(57)【要約】【課題】Ｓｒの捕集と回収および９０Ｓｒの分析が複雑な前処理を要することなく短時間に行い得るようにし、試薬量も少なくして二次廃棄物を少なくする。【解決手段】Ｃａを不透過状態で、選択透過したＳｒを吸着するように形成したＳｒ選択吸着剤をカラムに収納し、カラムに海水や海水塩成分を含む水溶液がカラム内に注入されると、カラム内をＳｒ選択吸着剤に接触させながら流過させ、Ｃａアルギン酸膜が共存するＣａの吸着を排除して不透過とし、Ｓｒを選択透過させてＳｒ吸着部材に到達させて、選択透過したＳｒを吸着させる第一工程、不透過のＣａについては海水や海水塩成分を含む水溶液中に残存せしめて、カラムから排出し、吸着したＳｒをＳｒ抽出液を用いて抽出することで回収する第二工程からなる。【選択図】図７
2013174489.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｃａアルギン酸膜が、海水や海水塩成分を含む水溶液中で使用されるとき、共存するＣａを不透過とし、Ｓｒを選択透過させる性状を有して、無機材料で固形化されたＳｒ吸着部材の表面層を形成することで、該Ｓｒ吸着部材が、Ｃａを不透過状態で、選択透過したＳｒを吸着するように形成したＳｒ選択吸着剤をカラムに収納し、該カラムに海水や海水塩成分を含む水溶液が該カラム内に注入されると、該カラム内を前記Ｓｒ選択吸着剤に接触させながら流過させ、Ｃａアルギン酸膜が共存するＣａの吸着を排除して不透過とし、Ｓｒを選択透過させてＳｒ吸着部材に到達させて、選択透過したＳｒを吸着させる第一工程、
不透過のＣａについては海水や海水塩成分を含む水溶液中に残存せしめて、前記カラムから排出し、吸着したＳｒをＳｒ抽出液を用いて抽出することで回収する第二工程からなることを特徴とするＳｒの捕集と回収方法。
【請求項２】
Ｃａアルギン酸膜が、海水や海水塩成分を含む水溶液中で使用されるとき、共存するＣａ及びＭｇを不透過とし、Ｓｒを選択透過させる性状を有して、無機材料で固形化されたＳｒ吸着部材の表面層を形成することで、該Ｓｒ吸着部材が、Ｃａ及びＭｇを不透過状態で、選択透過したＳｒを吸着するように形成したＳｒ選択吸着剤をカラムに収納し、該カラムに海水や海水塩成分を含む水溶液が該カラム内に注入されると、該カラム内を前記Ｓｒ選択吸着剤に接触させながら流過させ、Ｃａアルギン酸膜が共存するＣａ及びＭｇの吸着を排除して不透過とし、Ｓｒを選択透過させてＳｒ吸着部材に到達させて、選択透過したＳｒを吸着させる第一工程、
不透過のＣａ及びＭｇについては海水や海水塩成分を含む水溶液中に残存せしめて、前記カラムから排出し、吸着したＳｒをＳｒ抽出液を用いて抽出することで回収する第二工程からなることを特徴とするＳｒの捕集と回収方法。
【請求項３】
請求項１において、第一工程が、前記カラムに海水や海水塩成分を含まない放射性Ｓｒ分析試料を含む水溶液が該カラム内に注入されると、該カラム内を前記Ｓｒ選択吸着剤に接触させながら流過させ、Ｃａアルギン酸膜が、Ｓｒを選択透過させてＳｒ吸着部材に到達させて、選択透過したＳｒを吸着させる工程としても並用され、
第二工程が、不透過の放射性Ｓｒ分析試料を含む水溶液中に残存せしめて、前記カラムから排出し、吸着したＳｒをＳｒ抽出液を用いて抽出することで回収する工程としても並用されることを特徴とするＳｒの捕集と回収方法。
【請求項４】
請求項２において、第一工程が、前記カラムに海水や海水塩成分を含まない放射性Ｓｒ分析試料を含む水溶液が該カラム内に注入されると、該カラム内を前記Ｓｒ選択吸着剤に接触させながら流過させ、Ｃａアルギン酸膜が、Ｓｒを選択透過させてＳｒ吸着部材に到達させて、選択透過したＳｒを吸着させ、
第二工程が、不透過の放射性Ｓｒ分析試料を含む水溶液中に残存せしめて、前記カラムから排出し、吸着したＳｒをＳｒ抽出液を用いて抽出することで回収することを特徴とするＳｒの捕集と回収方法。
【請求項５】
請求項１から４に記載したいずれかの請求項において、Ｓｒ抽出液をイオン交換樹脂に通液してＳｒ精製して、Ｓｒを分離、回収することを特徴とするＳｒを分離、回収する第三工程を有してなることを特徴とするＳｒ分離、回収方法。
【請求項６】
請求項５において、海水や海水塩成分を含む水溶液中に８９Ｓｒ及び９０Ｓｒが含まれるときに、該海水や海水塩成分を含む水溶液から、または放射性Ｓｒ分析試料を含む水溶液から精製したＳｒをイオン交換樹脂に保持した状態で９０Ｓｒの娘核種９０Ｙを溶出させ、９０Ｙを計測することで９０Ｓｒの放射能を分析する第四工程を有してなることを特徴とする回収されたＳｒからの９０Ｓｒの分析方法。
【請求項７】
請求項５において、第三工程が、海水や海水塩成分を含む水溶液中に８９Ｓｒ及び９０Ｓｒが含まれるときに、８９Ｓｒ及び９０Ｓｒを除染することを含んで構成されることを特徴とする８９Ｓｒ及び９０Ｓｒの除染方法。
【請求項８】
請求項６において、回収したＳｒから８９Ｓｒ及び９０Ｓｒの回収率が評価され、回収率が予め定めた値以上の範囲において８９Ｓｒ及び９０Ｓｒの除染を継続し、８９Ｓｒ及び９０Ｓｒの除染した海水や海水塩成分を含む水溶液として精製する第五工程を有して構成されることを特徴とする海水や海水塩成分を含む水溶液の精製方法。
【請求項９】
Ｃａアルギン酸膜が、海水や海水塩成分を含む水溶液中で使用されるとき、共存するＣａを不透過とし、Ｓｒを選択透過させる性状を有して、無機材料で固形化されたＳｒ吸着部材の表面層を形成することで、該Ｓｒ吸着部材が、Ｃａを不透過状態で、選択透過したＳｒを吸着するように形成したＳｒ選択吸着剤をカラムに収納し、該カラムに海水や海水塩成分を含む水溶液が該カラム内に注入されると、該カラム内を前記Ｓｒ選択吸着剤に接触させながら流過させ、Ｃａアルギン酸膜が共存するＣａの吸着を排除して不透過とし、Ｓｒを選択透過させてＳｒ吸着部材に到達させて、選択透過したＳｒを吸着させるＳｒ吸着手段、
不透過のＣａについては海水や海水塩成分を含む水溶液中に残存せしめて、前記カラムから排出し、吸着したＳｒをＳｒ抽出液を用いて抽出することで回収する回収手段からなることを特徴とするＳｒの捕集と回収装置。
【請求項１０】
Ｃａアルギン酸膜が、海水や海水塩成分を含む水溶液中で使用されるとき、共存するＣａ及びＭｇを不透過とし、Ｓｒを選択透過させる性状を有して、無機材料で固形化されたＳｒ吸着部材の表面層を形成することで、該Ｓｒ吸着部材が、Ｃａ及びＭｇを不透過状態で、選択透過したＳｒを吸着するように形成したＳｒ選択吸着剤を収納したカラムと、該カラムに海水や海水塩成分を含む水溶液が該カラム内に注入されると、該カラム内を前記Ｓｒ選択吸着剤に接触させながら流過させ、Ｃａアルギン酸膜が共存するＣａ及びＭｇの吸着を排除して不透過とし、Ｓｒを選択透過させてＳｒ吸着部材に到達させて、選択透過したＳｒを吸着させるＳｒ吸着手段、
