(57)【要約】【課題】従来に比して一段と簡易に除染の処理を実行することができる除染装置及び除染方法を提供する。【解決手段】電極間の電圧の印加によって電極間の水に電流を流して生じるジュール熱により、抵抗の温度係数が、見かけ上、正になる温度領域にまで水を加熱し、該加熱した水により、及び又は該加熱した水による水蒸気により放射能を除染する。【選択図】図１
2013127381.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極間の電圧の印加によって前記電極間の水に電流を流して生じるジュール熱により、前記電極間の水を加熱する加熱部を有し、
前記加熱部により抵抗の温度係数が、見かけ上、正になる温度領域にまで水を加熱し、加熱した水、及び又は該加熱した水からの水蒸気を送出する
除染装置。
【請求項２】
前記加熱部は、
電極間の水に電流を流して生じるジュール熱により、前記電極間の水を加熱する複数の加熱ユニットを接続して作製された
請求項１に記載の除染装置。
【請求項３】
電極間の電圧の印加によって前記電極間の水に電流を流して生じるジュール熱により、抵抗の温度係数が、見かけ上、正になる温度領域にまで水を加熱し、該加熱した水により、及び又は該加熱した水からの水蒸気により除染する
除染方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、除染装置及び除染方法に関し、ジュール熱による加熱により抵抗の温度係数が、見かけ上、正になる温度領域まで水を加熱し、この加熱した水により、及び又はこの加熱した水からの水蒸気により放射能を除染するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、放射能の除染は、水を吹き付けて放射性物質を洗い流したり、放射性物質を含んだ表土を削り取ったりして実行している。
【０００３】
また放射性物質の処理に関して、従来、特開２００４−７７２０１号公報には、気体状の放射性物質を非放射性の安定元素へ変換する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−７７２０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで除染の処理を簡易に実行することができれば、便利であると考えられる。
【０００６】
本発明は、以上の点を考慮したもので、従来に比して一段と簡易に除染の処理を実行することができる除染装置及び除染方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するため請求項１の発明は、除染装置に適用して、
電極間の電圧の印加によって前記電極間の水に電流を流して生じるジュール熱により、前記電極間の水を加熱する加熱部を有し、
前記加熱部により水の抵抗の温度係数が、見かけ上、正になる温度領域にまで水を加熱し、加熱した水、及び又は該加熱した水による水蒸気を送出する。
【０００８】
請求項１の発明によれば、水の抵抗の温度係数が、見かけ上、正になる温度領域にまで水を加熱し、加熱した水、及び又は該加熱した水からの水蒸気を送出することにより、この水及び又は水蒸気を利用して対象物を除染することができる。
【０００９】
また請求項２の発明は、請求項１の構成において、
前記加熱部は、
電極間の水に電流を流して生じるジュール熱により、前記電極間の水を加熱する複数の加熱ユニットを接続して作製される。
【００１０】
請求項２の発明によれば、加熱ユニットの数の設定により、所望する水量に柔軟に対応することができる。
【００１１】
請求項３の発明は、除染方法に適用して、
電極間の電圧の印加によって前記電極間の水に電流を流して生じるジュール熱により、水の抵抗の温度係数が、見かけ上、正になる温度領域にまで水を加熱し、該加熱した水により、及び又は該加熱した水からの水蒸気により除染する。
【００１２】
請求項３の発明によれば、見かけ上、温度係数が正になる温度領域にまで水を加熱し、加熱した水、及び又は該加熱した水による水蒸気により、対象物を除染することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、従来に比して簡易に除染の処理を実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の除染装置を示す平面図である。
【図２】図１の除染装置の側面図である。
【図３】図１の除染装置における電極の配置の説明に供する図である。
【図４】温度による電流の変化を示す特性曲線図である。
【図５】除染結果を示す特性曲線図である。
【図６】図５とは異なる例による除染結果を示す特性曲線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、適宜図面を参照しながら、本発明の実施の形態を詳述する。
【００１６】
〔第１実施形態〕
図１は、本発明の実施の形態に係る除染装置の平面図であり、図２は、この除染装置の側面図である。除染装置１は、全体が箱型のケース２に収納されて構成される。除染装置１は、内部に貯水タンク３が設けられ、吸水管４を介して水道、貯水槽、ため池等からこの貯水タンク３に水が供給される。このため吸水管４、貯水タンク３には、貯水量を制御する各種の構成が設けられる。
