(57)【要約】【課題】除染に使用した吸着剤を担持する合成樹脂材料を含む放射性二次廃棄物の減容化及び放射性二次廃棄物の回収から中間保存に至るまでの安全性を確保する。【解決手段】除染フィルタ1はフェロシアン化鉄を含むポリエチレン繊維の粗い不織布であり、使用済みの除染フィルタ1は、ポリプロピレン(PP)を基材とする放射能遮蔽袋3に入れて回収される。回収した放射性二次廃棄物は、処理施設10において、圧縮梱包機で圧縮及びポリプロピレン(PP)製のバンドで結束され、そして、放射能遮蔽金属箱に格納される。次いで、所定数の放射能遮蔽金属箱は放射能遮蔽コンテナに格納され、このコンテナは中間保管場に搬送されて、屋外で多段に積み重ねた状態で保管される。【選択図】図１
2013181838.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
合成樹脂を基材とし、放射性物質を吸着する吸着剤を含む除染吸着体と、
使用済みの除染吸着体を収容するための合成樹脂を基材とし、放射能を遮蔽する物質を含む放射能遮蔽袋又は容器と、
放射能遮蔽機能を備えた放射能遮蔽金属箱と、
放射能遮蔽機能を備え且つ物流可能な放射能遮蔽コンテナとを用意し、
前記除染吸着体によって除染する工程と、
使用済みの前記除染吸着体を前記放射能遮蔽袋又は容器に入れて密封する工程と、
該密封した放射能遮蔽袋を処理施設まで搬送する工程と、
該処理施設において、前記密封した放射能遮蔽袋又は容器から前記除染吸着体を取り出すことなく密封した状態のままで減容化する放射性二次廃棄物減容化工程と、
該減容した放射性二次廃棄物を前記放射能遮蔽金属箱に入れる工程と、
前記放射性二次廃棄物を入れた前記放射能遮蔽金属箱を前記放射能遮蔽コンテナに格納する工程と、
該放射能遮蔽金属箱を格納した前記放射能遮蔽コンテナを中間保管場に搬送する工程とを有することを特徴とする放射性二次廃棄物処理方法。
【請求項２】
減容化工程が、前記除染吸着体を前記放射能遮蔽袋又は容器に入れた状態のままで加熱溶融する工程を含む、請求項１に記載の放射性二次廃棄物処理方法。
【請求項３】
前記除染吸着体がフィルタであり、
前記減容化工程が、前記フィルタを前記放射能遮蔽袋に入れた状態のままで梱包圧縮機に入れて圧縮する工程を含む、請求項１に記載の放射性二次廃棄物処理方法。
【請求項４】
前記フィルタが、ポリエチレン（PE）樹脂にフェロシアン化鉄の粉末を混練することにより作られている、請求項３に記載の放射性二次廃棄物処理方法。
【請求項５】
前記放射能遮蔽袋が、放射能遮蔽材料を含むポリプロピレン（PP）樹脂のシートから作られている、請求項４に記載の放射性二次廃棄物処理方法。
【請求項６】
前記梱包圧縮機によって圧縮した放射性二次廃棄物が、ポリプロピレン（PP）樹脂製のバンドで結束される、請求項５に記載の放射性二次廃棄物処理方法。
【請求項７】
減容化工程が、前記梱包圧縮機で圧縮され且つポリプロピレン(PP)樹脂製のバンドで結束された放射性二次廃棄物を加熱溶融する工程を含む、請求項６に記載の放射性二次廃棄物処理方法。
【請求項８】
加熱溶融した前記放射性二次廃棄物が前記放射能遮蔽金属箱に充填され、該放射能遮蔽金属箱の中で固化される、請求項７に記載の放射性二次廃棄物処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射能で汚染された水や空気などの除染に使用した吸着体を減容化するまでの処理を安全に行うことのできる放射性二次廃棄物処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、原子力発電施設、核燃料再処理工場、放射能同位体元素取扱施設から出る廃液を浄化するのにイオン交換樹脂や中空糸膜などが用いられており、このイオン交換樹脂や中空糸膜が大量の二次廃棄物となっている実情を指摘して、この二次廃棄物を減容化するためにイオン吸着機能と微粒子除去機能を共に備えた複合機能濾過膜を提案している。
【０００３】
2011年3月の東北地方太平洋沖地震及び津波に伴って発生した福島原子力発電施設の事故は、今現在に至っても環境中に大量の放射性物質を放出し続けている。環境中に放出された放射性物質にはセシウム１３４、セシウム１３７が含まれており、セシウム１３４の半減期は約２年、セシウム１３７の半減期は約３０年であることから、特にこれら放射性セシウムによる環境汚染が深刻な社会問題となっている。
