(57)【要約】【課題】大量のバラスト水に対応でき、簡便に水生生物に対して効果的な死滅効果を得ることができるナノバブル発生装置及び方法を提供する。【解決手段】酸素が溶存する水若しくは水溶液に超微細気泡（以下「ナノバブル」という）を発生させる方法や装置に関し、水酸基及び／又はＯＨラジカルラジカルを発生させるベータ線照射や、高圧水を噴射してナノバブルを発生させて、前記ナノバブルの界面に水酸基及び／又はＯＨラジカル配置させることを特徴とする。【選択図】図１
2008183502.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸素が溶存する水若しくは水溶液に超微細気泡（以下「ナノバブル」という）を発生させる装置であって、
水酸基及び／又はＯＨラジカルを発生させるベータ線照射手段と、
高圧水を噴射可能なナノバブル発生手段と、を備え、
前記ナノバブルの界面に水酸基及び／又はＯＨラジカルが存在することを特徴とするナノバブル発生装置。
【請求項２】
前記水若しくは水溶液には、ハロゲン元素が溶存することを特徴とする請求項１記載のナノバブル発生装置。
【請求項３】
前記水若しくは水溶液には、塩化ナトリウムが溶存することを特徴とする請求項１記載のナノバブル発生装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか記載のナノバブル発生装置を備える、海水中の微生物を駆除する駆除装置。
【請求項５】
酸素が溶存する水若しくは水溶液に、ナノバブルを発生させる方法であって、
水酸基及び／又はＯＨラジカルを発生させるベータ線照射工程と、
ナノバブルを発生させる高圧水の噴射工程と、を含み、
前記ベータ線照射工程後に前記噴射工程を行うことを特徴とするナノバブル発生方法。
【請求項６】
酸素が溶存する水若しくは水溶液に、ナノバブルを発生させる方法であって、
水酸基及び／又はＯＨラジカルを発生させるベータ線照射工程と、
ナノバブルを発生させる高圧水の噴射工程と、を含み、
前記ベータ線照射工程及び前記噴射工程は、場所を異にして、同時に行うことが可能なことを特徴とするナノバブル発生方法。
【請求項７】
前記水若しくは水溶液には、ハロゲン元素が溶存し、
前記ベータ線照射工程及び／又は前記噴射工程において、前記ナノバブルの界面に水酸基及び／又はＯＨラジカルが配置されることを特徴とする請求項６記載のナノバブル発生方法。
【請求項８】
前記水若しくは水溶液には、塩化ナトリウムが溶存し、
前記ベータ線照射工程及び／又は前記噴射工程において、次亜塩素酸ナトリウム及び／又は次亜塩素酸を発生させることを特徴とする請求項６記載のナノバブル発生方法。
【請求項９】
請求項８のナノバブル発生方法により製造するナノバブルを含む水若しくは水溶液を用いることにより、海水中の微生物を駆除する方法。
【請求項１０】
気泡を含む水若しくは水溶液において、
該気泡の粒径分布が、１００から５００ｎｍの範囲に、及び、２０から７０μｍの範囲に、ピークを持ち、
前記気泡の界面に水酸基及び／又はＯＨラジカルが存在することを特徴とする気泡含有水若しくは水溶液。
【請求項１１】
酸素及び塩素が溶存する水若しくは水溶液において、次亜塩素酸を生成させる装置であって、
水酸基及び／又はＯＨラジカルラジカルを発生させるベータ線照射手段と、
高圧水を噴射可能なナノバブル発生手段と、を備えることを特徴とする次亜塩素酸生成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水若しくは水溶液中の気泡界面に水酸基等を配置する装置及び方法に関し、特に、該水若しくは水溶液を処理する装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
