径が１〜１０ｍｍの球状、楕円状、円柱状等である混合物質であり、黒色である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２０１３−１３４２２６公報
【特許文献２】特開２０１３−１３０４０３公報
【特許文献３】特開２０１３−１９５４１６公報
【特許文献４】特開２０１３−２１０３４２公報
【特許文献５】特開２０１３−０６８４５９公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
上述したとおり、放射性物質汚染廃棄物の処理施設は未だ確立されていないため、今日の放射性物除染対策は完全ではない。
【００１６】
２０１１年３月１１日に起きた東日本大震災における原子力発電所事故により、一部の土壌から放射性物質が検出された福島県では、放射性物質汚染廃棄物の量は少なくとも２５万トンであり、１トン毎にひとつのブルービニール袋に収容されて仮人工台地の上に盛られている。現在、福島県内では、仮人工台地が３０箇所あり、例えば、山々の上、人々の家屋、水田の周囲などに構築されている。ブルービニール袋を用いた保管は一時的なものであり、仮人工台地の環境に耐える期間が５年間しか設計されていない（ｈｔｔｐ：//ｗｗｗ．ｆｏｒｅｉｇｎｐｏｌｉｃｙ．ｃｏｍ/ａｒｔｉｃｌｅｓ/２０１４/０２/２０/２５００００＿ｔｏｎｓ＿ｏｆ＿ｒａｄｉｏａｃｔｉｖｅ＿ｓｏｉｌ＿ｉｎ＿ｆｕｋｕｓｈｉｍａ＿ｊａｐａｎ）。また、ブルービニール袋は放射性物質汚染廃棄物のガンマ線量を部分的にしか遮蔽できず、耐用期間がある。したがって、放射性物質汚染廃棄物によって仮人工台地が二次汚染されるおそれがある。
【００１７】
本発明の目的は、放射性物質汚染廃棄物の保管方法およびその容器を提供することである。すなわち、コスト、実用性、安心かつ安全を総合的に満たし、放射性物質汚染廃棄物のガンマ線量を遮蔽し、さらに、周囲空間放射線量を、原子力発電所事故が起きた福島第一原子力発電所から直線距離で３３０ｋｍ離れている箇所と同等の値にすることができる放射性物質汚染廃棄物の保管方法を提供する。なお、本発明では、３３０ｋｍ離れている箇所（本出願人の所在地）が福島第一原発事故から発生したガンマ線量の影響を受けていない場所（ブランク空間ガンマ線量という）であると仮定する。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記した課題を解決するために、本発明に係る放射性物質汚染廃棄物の保管方法は、ペーパースラッジからなる多孔質粒状炭化焼成物と、放射性物質汚染廃棄物とを混合し、蓋および基底プレートが備えられて前記蓋および前記基底プレートと同じ材質の容器に、前記多孔質粒状炭化焼成物と前記放射性物質汚染廃棄物との混合物を収容する、ことを特徴とする。
【００１９】
本発明に係る放射性物質汚染廃棄物の保管方法は、前記容器がコンクリート製であり、この容器の厚みが約６０ｍｍ以上６５ｍｍ以下、比重が約２.０ｇ／ｃｍ3以上２．４ｇ／ｃｍ3以下である、ことを特徴とする。
【００２０】
本発明に係る放射性物質汚染廃棄物の保管方法は、前記容器の材料に、ペーパースラッジからなる多孔質粒状炭化焼成物が含まれ、この容器の厚みが約６０ｍｍ以上６５ｍｍ以下、比重が約１．８ｇ／ｃｍ3以上２．４ｇ／ｃｍ3以下である、ことを特徴とする。
【００２１】
本発明に係る放射性物質汚染廃棄物の保管方法は、前記容器に砂利が含まれ、前記容器に含まれた前記多孔質粒状炭化焼成物が前記砂利の約１５％以上３５％である、ことを特徴とする。
【００２２】
