(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射性ストロンチウムを含む放射性汚染水をタンクに貯留する方法であって、
上記タンク内に貯留される上記汚染水のｐＨを７以下に制御することにより、上記タンクに生じる錆の初期生成物である水酸化鉄（ＩＩＩ）への上記放射性ストロンチウムの吸着を抑制することを特徴とする放射性汚染水貯留方法。
【請求項２】
上記汚染水のｐＨ制御範囲の下限を６以上とする請求項１に記載の放射性汚染水貯留方法。
【請求項３】
上記放射性汚染水を中間タンクに貯留する工程と、
この中間タンクに貯留される汚染水を上記タンクに移送する工程と
を備えており、
上記中間タンクに貯留される汚染水に対して上記ｐＨ制御を行う請求項１又は請求項２に記載の放射性汚染水貯留方法。
【請求項４】
上記放射性汚染水を上記タンクに直接移送する工程を備えており、
上記直接移送工程での配管内で上記ｐＨ制御を行う請求項１又は請求項２に記載の放射性汚染水貯留方法。
【請求項５】
上記ｐＨ制御として、二酸化炭素含有ガスのバブリングを用いる請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の放射性汚染水貯留方法。
【請求項６】
放射性ストロンチウムを含む放射性汚染水をタンクに貯留する装置であって、
上記汚染水を貯留するタンクと、
上記タンク内に貯留される汚染水のｐＨを７以下に制御することにより、上記タンクに生じる錆の初期生成物である水酸化鉄（ＩＩＩ）への上記放射性ストロンチウムの吸着を抑制する機構と
を備えることを特徴とする放射性汚染水貯留装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射性汚染水貯留方法及び放射性汚染水貯留装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
放射性セシウム、放射性ストロンチウム等の放射性汚染物質を含有する汚染水、例えば事故後の原子力発電所における炉心冷却用循環水、廃水等は、環境破壊を防止するために放射性汚染物質を基準値以下に低減しなければ排出することが許されない。このため、事故後の原子力発電所では、余剰となった原子炉冷却水を回収した汚染水が多数のタンクに貯留されている。
【０００３】
これらの汚染水を貯留するタンクには耐用期間があるため、使用期限近くのタンクは順次解体する必要がある。このようなタンクを解体するためには、タンクを構成する部材に含まれる放射性汚染物質量を十分に低下させる必要がある。
【０００４】
このような汚染水を貯留するタンクとして、複数の板材を溶接により接合した溶接型タンクや、複数の板材の周縁に配設したフランジ間をボルトで締結して形成されたボルト締め型タンクが用いられる。このようなタンクの上記板材としては、例えばＳＳ４００等の一般構造用圧延鋼板が用いられる。また、このような汚染水を貯留するタンクは、腐食防止のため、一般的には内面が樹脂等によりコーティングされている。
【０００５】
しかし、タンク内面のコーティングの剥離や損傷等により、貯留される汚染水とタンクを構成する鋼材とが接触すると錆が生じる。この錆に放射性汚染物質が取り込まれる可能性があり、放射性汚染物質が錆に取り込まれた場合、この錆から放射性汚染物質を除去する必要があるため、タンクの解体時に鋼材の除染作業が必要となる。このような除染作業を省略できるように、錆への放射性汚染物質の取り込みを抑制することが望まれる。ここで、例えばタンク内の汚染物質を除去する装置として、タンクの内壁面に沿って移動しながらタンク内壁面に付着した汚染物質を除去する装置が提案されている（特開平１０−２９９５号公報参照）。しかし、この公報に記載の除染装置を用いても、鋼材の内部まで形成されている錆から放射性汚染物質を除去することはできない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−２９９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上述のような事情に基づいてなされたものであり、放射性汚染水を貯留するタンクに生じる錆への放射性ストロンチウムの取り込みを抑制する放射性汚染水貯留方法及び放射性汚染水貯留装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
水酸化鉄（ＩＩＩ）の各種イオンを吸着する性質を利用して、溶液中で共存する放射性核種等の水酸化鉄（ＩＩＩ）への吸着により、上記放射性核種等を共沈させる水酸化第二鉄凝集法が知られている。本発明者らは、この水酸化第二鉄凝集法における現象を解析し鋭意検討した結果、タンクに貯留される汚染水のｐＨを７以下とすることで、ストロンチウムの錆への取り込みを抑制できることを見出した。すなわち、水酸化第二鉄凝集法において、水酸化鉄（ＩＩＩ）粒子表面には、溶液のｐＨに応じて生成するヒドロキソ鉄（ＩＩＩ）イオン（Ｆｅ（ＯＨ）２＋及びＦｅ（Ｈ）４−）が吸着する。水酸化鉄（ＩＩＩ）粒子表面にこれらのヒドロキソ鉄（ＩＩＩ）イオンが吸着すると、電気二重層が形成され、水酸化鉄（ＩＩＩ）粒子表面が正又は負に帯電してゼータ電位が生じる。この水酸化鉄（ＩＩＩ）粒子のゼータ電位は、溶液のｐＨが７を超えると負の値となるため、溶液中に正電荷を帯びたストロンチウムイオンが存在する場合、ストロンチウムが水酸化鉄（ＩＩＩ）粒子に吸着する。このストロンチウムが吸着した水酸化鉄（ＩＩＩ）は、経時的な脱水による結晶化で錆の一種である針鉄鉱（ｇｏｅｔｈｉｔｅ）に変化するが、この針鉄鉱に変化する際に、ストロンチウムが針鉄鉱の結晶中に取り込まれる。本発明者らは、これらのことより、タンクに貯留される汚染水のｐＨを７以下とすることでストロンチウムの水酸化鉄への吸着を抑制でき、その結果、ストロンチウムの錆への取り込みを抑制できることを見出した。
