(57)【要約】【課題】セシウム１３７の酸化物及び水酸化物を含む処理対象物体からセシウムを除去する処理方法及び処理装置を提供すること。【解決手段】処理方法は、処理対象物体を予熱し、加熱し、回収する。処理対象物体は、同位体を含むセシウムの水酸化物及び酸化物を含む。予熱工程は、処理対象物体を、常圧下で、同位体を含むセシウムの水酸化物及び酸化物の蒸発直下の温度まで予熱する。加熱工程は、予熱後、処理対象物体を、同位体を含むセシウムの水酸化物及び酸化物が分解して蒸発物となり、かつ、蒸発物中の金属セシウムが無酸化状態となる、加熱温度条件及び減圧度条件で、加熱する。回収工程は、蒸発物中の金属セシウムを含む析出物（不純物）を回収する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
同位体を含むセシウム水酸化物及び酸化物を含む処理対象物体を、常圧下で、セシウム及びどの同位体の水酸化物及び酸化物の蒸発直下の温度まで予熱し、
前記予熱後、前記処理対象物体を、前記同位体を含むセシウムの水酸化物及び酸化物が分解して蒸発物となり、かつ、前記蒸発物中の金属セシウムが無酸化状態となる、加熱温度条件及び減圧度条件で、加熱し、
前記蒸発物中の前記金属セシウム及び同位体を含むセシウムを有する析出蒸発物を回収する
処理方法。
【請求項２】
請求項１に記載の処理方法であって、
前記蒸発物中の金属セシウム及び同位体を含むセシウムを有する析出蒸発物の回収は、吸着剤による吸着法、一般濾過材による濾過法、液体粘着濾過法、遠心分離法、イオン交換樹脂法、繊維状濾過材による濾過法及び逆浸透膜による濾過法からなる群から選択された少なくとも１つを用いて行う
処理方法。
【請求項３】
請求項２に記載の処理方法であって、
前記予熱前に、前記処理対象物体から不純物を含む塩類を除去する
処理方法。
【請求項４】
請求項３に記載の処理方法であって、
前記処理対象物体は、土壌、汚泥、植物、石材、汚染水及び焼却灰からなる群から選択された少なくとも１種を含む
処理方法。
【請求項５】
同位体を含むセシウムの水酸化物及び酸化物を含む処理対象物体を、前記同位体を含むセシウムの水酸化物及び酸化物が分解して蒸発物となり、かつ、前記蒸発物中の金属セシウムが無酸化状態となる、加熱温度条件及び減圧度条件で、加熱する蒸発加熱炉と、
前記蒸発加熱炉に連設された配管と、
前記配管中に設けられた、前記蒸発物中の前記金属セシウム及び同位体を含むセシウムを有する析出蒸発物を常圧下で回収する第１の回収装置と
を具備する処理装置。
【請求項６】
請求項５に記載の処理装置であって、
前記配管中に設けられた、前記蒸発加熱炉と前記配管内を減圧状態とする真空ポンプと、
前記配管中に設けられ前記真空ポンプと前記蒸発加熱炉との間に配置される、前記蒸発物中の前記金属セシウム及び同位体を含むセシウムを有する析出蒸発物を、前記真空ポンプにより形成される減圧下で回収する第２の回収装置と
を更に具備し、
前記第１の回収装置には前記真空ポンプを通過した前記蒸発物が投入される
処理装置。
【請求項７】
請求項６に記載の処理装置であって、
前記第１の回収装置及び前記第２の回収装置はそれぞれ、吸着装置、一般濾過装置、液体粘着濾過装置、遠心分離濾過装置、イオン交換樹脂濾過装置、繊維状濾過装置及び逆浸透膜濾過装置からなる群から選択された少なくとも１つを備える
処理装置。
【請求項８】
請求項５に記載の処理装置であって、
前記蒸発加熱炉内に搬入される前の前記処理対象物体を、常圧下で、前記同位体を含むセシウムの水酸化物及び酸化物の蒸発直下の温度まで予熱する予熱炉
を更に具備する処理装置。
【請求項９】
請求項８に記載の処理装置であって、
前記予熱前に、前記処理対象物体から不純物を含む塩を除去する塩除去装置
を更に具備する処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射性物質で汚染された汚染物質の除染に用いる処理方法及び処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電炉の事故などによる大気中への放射性物質飛散によって、土壌、森林、草木、石材、建築物等は汚染され、生体への影響が懸念されている。例えば原子力発電炉の事故で莫大な量が放出された放射性物質である１３７Ｃｓ（以下、セシウム１３７と称す。）は、大気中に放出されたとたん、空気中の酸素と反応しただちに酸化セシウムＣｓＯや水分と反応して水酸化セシウムＣｓＯＨを形成する。セシウム１３７は半減期が３０年と非常に長い。現在、このような放射性汚染物質の処理は、石材、建築物などは、水で放射性物質を洗い流して処理される。また、土壌、植物、汚泥などは、掘り起こし分離収集して、放射性物質置き場に移転させて処理されている。しかしながら、これらセシウム１３７の化合物は水に溶解するため、洗い流し処理では、セシウム１３７が広がり危険である。
特許文献１には、放射性物質を含む放射性廃棄物を減圧状態で加熱し、放射性物質を気化させて放射性廃棄物から分離する一方で、気化した放射性物質を凝縮させて液体、または固体で回収することが記載されている。特許文献１に記載の処理装置では、加熱容器、加熱容器内で加熱され蒸発した放射性物質が凝縮する凝縮管、及び、放射性物質を回収する回収容器は、真空ポンプによって減圧される。特許文献１には、ハロゲン化セシウムで汚染された廃棄物からセシウムのみを回収することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２０６５９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の特許文献１では、ハロゲン化セシウムで汚染された廃棄物からセシウムのみを回収することは記載されているものの、同位体を含むセシウムの酸化物及び水酸化物からセシウムを回収することは記載されていない。
【０００５】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、同位体を含むセシウムの酸化物及び水酸化物を含む処理対象物体からセシウムを除去する処理方法及び処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る処理方法は、処理対象物体を予熱し、加熱し、回収する。
上記処理対象物体は、同位体を含むセシウムの水酸化物及び酸化物を含む。
上記予熱工程は、上記処理対象物体を、常圧下で、同位体を含むセシウムの水酸化物及び酸化物の蒸発直下の温度まで予熱する。
上記加熱工程は、上記予熱後、上記処理対象物体を、上記同位体を含むセシウムの水酸化物及び酸化物が分解して蒸発物となり、かつ、上記蒸発物中の金属セシウム及びが無酸化状態となる、加熱温度条件及び減圧度条件で、加熱する。
前記回収工程は、上記蒸発物中の上記金属セシウム及び同位体を含むセシウムを有する析出蒸発物を回収する。
【０００７】
本発明の他の形態に係る処理装置は、蒸発加熱炉と、配管と、第１の回収装置とを具備する。
上記蒸発加熱炉は、同位体を含むセシウムの水酸化物及び酸化物を含む処理対象物体を、上記同位体を含むセシウムの水酸化物及び酸化物が分解して蒸発物となり、かつ、上記蒸発物中の金属セシウムが無酸化状態となる、加熱条件及び減圧度条件で、加熱する。
上記配管は、上記蒸発加熱炉に連設される。
上記第１の回収装置は、上記配管中に設けられた、上記蒸発物中の上記金属セシウム及びセシウムを含む析出蒸発物を常圧下で回収する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、同位体を含むセシウムの酸化物及び水酸化物を含む処理対象物体から同位体を含むセシウムを除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る処理装置の全体構成を示す図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る処理装置の全体構成を示す図である。
【図３】本発明の第３の実施形態に係る処理装置の全体構成を示す図である。
【図４】本発明の第４の実施形態に係る処理装置の回収装置に用いられるカセットの概略斜視図である。
【図５】本発明の第４の実施形態に係る処理装置の回収装置に用いられる他のカセットの概略斜視図である。
【図６】本発明の第５の実施形態に係る処理装置の回収部の構成を示す図である。
【図７】本発明の第６の実施形態に係る処理装置の回収部の構成を示す図である。
【図８】本発明の第７の実施形態に係る処理装置の回収部の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の一形態に係る処理方法は、処理対象物体を予熱し、加熱し、回収する。