【０００４】
福島原子力発電施設の事故によって広範囲に拡散し続けている放射性物質は多種多様な場所に飛散しているため除染対象に分けて効果的な除染技術が提案されている。福島原子力発電施設内の高濃度汚染水の浄化のためにフランスのアレバ社が提案する「凝集沈殿法」が採用された。この「凝集沈殿法」は、汚染水にフェロシアン化ニッケルを含む吸着剤を投入して放射性物質を吸着させ、そして、放射性物質を捕獲した吸着剤を凝集剤で沈殿させて除去する除染方法である。
【０００５】
放射性物質の吸着にゼオライトが有効であることが知られており、ゼオライトを含有するメッシュフィルタが市販されている。このフィルタは空気清浄機、除湿器、換気扇などに装着して用いられる。また、活性炭を含有するメッシュフィルタも開発され、この活性炭入りメッシュフィルタはマスクなどに適用されている。
【０００６】
特許文献２は、活性炭の他に放射性核種毎に効果的な吸着剤を教示している。具体的に、コバルト（Ｃｏ）の吸着剤として、東亜合成社製の無機イオン交換体（層状リン酸化合物）、ユニチカ社製のキレート樹脂、城北化学工業社製のオキシン添着炭が代表例として例示され、セシウム（Ｃｓ）の吸着剤として、旭エンジニアリング社製のフェロシアン化化合物添加含水酸化チタン吸着剤、城北化学工業社製のフェロシアン化化合物添着炭、テイカ社製の無機イオン交換体（層状リン酸化合物）が代表例として例示されている。
【０００７】
福島原子力発電施設の事故の後、独立行政法人  産業技術総合研究所は、関東化学株式会社と共同して、微粉末（粒径：約１０ナノメートル(nm)）のプルシアンブルー（フェロシアン化鉄：紺青）を利用した各種のセシウム吸着材料を公表している。また、東京工業大学はフェロシアン化鉄を用いた水の浄化に関する公開実験を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−２３９１３８号公報
【特許文献２】特開平１１−１８３６９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
福島原子力発電施設の事故は未だに収束しておらず、前述したように放射能汚染が広域に亘っているため早急の且つ長期に亘る徹底した放射能除染が求められている。このことから今後も適材適所の吸着剤の開発が進むものと期待される。
【００１０】
しかし、放射性物質を適切な吸着剤で捕獲しても、この吸着剤及びこれを担持する材料つまり二次廃棄物の処分が問題となる。特許文献１は前述したように減容化を提案しているが、この特許文献１の発明は原子力発電施設などの限定された且つ管理された汚染に関する提案である。福島原子力発電施設の事故に伴う放射能汚染は規模的に他と比較にならないほど膨大であり、放射性二次廃棄物の処分は緊急課題であることから放射性二次廃棄物の処理方法の確立は急務の課題となっている。
【００１１】
本発明の目的は、除染に使用した吸着剤を担持する合成樹脂材料を含む放射能二次廃棄物の減容化及び放射能二次廃棄物の回収から中間保存に至るまでの安全性を確保することのできる放射性二次廃棄物処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の技術的課題は、本発明によれば、
合成樹脂を基材とし、放射性物質を吸着する吸着剤を含む除染吸着体と、
使用済みの除染吸着体を収容するための合成樹脂を基材とし、放射能を遮蔽する物質を含む放射能遮蔽袋又は容器と、
放射能遮蔽機能を備えた放射能遮蔽金属箱と、
放射能遮蔽機能を備え且つ物流可能な放射能遮蔽コンテナとを用意し、
前記除染吸着体によって除染する工程と、
使用済みの前記除染吸着体を前記放射能遮蔽袋又は容器に入れて密封する工程と、
該密封した放射能遮蔽袋を処理施設まで搬送する工程と、
該処理施設において、前記密封した放射能遮蔽袋又は容器から前記除染吸着体を取り出すことなく密封した状態のままで減容化する放射性二次廃棄物減容化工程と、
該減容した放射性二次廃棄物を前記放射能遮蔽金属箱に入れる工程と、
