(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子力施設の換気空調系から排出される高湿度雰囲気の排気であって、放射性ヨウ素を含有する被処理ガスに含まれる放射性ヨウ素を吸着するヨウ素吸着材において、
母体を構成する担体と、前記担体に添着されるトリエチレンジアミンからなる添着物質とを有し、
前記添着物質は、ヨウ化セシウムを含む、
ことを特徴とする放射性ヨウ素の吸着材。
【請求項２】
前記添着物質は、ヨウ化ナトリウムとヨウ化水素の少なくとも１つを含み、ヨウ化セシウムとヨウ化ナトリウムとヨウ化水素の添着量は、３．０質量％以下に設定されることを特徴とする請求項１に記載の放射性ヨウ素の吸着材。
【請求項３】
前記トリエチレンジアミンの添着量は、３．０質量％を超えて１０．０質量％未満に設定され、前記トリエチレンジアミンの添着量とヨウ化セシウムとヨウ化ナトリウムとヨウ化水素の添着量の合計値は、５．０質量％以下に設定されることを特徴とする請求項２に記載の放射性ヨウ素の吸着材。
【請求項４】
前記添着物質は、ヨウ化カリウムまたはヨウ素を含むことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の放射性ヨウ素の吸着材。
【請求項５】
前記担体が、活性炭、アルミナ、ゼオライト、シリカゲル、活性白土の少なくとも１つから構成されることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の放射性ヨウ素の吸着材。
【請求項６】
原子力施設の換気空調系から排出される高湿度雰囲気の排気であって、放射性ヨウ素を含有する被処理ガスが送給されるダクトまたはチャンバ内に、前記被処理ガスに含まれる放射性ヨウ素を吸着する請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の放射性ヨウ素の吸着材が設けられる、
ことを特徴とする放射性ヨウ素の除去装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子力施設、放射線施設、病院、研究所等の換気空調系に用いられる高湿度雰囲気の排気に含まれる放射性ヨウ素を除去する放射性ヨウ素の吸着材及び放射性ヨウ素の除去装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電所などの原子力プラントにおいては周辺環境を保全する立場から放射性ガス、特に単体ヨウ素（129Ｉ2、131Ｉ2、133Ｉ2、以下、単にＩ2と表示する。）やヨウ化メチル（ＣＨ3129Ｉ、ＣＨ3131Ｉ、ＣＨ3133Ｉ、以下、単にＣＨ3Ｉと表示する。）を主成分とする有機ヨウ素化合物からなる放射性ヨウ素の大気への放出量の抑制を図ることが重要な課題となっている。従来、原子力発電所などの原子力施設から事故時などに放射能が大気へ放出されることを防止するため、原子力施設の換気空調設備は、放射性ヨウ素を吸着するヨウ素吸着材を含むヨウ素フィルタが設けられ、ガス中に含まれる放射性ヨウ素を除去するようにしている。
【０００３】
