(57)【要約】【課題】汚染水に含まれる放射性物質を効率よく捕集できるようにするとともに、その放射性物質を捕集した物質を回収できるようにする。【解決手段】平均孔径が１ｎｍ以下のゼオライトを２５〜３５重量部、平均孔径が２〜５０ｎｍの珪藻土を２０〜３０重量部、セメントなどからなる固化材を３５〜５５重量部配合させ、これに、全体の比重が水よりも軽くなるような比重調整材を加え、ほぼ同じ重量の水で混練させる。そして、水を蒸発させることによってブロック状もしくは板状の放射性物質捕集材を形成する。もしくは、スプレーエアガンなどを用いて板材などに塗布して水に浮かべられるようにする。もしくは、混練させた状態で水に流し込んで表面で固化させるようにする。そして、放射性物質を捕集した放射性物質捕集材を回収する場合は、水面に浮かんでいるブロック体、板状体などを回収できるようにする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一平均孔径を有する第一多孔性物質と、
前記第一平均孔径よりも平均孔径が大きな第二平均孔径を有する第二多孔性物質と、
前記第一多孔性物質と第二多孔性物質を粉状にした状態で固化させる固化材と、
当該第一多孔性物質および第二多孔性物質および固化材を固化させて水に浮かすための比重調整材と
を有するようにした放射性物質捕集材。
【請求項２】
前記第一多孔性物質がゼオライトで構成され、
第二多孔性物質として珪藻土で構成されるものである、
請求項１に記載の放射性物質捕集材。
【請求項３】
前記第一多孔性物質を２５〜３５重量部、
前記第二多孔性物質を２０〜３０重量部、
含有させるようにした請求項１に記載の放射性物質捕集材。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかの放射性物質捕集材において、さらに、イライトを含有させるようにした放射性物質捕集材
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汚染水に含まれる放射性ヨウ素などの放射性物質を効果的に捕集できるようにし、かつ、空気中の放射能物質を捕集できるようにした放射性物質捕集材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、放射性ヨウ素や放射性セシウムを捕集するためのゼオライトを用いる方法が各種提案されている（特許文献１）。このようなゼオライトには、その表面に多数の細孔が存在しているため、その表面から放射性ヨウ素や放射性セシウムを吸着させることができ、かつ、その細孔内に吸着させた放射性物質を再放出させないようにすることができると言われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１７１５８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような多孔性のゼオライトを用いて放射性物質を捕集するようにした場合、次のような問題を生ずる。
【０００５】
すなわち、このようなゼオライトを用いて放射性物質を効率よく捕集できるようにするには、ゼオライトを粉状にして表面積を大きくする必要があるが、このように粉状にした場合、放射性物質を取り込んだゼオライトを回収することが困難になる。
【０００６】
一方、ゼオライトを固形化すれば、その放射性物質を取り込んだゼオライトを容易に回収することが容易になるが、固形化させると、表面積が小さくなってしまい、放射性物質を効率よく捕集することができなくなってしまう。
【０００７】
また、放射性物質が水中に混入している場合において、その汚染水から放出される放射性物質を捕集して放射性物質を水中より放出させないようにするための簡易的な方法が今まで存在しなかった。
【０００８】
そこで、本発明は上記課題に着目してなされたもので、汚染水に含まれる放射性物質を効率よく捕集できるようにするとともに、その捕集した放射性物質を回収できるようにした放射性物質捕集材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
すなわち、本発明は上記課題を解決するために、第一平均孔径を有する第一多孔性物質と、前記第一平均孔径よりも平均孔径の大きな第二平均孔径を有する第二多孔性物質と、前記第一多孔性物質と第二多孔性物質を粉状にした状態で固化させる固化材と、当該第一多孔性物質および第二多孔性物質および固化材を固化させて水に浮かすための比重調整材とを有するようにしたものである。
【００１０】
