(57)【要約】【課題】原子力施設等から排出された放射性廃液に含まれる長寿命の放射性元素を、非放射性の安定元素へと、効率良く変換すること。【解決手段】本発明の元素変換方法によれば、廃液分離工程ａと、添加工程ｂと、変換工程ｃと、生成物分離工程ｄとからなる。廃液分離工程ａでは、放射性廃液から被変換物質を分離して取り出す。添加工程ｂでは、薄膜円筒状の元素変換体の外周に、廃液分離工程ａにおいて取り出された被変換物質を電着して配置する。変換工程ｃでは、添加工程ｂにおいて外周に被変換物質が配置された元素変換体の外側に重水素ガスを供給し、この重水素ガスを、外側から内側に向けて元素変換体内を通過させることによって、被変換物質を重水素ガスと反応させ、被変換物質の元素変換を生成せしめる。生成物分離工程ｄでは、変換工程ｃにおける元素変換で生成した変換元素を元素変換体から除去する。【選択図】　図１
2004077199.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射性の被変換物質を、非放射性の元素に変換する元素変換方法であって、
原子力施設から排出される放射性廃液から前記被変換物質を分離して取り出す分離段階と、
円筒形状をなし、パラジウム、パラジウム合金、パラジウム以外の水素貯蔵金属、およびパラジウム合金以外の水素貯蔵合金のうちの何れかから構成してなる内筒と、前記内筒と同一の物質とこの物質よりも光電効果における電子発生効率に対する仕事関数が小さい物質とを混合してなり、前記内筒の外周側に密着配置された中筒と、前記内筒と同一の物質から構成してなり前記中筒の外周側に密着配置された外筒とを備えた元素変換体の外周に、前記分離段階において取り出された被変換物質を電着により配置する電着段階と、
前記電着段階において前記外筒の外周に被変換物質が配置された元素変換体の外筒の外側に重水素ガスを供給し、この重水素ガスを、前記外筒の外側から前記内筒の内側に向けて前記元素変換体内を通過させることによって、前記被変換物質を前記重水素ガスと反応させ、前記被変換物質を非放射性の元素に変換する重水素供給段階と、
前記重水素供給段階において生成した非放射性の元素を前記元素変換体から除去する変換元素除去段階と
からなる元素変換方法。
【請求項２】
請求項１に記載の元素変換方法における電着段階において適用される電着装置であって、
前記元素変換体を、その外筒の周囲を、前記被変換物質を溶存した酸溶液によって液浸させた状態で保持する保持手段と、
前記保持手段によって保持された元素変換体の外周側に備えられた円筒形状の電導体と、
前記電導体が正極側に、前記外筒が負極側になるように、前記電導体および前記外筒に電流を供給する電源と
を備えた電着装置。
【請求項３】
請求項１に記載の元素変換方法における重水素供給段階において適用される重水素供給装置であって、
前記電着段階において、外周に被変換物質が配置された元素変換体を保持する保持手段と、
前記保持手段によって保持された元素変換体の外筒の外側に重水素ガスを供給する重水素供給手段と、
前記保持手段によって保持された元素変換体の内筒の内側を減圧することによって、前記外筒の外側から前記内筒の内側に向かった圧力勾配を生ぜしめ、前記重水素供給手段によって供給された重水素ガスを、前記圧力勾配にしたがって、前記外筒の外側から前記内筒の内側に向けて前記元素変換体内を通過させる減圧手段と
を備えた重水素供給装置。
【請求項４】
請求項３に記載の重水素供給装置において、
前記保持手段によって保持された元素変換体の内筒の内側に挿入配置され、重水素ガスの通過を阻止しないような多孔質の金属で構成された軸芯を備えた重水素供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば原子力施設において生成される長寿命の放射性物質を、重水素と反応させることによって、非放射性の安定元素に変換させるための元素変換方法、それに適用される電着装置および重水素供給装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