上記処理対象物体は、同位体を含むセシウムの水酸化物及び酸化物を含む。
上記予熱工程は、上記処理対象物体を、常圧下で、同位体を含むセシウムの水酸化物及び酸化物の蒸発直下の温度まで予熱する。
上記加熱工程は、上記予熱後、上記処理対象物体を、上記同位体を含むセシウムの水酸化物及び酸化物が分解して蒸発物となり、かつ、上記蒸発物中の金属セシウムが無酸化状態となる、加熱温度条件及び減圧度条件で、加熱する。
前記回収工程は、上記蒸発物中の上記金属セシウム及び同位体を含むセシウムを有する析出蒸発物を回収する。
【００１１】
処理対象物体を予熱することにより処理対象物体中の水分を除去することができる。処理対象物体として土壌や石材を用いた場合は、予熱により表面水分を除去し、植物を用いた場合は予熱より植物の含有水分を除去することができる。このように、加熱に先立って常圧で予熱することにより、その後の減圧処理時に、より短時間で目標減圧度とすることができる。
また、処理対象物体を、同位体を含むセシウムの水酸化物及び酸化物が分解して蒸発物となる加熱温度条件及び減圧度条件で加熱することにより、同位体を含むセシウムの水酸化物及び酸化物は、金属セシウムとなる。そして、この加熱温度条件及び減圧度条件に加え、蒸発物中の金属セシウムが無酸化状態となるような加熱温度条件及び減圧度条件で加熱することにより、金属セシウムや他の金属蒸発物の金属としての回収が可能となり、また、急激な酸化による爆発を防止することができる。
そして、加熱により得られる蒸発物中の金属セシウム及び同位体を含むセシウムを有する析出蒸発物を回収する。
尚、同位体を含むセシウムとは、セシウム及びその同位体のことを指す。セシウムの同位体としては例えば放射性物質であるセシウム１３７等がある。また、セシウムを含む析出蒸発物としては例えば酸化セシウム（ＣｓＯ）等がある。
【００１２】
上記蒸発物中の上記金属セシウムの回収は、吸着剤による吸着法、一般濾過材による濾過法、液体粘着濾過法、遠心分離法、イオン交換樹脂法、繊維状濾過材による濾過法及び逆浸透膜による濾過法からなる群から選択された少なくとも１つを用いて行ってもよい。
このように、吸着剤による吸着法、一般濾過材による濾過法、液体粘着濾過法、遠心分離法、イオン交換樹脂法、繊維状濾過材による濾過法及び逆浸透膜による濾過法のいずれか、或いは、これらを組みあわせて、同位体を含むセシウムの回収装置を構成し、蒸発した金属セシウム及び同位体を含むセシウムを有する析出蒸発物を回収することができる。吸着剤による吸着法、一般濾過材による濾過法、液体粘着濾過法、遠心分離法、イオン交換樹脂法、繊維状濾過材による濾過法及び逆浸透膜による濾過法それぞれを単独で用いるよりも、組み合わせて用いる方が、回収精度が向上する。
吸着剤には、活性炭、ゼオライトなどを用いることができる。
濾過材には、布地、金網、活性白土などを用いることができ、更にイオン交換樹脂などを用いることができる。
繊維状濾過材は、繊維状の濾過材である。
逆浸透膜は、濾過膜の一種である。逆浸透膜は、水を通しイオンや塩類など水以外の不純物を透過しない性質を持つ膜である。セシウムの同位体である放射性物質セシウム１３７は、逆浸透膜の分画分子量に比べて大きいため、逆浸透膜を通ることができない。
【００１３】
上記予熱前に、上記処理対象物体から不純物を含む塩類を除去してもよい。
このように、処理対象物体が海水に浸されるなどして塩類を含む場合、塩類を除去してから蒸発加熱することが望ましい。すなわち、ＮａＣｌ（塩化ナトリウム）といった塩類が処理対象物体に混入している状態で、蒸発加熱、濾過を行うと、回収装置に用いられる吸着剤である吸着フィルタ、一般濾過材である濾過フィルタといった回収材に塩がつまったり、真空ポンプのシャフトに塩がからまりシャフトがまわらなくなるといった故障が生じる可能性がある。そこで、蒸発加熱、濾過処理に先立って、塩類除去処理を行うことにより、回収材に塩がつまったりといったことを防止することができる。
【００１４】
上記処理対象物体は、土壌、汚泥、植物、石材、汚染水及び焼却灰からなる群から選択された少なくとも１種を含んでもよい。
これにより、セシウム１３７が除去された土壌、汚泥は、例えば農地用の土壌として、セシウム１３７が除去された石材は例えば建築用石材として再利用できる。セシウム１３７が除去された植物はエネルギー資源に利用することができる。
【００１５】
本発明の他の形態に係る処理装置は、蒸発加熱炉と、配管と、第１の回収装置とを具備する。
上記蒸発加熱炉は、同位体を含むセシウムの水酸化物及び酸化物を含む処理対象物体を、上記同位体を含むセシウムの水酸化物及び酸化物が分解して蒸発物となり、かつ、上記蒸発物中の金属セシウムが無酸化状態となる、加熱条件及び減圧度条件で、加熱する。
上記配管は、上記蒸発加熱炉に連設される。
上記第１の回収装置は、上記配管中に設けられた、上記蒸発物中の上記金属セシウム及び同位体を含むセシウムを有する析出蒸発物を常圧下で回収する。
【００１６】
このような蒸発加熱炉を用いることにより、処理対象物体に含まれる同位体を含むセシウムの水酸化物及び酸化物は、金属セシウムとなり、これを蒸発加熱炉と連設する第１の回収装置で回収することができる。
第１の回収装置では常圧下で金属セシウム及び同位体を含むセシウムを有する析出蒸発物を回収するので、配管から同位体を含むセシウムを有する廃ガスが放出されることがない。
ここで、上述の特許文献１の処理装置においては、減圧下で放射性物質を回収している。この処理装置による処理では、蒸発した放射性物質は、真空ポンプに向かって高速で進み、蒸発し冷却により固体化して、真空ポンプに集積し、真空ポンプの回転を妨げ、処理装置内の減圧が困難となる恐れがある。また、蒸発した放射性物質の一部は、真空ポンプの吸引力で廃ガスと共に装置外部に放出される恐れがある。
これに対し、本発明においては、常圧下で金属セシウム及び同位体を含むセシウムを有する析出蒸発物を回収するので、これらセシウムを回収する第１の回収装置内を減圧下状態とする真空ポンプが必要なく、真空ポンプの吸引力によって蒸発物中の金属セシウム及び同位体を含むセシウムを有する析出蒸発物が配管外に放出されることがない。
【００１７】
上記配管中に設けられた、上記蒸発加熱炉と上記配管内を減圧状態とする真空ポンプと、上記配管中に設けられ上記真空ポンプと上記蒸発加熱炉との間に配置される、上記蒸発物中の上記金属セシウム及び同位体を含むセシウムを有する析出蒸発物を、上記真空ポンプにより形成される減圧下で回収する第２の回収装置とを更に具備してもよい。
このような処理装置においては、蒸発加熱炉で蒸発された金属セシウム及び同位体を含むセシウムを有する析出蒸発物は、第２の回収部、第１の回収部を順に経て回収される。第２の回収部による回収は真空ポンプにより形成される減圧下で行われるが、この第２の回収部による回収の際、真空ポンプの吸引力によって蒸発物中の金属セシウム及び同位体を含むセシウムを有する析出蒸発物が真空ポンプから廃ガスと共に放出される恐れがある。しかしながら、真空ポンプから放出される廃ガス内の金属セシウム及び同位体を含むセシウムを有する析出蒸発物は、常圧下で処理が行われる第１の回収部により回収されるので、配管外には金属セシウム及び同位体を含むセシウムを有する析出蒸発物が除去された廃ガスが放出される。
【００１８】
上記第１の回収装置及び上記第２の回収装置はそれぞれ、吸着装置、一般濾過装置、液体粘着濾過装置、遠心分離濾過装置、イオン交換樹脂濾過装置、繊維状濾過装置及び逆浸透膜濾過装置からなる群から選択された少なくとも１つを備えてもよい。
このように、吸着装置、一般濾過装置、液体粘着濾過装置、遠心分離濾過装置、イオン交換樹脂濾過装置、繊維状濾過装置及び逆浸透膜濾過装置のいずれか、或いは、これらを組みあわせて、回収装置を構成し、蒸発した金属セシウム及び同位体を含むセシウムを有する析出蒸発物を回収することができる。
吸着装置には、活性炭、ゼオライト、イオン交換樹脂など吸着剤が用いられる。
繊維状濾過装置には、繊維状の濾過材が用いられる。
逆浸透膜濾過装置には、濾過膜の一種である逆浸透膜が用いられる。逆浸透膜は、水を通しイオンや塩類など水以外の不純物を透過しない性質を持つ膜である。放射性物質セシウム１３７は、逆浸透膜の分画分子量に比べて大きいため、逆浸透膜を通ることができない。
【００１９】
上記蒸発加熱炉内に搬入される前の上記処理対象物体を、常圧下で、上記同位体を含むセシウムの水酸化物及び酸化物の蒸発直下の温度まで予熱する予熱炉を更に具備してもよい。