このようにすれば、平均孔径の大きな第二多孔性物質によって表面からの流通路を形成することができ、その流通路から放射性物質を取り込んで、平均孔径の小さな第一多孔性物質で捕集させることができるようになる。しかも、全体として固化材で固化させているため、放射性物質を捕集した後に、その放射性物質捕集材を回収することが容易になる。さらには、比重調整材によって全体を水の上に浮かすことができるため、水中に混入した放射性物質を水中から外部に放出させることがなくなり、かつ、空気中の放射性物質も捕集することができるようになる。
【００１１】
また、このような発明において、第一多孔性物質としてゼオライトを用い、第二多孔性物質として珪藻土を用いるようにする。
【００１２】
より具体的には、このような第一多孔性物質を２５〜３５重量部含ませるようにするとともに、第二多孔性物質を２０〜３０重量部含ませるようにする。
【００１３】
このような割合で各種材料を配合すれば、固化材が脆くなって割れてしまうようなこともなくなり、かつ、第二多孔性物質で流通路を確保して放射性物質をより多く捕集させることができるようになる。
【００１４】
また、このような物質に加えて、イライトを含ませるようにすることもできる。
【００１５】
このようなイライトを含有させると、永久電荷によって放射性物質を吸着させたり、あるいは、粒子孔に放射性物質を吸着させたりすることができるようになる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、第一平均孔径を有する第一多孔性物質と、前記第一平均孔径よりも平均孔径の大きな第二平均孔径を有する第二多孔性物質と、前記第一多孔性物質と第二多孔性物質を粉状にした状態で固化させる固化材と、当該第一多孔性物質および第二多孔性物質および固化材を固化させて水に浮かすための比重調整材とを有するようにしたので、平均孔径の大きな第二多孔性物質によって表面からの流通路を形成することができ、その流通路から放射性物質を取り込んで、平均孔径の小さな第一多孔性物質で捕集させることができるようになる。しかも、全体として固化材で固化させているため、放射性物質を捕集した後に、その放射性物質捕集材を回収することが容易になる。さらには、比重調整材によって全体を水の上に浮かすことができ、水中に混入した放射性物質を水中から外部に放出させることがなくなり、かつ、空気中の放射性物質も捕集することもできるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施の形態について説明する。
【００１８】
この実施の形態における放射性物質捕集材は、板状体やブロック体、あるいは、水面から回収可能に板材などに塗布される塗布材などとして使用されるものであって、相対的に平均孔径の小さな第一多孔性物質と、この第一多孔性物質よりも平均孔径の大きな第二多孔性物質と、これらの第一多孔性物質や第二多孔性物質を粉状にした状態で固化させる固化材と、これら第一多孔性物質および第二多孔性物質および固化材を固化させて汚染水に浮かすように比重を調整するための比重調整材とを有するように構成されている。
【００１９】
まず、これらの成分のうち、第一多孔性物質としてゼオライトが使用される。このゼオライトは、一般的に広い表面積（３５０平方メートル／g）をもち、活性炭の数十倍の吸着能力を有しており、表面には孔径が１nm以下の細孔が多数形成されている。これによって、放射性物質を捕集させることができるとともに、放射性物質を捕集させた場合であっても、その捕集した放射性物質を再び外部に放出させるようなことがなくなり、さらには、雨や水、海水などに晒された場合であっても放射性物質を放出させることがなくなる。このゼオライトを用いる場合、可能な限り表面積を確保するために、直径が３０μm〜５０μmとなるように粉状にしておく。
【００２０】
一方、第二多孔性物質としては珪藻土が使用される。この珪藻土も広い表面積（２５平方メートル／ｇ〜１００平方メートル／g）を有しており、同様に、放射性物質を捕集することができるという性質を有している。この第二多孔性物質は、孔径が第一多孔性物質よりも大きいという点で第一多孔性物質と異なっており、細孔の平均孔径が２〜５０nmとなっている（ゼオライトの平均孔径は１nm以下）。この珪藻土は、ゼオライトと同様に多孔を有しているため、放射性物質を捕集することができるが、細孔の孔径が大きいために、放射性物質が再放出されてしまう。このため、珪藻土は、主に、放射性物質捕集材の表面から内部のゼオライトまでの流通路を形成するための役割を果たすようにしている。この珪藻土を粉状にして使用する場合、可能な限り流通路を形成できるようにするために、例えば、直径が５μm〜２０μmとなるように粉砕しておく。このようにゼオライトよりも小さく粉砕しておくと、ゼオライトまでの流通路を多数形成することができ、より多くの放射性物質をゼオライトに捕集させることができるようになる。
