(57)【要約】  産業施設からの流出ガスをろ過するための方法のための膜（２１０）において、  前記膜（２１０）は、内部表面と外部表面とを含む壁を有し、  前記壁は、複数の孔（Ｐ）を有し、  前記複数の孔（Ｐ）は、前記壁の径方向及び長手方向において各々寸法が異なっている、ことを特徴とする膜。
2015509045.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
産業施設からの流出ガスをろ過するための方法のための膜（２１０）において、
前記膜（２１０）は、内部表面と外部表面とを含む壁を有し、
前記壁は、複数の孔（Ｐ）を有し、
前記複数の孔（Ｐ）は、前記壁の径方向及び長手方向において各々寸法が異なっている、
ことを特徴とする膜。
【請求項２】
前記壁は、円筒形である、
ことを特徴とする請求項１に記載の膜。
【請求項３】
前記壁は、平面形である、
ことを特徴とする請求項１に記載の膜。
【請求項４】
処理すべき前記流出ガスは、前記外部表面の外側において長手方向に流れる、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載の膜。
【請求項５】
前記孔の寸法は、前記外部表面から前記内部表面に向かって大きくなる、
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載の膜。
【請求項６】
前記孔の寸法は、前記壁の長手方向に大きくなる、
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項記載の膜。
【請求項７】
処理すべき前記流出ガスは、事故後の産業施設からの煙からなる、
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項記載の膜。
【請求項８】
処理すべき前記流出ガスは、稼働中の産業施設からの煙からなる、
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項記載の膜。
【請求項９】
処理すべき前記流出ガスは、換気システムから抽出される、
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項記載の膜。
【請求項１０】
処理すべき前記流出ガスは、火災からの煙からなる、
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項記載の膜。
【請求項１１】
処理すべき前記流出ガスは、核分裂生成物に起因するエアロゾルからなる、
ことを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項記載の膜。
【請求項１２】
前記膜は、シリカカーバイド、タングステン、又はチタンのようなセラミック、及び／又は、ケブラー、及び／又は、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）又はＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）のようなポリマーをベースにして形成される、
ことを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項記載の膜。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に核起源のエネルギー生成の分野における、産業施設において流出ガスをろ過するための方法のための膜に関する。
【０００２】
より詳細には、本発明によれば特に膜分離によって、気体状態の化学物質及び／又は放射性核種の流速が速い場合における選択的な選別が可能となる。本発明の課題は、主として、通常の稼働状況下及び異常な稼働状況下において、特に重大な事故の最中に産業施設において生成される流出ガスを確実に再生させることである。
【０００３】