不透過のＣａ及びＭｇについては海水や海水塩成分を含む水溶液中に残存せしめて、前記カラムから排出し、吸着したＳｒをＳｒ抽出液を用いて抽出することで回収する回収手段からなることを特徴とするＳｒの捕集と回収装置。
【請求項１１】
請求項９において、前記Ｓｒ吸着手段が、前記カラムに海水や海水塩成分を含まない放射性Ｓｒ分析資料を含む水溶液が該カラム内に注入されると、該カラム内を前記Ｓｒ選択吸着剤に接触させながら流過させ、Ｃａアルギン酸膜が、Ｓｒを選択透過させてＳｒ吸着部材に到達させて、選択透過したＳｒを吸着させる工程としても並用され、
前記捕集手段が、不透過の放射性Ｓｒ分析試料を含む水溶液中に残存せしめて、前記カラムから排出し、吸着したＳｒをＳｒ抽出液を用いて抽出することで回収する工程としても並用されることを特徴とするＳｒの捕集と回収装置。
【請求項１２】
請求項１０において、前記Ｓｒ吸着手段が、前記カラムに海水や海水塩成分を含まない放射性Ｓｒ分析試料を含む水溶液が該カラム内に注入されると、該カラム内を前記Ｓｒ選択吸着剤に接触させながら流過させ、Ｃａアルギン酸膜が、Ｓｒを選択透過させてＳｒ吸着部材に到達させて、選択透過したＳｒを吸着させ、
第二工程が、不透過の放射性Ｓｒ分析試料を含む水溶液中に残存せしめて、前記カラムから排出し、吸着したＳｒをＳｒ抽出液を用いて抽出することで回収することを特徴とするＳｒの捕集と回収装置。
【請求項１３】
請求項９から１２に記載したいずれかの請求項において、Ｓｒ抽出液をイオン交換樹脂に通液してＳｒ精製して、Ｓｒを分離、回収することを特徴とするＳｒを分離、回収し、海水や海水塩成分を含む水溶液中に８９Ｓｒ及び９０Ｓｒが含まれるときに、該海水や海水塩成分を含む水溶液から、または放射性Ｓｒ分析試料を含む水溶液から精製したＳｒをイオン交換樹脂に保持した状態で９０Ｓｒの娘核種９０Ｙを溶出させ、９０Ｙを計測することで９０Ｓｒの放射能を分析する分析装置を有してなることを特徴とする回収されたＳｒからの９０Ｓｒの分析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、海水や濃縮海水或いは希釈海水等の排水中に含まれるストロンチウム（Ｓｒ）または／及び放射性同位元素である８９Ｓｒ及び９０Ｓｒを含むストロンチウムを選択的に捕集し、回収する方法と装置並びにこれらを用いることで行う放射性ストロンチウムの分析方法と装置、更には除染方法、海水の精製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ストロンチウムイオンを含み、複数種の金属イオンを含有する海水のような水溶液からストロンチウムイオンを選択的に除去する実用的な技術が望まれている。特に、水溶液中にカルシウムイオンとかマグネシウムイオンが共存する場合には、実用化が難しい。
【０００３】
従来、水溶液中にこれらの金属イオンが共存しているような場合には、金属イオンを沈殿除去するか、イオン交換体を用いて吸着除去するとか、イオン交換膜を用いて電気透析するとか、あるいは蒸留や逆浸透膜により水を分離する方法が採用されて来た。
【０００４】
特許文献１には、ストロンチウムイオンを含み複数の金属イオンを含む水溶液からストロンチウムを分離するために、チタンあるいはニオブを含んだペロブスカイト型化合物と接触させることが記載されている。
【０００５】
特許文献２には、チタン水和物を用いて水溶液中のストロンチウムイオンを吸着することが記載されている。
【０００６】
特許文献３には、炭酸カルシウム、炭酸ストロンチウム及び炭酸バリウムのいずれかの炭酸塩を吸蔵した固形材料を用いて、廃液から放射性ストロンチウムを除去することが記載されている。
【０００７】
非特許文献１には、アルギン酸カルシウムのポリマー担体中に数ミクロン程度のＡＭＰ微結晶を包括固定して、Ｃｓを吸着することが記載されている。
【０００８】
非特許文献２には、放射性ストロンチウム分析法が記載されている。放射性ストロンチウム分析法として、図１６に示す〔９０Ｓｒ〕海水シュウ酸塩法、図１７に示す〔９０Ｓｒ〕海水−発煙硝酸法及び図１８に示す〔９０Ｓｒ〕海水イオン交換法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−２３０６６４号公報
【特許文献２】特公昭６２−１２９３号公報
【特許文献３】特開２００２−２６７７９６号公報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】１０周年記念シンポジウム学術講演「高選択性複合吸着剤の合成と放射性核種分離」
【非特許文献２】文部科学省平成１５年改訂放射能測定法シリーズ２「放射性ストロンチウム分析法」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
海水や海水塩成分を高濃度に含有する水溶液中には、ＮａＣｌ，Ｃａ，Ｍｇが大量に共存する。特に、海水中においてＳｒに比べて多量に存在するＣａは、Ｓｒ吸着を阻害する阻害元素として作用し、水溶液中に含まれるＳｒをＣａと切り離し、単独で分離し回収することは極めて困難である。海水や海水塩成分を含む水溶液中において共存するＣａとＳｒとを分離することは、双方の元素が周期表で共に２Ａ族のアルカリ土類金属に属し、周期４．５に属して元素的に近似するもの同士であるために難しい。
【００１２】
上述したいずれの特許文献に記載されたストロンチウムの分離、回収手段・方法にあっては、海水や海水塩成分が濃縮された水溶液中に含まれるＳｒ（放射性Ｓｒである８９Ｓｒ，９０Ｓｒを含む）を分離するに際して、共存するＣａの影響を受けて、Ｓｒ単独に分離することには困難がある。
【００１３】
Ｓｒの分離を容易にするために予めＣａ，Ｍｇを沈殿その他の方法で除去しておくことも考えられるが、除去したＣａ，Ｍｇが大量に蓄積されることになってその処分がやっかいなものとなる。
【００１４】
非特許文献１には、表面にアルギン酸カルシウムを用いることを記載するが、Ｓｒ分離のための性状については何等記載していないし、内包する材料はＣｓを吸着するものである。
【００１５】
非特許文献２に記載された放射性ストロンチウム分析法は図１６〜図１８に示すように、前処理に多くの日数を要して複雑な操作を必要とし、使用される試薬量も多いものとされている。
【００１６】