原子力発電所等の原子力施設において発生するＣｓ−１３７（セシウム１３７）や、Ｓｒ−９０（ストロンチウム９０）等の長半減期の放射性元素を、安定した非放射性元素に変換させるための技術として、例えば、本出願人によって出願された特願２００１−２０１８７５がある。
【０００３】
特願２００１−２０１８７５では、図１０に示すように、Ｐｄ（パラジウム）等の複合体からなる平板状の元素変換体６０が、２つのセル６１，６２から構成されてなる元素変換装置６３の、両セル６１，６２の境界部に配置される。そして、Ｃｓ−１３７や、Ｓｒ−９０等の被変換物質６４が元素変換体６０のセル６１側の表面に配置された状態で、セル６１側からセル６２側へと重水素ガスが図中の矢印Ｄに示す方向に供給される。
【０００４】
元素変換体６０は、その構成を図１１に示すように、平板状（例えば２５ｍｍ平方で０．１ｍｍ厚）の基板６６と、その上面に積層配置された薄膜状の混合層６７と、さらに混合層６７の上面に積層配置された薄膜状の表面層６８とからなる３層の積層構造体である。
【０００５】
基板６６は、Ｐｄ、Ｐｄ合金、Ｐｄ以外の水素貯蔵金属、およびＰｄ合金以外の水素貯蔵合金によって構成されている。
【０００６】
混合層６７は、基板６６に用いられている物質と、この物質よりも光電効果における電子発生効率に対する仕事関数が小さい物質とが混合して形成されている。Ｐｄの仕事関数は、５．０ｅＶであるので、基板６６にＰｄが用いられたとき、例えば、ＰｄとＣａＯ（酸化カルシウム）とが混合されることによって、あるいはＰｄとＹ２Ｏ３（酸化イットリウム）とが混合されることによって、あるいはＰｄとＴｉＣ（炭化チタン）とが混合されることによって混合層が形成される。ＣａＯ、Ｙ２Ｏ３、およびＴｉＣの仕事関数はそれぞれ１．６ｅＶ、２．０ｅＶ、および２．３ｅＶでありいずれもＰｄの仕事関数より小さい。このようにして形成される混合層６７の厚みは数１０ｎｍ〜数１００ｎｍである。
【０００７】
表面層６８は、基板６６に用いられている物質と同一の物質から構成され、その厚みは、１μｍ以下である。
【０００８】
このように構成された元素変換体６０の表面層６８の表面に放射性の被変換物質６４が配置された状態で、図１０中の矢印Ｄに示す方向に重水素ガスが供給されると、以下のようなメカニズムにしたがい、元素変換装置６３によって、被変換物質６４が非放射性の安定元素に変換される。
【０００９】
すなわち、図１２に示すように、混合層６７の光電効果に対する仕事関数は、表面層６８の光電効果に対する仕事関数よりも低いことから、混合層６７は表面層６８よりも電子を放出し易い。このため、表面層６８は、混合層６７から放出された電子（ｅ）が供給された電子過剰の状態となっている。
【００１０】
このような電子過剰の状態の表面層６８に重水素（ｄ）が供給されると、以下に示す（１）式に示すような反応によって、中性子（ｎ）とニュートリノ（ν）とが生成される。
１ｄ２＋−１ｅ０　→　０ｎ２＋ν　・・・・（１）
更に、上記（１）式にしたがって生成された中性子（ｎ）が被変換物質６４と結合することによって、非放射性の安定元素に変換される。例えば、被変換物質６４がＣｓ−１３３の場合、以下に示す（２）式に示すような反応によって、Ｃｓ−１３３が、非放射性の安定元素であるＰｒ−１４１（プラセオジウム１４１）に変換される。
５５Ｃｓ１３３＋４０ｎ２　→　５９Ｐｒ１４１　・・・・（２）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の元素変換装置では、以下のような問題がある。
【００１２】
すなわち、原子力発電所等の原子力施設からは多量の放射性元素が排出される。したがって、単位時間により多くの放射性元素を、安定元素に変換することが必要であることは言うまでもない。
【００１３】
しかしながら、このような従来の元素変換装置を用いて放射性の被変換物質６４を非放射性の安定元素へ変換する場合には、以下に示すように、煩雑な手順を要する。
【００１４】
すなわち、まず、元素変換体６０の表面層６８の表面に放射性の被変換物質６４を配置し、図１０中の矢印Ｄに示す方向に重水素ガスを供給することによって、被変換物質６４を非放射性の安定元素に変換する。更に、元素変換体６０を元素変換装置６３から取り出し、生成した安定元素を元素変換体６０から除去することによって一連の処理が終了する。
【００１５】