本発明に係る放射性物質汚染廃棄物の保管方法は、前記容器が鋼板製であり、この容器の厚みが約１０ｍｍ以上１５ｍｍ以下、比重が約７.０ｇ／ｃｍ3以上７．８ｇ／ｃｍ3以下である、ことを特徴とする。
【００２３】
本発明に係る放射性物質汚染廃棄物の保管方法は、前記混合物を、約７５０°Ｃ以上９５０°Ｃ以下、約３０分以上１００分以下の条件で灰化して前記容器に収容する、ことを特徴とする。
【００２４】
本発明に係る放射性物質汚染廃棄物の保管方法は、灰化した灰分と、ペーパースラッジからなる多孔質粒状炭化焼成物とを混合して前記容器に収容する、ことを特徴とする。
【００２５】
本発明に係る放射性物質汚染廃棄物の保管方法は、前記容器が四角以上の多角柱または円柱である、ことを特徴とする。
【００２６】
本発明に係る放射性物質汚染廃棄物の保管方法に用いられる容器は、ペーパースラッジからなる多孔質粒状炭化焼成物と、放射性物質汚染廃棄物とが混合されて収容される、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
本発明に係る放射性物質汚染廃棄物の保管方法および容器は、コスト、実用性、安心かつ安全を総合的に満たし、放射性物質汚染廃棄物のガンマ線量を遮蔽し、さらに、周囲空間放射線量を、原子力発電所事故が起きた福島第一原子力発電所から直線距離で３３０ｋｍ離れている箇所と同等の値にすることができる。放射性物質汚染廃棄物を一時的又は永久に保管するにはタンクの建立がコスト、位置、実用性的に有利である。
【００２８】
本発明に係る放射性物質汚染廃棄物の保管方法および容器によれば、放射性物質汚染廃棄物は、ペーパースラッジからなる多孔質粒状炭化焼成物、または塩化カリウムを含浸させたペーパースラッジからなる多孔質粒状炭化焼成物と、部分的に置き換えることにより、収容、保管タンクの周囲空間ガンマ線量が、ブランク空間ガンマ線量と同等の値になり、環境と健康に対する安心かつ安全という利点がある。
【００２９】
放射性物質汚染廃棄物は灰化され、またはペーパースラッジからなる多孔質粒状炭化焼成物と混合されて灰化され、得られた灰分が、再度ペーパースラッジからなる多孔質粒状炭化焼成物と混合されると、重量、容量、放射性セシウム１３４、セシウム１３７がすべて減少し、ガンマ線量がブランク空間ガンマ線量と同等の値になり、鋼板製、コンクリート製、またはＰＳＣが含まれたコンクリート製などの容器に多く充填することができ、容器の周囲環境の空間ガンマ線量が問題なく安心かつ安全に長期的保管、貯蔵が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施形態に係る放射性物質汚染廃棄物の保管方法に用いられる容器の概略斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係る放射性物質汚染廃棄物の保管方法に用いられる容器の概略斜視図である。
【図３】本発明の実施形態に係る放射性物質汚染廃棄物の保管方法に用いられる容器の概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下に、本発明の実施形態を説明する。なお、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００３２】
本発明の実施形態に係る放射性物質汚染廃棄物の保管方法では、ペーパースラッジからなる多孔質粒状炭化焼成物（ペーパースラッジカーボン（以下「ＰＳＣ」と記す。））と放射性物質汚染廃棄物とを混合し、この混合物を容器としてのタンク１に収容して保管する。タンクは蓋２および基底プレート４が備えられ、材質は蓋３および基底プレート４と同じである。
【００３３】