特に原子力施設の場合、環境に与える影響は、主として廃棄物の放射性特性、熱的特性、及び化学的特性に関連している。放射能レベルと化学組成とに基づいて、放射性元素は、貯蔵され処理された後、廃棄物を形成するためにパッケージされる。これらの放射性元素の中には、もちろん適用可能な規制によって厳密に規定された濃度でではあるが、気体の形態で雰囲気中に流出されるものがある。通常稼働時に発生する流出ガスは、一般的に発電所の浄化回路及びろ過回路に起因する。浄化回路及びろ過回路は、施設を構成するシステム及び装置の稼働によって生成された放射性元素の一部を回収するものである。例えばフランスでは、原子力発電所によって生成される放射性流出ガスは、典型的には希ガス又は貴ガスの許容制限値の１．１％のオーダであり、トリチウムに関しては１１．１％のオーダ、ヨウ素に関しては３．６％のオーダである（双方とも有機及び無機）。ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、ラドンは、希ガス（rare gas）族を構成している。すなわち、化学元素の周期律表の０族を構成している。しかしながら以下では、ＩＵＰＡＣ（国際純正・応用化学連合）及び「フランス国民教育省官報」によって推奨されるように、希ガス（noble gas）という名称を使用する。これらの廃棄物は、通常は低放射性であり、そこに含まれる放射性核種にはさほど毒性はなく、一般的には短期である。流出ガスには、固体粒子及び液体粒子が含まれることに留意すべきである。放射性の性質を有するものは、非常に可変の粒径を有するエアロゾルを構成する。浮遊粉塵において生じる核分裂現象は、ハロゲン、希ガス、トリチウム、炭素１４などの放射性核種を生成する。このようにして形成されるエアロゾルの組成及び放射能は、原子炉の種類及び放射経路に著しく依存している。
【０００４】
通常、原子力発電所の流出ガスは、雰囲気中に流出される前に、非常に放射性の高い元素を抽出するために処理される。雰囲気中に流出される前に流出ガスから放射性粒子を抽出するためには、現在のところ汚染ガスのろ過と、建屋の換気空気のろ過とが実践されている。換気システム及び浄化システムは、一般的にアブソリュートフィルタに関連した粗いプレフィルタを含む。指標として、０．３ｍｍのオーダの直径を有する粒子に対して、抽出収率は通常少なくとも９９．９％になることに留意されたい。
【０００５】
放射性ヨウ素は、ダストフィルタに関連した添着木炭を有するフィルタを用いて抽出される。炭の添着は、ヨウ化有機化合物を保持するために必要とされる。
【０００６】
燃料元素から放出された放射性の希ガスは、放射能レベルを低下させるために、崩壊後遅延的に雰囲気中に放出される。この目的のために２つの方法が使用される。すなわち、特別な貯蔵器にバッファ貯蔵する方法か、又は、木炭の複数の層を通過させる方法である。貯蔵する方法に関しては、希ガス及びキャリアガスがこのために、ポンピングによって密閉された貯蔵器の中へと誘導され、雰囲気への開放が許可されるまでこの貯蔵器に保存される。他方の方法は、流出物が一連の木炭のカラムを通過するようにすることである。木炭は、キャリアガスに比べて希ガスの進行を遅延させ、これによって流出物の放射能崩壊を促進する。
【０００７】
低放射性及び中放射性の廃棄物を処理及びパッケージするために、現在多くの方法が十分に開発されており、工業規模で使用されている。この技術は、発電所からの廃棄物の効率的な管理を保証するために充分に進化してはいるが、常に改善することは可能であり、そうすることが望ましい。廃棄物の管理に対する予算が増加することにより、生成量を最小限に低減するための方法や技術の採用が促進され、かつ、処理及びパッケージにおける体積をさらに低減するための新しい手段の開発が促進されている。以下にその例を挙げておく。すなわち、液体廃棄物の処理を改善するための特定の鉱物吸着材の使用、同じく液体廃棄物の処理のための膜技術、フィルタからの泥及び樹脂ビーズの乾燥、消耗したイオン交換樹脂の焼却、洗濯水の量を低減するための服及び他の保護繊維材料のドライクリーニング、乾燥したフィルタの泥をパッケージするための非常に耐久性のある気密封止された容器の使用、削除すべき体積を低減するための特定の中放射性廃棄物のガラス固化、非燃料廃棄物の過圧縮、などである。
【０００８】
近年の産業技術水準に対応したこれらの技術の全てが、一般的に、廃棄物の管理、特に原子力発電所における廃棄物の管理に適用されるわけではないかもしれない。しかしながら、この研究開発の努力は、安全性及び廃棄物管理の経済性のために原子力産業及び発電所事業者によってもたらされる細心の注意を表しており、性能向上を示している。
【０００９】
本発明は、産業施設、特に原子力施設によって生成される流出ガスを処理するために使用される膜技術の特定の方法の使用に関する。