ヨウ素吸着材として、例えば、活性炭にヨウ化カリウム（ＫＩ）を添着したＫＩ添着活性炭や、ゼオライトに銀（Ａｇ）を添着したＡｇゼオライトや、活性炭にトリエチレンジアミン（ＴＥＤＡ；Triethylene  Diamine）を添着したＴＥＤＡ炭などがある。このようなヨウ素吸着材としては、下記特許文献１に記載されたものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−００２６０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した特許文献１の放射性ヨウ素の吸着材は、母体を構成する担体と、この担体に添着されるトリエチレンジアミンからなる添着物質とを含み、トリエチレンジアミンの添着量を所定量とすると共に、他の添着物質として、ヨウ化カリウム、ヨウ素、銀の少なくとも１つを含むものである。この特許文献１の放射性ヨウ素の吸着材では、添着物質として、トリエチレンジアミン、ヨウ化カリウム、ヨウ素、銀などを用いているが、更に使用初期における放射性ヨウ素吸着材の放射性ヨウ素の除去率の向上、放射性ヨウ素吸着材の交換頻度の低減が望まれている。
【０００６】
本発明は上述した課題を解決するものであり、高湿度雰囲気の排気においても安定して放射性ヨウ素の除去率を所定の取替えの目安値以上に維持しつつ、長期間使用することができる放射性ヨウ素の吸着材及び放射性ヨウ素の除去装置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】
上記の目的を達成するための本発明の放射性ヨウ素の吸着材は、原子力施設の換気空調系から排出される高湿度雰囲気の排気であって、放射性ヨウ素を含有する被処理ガスに含まれる放射性ヨウ素を吸着するヨウ素吸着材において、母体を構成する担体と、前記担体に添着されるトリエチレンジアミンからなる添着物質とを有し、前記添着物質は、ヨウ化セシウム、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化水素の少なくとも１つを含む、ことを特徴とするものである。
【０００８】
従って、添着物質として、トリエチレンジアミンだけでなく、ヨウ化セシウム、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化水素の少なくとも１つを適用することで、有機ヨウ素化合物の透過率を減少させて除去効率を向上することができ、有機ヨウ素化合物の除去性能を向上することができる。その結果、高湿度雰囲気の排気においても安定して放射性ヨウ素の除去率を所定の取替えの目安値以上に維持しつつ、長期間使用することができる。
【０００９】
本発明の放射性ヨウ素の吸着材では、ヨウ化セシウムとヨウ化ナトリウムとヨウ化水素の添着量は、３．０質量％以下に設定されることを特徴としている。
【００１０】
本発明の放射性ヨウ素の吸着材では、前記トリエチレンジアミンの添着量は、３．０質量％を超えて１０．０質量％未満に設定され、前記トリエチレンジアミンの添着量とヨウ化セシウムとヨウ化ナトリウムとヨウ化水素の添着量の合計値は、５．０質量％以下に設定されることを特徴としている。
【００１１】
本発明の放射性ヨウ素の吸着材では、前記添着物質は、ヨウ化カリウムまたはヨウ素を含むことを特徴としている。
【００１２】
本発明の放射性ヨウ素の吸着材では、前記担体が、活性炭、アルミナ、ゼオライト、シリカゲル、活性白土の少なくとも１つから構成されることを特徴としている。
【００１３】
また、本発明の放射性ヨウ素の除去装置は、原子力施設の換気空調系から排出される高湿度雰囲気の排気であって、放射性ヨウ素を含有する被処理ガスが送給されるダクトまたはチャンバ内に、前記被処理ガスに含まれる放射性ヨウ素を吸着する前記放射性ヨウ素の吸着材が設けられる、ことを特徴とするものである。
【００１４】