米国労働省労働安全衛生局によると、セシウム１３７とコバルト６０の放射性アイソトープは健康に悪影響を及ぼすため、本発明においてコバルト６０を遮蔽可能な鉄（比重７．８６ｇ／ｃｍ3）、およびコンクリート（比重２．３５ｇ／ｃｍ3）の半価層は、各々２０ｍｍ、６１ｍｍ（国際放射線保護委員会ＩＣＲＰ  Ｐｕｂ２１）である。コバルト６０を遮蔽可能な鉄及びコンクリートの半価層は、セシウム１３７を遮蔽可能な鉄の半価層１．５ｃｍ、およびコンクリートの半価層４．９ｃｍより厚く、また、セシウム１３７の半減期（３０．１７年）は、コバルト６０の半減期（５．２７年）と比べて長いが、セシウム１３７のエネルギー（０．６６１６ＭｅＶ）は、コバルト６０のエネルギー（１．３３２５ＭｅＶ）よりも低い。したがって、ガンマ線量を遮蔽する材料の半価層は、半減期よりも密度ならびにエネルギーに依存することになる。
【００３４】
タンク２によれば擁壁の構造物を必要としない。放射性物質汚染廃棄物が収容されるタンク２は、放射性物質汚染廃棄物のガンマ線量を遮蔽する鋼板製、コンクリート製などであり、基底プレート４を介して地面に立てられる。タンク２の形状は、放射性物質汚染廃棄物の梱包形状により、例えば、四角以上の正多角柱、円柱などである。大量の放射性物質汚染廃棄物が収容される場合を考慮し、タンク２の容積は、少なくとも１０００ｍ3のクラスが必要であり、タンクファームになる。
【００３５】
タンク１は、円柱の場合、タンクの最大容積を得るにはタンク１の直径をタンク１の高さと同等の値にする必要がある。この場合、タンク容積（ｙ）とタンク直径（ｘ）の相関式は、ｙ＝０．７８５４ｘ3（Ｒ2＝１）（式２）であり、タンク容積が１０００ｍ3の場合、タンク直径＝タンク高さ＝１０．８３８５１３ｍとなる。
【００３６】
１トンの放射性物質汚染土壌が充填された１ｍ3の円柱ビニール袋（直径＝高さ＝１.０８３８５１３ｍ）を、１０００ｍ3保管円柱タンクに充填する場合、円柱ビニール袋は円形であるが、正方形の面積を取るため充填率が７８．５％しかなく、したがってタンク１は正方形（１０ｍ×１０ｍ×１０ｍ）の方が望ましい。このことにより、タンク１の直径も小さく、１ｍ3の正方形ビニール袋を使用すると、タンク１への充填率が、ほぼ１００％になる。１０００ｍ3保管円柱タンクを用いる場合は、充填率を向上させるために、１ｍ3の円柱または１ｍ3の正方形ビニール袋を介さず、放射性物質汚染廃棄物のみを直接収容する。
【００３７】
タンク１の材料は、鋼板製の場合、厚みが約１０〜１５ｍｍ、比重が約７．０ｇ／ｃｍ3以上７．８ｇ／ｃｍ3以下、ＰＳＣが含まれないコンクリート製の場合、厚みが約６０〜６５ｍｍ以下、比重が約２．０ｇ／ｃｍ3以上２．４ｇ／ｃｍ3以下、ＰＳＣが含まれたコンクリート製の場合、厚みが約６０以上６５ｍｍ以下、比重が約１．８ｇ／ｃｍ3以上２．４ｇ／ｃｍ3以下であることが望ましい。
【００３８】
タンク１の蓋２および基底プレート４は、タンク１の材料が鋼板の場合、タンク１の材料および厚みと同様の値が望ましい。タンク１の材料がコンクリートであって、蓋２および基底プレート４がコンクリート製であれば、厚みがタンク１の厚みと同等である。一方、タンク１の材料がコンクリートであって、蓋２および基底プレート４が鋼板製であれば、厚みが約１０〜１５ｍｍと同等の値とする。
【００３９】
コンクリートは、セメント、砂、砂利で構成され、その内の砂利構成成分の最大１５％以上３５％以下までをＰＳＣと置き換えることが可能である。ＰＳＣを含むコンクリート製のタンク１の周囲空間ガンマ線量は、ブランク空間ガンマ線量と同等の値になる。
【００４０】
放射性物質汚染廃棄物は、２０％（重量パーセント）をＰＳＣに換えて混合し、ＰＳＣと放射性物質汚染廃棄物の混合物をタンク１に収容すると、タンク１の周囲空間ガンマ線量が、ブランク空間ガンマ線量と同等の値になる。
