(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
遊離塩素を含んだ水溶液とセラミックを接触させて得られる触媒反応を利用したセラミック触媒水を生成する触媒水生成装置と、
前記触媒水生成装置によって生成されたセラミック触媒水とトリチウム汚染水とを混合してなるトリチウム汚染混合水を受け入れて、プロトン反応によってトリチウムを消滅する処理槽とを備えたことを特徴とするトリチウム消滅装置。
【請求項２】
前記処理槽の中の前記トリチウム汚染混合水に酸素ガスまたは酸素を含むガスを吹き込むガス吹込装置を備えたことを特徴とする請求項１に記載のトリチウム消滅装置。
【請求項３】
前記処理槽が複数段に連結されるとともに、これら処理槽に順次前記トリチウム汚染混合水を移送するように構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のトリチウム消滅装置。
【請求項４】
最後段の前記処理槽の後段に、ストロンチウムおよびセシウムを除去する除去装置が設けられていることを特徴とする請求項３に記載のトリチウム消滅装置。
【請求項５】
遊離塩素を含んだ水溶液とセラミックを接触させて得られる触媒反応を利用したセラミック触媒水を生成し、
このセラミック触媒水とトリチウム汚染水とを混合してなるトリチウム汚染混合水を処理槽に受け入れて、プロトン反応によってトリチウムを消滅することを特徴とするトリチウム消滅方法。
【請求項６】
前記処理槽中の前記トリチウム汚染混合水に酸素ガスまたは酸素を含むガスを吹き込むことを特徴とする請求項５に記載のトリチウム消滅方法。
【請求項７】
前記処理槽が複数段に連結されるとともに、これら処理槽に順次前記トリチウム汚染混合水を移送することを特徴とする請求項５または６に記載のトリチウム消滅方法。
【請求項８】
最後段の前記処理槽の後段において、ストロンチウムおよびセシウムを除去することを特徴とする請求項７に記載のトリチウム消滅方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トリチウム消滅装置およびトリチウム消滅方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
放射性物質により汚染された汚染粉粒体の除染を行う粉粒体除染処理方法の一例として特許文献１に記載のものが知られている。
この粉粒体除染処理方法は、放射性物質により汚染された汚染粉粒体の除染を行う粉粒体除染処理方法であって、遊離塩素を含んだ水溶液とセラミックを接触させて得られる触媒反応を利用したセラミック触媒水を生成して、ベンチュリの構造を有する吸引移送手段のノズルから前記セラミック触媒水を高圧噴射させるとともにその下流側に設けた枝管から前記汚染粉粒体を吸引することにより前記セラミック触媒水とミキシングし、前記ミキシングされた前記セラミック触媒水との混合汚染粉粒体を粉粒体と汚染排水に分離処理して、前記分離処理された汚染排水をナトリウム形テニオライト及び水酸化アパタイトと接触させて前記汚染排水中の前記放射性物質を前記ナトリウム形テニオライト及び水酸化アパタイトに吸着させて除染を行うことを特徴としている。
【０００３】
このような粉粒体除染処理方法によれば、セラミック触媒水を高圧噴射させるとともにその下流側に設けた枝管から汚染粉粒体を吸引することによりセラミック触媒水とミキシングするので、汚染粉粒体に混入、付着している種々の油（潤滑油、タービン油、重油等）を分解して放射性物質により汚染された汚染粉粒体を効率よく洗浄することができる。そして、洗浄された粉粒体とその洗浄に伴い汚染された汚染排水とを分離し、分離した汚染排水をナトリウム形テニオライト及び水酸化アパタイトに通過接触させることにより、粉粒体の洗浄により汚染排水中に含まれた放射性物質をナトリウム形テニオライト及び水酸化アパタイトに吸着させるので、粉粒体を洗浄し、その洗浄により汚染された排水の除染を効率よく行なうことができる。その結果、放射性物質を吸着したナトリウム形テニオライト及び水酸化アパタイトを産業廃棄物として処分する場合にも、汚染粉粒体より大幅にその処分量を凝縮し減量することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４９９５９９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、上述した従来の粉粒体除染処理方法では、放射性のセシウムやストロチウムを除去することはできるが、トリチウムを消滅できないという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、トリチウム汚染水からトリチウムを効果的に消滅できるトリチウム消滅装置およびトリチウム消滅方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するために本発明に係るトリチウム消滅装置は、遊離塩素を含んだ水溶液とセラミックを接触させて得られる触媒反応を利用したセラミック触媒水を生成する触媒水生成装置と、
前記触媒水生成装置によって生成されたセラミック触媒水とトリチウム汚染水とを混合してなるトリチウム汚染混合水を受け入れて、プロトン反応によってトリチウムを消滅する処理槽とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係るトリチウム消滅方法は、遊離塩素を含んだ水溶液とセラミックを接触させて得られる触媒反応を利用したセラミック触媒水を生成し、
このセラミック触媒水とトリチウム汚染水とを混合してなるトリチウム汚染混合水を処理槽に受け入れて、プロトン反応によってトリチウムを消滅することを特徴とする。
【０００９】
ここで、後述するように、処理槽中のトリチウム汚染混合水にガス吹込装置によって酸素ガスまたは酸素を含むガスを吹き込む代わりに、処理槽の内部にエアレータを設け、このエアレータによってトリチウム汚染混合水を上下に循環させ溶存酸素率を上げてもよい。
【００１０】
本発明においては、触媒水生成装置によってセラミック触媒水を生成し、このセラミック触媒水とトリチウム汚染水とを混合してなるトリチウム汚染混合水を処理槽に受け入れて、プロトン反応によってトリチウムを分解して消滅するので、トリチウム汚染水からトリチウムを消滅できる。
【００１１】
また、本発明の前記構成において、前記処理槽の中の前記トリチウム汚染混合水にガス吹込装置によって酸素ガスまたは酸素を含むガスを吹き込むようにしてもよい。
【００１２】
このような構成によれば、処理槽中のトリチウム汚染混合水にガス吹込装置によって酸素ガスまたは酸素を含むガスを吹き込むことによって、プロトン反応を促進するので、トリチウム汚染水からトリチウムを効果的に分解して消滅できる。
【００１３】