従って、有機ヨウ素化合物の透過率を減少させて除去効率を向上することができ、有機ヨウ素化合物の除去性能を向上することができる。その結果、高湿度雰囲気の排気においても安定して放射性ヨウ素の除去率を所定の取替えの目安値以上に維持しつつ、長期間使用することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の放射性ヨウ素の吸着材及び放射性ヨウ素の除去装置によれば、添着物質として、トリエチレンジアミンとヨウ化セシウム、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化水素の少なくとも１つを適用するので、高湿度雰囲気の排気においても安定して放射性ヨウ素の除去率を所定の取替えの目安値以上に維持しつつ、長期間使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本実施形態の放射性ヨウ素の除去装置の構成を示す概略図である。
【図２】図２は、複数の添着物質の添着量と複数の有機ヨウ素化合物の透過率の関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る放射性ヨウ素の吸着材及び放射性ヨウ素の除去装置の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。
【００１８】
＜放射性ヨウ素の除去装置＞
本実施形態の放射性ヨウ素の吸着材を適用した放射性ヨウ素の除去装置について、図面を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る放射性ヨウ素の除去装置の構成を示す概略図である。
【００１９】
本実施形態において、図１に示すように、放射性ヨウ素の除去装置１０は、放射性ヨウ素を含有する排気（被処理ガス）１１Ａが送給されるダクト１２のチャンバ（容器）１３内に設けられ、排気１１Ａ中に含まれる放射性ヨウ素を吸着する放射性ヨウ素吸着材１４を含むヨウ素フィルタ１５を有するものである。
【００２０】
なお、放射性ヨウ素とは、129Ｉ、131Ｉ、133Ｉであり、129Ｉは、主に、再処理設備から発生し、131Ｉ、133Ｉは、主に原子炉設備から発生する。129Ｉは、半減期が１０7年と極めて長いが、排出量が少量で且つエネルギーも低い。131Ｉは、半減期が８日と短いが、排出量が多く、エネルギーが高い。従って、原子炉の排気系において、最も危険な核分裂生成物核種は、131Ｉ、133Ｉで、原子力施設における測定評価の対象となるものである。本実施形態においては、放射性ヨウ素である、129Ｉ、131Ｉ、133Ｉを、以下、単にＩと表示する。本実施形態においては、放射性ヨウ素の性状は、元素状の単体ヨウ素（Ｉ2）とヨウ素化合物とを含むものである。Ｉ2は、Ｉ2がエアロゾル粒子に吸着して粒子として挙動する粒子状Ｉ2なども含む。ヨウ素化合物とは、ヨウ化水素酸（ＨＩ）や次亜ヨウ素酸（ＨＯＩ）や有機ヨウ素化合物などをいう。有機ヨウ素化合物の代表的な物質としては、ヨウ化メチル（ＣＨ3Ｉ）が挙げられる。
【００２１】
ヨウ素フィルタ１５は、チャンバ１３内に設けられたケーシング２１の内部に設けられている。ケーシング２１は、内部に３つのヨウ素フィルタ１５が設けられている。ヨウ素フィルタ１５は、放射性ヨウ素吸着材１４と、ガス導入孔２２を有するガス導入部２３と、排気１１Ａ中に含まれる放射性ヨウ素を吸着する放射性ヨウ素吸着材１４を収容する一対のフィルタ本体２５とからなる。フィルタ本体２５は、上下両面に複数の孔２６が設けられ、一対のフィルタ本体２５のガス導入部２３は、他端側に後板２７が設けられている。ガス導入孔２２からフィルタ本体２５同士の間に入った排気１１Ａは、フィルタ本体２５の内部を通過してフィルタ本体２５の外部に抜けていく。ヨウ素フィルタ１５は、ガス導入部２３とケーシング２１とを例えばボルトにより締結して固定する。