前記放射性二次廃棄物を入れた前記放射能遮蔽金属箱を前記放射能遮蔽コンテナに格納する工程と、
該放射能遮蔽金属箱を格納した前記放射能遮蔽コンテナを中間保管場に搬送する工程とを有することを特徴とする放射性二次廃棄物処理方法を提供することにより達成される。
【００１３】
すなわち、使用済みの除染吸着体は放射能遮蔽袋又は容器に入れて運ぶため、この搬送を含む回収過程での安全性を確保することができる。処理施設では、放射性二次廃棄物を減容化して容積を小さくした状態で放射能遮蔽金属箱に入れ、更に、複数の放射能遮蔽金属箱を放射能遮蔽コンテナに格納することから、コンテナの中の放射性二次廃棄物は二重に遮蔽された状態となる。これによりコンテナから放出される放射線量を低いレベルに抑えることができ、屋外で長期に中間保管することができる。
【００１４】
本発明の更なる目的、作用効果は以下の本発明の実施例の詳しい説明から明らかになろう。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】放射能除染に使用した空調用フィルタを減容化し中間保管するまでの一連の実施例のプロセスを説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【００１６】
以下に、添付の図面に基づいて本発明の好ましい実施例を説明する。
【００１７】
図１は、除染吸着体としての除染フィルタ１を示す。除染フィルタ１は合成繊維の比較的目の粗い不織布を基材として作られた薄いシート状の形態を有している。この除染フィルタ１は空調機用（エアコンディショナ用）としてその大きさが設定される。シート状除染フィルタ１には、好ましくは累積放射能測定シート２やトレーサビリティのためのＩＣチップを貼着するのがよい。累積放射能測定シート２は、既知のように、累積した放射能量に応じてインジケータが変色し、一度色が変化すると元には戻らない特性を有している。ＩＣチップには、フィルタ１の番号、製造年月日、フィルタ配布日時、フィルタ回収日時など、フィルタ１の製造から回収までの軌跡が記録される。これにより、出荷するフィルタ１の全てに関して、その回収が確実に行われたことを確認することができる。
【００１８】
除染フィルタ１の合成繊維の原料として、ポリプロピレン樹脂（ＰＰ樹脂）、ポリエチレン樹脂（ＰＥ樹脂）の他にポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ樹脂）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合合成樹脂（ＡＢＳ樹脂）、ポリアミド樹脂（ＰＡ樹脂）などの汎用樹脂を採用するのがコストを下げるのに有効であるが、後に説明するように放射性物質を吸着した除染フィルタ１を溶融して減容するのに、溶融温度が比較的低い樹脂であるのが望ましく、この観点からポリエチレン（ＰＥ）樹脂を選択するのが好ましい。
【００１９】
除染フィルタ１はフェロシアン化鉄の微粉末（粒径：約10ナノメートル(nm)）を含んでいる。フェロシアン化鉄を除染フィルタ１に含有させる方法として、除染フィルタ１の合成繊維を作るときに樹脂材料にフェロシアン化鉄の微粉末を混練するのが良い。
【００２０】
この除染フィルタ１は放射能遮蔽袋３と一緒にユーザに供給される。放射能遮蔽袋３は、特開２００７−８５８６５号公報（Ｐ２００７−８５８６５Ａ）に開示する、例えば遮蔽材料粉末と有機高分子材料（合成樹脂材料）からなるシートを使って作ってもよいし、特開平１１−１３３１８４号公報及び特開２００７−２１２３０４が開示する、硫酸バリウムを添加したポリオレフィン樹脂又は熱可塑性樹脂又は熱可塑性エラストマからなるシートを使って作ってもよい。
【００２１】
放射能吸着体である除染フィルタ１を空調機、空気清浄機、換気扇などに組み込んで空気中の除染を行うとき、除染後の除染フィルタ１を回収するのに、典型的には、硫酸バリウム、酸化バリウムなどの放射線遮蔽材料を添加又は塗布したポリプロピレン（ＰＰ）袋、ポリエチレン（ＰＥ）袋や紙袋を採用しても良いが、好適には、酸化バリウムを混練したポリプロピレン（ＰＰ）樹脂からなるシートを使って作成した放射能遮蔽袋３が採用される。
【００２２】