【００４１】
塩化カリウムを含浸させたＰＳＣは、含浸させないＰＳＣと比べて、放射性セシウム１３４、セシウム１３７による放射性物質汚染廃棄物の除染効率が約２倍向上するため、放射性物質汚染廃棄物との配合率が２０％から１０％に減少する。これにより、タンク１に収容される放射性物質汚染廃棄物の充填率が増加する。
【００４２】
放射性物質汚染廃棄物、または／及び放射性物質汚染廃棄物の２０％をＰＳＣに換えたものとの混合物を灰化し、得られた灰分に、この灰分の２０％に相当するＰＳＣを再び添加して混合して得られた灰化混合物は、ガンマ線量が、ブランク空間ガンマ線量と同等の値であり、放射性セシウム１３４、セシウム１３７が減少し、タンク１へ安心、安全に収容、保管することができる。
【００４３】
詳説すれば、放射性物質汚染廃棄物、放射性物質汚染廃棄物の２０％をＰＳＣに換えた混合物を、それぞれ８５０oＣ、９０分の条件下で灰化した場合、放射性物質汚染廃棄物、および放射性物質汚染廃棄物の２０％をＰＳＣに換えた混合物の重量が１０〜１５％減少したため、容量も同程度で低減可能と推定する。灰化することで放射性物質汚染廃棄物のガンマ線量が、ブランク空間ガンマ線量に近い値まで下がるため、大量の灰分をタンク１に収容することができ、タンク１の周囲環境の空間ガンマ線量が、ブランク空間ガンマ線量の０．０６５〜０．０７２μＳｖ／ｈと同等の値になると考えられる。
【００４４】
放射性物質汚染廃棄物、または放射性物質汚染廃棄物の２０％をＰＳＣに換えた混合物を灰化し、得られた灰分に、この灰分の２０％に相当するＰＳＣを再び添加して混合した場合、得られた灰化混合物は、重量、容量、放射性セシウム１３４、セシウム１３７がすべて減少し、ガンマ線量がブランク空間ガンマ線量と同等の値になる。したがって、得られた灰分のタンク１への充填率が向上し、タンク１の周囲環境の空間ガンマ線量が、問題なく安心かつ安全に長期的保管、貯蔵可能である。
【００４５】
次に、本発明の実施例を説明する。
【００４６】
実施例では、鋼板製タンクおよびコンクリート製タンクにおける放射性物質汚染廃棄物の遮蔽効率を確認するため、長方形の鋼板製タンク、および砂利の１５％がＰＳＣである長方形のコンクリート製タンクを作成し、遮蔽試験を行った。放射性物質汚染廃棄物である試料は、２０１３年９月上旬に福島県飯舘村の水田で採取した放射性物質汚染水田土壌である（２０１１年３月１１日に起きた東日本大震災における原子力発電所事故により、福島県では一部の土壌に放射性物質が含まれている。）。ガンマ線量は、日立アロカポケットタイプサーベイメータＰＤＲ−１１１で測定した。セシウム１３４とセシウム１３７は、厚生労働省「緊急時における食品の放射線測定マニュアル」、文部科学省「ゲルマニウム半導体検出器によるγ線スペクトロメトリー」を基に、Ｃａｎｂｅｒｒａ製同軸型ゲルマニウム検出器で測定した。放射性物質汚染水田土壌は、ガンマ線量が１．７６３μＳｖ／ｈ、セシウム１３４とセシウム１３７の合計が２６，９１４Ｂｑ／ｋｇ（３０，２７７Ｂｑ／絶乾ｋｇ）ある。
【００４７】
＜参考例１＞
鋼板製タンクは、建築構造用冷間ロール成形角形鋼管（ＢＣＲ）であり、厚みが６．０５ｍｍ、内側の幅が８．７８ｃｍ、高さが３０．１１ｃｍ、比重が７．１０ｇ／ｃｍ3である。蓋および基底プレートは、幅が２２．９ｃｍ、厚みが８．９０ｃｍの鋼板である。鋼板製タンクを基底プレートに固定した後、１，３１０ｇ絶乾（１，８５３.６ｇ風乾）の放射性物質汚染水田土壌を充填し、蓋で覆って放置した。蓋の上及び基底プレートの地面においてガンマ線量を５分間／回測定した。１５日目に、鋼板製タンクの外側に、厚みが８．０１ｍｍ、内側の幅が１８．３５ｃｍ、高さが３０．１１ｃｍ、比重が７．１８ｇ／ｃｍ3の冷間ロール成形長方形鋼管である外側鋼板製タンクを設置し、外側鋼板製タンクと内側鋼板製タンクとの間の４．１８ｃｍの空間にＰＳＣを充填し、再び上部蓋で覆って放置し、ガンマ線量の測定を行った。