また、本発明の前記構成において、前記処理槽が複数段に連結されるとともに、これら処理槽に順次前記トリチウム汚染混合水を移送し、さらにセラミック触媒水を追加で添加するようにしてもよい。
【００１４】
このような構成によれば、複数段連結されたそれぞれの処理槽でプロトン反応によってトリチウム汚染混合水からトリチウムが消滅されるので、上段側の処理槽で消滅されきれなかったトリチウムを下段側の処理槽で消滅することができる。したがって、トリチウムの消滅性能をより高めることができる。
【００１５】
また、本発明の前記構成において、最後段の前記処理槽の後段において、ストロンチウムおよびセシウムを除去するようにしてもよい。
【００１６】
このような構成によれば、トリチウム汚染水にストロンチウムおよびセシウムが含まれていた場合でも、当該ストロンチウムおよびセシウムを除去できる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によればトリチウム汚染水からトリチウムを効果的に分解して消滅できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るトリチウム消滅装置の概略構成を模式的に示す図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係るトリチウム消滅装置の概略構成を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態に係るトリチウム消滅装置の概略構成を模式的に示す図である。
トリチウム消滅装置は、触媒水生成装置１と、直列に複数段（本実施の形態では３段）に連結して設けられた複数（３つ）の処理槽２Ａ，２Ｂ，２Ｃと、ガス吹込装置３と、ストロンチウムおよびセシウムを除去する除去装置４と、放流水槽５とを備えている。なお、除去装置４は、後述するように、２つの処理槽２Ｄ，２Ｅを備えている。
【００２０】
触媒水生成装置１は、機能セラミックの粒体に遊離塩素を含んだ水溶液を通過接触させて得られる触媒反応を利用したセラミック触媒水を生成する装置である。触媒水生成装置１には、機能セラミックの粒体を収容し、放流水槽５または水道水からの水に図示しない装置から次亜塩素酸ソーダまたは塩素が注入された遊離塩素を含んだ水溶液が導入されるようになっている。
触媒水生成装置１には、例えば第１の粒体、第２の粒体、第３の粒体からなる成分の異なる複数種の粒体が機能セラミックの粒体としてカゴに混合収容され、これを数段に重ねて着脱交換可能に配置されている。
【００２１】
機能セラミックの粒体は、酸化第２鉄を含むものであり、バインダーとして樹脂やガラスを使用し、少なくとも、酸化第２鉄を含む複数の金属酸化物を組み合わせて焼結してなる複数種の粒体を混合したものである。
各粒体は、各原料を所定の割合でミキシング混合し混練して造粒したものを、例えば８０℃で１２時間かけて乾燥させた後、１１５０℃〜１６００℃で２４時間かけて焼成した。そして、第１の粒体は、２５φの球で、酸化第２鉄、モリブデン、コバルト、チタン、マグネシウム、アルミニウム、カリウム、ジルコニウム、珪素を含む金属酸化物を組み合わせて焼結し、第２の粒体は、１５φの球で、酸化第２鉄、マンガン、コバルト、チタン、マグネシウム、アルミニウム、カリウム、ジルコニウム、珪素を含む金属酸化物を組み合わせて焼結し、第３の粒体は、１５φの球で、酸化アルミニウム、ジルコニア、珪藻土、チタン酸バリウムを含む金属酸化物を組み合わせて焼結した。
【００２２】
これら機能セラミックの粒体は、成分濃度を制御し、原子パーセントを変えることにより、イオンの反応の効率を良くすることができ、第１の粒体では、特に殺菌、脱臭作用に顕著な効果を有し、第２の粒体では、油分解、殺菌作用に顕著な効果を有し、第３の粒体では、油分解作用に顕著な効果を有することが確認された。
また、第１の粒体と第２の粒体とを混合させると、第１の粒体と第２の粒体とは、成分濃度が違うためお互いに反応しあい、イオンの発生の効率がよくなり、さらに、第３の粒体を少量追加することにより、油分解がより進むことも実証されている。しかも、第３の粒体は、凝結作用が強く、分子をフロック状に形成し、油分を親水、親油性にする作用がある。そのため、汚泥の沈降速度が早くなる効果も、排水処理場で多数確認されている。つまり、有機分解する働きがよくなるので、水質の改善に寄与し、油の酸化臭を除去して脱臭効果をさらによくすることにつながっている。このことは、長年の機能セラミックの研究にわたる経験と繰り返し試験によるものであり、この経験値により、脱臭、水質改善等に応用して各粒体の比率基準が決定される。したがって、成分濃度を制御し、さらに第１〜第３の粒体の混合比率を変えることにより、処理目的に応じた効果を高めることができる。
【００２３】
前記機能セラミックによる触媒作用は、遊離塩素を含んだ水溶液と機能セラミックを接触させて得られる触媒反応を利用した技術である。ＮａＣｌＯ（次亜塩素酸ソーダ）は、通常弱アルカリ性の溶液となっているため、セラミック触媒水に接触させることにより、プロトン反応が起き触媒エネルギーの作用によりヒドロキシルラジカル（ＨＯラジカル）が生成され、酸塩基反応が活発になりＨ＋を放出するオキソニウム（Ｈ３Ｏ＋）が生じる。また、酸塩基反応でＨ＋を受け取る物質、水酸化イオンＯＨ−が生じ、水Ｈ２Ｏへと変化する。このとき、中性子は反応時間約９００秒でβ放射線を放出して陽子となり無害化が完成する。
【００２４】
次亜塩素酸ナトリウム（ＮａＣｌＯ）からプロトン反応にて化学変化した次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）は更なる化学変化で、酸反応により生じた次亜塩素酸イオン（ＣｌＯ）とオキソニウム（Ｈ３Ｏ＋）により通常の２０００倍以上の酸化力があり、オキソニウム（Ｈ３Ｏ＋）はまた強力な塩基作用のある発生期の酸素である次亜塩素酸ナトリウム溶液を水に溶かした時は、塩酸（ＨＣｌ）が生じ、強力な酸化機能を発揮することは良く知られているが、それ以外に、塩素は光（紫外線）によって活性化されヒドロキシルラジカルという極めて反応性の高い状態になり酸化力が高まることも知られている。さらに、Ｆｅ２Ｏ３などが含まれ、これらのエネルギー作用によりヒドロキシラジカル（ＨＯ・ラジカル）が生成されている。このヒドロキシラジカル（ＨＯ・ラジカル）は高塩基作用を有している。
【００２５】
処理槽２Ａ，２Ｂ，２Ｃは、それぞれ触媒水生成装置１によって生成された酸塩基力の強いセラミック触媒水とトリチウム汚染水とを混合してなるトリチウム汚染混合水を受け入れて、プロトン反応によってトリチウムを消滅するタンクである。
すなわち、処理槽２Ａ，２Ｂ，２Ｃでは、トリチウム汚染混合水中に含まれているトリチウム（三重水素（３Ｈ））を構成している水素（Ｈ）（陽子）に対して、プロトン反応を起こさせることによって、原子核の中からＨ＋を酸化反応によって放出させて、放出したＨ＋を塩基反応によりＨＯが取り込みＨ２０（水）にし、トリチウム（三重水素（３Ｈ））を無害化するようになっている。