【００１０】
軽水炉技術を使用した原子力発電所の原子炉において、すなわち現在の世界的なインストールベースの約９５％において、重大な事故が生じた場合には、原子炉建屋内部の雰囲気は時間をかけて少しずつ変化し、空気、蒸気、非凝縮性ガス（基本的にＨ２、ＣＯ、ＣＯ２、エアロゾル、蒸気、ガスなどの核分裂生成物等）を含有する混合物を形成する。これらの割合は、空間的観点及び時間的観点の両方の観点から変化しうる。この混合物及び／又はこの混合物中に含まれる有害な生成物の蓄積によって生じる圧力が増加すると、水素爆発又は建屋の許容値を超える圧力をもたらす機械的完全性の損失を回避するために、最終的には外部環境へ流出される。建屋から漏れ出る流体は、空気、放射性ガス、蒸気、又は流体の混合物とすることができる。本発明の方法の課題は、放射性元素及び／又は環境的に流出すると危険な元素を、脱気段階中に分離すること、及び、このような元素をできる限り再利用するという観点から、貯蔵及び再処理のためのオプションの特別な処理のために再生すること、及び、環境への危険な流出を回避することである。
【００１１】
８０年代初頭には、事故の影響を制限するために、いくつかの原子力発電所において簡単な手段が設けられた。課題の１つは、流出ガスを特定のシステムによって制御及びろ過できるようにすることであった。
【００１２】
現在では、これらのいわゆる「緩和」システムは、ろ過工程を介した排気によって原子炉建屋内の圧力を低下させるために使用されている。世界的な原子力インストールドベースの稼働に関して、以下の２つの異なる技術が存在する。
【００１３】
・放射性ガスが区別なく捕獲される、砂ろ過：
重大な事故が生じた場合に、原子炉建屋の格納容器内部の圧力の増加を、より急速又はより緩慢にすることができる。砂ろ過システムを起動することによって、ガス・蒸気の混合物の一部を、制御された状態で放出することが可能である。これによって格納容器の過度の加圧が回避され、一方では、放射性流出物が格段に制限される。これらのサンドフィルタは主としてフランスで使用されており、ろ過すべきガスフローに含まれる有害な元素の約５０％をろ過及び保持することができるが、希ガスに対しては機能しない。図１は、サンドフィルタ２０が設けられた発電所１０と、ガス放出煙突１５の上流に配置された、廃棄物を測定するためのユニット２５とを図示している。
【００１４】
・選択的な脱気が不可能な、スパージングによる脱気システム：
これらの回路では、回路内を循環する水の一部分が、特に空気冷却塔に入る際に蒸気として雰囲気中に漏れ出る。そして他の部分は、非蒸発生成物の濃度が高くなりすぎるのを制限するために環境へと返送される。特にドイツ及びスウェーデンで使用されているこのシステムは、ろ過すべきガスフローに含まれる有害元素の約７５％の保持を可能にするが、これもまた、希ガスに対しては機能しない。このシステムは、非常に大型（＞１００ｍ３）で扱いづらいので、適用及び維持にコストがかかる。
【００１５】
これらのシステムは双方とも、区間バルブを開放するための自主的な手動のアクション又は補助されたアクションによって作動する。これらのシステムは、フローを生成して効果的にろ過するために、上流での駆動圧力を必要とする。これらのシステムの動作は、ろ過システムの大きさによって、特に液圧抵抗によって定められる圧力閾値までは受動的である。この圧力閾値より下では、ろ過機能を実施するためにアクチュエータと、ひいては電力供給部とが必要とされる。さらには種々のパラメータ、特に環境パラメータを監視するためにも、電力の供給が必要となる。
【００１６】
本発明の課題は、汚染された流出ガス及び／又は有害な流出ガス、特に放射性の流出ガスをろ過するための方法であって、上述した欠点を生じさせない方法を提供することである。
【００１７】
本発明の課題は、特に、格段に効率的なこのようなろ過方法を提供し、処理すべき流出ガスに含まれる有害な元素全体の充分なろ過を可能にすることである。
【００１８】
本発明の課題は、特に、脱気中の放射性ガスの選択的な分離、放射性ガスの捕獲、放射性ガスの選別、放射性ガスの一時的な貯蔵、放射性ガスを後続して再利用するためのオプションの処理、制御された希釈、及び、原子力発電所の格納容器の汚染雰囲気の処理、を可能にする方法を提供することである。
【００１９】