このような予熱炉を設けることにより、処理対象物体として土壌や石材を用いた場合は、表面水分を除去し、植物用いた場合は植物の含有水分を除去することができる。このように、蒸発加熱炉に搬入する前に処理対象物体から水分を除去することにより、その後の減圧処理時に、より短時間で目標減圧度とすることができる。
【００２０】
上記予熱前に、上記処理対象物体から塩を除去する塩除去装置を更に具備してもよい。
このように、処理対象物体が海水に浸されるなどして塩類を含む場合、塩類を除去してから蒸発加熱するため、塩除去装置を設置することが望ましい。すなわち、ＮａＣｌ（塩化ナトリウム）といった塩類が処理対象物体に混入している状態で、蒸発加熱、濾過を行うと、回収装置に用いられる吸着剤である吸着フィルタ、一般濾過材である濾過フィルタといった回収材に塩がつまったり、真空ポンプのシャフトに塩がからまりシャフトがまわらなくなるといった故障が生じる可能性がある。そこで、蒸発加熱、濾過処理に先立って、塩類除去処理を行うことにより、回収材に塩がつまったりといったことを防止することができる。
【００２１】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。
［第１の実施形態］
【００２２】
（処理装置の構成）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る処理装置の全体構成を示す図である。
【００２３】
図１に示すように、処理装置１は、バスケット治具４と、処理前ストックヤード２と、搬送装置としての搬送ローラ５と、予熱炉２００と、予熱炉２００と連設する２つの回収部２１０ａ及び２１０ｂと、減圧蒸発加熱部３００と、減圧蒸発加熱部３００と連設する３つの回収部３４０ａ、３４０ｂ及び３４０ｃと、冷却装置４００と、処理済ストックヤード３と、を具備する。
処理装置１は、計量計１００と、反転装置５００と、第１の放射能測定器６００と、第２の放射能測定器６０１とを具備する。
処理装置１は、処理室６内の空間に設置される。処理室１の空間と分離された空間である制御室７に制御部８が設置される。
【００２４】
バスケット治具４は、処理対象物質を収容する。
【００２５】
処理前ストックヤード２には、除染処理前の同位体を含むセシウムの水酸化物及び酸化物を含む処理対象物体が収容される。処理済ストックヤード３には、同位体を含むセシウムが除去された除染処理後の処理対象物体が収容される。例えば、ここでは、セシウムの同位体であるセシウム１３７の水酸化物及び酸化物が処理対象物体に含まれており、以下、セシウム１３７が処置対象物体に含まれているとして説明する。また、処理対象物体として、具体的には、土壌、汚泥、植物、石材及び焼却灰などを用いることができる。これらの、例えば０．１ｍ／ｍシーベルト以上の放射性を有する処理対象物体の移動、運搬においては、鉛シートなどで覆い、放射能放出を防止する梱包で移動させることが望ましい。
【００２６】
搬送ローラ５は、図上、時計の反対周りに、計量計１００、予熱炉２００、減圧蒸発加熱部３００、冷却装置４００、反転装置５００を順に通って、再び計量計１００に戻るように、１周のライン状に設けられる。
搬送ローラ５は、バスケット治具４をラインに沿って搬送する。
搬送ローラ５は、処理対象物体が投入されたバスケット治具４を、計量計１００から搬送、予熱炉２００内に搬入し、予熱炉２００内から搬出し、更に、減圧蒸発加熱部３００内に搬入し、減圧蒸発加熱部３００内から搬出する。更に、搬送ローラ５は、バスケット治具４を、冷却装置４００に搬入、冷却装置４００から搬出し、反転装置５００まで搬送する。更に、搬送ローラ５は、反転装置５００を通過した後、バスケット治具４を計量計１００に再び搬送する。
【００２７】
予熱炉２００は、処理対象物体を常圧下で、セシウム１３７の水酸化物及び酸化物の蒸発直下の温度、例えば４５０℃前後で加熱し、処理対象物体の水分を除去するものである。予熱炉２００の、処理対象物体が搬入される側には、空圧式搬送装置２２０が予熱炉２００に連設されている。
予熱炉２００では、処理対象物体が土壌や石材などの鉱物の場合はその表面の水分が、植物の場合は燃焼温度以下の２５０℃前後で加熱されその含有水分が、除去される。
【００２８】
２つの回収部２１０ａ及び２１０ｂは、それぞれ並列に設置され、予熱炉２００と連設される。回収部２１０ａ（２１０ｂ）は、予熱炉２００で蒸発した水分を予熱炉２００外に排出するものである。
回収部２１０ａと回収部２１０ｂは同様の構成を有する。以下、回収部２１０ａと回収部２１０ｂを特に区別する必要がない場合は単に回収部２１０とし、同様に、フィルタ部２１１ａとフィルタ部２１１ｂは単にフィルタ部２１１、フィルタ部２１２ａとフィルタ部２１２ｂは単にフィルタ部２１２、フィルタ部２１４ａとフィルタ部２１４ｂは単にフィルタ部２１４として説明する。
回収部２１０は、３つのフィルタ部２１１、２１２、２１４と、ブロワー２１３と、配管２１５とからなる。
配管２１５は、予熱炉２００に接続し、予熱炉２００内で発生した蒸発物を通し、予熱炉２００外に排出するものである。配管２１５の途中には、予熱炉２００側から外側に向かって順に、フィルタ部２１１、フィルタ部２１２、ブロワー２１３、フィルタ部２１４が配置される。
フィルタ部２１１は、ゼオライトと活性炭といった吸着剤が備えられた吸着装置である。
フィルタ部２１２は、繊維状濾過材を用いた繊維状濾過装置である。
フィルタ部２１４は、吸着装置又は繊維状濾過装置である。
【００２９】
減圧蒸発加熱部３００は、減圧蒸発加熱炉３１０と、減圧蒸発加熱炉３１０を挟んで前後に設置された第１の空気置換室３２０及び第２の空気置換室３２１と、処理対象物体が搬入される側の第１の空気置換室３２０側に配置された油圧式搬送装置３３０とを有する。
減圧蒸発加熱炉３１０内は、処理対象物体中のセシウム１３７の水酸化物及び酸化物が分解して蒸発物となり、かつ、蒸発物中の金属セシウムが無酸化状態となる、加熱温度条件及び減圧度条件に設定される。例えば、本実施形態では、減圧蒸発加熱炉３１０内の温度を、８００℃とし、真空度を１０−３〜１０−２ｔｏｒｒ台とする。
セシウム１３７の水酸化物及び酸化物が分解して蒸発物となる加熱温度条件及び減圧度条件で加熱することにより、セシウム１３７の水酸化物及び酸化物は、金属セシウムとなる。そして、この加熱温度条件及び減圧度条件に加え、蒸発物中の金属セシウムが無酸化状態となるような加熱温度条件及び減圧度条件で加熱することにより、再度、酸化セシウムにならず金属セシウムとなり、金属セシウムの回収が容易となる。析出するこの金属セシウムは、細目の金網に析出し、非常に回収することが容易となる。
【００３０】
上述したように、原子力発電炉の事故で放出されたセシウム１３７は反応性が非常に強く、大気中に放出されると直ちに酸素や水と反応し、酸化セシウムや水酸化セシウムとなり、土壌、汚泥、植物、石材及び焼却灰等には酸化セシウムや水酸化セシウムの形で多く存在する。水酸化セシウムは加熱により熱分解すると酸化セシウムとなる。また、酸化セシウムの融点は４９０℃と高く、又、沸点では分解して金属セシウムとなる。しかし、一部分解後、更に酸化セシウムとして残留するので、金属セシウムの回収時に酸化セシウムも回収される。従って、酸化セシウムや水酸化セシウムを含む処理対象物を、本実施形態の減圧蒸発加熱部３００で上述の条件下で加熱処理することにより、金属セシウムを含む蒸発物が生成される。蒸発物には、金属セシウムのほかに酸化セシウム等のセシウムを有する析出蒸発物なども含まれる。
【００３１】
第１の空気置換室３２０は、減圧蒸発加熱炉３１０内に処理対象物体が搬入される前に処理対象物体が搬入されるところである。第１の空気置換室３２０内は、配管３４９ａと第１の空気置換室３２０とを接続する配管を介して真空ポンプ３４５ａにより空気置換が行われる。
第２の空気置換室３２１は、減圧蒸発加熱炉３１０から処理対象物体が搬出された後に処理対象物体が配置されるところである。第２の空気置換室３２１内は、配管３４９ｃと第２の空気置換室３２１とを接続する配管を介して真空ポンプ３４５ｃにより空気置換が行われる。
【００３２】
並列に複数列、ここでは３列に配設された回収部３４０ａ、３４０ｂ及び３４０ｃは、それぞれ減圧蒸発加熱炉３１０と連設され、いずれも同じ構成をしている。回収部３４０ａ（３４０ｂ、３４０ｃ）は、蒸発加熱炉３１０で蒸発したセシウム１３７を含む蒸発物のセシウム１３７及びこれと同時に析出した析出蒸発物を回収し、セシウム１３７が除去された蒸発物を蒸発予熱炉３１０外に排出するものである。
以下、回収部３４０ａ、回収部３４０ｂ及び回収部３４０ｃを特に区別する必要がない場合は単に回収部３４０とする。