【００２２】
排気１１Ａは、原子力施設の換気空調系から排出される空気、蒸気、あるいは、ガスである。排気１１Ａは、ダクト１２内で外気を一部混合させる場合があるため、空気成分に加えて水分を含み、湿分を有する。排気１１Ａは、ダクト１２を介してチャンバ１３内に送給され、ガス導入孔２２を通過してヨウ素フィルタ１５の内部に侵入する。フィルタ本体２５は、内部に放射性ヨウ素吸着材１４が充填されており、ガス導入孔２２からヨウ素フィルタ１５の内部に侵入した排気１１Ａは、フィルタ本体２５の一方の面側の孔２６を通過して放射性ヨウ素吸着材１４と接触し、排気１１Ａ中の放射性ヨウ素が放射性ヨウ素吸着材１４に吸着される。排気１１Ａは、放射性ヨウ素吸着材１４と接触しながら放射性ヨウ素吸着材１４同士の隙間を通って、フィルタ本体２５の他方の面側の孔２６を通過してヨウ素フィルタ１５の後流側に流れる。排気１１Ａ中の放射性ヨウ素が放射性ヨウ素吸着材１４に吸着された後の排気を排気１１Ｂとする。ヨウ素フィルタ１５を通過した排気１１Ｂは、排気１１Ｂ中の放射性ヨウ素の濃度を被曝評価上問題のない放射能濃度以下を満たした状態で系外に排出される。
【００２３】
（放射性ヨウ素吸着材）
放射性ヨウ素吸着材１４は、母体を構成する担体と、この担体に添着される添着物質とを含む。担体に用いられる材料としては、特に限定されるものではなく、表面に複数の細孔を有するものであればよく、例えば、活性炭、アルミナ、ゼオライト、シリカゲル、活性白土などが挙げられる。ゼオライトとしては、天然ゼオライトまたは合成ゼオライトのどちらでもよい。ゼオライトとして、モルデナイト系ゼオライトなどが挙げられる。担体は、それぞれ単独で又は２種以上を組み合わせて使用することができる。
【００２４】
放射性ヨウ素吸着材１４は、添着物質として、少なくともトリエチレンジアミン（ＴＥＤＡ；Triethylene  Diamine）を含む。ＴＥＤＡは、２つの３級アミノ基を有するポリアミン化合物である。３級アミノ基は、４級アンモニウム化してＣＨ3Ｉと結合するため、ＣＨ3Ｉは３級アミノ基に吸着される。即ち、３級アミノ基のアニオン交換基を有するイオン交換体としてＴＥＤＡを用いることで、放射性ヨウ素、特にＣＨ3ＩはＴＥＤＡに吸着されることになる。そのため、放射性ヨウ素吸着材１４は、添着物質として少なくともＴＥＤＡを含むことで、ＴＥＤＡの３級アミノ基とＣＨ3Ｉとを反応させることができるため、ＣＨ3ＩをＴＥＤＡに吸着させることができる。
【００２５】
ＴＥＤＡの添着量としては、３．０質量％を超えて１０．０質量％未満であることが好ましく、より好ましくは、３．０質量％を超えて７．０質量％以下である。ＴＥＤＡの添着量が３．０質量％以下であると、排気１１Ａ中の水分がＴＥＤＡや担体の表面に付着し、担体の表面を覆い、ＴＥＤＡがＣＨ3Ｉを吸着しにくくなるからである。ＴＥＤＡの添着量が１０．０質量％以上であると、担体の細孔をＴＥＤＡが閉塞してしまうからである。そのため、放射性ヨウ素吸着材１４は、担体上に水分及びＣＨ3Ｉを吸着、除去するための有効な表面積を確保することはできず、ＣＨ3Ｉの除去性能を低下させる。
【００２６】