水中の気泡としては、一般に泡と呼ばれるマクロなバブルや、バブル（気泡）の直径が１０乃至数十マイクロメートル（μｍ)の範囲にあるマイクロバブル、そして、直径が１マイクロメートル（μｍ)未満のナノバブルがあげられる。これらのバブルの内、マイクロバブル及びナノバブルは、殺菌能力や洗浄能力を有することが知られる。しかしながら、ナノバブルは、マイクロバブルに比べ、これらの能力は、さらに高い。そのため最近では、このナノバブルの特性を利用した装置の研究も進められている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
そのため、マイクロバブルを含む液体を貯留槽に供給し、超音波振動を印加することにより、液体中のマイクロバブルを圧壊し、液体中にナノバブルを大量に生成させ、それにより、殺菌能力や洗浄能力が非常に高いナノバブル水を作る方法等が開示されている（例えば、特許文献２）。
【０００４】
ところで、船舶のバラストタンクに供給するバラスト水については、細菌類等の微小生物から大型のプランクトンのような比較的大きめの水生生物、さらにはプラクトンの卵や胞子などのように硬い殻に覆われているような水生生物といった種々の水生生物の全てに対して効果的な死滅効果を発揮でき、薬剤のような残留による問題やバラストタンクの腐食等の問題のないものが求められている。そのため、海水をろ過膜によってろ過するろ過処理工程と、前記ろ過膜を洗浄する工程と、ろ過膜を洗浄した洗浄水中に衝撃水圧を発生させて洗浄水中の水生生物を死滅させる工程と、を備えるバラスト水の処理方法等が開示されている（例えば、特許文献３）。
【特許文献１】特開２００４−１２１９６２号公報
【特許文献２】特開２００６−２８９１８３号公報
【特許文献３】特願２００５−３４２６２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１及び２に記載の技術では、大量のバラスト水に対応するだけのナノバブル水を生成することが困難であり、また、特許文献３に記載の技術では、ろ過処理工程や、衝撃水圧を発生させる工程が必要であり、簡便に、水生生物に対して効果的な死滅効果を得ることが難しい。更に、従来から用いられる次亜塩素酸塩との相乗効果が得られるものではなく、大きな効果は期待し難い。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そこで、本発明では、酸素が溶存する水若しくは水溶液に超微細気泡（以下「ナノバブル」という）を発生させる方法や装置に関し、水酸基及び／又はＯＨラジカルラジカルを発生させるベータ線照射や、高圧水を噴射してナノバブルを発生させて、前記ナノバブルの界面に水酸基及び／又はＯＨラジカルを配置させることを特徴とする。
【０００７】
具体的には、以下のようなものを提供することができる。
【０００８】
（１）酸素が溶存する水若しくは水溶液にナノバブルを発生させる装置であって、水酸基及び／又はＯＨラジカルラジカルを発生させるベータ線照射手段と、高圧水を噴射可能なナノバブル発生手段と、を備え、前記ナノバブルの界面に水酸基及び／又はＯＨラジカルが存在することを特徴とするナノバブル発生装置を提供することができる。
【０００９】
（２）前記水若しくは水溶液には、ハロゲン元素が溶存することを特徴とする上記（１）記載のナノバブル発生装置を提供できる。
【００１０】
（３）前記水若しくは水溶液には、塩化ナトリウムが溶存することを特徴とする上記（１）記載のナノバブル発生装置を提供できる。
【００１１】
（４）上記（１）から（３）のいずれか記載のナノバブル発生装置を備える、海水中の微生物を駆除する駆除装置を提供できる。
【００１２】
（５）酸素が溶存する水若しくは水溶液に、ナノバブルを発生させる方法であって、水酸基及び／又はＯＨラジカルを発生させるベータ線照射工程と、ナノバブルを発生させる高圧水の噴射工程と、を含み、前記ベータ線照射工程後に前記噴射工程を行うことを特徴とするナノバブル発生方法を提供できる。
【００１３】