同様に、第１のフィルタ部３４２ａ、第１のフィルタ部３４２ｂ及び第１のフィルタ部３４２ｃは第１のフィルタ部３４２、第２のフィルタ部３４３ａ、第２のフィルタ部３４３ｂ及び第２のフィルタ部３４３ｃは第２のフィルタ部３４３、第３のフィルタ部３４６ａ、第３のフィルタ部３４６ｂ及び第３のフィルタ部３４６ｃは第３のフィルタ部３４６とする。
同様に、真空ポンプ３４５ａ、真空ポンプ３４５ｂ及び真空ポンプ３４５ｃは真空ポンプ３４５、ブロワー３４８ａ、ブロワー３４８ｂ及びブロワー３４８ｃはブロワー３４８、配管３４９ａ、配管３４９ｂ及び配管３４９ｃは配管３４９とする。
同様に、真空弁３４１ａ、真空弁３４１ｂ及び真空弁３４１ｃは真空弁３４１、真空弁３４４ａ、真空弁３４４ｂ及び真空弁３４４ｃは真空弁３４４とする。
回収部３４０は、３つのフィルタ部３４２、３４３、３４６と、真空ポンプ３４５、ブロワー３４８と、配管３４９と、真空弁３４１、真空弁３４４と、電磁弁３４７とからなる。
【００３３】
配管３４９は、減圧蒸発加熱炉３１０に接続し、蒸発加熱炉３１０内で発生した蒸発物を通し、蒸発加熱炉３１０外に排出する。配管３４９には、減圧蒸発加熱炉３１０側から外側に向かって順に、真空弁３４１、第１のフィルタ部３４２、第２のフィルタ部３４３、真空弁３４４、真空ポンプ３４５、第３のフィルタ部３４６、電磁弁３４７、ブロワー３４８が設置される。
【００３４】
回収部３４０は、減圧下状態でセシウム１３７を回収する減圧下回収部と、常圧下状態でセシウム１３７を回収する常圧下回収部とを有する。
【００３５】
減圧蒸発加熱炉３１０と真空ポンプ３４５との間には、第２の回収装置としての第１のフィルタ部３４２、第２のフィルタ部３４３が設けられている。これらの第２の回収装置としてのフィルタ部３４２及び３４３は、減圧蒸発加熱炉３１０での加熱により蒸発した蒸発物に含まれていたセシウム１３７を減圧下で回収する。第１のフィルタ部３４２、第２のフィルタ部３４３は、減圧下回収部に設置される。
【００３６】
真空ポンプ３４５以降には、第１の回収装置としての第３のフィルタ部３４６が設けられている。第１の回収装置としてのフィルタ部３４６は、第２の回収装置により回収されず真空ポンプ３４５から放出された残留セシウム１３７を常圧下で回収する。第３のフィルタ部３４５は常圧回収部に設置される。
【００３７】
第１のフィルタ部３４２は、ゼオライトと活性炭といった吸着剤が備えられた吸着装置である。
第２のフィルタ部３４３は、繊維状濾過材を用いた繊維状濾過装置である。
第３のフィルタ部３４６は、吸着装置又は繊維状濾過装置である。
尚、各フィルタ部３４２、３４３、３４６をそれぞれ、吸着材としての活性炭と、吸着材としてのゼオライトと、繊維状濾過材、逆浸透膜の４種類の回収部材を組み合わせた濾過装置としてもよい。また、減圧回収部に設置されるフィルタ部の台数、常圧回収部に設置されるフィルタ部の台数、及び各フィルタ部における濾過方法は適宜変更できる。
【００３８】
第１の空気置換室３２０と配管３４９ａとは電磁弁３５０を介して接続され、第２の空気置換室３２１と配管３４９ｃとは電磁弁３５１を介して接続され、いずれも第１のフィルタ部３４２ａ、３４２ｃに連結されている。
空気置換室３２０及び３２１を設けることにより、減圧蒸発加熱炉３１０の扉開閉時に放射性物質が炉外に放出しない。
【００３９】
冷却装置４００は、減圧蒸発加熱部３００から搬出された除染処理済の処理対象物体に対して冷却処理を行う。冷却装置４００は、例えば冷却手段として強風冷却部又は水シャワー冷却部等を有する。
【００４０】
反転装置５００は、バスケット治具４を回転させてバスケット治具４内に収容されている処理済の処理対象物体のみを処理済ストックヤード３に投入するものである。
【００４１】
第１の放射能測定器６００は、除染前の処理対象物体の放射能を測定するものである。
第２の放射能測定器６０１は、予熱処理、減圧蒸発加熱処理、冷却処理の一連の処理がなされたセシウム１３７が除去された処理対象物体の放射能を測定するものである。
第１の放射能測定器６００及び第２の放射能測定器６０１それぞれでの測定結果情報は、制御室７に配置される制御部８に送信される。
【００４２】
制御部８は、処理装置１が設置される処理室６と空間的に分離された制御室７内に設置される。操作者は、制御部８を介して処理装置１を操作可能である。従って、処理装置１における、処理前ストックヤード２から１周して再度処理前ストックヤード２までの処理を無人で行うことができ、操作者の被爆を防止することができる。
制御室７に設置される制御部８は、計量計１００により測定された除染前の処理対象物体の重量情報、予熱炉２００内の温度情報、減圧蒸発加熱炉３１０内の温度情報等を基に、予熱炉２００内での処理温度や処理時間、減圧蒸発加熱炉３１０内での処理温度や処理時間、各弁の開閉、冷却装置４００での処理時間等、各種の制御を行う。また、制御部８は、第１の放射能測定器６００と第２の放射能測定器６０１との測定結果から除染の度合いを判断する。
【００４３】
減圧蒸発加熱炉３１０に連設する３つの回収部３４０ａ、３４０ｂ及び３４０ｃ、予熱炉２００に連接する回収部２１０ａ、２１０ｂ等、放射性物質が蓄積されやすい箇所は、放射線が外部にもれないように、鉛フィルムでカバーする。
また、処理室６内、各炉２００及び３１０の出入り口、配管３４９、真空ポンプ３４５、ブロワー３４８、各フィルタ部等の側に放射能測定機器をそれぞれ設置し、測定機器の測定結果を随時記録し、異常な放射線量を計測した場合は、危険と判断し、ブザーなどをならして、危険を知らせる装置を設けてもよい。
【００４４】
次に、上述の処理装置１を用いたセシウム１３７の水酸化物及び酸化物を含む処理対象物体の処理方法について説明する。
【００４５】
（処理方法）
処理対象物体としてセシウム１３７の水酸化物及び酸化物を含む土壌、石材、植物等を処理前ストックヤード２に収容させておく。
まず、バスケット治具４を計量計１００上まで移動させる。バスケット治具４内に、処理前ストックヤード２に収容されている処理対象物体を指定重量になるまで投入する。投入後、処理対象物体の放射能量が第１の放射能測定器６００により測定される。
【００４６】
バスケット治具４内に処理対象物体が収容されると、バスケット治具４は搬送ローラ５により予熱炉２００内に搬入される。処理対象物体は、４５０℃前後の温度条件（処理対象物体が植物の場合は２５０℃前後の温度条件）下で、予熱炉２００内で一定時間加熱される。これにより、土壌や石材などの鉱物の表面水分、植物に含有される水分が除去される。加熱により蒸発した水分は、回収部２１０でその含有放射性物質が回収される。尚、植物のように処理対象物体自体が水分を含有している場合は、植物が燃焼しない程度の温度、例えば２５０℃前後の温度条件で、後の減圧蒸発加熱処理時に水分がでない温度まで予熱炉２００で加熱処理することが望ましい。又、処理対象物体が植物の場合、植物が燃焼する温度条件での加熱では、窒素ガスを投入して昇温してもよい。或いは、減圧蒸発加熱部３００に移動して、昇温してもよい。
【００４７】
回収部２１０においては、フィルタ部２１１を構成するゼオライトと活性炭により蒸発物中の放射性物質が吸着され、更にフィルタ部２１１を通り抜けた蒸発物中の残留放射性物質は、フィルタ部２１２を構成する繊維状濾過装置により濾過され、分離される。フィルタ部２１１及び２１２を通り抜けた蒸発物中の残留放射性物質は、ブロワー２１３後に、フィルタ部２１４を構成する吸着装置又は繊維状濾過装置により濾過され、分離され、放射性物質が除去された廃ガスとして外部に放出される。尚、フィルタ部２１１、２１２、２１３にて回収された放射性物質は、図示しない処理装置で処理される。
【００４８】
予熱炉２００で水分除去された処理対象物体は、予熱炉２００から搬送ローラ５により搬出され、減圧蒸発加熱部３００の第１の空気置換室３２０内へ搬入される。第１の空気置換室３２０内に処理対象物体が搬入されると、真空弁３４１ａが閉じ、真空弁３５０及び３４４ａが開いた状態で、真空ポンプ３４５ａを稼働して、第１の空気置換室３２０内の空気置換が行われる。空気置換が終了すると、真空弁３４１ａが閉じられ、処理対象物体は、減圧蒸発加熱炉３１０内に搬入される。
【００４９】
減圧蒸発加熱炉３１０内で、処理温度８００℃、真空度を１０−２〜１０−３Ｔｏｒｒの条件下で、処理対象物体を一定時間加熱処理する。減圧蒸発加熱炉３１０内は、真空弁３４１及び３４４、電磁弁３４７が開いた状態で、真空ポンプ３４５を稼働させることにより減圧状態下となる。減圧蒸発加熱炉３１０内での加熱により、処理対象物体に含まれる放射性物質は蒸発する。加熱により蒸発したセシウム１３７を含む蒸発物は配管３４９に流れ込み、回収部３４０でセシウム１３７が回収される。