本発明の課題はさらに、永続的に利用可能であり、かつ要求に応じて継続的又は断続的に稼働可能な原子力発電所からの流出ガスをろ過するための方法を提供することである。
【００２０】
本発明の課題はさらに、重大な事故が生じた場合における稼働中の原子力発電所からの流出ガスをろ過するための方法を提供することである。
【００２１】
本発明の課題は、産業施設からの流出ガスをろ過するための、改善された膜を含む装置を提供することである。
【００２２】
したがって、本発明の課題は、産業施設からの有害な流出ガスをろ過するための方法のための膜であって、前記産業施設は、内部表面と外部表面とを含む壁を有し、前記壁は、複数の孔を有し、前記複数の孔は、前記壁の径方向及び長手方向において各々寸法が異なっている、ことを特徴とする膜である。
【００２３】
有利には、前記壁は、円筒形である。
【００２４】
択一的には、前記壁は、平面形である。
【００２５】
有利には、処理すべき前記流出ガスは、前記外部表面の外側において長手方向に流れる。
【００２６】
有利には、前記孔の寸法は、前記外部表面から前記内部表面に向かって大きくなる。
【００２７】
有利には、前記孔の寸法は、前記壁の長手方向に大きくなる。
【００２８】
第１の実施例によれば、処理すべき前記流出ガスは、事故後の産業施設の煙からなる。
【００２９】
別の実施例によれば、処理すべき前記流出ガスは、稼働中の産業施設の煙からなる。
【００３０】
別の実施例によれば、処理すべき前記流出ガスは、換気システムから抽出される。
【００３１】
別の実施例によれば、処理すべき前記流出ガスは、火災からの煙からなる。
【００３２】
別の実施例によれば、処理すべき前記流出ガスは、核分裂生産物に起因するエアロゾルからなる。
【００３３】
有利には、前記膜は、例えば、シリカカーバイド、タングステン、又はチタンのようなセラミック、及び／又は、ケブラー、及び／又は、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）又はＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）のようなポリマーをベースにして形成される。
【００３４】
本発明の上記の特徴及び利点並びにその他の特徴及び利点は、非限定的な実施例として描かれた添付図面を参照した、本発明の複数の実施形態に関する以下の詳細な説明において、より明確に理解されるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】流出ガスを処理するための従来形式のサンドフィルタを使用した、原子力発電所の概略図である。
【図２】有利な実施形態に基づくろ過方法を適用した、原子力発電所の概略図である。
【図３】原子力発電所において継続的に適用される択一的実施形態の方法の概略図である。
【図４】有利な実施形態に基づく膜の概略断面図である。
【００３６】
本発明の方法を、主として、格納容器を有する原子力発電所における適用に関連して説明する。しかしながらこの方法は、格納容器を全く有さない原子力発電所にも適用され、より一般的に言えば、任意の形式の産業施設に適用される。
【００３７】
図３に図示するようにフランスのインストールドベースの加圧水型原子炉に関して、格納容器１００は、７００００〜８００００ｍ３のオーダの容積を有しており、具体的には通常、二重壁１１０，１２０からなる。事故の結果として格納容器内に核分裂生成物（エアロゾル、蒸気、及びガスの形態）が存在すると、格納容器の雰囲気中、及び、エアロゾルの大部分が沈降しているサンプ中には、かなりのβ線量率及びγ線量率が生じる。これら２つの相において予期される線量率は、典型的には１０ｋＧｙ．ｈ−１のオーダである。
【００３８】
いずれにせよこの値は、特に、燃料の劣化状態、及び、一次回路内に保持された核分裂生成物、及び、格納容器内のサンプと雰囲気との間における核分裂生成物の分布、すなわち、格納容器内における熱水力状態の機能自体、及び当然、事故が発生してからの経過時間に基づいている。
【００３９】
流出ガスの温度は、典型的には発電所外部の環境温度よりも高い。一般的な許容温度は、シナリオと考慮される時間スケールとに応じて典型的には４０℃〜１４０℃である。なお、４０℃未満又は１４０℃を上回る温度も可能であることに留意すべきである。湿度に関しては、反応速度と推定される事故の種類とに応じて０〜１００％の範囲で変化しうる。
【００４０】