【００２６】
質量数３の水素（トリチウム）は放射性同位体であり、β線（放射線）と反ニュートリノを出すことによって、１個の中性子が陽子に変化する（β崩壊）。その結果、原子番号が１つ増えてヘリウム４Ｈとなるが、この変化の期間（半減期）は約１２．３年かかる。
これに対して、本実施の形態におけるプロトン反応では、セラミック触媒水による酸化触媒還元反応によって、トリチウム（陽子：１個、中性子：２個）から陽子１個を核から引き離し（飛び出させ）、塩基反応で生じた活性酸素（Ｏ３）と結び付き水（Ｈ２Ｏ）となり、無害化する。残った中性子は、約１５分程度で陽子に変化するが、飛び出した陽子は、処理槽２Ａ，２Ｂ，２Ｃ内では、単独で非常に不安定な状態にあり、安定を求めて処理槽内の処理水中のＨＯと結び付き、水（Ｈ２Ｏ）となり排出される。つまり、処理槽内にあるトリチウムから陽子１個を取り出し、最終的には、水（Ｈ２Ｏ）となり無害化される。
【００２７】
処理槽２Ａの前段には、トリチウム汚染水を受け入れる受入れタンク６が設置されており、この受入れタンク６に受け入れられたトリチウム汚染水は、移送装置１０によって処理槽２Ａに移送されるようになっている。
移送装置１０は、受入れタンク６と処理槽２Ａとを接続する配管１１と、この配管１１に、受入れタンク６側から順次設けられた移送ポンプ１２、サイドフィルター１３、流量計１４および電磁弁１５とを備えている。
サイドフィルター１３はトリチウム汚染水中に含まれているゴミ等を除去するものであり、このゴミ等が除去されたトリチウム汚染水は流量計１４によって流量が計量されたうえで、開状態となっている電磁弁１５を通して処理槽２Ａに流入するようになっている。
【００２８】
また、処理槽２Ａの前段には触媒水生成装置１が設置されており、この触媒水生成装置１によって生成されたセラミック触媒水は、移送装置２０によって処理槽２Ａ，２Ｂ，２Ｃに移送されるようになっている。また、セラミック触媒水は、移送装置２０によって除去装置４にも移送されるようになっている。
移送装置２０は、触媒水生成装置１に接続された配管２１と、この配管２１から分岐する５本の分岐管２１ａ〜２１ｅと、配管２１に設けられた移送ポンプ２２および流量計２３と、分岐管２１ａ〜２１ｅに設けられた電磁弁２４ａ〜２４ｅとを備えている。
そして、触媒水生成装置１で生成されたセラミック触媒水は、流量計２３によって流量が計量されたうえで、開状態となっている電磁弁２４ａ〜２４ｃを通して処理槽２Ａ〜２Ｃに流入するとともに、開状態となっている電磁弁２４ｄ，２４ｅを通して前記除去装置４の処理槽２Ｄ，２Ｅに流入するようになっている。
なお、流量計１４，２３および電磁弁１５，２４ａ〜２４ｅは、図示しない制御装置に接続され、この制御装置によって制御されるようになっている。
【００２９】
ここで、受入れタンク６から処理槽２Ａに流入するトリチウム汚染水の体積を１００とすると、触媒水生成装置１から処理槽２Ａに流入するセラミック触媒水の体積は２０〜１００となるように電磁弁１５，２４ａが制御される。例えば処理槽２Ａに流入するトリチウム汚染水の体積を１ｍ３とすると、処理槽２Ａに流入するセラミック触媒水の体積は０．２〜１．０ｍ３となるように電磁弁１５，２４ａが制御される。配管１１を流れるトリチウム汚染水は流量計１４によって計測され、配管２１を流れるセラミック触媒水は流量計２３によって計測されるので、例えば処理槽２Ａに流入するトリチウム汚染水の体積が１ｍ３となるように電磁弁１５の開閉を制御し、処理槽２Ａに流入するセラミック触媒水の体積が０．２〜１．０ｍ３となるよう電磁弁２４ａの開閉が制御される。
【００３０】
同様に、処理槽２Ａに流入するトリチウム汚染水の体積を１００とすると、触媒水生成装置１から処理槽２Ｂに流入するセラミック触媒水の体積は１５〜８０となるように電磁弁１５，２４ｂが制御され、触媒水生成装置１から処理槽２Ｃに流入するセラミック触媒水の体積は１５〜８０となるように電磁弁１５，２４ｃが制御される。
また、処理槽２Ａ〜２Ｅおよび放流水槽５にはそれぞれレベルセンサ２５が設けられており、各レベルセンサ２５によって、処理槽２Ａ〜２Ｃ中のトリチウム汚染混合水（セラミック触媒水とトリチウム汚染水とを混合してなる混合水）の水位、処理槽２Ｄ，２Ｅ中の処理水（トリチウムが消滅された処理水）の水位、放流水槽５中の処理水（トリチウム、ストロンチウムおよびセシウムが除去された処理水）の水位を検出し、当該水位が所定値を超えた場合には、対応する電磁弁１５，２４ａ〜２４ｅが閉となるように制御される。
【００３１】
また、処理槽２Ａ〜２Ｃは直列に連結されているとともに、これら処理槽２Ａ〜２Ｃに順次トリチウム汚染混合水を移送するように構成されている。
すなわち、処理槽２Ａ〜２Ｃのうち上流側の処理槽２Ａ，２Ｂから下流側の処理槽２Ｂ，２Ｃにトリチウム汚染混合水を移送する移送装置３０，３０が設けられている。この移送装置３０は上流側の処理槽２Ａ，２Ｂと下流側の処理槽２Ｂ，２Ｃとを接続する配管３１と、この配管３１に設けられた移送ポンプ３２とを有している。配管３１の一端部は上流側の処理槽２Ａ，２Ｂの底部に接続され、配管３１の他端部は下流側の処理槽２Ｂ，２Ｃの上部に接続されている。
処理槽２Ａ〜２Ｃでは、それぞれ上述したようなプロトン反応によってトリチウムを消滅していくので、処理槽２Ａから処理槽２Ｃに行くにしたがって、トリチウム汚染混合水中のトリチウム濃度は低くなっている。そして、処理槽２Ｃでのプロトン反応によってトリチウム汚染混合水からトリチウムがほぼ完全に分解されて消滅される。
【００３２】
前記ガス吹込装置３は、処理槽２Ａ〜２Ｃ中のトリチウム汚染混合水に空気（酸素を含むガス）を吹き込んで、トリチウム汚染混合水を撹拌処理するものであり、エアーコンプレッサ３５と、このエアーコンプレッサ３５に接続された配管３６と、この配管３６から分岐する３本の分岐管３６ａ〜３６ｃと、分岐管３６ａ〜３６ｃに設けられた電磁弁３７ａ〜３７ｃとを備えている。分岐管３６ａ〜３６ｃは処理槽２Ａ〜２Ｃの底部に接続されている。なお、電磁弁３７ａ〜３７ｃは図示しない前記制御装置に接続されている。
そして、ガス吹込装置３では、エアーコンプレッサ３５から圧縮空気が配管３６および分岐管３６ａ〜３６ｃを通って処理槽２Ａ〜２Ｃの底部から当該処理槽２Ａ〜２Ｃ中のトリチウム汚染混合水に吹き込まれるようになっており、吹き込まれた圧縮空気はバブル状態（気泡）となって、処理槽２Ａ〜２Ｃで起こるプロトン反応を促進するようになっている。なお、処理槽２Ａ〜２Ｃの内部でかつ底側には、分岐管３６ａ〜３６ｃにそれぞれ接続される図示しないエアー分散用の管が設けられている。この管は外周部に空気噴出用の多数の小孔が形成されたものであり、処理槽２Ａ〜２Ｃの平面視において、複数本が均等に配置されている。