【００５０】
回収部３４０の減圧下回収部においては、減圧下で、第１のフィルタ部３４２を構成するゼオライトと活性炭により蒸発したセシウム１３７が吸着され、更に第１のフィルタ部３４２を通り抜けた残留セシウム１３７を含む蒸発物は、第２のフィルタ部３４３を構成する繊維状濾過装置により濾過され、セシウム１３７が分離される。第２のフィルタ部３４３として、後述する他の実施形態に記載される液体粘着濾過装置を用いてもよい。
第１のフィルタ部３４２及び第２のフィルタ部３４３を通り抜け、真空ポンプ３４５より廃ガスとともに放出された残留セシウム１３７は、回収部３４０の常圧回収部に設置される第３のフィルタ部３４６を構成する吸着装置又は繊維状濾過装置により濾過され、セシウム１３７が分離される。真空弁３４４及び電磁弁３４７が開けられた状態で、ブロワー３４８を稼働することにより、第３のフィルタ部３４６でセシウム１３７が除去された廃ガスが配管３４９の外部に放出される。尚、フィルタ部３４２、３４３、３４６にて回収されたセシウム１３７は、図示しない処理装置で処理される。
【００５１】
減圧下での放射性物質回収では、真空ポンプ３４５の吸引力で廃ガスと共に放射性物質が放出される。本実施形態においては、減圧下回収部での回収工程の後に、常圧下回収部で放射性物質回収を行っているので、真空ポンプ３４５によって放出される放射性物質を確実に回収することができる。
【００５２】
減圧蒸発加熱炉３１０内で加熱処理された処理対象物体は、搬送ローラ５により第２の空気置換室３２１内へ搬入される。第２の空気置換室３２１内に処理対象物体が搬入されると、真空弁３４１が閉じられ、真空弁３５１及び３４４ｃが開かれた状態で、真空ポンプ３４５ｃの稼働により、第２の空気置換室３２１内の空気置換が行われる。空気置換が終了すると、真空弁３５１が開かれ、真空弁３４１が閉じられ、処理対象物体は、減圧蒸発加熱炉３１０から搬出される。減圧蒸発加熱部３００での蒸発加熱処理により、処理対象物体に含まれるセシウムの酸化物及び水酸化物を除去することができる。
【００５３】
減圧蒸発加熱部３００から搬出された処理対象物体は、搬送ローラ５により冷却装置４００に搬入される。冷却装置４００にて、処理対象物体は、強風冷却又は水シャワー冷却により冷却される。冷却装置４００での冷却処理後、処理対象物体は冷却装置４００より搬出され、処理対象物体は第２の放射能測定器６０１によりその放射能量が測定される。測定後、処理対象物体は搬送ローラ５により反転装置５００まで移動される。
【００５４】
反転装置５００にて、バスケット治具４は回転し、バスケット治具４内の処理対象物体は処理済ストックヤード３に投入される。
【００５５】
空になったバスケット治具４は搬送ローラ５で計量計１００上まで移動される。以降、処理対象物体のバスケット治具４への投入処理、予熱炉での予熱処理及び放射性物質の回収処理、減圧蒸発加熱部での蒸発加熱処理及び放射性物質の回収処理、冷却処理、除染後の処理対象物体の処理済ストックヤードへの投入処理が、制御室７での操作者による操作により、無人状態で繰り返される。
【００５６】
次に、第２の実施形態に係る処理装置について説明する。
［第２の実施形態］
図２は、本発明の第２の実施形態に係る処理装置の全体構成を示す図である。
第１の実施形態においては、減圧蒸発加熱部のほかに予熱炉を用いた複炉の構成としたが、減圧蒸発加熱部のみの単炉の構成としてもよく、以下、第２の実施形態として説明する。尚、第１の実施形態と同様の構成については同様の符号を付して説明を省略し、異なる点について主に説明する。
【００５７】
図２に示すように、処理装置１００１は、減圧蒸発加熱部１３００を具備する。
減圧蒸発加熱部１３００は、減圧蒸発加熱炉１３１０と、処理対象物体が搬入される側に配置された油圧式搬送装置３３０と、第１の空気置換室３２０と、第２の空気置換室３２１と、回収部１３４０ａ、１３４０ｂを有する。尚、空気置換法は第１の実施形態と同様である。
【００５８】
並列に複数列、ここでは２列に配設された回収部１３４０ａ、１３４０ｂは、それぞれ減圧蒸発加熱炉１３１０と連設され、いずれも同じ構成をしている。回収部１３４０ａ（１３４０ｂ）は、減圧蒸発加熱炉１３１０で蒸発したセシウム１３７を回収しセシウム１３７が除去された蒸発物を減圧蒸発予熱炉３１０外に排出するものである。
以下、回収部１３４０ａ及び回収部１３４０ｂを特に区別せず、単に回収部１３４０とする。
同様に、第１のフィルタ部１３４２ａ及び第１のフィルタ部１３４２ｂは第１のフィルタ部１３４２、第２のフィルタ部１３４３ａ及び第２のフィルタ部１３４３ｂは単に第２のフィルタ部１３４３、第３のフィルタ部１３４６ａ及び第３のフィルタ部１３４６ｂは単に第３のフィルタ部１３４６とする。
同様に、真空ポンプ１３４５ａ及び真空ポンプ１３４５ｂは真空ポンプ１３４５、ブロワー１３４８ａ及びブロワー１３４８ｂはブロワー１３４８、配管１３４９ａ及び配管１３４９ｂは配管１３４９とする。
【００５９】
回収部１３４０は、３つのフィルタ部１３４２、１３４３、１３４６と、真空ポンプ１３４５と、真空弁１３５０及び１３５１、ブロワー１３４８と、配管１３４９とからなる。
【００６０】
配管１３４９は、減圧蒸発加熱炉１３１０に接続し、減圧蒸発加熱炉１３１０内で発生した蒸発物を管内に通し、減圧蒸発加熱炉１３１０外に排出するためのものである。配管１３４９には、減圧蒸発加熱炉１３１０側から外側に向かって順に、真空弁１３５０ａ、第１のフィルタ部１３４２、第２のフィルタ部１３４３、真空弁１３５１、真空ポンプ１３４５、第３のフィルタ部１３４６、ブロワー１３４８が設置される。
【００６１】
減圧蒸発加熱炉３１０と真空ポンプ１３４５との間は、第２の回収装置としての第１のフィルタ部１３４２、第２のフィルタ部１３４３が設けられている。これらの第２の回収装置としてのフィルタ部１３４２及び１３４３は、減圧蒸発加熱炉１３１０での加熱により蒸発した蒸発物に含まれていたセシウム１３７を減圧下で回収する。フィルタ部１３４２及び１３４３は、減圧下回収部に設置される。
【００６２】
真空ポンプ１３４５以降には、第１の回収装置としての第３のフィルタ部１３４６が設けられている。第１の回収装置としてのフィルタ部１３４６は、第２の回収装置により回収されず、真空ポンプ１３４５から放出された残留セシウム１３７を、常圧下で回収する。フィルタ部１３４６は、常圧回収部に設置される。
【００６３】
各フィルタ部には、第１の実施形態と同様に、ゼオライトと活性炭といった吸着剤を用いた吸着装置、繊維状濾過材を用いた繊維状濾過装置、布や金網などを用いた吸着装置、後述する実施形態に記載される液体粘着装置や遠心分離機濾過装置などを用いることができる。また、これらの組み合わせを用いることもできる。
【００６４】
次に、第３の実施形態に係る処理装置について説明する。
［第３の実施形態］
図３は、本発明の第３の実施形態に係る処理装置の全体構成を示す図である。
第１及び第２の実施形態においては、蒸発加熱炉内の処理条件を減圧下としたが常圧下としてもよい。これにより、真空ポンプの設置が必要なくなり、低コストが図れる。
以下、第２の実施形態と同様に単炉の構成として説明し、第２の実施形態と同様の構成に付いては同様の符号を付し、その説明を省略し、異なる点について主に説明する。尚、第１の実施形態の減圧蒸発加熱炉を、常圧下で処理を行う常圧蒸発加熱炉とし、真空ポンプの設置を削除できることは言うまでもない。
【００６５】
図３に示すように、処理装置２００１は、常圧蒸発加熱部２３００を具備する。
常圧蒸発加熱部２３００は、常圧蒸発加熱炉２３１０と、処理対象物体が搬入される側に配置された油圧式搬送装置３３０と、第１の空気置換室３２０と、第２の空気置換室３２１と、回収部２３４０ａ、２３４０ｂを有する。空気置換室３２０及び３２１は、窒素ガスパージ、又は、真空ポンプを設け空気パージを行う。
【００６６】
回収部２３４０ａ、２３４０ｂは、それぞれ常圧蒸発加熱炉２３１０に連設され、いずれも同じ構成をしている。回収部２３４０ａ（２３４０ｂ）は、常圧蒸発加熱炉２３１０で蒸発したセシウム１３７を回収しセシウム１３７が除去された蒸発物を外部に放出するものである。
以下、回収部２３４０ａ及び回収部２３４０ｂを特に区別せず、単に回収部２３４０とする。
同様に、第１のフィルタ部２３４２ａ及び第１のフィルタ部２３４２ｂは第１のフィルタ部２３４２、第２のフィルタ部２３４３ａ及び第２のフィルタ部２３４３ｂは第２のフィルタ部２３４３、第３のフィルタ部２３４６ａ及び第３のフィルタ部２３４６ｂは第３のフィルタ部２３４６とする。