放射線分解は、オゾン、亜酸化窒素Ｎ２Ｏ、一酸化窒素ＮＯ、二酸化窒素ＮＯ２、亜硝酸ＨＮＯ２、及び、硝酸ＨＮＯ３を形成しうる。
【００４１】
種々のチームが実験的に、乾燥空気中のＯ３、ＮＯ２、五酸化二窒素Ｎ２Ｏ５の組成と、湿り空気中（水の質量分率０．５％）のＯ３、ＮＯ２、ＨＮＯ２、ＨＮＯ３の組成とを観察した。要約すると、重大な事故が生じた場合に格納容器内に存在しうる放射線分解生成物は、その大半がＮＯｘ、すなわちＮＯ２及びＮ２Ｏと、そしてもちろんＯ３である。
【００４２】
原子力発電所における水素リスクを制御することを課題とし、かつ、特に触媒再結合の性質を扱ってきたプログラムの範囲内における実験（ＩＲＳＳＮ「放射線防護・原子力安全研究所」を含むいくつかの研究室によって行われた）により、固体の金属ヨウ化物の解離によって揮発性ヨウ素を生成する物理化学的反応が検出されうるという可能性が示されている。
【００４３】
下記の表は、稼働中のフランスのインストールドベースの原子炉における重大な事故の最中に発生したソースターム（代表的には流出量）に関する、推定された主成分の大きさのオーダを示している。ソースタームは原子炉群の特性であるので、国によって差が見られる。それでもなお、これらの値は、原子力発電所に適用される本発明を実施するための寸法設定の基礎として使用することができる。
【００４４】
【表１】
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【００４５】
放射能レベルと、放出された等価質量の双方の点で、希ガスが著しく寄与していることに注目すべきである。
【００４６】
本発明の方法は、５バールにおいて４ｋｇ／ｍ３の平均比重を有する湿り空気であって、かつ、システムを稼働するための充分な駆動圧力に対して、すなわち少なくとも１バール、有利には少なくとも１０バールの絶対圧力下でもたらされる少なくとも秒速が１ｋｇ/秒の、有利には３．５ｋｇ/秒の湿り空気を処理できるように容量設計することができ、さらには、数ヶ月間にわたって、典型的には３ヶ月間にわたって、１ｋｇ以上のオーダの放射性ヨウ素を処理可能であるように容量設計することができる。
【００４７】
特に、本発明の方法の課題は、処理すべき流体の上記データ全体を考慮した無公害性の処理方法を提供することであり、これに関して必要とされる浄化係数は、以下の通りである：
・エアロゾルに関しては、本発明の方法は１０００より大きい浄化係数を有する。
・無機ヨウ素（Ｉ２）に関しては、浄化係数は１０００より大きい。
・有機ヨウ素（ＩＣＨ３）に関しては、浄化係数は１００より大きい。
・本発明の方法は、希ガスに関して有利には非常に高い浄化係数、特に１０００より大きい浄化係数を提供する。
・本発明の方法は、四酸化ルテニウム（ＲｕＯ４）に関して、１００より大きい浄化係数を有する。
・本発明の方法の課題は、放射性ガスを含む空気を処理することにより、格納容器の内部の放射能を長い時間をかけて少しずつ希釈することでもある。
【００４８】
上記の浄化係数は、ろ過装置において測定される上流／下流の比として定義される。
【００４９】
本発明の方法は、格納容器の脱気を実施するために、膜ろ過法を使用する。つまり、格納容器内の圧力の影響下、及び、Ｏ３、ＮＯ２、ＨＮＯ２、ＨＮＯ３、Ｎ２Ｏ５型の空気、蒸気、ガスを含む流体の影響下、及び、格納容器内の分裂生成物の存在の影響下において、最小として３．５〜７ｋｇ／秒の流速を放出するために、膜ろ過法を使用する。
【００５０】
本発明の方法は、有利には、キャリアとして窒素のような不活性ガスを使用する。本発明の方法によって処理される流体は、水及び蒸気で飽和させることができる。あろうがなかろうが、処理すべき流体中に存在する水による再結合及び膜の酸化の危険を阻止するために、完全にガスで飽和され、かつこれらのガスによって圧力が加えられた水は、圧力差によって複数の、典型的には４つの一連の疎水性の脱気膜２００の方に導かれる。膜分離は、ふるい分け、吸着、及び／又は、拡散によって達成される。このように窒素のようなキャリアガスによって運び去られたガスは、特に浸透圧による拡散及び分離によって疎水性膜を通過し（中空繊維による脱気方法）、そして、一連のガス拡散選択膜２１０，２２０，２３０・・・の方に導かれる。これらの膜は、要求及び／又は利益に応じて、ガスの分類及び選択を可能にするカスケード接続又は直列接続になっている。