【００３３】
また、本実施の形態にかかるトリチウム消滅装置は、排気管３８を備えており、この排気管３８の一端部は水が充填された水タンク３９の底部に接続されている。また、排気管３８から５本の分岐管３８ａ〜３８ｅが分岐しており、分岐管３８ａ〜３８ｅは処理槽２Ａ〜２Ｅの上部に接続されている。したがって、処理槽２Ａ〜２Ｅで発生する空気中の不純物は水タンク３９中の水に吸収されたうえで、不純物を含まない空気が水タンク３９から大気中に排気される。また、水タンク３９の底部には配管４０の一端部が接続され、この配管４０の他端部は処理槽２Ａの上部に接続されている。したがって、水タンク３９中の水が所定量以上の不純物を含んだ状態となった場合、当該不純物を含む水は処理槽２Ａに流入し、処理槽２Ａ〜２Ｅで処理される。なお、水タンク３９に充填される水は、水道水を利用してもよいし、放流水槽５中の水を利用してもよい。
【００３４】
前記除去装置４は、プロトン反応によってトリチウムが分解されて消滅された処理水中に含まれている虞がある放射性のストロンチウムおよびセシウムを除去するためのものであり、２つの処理槽２Ｄ，２Ｅと、吸着剤が充填されたタンク４１Ａ，４１Ｂとを有している。
処理槽２Ｄとタンク４１Ａとは循環配管４２Ａによって接続されており、当該循環配管４２Ａには圧送ポンプ４３Ａと電磁弁４４Ａとが設けられている。同様に、処理槽２Ｅとタンク４１Ｂとは循環配管４２Ｂによって接続されており、当該循環配管４２Ｂには圧送ポンプ４３Ｂと電磁弁４４Ｂとが設けられている。また、循環配管４２Ｂには、逆止弁４５がタンク４１Ｂを挟んで電磁弁４４Ｂと反対側に設けられている。さらに、循環配管４２Ａと循環配管４２Ｂとは接続配管４６によって接続されており、この接続配管４６には電磁弁４７が設けられている。
また、前記処理槽２Ｃでトリチウムが消滅された処理水は、移送装置５０によって処理槽２Ｄに移送されるようになっている。移送装置５０は、配管５１とこの配管５１に設けられた移送ポンプ５２とを有しており、配管５１の一端部は処理槽２Ｃの底部に接続され、他端部は処理槽２Ｄの上部に接続されている。
【００３５】
タンク４１Ａ，４１Ｂに充填されている吸着剤は、例えば多孔質のナトリウム形テニオライトおよび水酸化アパタイトのセラミックの粒体で構成されており、この粒体を混合して収容したカゴがタンク４１Ａ，４１Ｂ内に多段に配置されている。そして、処理槽２Ｃから移送されてきた処理水（トリチウム汚染混合水からトリチウムが消滅された処理水）がナトリウム形テニオライトおよび水酸化アパタイトの粒体に通過接触することにより、当該処理水中に含まれている放射性のストロンチウムおよびセシウムが当該粒体に吸着することによって、当該ストロンチウムおよびセシウムを除去するようになっている。
【００３６】
このような構成の除去装置４では、処理槽２Ｃから移送装置５０によって移送されてきた処理水が処理槽２Ｄに流入し、この流入した処理水が圧送ポンプ４３Ａによって循環配管４２Ａを流れてタンク４１Ａを通ったうえで、処理槽２Ｄに戻る。このように処理水を処理槽２Ｄとタンク４１Ａとに循環配管４２Ａによって所定時間（例えば１時間程度）循環させる。処理水を循環させている間、電磁弁４７は閉状態としておく。
そして、処理水を所定時間循環させた後、電磁弁４７を開くと、当該処理水は処理槽２Ｅに流入し、この流入した処理水が圧送ポンプ４３Ｂによって循環配管４２Ｂを流れてタンク４１Ｂを通ったうえで、処理槽２Ｅに戻る。このように処理水を処理槽２Ｅとタンク４１Ｂとに循環配管４２Ｂによって所定時間（例えば１時間程度）循環させる。なお、処理槽２Ｄから移送されてくる処理水は逆止弁４５によってタンク４１Ｂ側への逆流が防止される。
このように除去装置４によって、処理水を２段階で循環させることによって、タンク４１Ａ，４１Ｂ内の上述した吸着剤によって、処理水中に含まれているストロンチウムおよびセシウムをほぼ完全に吸着して除去することができる。
【００３７】
トリチウム、ストロンチウムおよびセシウムがほぼ完全に消滅、除去された処理水は配管５５を通して前記放流水槽５に流入するようになっている。配管５５には電磁弁５６が設けられており、この電磁弁５６を開くとともに、前記電磁弁４４Ｂを閉じることによって、圧送ポンプ４３Ｂによって処理水が配管５５を通って放流水槽５に流入する。
【００３８】
放流水槽５の底部には配管６０一端部が接続されており、この配管６０の他端部は触媒水生成装置１に接続された３方バルブ６１に接続されている。また、この３方バルブ６１には水道水Ｗ用の配管が接続されている。
また、配管６０には移送ポンプ６２と手動バルブ６３とが設けられている。さらに、配管６０には、移送ポンプ６２と手動バルブ６３との間において分岐管６４が接続されており、この分岐管６４の端部は放流所６５に接続されている。分岐管６４には手動バルブ６６が設けられており、この手動バルブ６６を開くとともに、手動バルブ６３を閉じることによって、放流水槽５中の処理水が移送ポンプ６２によって配管６０、分岐管６４を通って放流所６５放流されるようになっている。
一方、手動バルブ６６を閉じるとともに、手動バルブ６３を開くことによって、放流水槽５中の処理水が移送ポンプ６２によって配管６０を通って、リターン水として３方バルブ６１から触媒水生成装置１に戻るようになっている。
【００３９】
なお、処理槽２Ａ〜２Ｅおよび放流水槽５の容量は全て等しく設定されていてもよいし、下流側の処理槽２Ｂ〜２Ｅほど容量が大きくなるように設定されていてもよい。また、放流水槽５の容量は、少なくとも最下流側の処理槽２Ｅとほぼ等しいか、当該処理槽２Ｅより大きく設定されていてもよい。
【００４０】
次に、このような構成のトリチウム消滅装置を使用したトリチウム消滅方法について説明する。
まず、水道水Ｗからの水を３方バルブ６１を通して触媒水生成装置１に注入するとともに、図示しない塩素注入装置から次亜塩素酸ソーダを触媒水生成装置１に注入することによって、当該触媒水生成装置１に遊離塩素を含んだ水溶液を導入する。これによって、上述したように、遊離塩素を含んだ水溶液とセラミックを接触させて得られる触媒反応を利用したセラミック触媒水を生成する。
そして、このセラミック触媒水を移送装置２０によって処理槽２Ａに移送する。この際、流量計２３によってセラミック触媒水の流量が計量され、電磁弁２４ａが開く。
一方、受入れタンク６にトリチウム汚染水を受け入れて、このトリチウム汚染水を移送装置１０によって処理槽２Ａに移送する。この際、流量計１４によってトリチウム汚染水の流量が計量され、電磁弁１５が開く。なお、トリチウム汚染水中のゴミ等はサイドフィルター１３によって除去される。
【００４１】