そして、新たな被変換物質６４を処理する場合には、元素変換体６０の表面層６８の表面に新たな被変換物質６４を配置して、上述したような処理を繰り返す。
【００１６】
このように、放射性元素を安定元素に変換するためには、多くの非連続的な処理を要するために、処理効率が悪いという問題がある。
【００１７】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、原子力施設等から排出された放射性廃液に含まれる長寿命の放射性元素を、非放射性の安定元素へと、効率良く変換することが可能な元素変換方法、それに適用される電着装置および重水素供給装置を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明では、以下のような手段を講じる。
【００１９】
すなわち、請求項１の発明は、放射性の被変換物質を非放射性の元素に変換する元素変換方法であって、分離段階と、電着段階と、重水素供給段階と、変換元素除去段階とからなる。分離段階では、原子力施設から排出される射性廃液から被変換物質を分離して取り出す。電着段階では、円筒形状をなし、パラジウム、パラジウム合金、パラジウム以外の水素貯蔵金属、およびパラジウム合金以外の水素貯蔵合金のうちの何れかから構成してなる内筒と、内筒と同一の物質とこの物質よりも光電効果における電子発生効率に対する仕事関数が小さい物質とを混合してなり、内筒の外周側に密着配置された中筒と、内筒と同一の物質から構成してなり中筒の外周側に密着配置された外筒とを備えた元素変換体の外周に、分離段階において取り出された被変換物質を電着により配置する。重水素供給段階では、電着段階において外筒の外周に被変換物質が配置された元素変換体の外筒の外側に重水素ガスを供給し、この重水素ガスを、外筒の外側から内筒の内側に向けて元素変換体内を通過させることによって、被変換物質を重水素ガスと反応させ、被変換物質を非放射性の元素に変換する。変換元素除去段階では、重水素供給段階において生成した非放射性の元素を元素変換体から除去する。
【００２０】
従って、請求項１の発明の元素変換方法においては、以上のような手段を講じることにより、原子力施設等から排出された放射性廃液に含まれる長寿命の放射性元素の非放射性の安定元素への変換処理を、連続的に、かつ効率良く実施することが可能となる。
【００２１】
請求項２の発明は、請求項１の発明の元素変換方法における電着段階において適用される電着装置であって、元素変換体を、その外筒の周囲を、被変換物質を溶存した酸溶液によって液浸させた状態で保持する保持手段と、保持手段によって保持された元素変換体の外周側に備えられた円筒形状の電導体と、電導体が正極側に、外筒が負極側になるように、電導体および外筒に電流を供給する電源とを備えている。
【００２２】
従って、請求項２の発明の電着装置においては、以上のような手段を講じることにより、元素変換体への放射性の被変換物質の配置を、電着作用を利用することにより、効率的に実施することが可能となる。
【００２３】
請求項３の発明は、請求項１の発明の元素変換方法における重水素供給段階において適用される重水素供給装置であって、電着段階において、外周に被変換物質が配置された元素変換体を保持する保持手段と、保持手段によって保持された元素変換体の外筒の外側に重水素ガスを供給する重水素供給手段と、保持手段によって保持された元素変換体の内筒の内側を減圧することによって、外筒の外側から内筒の内側に向かった圧力勾配を生ぜしめ、重水素供給手段によって供給された重水素ガスを、圧力勾配にしたがって、外筒の外側から内筒の内側に向けて元素変換体内を通過させる減圧手段とを備えている。
【００２４】
従って、請求項３の発明の重水素供給装置においては、円筒型の元素変換体を用いることにより、平板型の元素変換体よりもより多くの被変換物質を一度に処理することができるので、変換効率を高めることができる。
【００２５】
請求項４の発明は、請求項３の発明の重水素供給装置において、保持手段によって保持された元素変換体の内筒の内側に挿入配置され、重水素ガスの通過を阻止しないような多孔質の金属で構成された軸芯を備えている。
【００２６】