【０００９】
すなわち、上記課題を解決するためになされた発明は、放射性汚染水をタンクに貯留する方法であって、上記タンク内に貯留される汚染水のｐＨを７以下に制御することを特徴とする放射性汚染水貯留方法である。
【００１０】
当該放射性汚染水貯留方法は、タンクに貯留される放射性汚染水のｐＨを７以下に制御するので、錆の初期生成物である水酸化鉄へのストロンチウムの吸着を抑制できる。その結果、当該放射性汚染水貯留方法により、水酸化鉄から変化する針鉄鉱やマグネタイトなどの錆へのストロンチウムの取り込みが抑制される。その結果、タンクの解体時における鋼材の除染作業を省略又は軽減できる。
【００１１】
上記汚染水のｐＨ制御範囲の下限としては、６が好ましい。このように、汚染水のｐＨ制御範囲を上記下限以上とすることにより、タンク内面等の腐食を抑制できる。
【００１２】
上記タンク内に貯留される汚染水に対して上記ｐＨ制御を行うとよい。タンク内に貯留される汚染水は基本的にタンクが解体されるまで移送されないので、このようにタンク内に貯留される汚染水に対してｐＨ制御を行うことにより、制御後の汚染水のｐＨの変動を小さくでき、汚染水のｐＨを制御し易い。
【００１３】
上記放射性汚染水を中間タンクに貯留する工程と、この中間タンクに貯留される汚染水を上記タンクに移送する工程とを備えているとよく、上記中間タンクに貯留される汚染水に対して上記ｐＨ制御を行うとよい。このように、上記タンクに移送する前の中間タンクに貯留される汚染水に対してｐＨ制御を行うことにより、ｐＨ制御後の汚染水が上記タンクに移送されるので、上記タンク内における水酸化鉄へのストロンチウムの吸着をより確実に抑制できる。
【００１４】
上記放射性汚染水を上記タンクに直接移送する工程を備えているとよく、上記直接移送工程での配管内で上記ｐＨ制御を行うとよい。このように、上記タンクに移送する前の配管内の汚染水に対してｐＨ制御を行うことにより、ｐＨ制御後の汚染水が上記タンクに移送されるので、タンク内における水酸化鉄へのストロンチウムの吸着をより確実に抑制できる。また、上記汚染水を上記タンクに直接移送することにより、上記タンクへの移送前の汚染水を一時貯留する設備が必要なく、汚染水を貯留するための設備を小型化できる。
【００１５】
上記ｐＨ制御として、二酸化炭素含有ガスのバブリングを用いるとよい。このように、二酸化炭素含有ガスのバブリングによりｐＨ制御を行うことで、攪拌機を用いずに汚染水を攪拌できるので、汚染水のｐＨをより短時間で均一に制御し易い。
【００１６】
また上記課題を解決するためになされた別の発明は、放射性汚染水をタンクに貯留する装置であって、上記汚染水を貯留するタンクと、上記タンク内に貯留される汚染水のｐＨを７以下に制御する機構とを備えることを特徴とする放射性汚染水貯留装置である。
【００１７】
当該放射性汚染水貯留装置は、タンクに貯留される放射性汚染水のｐＨを７以下に制御する機構を備えるので、錆の初期生成物である水酸化鉄へのストロンチウムの吸着を抑制できる。その結果、当該放射性汚染水貯留装置は、水酸化鉄から変化する針鉄鉱やマグネタイトなどの錆へのストロンチウムの取り込みを抑制でき、タンクの解体時における鋼材の除染作業を省略又は軽減できる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の放射性汚染水貯留方法及び放射性汚染水貯留装置は、上述のように、放射性汚染水を貯留するタンクに生じる錆への放射性ストロンチウムの取り込みを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第一実施形態に係る放射性汚染水貯留装置の構成を示す模式図である。
【図２】本発明の第二実施形態に係る放射性汚染水貯留装置の構成を示す模式図である。
【図３】本発明の第三実施形態に係る放射性汚染水貯留装置の構成を示す模式図である。
【図４】水酸化鉄（ＩＩＩ）粒子のゼータ電位及び９０Ｓｒの共沈率のｐＨ変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、適宜図面を参照しつつ、本発明に係る放射性汚染水貯留装置及び放射性汚染水貯留方法の実施形態について詳説する。
【００２１】
〔第一実施形態〕
図１に示す当該放射性汚染水貯留装置は、放射性汚染水Ｃをタンク１に貯留する装置である。当該放射性汚染水貯留装置は、上記汚染水Ｃを貯留するタンク１と、タンク１内に貯留される汚染水ＣのｐＨを７以下に制御するｐＨ制御機構２とを主に備える。
【００２２】
＜タンク＞
放射性汚染水Ｃを貯留するタンク１は、特に限定されないが、事故後の原子力発電所において放射性物質を含む汚染水を貯留するために使用され、複数の板材の周縁に配設したフランジ間をボルトで締結して形成されたボルト締め型タンクが想定される。