【００２１】
固化材としては、これらの粉状の第一多孔性物質や第二多孔性物質を混練させた状態で固形化させる材料のものが使用され、好適には、水、海水によっても溶けない材料が使用される。ここでは、セメントを用いるようにするとともに、このセメントにひび割れなどを生じないように糊成分や繊維としてエステルやビニル系樹脂など混練しておく。
【００２２】
また、比重調整材としては、例えば、直径が５〜５０μｍ程度の大きさのＰＰＥ発泡ビーズなどを使用する。このとき、比重調整材の配合量としては、全体の比重が０．８５〜０．９０ｇ／立方センチメートルとなるようにしておく。
【００２３】
さらに、このような物質の他に、イライトなどを含有させることもできる。この、イライトは、ゼオライトなどと同様に広い表面積（８０〜１５０平方メートル／ｇ）を有し、永久電荷によって放射線セシウムを吸着させたり、あるいは、六個の珪酸塩四面体の孔の隙間に放射線セシウムを吸着させたりする効果がある。また、水に対して不溶出であるため、水に浮かべて使用する際には好適に使用することができる。
【００２４】
このような各種材料を用いる場合、セメントが割れることなく、かつ、ゼオライトへの流通路を形成して捕集するための面積を大きく確保できるようにすべく、例えば、粉状のゼオライトを２５〜３５重量部、粉状の珪藻土を２０〜３０重量部、固化材を３５〜５５重量部（全体で１００重量部）有するように配合し、これに、５重量部程度の比重調整材（ＰＰＥ発泡ビーズ）と、同量の重さの水を配合して混練させる。また、適宜、ゼオライトとイライトとが全体として２５〜３５重量部となるように配合して混練させる。そして、第一の使用方法として、一定時間空気中に放置することによって内部の水分を蒸発させ、ブロック状もしくは板状体の放射性物質捕集材を形成し、これを汚染水に浮かべるようにする。もしくは、第二の使用方法として、このようなブロック状もしくは板状体に形成するのではなく、板材、布、紙などにスプレーエアガンなどを用いて塗布する。そして、一定時間放置することによって水分を蒸発させ、これを汚染水に浮かべられるようにする。さらに、第三の使用方法として、第一多孔性物質や第二多孔性物質、固化材、比重調整材を混練させた状態で汚染水の上に流し込み、薄く拡散させて汚染水の表面に浮かせられるようにする。そして、一定時間放置することによって汚染水の表面で固化させる。
【００２５】
すると、汚染水に浮かべられた放射性物質捕集材は、水中の放射能物質を第一多孔物質の流通路から取り込み、そこから第二多孔物質の細孔内に放射能物質を取り込んで非可逆的に捕集することができる。このとき、放射性物質捕集材は、汚染水上に浮かんでいるため、汚染水から空気中への放射能物質の拡散を防止することができるとともに、汚染水上に浮かんだ状態であるために、使用済みの放射性物質捕集材を簡単に水面から回収することができるようになる。
【実施例１】
【００２６】
上述で示された放射性物質捕集材の効果を確認するために、セメント３００ｋｇ、ゼオライト４５０ｋｇ、珪藻土２４０ｋｇ、糊成分であるメトローズ５８ｋｇ、繊維２０ｋｇ、および、これらの合計値と同じ重さの水と混練させ、表面積約１７０平方センチメートル、重量約１ｋｇの試料を得た。そして、液体内に存在する放射性物質の捕集効果を確認するために、この試料を１００ｍｇ／Ｌのヨウ素溶液５Ｌに浸漬し、２時間撹拌棒で撹拌して試料にヨウ素を吸着させた。
【００２７】
また、この試料の気体内における捕集効果を確認するために、テドラーバッグに２．８ｐｐｍのヨウ素ガス５Ｌ及び試料１個を封入し、静置して試料にヨウ素を吸着させて１時間後および８時間後のテドラーバッグ内のヨウ素ガス濃度を測定した。
【００２８】
これらの試験を行った結果、液体内における捕集効果の試験では、４６．５ｍｇ／Ｌ（５４．３％）の捕集を確認することができ、気体内における捕集効果の試験では、２．２ｐｐｍ（７８．５％）の捕集を確認することができた。
【００２９】
さらに、放射性物質の再放出を確認するために、ヨウ素溶液に浸漬させた試料を室温で乾燥させ、テドラーバッグに入れて５０Ｌの空気で満たし、１時間静置して濃度を確認したところ、放射性物質の再放出はほとんど確認されなかった。