本発明は、かかる点に鑑みて、海水や海水塩成分を含む水溶液にあって、Ｓｒの吸着に際して水溶液中に共存するＣａの影響を受けずに、Ｓｒを単独に選択吸着することができ、Ｃａ自体は実質的に水溶液から分離されることなく水溶液中にそのままとどまることになるようにすることが可能なＳｒ吸着剤を用いることで、Ｓｒの捕集と回収および９０Ｓｒの分析が複雑な前処理を要することなく短時間に行い得るようにし、試薬量も少なくして二次廃棄物を少なくすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は、海水や海水塩成分を含む水溶液中で使用されたときに、内部に配置された、Ｓｒを吸着する材料の表面に形成されたＣａアルギン酸膜が、Ｃａを不透過とし、Ｃａと共存するＳｒを選択透過させる性状をもつことでＳｒ選択吸着を可能にしたＳｒ選択吸着剤を用いる。
【００１８】
本発明は、具体的には、Ｃａアルギン酸膜が、海水や海水塩成分を含む水溶液中で使用されるとき、共存するＣａを不透過とし、Ｓｒを選択透過させる性状を有して、無機材料で固形化されたＳｒ吸着部材の表面層を形成することで、該Ｓｒ吸着部材が、Ｃａを不透過状態で、選択透過したＳｒを吸着するように形成したＳｒ選択吸着剤をカラムに収納し、該カラムに海水や海水塩成分を含む水溶液が該カラム内に注入されると、該カラム内を前記Ｓｒ選択吸着剤に接触させながら流過させ、Ｃａアルギン酸膜が共存するＣａの吸着を排除して不透過とし、Ｓｒを選択透過させてＳｒ吸着部材に到達させて、選択透過したＳｒを吸着させる第一工程、
不透過のＣａについては海水や海水塩成分を含む水溶液中に残存せしめて、前記カラムから排出し、吸着したＳｒをＳｒ抽出液を用いて抽出することで回収する第二工程からなることを特徴とするＳｒの捕集と回収方法を提供する。
【００１９】
本発明は、また、Ｃａアルギン酸膜が、海水や海水塩成分を含む水溶液中で使用されるとき、共存するＣａ及びＭｇを不透過とし、Ｓｒを選択透過させる性状を有して、無機材料で固形化されたＳｒ吸着部材の表面層を形成することで、該Ｓｒ吸着部材が、Ｃａ及びＭｇを不透過状態で、選択透過したＳｒを吸着するように形成したＳｒ選択吸着剤をカラムに収納し、該カラムに海水や海水塩成分を含む水溶液が該カラム内に注入されると、該カラム内を前記Ｓｒ選択吸着剤に接触させながら流過させ、Ｃａアルギン酸膜が共存するＣａ及びＭｇの吸着を排除して不透過とし、Ｓｒを選択透過させてＳｒ吸着部材に到達させて、選択透過したＳｒを吸着させる第一工程、
不透過のＣａ及びＭｇについては海水や海水塩成分を含む水溶液中に残存せしめて、前記カラムから排出し、吸着したＳｒをＳｒ抽出液を用いて抽出することで回収する第二工程からなることを特徴とするＳｒの捕集と回収方法を提供する。
【００２０】
本発明は、また、上述した第一工程が、前記カラムに海水や海水塩成分を含まない放射性Ｓｒ分析試料を含む水溶液が該カラム内に注入されると、該カラム内を前記Ｓｒ選択吸着剤に接触させながら流過させ、Ｃａアルギン酸膜が、Ｓｒを選択透過させてＳｒ吸着部材に到達させて、選択透過したＳｒを吸着させる工程としても並用され、
第二工程が、不透過の放射性Ｓｒ分析試料を含む水溶液中に残存せしめて、前記カラムから排出し、吸着したＳｒをＳｒ抽出液を用いて抽出することで回収する工程としても並用されることを特徴とするＳｒの捕集と回収方法を提供する。
【００２１】
本発明は、また、上述した第一工程が、前記カラムに海水や海水塩成分を含まない放射性Ｓｒ分析試料を含む水溶液が該カラム内に注入されると、該カラム内を前記Ｓｒ選択吸着剤に接触させながら流過させ、Ｃａアルギン酸膜が、Ｓｒを選択透過させてＳｒ吸着部材に到達させて、選択透過したＳｒを吸着させ、
第二工程が、不透過の放射性Ｓｒ分析試料を含む水溶液中に残存せしめて、前記カラムから排出し、吸着したＳｒをＳｒ抽出液を用いて抽出することで捕集し回収することを特徴とするＳｒの捕集と回収方法を提供する。
【００２２】
本発明は、また、上述したいずれかにおいて、Ｓｒ抽出液をイオン交換樹脂に通液してＳｒ精製して、Ｓｒを分離、回収することを特徴とするＳｒを分離、回収する第三工程を有してなることを特徴とするＳｒ分離、回収方法を提供する。
【００２３】
本発明は、また、上述した海水や海水塩成分を含む水溶液中に８９Ｓｒ及び９０Ｓｒが含まれるときに、該海水や海水塩成分を含む水溶液から、または放射性Ｓｒ分析試料を含む水溶液から精製したＳｒをイオン交換樹脂に保持した状態で９０Ｓｒの娘核種９０Ｙを溶出させ、９０Ｙを計測することで９０Ｓｒの放射能を分析する第四工程を有してなることを特徴とする回収されたＳｒからの９０Ｓｒの分析方法を提供する。
【００２４】
本発明は、また、上述した第三工程が、海水や海水塩成分を含む水溶液中に８９Ｓｒ及び９０Ｓｒが含まれるときに、８９Ｓｒ及び９０Ｓｒを除染することを含んで構成されることを特徴とする８９Ｓｒ及び９０Ｓｒの除染方法を提供する。
【００２５】
本発明は、また、回収したＳｒから８９Ｓｒ及び９０Ｓｒの回収率が評価され、回収率が予め定めた値以上の範囲において８９Ｓｒ及び９０Ｓｒの除染を継続し、８９Ｓｒ及び９０Ｓｒの除染した海水や海水塩成分を含む水溶液として精製する第五工程を有して構成されることを特徴とする海水や海水塩成分を含む水溶液の精製方法を提供する。
【００２６】
本発明は、また、Ｃａアルギン酸膜が、海水や海水塩成分を含む水溶液中で使用されるとき、共存するＣａを不透過とし、Ｓｒを選択透過させる性状を有して、無機材料で固形化されたＳｒ吸着部材の表面層を形成することで、該Ｓｒ吸着部材が、Ｃａを不透過状態で、選択透過したＳｒを吸着するように形成したＳｒ選択吸着剤をカラムに収納し、該カラムに海水や海水塩成分を含む水溶液が該カラム内に注入されると、該カラム内を前記Ｓｒ選択吸着剤に接触させながら流過させ、Ｃａアルギン酸膜が共存するＣａの吸着を排除して不透過とし、Ｓｒを選択透過させてＳｒ吸着部材に到達させて、選択透過したＳｒを吸着させるＳｒ吸着手段、
不透過のＣａについては海水や海水塩成分を含む水溶液中に残存せしめて、前記カラムから排出し、吸着したＳｒをＳｒ抽出液を用いて抽出することで回収する回収手段からなることを特徴とするＳｒの捕集と回収装置を提供する。
【００２７】