【００２３】
タンク１の平均内径の下限としては、特に限定されないが、３ｍが好ましく、５ｍがより好ましい。一方、タンク１の平均内径の上限としては、２５ｍが好ましく、２０ｍがより好ましい。タンク１からの汚染水排出時に用いる排出ポンプの排水能力の関係でタンク１の高さが制限されるため、タンク１の平均内径が上記下限に満たないと、タンク容量を所定以上に大きくできず汚染水Ｃを貯留するためのタンク１の数が増加するおそれがある。逆に、タンク１の平均内径が上記上限を超えると、ｐＨ調整時にタンク１内の汚染水ＣのｐＨが均一となるまでの時間が長くなり、ｐＨ調整後のｐＨ確認までの時間が長くなるおそれがある。なお、「平均内径」とは、タンク内部の水平方向の最小寸法とこれに直交する水平方向の寸法との平均値を意味する。
【００２４】
また、タンク１の平均高さの下限としては、３ｍが好ましく、５ｍがより好ましい。一方、タンク１の平均高さの上限としては、２５ｍが好ましく、２０ｍがより好ましい。タンク１の平均高さが上記下限に満たないと、汚染水Ｃの貯留可能な容量に対してタンク１の設置面積が大きくなるため、設置面積に対する貯留効率が低下するおそれがある。また、タンク１内の汚染水Ｃの状態確認等はタンク１の上部のマンホールから行うため、タンク１の平均高さが上記上限を超えると、タンク１内の汚染水Ｃの状態確認がし難くなるおそれがある。
【００２５】
また、このようなタンク１に貯留される汚染水Ｃは、典型的には事故後の原子力発電所における炉心冷却用循環水、廃水等の放射性物質を含む汚染水、特に放射性ストロンチウムを含む放射性汚染水とされる。
【００２６】
タンク１に貯留される汚染水Ｃの汚染物質濃度としては、特に限定されないが、例えば５００Ｂｑ／ｃｃ以上５００，０００Ｂｑ／ｃｃ以下とされる。
【００２７】
なお、タンク１内に貯留される上記汚染水Ｃは、図示していないが汚染水供給配管によりタンク１内に供給される。この汚染水供給配管は、例えばタンク１の上部のマンホールから差し込まれ、汚染水Ｃをタンク１内に供給する。
【００２８】
＜ｐＨ制御機構＞
ｐＨ制御機構２は、図１に示すようにｐＨセンサー３、ｐＨ調整剤供給装置４及びｐＨ調整剤供給管５を有する。
【００２９】
（ｐＨセンサー）
ｐＨセンサー３は、タンク１内の汚染水ＣのｐＨを測定する。このｐＨセンサー３は、例えばタンク１の上部のマンホールから吊り下げられ、タンク１内の汚染水Ｃ中に配設される。
【００３０】
上記ｐＨセンサー３としては、ＩＳＦＥＴ（Ｉｏｎ  Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ  Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等の半導体式のｐＨセンサーやガラス電極式のｐＨセンサーなどを用いることができる。
【００３１】
（ｐＨ調整剤供給装置）
ｐＨ調整剤供給装置４は、排出口よりｐＨ調整剤を排出する。
【００３２】
（ｐＨ調整剤供給管）
ｐＨ調整剤供給管５は、一端がｐＨ調整剤供給装置４の排出口に接続され、他端がタンク１内の汚染水Ｃ中に配設される。このｐＨ調整剤供給管５を介して、ｐＨ調整剤供給装置４から排出されたｐＨ調整剤が汚染水Ｃ中へ投入される。
【００３３】
ｐＨ制御機構２は、まずｐＨセンサー３でタンク１内の汚染水ＣのｐＨを測定し、その測定結果に応じて、タンク１内に貯留される汚染水ＣのｐＨを制御する。具体的には、ｐＨ制御機構２は、タンク１内に貯留されている汚染水ＣのｐＨが７を超える場合、ｐＨ調整剤供給装置４及びｐＨ調整剤供給管５によりタンク１内に貯留されている汚染水Ｃ中へｐＨ調整剤を投入し、汚染水ＣのｐＨを７以下に下げるよう調整する。また、タンク１内に貯留されている汚染水ＣのｐＨが７以下の場合、ｐＨ制御機構２は、ｐＨ調整剤供給装置４及びｐＨ調整剤供給管５によるｐＨ調整剤の投入を行わない。このようにして、ｐＨ制御機構２は、タンク１内に貯留されている汚染水ＣのｐＨを７以下に制御する。なお、ｐＨ調整剤を投入する場合、ｐＨ制御機構２は、汚染水ＣのｐＨを７以下に下げるために、例えばｐＨセンサー３で測定される汚染水ＣのｐＨ及び汚染水Ｃの貯留量より求められる量のｐＨ調整剤をｐＨ調整剤供給装置４及びｐＨ調整剤供給管５により汚染水Ｃ中に投入する。
【００３４】
ｐＨ制御後のタンク１内の汚染水ＣのｐＨの下限としては、６が好ましく、６．５がより好ましい。一方、ｐＨ制御後のタンク１内の汚染水ＣのｐＨの上限としては、７である。タンク１内面等の腐食は酸化還元電位や温度等の影響を大きく受けるが、タンク１内の汚染水ＣのｐＨが上記下限に満たないと、タンク１内面等の腐食が促進されるおそれがある。また、タンク１内の汚染水ＣのｐＨが上記下限に満たないと、ｐＨ調整剤の添加量が増加しｐＨ制御のための処理コストが過大となるおそれがある。なお、汚染水ＣのｐＨが上記下限未満であっても水酸化鉄へのストロンチウムの吸着抑制効果は得られるが、汚染水ＣのｐＨが４以下になると錆の発生が促進される。逆に、タンク１内の汚染水ＣのｐＨが上記上限を超えると、水酸化鉄の粒子表面にストロンチウムが吸着し、錆へのストロンチウムの取り込みを十分に抑制できないおそれがある。
【００３５】
汚染水ＣのｐＨを７以下に調整するｐＨ調整剤として、固体、液体及び気体のいずれの状態のものも用いることができる。これらの中でも、汚染水Ｃへの溶解及び拡散性を考慮すると、液体及び気体のものが好ましい。