同様に、ブロワー２３４８ａ及びブロワー２３４８ｂはブロワー２３４８、配管２３４９ａ及び配管２３４９ｂは配管２３４９とする。
回収部２３４０は、３つのフィルタ部２３４２、２３４３、２３４６と、ブロワー２３４８と、配管２３４９とからなる。回収部２３４０は、常圧回収部のみ有する。
【００６７】
配管２３４９は、常圧蒸発加熱炉２３１０に接続され、常圧蒸発加熱炉２３１０内で発生した蒸発物を管内に通し、外部に放出するためのものである。配管２３４９には、常圧蒸発加熱炉２３１０側から外側に向かって順に、第１のフィルタ部２３４２、第２のフィルタ部２３４３、第３のフィルタ部２３４６、ブロワー２３４８が設置される。
【００６８】
本実施形態においては、３つのフィルタ部２３４２、２３４３、２３４６が、常圧下で常圧回収する第１の回収装置に相当する。
【００６９】
次に、第４の実施形態に係る処理装置について説明する。
［第４の実施形態］
第１の実施形態における回収部のフィルタ部に用いられる活性炭やゼオライトなどの吸着剤などを、カセット式で濾過装置に装着できるようにしてもよい。更に、減圧蒸発加熱炉に連設される回収部の配管中に設置される濾過装置を強制冷却装置付き濾過装置としてもよく、以下、第４の実施形態として説明する。
図４は角型形の、図５は円形型のカセットの斜視図である。
【００７０】
図４に示す角型形カセット３０は、内部が例えば４つの室３１〜３４となるように区切られており、各室にはゼオライト、活性炭、活性白土といった回収部材が配置される。
図５に示す円形型カセット１３０は、内部が例えば５つの室１３１〜１３５となるように、区切られており、各室にはゼオライト、活性炭、活性白土等といた回収部材が配置される。
また、回収対象物体が結晶金属の場合は、布地又は１００メッシュ以下の金網を数枚重ねたものを回収部材としてカセットの室内に配置してもよい。
【００７１】
そして、カセット式濾過装置から上述のカセットを自動で着脱可能にするロボット装置を更に設け、制御部で制御することにより、自動でカセットの交換を行うことができる。
【００７２】
また、強制冷却装置付き濾過装置を設けることにより、冷却装置により放射性物質は冷却析出し、濾過装置で濾過、回収される。
【００７３】
次に、第５の実施形態に係る処理装置について説明する。
［第５の実施形態］
第１の実施形態における回収部に、第４の実施形態に示すカセット式の濾過装置や液体粘着装置を用いた構成としてもよく、以下、第５の実施形態として、図６を用いて説明する。
図６は、処理装置の回収部の構成を示す図である。第５の実施形態の処理装置は、第１の実施形態の処理装置と比較して、減圧蒸発加熱炉３１０に連設される回収部の構成が異なる。以下、回収部の構成について主に説明し、第１の実施形態と同様の構成については同様の符号を付す。図６には、処理装置の一部を構成する回収部とそれに連設する減圧蒸発加熱炉のみ図示し、処理装置の他の構成については図示を省略する。
【００７４】
（処理装置の回収部の構成）
処理装置の回収部３３４０は、減圧蒸発加熱炉３１０に連設される。
回収部３３４０は、第１のカセット式濾過装置３０１０と、噴霧式液体粘着装置３０４０と、第２のカセット式濾過装置３０１１と、第３のカセット式濾過装置３０１２と、脱油装置３０５０を有する。
回収部３３４０は、第１の処理済カセット投入箱３０２０と、第２の処理済カセット投入箱３０２１と、第３の処理済カセット投入箱３０２２とを有する。
回収部３３４０は、第１のアームロボット３０３０と、第２のアームロボット３０３１と、第３のアームロボット３０３２とを有する。
回収部３３４０は、第１の配管３０７０と、第２の配管３０７１と、第３の配管３０７２と、第４の配管３０７３と、第１の真空弁３０６０と、第２の真空弁３０６１と、真空ポンプ３０６２と、電磁弁３０６３〜３０６９と、ブロワー３０６６と、バグフィルタ３０６８と、第３の真空弁３０８０と、第４の真空弁３０８２と、油噴霧ポンプ３０８１を有する。
【００７５】
カセット式濾過装置３０１０〜３０１２、噴霧式液体粘着装置３０４４、及び、処理済カセット投入箱３０２０〜３０２２等には、放射線及び放射性物質が漏れないように鉛フィルムが被覆される。
また、予熱炉２００及び減圧蒸発加熱炉３１０には、放射線及び放射性物質が漏れないよう、炉体外側の低温部に吸着フィルタ及び鉛フィルムを貼り付ける。吸着フィルムとしては活性炭シートやカーボンシートなどを用いることができる。
また、搬送ローラやバスケット治具などに、放射性物質を吸着するカーボンを用いることにより、放射線漏れを防止できる。
尚、放射線漏れ防止のための鉛フィルムの被覆やカーボンの使用は、本実施形態に限られたものではなく、他の実施形態にも適用できることは言うまでもない。
【００７６】
回収部３３４０は、減圧下で放射性物質の回収が行われる減圧下回収部と、常圧下で放射性物質の回収が行われる常圧下回収部とを有する。
第１のカセット式濾過装置３０１０は第２の回収装置に、第２のカセット式濾過装置３０１１及び第３のカセット式濾過装置３０１１は第１の回収装置に相当する。
第１のカセット式濾過装置３０１０による回収は減圧下で行われ、第１のカセット式濾過装置３０１０は減圧下回収部に設置される。
第２のカセット式濾過装置３０１１による回収、第３のカセット式濾過装置３０１２による回収は、常圧下で行われ、第２のカセット式濾過装置３０１１及び第３のカセット式濾過装置３０１２は常圧下回収部に設置される。
【００７７】
第１のカセット式濾過装置３０１０、第２のカセット式濾過装置３０１１及び第３のカセット式濾過装置３０１２は、本体装置から着脱可能な、ゼオライト、活性炭、繊維状濾過材等といった濾過材物質が各室内に収容された、例えば図４に示す角型形カセット３０を備える。
第１のカセット式濾過装置３０１０（第２のカセット式濾過装置３０１１、第３のカセット式濾過装置３０１２）は、開閉可能な真空ドア３０１０ａ（３０１１ａ、３０１２ａ）を備えている。真空ドア３０１０ａ（３０１１ａ、３０１２ａ）の開閉及びカセットの脱着は、アームロボット３０３０（３０３１、３０３２）により行う。
尚、本実施形態においては、濾過装置としてカセット式を用いているが、これに限られない。
【００７８】
第１の処理済カセット投入箱３０２０、第２の処理済カセット投入箱３０２１、及び、第３の処理済カセット投入箱３０２２は、それぞれ第１のカセット式濾過装置３０１０、第２のカセット式濾過装置３０１１及び第３のカセット式濾過装置３０１２で濾過処理が済んだカセットが投入される箱である。
第１の処理済カセット投入箱３０２０、第２の処理済カセット投入箱３０２１、及び、第３の処理済カセット投入箱３０２２は、それぞれ開閉可能な真空ドア３０２０ａ、３０２１ａ、３０２２ａを備えている。真空ドア３０２０ａ、３０２１ａ、３０２２ａの開閉及びカセットの脱着は、アームロボット３０３０、３０３１、３０３２により行う。
【００７９】
アームロボット３０３０（３０３１、３０３２）は、第１のカセット式濾過装置３０１０（第２のカセット式濾過装置３０１１、第３のカセット式濾過装置３０１２）から濾過処理済のカセットを取り出し、第１の処理済カセット投入箱３０２０（第２の処理済カセット投入箱３０２１、第３の処理済カセット投入箱３０２２）に投入するものである。このアームロボット３０３０を処理装置が設置される空間と分離された空間である制御室から制御することにより、無人状態でカセットを移動させることができる。
尚、このアームロボットによるカセットの移動については、後述の処理方法では説明を省略する。
【００８０】
噴霧式液体粘着装置３０４０は、処理室３０４４と、モータ３０４１と、軸３０４３と、傘状邪魔板３０４２を有する。
処理室３０４４内には粘着性液体が噴霧されている。処理室３０４４内に、第１のカセット式濾過装置３０１で濾過できなかった残留セシウム１３７が投入されることにより、残留放射性物質を粘着性液体に接着させる。
尚、本実施形態においては、噴霧式としたが、シャワー方式でもよい。
【００８１】
粘着性液体としては、油、真空オイル、アルコール等を用いることができ、特に粘着性の高いスピンドル油、マシン油などの油を用いることが望ましい。
傘状邪魔板３０４２は、処理室３０４４の中央に垂直方向に設置された軸３０４３に設けられ、モータ３０４１によって軸３０４３を回転させることにより、傘状邪魔板３０４２が回転する。これにより粘着性液体がかき混ぜられ、噴霧された粘着性液体の処理室３０４４内の空間での滞留時間を長くすることができ、放射性物質を粘着性液体によって確実に捕獲することができる。