（ＴＥＤＡの添着量とＣＨ3Ｉの吸着量との関係）
排気１１Ａ中の水分が、担体の細孔内や細孔の表面に添着させたＴＥＤＡに付着している場合、排気１１Ａ中に含まれるＩ2やＣＨ3Ｉなどの放射性ヨウ素がＴＥＤＡと反応するために、Ｉ2やＣＨ3Ｉなどの放射性ヨウ素が水分中に溶解していることが必要となる。しかし、Ｉ2やＣＨ3Ｉなどの放射性ヨウ素の水への溶解度は常温では小さいため、ＴＥＤＡや担体の表面に水分が付着していると、水分が抵抗となって、Ｉ2やＣＨ3ＩとＴＥＤＡとの反応を阻害し、Ｉ2やＣＨ3Ｉなどの放射性ヨウ素とＴＥＤＡとの吸着速度は、水分のない場合に比して著しく低下する。
【００２７】
そのため、排気１１Ａのように、水分が存在する雰囲気下で放射性ヨウ素吸着材１４を使用する場合、多量の放射性ヨウ素吸着材１４が必要となり、ヨウ素フィルタ１５が大型化する。また、排気１１Ａ中の水分を確実に除去するためには、ヨウ素フィルタ１５の前段側に予熱器など水分を蒸発させるための加熱器を設置し、相対湿度を下げる必要がある。しかし、ヨウ素フィルタ１５の前段側に予熱器を設ける場合、排気１１Ａを加熱するためのエネルギーが必要となると共に、排気１１Ａ中に含まれる放射性ヨウ素を除去するために要する工程が複雑化する。
【００２８】
このように放射性ヨウ素吸着材１４のＣＨ3Ｉの除去性能の低下は、放射性ヨウ素吸着材１４の表面に形成される水分に起因することから、排気１１Ａ中に水分が存在する雰囲気下において、ＣＨ3Ｉの除去性能の低下を防止するために、放射性ヨウ素吸着材１４の表面に水分が形成されないようにする必要がある。
【００２９】
（他の添着物質とＣＨ3Ｉの吸着量との関係）
添着物質としては、ＴＥＤＡの他に、ヨウ化セシウム（ＣＳＩ）、ヨウ化水素（ＨＩ）、ヨウ化ナトリウム（ＮａＩ）、ヨウ素（Ｉ2）、ヨウ化カリウム（ＫＩ）の少なくとも１つを含むようにすることが望ましい。ＴＥＤＡは３級アミノ基を２つ有するが、３級アミノ基は弱塩基性アニオン交換基であり、ヨウ素Ｉ2、ヨウ化水素（ＨＩ）、ＣＨ3Ｉなどのイオン性物質に対する吸着能は有しているものの、その吸着力が十分ではなく、ＴＥＤＡの３級アミノ基のみでは、ＣＨ3Ｉの吸着能は維持できても、Ｉ2、ＨＩの除去速度が遅くなる。
【００３０】
そこで、本実施形態の放射性ヨウ素吸着材１４は、添着物質として、ＴＥＤＡの他に、更に、ＣＳＩ、ＨＩ、ＮａＩ、Ｉ2、ＫＩの少なくとも１つの成分を含んでいる。この場合、ＣｓＩ，ＨＩ，ＮａＩ及びＫＩは、全てＩ（よう素）を含んでおり、これらと放射性ヨウ素との同位体交換反応等により放射性ヨウ素の除去効率を向上することができる。また、Ｃｓは、原子量が１３２と他のＨ，Ｎａ、Ｋ（原子量は夫々１、２２、３９）の除去効率試験から得た結果であり、原子量が大きい元素とＩの化合物を含むことにより透過率が低下するものである。また、ＫＩ、Ｉ2の何れか一方または両方を含めることで、放射性ヨウ素がＫＩやＩ2の非放射性ヨウ素と同位体交換し、放射性ヨウ素を吸着することができる。そのため、添着物質は、ＴＥＤＡの他に、ＣＳＩ、ＨＩ、ＮａＩ、Ｉ2、ＫＩの少なくとも１つの成分を添加することで、ＴＥＤＡで主に排気１１Ａ中に含まれるＣＨ3Ｉを吸着しつつ、排気１１Ａ中に含まれるＣＨ3Ｉ以外のＩ2などの放射性ヨウ素を吸着することができる。このため、放射性ヨウ素吸着材１４の放射性ヨウ素の吸着能を更に高めることができる。
【００３１】
（ＴＥＤＡの添着量と疎水化との関係）