【００３６】
液体のｐＨ調整剤としては、例えば炭酸、硫酸、塩酸等が挙げられる。これらの中でも、腐食が生じ難い点においてアニオンに腐食性を有しないもの、すなわち炭酸及び硫酸が好ましい。
【００３７】
気体のｐＨ調整剤としては、入手が容易な点及び常温で取り扱い易い点において二酸化炭素含有ガスが好ましい。また、このような気体のｐＨ調整剤を用いる場合、気体をバブリングさせて汚染水Ｃ中に投入することが好ましい。例えば管を汚染水Ｃ中に差し込み、この管内に適切な流量の気体を流し込むことで、この管の先端からの気体の吐出により汚染水Ｃ中で気体をバブリングさせることができる。このように気体のバブリングを用いることで、攪拌機を用いずに汚染水Ｃを攪拌できる。その結果、投入した気体のｐＨ調整剤が汚染水Ｃに溶解し易くなり、汚染水ＣのｐＨをより短時間で均一になるよう調整することができる。従って、二酸化炭素含有ガスのバブリングを用いて汚染水ＣのｐＨを調整することが好ましい。
【００３８】
上述したように、当該放射性汚染水貯留装置は、ｐＨ制御機構２によりタンク１に貯留されている汚染水ＣのｐＨを７以下に制御するので、ストロンチウムの水酸化鉄への吸着を抑制できる。その結果、当該放射性汚染水貯留装置は、上記タンク１に生じる錆への放射性ストロンチウムの取り込みを抑制できる。
【００３９】
［放射性汚染水貯留方法］
続いて、図１の放射性汚染水貯留装置において行われる本発明の第一実施形態に係る放射性汚染水貯留方法について説明する。
【００４０】
当該放射性汚染水貯留方法は、放射性汚染水Ｃをタンク１に貯留する方法である。当該放射性汚染水貯留方法は、上記タンク１内に貯留される汚染水Ｃに対してｐＨを７以下に制御する。すなわち、当該放射性汚染水貯留方法は、上記タンク１内に貯留される汚染水Ｃに対してｐＨを７以下に制御する工程（ｐＨ制御工程）を備える。
【００４１】
＜ｐＨ制御工程＞
上記ｐＨ制御工程は、タンク１内に貯留される汚染水ＣのｐＨを測定する工程（ｐＨ測定工程）と、タンク１内に貯留される汚染水ＣのｐＨを調整する工程（ｐＨ調整工程）とを有する。
【００４２】
（ｐＨ測定工程）
上記ｐＨ測定工程では、ｐＨセンサー３によりタンク１内に貯留されている汚染水ＣのｐＨを測定する。
【００４３】
（ｐＨ調整工程）
上記ｐＨ調整工程では、上記ｐＨ測定工程で測定されたタンク１内の汚染水ＣのｐＨに基づいて、ｐＨ制御機構２によりタンク１内の汚染水ＣのｐＨを調整する。
【００４４】
上記ｐＨ制御工程によりタンク１内の汚染水ＣのｐＨを制御した後、タンク１は略密封状態とされる。その後、上記汚染水Ｃはタンク１が解体されるまで略密封状態で保管されるので、タンク１内の汚染水ＣのｐＨはほとんど変化せず、７以下のｐＨが維持される。
【００４５】
また、タンク１内に貯留されている汚染水Ｃは、基本的にタンク１が解体されるまで移送されることなくタンク１内で保管される。当該放射性汚染水貯留方法は、このようにタンク１内に貯留されている汚染水Ｃに対してｐＨ制御を行うため、制御後の汚染水のｐＨの変動を小さくでき、汚染水のｐＨを制御し易い。
【００４６】
また、より確実に錆への放射性ストロンチウムの取り込みを抑制するために、ストロンチウムの水酸化鉄への吸着が進行する前、つまり汚染水Ｃのタンク１内への貯留後、比較的早い時間に上記ｐＨ調整工程を実施することが好ましい。一方、ストロンチウムの水酸化鉄への吸着がある程度進行した後でも、汚染水ＣのｐＨを７以下に調整することで、ストロンチウムイオンの溶離や水酸化鉄の溶解を進行させることができる。従って、ストロンチウムが水酸化鉄へ吸着されている場合でも、上記ｐＨ調整工程を実施することにより、上記タンク１に生じる錆への放射性ストロンチウムの取り込みの抑制効果が得られる。
【００４７】
〔第二実施形態〕
図２に示す当該放射性汚染水貯留装置は、放射性汚染水Ｃをタンク１に貯留する装置である。当該放射性汚染水貯留装置は、上記汚染水Ｃを貯留するタンク１と、このタンク１に移送する汚染水Ｃを一時貯留する中間タンク１１と、中間タンク１１に貯留される汚染水ＣのｐＨを７以下に制御するｐＨ制御機構１２と、中間タンク１１に貯留される汚染水Ｃをタンク１へ移送する汚染水供給配管１３及び供給ポンプ１４とを主に備える。
【００４８】
＜中間タンク＞
中間タンク１１は、タンク１に貯留する汚染水Ｃをタンク１へ移送する前に一時貯留するタンクである。当該放射性汚染水貯留装置では、この中間タンク１１内に一時貯留される汚染水ＣのｐＨが制御される。この中間タンク１１としては、例えばタンク１と同様の構造のものを用いることができる。つまり、複数の板材の周縁に配設したフランジ間をボルトで締結して形成されたボルト締め型タンクを用いることができる。
【００４９】
タンク１の容量に対する中間タンク１１の容量の比の下限としては、１／２０が好ましく、１／１０がより好ましい。一方、上記容量の比の上限としては、６／５が好ましく、１がより好ましい。上記容量の比が上記下限に満たないと、タンク１に貯留される汚染水Ｃの量に対して中間タンク１１でｐＨ制御できる量が小さすぎるため、タンク１に貯留する汚染水ＣのｐＨ制御に要する時間が長くなりすぎるおそれがある。逆に、上記容量の比が上記上限を超えると、タンク１の容量に比べて中間タンク１１の容量が必要以上に大きく、中間タンク１１が無用に大型となるおそれがある。