【００４８】
【表１】
2015215250.tif 000004
【００４９】
表１に示す様に、ガンマ線量は当初の１．７６３μＳｖ／ｈから１５日目の０．０９７μＳｖ／ｈに減少し、９４．５％の遮蔽率が図れた。しかし、その後のガンマ線量は外側鋼板製タンクおよびＰＳＣを追加した。最終的な値（０．０９０〜０．０９５μＳｖ／ｈ）はブランク空間ガンマ線量の０．０６５〜０．０７２μＳｖ／ｈより少し高かった。
【００５０】
＜実施例１＞
放射性物質汚染水田土壌の２０％をＰＳＣと置き換えた試験では、放射性物質汚染水田土壌（１．０４８ｇ絶乾、１．４８２.９ｇ風乾）とＰＳＣ（２６２ｇ絶乾、２６６．６ｇ風乾）との混合物を参考例１と同じ鋼板製タンクに充填し、外側鋼板製タンクを使用せず参考例１の試験方法と同様に行った。当初放射性物質汚染水田土壌は、放射性物質汚染水田土壌とＰＳＣとの混合物に比べて、空間ガンマ線量が当初の１．７６３μＳｖ／ｈから０．４９１μＳｖ／ｈに７２．１％下がり、セシウム１３４とセシウム１３７の合計が３０，２２７Ｂｑ／絶乾ｋｇから２１，７８８Ｂｑ／絶乾ｋｇに２７．９％減少した。これらの結果より空間ガンマ線量は、セシウム１３４、セシウム１３７に比べてＰＳＣの存在下で減少しやすい組成が多いことが分かった。ここでは、絶乾とは水田土壌の水分が０％の時をいう。また、水田土壌の水分は水田土壌の重量が一定になるまで１０５oＣで乾燥する。
【００５１】
【表２】
2015215250.tif 000005
【００５２】
上記の表２と表１を比較した場合、放射性物質汚染水田土壌とＰＳＣとの混合物（表２）は、単独放射性物質汚染水田土壌（表１）より1日目の空間ガンマ線量が少し減少し、２８日目の値がブランク空間ガンマ線量の０．０６５〜０．０７２μＳｖ／ｈとほぼ同等の結果であった。遮蔽効果は、放射性物質汚染水田土壌の放射性物質がＰＳＣとのイオン交換を行ったことが原因と考えられる。
【００５３】
＜参考例２＞
ＰＳＣが含まれたコンクリート製タンクは、鉄筋を全く使用せず、セメント、砂、砂利、ＰＳＣで形成され、配合率は、セメント１２％、砂２４％、砂利５１％、砂利に対してＰＳＣ２０．３％であった。コンクリート製タンクの本体、蓋および基底プレートも、同じ原材料と配合率で作成した。ＰＳＣが含まれたコンクリート製タンクの他の仕様は、厚みが６１．０２ｍｍ、内側の幅が８６．６５ｍｍ、高さが３０．５６ｃｍ、比重が１．８１７ｇ／ｃｍ3である。また、蓋の仕様は、幅が３４．８５ｃｍ、厚みが３２．２８ｍｍ、前底プレートの仕様は、幅が４０．５ｃｍ、厚みが３２．７３ｍｍである。当初にＰＳＣを含むコンクリート製タンクを用いて、鋼板製タンクと同じ遮蔽試験を行った。２５日目には、コンクリート製タンクに外側コンクリート製タンクを被せて遮蔽試験を続けた。なお、外側コンクリート製タンクは内側コンクリート製タンクの原材料、配合率とほぼ同様であるが、厚みが６１．９４ｍｍ、外側の幅が３４．５２ｃｍ、高さが３０．５５ｃｍである。外側と内側コンクリート製タンクの隙間は約１２ｍｍである。
【００５４】
【表３】
2015215250.tif 000006
【００５５】