ＴＥＤＡの添着量を増大させていくと、水分の吸着率が低下する。よって、放射性ヨウ素吸着材１４は、ＴＥＤＡの添着量が増大することによって疎水化されていく。添着物質であるＴＥＤＡが疎水性を有することから、ＴＥＤＡの添着量を多くすることで、Ｉ2やＣＨ3Ｉなどの放射性ヨウ素の除去性能の低下を防止することができる。このとき、担体の表面へのＴＥＤＡの添着量が、３．０質量％以下の場合には、上述の通り、排気１１Ａ中の水分がＴＥＤＡや担体に付着し、ＴＥＤＡの表面にＩ2やＣＨ3Ｉなどの放射性ヨウ素を添着させるのを抑制してしまう。また、担体の表面へのＴＥＤＡの添着量が、１０．０質量％以上の場合には、上述の通り、担体の細孔内へのＴＥＤＡの添着量が多すぎ、ＴＥＤＡが担体の細孔を覆い、放射性ヨウ素吸着材１４が、Ｉ2やＣＨ3Ｉなどの放射性ヨウ素を担体で吸着、除去するための有効な表面積を確保することはできなくなり、Ｉ2やＣＨ3Ｉなどの放射性ヨウ素の除去性能を低下させてしまう。
【００３２】
そこで、本実施形態の放射性ヨウ素吸着材１４は、担体にＴＥＤＡが、３．０質量％を超えて１０．０質量％未満の範囲で添着されている。ＴＥＤＡの担体への添着量をこの範囲内とすることにより、担体とその細孔内の表面はＴＥＤＡで覆われるため、水分が疎水性を有するＴＥＤＡに付着するのを抑制することができる上、担体への水分の吸着量を低下させることができる。この結果、Ｉ2やＣＨ3Ｉなどの放射性ヨウ素は排気１１Ａ中の水分の妨害を受けることなく、Ｉ2やＣＨ3Ｉなどの放射性ヨウ素を放射性ヨウ素吸着材１４に吸着させ、排気１１Ａから除去することができる。
【００３３】
（各添着物質の添着量と有機ヨウ素化合物の透過率との関係）
ＴＥＤＡの添着量が有機ヨウ素化合物の透過率に与える効果について示す。図２は、複数の添着物質の添着量と複数の有機ヨウ素化合物の透過率の関係を示す図である。なお、この試験は、担体にＴＥＤＡを１０．０質量％まで添着して行い、有機ヨウ素化合物の透過率は、排ガス中の有機ヨウ素化合物の含有量を１．０としたときの有機ヨウ素化合物の透過率を示す。また、ここでは、有機ヨウ素化合物としては、主にＣＨ3Ｉである。
【００３４】
図２に示すように、添着物質としてＴＥＤＡとＣＳＩを適用した場合、ＣＳＩの添着量が１．０質量％程度の時の有機ヨウ素化合物の透過率は、１．０Ｅ−０３５程度であり、このときの有機ヨウ素化合物の除去率は、９９．６５％程度となる。そして、ＣＳＩの添着量が３．０質量％程度のときの有機ヨウ素化合物の透過率は、１．０Ｅ−０３９程度であり、このときの有機ヨウ素化合物の除去率は、９９．６１％程度となる。また、添着物質としてＴＥＤＡとＨＩを適用した場合、ＨＩの添着量が１．０質量％程度の時の有機ヨウ素化合物の透過率は、１．０Ｅ−０２８程度であり、このときの有機ヨウ素化合物の除去率は、９９．７２％程度となる。そして、ＨＩの添着量が３．０質量％程度のときの有機ヨウ素化合物の透過率は、１．０Ｅ−０３程度であり、このときの有機ヨウ素化合物の除去率は、９９．７％程度となる。更に、添着物質としてＴＥＤＡとＮａＩを適用した場合、ＮａＩの添着量が１．０質量％程度の時の有機ヨウ素化合物の透過率は、１．０Ｅ−０２７程度であり、このときの有機ヨウ素化合物の除去率は、９９．７３％程度となる。そして、ＮａＩの添着量が３．０質量％程度のときの有機ヨウ素化合物の透過率は、１．０Ｅ−０２９５程度であり、このときの有機ヨウ素化合物の除去率は、９９．７％程度となる。
【００３５】