ユーザには、除染フィルタ１と放射能遮蔽袋３とが組になった除染フィルタセットとして提供されるのが好都合である。ユーザは除染フィルタ１を空調機に組み付けることで、空調機の運転に伴う室内空気の循環によって空気中の放射性物質（典型的にはセシウム）を除染フィルタ１に吸着させることができる。
【００２３】
除染フィルタ１を空調機にセットした後、所定期間（例えば２ヶ月）が経過又は累積放射能測定シート２のインジケータの色を見て交換すべき時期が来たら、空調機から除染フィルタ１を取り外して新しい除染フィルタ１をセットするフィルタの交換を行うと共に、取り外した使用済み除染フィルタ１を放射能遮蔽袋３に収容して密封する。この放射能遮蔽袋３の代わりに、バライト、酸化バリウム、硫酸バリウム、酸化セリウム、酸化タングステン、酸化ガドリニウム、劣化ウラン酸化物、有鉛ガラスの粉末および繊維、ゼオライト、クリノプチロライト、セレスタイトなどの放射能遮蔽機能を備えた材料から一種類又は複数種類を選択して基材の合成樹脂と混練して成形した密閉容器の形態を有していてもよい。
【００２４】
実施例では、上述したように、放射能遮蔽袋３の基材を構成する合成樹脂としてポリプロピレン（ＰＰ）樹脂が採用されているが、放射能の漏出を僅かでも低減するために高密度ポリプロピレン（高密度ＰＰ）樹脂が選択されている。上述したトレーサビリティのためのＩＣチップをフィルタ１に装着する代わりに、この放射能遮蔽袋３にＩＣチップを装着してもよい。
【００２５】
使用済みの除染フィルタ１は、空調機からの入れ替え及び回収が処理業者に委ねられる。処理業者は、回収した除染フィルタ１を放射能遮蔽袋３に入れてこれを密封した状態で処理施設１０まで安全に搬送することができる。また、処理施設１０まで搬送する過程での周辺環境への放射能拡散を防止することができる。処理施設１０では、回収した放射能遮蔽袋に入った除染フィルタ１が放射能遮蔽袋３から取り出すことなく圧縮梱包機（べーラー）５で減容され、また減容した除染フィルタ１及び放射能遮蔽袋３の塊が結束バンドを使ってバンド掛けされる。
【００２６】
このバンド掛けした塊は２つの方法で専用の放射能遮蔽金属箱に格納される。第１の方法は、バンド掛けした塊をそのまま放射能遮蔽金属箱に格納するやり方である。第２の方法は、バンド掛けした塊を加熱して溶かして、溶融状態で放射能遮蔽金属箱に入れてこの放射能遮蔽金属箱の中で固化させるやり方である。この第２の方法では、それに先立つ圧縮梱包機の工程からバンド掛けを省いてもよい。
【００２７】
第１、第２の方法を採用することにより、除染及びこれに使用した吸着剤を担持する材料つまりフィルタ１の減容化だけでなく放射能遮蔽袋３をも一緒に減容化した放射能二次廃棄物に変化させることができ、また、放射能遮蔽金属箱によって、放射能を遮蔽した状態にすることができる。
【００２８】
第２の方法つまりフィルタ１と放射能遮蔽袋３を一緒に溶融させることに関して、フィルタ１の基材であるポリエチレン（ＰＥ）樹脂は加熱するとガスを発生することが知られているが、フィルタ１と一緒に、ポリプロピレン（PP）樹脂を使った放射能遮蔽袋３及び結束バンドを溶融させることで、ポリエチレン（ＰＥ）樹脂が発生するガスの量を低減することができる。したがって、第２の方法を実施する施設での作業環境の悪化を低減することができる。
【００２９】
上記の専用の放射能遮蔽金属箱は、ステンレス板又は鋼板で作った横断面矩形の六面体の密閉金属箱を用意し、その内面に、一定の放射能遮蔽効果を有する適当な厚みの鉛板が添設されている。鋼板で作った六面体の密閉箱は100cm×100cm×60cmの自動車部品の海外向け搬送に数多く用いられている金属箱を流用するのがコストを下げる上で好適である。この密閉箱の内面に添設する鉛板の厚さとして例えば0.3〜３mmを例示することができる。鉛板の代わりにタングステンシートを採用しても良い。また、鉛板をポリエチレン等の樹脂でコーティングした放射線遮蔽マットが市販されているが、この放射能遮蔽マットを上述した自動車部品の海外向け搬送用の密閉箱の内面に添設してもよい。
【００３０】