外側および内側コンクリート製タンクの２段遮蔽物で５１日間遮蔽試験を行った。空間ガンマ線量の最終値（０．０９０μＳｖ／ｈ）は、ブランク空間ガンマ線量の０．０６５〜０．０７２μＳｖ／ｈより少し高く（表３）、鋼管製タンクの遮蔽試験（表１）と同様の結果であった。このため、放射性物質汚染水田土壌へのＰＳＣ添加の効果確認試験を試みた。
【００５６】
＜実施例２＞
鋼管製タンクの遮蔽試験と同様に、放射性物質汚染水田土壌とＰＳＣとの絶乾比率４：１の混合物を内側コンクリート製タンクに充填し、参考例２と同様の試験方法を行った。この場合、外側コンクリート製タンクは不要であった。鋼管製タンクの実施例１と同様に、５１日目の値が、ブランク空間ガンマ線量の０．０６５〜０．０７２μＳｖ／ｈとほぼ同等の結果であった。結果を下表４に示す。
【００５７】
【表４】
2015215250.tif 000007
【００５８】
＜実施例３＞
放射性物質汚染水田土壌のタンクへの充填率を向上するために放射性物質汚染水田土壌の灰化を試みた。放射性物質汚染水田土壌を、８５０oＣ、９０分の電気炉条件下で灰化した。灰分率は、単独放射性物質汚染水田土壌が８９．６７％、放射性物質汚染水田土壌とＰＳＣとの混合物が８６．０３％である。灰化することにより放射性物質汚染水田土壌の重量が１０〜１５％減少し、容量も同程度で低減可能と推定する。さらに灰化することで放射性物質汚染水田土壌のガンマ線量が、ブランク空間ガンマ線量に近い値まで下がった。結果を下表５に示す。このため、灰分を鋼板製、コンクリート製、ＰＳＣが含まれたコンクリート製などのタンクに充填し、貯蔵すると、タンクの周囲環境の空間ガンマ線量は、ブランク空間ガンマ線量の０．０６５〜０．０７２μＳｖ／ｈと同等の値になると考えられる。
【００５９】
当初、単独放射性物質汚染水田土壌は、放射性物質汚染水田土壌とＰＳＣとの混合物に比べ、参考例１のとおりセシウム１３４とセシウム１３７の合計が２７．９％（３０，２２７Ｂｑ／絶乾ｋｇから２１，７８８Ｂｑ／絶乾ｋｇに）減少した。しかし、単独放射性物質汚染水田土壌と、放射性物質汚染水田土壌及びＰＳＣの混合物を灰化した後は、各々の試料の灰化前に比べて、セシウム１３４とセシウム１３７がほぼ同等の結果であった。このため、灰化することにより空間ガンマ線量は減少したが放射性セシウム１３４、セシウム１３７の変化が見られなかった。
【００６０】
【表５】
2015215250.tif 000008
【００６１】
＜実施例４＞
実施例３の灰分のガンマ線量は、ブランク空間ガンマ線量の０．０６５〜０．０７２μＳｖ／ｈより少し高いため、灰分に、この灰分の２０％に相当するＰＳＣ（灰分の重量に対する％）を添加して混合し、３日間放置した後、灰分とＰＳＣの混合物のガンマ線量を測定した。表６に示す様に、単独放射性物質汚染水田土壌の灰分にＰＳＣを添加したにもかかわらずガンマ線量の変化が見られなかった。一方、放射性物質汚染水田土壌とＰＳＣとの混合物の灰分は、ＰＳＣを添加することによりガンマ線量がブランク空間ガンマ線量の０．０６５〜０．０７２μＳｖ／ｈと同等の結果になった。このため、放射性物質汚染水田土壌を安全、安心に保管及び貯蔵するには、放射性物質汚染水田土壌はＰＳＣと混合し、灰化を行い、得られた灰分は、再びＰＳＣと混合し、鋼板製、コンクリート製、またはＰＳＣを含むコンクリート製などのタンクに充填し、貯蔵する方法となる。
【００６２】
単独放射性物質汚染水田土壌の灰分にＰＳＣを添加した後は、ＰＳＣの添加前に比べ、ガンマ線量が変わらないが、放射性セシウムの合計が２４％（２９，３０７Ｂｑ/絶乾ｋｇから２２，３５４Ｂｑ/絶乾ｋｇに）減少した。従って、放射性物質汚染廃棄物を灰化し、得られた灰分にＰＳＣと混合を行うと、混合物のガンマ線量はブランク空間ガンマ線量の０．０６５〜０．０７２μＳｖ／ｈより僅かに高いが、放射性セシウムが約１／４減少するため鋼板製、コンクリート製、またはＰＳＣを含むコンクリート製などタンクに充填し、貯蔵すると、安全、安心に長期的に保管可能になる。