このようにＴＥＤＡの他の添着物質の添着量が増大するほどに有機ヨウ素化合物の透過率を減少させることができる。但し、ＴＥＤＡの添着量を１０．０質量％まで増大させても有機ヨウ素化合物の透過率は、ＴＥＤＡの添着量が７．０質量％程度の場合と殆ど変わらず、有機ヨウ素化合物の透過率の低下は見られなかった。このため、ＴＥＤＡの添着量が１０．０質量％以上としても有機ヨウ素化合物の透過率の更なる低下は期待できないといえる。また、ＣＳＩ、ＨＩ、ＮａＩ、Ｉ2、ＫＩの添着量を５．０質量％まで増大させても有機ヨウ素化合物の透過率は、ＴＥＤＡの添着量が３．０質量％程度の場合と殆ど変わらず、有機ヨウ素化合物の透過率の低下は見られなかった。このため、ＣＳＩ、ＨＩ、ＮａＩ、Ｉ2、ＫＩの添着量が３．０質量％以上としても有機ヨウ素化合物の透過率の更なる低下は期待できないといえる。
【００３６】
従って、担体へのＴＥＤＡとＣＳＩ、ＨＩ、ＮａＩ、Ｉ2、ＫＩの添着量を上述した範囲内とすることで、有機ヨウ素化合物の透過率を１．０Ｅ−０２３程度にまで減少させることができる。即ち、ＴＥＤＡとＣＳＩ、ＨＩ、ＮａＩ、Ｉ2、ＫＩの添着量がこの範囲内の場合、ＴＥＤＡとＣＳＩ、ＨＩ、ＮａＩ、Ｉ2、ＫＩの添着量が増大するほどに透過する有機ヨウ素化合物の量が少なくなることから、有機ヨウ素化合物の除去効率が大きくなり、有機ヨウ素化合物の除去性能を向上させることができる。
【００３７】
ＴＥＤＡとＣＳＩ、ＨＩ、ＮａＩ、Ｉ2、ＫＩとの組み合わせであるが、ＴＥＤＡとＣＳＩとＫＩとの組み合わせが最もよく、続いて、ＴＥＤＡとＮａＩとＩ2とＫＩの組み合わせであり、続いて、ＴＥＤＡとＨＩとＩ2の組み合わせである。但し、いずれもＩ2とＫＩをなくしてもよい。そして、前述したように、ＴＥＤＡの添着量は、３．０質量％を超えて１０．０質量％未満に設定されることが望ましく、３．０質量％に設定されることが最もよい。また、ＣＳＩ、ＨＩ、ＮａＩの添着量は、３．０質量％以下に設定されることが望ましく、２．０質量％に設定されることが最もよい。そして、ＴＥＤＡとＣＳＩ、ＨＩ、ＮａＩ、Ｉ2、ＫＩの添着量の合計値は、５．０質量％以下に設定されることが望ましい。
【００３８】
放射性ヨウ素の除去率の取替えの目安値は、現在９７％程度であるが、放射性ヨウ素吸着材１４の放射性ヨウ素の除去率は、ＴＥＤＡとＣＳＩ、ＨＩ、ＮａＩ、Ｉ2、ＫＩの添着量がこの範囲内の場合、９９．９％以上であるため、放射性ヨウ素の除去率の基準を十分満たす。また、ＴＥＤＡとＣＳＩ、ＨＩ、ＮａＩ、Ｉ2、ＫＩの添着量がこの範囲内であれば、放射性ヨウ素の除去率が初期の段階から高いため、放射性ヨウ素の除去率が放射性ヨウ素の除去率の取替えの目安値（９７％）まで低下するまでに要する時間を長くできる。
【００３９】
そのため、本実施形態の放射性ヨウ素吸着材１４では、ＴＥＤＡとＣＳＩ、ＨＩ、ＮａＩ、Ｉ2、ＫＩの少なくとも一つをヨウ素吸着材の担体に添着させる添着物質として用い、各添着物質の添着量を上記範囲内とすることにより、排気１１Ａが高湿度雰囲気となるなど湿度変化の激しい雰囲気中でも湿度の影響を受けにくくなり、放射性ヨウ素の除去性能の低下を抑止し、放射性ヨウ素の除去率を所定の取替えの目安値以上に安定して維持することができると共に、使用初期における放射性ヨウ素の除去率が向上することで更に長期間使用することができる。
【００４０】
本実施形態に係る放射性ヨウ素吸着材１４の使用初期における放射性ヨウ素の除去率が向上することで、従来より長期間の使用が可能となるため、新しい放射性ヨウ素吸着材１４と交換する頻度を低減することができる。この結果、原子力設備を継続して運転できる期間の延長を図ることができる。また、放射性ヨウ素吸着材１４の交換頻度が低減されることで、低レベル廃棄物の排出量の抑制を図ることができる。