【００１７】
この貯水タンク３の下方には、高圧ポンプ５が配置され、この高圧ポンプ５により貯水タンク３に貯水した水を加圧して加熱部Ｈに送出する。加熱部Ｈは、この高圧ポンプ５により送り出された水を、水のジュール熱により加熱する部位である。加熱部Ｈは、第１〜第４の加熱ユニット６〜９により構成される。ここで各加熱ユニット６〜９は、それぞれ水を加熱するユニットである。この除染装置１は、高圧ポンプ５から送出された水を、加熱ユニット６で加熱した後、２系統に分割してそれぞれ加熱ユニット７及び８で加熱し、その後１系統にまとめて加熱ユニット９で加熱する。これにより除染装置１は、順次段階的に水を加熱する。
【００１８】
ここで第１〜第３の加熱ユニット６〜８は、同一に構成される。第１〜第３の加熱ユニット６〜８は、略長方体形状により本体部分６Ａ、７Ａ、８Ａが形成される。加熱ユニット６〜８は、この本体部分６Ａ、７Ａ、８Ａの下方より水が供給され、この水を上方に搬送しながら加熱する。またこの加熱した水を上方より送出する。第１〜第３の加熱ユニット６〜８は、この本体部分６Ａ〜８Ａにおける水の加熱を水のジュール熱により実行する。このため本体部分６Ａ〜８Ａには、電圧の印加に供する電極群が、水の流れに沿った方向にほぼ平行に１対配置される。
【００１９】
これに対して最終段の加熱ユニット９は、この電極群が１つ配置され、さらに本体部分９Ａの中央より給水されて上下より排水が可能な点を除いて、第１〜第３の加熱ユニット６〜８と同一に構成される。
【００２０】
図３は、この電極群における電極の配置を下方向より見て示す図である。この電極群１０は、金属による円柱形状の電極Ｒ、Ｓ、Ｔを、その中心軸の延長する方向が水流の方向となるように配置して、ほぼ平行に、所定の配置により配置して形成される。電極Ｒ、Ｓ、Ｔは、それぞれ３相商用電源の各相が接続される３つのグループに区分され、各グループには、それぞれ１２本の電極が割り当てられる。なお図３では、３相商用電源の各相に接続される電極をそれぞれ符号Ｒ、Ｓ、Ｔにより示す。電極群１０は、最外周側の電極を除いて、水平方向、斜め６０度の方向に、順次循環的に各相の電極Ｒ、Ｓ、Ｔが配置され、これにより効率良くジュール熱を発生できるように構成される。
【００２１】
この電極群１０は、隣接する電極Ｒ、Ｓ、Ｔの間隔Ｄが所定の間隔となるように配置され、この実施形態ではこの間隔Ｄが１５ｍｍに設定される。またこの間隔Ｄに対して各電極Ｒ〜Ｔは、直径ｄが６ｍｍに設定される。これによりこの除染装置１では、電極間の放電を有効に回避して、電極間への電圧の印加により電極間を流れる水に電流を流し、その結果生じるジュール熱により電極間を流れる水を加熱する。
【００２２】
ここで図４は、この除染装置１の起動時における水温と電流との時間経過を示す図である。なお水温は、ノズル１４の直近でノズル１４より吐出されたる水（水蒸気）を測定した。実験した結果によれば、時間の経過により水温Ｔが上昇し、これに伴って電流Ｉが増大するものの、温度が９５度以上になると、電流Ｉが減少を始める。さらに時間の経過によりこの電流Ｉの減少が低下し、ほぼ６０Ａで変化が停止した。この電流の減少は、加熱により電極間の水が沸騰し、その結果電極に対する水の接触面積が低下することによるものであり、その結果、水温がほぼ９５度以上の温度領域では、見かけ上、水の抵抗に係る温度係数が正になる。
【００２３】
ここでこのように起動した後に、電極間の水が沸騰を開始して電極間の電流が時間経過により低下する加熱の領域を、水の抵抗が、見掛け上、正の温度計数となる温度領域と定義する。除染装置１では、起動を開始した後、電流Ｉが安定した状態で後述する除染処理を開始する。除染装置１は、この見かけ上の温度係数が正となる温度領域での加熱を維持できるように、予定の消費水量に応じて各部の流量が設定され、さらに加熱部Ｈに複数の加熱ユニット６〜９が構成される。
【００２４】
除染装置１は、この最終段の加熱ユニット９からノズル１４に流路が形成される。この実施形態では、このノズル１４にホースを接続し、このホースを介してノズル１４からの水蒸気を除染対象に吹き付けて除染対象を除染する。なおノズル１４の下方には、最終段の加熱ユニット９で加熱した水を排出する排出ノズル１５が別途設けられる。
【００２５】
ここでこのようにジュール熱による加熱により抵抗に係る温度係数が見かけ上正になる温度領域にまで水を加熱した場合、この水による水蒸気にあっては、極めて高い反応性を示し、抗菌、洗浄、消臭等に利用することができる。これによりこのような水蒸気を除染に利用できないかと検討したところ、極めて顕著な効果を奏することが判った。
【００２６】
図５は、福島県において採取した土砂に対して、図１の除染装置で生成した水蒸気を６分間散布するようにして、散布開始からの時間経過による線量を測定した測定結果である。また図６は、福島県で採取した稲藁に対して、同様の測定を行った測定結果である。なおこれらの測定において、水蒸気量は、水に換算して毎分２リットルであった。また水蒸気は、ノズル１４から直接対象物に吹きつけるようにし、ノズル１４から対象物までの距離は、約４ｍに設定した。これら２つの測定結果では、水蒸気の散布に伴い徐々に線量が低下し、線量がほぼ１／２に低下していることが判る。これらにより従来方法では除染の難しい対象物について、充分に放射線量を低減することができ、これにより従来に比して一段と簡易に除染の処理を実行することができる。