【００６３】
放射性物質汚染水田土壌とＰＳＣとの混合物の灰分に、ＰＳＣを添加すると、ＰＳＣの添加前よりガンマ線量がブランク空間ガンマ線量の０．０６５〜０．０７２μＳｖ／ｈと同等の値で、さらに放射性セシウムが約４０％（２３，８７１Ｂｑ/絶乾ｋｇから１４，８７８Ｂｑ/絶乾ｋｇに）低下するため、鋼板製、コンクリート製、またはＰＳＣを含むコンクリート製などのタンクに充填し、貯蔵すると安全、安心に長期的に保管可能になる。
【００６４】
【表６】
2015215250.tif 000009
【００６５】
＜産業上利用可能性＞
原子力発電所事故による放射性物質汚染地域の除染対策から発生した放射性物質汚染瓦礫、土壌、土壌スラリー、人工栽培茸類、葉っぱと、放射性物質汚染排水処理設置から生成された放射性物質汚染汚泥、焼却灰と、放射性物質汚染森林の放射性物質汚染茸類、葉っぱ等の放射性物質汚染廃棄物を、ＰＳＣと混合して灰化を行い、灰分にＰＳＣをさらに添加し混合することからなる混合物は、四角以上の正多角柱、円柱等の、鋼板製あるいはコンクリート製、またはＰＳＣを含むコンクリート製のタンク１に充填、貯蔵することにより、タンク１の周囲環境の空間ガンマ線量が、原子力発電所事故から発生された放射性物質を受けない所の空間ガンマ線量と同等の値になり、安心かつ安全に長期的保管、貯蔵可能である。なお、タンク１の蓋２および基底プレート４は、タンク１の本体の同原材料で製作し、フック３で蓋２を固定する。タンク１は、地面に立てられるため建造がコストおよび技術的に有利になる。
【００６６】
以上、本発明の実施形態を詳述したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。そして本発明は、特許請求の範囲に記載された事項を逸脱することがなければ、種々の設計変更を行うことが可能である。
【符号の説明】
【００６７】
１                タンク（容器）
２                蓋
３                フック
４                基底プレート
【図１】
2015215250.tif 000010
【図２】
2015215250.tif 000011
【図３】
2015215250.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成27年6月3日(2015.6.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２】
【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】
ペーパースラッジからなる多孔質粒状炭化焼成物と、放射性物質汚染廃棄物とを混合し、
蓋および基底プレートが備えられて前記蓋および前記基底プレートと同じ材質の容器に、前記多孔質粒状炭化焼成物と前記放射性物質汚染廃棄物との混合物を収容し、
前記容器の材料に、ペーパースラッジからなる多孔質粒状炭化焼成物が含まれた、
ことを特徴とする放射性物質汚染廃棄物の保管方法。
【請求項２】
前記容器の厚みが６０ｍｍ以上６５ｍｍ以下、比重が１．８ｇ／ｃｍ3以上２．４ｇ／ｃｍ3以下である、
ことを特徴とする請求項１に記載された放射性物質汚染廃棄物の保管方法。
【請求項３】
前記容器がコンクリート製であり、この容器の厚みが６０ｍｍ以上６５ｍｍ以下、比重が２．０ｇ／ｃｍ3以上２．４ｇ／ｃｍ3以下である、
ことを特徴とする請求項１に記載された放射性物質汚染廃棄物の保管方法。