（６）酸素が溶存する水若しくは水溶液に、ナノバブルを発生させる方法であって、水酸基及び／又はＯＨラジカルを発生させるベータ線照射工程と、ナノバブルを発生させる高圧水の噴射工程と、を含み、前記ベータ線照射工程及び前記噴射工程は、場所を異にして、同時に行うことが可能なことを特徴とするナノバブル発生方法を提供できる。
【００１４】
（７）前記水若しくは水溶液には、ハロゲン元素が溶存し、前記ベータ線照射工程及び／又は前記噴射工程において、前記ナノバブルの界面に水酸基及び／又はＯＨラジカルが配置されることを特徴とする上記（６）記載のナノバブル発生方法を提供できる。
【００１５】
（８）前記水若しくは水溶液には、塩化ナトリウムが溶存し、前記ベータ線照射工程及び／又は前記噴射工程において、次亜塩素酸ナトリウム及び／又は次亜塩素酸を発生させることを特徴とする上記（６）記載のナノバブル発生方法を提供できる。
【００１６】
（９）上記（８）のナノバブル発生方法により製造するナノバブルを含む水若しくは水溶液を用いることにより、海水中の微生物を駆除する方法を提供できる。
【００１７】
（１０）気泡を含む水若しくは水溶液において、該気泡の粒径分布が、１００から５００ｎｍの範囲に、及び、２０から７０μｍの範囲に、ピークを持ち、前記気泡の界面に水酸基及び／又はＯＨラジカルが存在することを特徴とする気泡含有水若しくは水溶液を提供できる。
【００１８】
（１１）酸素及び塩素が溶存する水若しくは水溶液において、次亜塩素酸を生成させる装置であって、水酸基及び／又はＯＨラジカルラジカルを発生させるベータ線照射手段と、高圧水を噴射可能なナノバブル発生手段と、を備えることを特徴とする次亜塩素酸生成装置を提供できる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明におけるナノバブル発生装置、ナノバブル発生方法、微生物駆除装置、微生物駆除方法、次亜塩素酸生成装置によれば、ナノバブルの界面に水酸基及び／又はラジカルを配置することができるので、殺菌効果のあるナノバブルが長時間維持できる。更に、それに伴い、次亜塩素酸を、長期に水中に維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１は、本発明における実施の形態であるナノバブル発生装置１０を模式的に示す図である。ナノバブル発生装置１０は、主に、均質化手段としての第１の貯水槽１２、ナノバブル発生部１４、ナノバブル水を貯留する第２の貯水槽２２、β線照射手段を含む処理室２６、及び高圧ポンプ２４から構成される。溶存用の気体を供給するタンク３０、その気体を加圧するポンプ２８及びポンプ３６で加圧された気体を水溶液中に溶解させるための第３の貯水槽３４を備える。
【００２１】
上記の第１、２、３の貯水槽１２、２２、３４等には、温度調節装置を周囲に配置することができる。溶存する気体の溶解度は、温度上昇と共に減少するため、適切に温度調整することが好ましいからである。まず、水若しくは塩化ナトリウム等を溶解する水溶液を第３の貯水槽３４に溜め、タンク３０から配管Ｌ０９を介して気体をポンプ３６に送り、そこで加圧して、０．１〜１ＭＰａの溶存用の気体（例えば、酸素、塩素等）を配管Ｌ１０を通して第３の貯水槽３４内に導入し、この気体を水若しくは水溶液に溶解させる。このようにして酸素、塩素等を溶存する水若しくは水溶液は、配管Ｌ０１を通って、第１の貯水槽１２に貯留され、均質化が図られる。この均質化された水若しくは水溶液は、すぐ下のナノバブル発生部１４へ送られ、同じく第１の貯留層１２から配管Ｌ０２を通って高圧ポンプ２４に導かれる水若しくは水溶液は、更に、配管Ｌ０４を通って処理室２６に導かれる。この処理室２６では、後述するセラミックスにより、β線が照射されて、ナノバブルの安定性に寄与することができる。このβ線照射された水若しくは水溶液は、配管Ｌ０５を通って高圧のまま、複数のノズルを含むナノバブル発生手段１６から噴射される。後述するように、このナノバブル発生手段１６の構成要素であるノズルは、管１８内で第２の貯水槽２２に向かって傾斜しており、噴射によりナノバブルが発生したナノバブル水は、矢印Ｌ０６に示すようにその下の第２の貯水槽２２に貯留される。