このようにして処理槽２Ａに、セラミック触媒水とトリチウム汚染水とを同時に流入させて混合してなるトリチウム汚染混合水を受け入れて、この処理槽２Ａでプロトン反応によって、トリチウム汚染混合水中のトリチウムの一部を分解して消滅するとともに、処理槽２Ａ中のトリチウム汚染混合水にガス吹込装置３によって空気を一定時間連続して吹き込むことによって、トリチウム汚染混合水を撹拌するとともにプロトン反応を促進する。
また、受入れタンク６から処理槽２Ａに流入するトリチウム汚染水の体積を１００とすると、触媒水生成装置１から処理槽２Ａに流入するセラミック触媒水の体積が２０〜１００となるように電磁弁１５，２４ａを制御する。
なお、処理槽２Ａ中のトリチウム汚染混合水の水位をレベルセンサ２５によって検出し、トリチウム汚染混合水の水位が所定値を超えたら、電磁弁１５，２４ａを閉じてセラミック触媒水とトリチウム汚染水の流入を停止する。
【００４２】
処理槽２Ａで所定時間（例えば１時間）トリチウム汚染混合水を処理した後、当該トリチウム汚染混合水を移送装置３０によって処理槽２Ｂに移送するとともに、触媒水生成装置１からセラミック触媒水を移送装置２０によって処理槽２Ｂに移送する。この際、電磁弁２４ｂが開き、処理槽２Ｂに移送するセラミック触媒水の体積が１５〜８０となるように電磁弁２４ｂを制御する。
このようにして処理槽２Ｂに、セラミック触媒水とトリチウム汚染混合水を受け入れて、この処理槽２Ｂでプロトン反応によって、トリチウム汚染混合水中のトリチウムのさらなる一部を分解して消滅するとともに、処理槽２Ｂ中のトリチウム汚染混合水にガス吹込装置３によって空気を一定時間連続して吹き込むことによって、トリチウム汚染混合水を撹拌するとともにプロトン反応を促進する。
なお、処理槽２Ｂ中のトリチウム汚染混合水の水位をレベルセンサ２５によって検出し、トリチウム汚染混合水の水位が所定値を超えたら、電磁弁２４ｂを閉じてセラミック触媒水の流入を停止する。
【００４３】
処理槽２Ｂで所定時間（例えば１時間）トリチウム汚染混合水を処理した後、当該トリチウム汚染混合水を移送装置３０によって処理槽２Ｃに移送するとともに、触媒水生成装置１からセラミック触媒水を移送装置２０によって処理槽２Ｃに移送する。この際、電磁弁２４ｃが開き、処理槽２Ｃに移送するセラミック触媒水の体積が１５〜６０となるように電磁弁２４ｃを制御する。
このようにして処理槽２Ｃに、セラミック触媒水とトリチウム汚染混合水を受け入れて、この処理槽２Ｃでプロトン反応によって、トリチウム汚染混合水中のトリチウムのほぼ全てを分解して消滅するとともに、処理槽２Ｃ中のトリチウム汚染混合水にガス吹込装置３によって空気を一定時間連続して吹き込むことによって、トリチウム汚染混合水を撹拌するとともにプロトン反応を促進する。
なお、処理槽２Ｃ中のトリチウム汚染混合水の水位をレベルセンサ２５によって検出し、トリチウム汚染混合水の水位が所定値を超えたら、電磁弁２４ｃを閉じてセラミック触媒水の流入を停止する。
【００４４】
このように、処理槽２Ａ〜２Ｃによって３段階でトリチウム汚染混合水を処理する（トリチウムを分解して消滅する）ことによって、トリチウム汚染混合水中に含まれるトリチウムの量が段階的に少なくなっていき、最後の処理槽２Ｃでの処理によって、トリチウム汚染混合水中に含まれるトリチウムのほぼ全てが分解されて消滅される。
なお、処理槽２Ａ〜２Ｃ中のトリチウム汚染混合水に、ガス吹込装置３によって空気が吹き込まれて、バブル（水泡）となって上昇し、水面で破裂するが、この空気中の不純物はタンク３９中の水に混合したうえで、不純物を含まない空気がタンク３９から大気中に排気される。
【００４５】
このようにして、トリチウム汚染混合水からはトリチウムがほぼ完全に分解されて消滅された処理水となるが、この処理水中には放射性のストロンチウムおよびセシウムが含まれている可能性がある。
このため、本実施の形態では、最後段の処理槽２Ｃの後段において、除去装置４によってストロンチウムおよびセシウムを以下のようにして除去する。
すなわちまず、処理槽２Ｃでの処理によってトリチウムがほぼ完全に分解されて消滅された処理水を移送装置５０によって処理槽２Ｄに移送するとともに、触媒水生成装置１からセラミック触媒水を移送装置２０によって処理槽２Ｄに移送する。この際、電磁弁２４ｄが開き、処理槽２Ｄに移送するセラミック触媒水の体積を電磁弁２４ｃによって制御する。
【００４６】
次に、処理槽２Ｄに流入した処理水を圧送ポンプ４３Ａによって循環配管４２Ａを流して、タンク４１Ａを通したうえで、処理槽２Ｄに戻す。このように処理水を処理槽２Ｄとタンク４１Ａとに循環配管４２Ａによって所定時間（例えば１時間程度）循環させる。処理水を循環させている間、電磁弁４７は閉状態としておく。
なお、処理槽２Ｄ中の処理水の水位をレベルセンサ２５によって検出し、処理水の水位が所定値を超えたら、電磁弁２４ｄを閉じてセラミック触媒水の流入を停止する。
【００４７】
このように処理水を処理槽２Ｄとタンク４１Ａとに循環配管４２Ａによって所定時間（例えば１時間程度）循環させた後、電磁弁４７を開いて、当該処理水を処理槽２Ｅに流入させ、この流入した処理水を圧送ポンプ４３Ｂによって循環配管４２Ｂを流してタンク４１Ｂを通したうえで、処理槽２Ｅに戻す。このように処理水を処理槽２Ｅとタンク４１Ｂとに循環配管４２Ｂによって所定時間（例えば１時間程度）循環させる。なお、処理槽２Ｅ中の処理水の水位をレベルセンサ２５によって検出し、処理水の水位が所定値を超えたら、電磁弁２４ｅを閉じてセラミック触媒水の流入を停止する。
このように除去装置４によって、処理水を２段階で循環させることによって、タンク４１Ａ，４１Ｂ内の上述した吸着剤によって、処理水中に含まれているストロンチウムおよびセシウムをほぼ完全に吸着して除去する。
【００４８】
トリチウム、ストロンチウムおよびセシウムがほぼ完全に消滅、除去された処理水は配管５５を通して放流水槽５に流入する。この際、電磁弁５６を開くとともに、電磁弁４４Ｂを閉じることによって、圧送ポンプ４３Ｂによって処理水が配管５５を通って放流水槽５に流入する。
放流水槽５に流入した処理水は、手動バルブ６６を開くとともに、手動バルブ６３を閉じることによって、移送ポンプ６２によって配管６０、分岐管６４を通って放流所６５に放流される。
一方、手動バルブ６６を閉じるとともに、手動バルブ６３を開くことによって、放流水槽５中の放流水は移送ポンプ６２によって配管６０を通って、リターン水として３方バルブ６１から触媒水生成装置１に戻る。
【００４９】
このような工程を順次行うことによって、受入れタンク６に受け入れられたトリチウム汚染水から、トリチウム、ストロンチウムおよびセシウムをほぼ完全に消滅、除去する。
【００５０】
以上のように本実施の形態によれば、触媒水生成装置１によってセラミック触媒水を生成し、このセラミック触媒水とトリチウム汚染水とを混合してなるトリチウム汚染混合水を処理槽２Ａ〜２Ｃに受け入れて、プロトン反応によってトリチウムを分解して消滅するとともに、処理槽２Ａ〜２Ｃ中のトリチウム汚染混合水にガス吹込装置３によって空気を吹き込むことによって、プロトン反応を促進するので、トリチウム汚染水からトリチウムを効果的に分解して消滅できる。
