(57)【要約】【課題】廃ブラウン管ガラスなどの鉛含有ガラスを利用して、鉛含有ガラスからの鉛等の有害物質の溶出を防止した放射線遮蔽材とし、この放射線遮蔽材を放射性物質汚染土壌や汚染廃棄物の処理に有効に適用する技術を提供する。【解決手段】廃ブラウン管ガラス等の鉛含有ガラスの破砕物と酸化マグネシウムとを含む水スラリーを造粒又は成形し、乾燥してなる放射線遮蔽材。この放射線遮蔽材を放射性物質汚染土壌の表面に敷設する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉛含有ガラスの破砕物と酸化マグネシウムとを含むことを特徴とする放射線遮蔽材。
【請求項２】
請求項１において、前記鉛含有ガラスの破砕物と酸化マグネシウムとを含むスラリーを造粒又は成形し、乾燥してなることを特徴とする放射線遮蔽材。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記鉛含有ガラスがブラウン管ガラス又は放射線遮蔽ガラスの廃材であることを特徴とする放射線遮蔽材。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項において、前記鉛含有ガラスの破砕物に対する酸化マグネシウムの含有量が５〜１５重量％であることを特徴とする放射線遮蔽材。
【請求項５】
放射性物質で汚染された土壌又は廃棄物を請求項１ないし４のいずれか１項に記載の放射線遮蔽材で処理することを特徴とする放射性物質汚染土壌又は廃棄物の処理方法。
【請求項６】
請求項５において、放射性物質汚染土壌又は野積みされた放射性物質汚染廃棄物の表面に、もしくは放射性物質汚染土壌又は廃棄物を仮置き、中間貯蔵、最終処分する施設内に前記放射線遮蔽材を敷設することを特徴とする放射性物質汚染土壌又は廃棄物の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は放射線遮蔽材に係り、詳しくは、ブラウン管ガラスの廃材等を有効利用した放射線遮蔽材に関する。
本発明はまた、この放射線遮蔽材を用いた放射性物質汚染土壌又は廃棄物の処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、放射性物質で汚染された土壌から発生する放射線を遮蔽するために、汚染領域の土壌の上に非汚染土壌やコンクリートを敷設したり、汚染土壌を掘り起こして鉛容器などの放射線遮蔽容器に回収したりすることが行われている。
【０００３】
しかしながら、土壌やコンクリートは放射線遮蔽効果が低く、放射線を確実に遮蔽するためには、大量の土壌又はコンクリートが必要となる結果、最終的に処分すべき放射性廃棄物量が増大するという問題がある。
即ち、汚染土壌を更に土壌やコンクリートで覆う処理は、汚染土壌から放射性物質を除去する根本的な処理ではなく、単に放射性物質からの放射線を遮蔽する一時的な処理であるため、最終的には汚染土壌とその上の土壌やコンクリートも含めて除染処理を行う必要があるが、その際に、汚染土壌の被覆に用いた土壌又はコンクリート量が多いと、結果として除染対象物量が多くなり好ましくない。
また、鉛は高価であるため、広範囲に放射性物質が拡散した大量の汚染土壌の処理には適用しにくい。
一方、ＰＥＴ（ポジトロンエミッショントモグラフィー）検査など、医療分野等で発生する放射線を遮蔽するための放射線遮蔽ガラスとして、各種の鉛含有ガラスが提供されている（例えば特許文献１）。
【０００４】
また、最近では、テレビ用ブラウン管ガラスには高い放射線遮蔽能力があることが、独立行政法人物質・材料研究機構などから報告されている。
【０００５】
ブラウン管ガラスは、近年、ブラウン管テレビの買い換え、廃棄に伴い、廃棄物として大量に発生し、その処理について多くの検討がなされている。
例えば、都市ゴミや産業廃棄物の焼却又は溶融時に発生する灰と廃ブラウン管ガラスなどの鉛ガラスを混合して焼成することにより、鉛ガラス中の鉛を揮発分離して無害化して建築用又は土木用等の骨材として有用な無機質固化体を製造する方法が提案されている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１３７７５８号公報
【特許文献２】特開２００７−３０８３１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の放射性物質汚染土壌の処理技術は、放射線遮蔽効果、廃棄物量、コスト等の条件をすべてを満たすものではなかった。