【００５１】
膜分離法は、分離すべき分子に対する膜の選択的保持特性に基づいている。カスケードにおける最初のガス拡散選択膜によって、上記のデータ全体を考慮することができ、また、要求される浄化係数に基づいて希ガス全体を再生することができる。
【００５２】
特にセラミック（放射能に対して不活性）をベースにした選択膜が存在し、この選択膜は、特にキセノン、クリプトン、アルゴンの分離を保証する。膜を別の適当な材料で形成することも可能であり、例えばカーバイド、特にシリカ、タングステン、又はチタンのカーバイド、又はケブラー、又はポリマー、特にＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）又はＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、のような材料で形成することも可能である。このようにして分離され濃縮水の中に存在するガス全体は、各々一種類のガスを含んでいる複数の密閉された貯蔵器の中に圧縮形態で保存することができる。これらの貯蔵器を用いて、貯蔵、核分裂生成物の放射性崩壊、捕獲したガスをできる限り再利用すること、捕獲したガスを中和すること、又は、捕獲したガスを希釈によって最終的に空気中に流出することさえ、全て可能となる。
【００５３】
膜のガス拡散性及び透過選択性によって、各ガスはそれぞれ特定のセラミック膜を通過することが可能となり、こうして一方では無機ヨウ素を、他方では有機ヨウ素を捕獲することができる。
【００５４】
１つ（又は複数）の膜にわたる通路を供給することもでき、この膜の上で、セシウムのようなターゲット元素を捕獲するクラウンカリックス［４］アレン分子がグラフト化される。また同じ原理で、ストロンチウムを捕獲する膜にわたる通路を供給することもできる（例えば、特にストロンチウムに対する親和性に関連して選択される別のカリックスアレンを含む）。
【００５５】
各膜は、内部表面と外部表面とが設けられた壁からなる。この壁は、複数の孔Ｐを有する。この壁は、円筒形又は平面形とすることができる。円筒形に構成される場合には、複数の壁が同軸上に重ね合わされ、平面形に構成される場合には、複数の壁が積み重ねられる。
【００５６】
図４は、管形の膜２１０の構造をより詳細に図示している。この膜の壁は、流出ガスの有害な元素を保持するために適した複数の孔Ｐを有している。この膜は、孔の材料及び寸法に基づいて、所与の元素をろ過するという目的のために設けられている。孔の寸法は、半径方向及び軸方向に変化しており、図４において、半径方向では、例えば外側から内側に向かって小さくなるよう変化しており、軸方向では、例えば右から左へ小さくなるよう変化している。この実施例においては、ろ過すべきガスフローは、膜の外側において矢印Ａの方向に流れ、その一方でキャリアガスは、膜の内側において反対方向に、すなわち矢印Ｂの方向に流れる。ガスフロー中のろ過すべき元素は、膜の壁を外側から内側に向かって横切る際に、最も大きい孔から最も小さい孔へと通過することによって分離される。この分離は、圧力が加えられた状態において、膜の壁の内側と外側との圧力差によって、又は、拡散によって作用することができる。
【００５７】
膜は、調整された多孔性の中空繊維を有するモジュールである。螺旋状に繊維を巻回することによって、脱気速度が速いフローに曝される面積を、最小限の圧力降下で大きくすることが可能となる。孔の直径は、各ステージにおいて数ナノメータ以下に制御される。そのためにこれらの膜は、膜表面の径方向及び長手方向に沿って、捕獲すべき分子のサイズに適合した可変的な多数の孔を含む。さらに、セラミック材料を使用した有利な実施形態によれば、この材料は、放射能に対して完全に無害である。
【００５８】
キャリアガスＮ２を選択することにより、ＮＯ２、ＨＮＯ２、ＨＮＯ３、Ｎ２Ｏ５型のガスを窒素及びＨ２Ｏに再結合することができる。選択膜の排出部においてガス汚染を測定することにより、第１段階において、処理済みの清浄な流体流出物を、制御電磁弁を介して冷却体及び放出煙突へと向かわせることができる。
【００５９】
この電磁弁によれば、格納容器内の汚染物質を希釈するために、再生された窒素の全部または一部を戻り管路１３０に沿って送ることも可能である。このことは、窒素分離膜を通して放射性元素を全く放出しない酸素富化空気を返送することによって達成することができる。
【００６０】