【請求項４】
前記容器の材料に砂利が含まれ、前記容器に含まれた前記多孔質粒状炭化焼成物が前記砂利の１５％以上３５％以下である、
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載された放射性物質汚染廃棄物の保管方法。
【請求項５】
前記混合物を、７５０℃以上９５０℃以下、３０分以上１００分以下の条件で灰化して前記容器に収容する、
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載された放射性物質汚染廃棄物の保管方法。
【請求項６】
灰化した灰分と、ペーパースラッジからなる多孔質粒状炭化焼成物とを混合して前記容器に収容する、
ことを特徴とする請求項５に記載された放射性物質汚染廃棄物の保管方法。
【請求項７】
前記容器が四角以上の多角柱または円柱である、
ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載された放射性物質汚染廃棄物の保管方法。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載された放射性物質汚染廃棄物の保管方法に用いられ、ペーパースラッジからなる多孔質粒状炭化焼成物と、放射性物質汚染廃棄物とが混合されて収容される、
ことを特徴とする容器。
【手続補正書】
【提出日】平成27年9月1日(2015.9.1)
【手続補正１】
【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】
ペーパースラッジからなる多孔質粒状炭化焼成物と、放射性物質汚染廃棄物とを混合し、
蓋および基底プレートが備えられて前記蓋および前記基底プレートと同じ材質の容器に、前記多孔質粒状炭化焼成物と前記放射性物質汚染廃棄物との混合物を収容し、
前記容器がコンクリート製であり、
前記容器の材料に、ペーパースラッジからなる多孔質粒状炭化焼成物が含まれた、
ことを特徴とする放射性物質汚染廃棄物の保管方法。
【請求項２】
前記容器の厚みが６０ｍｍ以上６５ｍｍ以下、比重が１．８ｇ／ｃｍ3以上２．４ｇ／ｃｍ3以下である、
ことを特徴とする請求項１に記載された放射性物質汚染廃棄物の保管方法。
【請求項３】
前記容器の材料に砂利が含まれ、前記容器に含まれた前記多孔質粒状炭化焼成物が前記砂利の１５％以上３５％以下である、
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載された放射性物質汚染廃棄物の保管方法。
【請求項４】
前記混合物を、７５０°Ｃ以上９５０°Ｃ以下、３０分以上１００分以下の条件で灰化して前記容器に収容する、
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載された放射性物質汚染廃棄物の保管方法。
【請求項５】
灰化した灰分と、ペーパースラッジからなる多孔質粒状炭化焼成物とを混合して前記容器に収容する、
ことを特徴とする請求項４に記載された放射性物質汚染廃棄物の保管方法。
【請求項６】
前記容器が四角以上の多角柱または円柱である、
ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載された放射性物質汚染廃棄物の保管方法。
【請求項７】
蓋および基底プレートが備えられて前記蓋および前記基底プレートと同じ材質で形成され、
コンクリート製であり、材料に、ペーパースラッジからなる多孔質粒状炭化焼成物が含まれ、
多孔質粒状炭化焼成物と放射性物質汚染廃棄物との混合物が収容された、
ことを特徴とする容器。