従って、請求項４の発明の重水素供給装置においては、円筒型の元素変換体の内側に多孔質金属性の軸芯を配置することにより、重水素ガスの流れを妨げることなく、元素変換体の構造強度を確保することができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の各実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００２８】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態を図１から図６を用いて説明する。
【００２９】
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る元素変換方法の流れを示す処理フロー図である。
【００３０】
すなわち、本実施の形態に係る元素変換方法は、廃液分離工程ａと、添加工程ｂと、変換工程ｃと、生成物分離工程ｄとからなっている。
【００３１】
廃液分離工程ａでは、原子力施設等から排出される放射性廃液から、本実施の形態に係る元素変換方法によって安定元素に変換するための核種である被変換物質を、一般的な分離方法を用いて分離する。そして、この分離した被変換物質を、添加工程ｂに払い出す。被変換物質に該当する核種は、上述したようなＣｓ−１３７やＳｒ−９０等の長半減期の放射性核種である。なお、以下の説明では、本実施の形態に係る元素変換方法によって、Ｃｓ−１３３を安定元素に変換する場合を例に説明する。
【００３２】
添加工程ｂでは、図２に示すような電着装置２０を用いることによって、図３に示すような円筒形状の元素変換体１０の外周に、廃液分離工程ａにおいて分離された被変換物質６４を、電着作用によって配置する。
【００３３】
すなわち、電着装置２０は、その断面における構成概念を図２に示すように、被変換物質６４の硝酸基溶液を貯液するための容器２２を備えている。被変換物質６４をＣｓ−１３３とした場合、この硝酸基溶液は、ＣｓＮＯ３溶液である。以下、容器２２には、ＣｓＮＯ３溶液が貯液されている場合について説明する。
【００３４】
更に、図３に示すような構成をした円筒形状の元素変換体１０を保持する保持用穴２３を複数備えた上蓋２４によって容器２２の上部開口部を覆うことができるような構成としている。図２では、一列に３個の元素変換体１０を保持できるような構成の上蓋２４を示している。
【００３５】
各元素変換体１０は、図３に示すように、有底円筒形状をなす積層部１２と、積層部１２の上部に備えられたホルダ部１１から構成している。積層部１２は、その断面構成を図４に示すように、内筒１３と、中筒１４と、外筒１５との３層が積層配置された円筒形状をなしている。内筒１３、中筒１４、および外筒１５はそれぞれ、従来技術で説明した元素変換体６０の基板６６、混合層６７、および表面層６８に相当する。
【００３６】
すなわち、内筒１３は、パラジウム、パラジウム合金、パラジウム以外の水素貯蔵金属、およびパラジウム合金以外の水素貯蔵合金のうちの何れかから構成してなる０．１ｍｍ厚程度の円筒である。中筒１４は、内筒１３と同一の物質とこの物質よりも光電効果における電子発生効率に対する仕事関数が小さい物質とを混合してなり、内筒１３の外周側に密着配置されてなる数１０ｎｍ〜数１００ｎｍ厚程度の円筒である。従って、好適な物質としては、ＰｄとＣａＯ（酸化カルシウム）とを、あるいはＰｄとＹ２Ｏ３（酸化イットリウム）とを、あるいはＰｄとＴｉＣ（炭化チタン）とを混合する。外筒１５は、内筒１３と同一の物質から構成してなり、中筒１４の外周側に密着配置しており、その厚みは１μｍ以下である。
【００３７】
ホルダ部１１は、積層部１２よりも径が大きく、図２に示すように、積層部１２のみが保持用穴２３を通過する一方、ホルダ部１１が上蓋２４の保持用穴２３に引っ掛かるようにしている。これによって、上蓋２４は、複数の元素変換体１０を保持するとともに、容器２２の上部開口端を覆うことによって、保持している元素変換体１０の積層部１２が、容器２２に貯液されているＣｓＮＯ３溶液に液浸するようにしている。
【００３８】
電着装置２０は更にまた、電源２６を備えている。この電源２６の正極側は、容器２２内にＣｓＮＯ３溶液に液浸して備えられた電極２８に接続するようにしている一方、負極側は、上蓋２４に保持された各元素変換体１０の外筒１５に接続するようにしている。電極２８は、図５に示すように、円筒形状をしており、各元素変換体１０の周囲を取り囲むように配置している。