この方法は、水質調整システムの圧力がシステムの寸法によって規定された下限値、例えば１．５バールを上回る限り、外部エネルギーなしで動作する。回路の入口弁の一つを手動で開放することによって、キャリアガス（一般的に窒素）を貯蔵するための貯蔵シリンダの自動加圧が引き起こされ、そしてこのキャリアガスが、膨張弁を介して回路に入れられる。
【００６１】
他方で、典型的に１．５バールである下限値よりも圧力が低い場合には、ガスは、アクチュエータによって、又は、例えば真空圧縮器によって加圧された外部回路によって、疎水性膜から脱気される。
【００６２】
このような実施形態は、吸引側を提供する真空ポンプを含み、この真空ポンプは、自動パージ装置と、調整システムに水を返送するブースターポンプとを備えた交換器の内部にある。真空ポンプは、選択膜側に高圧を生成するために、吸い上げられたガスを圧縮する。
【００６３】
選択膜の低圧側は、空気冷却塔によって生成される吸引によって、又は、ファンによる格納容器内の再循環空気の吸引によって達成される。
【００６４】
有利には、この方法は、流出する放射能を低減するための、特に金属製プレフィルタを用いた第１のフロントろ過と、処理すべき流出物からＣＯ２、ＣＯ、蒸気、及び残留水を分離するための、第２のタンジェンシャルろ過と、例えば無機ヨウ素、有機ヨウ素、希ガスのような有害な元素を分離及び貯蔵するため、及び、残留空気、ＣＯ２、ＣＯを煙突１５０へと放出するための、ガス拡散による第３のろ過と、窒素のようなキャリアガスをガス透過によって再生するため、つまり、戻り管路１３０を介して格納容器１００の内部で再利用又は希釈するための、第４のろ過とを含む。
【００６５】
本発明の方法によれば、計画介入中における格納容器での迅速な介入が可能となるよう、事故以外の格納容器の放射性環境を処理することも可能である。このことは特に図３に示しており、ここでは２つの壁１１０と１２０の間に含まれている雰囲気が永続的に監視される。このようにすると、内側の壁１１０の中で漏れが生じた場合に、漏れが修復される次回のメンテナンスまで流出物を継続的にろ過することができる。これにより、このような漏れが生じると直ぐに発電所が停止してしまうという事態は回避される。
【００６６】
本発明の方法の特別な利点は、その信頼性と特に高い効率である。実に、有害な元素の９９．５％より多くを捕獲することができ、既存の装置とは異なり、希ガスに対しても有効である。
【００６７】
本発明の方法は、非分散型の技術を使用する。すなわち、フォーム又はエマルジョンの危険がない。このろ過システムはロバストであり、ロータリー型の吸収カラムとは異なり、可動部分を全く有さない。この方法は、格納容器の圧力の変化、湿度測定率、又は、温度変化に関係なく動作する。この方法は、特に流量に応じた線膨張率を考慮することによって工業規模で容易に作成することができる。これは明らかに既存の装置よりも経済的である。
【００６８】
本発明の方法は、モジュール式の原理を利用しており、特に接続、組み立て、封止において、モジュール式の原理に適した技術を使用している。モジュール式の原理により、多数のモジュールを格納容器の汚染元素と目標再生率とに応じて適合させることができるので、フレキシビリティが増加する。
【００６９】
モジュールの製造は、数千から数百万以上の基本繊維を集めることによって達成され、数百から数千平方メートル（ｍ２）の膜面積に対して、積算長さは１０００ｋｍに達しうる。
【００７０】
本発明の方法は、高圧回路（ＨＰ）及び低圧回路（ＬＰ）、すなわちチューブ側及びカレンダー側を備えたチューブ式交換器の構造を有する中空繊維を備えるモジュールを含む。本発明の方法の利点は、特にそのコンパクトさにある。なぜなら、交換面の比表面積がカラムに比べて格段に大きい、すなわち３０〜３００ｍ２／ｍ３ではなく、２０００〜３０００ｍ２／ｍ３であるからである。
【００７１】
本発明の方法によれば、希ガスを含む全ての放射性ガスを選択的に脱気することができる。
【００７２】
本発明の方法によれば、圧縮ガス貯蔵器からの流出ガスを完全に管理することが可能となり、流出ガスを固形廃棄物に変形させるためのゼオライトを用いて、この流出ガスをできる限り処理する、又は、以後に使用することができる。
【００７３】
本発明の方法を換気システムに搭載すると、２重の放出機会を有するシステムによって格納容器の汚染をできる限り希薄にすることが可能となる。本発明の方法を、流出ガスを処理するために使用すると、希ガスを完全に管理することが可能となる。