【００５０】
中間タンク１１の平均内径の下限としては、特に限定されないが、３ｍが好ましく、５ｍがより好ましい。一方、中間タンク１１の平均内径の上限としては、２５ｍが好ましく、２０ｍがより好ましい。中間タンク１１からの汚染水移送時に用いる供給ポンプ１４の移送能力の関係で中間タンク１１の高さが制限されるため、中間タンク１１の平均内径が上記下限に満たないと、タンク１１の容量を所定以上に大きくできずタンク１への汚染水Ｃの移送回数が増加するおそれがある。逆に、中間タンク１１の平均内径が上記上限を超えると、ｐＨ調整時に中間タンク１１内の汚染水ＣのｐＨが均一となるまでの時間が長くなり、ｐＨ調整後のｐＨ確認までの時間が長くなるおそれがある。
【００５１】
また、中間タンク１１の平均高さの下限としては、３ｍが好ましく、５ｍがより好ましい。一方、中間タンク１１の平均高さの上限としては、２５ｍが好ましく、２０ｍがより好ましい。中間タンク１１の平均高さが上記下限に満たないと、汚染水Ｃの貯留可能な量に対して中間タンク１１の設置面積が大きくなるため、設置面積当たりのｐＨ制御可能な容量効率が低下するおそれがある。また、中間タンク１１内へのｐＨ調整剤の投入は中間タンク１１の上部のマンホールから行うため、中間タンク１１の平均高さが上記上限を超えると、中間タンク１１内へのｐＨ調整剤の投入がし難くなるおそれがある。
【００５２】
なお、中間タンク１１に貯留される上記汚染水Ｃは、図示していないが汚染水供給配管１３とは別の配管により中間タンク１１内に供給される。この配管は、例えば中間タンク１１上部のマンホールから差し込まれ、汚染水Ｃを中間タンク１１内に供給する。
【００５３】
＜ｐＨ制御機構＞
ｐＨ制御機構１２は、図２に示すようにｐＨセンサー１５、ｐＨ調整剤供給装置１６及びｐＨ調整剤供給管１７を有する。なお、ｐＨセンサー１５、ｐＨ調整剤供給装置１６及びｐＨ調整剤供給管１７として、例えば第一実施形態のｐＨセンサー３、ｐＨ調整剤供給装置４及びｐＨ調整剤供給管５と同様の機能を有するものを用いることができる。ｐＨ制御機構１２を構成するこれらの部材は、第一実施形態のタンク１とは異なる中間タンク１１に設置されるため、ｐＨ制御機構２を構成する部材と同一のものを使用できるとは限らないが、同一の機能を有するのでこれらの部材の説明を省略する。
【００５４】
ｐＨ制御後の中間タンク１１内の汚染水ＣのｐＨの下限としては、６が好ましく、６．５がより好ましい。一方、ｐＨ制御後の中間タンク１１内の汚染水ＣのｐＨの上限としては、７である。タンク１内面等の腐食は酸化還元電位や温度等の影響を大きく受けるが、中間タンク１１内の汚染水ＣのｐＨが上記下限に満たないと、この汚染水Ｃ移送後のタンク１内面等の腐食が促進されるおそれがある。また、中間タンク１１内の汚染水ＣのｐＨが上記下限に満たないと、ｐＨ調整剤の添加量が増加し、ｐＨ制御のための処理コストが過大となるおそれがある。逆に、中間タンク１１内の汚染水ＣのｐＨが上記上限を超えると、汚染水Ｃがタンク１へ移送された後、タンク１内において水酸化鉄の粒子表面にストロンチウムが吸着し、錆へのストロンチウムの取り込みを十分に抑制できないおそれがある。
【００５５】
＜汚染水供給配管及び供給ポンプ＞
汚染水供給配管１３は、一端が中間タンク１１内部に配設され、他端がタンク１内部に配設される。この汚染水供給配管１３の途中に供給ポンプ１４が配設される。この汚染水供給配管１３及び供給ポンプ１４により、中間タンク１１内に貯留されるｐＨ制御後の汚染水Ｃがタンク１内へ移送される。これにより、タンク１に貯留される汚染水ＣのｐＨは７以下に制御される。
【００５６】
供給ポンプ１４の吐出圧力及び吐出水量等の仕様は、タンク１に対する必要な給水圧力及び給水量が得られるよう、汚染水供給配管１３における圧力損失及びタンク１の配設高さまでの水頭等を考慮して選択される。
【００５７】
このように、当該放射性汚染水貯留装置は、ｐＨ制御機構１２によりタンク１へ移送する前の中間タンク１１に貯留されている汚染水ＣのｐＨを７以下に制御するので、汚染水Ｃがタンク１へ移送された直後から水酸化鉄へのストロンチウムの吸着が抑制される状態にできる。その結果、当該放射性汚染水貯留装置は、上記タンク１に生じる錆への放射性ストロンチウムの取り込みをより確実に抑制できる。
【００５８】
［放射性汚染水貯留方法］
続いて、図２の放射性汚染水貯留装置において行われる本発明の第二実施形態に係る放射性汚染水貯留方法について説明する。
【００５９】
当該放射性汚染水貯留方法は、タンク１に移送する汚染水Ｃを一時貯留する中間タンク１１において貯留される汚染水Ｃに対してｐＨ制御を行うことにより、上記タンク１内に貯留される汚染水ＣのｐＨを７以下に制御する。
【００６０】
具体的には、当該放射性汚染水貯留方法は、放射性汚染水Ｃを中間タンク１１に貯留する工程（中間タンク貯留工程）と、中間タンク１１に貯留される汚染水Ｃに対してｐＨを７以下に制御する工程（ｐＨ制御工程）と、中間タンク１１に貯留される汚染水Ｃをタンク１に移送する工程（汚染水移送工程）とを備える。
【００６１】
＜中間タンク貯留工程＞
上記中間タンク貯留工程では、タンク１に移送する前の汚染水Ｃを中間タンク１１に貯留する。この汚染水Ｃは、図示していないが汚染水供給配管１３とは別の配管によりタンク１１内に供給される。