本発明は、また、Ｃａアルギン酸膜が、海水や海水塩成分を含む水溶液中で使用されるとき、共存するＣａ及びＭｇを不透過とし、Ｓｒを選択透過させる性状を有して、無機材料で固形化されたＳｒ吸着部材の表面層を形成することで、該Ｓｒ吸着部材が、Ｃａ及びＭｇを不透過状態で、選択透過したＳｒを吸着するように形成したＳｒ選択吸着剤を収納したカラムと、該カラムに海水や海水塩成分を含む水溶液が該カラム内に注入されると、該カラム内を前記Ｓｒ選択吸着剤に接触させながら流過させ、Ｃａアルギン酸膜が共存するＣａ及びＭｇの吸着を排除して不透過とし、Ｓｒを選択透過させてＳｒ吸着部材に到達させて、選択透過したＳｒを吸着させるＳｒ吸着手段、
不透過のＣａ及びＭｇについては海水や海水塩成分を含む水溶液中に残存せしめて、前記カラムから排出し、吸着したＳｒをＳｒ抽出液を用いて抽出することで回収する回収手段からなることを特徴とするＳｒの捕集と回収装置を提供する。
【００２８】
本発明は、また、上述したＳｒ吸着手段が、前記カラムに海水や海水塩成分を含まない放射性Ｓｒ分析資料を含む水溶液が該カラム内に注入されると、該カラム内を前記Ｓｒ選択吸着剤に接触させながら流過させ、Ｃａアルギン酸膜が、Ｓｒを選択透過させてＳｒ吸着部材に到達させて、選択透過したＳｒを吸着させる工程としても並用され、
前記捕集手段が、不透過の放射性Ｓｒ分析試料を含む水溶液中に残存せしめて、前記カラムから排出し、吸着したＳｒをＳｒ抽出液を用いて抽出することで回収する工程としても並用されることを特徴とするＳｒの捕集と回収装置を提供する。
【００２９】
本発明は、また、上述したＳｒ吸着手段が、前記カラムに海水や海水塩成分を含まない放射性Ｓｒ分析試料を含む水溶液が該カラム内に注入されると、該カラム内を前記Ｓｒ選択吸着剤に接触させながら流過させ、Ｃａアルギン酸膜が、Ｓｒを選択透過させてＳｒ吸着部材に到達させて、選択透過したＳｒを吸着させ、
第二工程が、不透過の放射性Ｓｒ分析試料を含む水溶液中に残存せしめて、前記カラムから排出し、吸着したＳｒをＳｒ抽出液を用いて抽出することで回収することを特徴とするＳｒの捕集と回収装置を提供する。
【００３０】
本発明は、また、上述したいずれかにおいて、Ｓｒ抽出液をイオン交換樹脂に通液してＳｒ精製して、Ｓｒを分離、回収することを特徴とするＳｒを分離、回収し、海水や海水塩成分を含む水溶液中に８９Ｓｒ及び９０Ｓｒが含まれるときに、該海水や海水塩成分を含む水溶液から、または放射性Ｓｒ分析試料を含む水溶液から精製したＳｒをイオン交換樹脂に保持した状態で９０Ｓｒの娘核種９０Ｙを溶出させ、９０Ｙを計測することで９０Ｓｒの放射能を分析する分析装置を有してなることを特徴とする回収されたＳｒからの９０Ｓｒの分析装置を提供する。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、Ｃａアルギン酸からなる膜をＳｒ選択吸着部材の表面層を形成することで、海水や海水塩成分を含む水溶液中での使用の際に共存するＣａが不透過とされ、Ｓｒが選択的に透過されることでＣａが存在する水溶液から分離されて、共存するＣａの影響を受けずに、選択透過したＳｒを単独に吸着し、Ｃａ自体は実質的に吸着分離されることなく水溶液中にそのままとどまることになるようにすることが可能なＳｒ吸着剤を使用することで、Ｓｒ捕集および９０Ｓｒ分析が複雑な前処理を要することなく短時間に行うことができ、試薬量も少なくして二次廃棄物を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施例を構成するための製法を示す図。
【図２】滴下ノズルの構成を示す図。
【図３】Ｓｒ選択吸着剤の概念を示す図。
【図４】Ｓｒ選択吸着剤の性能を説明する図。
【図５】ＲＯ膜スケール防止用キレート剤共存影響を調べた結果を示す図。
【図６】海水塩成分濃度変化の影響を調べた結果を示す図。
【図７】本発明の実施例による海水や海水塩成分を含む水溶液中でＳｒ選択吸着剤を使用してＳｒ捕集するＳｒ捕集方法を説明する図。
【図８】海水を用いてＳｒ除去の性能を試験する方法及び条件を示す図。
【図９】海水からのＳｒ除去性能を示す図。
【図１０】８５Ｓｒ添加海水除染ホット試験方法及び条件を示す図。
【図１１】海水添加８５Ｓｒ除染試験結果を示す図。
【図１２】カラム通過液の８５Ｓｒ分析結果を示す図。
【図１３】カラム内８５Ｓｒ吸着分布を示す図。
【図１４】８５Ｓｒを吸着したＳｒ選択吸着剤を海水洗浄した時の吸着Ｓｒの溶脱状態を示す図。
【図１５】従来の放射性ストロンチウムを捕集し回収する１つの方法を示す図。
【図１６】従来の放射性ストロンチウムを捕集し回収する１つの方法を示す図。
【図１７】従来の放射性ストロンチウムを捕集し回収する１つの方法を示す図。
【図１８】従来の放射性ストロンチウムを捕集し回収する１つの方法を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
まず、本発明で用いるＳｒ吸着剤について説明する。上述したように、無機材料で固形化された、選択透過したＳｒを吸着する粒状のＳｒ吸着部材の表面に、Ｃａアルギン酸膜が形成されて、海水や海水塩成分を含む水溶液中で使用されてＣａを不透過とし、Ｃａと共存するＳｒを選択透過させる性状を持つことでＳｒの選択吸着を可能としたＳｒ選択吸着剤を用いる。
【００３４】
ここで、Ｓｒ吸着部材として、Ｓｒ吸着能力のある材料であって、固形化可能な各種の材料が用いられ得る。Ｓｒ吸着部材として、例えば、公知のゼオライト系やリム酸アルミニウム系の無機材料、あるいはアルミナとシリカとから構成される無機材料が用いられ得る。
【００３５】
さらに、Ｓｒ吸着部材として、Ｓｒ吸着能力のある材料としての、チタニア系，シリア系，アルミナ系、あるいはそれらの複合したチタニア−アルミナ系またはシリカ−アルミナ系、またはアルミニウム・イットリウム・ビスマス・クロム・鉄・インジウム・ガリウム・鉛・ベリリウム・銅・コバルト・カドミウム・亜鉛・ニッケルのリン酸塩、あるいはこれらの材料をＣａ−アルギネートに内包させた材料が用いられ得る。
【００３６】
また、特許文献１にも９０Ｓｒを廃液から除去するに適した固体吸着材が記載されており、これらの材料も用いられ得る。
【００３７】
それらの中で、特にシリア−アルミナ系として、Ａ型ゼオライトあるいはＸ型ゼオライト、その中でも細孔径４Å（オングストローム）以下のナトリウム−Ａ型のゼオライトがＳｒ吸着能力のある材料として推奨される。
【００３８】
これらの無機材料が固形状で粒状化されてＳｒ吸着部材として準備される。粒状化状態の大きさは特定されない。使用の目的に対応して、例えばカラム投入あるいは沈殿目的に対応して大きさは任意に選定され得る。
【００３９】
アルギン酸は、海藻に多く含まれる多糖類としてよく知られ、食品、医薬品、繊維、製紙、農業、工業などの分野で幅広く利用されており、その溶液はＣａ２＋、Ｓｒ２＋、Ｂａ２＋などと瞬時にゲル化反応し不溶化する。