【００７４】
本発明の方法を、原子力発電所の回路からの流出ガスを処理するために使用すると、放射性ガス又は放射性ガスによる環境に対する危険を完全に管理することが可能となる。
【００７５】
本発明の方法を、インジェクション回路の処理中に放出される有害ガスを再生するための回路に搭載すると、有害ガスを再生してこれを処理することが可能となる。膜分離の性能は、以下のような膜の固有特性を組み合わせた結果である：
・選択性
・浸透性
・モジュールにおけるフローの圧力、温度、レイアウトのような動作パラメータ。
【００７６】
膜分離法に関する別の重要なパラメータは、膜の両側における圧力差である。（高圧の増加又は低圧の減少による）圧力差の増加は、浸透のための駆動力の増加をもたらし、分離をより容易にする。
【００７７】
ガス分離に関連した適用に関して、高圧は一般的に上流処理によって加えられるので、最適化に重要なパラメータは、浸透の低圧、すなわちガスが生成される圧力である。膜分離の性能の観点から、できる限り低い圧力が望ましい。
【００７８】
別の有利な側面によれば、上述したような原子力発電所のための複数の膜を使用した分類方法を、別の種類の産業施設で使用することもでき、特に化学プラントにおいて使用することもできる。膜の数及び種類は、ろ過及び分類すべき元素に基づいて選択される。
【００７９】
ここまで、特定の実施形態を参照しながら本発明について説明してきたが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、当業者によって、添付の特許請求の範囲によって規定された本発明の権利範囲から逸脱することなく全ての有用な変更を加えることができることは自明である。
【図１】
2015509045.tif 000004
【図２】
2015509045.tif 000005
【図３】
2015509045.tif 000006
【図４】
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【手続補正書】
【提出日】平成26年8月1日(2014.8.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
産業施設からの流出ガスをろ過するための方法のための膜（２１０）において、
前記膜（２１０）は、内部表面と外部表面とを含む壁を有し、
前記壁は、複数の孔（Ｐ）を有し、
前記複数の孔（Ｐ）は、前記壁の径方向及び長手方向において各々寸法が異なっている、
ことを特徴とする膜。
【請求項２】
前記壁は、円筒形である、
ことを特徴とする請求項１に記載の膜。
【請求項３】
前記壁は、平面形である、
ことを特徴とする請求項１に記載の膜。
【請求項４】
処理すべき前記流出ガスは、前記外部表面の外側において長手方向に流れる、
ことを特徴とする請求項１記載の膜。
【請求項５】
前記孔の寸法は、前記外部表面から前記内部表面に向かって大きくなる、
ことを特徴とする請求項１記載の膜。
【請求項６】
前記孔の寸法は、前記壁の長手方向に大きくなる、
ことを特徴とする請求項１記載の膜。
【請求項７】
処理すべき前記流出ガスは、事故後の産業施設からの煙からなる、
ことを特徴とする請求項１記載の膜。
【請求項８】
処理すべき前記流出ガスは、稼働中の産業施設からの煙からなる、
ことを特徴とする請求項１記載の膜。
【請求項９】
処理すべき前記流出ガスは、換気システムから抽出される、
ことを特徴とする請求項１記載の膜。
【請求項１０】
処理すべき前記流出ガスは、火災からの煙からなる、
ことを特徴とする請求項１記載の膜。
【請求項１１】
処理すべき前記流出ガスは、核分裂生成物に起因するエアロゾルからなる、
ことを特徴とする請求項１記載の膜。
【請求項１２】
前記膜は、セラミック、及び／又は、ケブラー、及び／又は、ポリマーをベースにして形成される、
ことを特徴とする請求項１記載の膜。
【国際調査報告】
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2015509045.tif 000009
2015509045.tif 000010
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