【００６２】
＜ｐＨ制御工程＞
上記ｐＨ制御工程は、中間タンク１１内に貯留される汚染水ＣのｐＨを測定する工程（ｐＨ測定工程）と、中間タンク１１内に貯留される汚染水ＣのｐＨを調整する工程（ｐＨ調整工程）とを有する。
【００６３】
（ｐＨ測定工程）
上記ｐＨ測定工程では、ｐＨセンサー１５により中間タンク１１内に貯留されている汚染水ＣのｐＨを測定する。
【００６４】
（ｐＨ調整工程）
上記ｐＨ調整工程では、上記ｐＨ測定工程で測定された中間タンク１１の汚染水ＣのｐＨに基づいて、ｐＨ制御機構１２により中間タンク１１内の汚染水ＣのｐＨを調整する。
【００６５】
＜汚染水移送工程＞
上記汚染水移送工程では、ｐＨ制御工程でｐＨを７以下に制御した中間タンク１１内の汚染水Ｃをタンク１へ移送する。具体的には、供給ポンプ１４が汚染水供給配管１３を介して中間タンク１１内の汚染水Ｃをタンク１内へ移送する。これにより、タンク１に貯留される汚染水ＣのｐＨは７以下に制御される。また、汚染水移送工程では、供給ポンプ１４が汚染水Ｃをタンク１内へ移送した後、タンク１は略密封状態とされる。その後、汚染水Ｃはタンク１が解体されるまでタンク１で保管される。
【００６６】
なお、上記中間タンク貯留工程、ｐＨ制御工程及び汚染水移送工程は、バッチ処理で行ってもよいし、連続処理で行ってもよい。これらの３つの工程を連続処理で行う場合、例えば汚染水供給配管１３内を移送中の汚染水ＣのｐＨが７以下となるよう、中間タンク１１への汚染水Ｃの供給量、ｐＨ調整剤の投入量及び供給ポンプ１４による汚染水Ｃの移送量が調整される。
【００６７】
また、例えば中間タンク貯留工程をバッチ処理で行い、中間タンク貯留工程後にｐＨ制御工程及び汚染水移送工程を連続処理で行ってもよい。この場合、タンク１へ移送される汚染水ＣのｐＨは後から移送される汚染水Ｃほど低くなるので、例えばタンク１内に貯留された後の汚染水ＣのｐＨが７以下となるよう、ｐＨ調整剤の投入量及び供給ポンプ１４による汚染水Ｃの移送量が調整される。
【００６８】
また、例えば中間タンク貯留工程及びｐＨ制御工程を連続処理で行った後に、汚染水移送工程をバッチ処理で行ってもよい。この場合、例えばタンク１への移送前の中間タンク１１内の汚染水ＣのｐＨが７以下となるよう、中間タンク１１への汚染水Ｃの供給量及びｐＨ調整剤の投入量が調整される。
【００６９】
このように、当該放射性汚染水貯留方法は、タンク１へ移送する前の中間タンク１１に貯留されている汚染水ＣのｐＨを７以下に制御するので、汚染水Ｃがタンク１へ移送された直後から水酸化鉄へのストロンチウムの吸着が抑制される状態にできる。その結果、当該放射性汚染水貯留方法により、タンク１での水酸化鉄へのストロンチウムの吸着をより確実に抑制できる。
【００７０】
〔第三実施形態〕
図３に示す当該放射性汚染水貯留装置は、放射性汚染水Ｃをタンク１に貯留する装置である。当該放射性汚染水貯留装置は、上記汚染水Ｃを貯留するタンク１と、汚染水Ｃをこのタンク１に直接移送する汚染水供給配管２５内で汚染水ＣのｐＨを７以下に制御するｐＨ制御機構２２とを主に備える。
【００７１】
＜ｐＨ制御機構＞
ｐＨ制御機構２２は、図３に示すようにｐＨ調整剤供給装置２３、ｐＨ調整剤供給管２４、汚染水供給配管２５及びｐＨセンサー２６を有する。なお、ｐＨ調整剤供給装置２３として、例えば第一実施形態のｐＨ調整剤供給装置４と同様の機能を有するものを用いることができる。このｐＨ調整剤供給装置２３は、ｐＨ調整剤を汚染水供給配管２５内へ供給する点で第一実施形態とは異なるため、ｐＨ調整剤供給装置４と同一のものを使用できるとは限らないが、同一の機能を有するのでｐＨ調整剤供給装置２３の説明を省略する。
【００７２】
（汚染水供給配管）
汚染水供給配管２５は、事故後の原子力発電所における炉心冷却用循環水、廃水等の汚染水Ｃを直接タンク１へ移送する配管である。
【００７３】
（ｐＨ調整剤供給管）
ｐＨ調整剤供給管２４は、一端がｐＨ調整剤供給装置２３の排出口に接続され、他端が汚染水供給配管２５の途中に接続される。このｐＨ調整剤供給管２４を介して、ｐＨ調整剤供給装置２３から排出されたｐＨ調整剤が、汚染水供給配管２５内を移送中の汚染水Ｃへ投入される。
【００７４】
（ｐＨセンサー）
ｐＨセンサー２６は、汚染水供給配管２５内を移送中又は移送前の汚染水ＣのｐＨを測定する。このｐＨセンサー２６は、例えば汚染水供給配管２５内を移送中の汚染水Ｃと当接するように、汚染水供給配管２５内の下部側に配設される。なお、汚染水供給配管２５内を移送中の汚染水ＣのｐＨがわかればよいので、ｐＨセンサー２６は、事故後の原子力発電所における炉心冷却用循環水、廃水等の汚染水ＣのｐＨを直接測定する箇所に配設されてもよい。
【００７５】
上記ｐＨセンサー２６としては、例えば第一実施形態のｐＨセンサー３と同様のものを用いることができる。
【００７６】
ｐＨ制御機構２２は、まずｐＨセンサー２６で汚染水供給配管２５内を移送中又は移送前の汚染水ＣのｐＨを測定し、その測定結果に応じて、汚染水供給配管２５内を移送中の汚染水ＣのｐＨを制御する。具体的には、ｐＨ制御機構２２は、ｐＨ調整剤供給装置２３及びｐＨ調整剤供給管２４により汚染水供給配管２５内の汚染水Ｃ中へｐＨ調整剤を投入し、汚染水供給配管２５内を移送中の汚染水ＣのｐＨを７以下に下げるよう調整する。また、汚染水供給配管２５内を移送中又は移送前の汚染水ＣのｐＨが７以下の場合、ｐＨ制御機構２２は、ｐＨ調整剤供給装置２３及びｐＨ調整剤供給管２４によるｐＨ調整剤の投入を行わない。このようにして、ｐＨ制御機構２２は、汚染水供給配管２５内を移送中の汚染水ＣのｐＨを７以下に制御する。