【００２２】
ここで、高圧ポンプ２４は、そのオーバーフローが配管Ｌ０３を経由して、第１の貯水槽１２に返還される。処理室２６のβ線照射は、その線量が、２０００から４０００ｃｐｍの電子線を放出してβ崩壊する元素により行われる。このときのβ線のエネルギーレベルは、０．１から１０ＭｅＶより好ましくは０．２から２ＭｅＶである。またこのようなβ崩壊する元素の例としては、トリウム［２３４Ｔｈ→β−→２３４Ｐａ（半減期：２４．１日）］が含まれる。また、イリジウム［１９２Ｉｒ→β−→１９２Ｐｔ（半減期：７３．８３日）］や、ヨウ素［１２６Ｉ→β−→１２６Ｘｅ（半減期：１３日）］も例としてあげることができる。処理室２６の詳細な構造は、後述する。
【００２３】
一方、ナノバブルは、溶存する酸素等を活用して生成すると考えられるので、気体の溶存は重要なファクタである。そのため、溶存用気体タンク３０から配管Ｌ０７を通ってポンプ２８に送られ加圧された気体（例えば、酸素や塩素）が、配管Ｌ０８を通って、ナノバブル発生部１４に送られ、更に、気体放出ノズル２０から、所定の気体が高圧水が噴射される管内１８へ導かれる。
【００２４】
図２は、図１のナノバブル発生部１４をより詳細に説明する縦断面図及びＡＡ断面図である。ナノバブル発生部１４は、矢印で示す主な水溶液の流れに従って、図中右から左へとメインパイプ５６内を流れる。そのメインパイプ５６の周りをほぼ同心円状に囲む外管であるジャケットパイプ５８と、該ジャケットパイプ５８の内側とメインパイプ５６の外側の間の空間である室５４内に高圧流体を送り込むパイプ５２と、送り込まれた高圧流体をメインパイプ５６の内側に導入される原流体中に噴射する複数の噴射ノズル６０と、そして、溶存用の気体をノズル７２から吹き込んで導入する導入管７０から構成される。該複数の噴射ノズル６０は、メインパイプ５６の中心軸線に向ってほぼ対向するように備えられているが、図２の図中やや左向き（図１の模式図において下向き）に傾いて固定されている。水溶液の源流は、大気圧下で貯留されており、メインパイプ５６の内側でもほぼ同じ条件である。この原流体中に、噴射孔の径が約０．２から約２ｍｍから適宜選択される大きさを持ち、長さが、約２０から約５０ｍｍの噴射ノズル６０から、高圧流体が噴射され、ナノバブルが発生する。
【００２５】
ここで、噴射ノズル６０は、図２のＡＡ断面に示すように、それぞれ１２０度ずつ回転して、中心線に向かって配置されているが、噴射ノズル６０から噴射される高圧流体の噴射線は、反対方向に真っ向から対向するものではなく、少し傾いている。そのため、それぞれ図２において、左側を向いて（図１において下向きに）傾斜している。従って、原流体の流れ方向に共通する方向成分を有しており、メインパイプ５６内にその入り口から導入された原流体が、左へと（図１において下向きに）流れ、左側出口から流出するようになる。このため、ナノバブル密度の高い原流体が、メインパイプ５６内を順次流れていき、滞留することなく第２の貯水槽２２に貯留される。
【００２６】
図３は、本発明における実施の形態であるナノバブル発生装置１０ａを模式的に示すブロック図である。ナノバブル発生装置１０ａは、水若しくは水溶液への気体の溶存を促す気体溶存手段１２ａ、ポンプなどを含む溶液高圧手段２４ａ、β線を照射して水若しくは水溶液の改質を行うβ線照射手段２６ａ、ナノバブルを発生させるノズルを含む超微細気泡発生手段１６ａ、そして、貯水槽を含む水溶液を貯留する水溶液貯留手段１２ａ、１８ａ、２２ａとから構成される。
【００２７】