【００４０】
本発明に用いられるＳｒ吸着剤は、粒状のＳｒ吸着部材の表面に、Ｃａアルギン酸膜が形成される。この形成されたＣａアルギン酸膜が、海水や海水塩成分を含む水溶液中で使用されてＣａを不透過とし、Ｃａと共存するＳｒを選択透過させる性状を有することが、実験、研究によって本発明者等によって新たに見つけ出された。Ｃａアルギン酸にＣａアルギン酸性能を低下させない範囲で他の物質が混在することは許容される。
【００４１】
ここで、「Ｃａを不透過である」とは、膜がＣａを吸着しない、そして吸着しないことに伴って透過しないことを意味する。しかしながら、Ｓｒを除去するという運用初期において膜がＣａを実質的に吸着せず、透過しなくなるという状況を意味すると解すべきである。絶対的に不透過であると解すべきではない。そして、Ｓｒを選択透過させるとは、周期表で共に２Ａ族のアルカリ土類金属に属しているＣａとＳｒからＳｒが選択的に透過されるということを意味する。
【００４２】
「吸着」は、吸着することで派生する分離・回収あるいは除染することの上位の意味において使用される。
【００４３】
「表面層」を形成するとは、単独であるいは混合状態で表面膜を形成することを意味する。あるいは、カプセル状態を形成することをも意味する。
【実施例】
【００４４】
図１は、本発明の実施例に用いられるＳｒの吸着剤を作製する製法を示す図である。
【００４５】
図１において、Ｓｒ吸着剤製造装置１００は、滴下ノズル装置１とゲル化装置２から構成される。
【００４６】
滴下ノズル装置１は、原料送液配管３、この配管に接続された多連（図１では６つ）の滴下ノズル４及び滴下ノズル４に接続された空気送風配管５から構成される。
【００４７】
原料送液配管３からは原料溶液が滴下ノズル４に送られ、空気送風配管５からは間欠送風になるように制御された空気が滴下ノズル４に送られる。
【００４８】
原料溶液は、Ｓｒ吸着部材とアルギン酸（Ａｌｇｉ）が混合した溶液であり、本実施例の場合、好んでＳｒ吸着部材としてＡ型ゼオライト（ＺＬＡ４）が使用される。
【００４９】
図２に、滴下ノズル４の詳細を示す。
【００５０】
図２において、滴下ノズル４は、二重ノズル構成とされ、内側の配管１内の内側流路１２を原料溶液（ＺＬＡ４＋Ａｌｇｉ）が流過され、外側の配管１３と内側の配管１１とで形成される外側流路１４を間欠制御された空気が流過される。外側流路１４は、出口端で狭められており、流連の増した空気流が内方に向けて吹き出される。
【００５１】
内側流路２を流過して来た原料溶液は、出口端１５から放出された時、外側流路１４を流過した間欠空気の空気流によって小さな粒に切断される。切断された原料溶液の粒は、表面張力によって球状化する。図では、球状化した粒を液滴６として拡大して示す。
【００５２】
この例では、二重ノズル構成としているが、三重ノズル構成として、内側流域からＺＬＡ４を投入し、外側流域からＡｌｇｉを投入するようにしてもよい。このようにすると、ＺＬＡ４とＡｌｇｉを混合させずに別個に投入され、別個の構成状態になる。
【００５３】
図１に戻って、ゲル化装置２は、容器２１とこの空気２１内に貯められたゲル化溶液２２から構成される。ゲル化溶液２２は、本例の場合、ＣａＣｌ２が用いられる。溶液２１の上側の表面は、多連の滴下ノズル４に対峙配置される。すなわち、液滴６は垂直方向に落下する。
【００５４】
このような配置構成によって、落下した液滴６は、ゲル化溶液中に受け入れられ、液滴６の表面にあるアルギン酸はＣａＣｌ２によってゲル化し、Ｃａアルギン酸膜が形成される。これによって表面のみがゲル化されたゲル球状体が形成される。
【００５５】
図１に、生成ゲル球状体７として示す。生成ゲル球状体７は、容器２１から回収される。図１に、ゲル球状体回収８として示す。
【００５６】
回収されたゲル球状体は粒状を呈しており、乾燥機（図示せず）によって乾燥されて、無機材料で固形化された、Ｓｒを選択透過させるＣａアルギン酸膜を備えることで、Ｓｒを選択的に吸着する粒状のＳｒ選択吸着剤となる。
【００５７】
図３に、このＳｒ選択吸着剤３０の概念を示す。
【００５８】
図３において、Ｓｒ選択吸着剤３０は、内側の内部充填材としてのＳｒ吸着部材３１と、この表面に形成されたＣａアルギン酸膜３２とから形成される。この例の場合、Ｃａアルギン酸膜は、Ｓｒ吸着部材との混合状態で、Ｓｒ吸着部材の表面に一体的に形成されることになる。三連ノズル構成の滴下ノズルを採用して、Ｓｒ吸着部材３１の表面にＣａアルギン酸膜３２が一体付着形成することができる。これらの間に選択吸着に関与しないで選択透過したＳｒをスルーさせることのできる第三の領域を形成することは可能である。また、選択吸着に関与したい物質をＣａアルギン酸膜３２に混合しておくことは可能である。
【００５９】
図３には、このような形態のＳｒ選択吸着剤３０が、容器２９から取り出されて、環境としての海水塩成分混入水３３、例えばＲＯ濃縮水中に置かれた場合を示す。
【００６０】
図３に示すように、Ｃａアルギン酸膜３２の厚さは粒径（例えば１〜２ｍｍΦ）に比べてかなり薄い。すなわち、薄膜層とされる。
【００６１】
海水塩成分混入水３３中には、Ｓｒ２＋，９０Ｓｒ２＋，８９Ｓｒ２＋の放射性核種としての放射性ストロンチウムを含むストロンチウム，Ｂａ２＋，１４０Ｂａ２＋の放射性核種としての放射性バリウムを含むバリウムが存在する。
【００６２】
また、一方ではＣａ２＋，Ｍｇ２＋，Ｎａ＋，Ｃｌ−，ＳＯ４２−，ＨＣＯ３−が存在する。これらから明瞭なように、海水塩成分混入水３３中には、Ｓｒ、Ｃａ、Ｍｇが共存する。
【００６３】
試用した海水塩成分混入水の例：
１）Ｓｒ選択吸着剤のＫｄ値（本実施例）
試験液５００ｍｌにＳｒ選択吸着剤２．５ｇ添加し、２ｈ撹拌
海水：Ｋｄ（Ｓｒ）２９２
淡水：Ｋｄ（Ｓｒ）＞９．３ｅ＋４
２）Ｓｒ選択吸着剤のＳｒ選択吸着部材のみからなる場合のＫｄ値
試験液１００，５００ｍｌにＳｒ選択吸着剤１ｇ添加し、１４ｈ撹拌
海水：Ｋｄ（Ｓｒ）６４５〜８５７，Ｋｄ（Ｃａ）９４〜１３５，Ｋｄ（Ｍｇ）４．８〜７．６
淡水：Ｋｄ（Ｓｒ）６．９ｅ＋３〜１．０ｅ＋４
【００６４】
Ｓｒ選択吸着剤３０の内部のＳｒ吸着部材３１には、Ｓｒ吸着ゾーンが形成される。このゾーンは、ＳｒあるいはＳｒ及びＢａの吸着ゾーンでもある。Ｓｒ選択吸着剤３０の外側に形成されたＣａアルギン酸膜３２は、Ｃａ不透過機能を有する。この膜は、またＣａ、あるいはＣａ及びＭｇの不透過機能を有する。図３には、Ｓｒ吸着ゾーン，Ｂａ吸着ゾーン及びＣａ不透過膜として機能が表示される。Ｍｇ不透過膜としていないのは、吸着運用運転の初期でＭｇが吸着されることがあることによる。この初期を経て吸着運用の初期状態では、Ｍｇ不透過膜となる。したがって、この状態ではＣａ、Ｍｇ共不透過状態となる。