【０００８】
一方で、現在大量に廃棄されている廃ブラウン管ガラスや、放射線遮蔽ガラスの廃材などを放射性物質汚染土壌や放射性物質汚染廃棄物の処理に適用することができれば、その高い放射線遮蔽効果から比較的少ない使用量で放射線を遮蔽することができるため、最終的な廃棄物量の低減を図ることができ、また、廃材の再利用でコストの低減を図ることができるが、ブラウン管ガラスや放射線遮蔽ガラスは、１０〜２５重量％程度の鉛を含有し、更には砒素やホウ素等の環境汚染物質を含有するため、このようなガラスの廃材を汚染土壌上に敷設した場合には、降雨などに晒されると大量の鉛が溶出し、更には砒素やホウ素等の溶出などで、二次汚染の発生が懸念される。
【０００９】
本発明は、廃ブラウン管ガラスなどの鉛含有ガラスを利用して、鉛含有ガラスからの鉛等の有害物質の溶出を防止した放射線遮蔽材とし、この放射線遮蔽材を放射性物質汚染土壌や汚染廃棄物の処理に有効に適用する技術を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、鉛含有ガラスに酸化マグネシウムを共存させることにより、酸化マグネシウムのｐＨ緩衝能で鉛の溶出を防止することができると共に、酸化マグネシウムの吸着能で砒素やホウ素等の溶出も防止することができることを見出した。
【００１１】
本発明はこのような知見に基いて達成されたものであり、以下を要旨とする。
【００１２】
［１］  鉛含有ガラスの破砕物と酸化マグネシウムとを含むことを特徴とする放射線遮蔽材。
【００１３】
［２］  ［１］において、前記鉛含有ガラスの破砕物と酸化マグネシウムとを含むスラリーを造粒又は成形し、乾燥してなることを特徴とする放射線遮蔽材。
【００１４】
［３］  ［１］又は［２］において、前記鉛含有ガラスがブラウン管ガラス又は放射線遮蔽ガラスの廃材であることを特徴とする放射線遮蔽材。
【００１５】
［４］  ［１］ないし［３］のいずれかにおいて、前記鉛含有ガラスの破砕物に対する酸化マグネシウムの含有量が５〜１５重量％であることを特徴とする放射線遮蔽材。
【００１６】
［５］  放射性物質で汚染された土壌又は廃棄物を［１］ないし［４］のいずれかに記載の放射線遮蔽材で処理することを特徴とする放射性物質汚染土壌又は廃棄物の処理方法。
【００１７】
［６］  ［５］において、放射性物質汚染土壌又は野積みされた放射性物質汚染廃棄物の表面に、もしくは放射性物質汚染土壌又は廃棄物を仮置き、中間貯蔵、最終処分する施設内に前記放射線遮蔽材を敷設することを特徴とする放射性物質汚染土壌又は廃棄物の処理方法。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の放射線遮蔽材では、酸化マグネシウムを含有することにより、鉛含有ガラスからの鉛の溶出を酸化マグネシウムのｐＨ緩衝能（ｐＨ１０．５程度）で防止すると共に、酸化マグネシウムの吸着能で砒素やホウ素等の溶出も防止することができる。
このため、鉛含有ガラスの高い放射線遮蔽能を利用して、放射性物質汚染土壌や汚染廃棄物の処理に必要な放射線遮蔽材量を低減し、最終的な廃棄物量を、土壌やコンクリートの敷設による従来の処理法に比べて大幅に低減することができる。
【００１９】
また、鉛含有ガラスとして、ブラウン管ガラスや放射線遮蔽ガラスの廃材を有効利用することにより、放射線遮蔽材を低コストに製造することが可能となり、処理コストの低減で、広範囲の汚染土壌や大量の汚染廃棄物の処理への適用も可能となる。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００２１】
本発明の放射線遮蔽材は、鉛含有ガラスの破砕物と酸化マグネシウムとを含むものである。
【００２２】
本発明において、鉛含有ガラスとしては特に制限はないが、ブラウン管ガラス又は放射線遮蔽ガラスの廃材を用いることが、廃棄物の有効利用、コストの低減の面で好ましい。
【００２３】
鉛含有ガラスの破砕物の粒径は、大き過ぎると、その後の造粒又は成形が困難となり、得られる放射線遮蔽材の取り扱い性が悪いものとなる。一方、鉛含有ガラスの破砕物の粒径を過度に小さくするには破砕コストが高騰し好ましくない。
従って、鉛含有ガラスの破砕物の粒径は、平均粒径として１ｃｍ以下、好ましくは１００〜１，０００μｍで、粒径２，０００μｍ以上の大粒径のものを含まないことが好ましい。