気体溶存手段３４ａから、気体が溶存した水溶液等が配管Ｌ０２を通って溶液高圧手段２４ａへと導かれ、更に、配管Ｌ０４を通ってβ線照射手段２６ａへと導かれて、超微細気泡発生手段１６ａにおいて噴射される。これらの気体溶存手段３４ａ、溶液高圧手段２４ａ、β線照射手段２６ａ、そして超微細気泡発生手段１６ａからは、それぞれ水溶液貯留手段１２ａ、１８ａ、２２ａに通じる配管Ｌ１１、Ｌ０３、Ｌ１２、そしてＬ０６が備えられる。
【００２８】
図４は、β線照射手段を含む処理室２６を模式的に示す斜視図である。左側が、カバー８０をとって、多孔性のセラミックス８６をむき出しにして図示したもの２６’であり、右側が、カバー８０に覆われた多孔性のセラミックス８６を破線で示したもの２６である。高圧手段であるポンプ２４から１から１０ＭＰａの高圧にされた水若しくは水溶液が、カバー８０の入り口８２から入り、セラミックス８６を保持する中心軸８４の中若しくは外側を通過し、セラミックス８６になるべく直接接触して、β線照射されるようにして、出口９０から、ナノバブル発生手段１６へと排出される。
【００２９】
このようにして、高圧水若しくは水溶液は扇状に広がる空間に流れ込むので、流速が低下し、セラミックス８６の表面と接触する時間が増大する。さらに、流体が出て行く出口９０近傍では、逆扇状に空間が狭くなるので、セラミックス８６の表面と接触する時間が増大する。このセラミックス８６は、特開平８ー２１７４２１号公報等に記載されているような、炭酸バリウム、酸化チタン及び酸化アルミニウムからなる混合物に、更に、β崩壊する元素を含ませて、粘土をバインダーとして、約１０００℃から約１５００℃の範囲で焼成されるセラミックス成形体である。
【００３０】
このようなセラミックス８６の例としては、以下の表１にまとめる元素成分からなるものがある。
【００３１】
【表１】
2008183502.tif 000003
【００３２】
図５は、本発明の実施例（実験装置の例）である上述の装置で、水道水を処理したとき、この水道水中のナノバブルの粒径分布を測定したものである。より具体的には、水道水２０リットルを、４０リットル入りの水槽（図１の第３の貯水槽３４）に入れ、室温で酸素を約０．２ＭＰａの圧力で送り込み、１リットル当たり８ないし９ｍｇの酸素が溶存する水溶液とした。この水溶液を４０リットル入りの水槽（図１の第１の貯水槽１２）に入れ、三相交流電源２００ｖ、３．７ｋｗ／５０Ｈｚ程度の高圧ポンプ２４で約５ＭＰａに加圧し、β線量計で２０００ｃｐｍ以上のβ線を放射する粒子状のセラミックス（表１参照）を含むβ線照射手段を備える処理室２６（図４参照）において処理をした後、ナノバブル発生手段１６において噴射し、ナノバブルを発生させた。ナノバブルを含むこのナノバブル水は、第２の貯水槽２２に貯留される。
【００３３】
このときの水道水の特性は、以下の表の通りである。
【００３４】
【表２】
2008183502.tif 000004
【００３５】
このようにして得られたナノバブルを含む水（以下「ナノバブル水」という）を、約１週間ビーカに入れて室温で保存した。それから、島津レーザー回折式粒度分布測定装置ＳＡＬＤ−７０００により測定した。その結果を図５に示す。この図で、横軸は各バブルの粒径を示しており、縦軸は各粒径のバブルの数を相対的にを示している。この図からわかるように１週間たってもナノバブルの気泡は消滅し難くなり、気泡粒径分布が２００ｎｍ及び３５μｍあたりにピークを有する気泡郡が維持されている。これらの気泡郡のうち、気泡粒径分布のピークが２００ｎｍｎのものは、ナノバブルであり、気泡粒径分布のピークが３５μｍのものは、マイクロバブルである。
【００３６】
次に、海水のような塩化ナトリウムを含む水溶液について、上記のナノバブル発生装置で処理を行った。塩化ナトリウム水溶液の特性は、以下の表の通りである。
【００３７】
【表３】
2008183502.tif 000005
【００３８】