傘状邪魔板３０４２には、ステンレス板、プラスチック板、金網、布張りの板等を用いることができるが、液体のすべりの良い材質で形成するのが望ましい。
噴霧式液体粘着装置３０４０は第２のカセット式濾過装置３０１１と配管を介して接続されており、該配管途中には真空弁３０８２が設けられている。
【００８２】
脱油装置３０５０は、噴霧式液体粘着装置３０４０で用いられ、残留放射性物質に付着した油分を除去する装置である。
液体噴霧（シャワー）粘着濾過回収方法における使用液体を利用し、溶解させた物質を溶解分離回収処理を行い、物理的分離回収方法と化学的（溶解）分離回収方法とを兼用し、回収物の純度を上げても良い。
現在依頼されているインジウム、金、銀の回収において、沸点が２０００℃前後と高温になるため、蒸発時に同時に回収目的以外の不純物が蒸発してくる。この不純物の除去は、温度差や減圧度だけでは解決できない。このため、蒸発時に直接溶解分離などの方法を利用して回収物の純度を上げる必要がある、というのが、本発明者らの知見である。
【００８３】
次に、上述の回収部３３４０における処理方法について説明する。
（処理装置の回収部における処理方法）
第１の真空弁３０６０及び第２の真空弁３０６１を開けた状態で、真空ポンプ３０６２の稼働により、減圧蒸発加熱炉３１０及び第１の配管３０７０及び第２の配管３０７１を減圧状態とする。減圧蒸発加熱炉３１０にて処理対象物体が加熱処理され、セシウム１３７を含む蒸発物は、第１の配管３０７０を通って第１のカセット式濾過装置３０１０に流れ込む。第１のカセット式濾過装置３０１０での濾過は減圧下状態で行われる。
【００８４】
第１のカセット式濾過装置３０１０の濾過処理で回収されなかった残留セシウム１３７を含む蒸発物は、第２の配管３０７１を通って噴霧式液体粘着装置３０４０内に流れ込む。真空弁３０８０及び３０８２が開かれた状態で、油噴霧ポンプ３０８１で油を循環させながら粘着性液体を噴霧する。噴霧式液体粘着装置３０４０のモータ３０４１を稼働し傘状邪魔板３０４２を回転させることにより、噴霧式液体粘着装置３０４０内に流れ込んだ残留セシウム１３７は、処理室３０４４内に噴霧された粘着性液体に接着する。
【００８５】
その後、モータ３０４１の稼働を停止し、油噴霧ポンプ３０８１を稼働することにより、噴霧式液体粘着装置３０４０内の残留セシウム１３７が接着された粘着性液体は、第２のカセット式濾過装置３０１１により濾過される。
粘着性液体は、油噴霧ポンプ３０８１の稼働により、再度処理室３０４４内に導かれ、循環して再利用される。また、第２のカセット式濾過装置３０１１による濾過時、油噴霧ポンプ３０８１により残留セシウム１３７が油噴霧ポンプ３０８１側に引き寄せられる場合があるが、この引き寄せられた残留セシウム１３７は、再び噴霧式液体粘着装置３０４０内に粘着性液体と共に投入され、再度噴霧式液体粘着装置３０４０で処理される。
【００８６】
第２のカセット式濾過装置３０１１により濾過された蒸発物は、電磁弁３０６３が開けられた状態で、第３の配管３０７２を通って脱油装置３０５０に流れ込む。
【００８７】
脱油装置３０５０に投入された残留セシウム１３７には、噴霧式液体粘着装置３０４０で用いられた油性の粘着液体が付着しているので、脱油装置３０５０でこの粘着液体を除去する。除去した油は噴霧式液体粘着装置３０４０に戻す。脱油装置３０５０で脱油されたセシウム１３７は、第３のカセット式濾過装置３０１２に投入される。
【００８８】
第３のカセット式濾過装置３０１２での処理は常圧下での回収となる。第３のカセット式濾過装置３０１２で、セシウム１３７を含む蒸発物は濾過され、セシウム１３７が除去された蒸発物は、ブロワー３０６６を稼働させることにより第４の配管３０７３に流れ込み、バグフィルタ３０６８で粉塵等が除去されて、回収部３３４０の外部に放出される。
【００８９】
このように、回収装置として、吸着剤を用いた吸着濾過、逆浸透膜濾過、繊維状濾過等の直接濾過方式の他に、粘着性液体に放射性物質を粘着させたものを濾過するといった間接濾過方式を用いることができ、これら直接濾過方式と間接濾過方式を併用することもできる。また、回収装置として、イオン交換樹脂濾過装置や一般濾過剤を用いた一般濾過装置を用いることもできる。
【００９０】
次に、第６の実施形態に係る処理装置について説明する。
［第６の実施形態］
第５の実施形態においては、噴霧式液体粘着装置で処理された蒸発物を、２つの濾過装置で処理した後、回収部外に放出したが、図７に示す第６の実施形態のように、噴霧式液体粘着装置で処理された蒸発物を１つの濾過装置で処理した後、回収部外に放出する構成としてもよい。
図７は、処理装置の回収部の構成を示す図である。第６の実施形態の処理装置は、第１の実施形態の処理装置と比較して、減圧蒸発加熱炉３１０に連設される回収部の構成が異なり、以下、回収部の構成について主に説明し、第１の実施形態と同様の構成については同様の符号を付す。図面においても、処理装置の一部を構成する回収部とそれに連設する減圧蒸発加熱炉のみ図示し、処理装置の他の構成については図示を省略している。
【００９１】
（処理装置の回収部の構成）
処理装置の回収部４３４０は、減圧蒸発加熱炉３１０に連設される。
回収部４３４０は、第１のフィルタ部４０１０と、噴霧式液体粘着装置４０４０と、第２のフィルタ部４０２０と、第３のフィルタ部４０３０とを有する。
回収部４３４０は、第１の配管４０７０と、第２の配管４０７１と、第３の配管４０４５と、第１の真空弁４０６０と、第２の真空弁４０６１と、第３の真空弁４０４４と、真空ポンプ４０６２と、電磁弁４０６３及び４０６４と、ブロワー４０６５と、バグフィルタ４０６６と、油循環・噴霧ポンプ４０４３とを有する。
回収部４３４０には、放射能飛散を防止するための鉛フィルムが被覆される。
【００９２】
回収部４３４０は、減圧下で放射性物質の回収が行われる減圧下回収部と、常圧下で放射性物質の回収が行われる常圧下回収部とを有する。
第１のフィルタ部４０１０が第２の回収装置に、第２のフィルタ部４０２０及び第３のフィルタ部４０３０が第１の回収装置に相当する。
第１のフィルタ部４０１０による回収は、減圧下で行われ、第１のフィルタ部４０１０減圧下回収部に設置される。
第２のフィルタ部４０２０及び第３のフィルタ部４０３０による回収は、常圧下で行われ、第２のフィルタ部４０２０及び第３のフィルタ部４０３０は常圧下回収部に設置される。
【００９３】
第１のフィルタ部４０１０は、ゼオライトと活性炭といった吸着剤を用いた吸着装置である。
第２のフィルタ部４０２０は、繊維状濾過材を用いた繊維状濾過装置である。
第３のフィルタ部４０３０は、液体粘着装置や遠心分離濾過装置等である。
尚、各フィルタ部を第５の実施形態に示すカセット式濾過装置としてもよい。
【００９４】
噴霧式液体粘着装置４０４０は、第５の実施形態に示す噴霧式液体粘着装置３０４０と同様に、処理室４０４６と、モータ４０４１と、軸４０４７と、傘状邪魔板４０４２とを有する。
処理室４０４６内には粘着性液体が噴霧されており、処理室４０４６内に、第１のフィルタ部４０１０で濾過できなかった残留セシウム１３７を含む蒸発物が投入されることにより、残留セシウム１３７を粘着性液体に接着させる。
【００９５】
噴霧式液体粘着装置４０４０は、第３の配管４０４５と接続され、第３の配管４０４５には、第２のフィルタ部４０２０、油循環・噴霧ポンプ４０４３、真空弁４０４４が設けられている。
噴霧式液体粘着装置４０４０に用いられる粘着性液体は、第３の配管４０４５を通って、再び噴霧式液体粘着装置４０４０内へ噴霧供給され、循環して再利用される。
【００９６】
次に、上述の回収部４３４０における処理方法について説明する。
（処理装置の回収部における処理方法）
処理対象物体を蒸発加熱している間は、全ての弁は空いており、全てのポンプ、モータ、ブロワーは稼働している。また、セシウム１３７の液体接着中は、弁４０６０、４０６１、４０４４等は空いており、油循環・噴霧ポンプ４０４３、モータ４０４１も常時稼働し続ける。
真空ポンプ４０６２の稼働により、減圧蒸発加熱炉３１０及び第１の配管４０７０を減圧状態とする。減圧蒸発加熱炉３１０にて処理対象物体が加熱処理され、セシウム１３７を含む蒸発物は、第１の配管４０７０を通って第１のフィルタ部４０１０に流れ込む。第１のフィルタ部４０１０での濾過は減圧下状態で行われる。
【００９７】
第１のフィルタ部４０１０による濾過処理で回収されなかったセシウム１３７を含む蒸発物は、噴霧式液体粘着装置４０４０内に流れ込む。そして、噴霧式液体粘着装置４０４０のモータ４０４１を稼働し傘状邪魔板４０４２を回転させる。これにより、噴霧式液体粘着装置４０４０内に流れ込んだセシウム１３７は、処理室４０４６内に噴霧されている粘着性液体に接着する。
