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Radioisotopes 65(11): 451-467 (2016)

総説Review Article

放射能高汚染水からの放射性物質の選択的除去および安定化処理Selective Decontamination and Stable Solidification of Radioactive Nuclides in High-Activity-Level-Contaminated Water

1ユニオン昭和株式会社UNION SHOWA K.K. ◇ 108–0075 東京都港区港南1–8–40 ◇ 1–8–40 Konan, Minato-Ku, Tokyo 108–0075, Japan

2東北大学Tohoku University

発行日:2016年11月15日Published: November 15, 2016

福島第一原子力発電所事故では,炉心冷却のために数百トン/日の注水が続けられ,Csなどの放射性物質を高濃度(~106 Bq/cm3)で含む汚染水が短期間で大量に発生し,保管場所の確保も困難な状態となっている。放射能高汚染水は,主に放射性セシウムを含む海水系汚染水であり,極めて大量で高放射能の汚染水の対策は過去に例がないことである。事故の収束に向けた道筋のステップ1において,放射性セシウムを除染する水処理設備が設置され,冷却水として再利用する循環注水冷却システムが稼動している。本システムでは,Cs吸着剤としてゼオライト,CST(結晶性シリコチタネート),不溶性フェロシアン化物が使用されている。今後長期間にわたりシステムの運転を継続する必要があり,高機能性吸着剤の開発,除染の効率化,高度化が緊急の課題とされている。ここでは,CsとSrの選択的吸着剤の吸着特性及び安定固化法及び安全性評価に関わる課題について紹介する。

Large amounts of high-activity-level contaminated water were generated from the nuclear accident of Fukushima Dai-ichi Nuclear Power Plant caused by the Great East Japan Earthquake. At present, the cold shutdown is completed by cooling system, while large amounts of contaminated (>500,000 m3) are still stored. This paper deals with the selective decontamination properties of Cs+ and Sr2+ by using inorganic adsorbents: zeolites, insoluble ferrocyanides, crystalline silicotitanates, and potassium titanates. Zeolites have three important abilities; (1) high selectivity for Cs+ and Sr2+, (2) Cs gas trapping ability, and (3) self-sintering ability. As for multi-nuclides adsorbability, mordenite, chabazite, ferrierite and clinoptilolite group have strong adsorbability for Cs+, and A-type and X-type zeolites for Sr2+ in seawater. Other zeolites, such as L-type zeolite and Ag+ adsorbed zeolites (A-type and X-type zeolites), have high decontamination abilities for actinoids and radioactive Iions, respectively. Stable ceramic solidification of secondary solid wastes can be accomplished by using the above trapping and sintering abilities; mixing and sintering with zeolites are effective for the stable Cs immobilization and lowering of Cs leachability.

Key words: highly contaminated water; caesium; strontium; circulating injection cooling system; ALPS; zeolite; silico-titanate; insoluble ferrocyanide; stable solidification; leachability

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