【００５１】
また、複数段（３段）連結されたそれぞれの処理槽２Ａ〜２Ｃでプロトン反応によってトリチウム汚染混合水からトリチウムが分解されて消滅されるので、上段側の処理槽２Ａ，２Ｂで消滅されきれなかったトリチウムを下段側の処理槽２Ｂ，２Ｃで分解して消滅することができる。したがって、トリチウムの消滅性能をより高めることができる。
さらに、最後段の処理槽２Ｃの後段において、除去装置４によってストロンチウムおよびセシウムを除去するので、トリチウム汚染水にストロンチウムおよびセシウムが含まれていた場合でも、当該ストロンチウムおよびセシウムを除去できる。
【００５２】
なお、本実施の形態では、処理槽２Ａ〜２Ｃが３段に連結されていたが、連結段数は４段以上であってもよいし、２段であってもよい。さらに、トリチウムを完全に分解して消滅することができるのであれば、処理槽２Ａの一つでもよい。
また、本実施の形態では、処理槽２Ｃの後段に除去装置４を設けたが、トリチウム汚染水にストロンチウムおよびセシウムが含まれていない場合、除去装置４は設けなくてもよい。
【００５３】
（第２の実施の形態）
図２は、第２の実施の形態に係るトリチウム消滅装置の概略構成を模式的に示す図である。
トリチウム消滅装置は、５つの処理槽２００Ａ〜２００Ｅと、５つの触媒水生成装置１００Ａ〜１００Ｅとを備えており、５つの処理槽２００Ａ〜２００Ｅは直列に接続されている。また、５つの触媒水生成装置１００Ａ〜１００Ｅは、それぞれ独立して５つの処理槽２００Ａ〜２００Ｅに配管３０４を介して接続されている。
【００５４】
５つの触媒水生成装置１００Ａ〜１００Ｅの構成は、基本的に同じ構成であるので、触媒水生成装置１００Ａの構成を説明し、他の触媒水生成装置１００Ｂ〜１００Ｅの構成については、触媒水生成装置１００Ａの構成と同一符号を付してその説明を省略する。
触媒水生成装置１００Ａは、第１の実施の形態と同様に、機能セラミックの粒体に遊離塩素を含んだ水溶液を通過接触させて得られる触媒反応を利用したセラミック触媒水を生成する装置である。
また、触媒水生成装置１００Ａは、タンク１０１、セラミック反応槽１０２および反応水槽１０３を有している。
【００５５】
タンク１０１には、次亜塩素酸ソーダが充填されている。
セラミック反応槽１０２は、機能セラミックの粒体に遊離塩素を含んだ水溶液を通過接触させて得られる触媒反応を利用したセラミック触媒水を生成する装置であり、このセラミック反応槽１０２には、タンク１０１から配管３００，３０１を通して次亜塩素酸ソーダが定量供給されるとともに、水道水が配管３０２，３０３，３０１を通して供給されるようになっている。なお、配管３０１には定量ポンプ４００と電気ヒータ４０１とが設けられ、定量ポンプ４００によって次亜塩素酸ソーダが定量圧送され、この次亜塩素酸ソーダと水道水が電気ヒータ４０１によって所定の温度に加熱されたうえで、セラミック反応槽１０２に供給されるようになっている。なお、配管３０２には電磁弁４０２が設けられている。
また、触媒水生成装置１００Ｂ〜１００Ｅには、それぞれタンク１０１から配管３００等を通して次亜塩素酸ソーダが定量供給されるとともに、水道水が配管３０２等を通して定量供給されるようになっている。
【００５６】
セラミック反応槽１０２には、例えば第１の粒体、第２の粒体、第３の粒体からなる成分の異なる複数種の粒体が機能セラミックの粒体としてカゴに混合収容され、これを数段に重ねて着脱交換可能に配置されている。
機能セラミックの粒体は、酸化第２鉄を含むものであり、バインダーとして樹脂やガラスを使用し、少なくとも、酸化第２鉄を含む複数の金属酸化物を組み合わせて焼結してなる複数種の粒体を混合したものである。
各粒体は、各原料を所定の割合でミキシング混合し混練して造粒したものを、例えば８０℃で１２時間かけて乾燥させた後、１１５０℃〜１６００℃で２４時間かけて焼成したものであり、第１の粒体、第２の粒体および第３の粒体を有している。
これら粒体は、第１の実施の形態における触媒水生成装置１に収容されているものと同じであるので、その説明は省略する。
【００５７】
反応水槽１０３は、セラミック反応槽１０２で生成されたセラミック触媒水が配管３０３を通して供給されて貯留されるタンクであり、配管３０３にはセラミック触媒水中の残留塩素濃度を測定するためのセンサ４０３が設けられている。
また、反応水槽１０３と第１の処理槽２００Ａとは配管３０４によって接続されており、この配管３０４には反応水槽１０３に貯留されているセラミック触媒水を第１の処理槽２００Ａに圧送するためのポンプ４０４が設けられている。また、配管３０４にはポンプ４０４の下流側において、電磁弁４０５と流量計４０６が設けられている。
また、反応水槽１０３には、配管３０５が接続され、この配管３０５に電磁弁４０７、水位計４０８、取出バルブ４０９が設けられ、反応水槽１０３中のセラミック触媒水の水位を計測可能とするとともに、当該セラミック触媒水を外部に取り出すことができるようになっている。
【００５８】
３つの処理槽２００Ａ〜２００Ｃは、主として、触媒水生成装置１００Ａ〜１００Ｃによって生成された酸塩基力の強いセラミック触媒水とトリチウム汚染水とを混合してなるトリチウム汚染混合水を受け入れて、上述したプロトン反応によってトリチウムを消滅するタンクである。
また、２つの処理槽２００Ｄ，２００Ｅは、主として、トリチウムが分解されて消滅された処理水中に含まれている虞がある放射性のストロンチウムおよびセシウムを除去するためのタンクであるが、プロトン反応によってトリチウムを消滅することもできる。
【００５９】
処理槽２００Ａ〜２００Ｅおよびこれらに接続されている部材や装置等は基本的に同じ構成であるので、処理槽２００Ａおよびこれに接続されている部材や装置等の構成を説明し、他の処理槽２００Ｂ〜２００Ｅおよびこれらに接続されている部材や装置等については同一符号を付してその説明を省略する。
【００６０】
処理槽２００Ａの前段には、トリチウム汚染水を受け入れる受入れタンク６が設置されており、この受入れタンク６に受け入れられたトリチウム汚染水は、移送装置１０によって処理槽２００Ａに移送されるようになっている。
移送装置１０は、受入れタンク６と処理槽２００Ａとを接続する配管１１と、この配管１１に、受入れタンク６側から順次設けられた移送ポンプ１２、電磁弁１５および流量計１４とを備えている。なお、配管１１にトリチウム汚染水中に含まれているゴミ等を除去するフィルターを設けてもよい。
そして、受入れタンク６に受け入れられたトリチウム汚染水は、電磁弁１５を開状態としたうえで、流量計１４によって流量が計量されたうえで処理槽２００Ａに流入するようになっている。
この処理槽２００Ａでは、トリチウム汚染混合水から、上述したプロトン反応によってトリチウムを消滅するようになっている。
