特許 6670212 放射性物質で汚染された廃棄物の処理装置及び処理方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6670212

(24)【登録日】2020年3月3日

(45)【発行日】2020年3月18日

(54)【発明の名称】放射性物質で汚染された廃棄物の処理装置及び処理方法

(51)【国際特許分類】

   G21F 9/32 20060101AFI20200309BHJP

【ＦＩ】

   G21F9/32 F

   G21F9/32 J

   G21F9/32 C

   G21F9/32 Z

【請求項の数】4

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2016-187693(P2016-187693)

(22)【出願日】2016年9月27日

(65)【公開番号】特開2018-54341(P2018-54341A)

(43)【公開日】2018年4月5日

【審査請求日】2019年3月6日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000240

【氏名又は名称】太平洋セメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100106563

【弁理士】

【氏名又は名称】中井 潤

(72)【発明者】

【氏名】田中 宜久

(72)【発明者】

【氏名】片岡 誠

(72)【発明者】

【氏名】本間 健一

【審査官】 関口 英樹

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−０３６８８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−２２４７８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１７−１８１０２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１０８７８２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２３Ｇ５／００

５／０２７

５／２０−５／２８

５／３２−５／３８

７／００−７／０２

７／１０−７／１２

Ｆ２３Ｊ１／００−３／０６

７／００−１１／１２

Ｆ２７Ｄ１７／００−９９／００

Ｇ２１Ｆ９／００−９／３６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

放射性物質で汚染された廃棄物を加熱する加熱装置と、
前記加熱によって揮発した放射性物質を回収する回収装置と、
前記加熱装置から排出された焼成物が供給され、該焼成物から発せられる放射線量を測定する測定装置と、
前記加熱装置から排出された焼成物を前記測定装置に供給せずに系外へ排出するバイパスルートとを備えることを特徴とする放射性物質で汚染された廃棄物の処理装置。

【請求項2】

前記測定装置は、
前記加熱装置から排出された焼成物を受け入れるタンクと、
該タンク内に設けられて放射線を検出する検出器と、
放射線検出後に前記タンク内に残留した焼成物を該タンクから排出する空気を前記タンク内に吹き込むエアパージ手段とを備えることを特徴とする請求項１に記載の放射性物質で汚染された廃棄物の処理装置。

【請求項3】

放射性物質で汚染された廃棄物を加熱装置を用いて加熱し、該加熱によって揮発した放射性物質を回収すると共に、前記加熱により得られた焼成物を測定装置に供給して該焼成物から発せられる放射線量を測定するにあたり、
前記加熱により得られた焼成物の放射性物質濃度が所定値以上の焼成物を前記測定装置に供給せずに系外へ排出することを特徴とする放射性物質で汚染された廃棄物の処理方法。

【請求項4】

前記加熱装置において所定温度以下で焼成された焼成物、前記加熱装置における火止め後に該加熱装置から排出された焼成物、又は前記測定装置の前段で測定した放射性物質濃度が前記所定値以上の焼成物を前記測定装置に供給せずに系外へ排出することを特徴とする請求項３に記載の放射性物質で汚染された廃棄物の処理方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、放射性物質で汚染された廃棄物を処理する装置及び方法に関し、特に、放射性物質で汚染された廃棄物を焼成して放射性物質を回収すると共に焼成物を有効利用するための装置及び方法に関する。

【背景技術】

【0002】

先年の震災に伴う原発事故により、被災地では放射性セシウム等の放射性物質により汚染された廃棄物が膨大な量に及んでおり、被災地周辺の多量の廃棄物から放射性物質を回収することが求められている。一方、放射性物質で汚染された多量の廃棄物から放射性物質を回収するには多大なコストを要するため、このような回収に要するコストを実質的に低減するために、放射性物質を回収した後の廃棄物を有効利用することが望ましかった。

【0003】

そこで、特許文献１には、放射性セシウムで汚染された廃棄物をロータリーキルンで加熱して廃棄物中の放射性セシウムを揮発させ、加熱により生じたガスを冷却して放射性セシウムを回収すると共に、加熱により得られた焼成物をクーラで冷却して土工資材等に有効利用することが提案されている。これにより、放射性セシウムで汚染された廃棄物を多量に処理できると共に、放射性セシウム濃度が低下して有効利用可能な焼成物を得ることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１３−１０８７８２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、上記特許文献１に記載の方法では、ロータリーキルン内でのコーチングの成長や脱落等による運転状況の変動、或いはロータリーキルンに供給する廃棄物の流動性や化学組成、放射性セシウム濃度等の物性の変動により、ロータリーキルン内で放射性セシウムを揮発させるのに十分な加熱温度や加熱時間を確保できないことがあり、放射性セシウム濃度の高い焼成物がロータリーキルンから排出される虞があった。