【００２７】
特に、この実施形態では、水蒸気の散布により除染の処理を実行することにより、従来の水による除染では線量を低下させることが困難であった、屋根瓦、コンクリート等の微細な凹部を備える除染対象物についても、効率良く除染できると考えられる。
【００２８】
以上の構成によれば、電圧の印加によって電極間の水に電流を流して生じるジュール熱により、抵抗の温度係数が、見かけ上、正になる温度領域にまで水を加熱し、該加熱した水による水蒸気の散布により放射能を除染することにより、従来に比して一段と簡易に除染の処理を実行することができる。
【００２９】
またこの加熱に供する加熱部を、複数の加熱ユニットにより構成することにより、加熱ユニット数の設定により、所望する水量の変化に柔軟に対応することができる。
【００３０】
〔第２実施形態〕
この実施形態では、図１について上述した除染装置１において、加熱ユニット９の下方のノズル１５から加熱した水を受け、この水を除染対象に散布する。この実施形態では、このようにして水蒸気に代えて水により除染する点を除いて、第１実施形態と同一に構成される。
【００３１】
ここでこのようにしてノズル１５からの水にあっても、この除染装置１においては、ジュール熱により、抵抗の温度係数が、見かけ上、正になる温度領域にまで加熱されている。この水を、充分に温度が低下した状態で、密閉容器に封入した除染対象に散水して除染の効果を確認した。なお除染対象は、福島県内で採取した杉の樹皮であり、散水量は樹皮１ｋｇに対して１００ｃｃである。この実験では、比較対象として採取した除染対象からは、セシウム１３４、１３７がそれぞれ２４２００Ｂｑ／ｋｇ、３０５００Ｂｑ／ｋｇ検出された。これに対して散水した除染対象からは、セシウム１３４、１３７がそれぞれ５９２０Ｂｑ／ｋｇ、７２００Ｂｑ／ｋｇ検出された。これにより除染の効果を確認することができた。なおこの測定では、散水から測定までの時間は、約７０分であった。
【００３２】
この実施形態では、電極間の水に電流を流して生じるジュール熱により、抵抗の温度係数が、見かけ上、正になる温度領域にまで加熱した水を使用しても、第１実施形態と同様に、従来に比して一段と簡易に除染の処理を実行することができる。
【００３３】
〔他の実施形態〕
以上、本発明の実施に好適な具体的な構成を詳述したが、本発明は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上述の実施形態の構成を種々に変更することができる。
【００３４】
すなわち上述の実施形態では、ジュール熱のみにより水を加熱する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、実用上充分な範囲で補助的な過熱源としてヒータ等を設けるようにしてもよい。
【００３５】
また上述の実施形態では、第１の加熱ユニット６で加熱した後、２系統に分割してそれぞれ加熱ユニット７及び８で加熱し、その後１系統にまとめて加熱ユニット９で加熱する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、加熱ユニットの配置方法、流路の作製方法は必要に応じて種々に変更することができる。
【００３６】
また上述の実施形態では、流路に加熱ユニットを配置する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えばタンクに電極群を投入して過熱する場合等、加熱の形態は必要に応じて種々に変更することができる。
【符号の説明】
【００３７】
１  除染装置
２  ケース
３  貯水タンク
４  吸水管
５  高圧ポンプ
６〜９  加熱ユニット
６Ａ〜９Ａ  本体部分
１０  電極群
１４、１５  ノズル
Ｒ、Ｓ、Ｔ  電極
Ｈ  加熱部
【図１】
2013127381.tif 000003
【図２】
2013127381.tif 000004
【図３】
2013127381.tif 000005
【図４】
2013127381.tif 000006
【図５】
2013127381.tif 000007
【図６】
2013127381.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成23年12月19日(2011.12.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
ここでこのようにしてノズル１５からの水にあっても、この除染装置１においては、ジュール熱により、抵抗の温度係数が、見かけ上、正になる温度領域にまで加熱されている。この水を、充分に温度が低下した状態で、密閉容器に封入した除染対象に散水して除染の効果を確認した。なお除染対象は、福島県内で採取した杉の樹皮であり、散水量は樹皮１ｋｇに対して１００ｃｃである。この実験では、比較対象として採取した除染対象からは、セシウム１３４、１３７がそれぞれ２４２００Ｂｑ／ｋｇ、３０５００Ｂｑ／ｋｇ検出された。これに対して散水した除染対象からは、セシウム１３４、１３７がそれぞれ５９２０Ｂｑ／ｋｇ、７２００Ｂｑ／ｋｇ検出された。これにより除染の効果を確認することができた。なおこの測定では、散水から測定までの時間は、約７０時間であった。