【００９８】
噴霧式液体粘着装置４０４０内のセシウム１３７が接着された粘着性液体は、第３の配管４０４５に流れ込み、第２のフィルタ部４０２０により濾過される。粘着性液体は、油循環・噴霧ポンプ４０４３の稼働により、再度処理室４０４６内に導かれ、循環して再利用される。
また、油循環・噴霧ポンプ４０４３の稼働によりセシウム１３７が油循環・噴霧ポンプ４０４３側に引き寄せられる場合があるが、この引き寄せられたセシウム１３７は、再び噴霧式液体粘着装置４０４０内に粘着性液体と共に投入され、再度噴霧式液体粘着装置４０４０で処理が行われる。
【００９９】
噴霧式液体粘着装置４０４０にて処理された蒸発物は、第２の配管４０７１に流れこみ、第３のフィルタ部４０３０で濾過され、更にバグフィルタ３０６８で粉塵等が除去されて、回収部４３４０の外部に廃ガスとして放出される。
【０１００】
次に、第７の実施形態に係る処理装置について説明する。
［第７の実施形態］
図８は、第７の実施形態における処理装置の回収部の構成を示す図である。
第７の実施形態の処理装置は、第１の実施形態の処理装置と比較して、減圧蒸発加熱炉３１０に連設される回収部の構成が異なる。以下、回収部の構成について主に説明し、第１の実施形態と同様の構成については同様の符号を付す。図面においても、処理装置の一部を構成する回収部とそれに連設する減圧蒸発加熱炉のみ図示し、処理装置の他の構成については図示を省略している。
本実施形態においては、回収装置として、遠心分離を利用して蒸発析出物を除去する、２室型遠心分離回収装置を用いている。
【０１０１】
（処理装置の回収部の構成）
処理装置の回収部５３４０は、減圧蒸発加熱炉３１０に連設される。
回収部５３４０は、冷却装置付回収装置５０２０と、回収装置としての２室型遠心分離濾過装置５０４０と、回収装置としての濾過装置５０１０と、真空ポンプ５０８０を有する。
回収部５３４０は、弁５０６０〜５０６２と、第１の配管５０７０と、第２の配管５０７１と、ブロワー５０６３と、バグフィルタ５０６４とを有する。
【０１０２】
冷却装置５０２０は、減圧蒸発加熱炉３１０からの蒸発物を冷却するものである。冷却装置５０２０は、第１の配管５０７０を部分的に二重管として構成される。二重管の外側の管に水を流し、内側の管を通る蒸発物を冷却し、放射性物質を析出する。
【０１０３】
濾過装置５０１０には、例えば第４の実施形態で示されるカセット式濾過装置が用いられる。
【０１０４】
２室型遠心分離濾過装置５０４０は、第１の室５０４４と、第２の室５０４３とを有する。第２の室５０４３は、第１の室５０４４を囲むように設けられる。
２室型遠心分離濾過装置５０４０の、第１の室５０４４と第２の室５０４３との間には、気孔式吸着板５０４５と接着式（粘着式）気孔板５０４６が設けられている。
２室型遠心分離濾過装置５０４０は、モータ５０４１と、羽５０４２と、垂直方向に延びる軸５０４７とを有する。羽５０４２は軸５０４７に付いている。モータ５０４１の稼働により、２室型遠心分離濾過装置５０４０は軸５０４７を中心にして高速回転する。
【０１０５】
第２の室５０４３は、第１の室５０４４よりブロワーに近いため減圧度が低くなっている。これにより、モータ５０４１の稼働により２室型遠心分離濾過装置５０４０が回転して第１の室５０４４内に投入された放射性物質の冷却析出物を含む蒸発物は、遠心力と共に第１の室５０４４から第２の室５０４３に移動する。この移動時に、放射性物質の冷却析出物を含む蒸発物は、気孔式吸着板５０４５と接着式（粘着式）気孔板５０４６によって濾過される。
【０１０６】
次に、上述の回収部５３４０における処理方法について説明する。
（処理装置の回収部における処理方法）
減圧蒸発加熱炉３１０にて処理対象物体が加熱処理され、蒸発したセシウム１３７を含む蒸発物は、第１の配管５０７０を通って、冷却装置５０２０を通過する。冷却装置５０２０により、蒸発した放射性物質は冷却され、析出物が形成される。析出物を含む蒸発物は、第１の配管５０７０を通って、２室型遠心分離濾過装置５０４０の第１の室５０４４に投入される。
【０１０７】
その後、弁５０６０が開いた状態で、２室型遠心分離濾過装置５０４０を回転させる。この回転による遠心力により、第１の室５０４４内に投入された析出物を含む蒸発物は、第１の室５０４４から第２の室５０４３に移動する。この移動時に、析出物を含む蒸発物は、気孔式吸着板５０４５と接着式（粘着式）気孔板５０４６によって濾過され、第２の室５０４３には放射性物質の冷却析出物が除去された蒸発物が残る。この蒸発物内にもセシウム１３７が残留している場合がある。
【０１０８】
常時開いている弁５０６１及び５０６２、常時稼働しているブロワー５０６３により２室型遠心分離濾過装置５０４０の第２の室５０４３からのセシウム１３７は除去され、更にバグフィルタ５０６３で粉塵等が除去されて、回収部５３４０の外部に廃ガスとして放出される。
【０１０９】
次に、第８の実施形態に係る処理装置について説明する。
［第８の実施形態］
処理対象物体が海水に浸されるなどして塩類を含む場合、塩類を除去してから蒸発加熱するために塩除去装置を設置することが望ましい。この塩除去装置は、予熱炉がある場合には予熱炉の前に設置することが望ましい。
【０１１０】
塩除去装置では、まず、処理対象物体を水に溶解し、ＮａＣｌといった塩類を含む水に溶解する物質を、上述の各実施形態に記載した回収装置として用いた濾過装置などで濾過することにより、ＮａＣｌは濾過装置に回収される。また、水に溶解するセシウム１３７の酸化物及び水酸化物も濾過装置によって回収される。あるいは、処理対象物体を水に溶解し、その水溶液中のＮａＣｌや水に溶解した物質を凝固剤によって凝固させて回収してもよい。
濾過装置によって回収されなかったセシウム１３７を含む処理対象物体は、上述の各実施形態に示される処理装置で処理が行われる。
【０１１１】
これにより、処理対象物体にＮａＣｌといった塩類が含まれていても、予熱前に水に溶解して塩類を処理対象物体から除去してから、上述の各実施形態に記載された処理装置で処理するので、回収装置の濾過フィルタなどに塩がつまったり、真空ポンプのシャフトに塩がからまりシャフトがまわらなくなるといった故障が生じることがない。
【０１１２】
次に、第９の実施形態に係る処理装置について説明する。
［第９の実施形態］
上述の予熱炉を有する処理装置に係る実施形態において、予熱炉を２つ設け、１つめの予熱炉での予熱後に、処理対象物体を濾過し、濾過後に２つめの予熱炉で予熱してもよい。処理対象物体に、水に溶解するＮａＣｌ等の塩類が含まれる場合、処理対象物体を水に溶解し、１つめの予熱炉で予熱することにより、処理対象物体中のセシウム１３７の溶解度が増大するので、昇温途中で濾過することにより、セシウム１３７の除去率を上げることが出来る。このように、セシウム１３７の溶解除去のための予熱と予熱本体のための予熱というように２段階で昇温することもできる。
【符号の説明】
【０１１３】
１、１００１、２００１  処理装置
２００  予熱炉
３１０  減圧蒸発加熱炉
３４０、１３４０、２３４０、３３４０、４３４０、５３４０  回収部
３４２ａ、３４２ｂ、３４２ｃ、１３１２ａ、１３１２ｂ、２３４２ａ、２３４２ｂ、４０１０  第１のフィルタ部
３４３ａ、３４３ｂ、３４３ｃ、１３１３ａ、１３１３ｂ、２３４３ａ、２３４３ｂ、４０２０  第２のフィルタ部
３４５ａ、３４５ｂ、３４５ｃ、１３４５ａ、１３４５ｂ、３０６２、４０６２  真空ポンプ
３４６ａ、３４６ｂ、３４６ｃ、１３１６ａ、１３１６ｂ、２３４６ａ、２３４６ｂ、４０３０  第３のフィルタ部
３４９ａ、３４９ｂ、３４９ｃ、１３４９ａ、１３４９ｂ、２３４９ａ、２３４９ｂ、３０７０、３０７１、３０７２、３０７３、４０７０、４０７１、５０７０、５０７１  配管
２３１０  常圧蒸発加熱炉
３０１０  第１のカセット式濾過装置
３０１１  第２のカセット式濾過装置
３０１２  第３のカセット式濾過装置
５０１０  濾過装置
５０４０  ２室型遠心分離濾過装置
【図１】
2013181874.tif 000003
【図２】
2013181874.tif 000004
【図３】
2013181874.tif 000005
【図４】
2013181874.tif 000006
【図５】
2013181874.tif 000007
【図６】
2013181874.tif 000008
【図７】
2013181874.tif 000009
【図８】
2013181874.tif 000010