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技術 放射性物質汚染水の放射線低減化方法

出願人 江添俊和阿部宣男綾部斗清土居義則樋口とくじ駒野いづみ野村哲雄
発明者 土居義則阿部宣男野村哲雄
出願日 2012年2月23日 (5年5ヶ月経過) 出願番号 2012-053727
公開日 2013年9月5日 (3年10ヶ月経過) 公開番号 2013-174571
状態 未査定
技術分野 汚染除去及び汚染物処理
主要キーワード 処理ポンプ 避難住民 電気的振動 水素爆発 低減化処理 放射能汚染水 基礎試験 中継タンク

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課題

放射性物質汚染された水の放射線を効率よく低減化し、低減化の過程放射性廃棄物排出することなく、汚染水の放射線低減化に使用する器具類の放射線も低減化する。

解決手段

汚染水に含まれる放射性物質に汚染された粒子を除去する第1のろ過工程と、汚染水に含まれる放射性物質に汚染された微細な粒子を除去する第2のろ過工程と、放射性物質に汚染されたこれらの粒子が除去された汚染水をナノ純銀粒子担持体に接触させ水の放射線低減化する第3工程と、第1及び第2のろ過工程からのろ過物と第1、第2、第3の各工程で使用した器具類の放射線低減化する第4工程からなり、固形物が除去された汚染水と除去された固形物を分離してそれぞれをナノ純銀粒子と接触させる。

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また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

背景

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東日本大震災により福島第一原子発電所は、津波被害受けたことにより原子炉冷却することができず水素爆発を起こし、大量の放射性物質が広域に拡散住民避難しなければならないという深刻な状況となっている。政府避難住民が帰郷して安心に生活できるために建物等を高圧洗浄水洗浄除染するとしているが、この方法は建物等に堆積した放射性物質を洗い流しているだけで、放射性物質が含まれる洗浄水処理については明確になっていない。洗浄水をそのまま流すと地中に染み込み地下水を汚染し、さらに川を経て海まで汚染することになり、食物連鎖により高濃度の放射性物質に汚染された生物により最終的に人間が被害を受けるという重大な懸念がある。また、汚染水は凝集剤により汚染水に含まれる放射性物質に汚染される粒子凝集させフィルターでろ過を行う方法を採用しているが、この方法では放射線を低減化することはできず放射性廃棄物が増えるだけで、その処理にも莫大な処分地と莫大な費用がかかる。しかも水からの放射線を低減化する方法は確立されていない。

ナノ純銀粒子は3〜10ナノメートル程度からそれ以下の粒子径にした銀のことであり、ナノ純銀粒子には、銀イオンが飛び出しても瞬時に元の金属の状態に戻る特異性があり、その際に発生する電気的エネルギー電位差は1600mV以上で、10−6sec以上の極端に短い周期で大きな電気的振動が発生する。この電気的振動により放射線のエネルギーエネルギー変換無害なものとすると考えられる。

概要

放射性物質に汚染された水の放射線を効率よく低減化し、低減化の過程で放射性廃棄物の排出することなく、汚染水の放射線低減化に使用する器具類の放射線も低減化する。 汚染水に含まれる放射性物質に汚染された粒子を除去する第1のろ過工程と、汚染水に含まれる放射性物質に汚染された微細な粒子を除去する第2のろ過工程と、放射性物質に汚染されたこれらの粒子が除去された汚染水をナノ純銀粒子担持体接触させ水の放射線低減化する第3工程と、第1及び第2のろ過工程からのろ過物と第1、第2、第3の各工程で使用した器具類の放射線低減化する第4工程からなり、固形物が除去された汚染水と除去された固形物を分離してそれぞれをナノ純銀粒子と接触させる。

目的

本発明の技術的課題は、放射性物質に汚染された水の放射線を効率よく低減化し、低減化の過程で放射性廃棄物の排出することなく、汚染水の放射線低減化に使用する器具類の放射線を低減化する放射性物質汚染水の放射線低減化方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
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請求項

以下の情報は公開日時点(2013年9月5日)のものです。

請求項1

汚染水に含まれる放射性物質に汚染された粒子を除去する第1のろ過工程と、汚染水に含まれる放射性物質に汚染された微細な粒子を除去する第2のろ過工程と、放射性物質に汚染されたこれらの粒子が除去された汚染水をナノ純銀粒子担持体に接触させて放射線低減化する第3工程と、第1及び第2のろ過工程からのろ過物と第1、第2、第3の各工程で使用した器具類をナノ純銀粒子液に接触させて放射線低減化する第4工程からなる放射性物質汚染水の放射線低減化方法

詳細

以下の情報は 公開日時点 (2013年9月5日)のものです。

技術分野

0001

本発明は、放射性物質に汚染された水の放射線を低減化する方法に関する。詳しくは、放射性物質に汚染し除染により生じる屋根や建物を洗浄した水あるいは道路洗浄後の水や放射性物質に汚染された池等の水をナノ純銀粒子担持体に接触させ汚染水から放出される放射線を低減する方法に関するものである。