一般に、バラスト水中の次亜塩素酸濃度が、３０ｐｐｍであれば、５０μｍ以上の大きな生物も死に至らしめることができる。このようにして微生物殺傷した後、５日間暗渠に放置し、生きているものが居ないことがバラスト水処理の条件であるが、時間と共に次亜塩素酸の濃度は低下して殺傷能力が低下する。そして、殺傷能力が実質的に無くなり、１０μｍ程度の微生物が発芽してしまう。これらの小さな微生物の殺傷には、次亜塩素酸の濃度は、数ｐｐｍ程度でよい。従って、次亜塩素酸の濃度低下を遅らせることができれば、殺傷能力の長時間化が可能となる。また、次亜塩素酸濃度が必ずしも十分高くなく、大きな生物を殺せなくても、大きなものはフィルターなどで除去し、別途処理することが可能である。ここで、上述の次亜塩素酸は、次のような化学反応で、発生したものと考えられる。
【００３９】
【数１】
2008183502.tif 000006
【００４０】
また、ナトリウムの存在下で、以下のように安定化すると考えられる。
【００４１】
【数２】
2008183502.tif 000007
【００４２】
このような安定化は、ナノバブルの界面において、次のような反応から水酸基が多く配置されるため生じると考えられる。図７は、本発明のナノバブル発生装置等において、生成されるナノバブル９０を模式的に示したものである。マトリックス９２となる水若しくは水溶液は、例えば、海水であれば、図示するように塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）及び水（Ｈ２Ｏ）を含む。このマトリクス９２中に発生するナノバブル９０は、その界面に水酸基が配置され、ナノバブルが比較的安定的に維持される。ナノバブル９０の内部には、マトリクス９２中に溶存していた酸素（Ｏ２）等が含まれる。このように、界面に水酸基が並んで、ナノバブル９０を安定化するためには、水酸基を大量に発生させることが望ましい。そのために、ベータ崩壊等によるベータ線（若しくは電子線）を照射し、図示する以下の反応を生じさせることが好ましい。
【００４３】
【数３】
2008183502.tif 000008
【００４４】
【数４】
2008183502.tif 000009
【００４５】
【数５】
2008183502.tif 000010
【００４６】
【数６】
2008183502.tif 000011
【００４７】
【数７】
2008183502.tif 000012
【００４８】
【数８】
2008183502.tif 000013
【００４９】
このように気泡中の酸素が界面を越えて水溶液に溶出する際、次亜塩素酸ナトリウムを生じ、その後、次亜塩素酸と水酸化ナトリウムとなり、最終的に塩化ナトリウムと酸素になる。海水を水溶液とした場合、次亜塩素酸の寿命は短い、しかし、気泡から酸素が溶出している期間、溶液への次亜塩素酸の供給は継続する。
【００５０】
例えば、船舶のバラスト水中の生物を殺すために、電気的に次亜塩素酸を生じさせる方法がある。その方法では、海水を循環させると共に、次亜塩素酸発生にも電力が必要である。電気分解で海水中に次亜塩素酸を発生させる場合、その半減期は１ないし２日程度であり、海水中の微生物を確実に殺すためには、３０ｐｐｍ程度の濃度が必要である。そのためには、海水１トンで、０．２６６ｋｗｈの電力が必要である。より具体的には、海水を１分間に４リットル流し、電圧６ボルトで電気分解して塩素酸を発生させた時の電流と塩素酸の濃度は、図６に示すような関係がある。
【００５１】
β線により海水をイオン化し、噴流によりＯＨラジカル及び／又は水酸基を界面に持つ気泡を作り、気泡中の酸素の溶出で次亜塩素酸を作る方法では、次亜塩素酸が微生物を殺すことなどで消費されても、気泡から酸素が海水中に溶解する限り次亜塩素酸の供給は続き、効果が持続するため、数ｐｐｍの濃度で、生物駆除の十分な効果がある。また、バラスト水処理に要する電力は、電気分解によれば、上述のように多くの電力を必要とするのに対し、ナノバブル発生装置を用いた場合、同じ次亜塩素酸濃度を所定期間維持するための電力を大幅に節減できる。