【００２４】
鉛含有ガラスの破砕物は、鉛含有ガラスをクラッシャーなどを用いて常法に従って破砕ないし粉砕することにより得ることができる。
【００２５】
本発明の放射線遮蔽材は、このような鉛含有ガラスの破砕物と酸化マグネシウムを用いて、具体的には、鉛含有ガラスの破砕物と酸化マグネシウムとを水に添加、混合して水スラリー（以下、「原料スラリー」と称す。）とし、この原料スラリーを造粒又は所定形状に成形した後乾燥することにより製造される。なお、原料スラリーの分散媒体としては、水以外のアルコールなどを用いることもできるが、取り扱い性、コストの面で水を用いることが好ましい。この水は、必ずしも高清浄な水である必要はなく、ｐＨが１０以下で、かつ二次汚染の問題を引き起こすものでなければ、各種の排水やその処理水、河川水、海水などを用いることもできる。
【００２６】
酸化マグネシウムは、その使用量が少な過ぎると、鉛含有ガラスからの鉛等の溶出防止効果を十分に得ることができず、また、得られる造粒物や成形体の強度も不足する傾向にある。一方で、酸化マグネシウムの使用量が多過ぎると、相対的に鉛含有ガラスの破砕物の量が減ることで、得られる放射線遮蔽材の放射線遮蔽効果が低下する。従って、酸化マグネシウムは、鉛含有ガラスの破砕物に対して、１〜３０重量％、特に５〜１５重量％の割合で用いることが好ましい。
【００２７】
また、原料スラリーの固形分量が少な過ぎても多過ぎても、造粒又は成形により良好な造粒物又は成形体を得ることができないため、上記原料スラリーの固形分濃度は７０〜９５重量％、特に８０〜９０重量％であることが好ましい。
【００２８】
なお、上記の原料スラリーには、本発明の効果を損ねない範囲で、硫酸バンド、ＰＡＣ、塩化第一鉄、塩化第二鉄、硫酸第一鉄、硫酸第二鉄、ポリ鉄、高分子ポリマー等の凝集剤、スラグなどの水和促進剤等を添加してもよい。
【００２９】
原料スラリーを造粒する場合、その造粒方法には特に制限はなく、常法に従って造粒することができる。
また、原料スラリーを成形する場合、その成形方法には特に制限はないが、例えばスラリーを射出し、乾燥する方法により成形することができる。
【００３０】
得られた造粒物又は成形体の乾燥は、自然乾燥、減圧乾燥、加熱乾燥などで行うことができる。
【００３１】
造粒物を乾燥して得られる本発明の放射線遮蔽材は、その粒径が５〜２０ｍｍ程度の球状であることが好ましい。放射線遮蔽材の粒径が大き過ぎても小さ過ぎても、汚染土壌等に敷設する際の取り扱い性に劣るものとなる。
【００３２】
また、本発明の放射線遮蔽材は、原料スラリーの成形により、例えば５〜５０ｃｍ×５〜５０ｃｍ×１〜１０ｃｍ厚さの板状等とすることもできる。
【００３３】
このような本発明の放射線遮蔽材を用いて放射性物質汚染土壌又は汚染廃棄物を処理するには、例えば放射性物質汚染土壌の表面に本発明の放射線遮蔽材を敷設する方法が挙げられる。この場合、本発明の放射線遮蔽材は、その優れた放射線遮蔽能により、１〜１０ｃｍ程度の敷設厚さで、汚染土壌からの放射線を遮蔽することができる。
また、野積みされた、あるいは仮置き、中間貯蔵、最終処分のための施設に配置された放射性物質汚染廃棄物を処理する場合には、野積みされたあるいは仮置き、中間貯蔵、最終処分のための施設に配置された放射性物質汚染廃棄物の外表面に本発明の放射線遮蔽材で１〜１０程度の厚さの被覆層を形成して、汚染廃棄物からの放射線を遮蔽する。
【実施例】
【００３４】
以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に説明する。
【００３５】
［実施例１］
廃ブラウン管ガラスを破砕ミキサーにより、粒径１０００μｍ以上の大粒子を含まない、平均粒径５００μｍの破砕物とした。
この廃ブラウン管ガラスの破砕物と、廃ブラウン管ガラスの破砕物に対して１５重量％の酸化マグネシウムを水に添加して、固形分濃度８５重量％の水スラリーとした。この原料スラリーをバットに入れ乾燥することにより１０ｃｍ×２０ｃｍ×２ｃｍの本発明の放射線遮蔽材を製造した。
【００３６】
この放射線遮蔽材を放射線汚染土壌の表面に敷設したところ、放射線の遮蔽のために、山砂では３０ｃｍ厚さに敷設する必要があったのに対して、この放射線遮蔽材であれば２ｃｍの厚さに敷設することにより放射線を遮蔽することができた。