背景技術

0002

東日本大震災により福島第一原子力発電所は、津波の被害を受けたことにより原子炉を冷却することができず水素爆発を起こし、大量の放射性物質が広域に拡散し住民が避難しなければならないという深刻な状況となっている。政府は避難住民が帰郷して安心に生活できるために建物等を高圧洗浄水で洗浄し除染するとしているが、この方法は建物等に堆積した放射性物質を洗い流しているだけで、放射性物質が含まれる洗浄水の処理については明確になっていない。洗浄水をそのまま流すと地中に染み込み地下水を汚染し、さらに川を経て海まで汚染することになり、食物連鎖により高濃度の放射性物質に汚染された生物により最終的に人間が被害を受けるという重大な懸念がある。また、汚染水は凝集剤により汚染水に含まれる放射性物質に汚染される粒子を凝集させフィルターでろ過を行う方法を採用しているが、この方法では放射線を低減化することはできず放射性廃棄物が増えるだけで、その処理にも莫大な処分地と莫大な費用がかかる。しかも水からの放射線を低減化する方法は確立されていない。

0003

ナノ純銀粒子は3〜10ナノメートル程度からそれ以下の粒子径にした銀のことであり、ナノ純銀粒子には、銀イオンが飛び出しても瞬時に元の金属の状態に戻る特異性があり、その際に発生する電気的エネルギーの電位差は1600mV以上で、10−6sec以上の極端に短い周期で大きな電気的振動が発生する。この電気的振動により放射線のエネルギーをエネルギー変換し無害なものとすると考えられる。


発明が解決しようとする課題

0004

本発明の技術的課題は、放射性物質に汚染された水の放射線を効率よく低減化し、低減化の過程で放射性廃棄物の排出することなく、汚染水の放射線低減化に使用する器具類の放射線を低減化する放射性物質汚染水の放射線低減化方法を提供することにある。


課題を解決するための手段

0005

前記課題を解決するため、発明者らは、ナノ純銀粒子を用いた水浄化の研究を続けている。福島原発爆発事故以降、ナノ純銀粒子あるいはナノ純銀粒子を御影石骨炭担持させたナノ純銀粒子担持体を用いて放射能汚染水浄化試験計測を行い、初期値20000Bq/kgの汚染水がND(不検出)となることを確認している。また、汚染土壌に対してもナノ純銀粒子を含む溶液散布することで放射線の数値が低下することも確認している。

0006

前記の知見に基づき、本発明者らは、安全に効率よく放射性物質汚染水から放出される放射線を低減化する方法に想到した。その要旨とするところは以下の通りである。

0007

すなわち、本発明の放射性物質汚染水の放射線低減化方法は、汚染水に含まれる放射性物質に汚染された粒子を除去する第1のろ過工程と、汚染水に含まれる放射性物質に汚染された微細な粒子を除去する第2のろ過工程と、放射性物質に汚染されたこれらの粒子が除去された汚染水をナノ純銀粒子担持体に接触させて放射線低減化する第3工程と、第1及び第2のろ過工程からのろ過物と第1、第2、第3の各工程で使用した器具類をナノ純銀粒子液に接触させて放射線低減化する第4工程からなることを特徴とする。

0008

本発明においては、放射性物質汚染水は放射性物質に汚染された粒子と放射性物質に汚染された水からなり、これらの同時処理では効率よく放射線を低減化することができず、いかに汚染水から放射性物質に汚染された微細な粒子を除去できるかで汚染水の処理効率が決まってしまうことから、汚染水に含まれる放射性物質に汚染された粒子及び微細な粒子を除去する第1及び第2のろ過工程と、放射性物質に汚染された粒子を除去した汚染水をナノ純銀粒子担持体に接触させ水の放射線を低減化する第3工程と、第1、第2工程でろ過された放射性物質を含むろ過物と第1、第2、第3の各工程で使用した器具類をナノ純銀粒子溶液に浸漬・接触させることで効率よく放射性物質汚染水の放射線を低減化することができる。


発明の効果

0009

本発明によれば、放射性物質汚染水を放射性物質に汚染された粒子と汚染水に分離して、分離した汚染水をナノ純銀粒子担持体接触させることで効率よく放射線低減化をすることができる。また、低減化に使用した器具類並びに分離した汚染粒子もナノ純銀粒子溶液に浸漬・接触させることで、器具類や汚染粒子の放射線も低減化でき放射性物質を拡散させる心配も無く、安全に放射性物質汚染水の放射線を低減化することができる。


図面の簡単な説明

0010

本発明の第1工程から第3工程を示すシステムの概略模式図である。 本発明の第3工程で使用する水ナノ純銀粒子担持体接触部の模式図である。


実施例

0011

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図1乃至図2は本発明に係る放射線汚染水の放射線低減化方法に使用される装置類の一例を示すもので、目的・効果を同じくするものは本発明の要旨の範囲内に含まれることは言うまでも無い。

0012

図1は、本発明の放射性物質汚染水の放射線低減化方法の第1工程から第3工程を示すシステムの概略模式図で、1は低減化システムで、原水槽2、原水ポンプ3、フィルタープレス4、フィルター5、中継タンク6、低減部7から構成されている。また、低減部7は、処理ポンプ71、処理水カートリッジ72から構成されている。