【００５２】
尚、図７の模式図は、起きている現象を説明するための便宜的なものであり、実際に起きている反応であるとは限らない。しかしながら、これまで述べてきた方法を行えば、上記反応式に基づく反応の有無にかかわらず、効果的なナノバブルが生成される。また、次亜塩素酸の分解が制限され、次亜塩素酸がより安定的に水若しくは水溶液中に維持される。そのため次亜塩素酸による殺菌効果が長く維持できる。
【００５３】
このようにナノバブル及びマイクロバブルが安定的であるのは、気泡の界面に水酸基及び／またはＯＨラジカルが並ぶからであると考えられる。水溶液に酸素分子以外の物質を溶解させ、気泡界面の水酸基を用いて、種々の化学反応をおこさせることができる。例えば、水道水には、酸素分子（ガス）、窒素分子（ガス）、塩素分子（ガス）等が溶存しているが、気泡中の酸素分子（ガス）及び塩素分子（ガス）が、水酸基が配意された界面を透って溶液に溶出する際、以下の反応が生じると考えられる。
【００５４】
【数９】
2008183502.tif 000014
【００５５】
図８は、β線照射による化学反応を模式的に説明する図である。酸素分子１００及び水分子１０４は、β線源１０２から発生する電子を受けて、ＯＨラジカル１０６及び水酸基イオン１０８となる。
【００５６】
ここで、β線照射装置としては、例えば、フィラメントから発生する熱電子に、所定の加速電圧をかけ、電子を誘導照射する装置。所定の加速電圧により、所定の運動エネルギーを持つことができる。
【００５７】
また、低エネルギー電子線照射施設（６０〜６００ｋｅＶ）として、コッククロフト・ウォルトン型電子線加速器を用いた照射施設で、最大ビーム電流１ｍＡでの空気中照射が可能なものもある。低エネルギーであるため、フィルム状の試料や物質の表面処理に適し、
大面積の試料に対して均一な照射を行うことができる。高分子の架橋反応を利用した改質の研究や商品開発、半導体や人工衛星に使用する新素材の耐放射線性の研究、 食品の表面殺菌の研究、ガラスの表面着色の研究等が行われている。
【００５８】
更に、高エネルギー電子線照射施設（４〜１６ＭｅＶ）としては、電子線型加速器（ライナック）を利用して、４〜１６ＭｅＶの高エネルギーの電子線を照射することができる。１０ＭｅＶのエネルギーで、平均ビーム電流５０μＡが標準的な条件である。ビーム径は約１０ｍｍφであるが、電子線スキャナー（振れ幅３０ｃｍ）とコンベアー装置を装備しており、比較的大きい試料に均一に照射することができる。これにより１分間で１０ｋＧｙの照射が行える。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の実施例に関し、ナノバブル発生装置を模式的に示す図である。
【図２】ナノバブル発生部をより詳細に示す図である。
【図３】ナノバブル発生装置を模式的に示すブロック図である。
【図４】β線照射手段を含む処理室の構成を示す概略図である。
【図５】ナノバブル発生装置によって得られたナノバブル水の気泡粒度分布を示す図である。
【図６】海水を電気分解する際の塩素酸濃度と電流強度の関係を示すグラフである。
【図７】ナノバブルの構造を模式的に説明する図である。
【図８】β線照射による化学反応を模式的に説明する図である。
【符号の説明】
【００６０】
１０    ナノバブル発生装置
１２    第１の貯水槽
１４    ナノバブル発生部
１６    ナノバブル発生手段
２２    第２の貯水槽
２４、２８、３６    ポンプ
２６    処理室（β線照射手段を含む）
３０    気体タンク
３４    第３の貯水槽
６０    ノズル
９０    気泡
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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