また、処理槽２００Ａの内部には、エアレータ４１０が設けられており、このエアレータ４１０によってトリチウム汚染混合水を上下に循環させ溶存酸素率（８ｍｇ／ｌの酸素）を上げて、プロトン反応を促進するようになっている。また、エアレータ４１０はプロトン反応の長時間維持の役目も担っている。
【００６１】
また、処理槽２００Ａには循環配管３１０を介してセラミック反応槽２１０が接続されている。このセラミック反応槽２１０は上述したセラミック反応槽１０２と同一のものであり、セラミック触媒水を生成可能となっている。
循環配管３１０には、セラミック反応槽２１０の上流側でポンプ４１１と電磁弁４１２が設けられ、セラミック反応槽２１０の下流側で電気ヒータ４１３が設けられている。
また、処理槽２００Ａには、配管３１１が接続され、この配管３１１に電磁弁４１４、水位計４１５、取出バルブ４１６が設けられ、処理槽２００Ａ中の処理水の水位を計測可能とするとともに、当該処理水をサンプル検査用に外部に取り出すことができるようになっている。
【００６２】
また、セラミック反応槽２１０には、上述した機能セラミックの粒体に加えて、放射性のストロンチウムおよびセシウムを除去するための吸着剤が収容されている。この吸着剤は、例えば多孔質のナトリウム形テニオライトおよび水酸化アパタイトのセラミックの粒体で構成されており、この粒体を混合して収容したカゴがセラミック反応槽２１０内に多段に配置されている。
【００６３】
処理槽２００Ａには触媒水生成装置１００Ａからセラミック触媒水が配管３０４を通して供給されるとともに、受入れタンク６から配管１１を通してトリチウム汚染水が供給されることで、当該処理槽２００Ａ内でセラミック触媒水とトリチウム汚染水とを混合してなるトリチウム汚染混合水となり、このトリチウム汚染混合水から上述したプロトン反応によってトリチウムが消滅していく。
さらに、このトリチウム汚染混合水を、処理槽２００Ａとセラミック反応槽２１０との間で循環させるとともに、処理槽２００Ａ内においてエアレータ４１０によってトリチウム汚染混合水を上下に循環させ溶存酸素率を上げ、さらに電気ヒータ４１３でトリチウム汚染混合水を所定の温度に加熱することによって、プロトン反応を促進するようになっている。
【００６４】
そして、処理槽２００Ａで処理された処理水（トリチウム汚染混合水からトリチウムの少なくとも一部が消滅した処理水）は配管３２０によって次の処理槽２００Ｂに移送されるようになっている。この配管３２０一方の端部はポンプ４１１の下流側で循環配管３１０に接続されており、他方の端部は処理槽２００Ｂに接続されている。また、配管３２０は電磁弁４２０が設けられている。
処理水を処理槽２００Ａから処理槽２００Ｂに移送する場合、電磁弁４１２を閉じるとともに電磁弁４２０を開けたうえで、ポンプ４１１を起動することによって、処理水を配管３２０を通して処理槽２００Ｂに圧送するようになっている。
【００６５】
処理槽２００Ｂでは、処理槽２００Ａと同様の処理が施されて、トリチウム汚染混合水からトリチウムがさらに消滅する。この処理槽２００Ｂで処理された処理水は同様にして処理槽２００Ｃによって移送され、この処理槽２００Ｃで同様の処理が施されて、トリチウム汚染混合水からトリチウムがほぼ消滅する。
また、受入れタンク６から処理槽２００Ａに流入するトリチウム汚染水の体積を１００とすると、触媒水生成装置１００Ａから処理槽２００Ａに流入するセラミック触媒水の体積は例えば２０〜１００となるように電磁弁１５，４０５が制御される。同様に、触媒水生成装置１００Ｂ，１００Ｃから処理槽２００Ｂ，２００Ｃに流入するセラミック触媒水の体積も２０〜１００となるように電磁弁４０５が制御される。
【００６６】
処理槽２００Ａ〜２００Ｃでのプロトン反応によってトリチウム汚染混合水を処理することで、当該処理水中からトリチウムはほぼ消滅しているが、処理水中に含まれている虞がある放射性のストロンチウムおよびセシウムを除去するために、処理槽２００Ｃの後段に、処理槽２００Ｄ，２００Ｅが直列に接続されている。この処理槽２００Ｄ，２００Ｅの構成は処理槽２００Ａ〜２００Ｃの構成と同一である。
【００６７】
処理槽２００Ｄには、処理槽２００Ｃから配管３２０を通して移送されてきた処理水が流入し、この流入した処理水がポンプ４１１によって循環配管３１０を流れてセラミック反応槽２１０を通ったうえで、処理槽２００Ｄに戻る。このように処理水を処理槽２００Ｄとセラミック反応槽２１０とに循環配管３１０によって所定時間循環させる。処理水を循環させている間、電磁弁４２０は閉状態としておく。
そして、処理水を所定時間循環させた後、電磁弁４２０を開くと、当該処理水は配管３２０を通って処理槽２００Ｅに流入し、この流入した処理水がポンプ４１１によって循環配管３１０を流れてセラミック反応槽２１０を通ったうえで、処理槽２００Ｅに戻る。このように処理水を処理槽２００Ｅとセラミック反応槽２１０とに循環配管３１０によって所定時間循環させる。
このように、処理水を２段階で処理槽２００Ｄ，Ｅとセラミック反応槽２１０，２１０を循環させることによって、セラミック反応槽２１０，２１０内の上述した吸着剤によって、処理水中に含まれているストロンチウムおよびセシウムをほぼ完全に吸着して除去することができる。
なお、処理槽２００Ｄ，Ｅに接続されているセラミック反応槽２１０，２１０では、ストロンチウムおよびセシウムの除去の外、上述したようなプロトン反応によって処理水中からトリチウムを消滅できる。また、処理槽２００Ａ〜２００Ｃに接続されているセラミック反応槽２１０ではストロンチウムおよびセシウムの除去を行える。
【００６８】
トリチウム、ストロンチウムおよびセシウムがほぼ完全に消滅、除去された処理水は配管３２１を通して放流水槽５００に流入するようになっている。配管３２１には電磁弁４２１が設けられており、この電磁弁４２１を開くとともに、電磁弁４１２を閉じることによって、ポンプ４１１によって処理水が配管３２１を通って放流水槽５００に流入する。
【００６９】
放流水槽５００の底部には配管３２２の一端部が接続されており、この配管３２２の他端部は水道水を流すための配管３０２に接続されている。配管３２２にはポンプ５０１が設けられており、このポンプ５０１によって、処理水を配管３２２を通して配管３０２に圧送して、放流するとともに、リターン水として水道水の代用としても使用できるようになっている。
また、放流水槽５００の底部には、配管３２３が接続され、この配管３２３に電磁弁５０２、水位計５０３、取出バルブ５０４が設けられ、放流水槽５００中の処理水の水位を計測可能とするとともに、トリチウム検査用として当該処理水を外部に取り出すことができるようになっている。
【００７０】