【００７７】
ｐＨ制御後の汚染水供給配管２５内を移送中の汚染水ＣのｐＨの下限としては、６が好ましく、６．５がより好ましい。一方、ｐＨ制御後の上記汚染水ＣのｐＨの上限としては、７である。タンク１内面等の腐食は酸化還元電位や温度等の影響を大きく受けるが、ｐＨ制御後の上記移送中の汚染水Ｃが上記下限に満たないと、タンク１内面等の腐食が促進されるおそれがある。また、ｐＨ制御後の上記移送中の汚染水Ｃが上記下限に満たないと、ｐＨ調整剤の添加量が増加しｐＨ制御のための処理コストが過大となるおそれがある。逆に、ｐＨ制御後の上記汚染水Ｃが上記上限を超えると、汚染水Ｃがタンク１へ移送された後、タンク１内において水酸化鉄の粒子表面にストロンチウムが吸着し、錆へのストロンチウムの取り込みを十分に抑制できないおそれがある。
【００７８】
汚染水供給配管２５内を移送中の汚染水ＣのｐＨを７以下に調整するｐＨ調整剤として、第一実施形態の放射性汚染水貯留装置で用いるｐＨ調整剤と同様のものを用いることができる。
【００７９】
また、気体のｐＨ調整剤を用いて、この気体をバブリングさせて汚染水Ｃ中に投入してもよい。例えばｐＨ調整剤供給装置２３から適切な流量で気体のｐＨ調整剤を排出させることで、ｐＨ調整剤供給管２４の他端からのｐＨ調整剤の吐出により汚染水供給配管２５内の汚染水Ｃ中で気体をバブリングさせることができる。このように気体のバブリングを用いることで、汚染水供給配管２５内を移送中の汚染水ＣにｐＨ調整剤が溶解し、ｐＨ調整された汚染水Ｃがタンク１に貯留される。
【００８０】
このように、当該放射性汚染水貯留装置は、ｐＨ制御機構２２によりタンク１に移送される前に汚染水ＣのｐＨを７以下に制御するので、汚染水Ｃがタンク１へ移送された直後から水酸化鉄へのストロンチウムの吸着が抑制される状態にできる。その結果、当該放射性汚染水貯留装置は、上記タンク１に生じる錆への放射性ストロンチウムの取り込みをより確実に抑制できる。
【００８１】
［放射性汚染水貯留方法］
続いて、図３の放射性汚染水貯留装置において行われる本発明の第三実施形態に係る放射性汚染水貯留方法について説明する。
【００８２】
当該放射性汚染水貯留方法は、タンク１に汚染水Ｃを直接移送する汚染水供給配管２５内で汚染水Ｃに対してｐＨ制御を行うことにより、上記タンク１内に貯留される汚染水ＣのｐＨを７以下に制御する。
【００８３】
具体的には、当該放射性汚染水貯留方法は、放射性汚染水Ｃをタンク１に直接移送する工程（直接移送工程）と、上記直接移送工程での汚染水供給配管２５内で移送される汚染水Ｃに対してｐＨ制御を行う工程（ｐＨ制御工程）とを備える。
【００８４】
＜直接移送工程＞
上記直接移送工程では、汚染水供給配管２５が汚染水Ｃをタンク１に直接移送する。このように、当該放射性汚染水貯留方法では、タンク１に貯留させる汚染水Ｃを中間タンク等に一時貯留させない。
【００８５】
＜ｐＨ制御工程＞
上記ｐＨ制御工程は、汚染水供給配管２５内を移送中又は移送前の汚染水ＣのｐＨを測定する工程（ｐＨ測定工程）と、汚染水供給配管２５内を移送中の汚染水ＣのｐＨを調整する工程（ｐＨ調整工程）とを有する。
【００８６】
（ｐＨ測定工程）
上記ｐＨ測定工程では、ｐＨセンサー２６により汚染水供給配管２５内を移送される汚染水ＣのｐＨを測定する。
【００８７】
（ｐＨ調整工程）
上記ｐＨ調整工程では、上記ｐＨ測定工程で測定された汚染水供給配管２５内を移送中又は移送前の汚染水ＣのｐＨに基づいて、ｐＨ制御機構２２により汚染水供給配管２５内を移送中の汚染水ＣのｐＨを調整する。
【００８８】
このように、当該放射性汚染水貯留方法は、汚染水供給配管２５内でｐＨを制御した後の汚染水Ｃをタンク１へ移送するので、汚染水Ｃがタンク１へ移送された直後から水酸化鉄へのストロンチウムの吸着が抑制される状態にできる。その結果、当該放射性汚染水貯留方法により、タンク１での水酸化鉄へのストロンチウムの吸着をより確実に抑制できる。また、当該放射性汚染水貯留方法は、タンク１への移送前の汚染水Ｃを一時貯留する設備が必要ないので、汚染水Ｃを貯留するための設備を小型化できる。
【００８９】
［その他の実施形態］
上記実施形態は、本発明の構成を限定するものではない。従って、上記実施形態は、本明細書の記載及び技術常識に基づいて上記実施形態各部の構成要素の省略、置換又は追加が可能であり、それらは全て本発明の範囲に属するものと解釈されるべきである。
【００９０】
例えば、上記実施形態では、ｐＨ調整前の汚染水のｐＨより求められる量のｐＨ調整剤を汚染水中に投入することとした。しかし、このように予め求めた量のｐＨ調整剤を投入するのではなく、放射性汚染水貯留装置が、ｐＨ調整剤を投入しつつｐＨ調整後の汚染水のｐＨを測定し、汚染水が所定のｐＨまで低下したときにｐＨ調整剤の投入を停止するようにしてもよい。このようにｐＨ調整後の汚染水のｐＨに応じてｐＨ調整剤の投入を制御することで、所望の範囲のｐＨとなるよう汚染水のｐＨを制御し易くなる。なお、第一実施形態及び第二実施形態の放射性汚染水貯留装置では、ｐＨ制御前の汚染水のｐＨ測定用のｐＨセンサーをｐＨ調整後の汚染水のｐＨの測定に用いてもよい。