放射性廃棄物を格納した放射能遮蔽金属箱は専用の放射能遮蔽コンテナに収容される。専用の放射能遮蔽コンテナは、陸上輸送用又は海上輸送用のコンテナ（構造が相対的に頑丈な海上輸送用のコンテナが好ましい）を用意し、このコンテナの内面に好ましくは鉛板を添設するのが好ましい。コンテナの内面に添設する鉛板の厚さとして例えば0.3〜３mmを例示することができる。鉛板の代わりにタングステンシートを採用しても良い。また、上述した放射線遮蔽マットを陸上又は海上輸送用のコンテナの内面に添設してもよい。
【００３１】
物流に大量に用いられているコンテナを採用することは、コストを低減するうえで好適である。減容化した放射性二次廃棄物を放射能遮蔽金属箱と放射能遮蔽コンテナの二重の容器に格納することで、放射能遮蔽コンテナから放出される放射線量を低いレベルに抑えることができると共に放射能遮蔽金属箱の中への雨水の内部侵入及びその流出を長期に亘って防止することができる。したがって、放射能遮蔽コンテナを土の中に埋設することなく屋外で中間保管することができる。この放射能遮蔽コンテナを使った中間保管は、ベースとなる陸上輸送用又は海上輸送用のコンテナが、そもそも上下に積み重ねることができる構造と強度を有していることから、放射能遮蔽コンテナを２段、３段、４段、５段、６段と積み上げた状態で保管することができる。更に、放射能遮蔽コンテナは、そのベースとなる陸上輸送用又は海上輸送用のコンテナが搬送用に作られていることから、最終処分場が決まり次第、既存のフォークリフトやトラックを使って放射能遮蔽コンテナを最終処分場に運ぶことができる。
【００３２】
以上、空調機に設置して空間除染のためのフィルタ１に関する一連の処理方法を説明したが、除湿器、サーキュレータ、扇風機などの室内の空気を循環させる機器に適用するフィルタについても同様に本発明を適用することができる。また、合成樹脂製のメッシュの形態にすることで網戸として使用することもできる。また、除染フィルタ１をマスクに収容して使用すれば口元で除染できる。更に、フィルタ１を使って放射能汚染水の除染を行ってもよい。
【００３３】
また、本発明は、除染フィルタ１を使った空気及び水の除染だけに限定されるものではない。ポリプロピレン（ＰＰ）樹脂などの合成樹脂にフェロシアン化鉄を混練して多孔又は中実の例えばビーズ状、粒子状、糸状などの任意の形態に成形した除染吸着体を、例えばポリエチレン（PE）樹脂製のメッシュ袋のような通水性の袋に入れ、これを放射能汚染水の中に入れて除染するようにしてもよい。また、同じ要領で、放射能汚染している土壌を水槽に入れてこの土壌を撹拌することで土壌の除染を行うことができる。
【００３４】
使用した除染吸着体は、ポリエチレンのメッシュ袋と一緒に、前述した酸化バリウムを混練したポリプロピレン（ＰＰ）樹脂からなるシートを使って作成した放射能遮蔽袋３に入れて回収し、そして、図１を参照して説明した同じ要領で放射性二次廃棄物を減容化して放射能遮蔽金属箱に格納し、さらに、この放射能遮蔽金属箱を放射能遮蔽コンテナに格納して中間保管するようにしてもよい。多孔又は中実の例えばビーズ状の除染吸着体の減容化には、使用済みの除染吸着体を放射能遮蔽袋３又はこれと同じ材料で作った放射能遮蔽容器に入れて回収し、先に図１を参照して説明したのと同様に、これをそのままの状態で加熱溶融させて放射能遮蔽金属箱に充填して、この放射能遮蔽金属箱の中で固化させるのが良い。
【００３５】
この除染吸着体のトレーサビリティのために、前述したフィルタ１と同じに、放射能遮蔽袋３又は放射能遮蔽容器にICチップを貼着して、除染吸着体の全量回収が確認できるようにするのが好ましい。
【００３６】
除染吸着体に含まれる吸着剤としてフェロシアン化鉄を例示したが、放射能吸着剤はフェロシアン化鉄に限定されず、従来から放射能吸着剤として知られているゼオライト、活性炭やフェロシアン化化合物添着炭、フェロシアン化ニッケルなどであってもよく、また、今後開発される吸着剤であってもよい。勿論、これらの吸着剤を複数種、混合して使用してもよい。また、吸着剤の粒径として除染吸着体１ではナノレベルの微粉末を採用したが、その粒径は除染対象に応じて実験により最適値を決定すればよい。
【符号の説明】
【００３７】
１    除染フィルタ（除染吸着体）
３    放射能遮蔽袋
１０    処理施設
【図１】
2013181838.tif 000003