【００３９】
このような状態で電源２６から電流が供給されると、容器２２内のＣｓＮＯ３溶液が以下に示すように、セシウムイオン（Ｃｓ＋）と硝酸イオン（ＮＯ３−）とにイオン化する。
ＣｓＮＯ３　→Ｃｓ＋＋ＮＯ３−
そして、図５に示すように、アニオンである硝酸イオンは、電極２８側に移動して、電極２８の表面に電着する一方、カチオンであるセシウムイオンは外筒１５側に移動して、外筒１５の表面に電着する。このようにして外筒１５の表面に被変換物質６４であるＣｓ−１３３のカチオンが電着した元素変換体１０を上蓋２４の保持用穴２３から取り外し、変換工程ｃに供する。
【００４０】
次に、変換工程ｃについて説明する。
【００４１】
変換工程ｃでは、添加工程ｂにおいて外筒１５の外周表面に被変換物質６４が電着された元素変換体１０の外側に重水素ガスを供給する。これは、図６にその断面における概念構成を示すような変換装置３０を用いて行う。
【００４２】
すなわち、変換装置３０は、容器３２と上蓋３４と重水素ガス供給部３５と真空ポンプ３８とから構成している。上蓋３４は、電着装置２０の上蓋２４と同様に、元素変換体１０を保持する保持用穴３６を複数備えており、容器３２の上部開口部を密閉ができるような構成としている。上蓋３４の保持用穴３６の個数は、上蓋２４の保持用穴２３の個数と同数であることが望ましい。容器３２の上蓋３４は、保持用穴３６に、電着装置２０から取り出された元素変換体１０のホルダ部１１を引っ掛けることによって元素変換体１０を保持するとともに、容器３２の上部開口部を密閉する。
【００４３】
重水素ガス供給部３５は、電着装置２０から取り出された元素変換体１０が変換装置３０本体内に保持され、容器３２が上蓋３４によって密閉された状態となると、容器３２内に重水素ガスを供給する。また、真空ポンプ３８は、容器３２内に重水素ガスが供給されると、上蓋３４の内部空間を減圧する。
【００４４】
これによって、容器３２内に供給された重水素ガスが、外筒１５の外側から内筒１３の内側に向かって、元素変換体１０内を通過するようにしている。これによって、被変換物質６４を重水素ガスと反応させ、安定元素に変換する。例えば、被変換物質６４であるＣｓ−１３３は、Ｐｒ−１４１に変換される。このようにして生成した安定元素は、外筒１５の表面に付着する。また、元素変換体１０を通過した未反応の重水素ガスは、上蓋３４から、変換装置３０の外部へと排出されるようにしている。この排出された重水素ガスは、重水素ガス供給部３５に回収され、そこから容器３２に再供給されるようにしても良い。
【００４５】
このようにして外筒１５の表面に安定元素が付着した元素変換体１０を上蓋３４の保持用穴３６から取り外し、生成物分離工程ｄに供する。
【００４６】
生成物分離工程ｄでは、元素変換体１０の外筒１５の表面に付着した安定元素を、元素変換体１０から除去する。本実施の形態では、この除去方法については特に問わず、例えば、元素変換体１０を酸溶液を用いて洗浄することによって、付着している安定元素を除去する方法や、あるいは、サンドペーパによって表面を擦ることによって、付着している安定元素を除去する方法等、付着している安定元素を除去することが実質的に可能であればその方法は問わない。
【００４７】
このようにして、付着している安定元素を除去することによって、元素変換体１０は再利用可能となる。
【００４８】
すなわち、本実施の形態に係る元素変換方法によれば、元素変換体１０と、電着装置２０と、変換装置３０とを用いることによって、原子力施設等から排出された放射性廃液に含まれる長寿命の放射性元素の非放射性の安定元素への変換処理を、連続的に、かつ効率良く実施することができる。
【００４９】
特に、元素変換体１０は、円筒形状をしており、従来技術による平板形状の元素変換体６０よりも、被変換物質６４を配置するための表面積が大きいことから、より多くの被変換物質６４を一度に処理することができ、変換効率を高めることができる。
【００５０】