【００６５】
Ｃａアルギン酸膜３２は、ＳｒとＣａが共存したときに、Ｓｒを選択的に透過させる。海水あるいは海水塩成分混入水中には多量のＣａが共存しているが、Ｃａアルギン酸膜３２は、阻害元素としてのＣａの存在下、Ｓｒを選択的に透過させる。このＣａアルギン酸膜３２は、海水や海水塩成分を含む水溶液中で使用されてＣａを不透過とし、Ｓｒを選択透過させる性状を有する。このことは、本発明者等によって得られた。新しい知見であることを示す。
【００６６】
Ｃａアルギン酸膜３２は、Ｓｒに加えてＢａについても選択的に透過させる。図３には、この現象をＳｒ，Ｂａ選択透過として表示してある。
【００６７】
Ｃａアルギン酸膜３２は、上述したように、Ｃａが透過して内部のＳｒ吸着部材３１に到達することを排除する。また、Ｃａアルギン酸膜３２は、Ｃａ更にはＣａに加えてＭｇが内部のＳｒ吸着部材３１に到達することが排除される。この状態で、Ｓｒ吸着部材には、選択透過したＳｒが到達し、ここで吸着されることになる。図では、この現象をＣａ，Ｍｇ排除と表示している。Ｃａ、あるいはＣａ及びＭｇが排除されたＳｒがＳｒ吸着部材の吸着ゾーンに達する。Ｃａ，Ｍｇが排除されるということは、Ｃａ，Ｍｇが吸着されることがなく、海水あるいは海水塩成分混入水中に残存することであり、二次的堆積物とはならないことを意味し、処理プロセスにおいて大きな意義がある。
【００６８】
海水あるいは海水塩成分混入水中に存在するＮａ＋，Ｃｌ−，ＳＯ４２−，ＨＣＯ３−は、ＳｒあるいはＢａの吸着に関与しない。
【００６９】
ここで、上述したように、また後述するように、Ｃａが不透過であるという現象は、Ｃａをまったく透過しないということを意味せず、実用的プロセスにおいて、試用開始時においてＣａがＣａアルギン酸膜に実質的に吸着されないと状況になって透過することがなくなるという場合を含めて不透過という。本発明者等の実験によれば、Ｃａアルギン酸膜は、Ｃａを吸着しない。
【００７０】
このように、Ｃａアルギン酸膜３２を選択的に透過したＳｒは、Ｓｒ吸着部材３１によって形成されるＳｒ吸着ゾーンで吸着される。よって、Ｓｒ選択吸着剤あるいは、選択的にＳｒを吸着することになる。また、Ｃａアルギン酸膜３２を選択的に透過したＢａは、Ｓｒ吸着部材３１が有するＢａ吸着能力によって吸着される。
【００７１】
本実施例のＳｒ選択吸着剤３０を、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、チタンテトライソプロポキシドまたはチタンテトラブトキシドに浸漬させ、Ｃａアルギン酸膜の表面に存在するアルギン酸の水酸基と反応させてシリカまたはチタニアで架橋することによる三次元構造体をＣａアルギン酸膜の表面に形成することで、Ｓｒ吸着剤の強度を増加させることができる。これによって、Ｃａアルギン酸膜３２の表面にアルギン酸の水酸基にシリカまたはチタニアが架橋した三次元構造が形成される。
【００７２】
図４は、海水を使用したときの、カラムに本実施例のＳｒ選択吸着剤を充填して得られた海水通液量と元素吸着除去率との関係を示す。本実施例で使用されたＳｒ吸着部材はＡ型ゼオライトである。Ｘ型ゼオライトを使用しても同様の結果が得られる。また、他のＳｒに吸着部材であってもＣａアルギン酸膜の作用によって同様の結果が得られる。Ｓｒ吸着部材としては各種のものが使用可能であり、多数発表されている。また、Ｓｒ吸着部材がＢａを吸着することもよく知られている。
【００７３】
比較例は、本実施例のＳｒ選択吸着剤のＳｒ吸着部材のみからなって、Ｃａアルギン酸膜を形成しないＳｒ吸着剤を使用した場合を示す。
【００７４】
図４から、Ｃａアルギン酸膜を形成したことによる膜効果は大きく２つあることが分る。
【００７５】
膜効果（１）：本実施例によれば、Ｓｒの除去率は、海水通液が増加しても高い値を示す。また、本実施例によれば、Ｂａの除去率は、海水通液が増加しても高い値を示す。これに対して、比較例にあっては、Ｃａ吸着に伴い、Ｓｒ除去率が低下している。
【００７６】
膜効果（２）：本実施例によれば、Ｓｒ選択吸着剤へのＣａ吸着は認められなかった。Ｍｇ吸着は運用初期においてわずかであった。本実施例にあってもＭｇ吸着はわずかに認められ、比較例と同様であった。このわずかなＭｇ吸着は、Ｓｒ選択吸着、Ｂａ選択吸着に影響を与えないか、与えたとしても僅少である。また、この運用初期を経過し、運用状態に至るとＭｇもまた吸着されず、不透過となる。
【００７７】
図４から分るように、Ｓｒ吸着部材の表面に形成されたＣａアルギン酸膜は、海水や海水塩成分を含む水溶液中で使用されてＣａを不透過とし、共存したＳｒを選択透過させる性状を持つという特徴がある。そして、本実施例のＳｒ選択吸着剤は、このような性状を持つＣａアルギン酸膜を備えることを特徴とする。この特徴のある状態は、Ｓｒ選択的吸着によって重要な意味を有する。
【００７８】
図５は、海水にＲＯ膜スケール防止用キレート剤が共存する場合の本実施例に与える影響を調べた結果を示す。
【００７９】
図５から、ＨＥＤＰ，ＥＤＴＡ共存は、本実施例のＳｒ除去率に与える影響はないと判断される。
【００８０】
図６は、海水塩成分濃度変化（海水比１〜５倍濃度）が本実施例に与える影響を調べた結果を示す。
【００８１】
図６から、高塩濃度でＳｒ除去率がやや低下する傾向がみられたが、高いＳｒ除去率を保持することができる。
【００８２】
図７は、本発明の実施例による海水や海水塩成分を含む水溶液中でＳｒ選択吸着剤を使用してＳｒを捕集し回収する方法を示す。
【００８３】
図７において、６０で示した枠内工程が本実施例におけるＳｒ選択吸着剤３０を用いた前処理工程となる。
【００８４】
先の説明で、Ｃａアルギン酸膜が、海水や海水塩成分を含む水溶液中で使用されるとき、共存するＣａを不透過とし、Ｓｒを選択透過させる性状を有して、無機材料で固形化されたＳｒ吸着部材の表面層を形成することで、該Ｓｒ吸着部材は、Ｃａが不透過状態で、選択透過したＳｒを吸着するＳｒ選択吸着剤を作製することを示した。また、先の説明で、無機材料で固形化された、選択透過したＳｒを吸着する粒状のＳｒ吸着部材の表面に、Ｃａアルギン酸膜が形成されて、海水や海水塩成分を含む水溶液中で使用されてＣａを不透過とし、Ｃａと共存するＳｒを選択透過させる性状を持つＳｒ選択吸着剤を作製することを示した。
【００８５】