0013

第1工程において2は、建物を洗浄した水、道路洗浄後の水等の除染作業により生じた水あるいは放射性物質に汚染された池の水等の汚染水を貯留する原水タンクである。3は、原水槽2に貯留された汚染水を第1工程であるフィルタープレス4に送る原水ポンプである。4は、原水ポンプ3で送られてきた汚染水に含まれる放射性物質に汚染された土やゴミ等の固形物をろ過・除去するフィルタープレスで、このフィルタープレス4はフィルターが多段に構成されるもので、フィルターはろ過する汚染水に含まれる粒子構成によりフィルターメッシュが選択され、また、フィルターの段数を変えることによりろ過効率を変えることができるものである。第1工程のろ過処理工程でろ過された土やゴミ等の固形物はプレスされ水分の少ないケーキ状の固形物となり、第4工程でナノ純銀粒子溶液に浸漬することで無害化される。また、使用されたフィルターもナノ純銀粒子溶液に浸漬することで無害化されるので、一般的な廃棄物として焼却処分することができる。

0014

第2工程において5は、フィルタープレス4で汚染水から放射性物質に汚染された土やゴミ等の固形物が除去された水から、フィルタープレス4で除去されなかった微細な粒子の固形物を除去するフィルターで、第1工程で使用されるフィルターよりさらに細密なフィルターが装着されている。このフィルター5で微細な粒子の固形物を除去された汚染水は、中継タンク6に送られ貯留する。第2工程では第1工程でろ過された汚染水からさらに放射性物質に汚染された微細な粒子の固形物を除去することで、第3工程で行われる放射線低減化処理の効率を上げるものである。第2工程で使用されたフィルターも第1工程と同様に使用後は第4工程でナノ純銀粒子溶液に浸漬され無害化されるので、一般的な廃棄物として焼却処分することができる。

0015

第3工程において7は、第1工程、第2工程で放射性物質に汚染された固形物が除去された汚染水の放射線を低減化する低減部で、中継タンク6に貯留された汚染水を処理水ポンプ71で処理水カートリッジ72に送り、処理水カートリッジ72内に装填される例えばナノ純銀粒子御影石及びナノ純銀粒子担持骨炭等で示されるナノ純銀粒子担持体と汚染水を接触させることで汚染水の放射線を低減化するものである。汚染水は処理水カートリッジ72の下部からカートリッジ内に入り、一例として示されるナノ純銀粒子担持体であるナノ純銀粒子担持御影石、ナノ純銀粒子担持骨炭、ナノ純銀粒子担持御影石とそれぞれ接触して放射線が低減された処理水Sとして、カートリッジ上部から出るもので、図2に示されるように処理水カートリッジ72を4個で1セットとし4連続で汚染水を通過させ低減化処理を行うものである。この処理水カートリッジ72を4個で1セットとし4連続での処理構成基礎試験を通じて得られたものであるが、汚染水の状況に応じ、一例で示されるナノ純銀粒子担持体であるナノ純銀粒子担持御影石、ナノ純銀粒子担持骨炭、ナノ純銀粒子担持御影石のカートリッジ内で汚染水と接触させる順番やナノ純銀粒子担持体量の変更を行ったり、処理水カートリッジ72のセット数を増やすことで対応が可能である。また、処理水カートリッジ72内の上部にはフィルター設置スペースが設けてあるので、必要に応じフィルターを設置することで汚染水に含まれるさらに微細な粒子を除去することができる。

0016

第4工程において、これら処理水カートリッジ72の使用後はナノ純銀粒子溶液に浸漬して放射線を低減化しメンテナンスを行って再利用することができる。また、第1工程でフィルタープレス4から排出されるケーキ状の固形物は、ナノ純銀粒子液に浸漬することで無害化することができる。

0017

また、汚染水の処理量合わせて放射線低減化システムを大型化することも可能であり、小型の放射線低減化システムは車載型とすることも可能である。

0018

このように、本発明の放射性物質汚染水の放射線低減化方法によれば、汚染水に含まれる放射性物質に汚染された土やゴミ等の粒子・微粒子を汚染水から除去し、水分と固形分を別々に放射線低減化処理を行うことで、効率よく低減化することができる。また、低減化に使用した器具類並びにろ過された固形物もナノ純銀粒子溶液に浸漬して無害化処理を行うことで、放射性物質を拡散させる恐れがなく、器具類の再利用も可能である。フィルター等再利用できないものも無害化処理されているので一般的な廃棄物として処分することができる。

0019

放射性物質の除染に本発明の放射性物質汚染水の放射線低減化方法を用いることで、福島原発をはじめ、爆発事故により大量の放射性物質が飛散し避難を余儀なくされた住民の帰郷が実現でき、放射線の影響を心配せずに安心した生活が送ることができる。

0020

1 :低減化システム
4 :フィルタープレス
5 :フィルター
7 :低減部
72 :処理水カートリッジ
S :処理水


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