また、電着装置２０は、複数の元素変換体１０に対して、同時に被変換物質６４を配置することができる、更に、変換装置３０は、電着装置２０によって被変換物質６４が配置された複数の元素変換体１０に対して、同時に元素変換を生ぜしめることができる。
【００５１】
以上説明したように、本実施の形態に係る元素変換方法は、被変換物質６４の安定元素への変換を、簡易に、かつ一度に大量に行うことができるので、原子力施設等から排出された放射性廃液に含まれる長寿命の放射性元素を、効率良く低減することが可能となる。
【００５２】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態を図７から図８を用いて説明する。
【００５３】
本実施の形態は、第１の実施の形態で適用された電着装置２０および変換装置３０の変形例の説明であって、図７が、本実施の形態に係る元素変換方法に適用される電着装置４０の断面を示す概念構成図であり、図８が、本実施の形態に係る元素変換方法に適用される変換装置４２の断面を示す概念構成図である。
【００５４】
したがって、図７においては、図２と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。また、図８においては、図６と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【００５５】
すなわち、図７に示すような電着装置４０では、上蓋２４の保持用穴２３に保持された元素変換体１０の内筒１３の内側である中空部に、多孔質金属棒４１を挿入し、配置するようにしている。この多孔質金属棒４１の材質としては、例えば、３１６ステンレス鋼の焼結金属を用いる。このように、元素変換体１０の中空部に多孔質金属棒４１を挿入し、配置することによって、薄膜状の円筒体である元素変換体１０の強度を補強するようにしている。
【００５６】
同様に、図８に示すような変換装置４２では、上蓋３４の保持用穴３６に保持された元素変換体１０の中空部に、重水素ガスの通過を阻止しないような多孔質金属棒４３を挿入し、配置するようにしている。この多孔質金属棒４３は、多孔質金属棒４１と同一であってもよく、材質としては、例えば、３１６ステンレス鋼の焼結金属を用いる。このように、元素変換体１０の中空部に多孔質金属棒４３を挿入し、配置することによって、薄膜状の円筒体である元素変換体１０の強度を補強するようにしている。
【００５７】
本実施の形態に係る元素変換方法では、上述したように、多孔質金属棒４１および多孔質金属棒４３を、それぞれ元素変換体１０の中空部に挿入し配置するような電着装置４０および変換装置４２を用いる。
【００５８】
これによって、薄膜状の円筒体である元素変換体１０の強度を補強することができるので、元素変換体１０を更に薄膜化することができるようになる。変換装置においてなされる元素変換反応の反応速度は、元素変換体１０の膜厚が薄いほど速くなる。また、変換装置４２において用いられる多孔質金属棒４３は、重水素ガスの通過を阻止しないような構成としているので、多孔質金属棒４１，４３を中空部に挿入配置するとともに、薄膜化した元素変換体１０を用いることによって反応速度を高め、被変換物質６４の変換効率の更なる向上を図ることが可能となる。
【００５９】
（第３の実施の形態）
本発明の第３の実施の形態を図９を用いて説明する。
【００６０】
本実施の形態は、第１の実施の形態で適用された変換装置３０の変形例の説明であって、図９が、本実施の形態に係る元素変換方法に適用される変換装置４４の構成例を示す概念図である。図９においては、図６と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【００６１】
すなわち、図９に示すような変換装置４４は、多数の変換反応用カートリッジ４６をマトリクス状に配置可能な構成としている。各変換反応用カートリッジ４６は、有底円筒形状をしており、重水素ガスを内部に導入するための導入口４８を下部側面に備えており、ここから重水素ガスが導入されるようにしている。
【００６２】
また、各変換反応用カートリッジ４６は、電着装置から払い出された元素変換体１０を、上部開口部から受け入れ、内部に収納する。更に、収納後には、変換反応用カートリッジ４６内に導入された重水素ガスを排出するための排出口４９を備えた栓５０で上部開口部を閉じる。