このＳｒ選択吸着剤３０をカラム４１に収納することで海水からＳｒの捕集と回収装置４０が構成される。
【００８６】
海水からのＳｒの捕集と回収装置４０は、Ｓｒ選択吸着剤３０を収納するカラム４１，カラム外周に設けたヒータ４２，カラム４１の上端に接続した海水導入系統４３，Ｓｒ溶出液５４を送出するＳｒ抽出液導入系統４４，カラム４１の下端に接続したカラム通過液排出系統４５及びカラム通過液排出系統４５から分岐したＳｒ抽出液排出系統４６から構成される。カラム４１内部の上端部及び下端部には多孔質材４７及び４８が設けられる。
【００８７】
海水導入系統４３は海水タンク５１に接続され、その途中にポンプ５２が配置される。海水タンク５１には実海水が貯蔵される。
【００８８】
実海水には、８９Ｓｒ及び９０Ｓｒで汚染された実海水の場合と、８９Ｓｒ及び９０Ｓｒで汚染されることなく自然界に存在するストロンチウムＳｒ２＋のみが存在する場合とがある。これらを含めてＳｒといい、特に環境汚染の原因となる８９Ｓｒ及び９０Ｓｒが含まれる場合には、８９Ｓｒ及び９０Ｓｒという。本例では実海水を用いる場合について説明するが、実海水に代えて海水塩分を含む水溶液であってもよい。
【００８９】
したがって、実海水は、海水タンク５１からポンプ５２によって吸い上げられ、海水導入系統４３を経て、更に三方弁５３を経てカラム４１に導かれる。
【００９０】
Ｓｒ溶出液導入系統４４は、Ｓｒ抽出剤貯め（図示せず）に接続される。Ｓｒ抽出貯めから送られてきたＳｒ溶出液５４、例えばＨＣｌは、Ｓｒ溶出液導入系統４４及び三方弁５３を経てカラム４１に導かれる。海水タンク及びＳｒ溶出液の導入は三方弁５３の切り換えによってなされる。Ｓｒ溶出時にはヒータ４２を作用させ、カラム４１を加温して抽出し易くする。
【００９１】
Ｓｒ抽出液排出系統４６は、カラム通過液排出系統４６に設けた三方弁５５から分岐される。Ｓｒ抽出液５７はＳｒ精製手段５８を経て８９、９０Ｓｒ分析手段５９に導かれる。
【００９２】
カラム通過液排出系統４６から排出された処理済の海水は、カラム通過液としてカラム通過液貯蔵手段５６に導かれて貯蔵される。
【００９３】
海水４０Ｌとした場合、この容量の海水中にはＭｇが５１，７００ｍｇ，Ｃａが１６，４００ｍｇ，そしてＳｒが３２０ｍｇ含まれる。Ｓｒの量に比べてＣａの量がはるかに多い。Ｍｇはさらに多い。
【００９４】
海水は、カラム４１中に、例えば空間速度ＳＶ１．５ｈ−１で流過されるが、試料量に応じてカラム４１を大きくして空間速度を多くしても問題は無い。
【００９５】
Ｓｒ選択吸着剤３０をカラム４１に収納し、このカラム４１に海水を注入してこのカラム４１内をＳｒ選択吸着剤３０に接触させながら流過させ、Ｃａアルギン酸膜が、Ｃａと共存するＳｒを選択透過させてＳｒ吸着部材３１に到着させると共に、Ｓｒと共存するＣａについてはＣａアルギン酸膜３２への吸着を排除して水溶液中に残存せしめ、Ｓｒ吸着部材３１が、選択透過したＳｒを吸着することで、海水からＳｒ選択吸着剤を使用してＳｒを回収することを行う。Ｓｒは９５％以上捕集し、回収することが可能である。
【００９６】
次に、Ｓｒ選択吸着剤に捕集したＳｒをＳｒ溶出液５４を用いて抽出する。Ｓｒの抽出は、Ｓｒ溶出系統４４から例えばＨＣｌをカラム４１に導入して行う。
【００９７】
捕集したＳｒを抽出した時に、Ｓｒ抽出液５７にはカラム４１に残留した不純物が含まれる。Ｓｒ抽出の際に同時に排出された不純物は、Ｓｒ精製手段５８で除去される。このようにして不純物を除去することで、Ｓｒ精製し、Ｓｒを分離して回収することを行う。これによって、カラム４１内の海水中でＳｒ選択吸着剤を使用してＳｒを分離し、回収することができる。
【００９８】
このようにして、Ｃａアルギン酸膜が、海水や海水塩成分を含む水溶液中で使用されるとき、共存するＣａを不透過とし、Ｓｒを選択透過させる性状を有して、無機材料で固形化されたＳｒ吸着部材の表面層を形成することで、このＳｒ吸着部材が、Ｃａ、あるいはＣａ及びＭｇを不透過状態で、選択透過したＳｒを吸着するように形成したＳｒ選択吸着剤をカラムに収納し、該カラムに海水や海水塩成分を含む水溶液が該カラム内に注入されると、このカラム内を前記Ｓｒ選択吸着剤に接触させながら流過させ、Ｃａアルギン酸膜が共存するＣａ、あるいはＣａ及びＭｇの吸着を排除して不透過とし、Ｓｒを選択透過させてＳｒ吸着部材に到達させて、選択透過したＳｒを吸着させる第一工程、不透過のＣａ、あるいはＣａ及びＭｇについては海水や海水塩成分を含む水溶液中に残存せしめて、カラム４１から排出し、吸着したＳｒをＳｒ抽出液を用いて抽出することで回収する第二工程が形成される。
【００９９】
また、Ｓｒ抽出液をイオン交換樹脂に通液してＳｒ精製して、Ｓｒを分離、回収することを特徴とするＳｒを分離、回収する第三工程が形成されることになる。
【０１００】
海水中に８９Ｓｒ及び９０Ｓｒが含まれるとき、分離し、回収したＳｒから８９Ｓｒ及び９０Ｓｒの回収率を８９、９０Ｓｒ分析手段５９で分析することで回収されたＳｒから８９Ｓｒ及び９０Ｓｒの分析を行う。海水や海水塩成分を含む水溶液から、または放射性Ｓｒ分析試料を含む水溶液から精製したＳｒをイオン交換樹脂に保持した状態で９０Ｓｒの娘核種９０Ｙを溶出させ、９０Ｙを計測することで９０Ｓｒの放射能を分析する。
【０１０１】
９０Ｙ分離回収及び９０Ｙ（９０Ｓｒ）計測は、図１６〜図１８に示す９０Ｙ分離回収及び９０Ｙ（９０Ｓｒ）計測に従って行うことができる。すなわち、図１６〜図１８において、矢印Ａ，矢印Ｂ，矢印Ｃで示した工程ポイントに精製されたＳｒを組み込むことによって９０Ｓｒの計測を行う。
【０１０２】
これによって、海水や海水塩成分を含む水溶液中に８９Ｓｒ及び９０Ｓｒが含まれるときに、海水や海水塩成分を含む水溶液から、精製したＳｒをイオン交換樹脂に保持した状態で９０Ｓｒの娘核種９０Ｙを溶出させ、９０Ｙを計測することで９０Ｓｒの放射能を分析する第四工程が形成されることになる。
【０１０３】
図１６〜図１８に示す従来法による放射性ストロンチウムの分析方法によれば、９０Ｙ分離回収、９０Ｙ（９０Ｓｒ）計測に到るまでの前処理工程に複雑な操作を要して４〜６日あるいは７日以上必要とし、操作試薬量も多く、これに伴って生成される二次廃棄物も多量になったが、本実施例によれば上述したＳｒ選択吸着剤の使用により前処理工程が簡便化されることで、１日あれば充分に前処理工程を完了することができ、操作試薬量も少なく、これに伴って生成される二次廃棄物が少なくて済む。特に、Ｃａ、あるいはＣａ及びＭｇを海水や海水塩成分を含む水溶液中に残存させて、そのままの状態で廃棄用の海水や海水塩成分を含む水溶液として取り扱うことができるというメリットがある。