以上のように本実施の形態によれば、触媒水生成装置１００Ａ〜１００Ｅによってセラミック触媒水を生成し、このセラミック触媒水とトリチウム汚染水とを混合してなるトリチウム汚染混合水を処理槽２００Ａ〜２００Ｅに受け入れて、プロトン反応によってトリチウムを分解して消滅するとともに、トリチウム汚染混合水を、処理槽２００Ａ〜２００Ｅとセラミック反応槽２１０との間で循環させるとともに、処理槽２００Ａ〜２００Ｅ内においてエアレータ４１０によってトリチウム汚染混合水を上下に循環させ溶存酸素率を上げ、さらに電気ヒータ４１３でトリチウム汚染混合水を所定の温度に加熱することによって、プロトン反応を促進するので、トリチウム汚染水からトリチウムを効果的に分解して消滅できる。
【００７１】
また、複数段（３段）連結されたそれぞれの処理槽２００Ａ〜２００Ｅでプロトン反応によってトリチウム汚染混合水からトリチウムが分解されて消滅されるので、上段側の処理槽２００Ａ〜２００Ｄで消滅されきれなかったトリチウムを下段側の処理槽２００Ｂ〜２００Ｅで分解して消滅することができる。したがって、トリチウムの消滅性能をより高めることができる。
さらに、処理槽２００Ａ〜２００Ｅにそれぞれ接続されているセラミック反応槽２１０によってストロンチウムおよびセシウムを除去するので、トリチウム汚染水にストロンチウムおよびセシウムが含まれていた場合でも、当該ストロンチウムおよびセシウムを除去できる。
【００７２】
なお、本実施の形態では、処理槽２００Ａ〜２００Ｅが５段に連結されていたが、連結段数は６段以上であってもよいし、４段以下であってもよい。さらに、トリチウムを完全に分解して消滅することができるのであれば、触媒水生成装置１００Ａと、処理槽２００Ａと、それに接続された一つセラミック反応槽２１０だけでもよい。
【００７３】
（実験例）
次に、本発明に係るトリチウム消滅方法を用いた実証実験について説明する。
トリチウム３Ｈと重水素２Ｈは同位体であるが、トリチウムは不安定同位体、重水素は安定同位体である。またトリチウムは、国（日本国）の放射能取扱い許可が必要なため、同じ同位体の重水素の水素イオン（Ｈ＋）を解離でき、水（Ｈ２Ｏ）に変換できれば、トリチウムも原子の転移により水（Ｈ２Ｏ）に変換できる。
安定同位体の重水素（２Ｈ）の水素イオンを解離する場合のエネルギーは２２ｍｅｖ／ｍоｌが必要であるが、トリチウム（３Ｈ）は不安定同位体のため、水素イオンの解離エネルギーは０．９８ｅｖ／ｍоｌであり、重水素から水（Ｈ２Ｏ）に変換するよりトリチウムは約２２００倍効率が上がり、エネルギーの消費量が少なくなる。
【００７４】
したがって、実証実験では、重水素（２Ｈ  狭義には化学式Ｄ  以下「Ｄ」と表記する。）を用いた。
そして、重水素１００ｃｃに対し、高酸化触媒還元水（セラミック触媒水（反応水））を１５０ｃｃを混入、撹拌することにより、重水素（Ｄ）に含まれる水素イオン（Ｈ＋）が消滅（削減）するか否か、あるいは消滅（削減）の場合の消滅（削減）量を確認した。
なお、触媒反応は、所定の温度で反応が促進されるため、各反応槽（セラミック反応槽）および処理槽の配管ラインに電気ヒータを取り付け、常時２０°〜６０°に温度を保持した。
【００７５】
実験方法は以下のとおりである。
第１段階：重水素（Ｄ）１００ｃｃに対し、反応水（セラミック触媒水）５０ｃｃを注入、３０分撹拌することにより重水素（Ｄ）に含まれる水素イオン（Ｈ＋）量の消滅（削減）量を確認した。
第２段階：同作業にて、全体積１５０ｃｃに対して、反応水５０ｃｃを追加した。
第３段階：同作業にて、全体積２００ｃｃに対して、反応水５０ｃｃを追加した。
第１段階〜第３段階までの所要時間合計は、１時間３０分（重水素１００ｃｃに対し、反応水１５０ｃｃを使用した。）である。
【００７６】
重水素（Ｄ）消滅（削減）の計算式根拠
（１）計算の基は、水の分子数の変化を実験の前・後の数値と比較し、水素イオン（Ｈ＋）の消滅（削減）の根拠とする。
なお、計算式は、アボガドロ数の水の分子量の計算式を適用し、体積はモル数（比）に、換算して計算した。
（２）重水素（Ｄ）のＰＰＭ消滅（削減）計算式
（Ａ）測定方法：δＤ  ｅｑｕｉｌｉｂｒａｔｉｏｎ  ｍｅｔｈｏｄ
計算式：δＤ＝（Ｒｓａ／Ｒｓｔ−１）×１０００の式よりＲｓａを算出する。
Ｒｓａ：Ｄ／Ｈミル％×Ｒ（測定値希釈倍率）
Ｒｓｔ：（０．０００１５５７６）係数
Ａｔоｍ％（３７．８％）＝（１÷（Ｒｓａ＋１））×１００にてＰＰＭはＡｔоｍ％を単位換算
（Ｂ）検査機：Ｔｈｅｒｍｏ  Ｆｉｓｈｅｒ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ  Ｍｏｄｅｌ  ＤＡＬＴＡ  Ｐｌｕｓ  ＸL
【００７７】
（実証データ）
使用重水素（Ｄ）試薬詳細
使用量：１００ｃｃ、重量：１１０．５ｇ、濃度：９９．８％Ｄ
（重水素（Ｄ）理論値）
（１）１１０．５（Ｄ重量）÷２０（重水素モル比）＝５．５２５ｇ（１モル単位重量）
（２）５．５２５ｇ×６．０２（アボガドロ数の水の分子質量（係数））＝３３．２６ｇ（１モルに対する水の分子量）
なお、数式上の×１０２３は省略している。
【００７８】
（反応水理論値）
（１）１５０ｇ（反応水重量）×０．０１５（反応水に含まれる重水素の％係数）＝２．２５ｇ（１５０ｇに含まれたＤ２ｇ）
２．２５÷２０＝０．１１２５（１モルの反応水の中のモル質量）
（２）０．１１２５×６．０２＝０．６７７（１モル当りアボガドロ数）
なお、数式上の×１０２３は省略している。
（３）０．２％（１モル中の中性子の係数）×０．６７７×１．６７３（中性子の質量（係数））＝０．０２２６５ｇ
（４）０．８％（１モル中の陽子の係数）×０．６７７×１．６７３（陽子の質量（係数））＝０．０９０６１ｇ
なお、数式上の×１０−２４は省略している。
（消滅（削減）実証値）
（１）０．１１２５÷２０＝０．００５６６３ｇ（１モル中の反応水中の重水素量）
（２）０．２×３３．２６×１．６７３＝１．１１２８８ｇ（中性子の質量）
（３）０．８×３３．２６×１．６７３＝４．４５ｇ（陽子の質量）
（４）１．１１２８８ｇ（中性子の質量）＋４．４５ｇ（陽子の質量）＝５．５６２９ｇ
５．５６２９ｇ×２０（モル）＝１１１．２５８（重水素＋反応水の水素質量）
１１１．２５８＋０．００５６６３＝１１１．２６４ｇ（重水素＋反応水に含まれる重水素量）
（５）１１１．２６４ｇ×０．８７８ＰＰＭ（触媒反応後の重水素残量）＝４２．０５ｇ
（６）１１１．２６４ｇ−４２．０５ｇ＝６９．２１４ｇ（重水素消滅（削減）量）
６９．２１４ｇ÷１１１．２６４ｇ＝０．６２２×１００％＝６２．２％重水素消滅（削減）
以上より、重水素が６２．８％消滅（削減）し、水に変換されたことが判明した。
【符号の説明】
【００７９】
１  触媒水生成装置
２Ａ〜２Ｃ  処理槽
３  ガス吹込装置
４  除去装置
５  処理水槽
６  受入れタンク
２００Ａ〜２００Ｅ  処理槽
１００Ａ〜１００Ｅ  触媒水生成装置
【図１】
0006475686.tif 000002
【図２】
0006475686.tif 000003