【００４１】
なお、放射性ヨウ素吸着材１４の形状は、所定の粒径に粉砕した粉体や、その粉体を加圧成形した成形体などにして使用することができる。成形体の形状は、ペレット、ブリケット、顆粒状球体などの粒子状、円柱、アーモンド型、繊維状、マッチ状、ブランケット状あるいはハニカム状としたものなどが挙げられる。このように、放射性ヨウ素吸着材１４は、任意の形状に成形できるため、フィルタ本体２５内の大きさ等に応じて任意の形状として配置して用いることが可能であると共に、放射性ヨウ素吸着材１４の表面積を大きくすることで、放射性ヨウ素吸着材１４の放射性ヨウ素の吸着能を更に高めることができる。
【００４２】
本実施形態では、ヨウ素フィルタ１５は、チャンバ１３内に３つ設けるようにしているが、本発明は、この構成に限定されるものではない。例えば、チャンバ１３内にヨウ素フィルタ１５を２つ以下または４つ以上設けるようにしてもよく、チャンバ１３の内径やヨウ素フィルタ１５の設置面積やガス導入部２３の外径の大きさ等に応じてヨウ素フィルタ１５を設ける数は適宜変更するようにしてもよい。
【００４３】
このように本実施形態に係る放射性ヨウ素吸着材を適用した放射性ヨウ素の除去装置１０によれば、ＴＥＤＡとＣＳＩ、ＨＩ、ＮａＩ、Ｉ2、ＫＩの少なくとも一つを放射性ヨウ素吸着材１４の担体に添着させる添着物質として用い、各添着物質の添着量を所定の範囲内とすることにより、排気が高湿度雰囲気である場合や湿度変化の激しい雰囲気中においても放射性ヨウ素の吸着性能を所定の取替えの目安値以上で安定して維持し、放射性ヨウ素の大気への放出を抑えることができる。また、放射性ヨウ素吸着材１４の使用初期における放射性ヨウ素の除去率が向上して放射性ヨウ素吸着材１４の耐久性が向上し、更に長期間使用することができることで、放射性ヨウ素吸着材１４の交換頻度を低減でき、原子力施設を継続して運転できる期間の延長にも寄与することができる。更に、放射性ヨウ素吸着材１４の交換頻度が低減することで、低レベル廃棄物の排出量の低減を図ることができる。
【００４４】
また、本実施形態に係る放射性ヨウ素の除去装置１０においては、原子力発電所など原子力施設の換気空調系の高湿度雰囲気の放射性ヨウ素を含有する排気を対象として説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、原子力施設から排出される高湿度雰囲気でない放射性ヨウ素を含有する排ガスにおいても同様に適用することができる。また、再処理工場、放射性同位元素取扱施設など原子力施設以外の工場、研究所等で核燃料を使用することで排出される放射性ヨウ素を含有する排ガス、病院施設などで核燃料を使用することで排出される放射性ヨウ素を含有する被処理ガス等においても同様に適用することができる。
【符号の説明】
【００４５】
１０  放射性ヨウ素の除去装置
１１Ａ、１１Ｂ  排気（被処理ガス）
１２  ダクト
１３  チャンバ（容器）
１４  放射性ヨウ素吸着材
１５  ヨウ素フィルタ
２１  ケーシング
２２  ガス導入孔
２３  ガス導入部
２５  フィルタ本体
２６  孔
２７  後板
【図１】
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【図２】
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