【００９１】
また、上記実施形態では、ｐＨ調整前の汚染水のｐＨをｐＨセンサーにより測定することとしたが、その他の方法によりｐＨ調整前の汚染水のｐＨを取得してもよい。例えば汚染水に含まれる海水の割合が判明している等により汚染水のｐＨが予測できるような場合、この予測される汚染水のｐＨを用いてもよい。具体的には、この予測される汚染水のｐＨに基づいて汚染水のｐＨを調整するために必要なｐＨ調整剤の量が求められる。なお、この場合には、汚染水のｐＨを測定する必要がないのでｐＨセンサーを省略できる。
【００９２】
また、上記第二実施形態及び第三実施形態では、汚染水を保管するためのタンク（以下、汚染水貯留タンクと呼ぶ）へ移送する前の汚染水のｐＨを制御することとしたが、上記汚染水貯留タンクに貯留されている汚染水を中間タンクに移送して汚染水のｐＨを制御してもよい。例えば汚染水貯留タンクに貯留されている汚染水のｐＨが７を超える場合に、この汚染水を中間タンクに移送し、この中間タンク内へ移送された汚染水のｐＨを７以下に調整するとよい。また例えば、中間タンクに移送する際の配管内又は一旦中間タンクに移送した汚染水を再度汚染水貯留タンクへ移送する際の配管内で、移送中の汚染水のｐＨを７以下に調整してもよい。このようにしてｐＨを調整した汚染水を中間タンクから汚染水貯留タンクへ移送することで、汚染水貯留タンク内に貯留される汚染水のｐＨを７以下に制御することができる。このようにすることで、例えば中間タンクの設置前に汚染水貯留タンク内に貯留されていた汚染水についてもｐＨを７以下に制御することができ、汚染水貯留タンクに生じる錆への放射性ストロンチウムの取り込みを抑制できる。
【実施例】
【００９３】
以下、実施例によって本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００９４】
＜水酸化鉄とストロンチウムイオンとの相互作用の考察＞
タンク内面の腐食部のような塗膜下腐食では、腐食生成物として水酸化鉄が付着すると考えられる。この水酸化鉄とストロンチウムイオンとの相互作用について考察した。
【００９５】
水酸化鉄（ＩＩＩ）の各種イオンを吸着する性質を利用して、溶液中で共存する放射性核種等の水酸化鉄（ＩＩＩ）への吸着により、上記放射性核種等を共沈させる水酸化第二鉄凝集法が知られている。この水酸化第二鉄凝集法において、水酸化鉄（ＩＩＩ）粒子表面には、溶液のｐＨに応じて生成するヒドロキソ鉄（ＩＩＩ）イオン（Ｆｅ（ＯＨ）２＋及びＦｅ（Ｈ）４−）が吸着する。水酸化鉄（ＩＩＩ）粒子表面にこれらのヒドロキソ鉄（ＩＩＩ）イオンが吸着すると、電気二重層が形成され、水酸化鉄（ＩＩＩ）粒子表面が正又は負に帯電してゼータ電位が生じる。水酸化鉄（ＩＩＩ）粒子が負に帯電した場合、溶液中に正電荷を帯びたストロンチウムイオンが共存すると、正負の電荷によって相互に引力が働き、水酸化鉄（ＩＩＩ）粒子にストロンチウムイオンが吸着し、共沈する。
【００９６】
また、『木村捷二郎、筒井天尊、「凝集沈殿法による放射性廃水の処理（Ｉ）」、保健物理、１１、１３〜１９（１９７６）、ｐ．１３−１９』において、図４に示すような水酸化鉄（ＩＩＩ）粒子のゼータ電位及び９０Ｓｒの共沈率とｐＨとの関係があることが報告されている。ｐＨが約７以上の領域では、水酸化鉄（ＩＩＩ）粒子表面のゼータ電位は負の値を示すため、水酸化鉄（ＩＩＩ）粒子はストロンチウムイオンの正電荷と引き合い、９０Ｓｒは水酸化鉄（ＩＩＩ）粒子と共沈する。一方、図４よりｐＨが約７以下では共沈率は０に近い値である。従って、ｐＨが約７以下では、ストロンチウムは水酸化鉄に吸着し難いと考えられる。
【００９７】
一方、塗膜下腐食では、カソード部がアノード部よりｐＨが高く、アノード部で溶出した鉄イオンはカソード部の高ｐＨと接触し、腐食生成物である水酸化鉄（ＩＩＩ）が生成される。このときのｐＨは７以上８．２以下程度になるため、９０Ｓｒが水酸化鉄（ＩＩＩ）に吸着して共沈すると推定される。図４より、ｐＨ７〜８．２では最大２０％程度のストロンチウムが腐食生成物と共沈、すなわち水酸化鉄（ＩＩＩ）に吸着する可能性があると考えられる。これらのことより、本発明者らは、タンクに貯留される汚染水のｐＨを７以下とすることでストロンチウムの水酸化鉄への吸着を抑制でき、その結果、ストロンチウムの錆への取り込みを抑制できることを見出した。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
本発明の放射性汚染水貯留方法及び放射性汚染水貯留装置は、放射性汚染水を貯留するタンクに生じる錆への放射性ストロンチウムの取り込みを抑制できるので、特に事故後の原子力発電所において発生した汚染水を貯留する目的で配設された汚染水タンクのために好適に利用することができる。
【符号の説明】
【００９９】
１  タンク
２、１２、２２  ｐＨ制御機構
３、１５、２６  ｐＨセンサー
４、１６、２３  ｐＨ調整剤供給装置
５、１７、２４  ｐＨ調整剤供給管
１１  中間タンク
１３、２５  汚染水供給配管
１４  供給ポンプ
Ｃ  汚染水
【図１】
0006585405.tif 000002
【図２】
0006585405.tif 000003
【図３】
0006585405.tif 000004
【図４】
0006585405.tif 000005