【０１０４】
この分析によって、海水中に８９Ｓｒ及び９０Ｓｒが含まれるときに、Ｓｒ選択吸着剤３０を使用しての８９Ｓｒ及び９０Ｓｒの除染状況が明確になる。
【０１０５】
分離、回収したＳｒから８９Ｓｒ及び９０Ｓｒの回収率を８９、９０Ｓｒ分析手段５９で分析し、回収率が予め定めた値以上の範囲、例えばＳｒ捕集９５％以上において、８９Ｓｒ及び９０Ｓｒの除染を継続する。これによって、８９Ｓｒ及び９０Ｓｒの除染した海水とすることを特徴とする除染された海水を生成することができる。
【０１０６】
これによって、分離、回収したＳｒから８９Ｓｒ及び９０Ｓｒの回収率を８９、９０Ｓｒ分析し、回収率が予め定めた値以上の範囲において８９Ｓｒ及び９０Ｓｒの除染を継続し、８９Ｓｒ及び９０Ｓｒの除染した海水や海水塩成分を含む水溶液として精製する第五工程が形成されることになる。
【０１０７】
従来、海水や海水塩成分を含む水溶液中において共存するＣａとＳｒとを分離することは、双方の元素が周期表で共に２Ａ族のアルカリ土類金属に属していることから難しく、分離するためにＣａを沈殿させるなどの前処理を要したが、本実施例によれば前処理などを行うことなく阻害元素としてのＣａの作用を排除することができるため、容易にかつ効率的にＳｒを選択的に分離することが可能になった。前処理をしなくてすむために排除したＣａが蓄積することになるということもない。
【０１０８】
図８は、海水を用いてＳｒ除去の性能を試験する方法及び条件を示す図である、１）カラムには本実施例としてのＳｒ選択吸着剤（ただし、Ｓｒ選択吸着部材としてゼオライトＡ型を使用）を用い、２）カラムには従来品のＳｒ吸着剤を比較のため用いた。
【０１０９】
図９は、海水からのＳｒ除去性能を示す。Ｘ型ゼオライトを使用しても同様の結果が得られる。
【０１１０】
図９に示すように、本実施例によれば、多量に海水を通過させてもＳｒ除去率が維持されることが分かる。また、Ｓｒ選択吸着剤へのＣａの吸着量が少なことが分かる。
【０１１１】
図１０は、１）カラム、２）カラムに、Ｓｒ選択吸着剤を用いての８５Ｓｒ添加海水除染ホット試験方法及び条件を示す図である。ここでγ線放出核種である８５Ｓｒを用いた理由は、８９Ｓｒや５０Ｓｒではβ線しか放出せず、そのため前処理操作や計測に時間を要するためである。本実施例としてのＳｒ選択吸着剤（ただし、Ｓｒ選択吸着部材としてＡ型ゼオライトを使用）を用い、ＳＶ（空間速度）を変化させた。
【０１１２】
図１１は、海水添加８５Ｓｒ除染試験結果を示す。
図１１に示すように、ＳＶを変化させても８５Ｓｒ除染に有効であることが分かる。
【０１１３】
図１２は、カラム通過液の８５Ｓｒ分析結果を示す。
【０１１４】
図１３は、カラム内８５Ｓｒ吸着分布を示す。
【０１１５】
図１４は、８５Ｓｒを吸着したＳｒ選択吸着剤を海水洗浄した時の吸着Ｓｒの溶脱状態を示す。
図１４に示すように、吸着された８５ＳｒはＳｒ選択吸着剤から溶脱しない。
【０１１６】
図１５は、本発明の実施例の他の例を示す。
図１５は、本発明の実施例の他の例を示す図である。他の例を示すとは、本実施例は、図７に示す海水や海水塩成分を含む水溶液について適用に加えて、放射性Ｓｒ分析試料７０についても適用できることを示す。
【０１１７】
放射性Ｓｒの分析試料７０としては、降下物，大気浮遊じん，上水，淡水（河川水など），海水，土壌，海底土，日常食，米，牛乳，粉乳，根菜類，葉菜類，茶，淡水魚，海炭魚，貝類，海草類があげられるが、これらには限定されない。水試料（上水，淡水，海水）以外は、試料中のＳｒ溶解のための前処理を行い、試料中Ｓｒ溶解液７１とする。
【０１１８】
図１５に示す例によれば、第一工程が、カラム４１に海水や海水塩成分を含まない放射性Ｓｒ分析試料を含む水溶液がこのカラム４１内に注入されると、このカラム４１内をＳｒ選択吸着剤に接触させながら流過させ、Ｃａアルギン酸膜が、Ｓｒ選択透過させてＳｒ吸着部材に到達させて、選択透過したＳｒを吸着させる工程としても並用され、
第二工程が、不透過の放射性Ｓｒ分析試料を含む水溶液中に残存せしめて、カラム４１から排出し、吸着したＳｒをＳｒ溶出液５７を用いて抽出することで捕集し、回収する工程としても並用されることになる。「並用」とはいずれの吸着操作にも使用可能ということである。
【０１１９】
また、第一工程が、カラム４１に海水や海水塩成分を含まない放射性Ｓｒ分析試料を含む水溶液が該カラム内に注入されると、カラム内をＳｒ選択吸着剤３０に接触させながら流過させ、Ｃａアルギン酸膜が、Ｓｒを選択透過させてＳｒ吸着部材に到達させて、選択透過したＳｒを吸着させ、
第二工程が、不透過の放射性Ｓｒ分析試料を含む水溶液中に残存せしめて、前記カラムから排出し、吸着したＳｒをＳｒ抽出液を用いて抽出することとなる。この場合に、放射性Ｓｒ分析試料を含む水溶液から精製したＳｒをイオン交換樹脂に保持した状態で９０Ｓｒの娘核種９０Ｙを溶出させ、９０Ｙを計測することで９０Ｓｒの放射能を分析する第四工程を形成することができる。
【符号の説明】
【０１２０】
３０…Ｓｒ選択吸着剤、３１…Ｓｒ吸着部材、３２…Ｃａアルギン酸膜、４０…海水Ｓｒ捕集装置、４１…カラム、４３…海水導入系統、４４…Ｓｒ溶出液導入系統、４５…カラム通過液排出系統、４６…Ｓｒ抽出液排出系統、５４…Ｓｒ溶出液（ＨＣｌ）、５６…カラム通過液貯蔵手段、５７…Ｓｒ抽出液、５８…精製手段、５９…８９、９０Ｓｒ分析手段。
【図１】
2013174489.tif 000003
【図２】
2013174489.tif 000004
【図３】
2013174489.tif 000005
【図４】
2013174489.tif 000006
【図５】
2013174489.tif 000007
【図６】
2013174489.tif 000008
【図７】
2013174489.tif 000009
【図８】
2013174489.tif 000010
【図９】
2013174489.tif 000011
【図１０】
2013174489.tif 000012
【図１１】
2013174489.tif 000013
【図１２】
2013174489.tif 000014
【図１３】
2013174489.tif 000015
【図１４】
2013174489.tif 000016
【図１５】
2013174489.tif 000017
【図１６】
2013174489.tif 000018
【図１７】
2013174489.tif 000019
【図１８】
2013174489.tif 000020