【００６３】
更に、導入口４８には、図示しない重水素ガス供給部３５に接続された導入配管５２を接続している。これによって、重水素ガス供給部３５が供給する重水素ガスが、導入配管５２を介して導入口４８から各変換反応用カートリッジ４６の内部へと導入されるようにしている。
【００６４】
一方、排出口４９には、図示しない真空ポンプ３８に接続された排出配管５４を接続している。これによって、真空ポンプ３８が駆動すると、変換反応用カートリッジ４６の内部に導入された重水素ガスが、変換反応用カートリッジ４６の内部に収納された元素変換体１０の内部を、外筒１５の外側から内筒１３の内側に向かって通過した後に、未反応の重水素ガスは、排出口４９から排出されるようにしている。これによって、被変換物質６４と重水素ガスとを反応させ、安定元素へ変換を行うようにしている。更に、排出された重水素ガスは、重水素ガス供給部３５に回収され、そこから導入配管５２を介して導入口４８から再供給されるようにしても良い。
【００６５】
本実施の形態に係る元素変換方法では、上述したような構成の変換装置４４を用いる。上述したような構成の変換装置４４では、変換反応用カートリッジ４６に供給された重水素ガスを、元素変換体１０の内部に確実に通過させることができる。これによって、重水素ガスの利用効率を高めることができる。また、未反応の重水素ガスを回収し、回収した重水素ガスを変換反応用カートリッジ４６に再供給することによって、重水素ガスの利用効率を更に高め、コストダウンを図ることが可能となる。
【００６６】
以上、本発明の好適な実施の形態について、添付図面を参照しながら説明したが、本発明はかかる構成に限定されない。特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００６７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、原子力施設等から排出された放射性廃液に含まれる長寿命の放射性元素を、非放射性の安定元素へと、効率良く変換することが可能な元素変換方法、それに適用される電着装置および重水素供給装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態に係る元素変換方法の流れを示す処理フロー図
【図２】第１の実施の形態に係る元素変換方法に適用される電着装置の断面を示す概念構成図
【図３】第１の実施の形態に係る元素変換方法に適用される元素変換体の構成例を示す斜視図
【図４】第１の実施の形態に係る元素変換方法に適用される元素変換体の構成例を示す断面図
【図５】電着装置における電着作用を説明するための模式図
【図６】第１の実施の形態に係る元素変換方法に適用される変換装置の断面を示す概念構成図
【図７】第２の実施の形態に係る元素変換方法に適用される電着装置の断面を示す概念構成図
【図８】第２の実施の形態に係る元素変換方法に適用される変換装置の断面を示す概念構成図
【図９】第３の実施の形態に係る元素変換方法に適用される変換装置の構成例を示す概念図
【図１０】従来技術による元素変換装置の構成を示す断面図
【図１１】従来技術による元素変換体の構成を示す断面図
【図１２】混合層から放出された電子によって電子過剰となっている表面層の状態を説明するための概念図
【符号の説明】
ａ…廃液分離工程
ｂ…添加工程
ｃ…変換工程
ｄ…生成物分離工程
１０…元素変換体
１１…ホルダ部
１２…積層部
１３…内筒
１４…中筒
１５…外筒
２０，４０…電着装置
２２，３２…容器
２３，３６…保持用穴
２４，３４…上蓋
２６…電源
２８…電極
３０，４２，４４…変換装置
３５…重水素ガス供給部
３８…真空ポンプ
４１，４３…多孔質金属棒
４６…変換反応用カートリッジ
４８…導入口
４９…排出口
５０…栓
５２…導入配管
５４…排出配管
６０…元素変換体
６１，６２…セル
６３…元素変換装置
６４…被変換物質
６６…基板
６７…混合層
６８…表面層
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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