【0006】

そこで、本発明は、上記従来技術における問題点に鑑みてなされたものであって、放射性物質で汚染された廃棄物を加熱して放射性物質を回収すると共に、放射性物質濃度の低い焼成物を安定して製造することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するため、本発明は、放射性物質で汚染された廃棄物を加熱する加熱装置と、前記加熱によって揮発した放射性物質を回収する回収装置と、前記加熱装置から排出された焼成物が供給され、該焼成物から発せられる放射線量を測定する測定装置と、前記加熱装置から排出された焼成物を前記測定装置に供給せずに系外へ排出するバイパスルートとを備えることを特徴とする。

【0008】

本発明によれば、放射性物質で汚染された廃棄物を加熱して放射性物質を回収すると共に、バイパスルートを用いて放射性セシウム濃度が高い焼成物を測定装置に供給しないことで、測定装置の放射性セシウム濃度の測定精度を高く維持し、放射性セシウム濃度の低い焼成物を安定して製造することができる。

【0009】

上記放射性物質で汚染された廃棄物の処理装置において、前記測定装置は、前記加熱装置から排出された焼成物を受け入れるタンクと、該タンク内に設けられて放射線を検出する検出器と、放射線検出後に前記タンク内に残留した焼成物を該タンクから排出する空気を前記タンク内に吹き込むエアパージ手段とを備えることができる。これによって、空の状態のタンクから発せられる放射線量を少なくし、測定装置の放射性セシウム濃度の測定精度をさらに向上させることができる。

【0010】

また、本発明は、放射性物質で汚染された廃棄物の処理方法であって、放射性物質で汚染された廃棄物を加熱装置を用いて加熱し、該加熱によって揮発した放射性物質を回収すると共に、前記加熱により得られた焼成物を測定装置に供給して該焼成物から発せられる放射線量を測定するにあたり、前記加熱により得られた焼成物の放射性物質濃度が所定値以上の焼成物を前記測定装置に供給せずに系外へ排出することを特徴とする。

【0011】

本発明によれば、上記発明と同様、放射性物質で汚染された廃棄物を加熱して放射性物質を回収することができると共に、放射性物質濃度が所定値以上の焼成物を系外へ排出することで、測定装置の放射性セシウム濃度の測定精度を高く維持し、放射性セシウム濃度の低い焼成物を安定して製造することができる。

【0012】

上記放射性物質で汚染された廃棄物の処理方法において、前記加熱装置において所定温度以下で焼成された焼成物、前記加熱装置における火止め後に該加熱装置から排出された焼成物、又は前記測定装置の前段で測定した放射性物質濃度が前記所定値以上の焼成物を前記測定装置に供給せずに系外へ排出することができる。

【発明の効果】

【0013】

以上のように、本発明によれば、放射性物質で汚染された廃棄物を加熱して放射性物質を回収すると共に、放射性物質濃度の低い焼成物を安定して製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明に係る放射性物質で汚染された廃棄物の処理装置の一実施の形態を示す全体構成図である。

【図2】図１に示す処理装置の測定装置内のタンクの断面図であり、（ａ）は空の状態のタンクを示す図、（ｂ）は焼成物を貯留したタンクを示す図である。

【図3】図２に示す測定装置において、空の状態のタンク内の放射線量（バックグラウンド値）毎に、放射性セシウム濃度の測定値と、実際の焼成物の放射性セシウム濃度との関係を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0015】

次に、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。尚、以下の説明においては、放射性物質で汚染された廃棄物として、放射性セシウムで汚染された廃棄物を処理する場合を例にとって説明する。また、放射性セシウムとは、セシウムの放射性同位体であるセシウム１３４及びセシウム１３７である。

【0016】

図１は、本発明に係る放射性物質で汚染された廃棄物の処理装置の一実施の形態を示し、この処理装置１は、放射性セシウムで汚染された廃棄物Ｗを貯留する貯槽３と、反応促進剤としての酸化カルシウム源（以下「ＣａＯ源」という。）を貯留する貯槽４と、反応促進剤としての塩素源（以下「Ｃｌ源」という。）を貯留する貯槽５と、貯槽３〜５に貯留される廃棄物Ｗ、ＣａＯ源及びＣｌ源を引き出して調合する調合装置６とを備える。

【0017】

また、処理装置１は、調合装置６から排出された調合原料Ｍを焼成するロータリーキルン７と、ロータリーキルン７の排ガスＧを冷却する冷却塔８と、冷却塔８の排ガスＧ１を分級するサイクロン９と、サイクロン９の排ガスＧ２を集塵する第１集塵機１０と、第１集塵機１０の排ガスＧ３を集塵する第２集塵機１１と、第２集塵機１１の排ガスＧ４を脱硝する脱硝装置１２と、脱硝装置１２の排ガスＧ５を大気へ放出する煙突１３とを備える。

【0018】

さらに、処理装置１は、ロータリーキルン７から排出された焼成物Ｂ１を貯留するバッファタンク２１と、バッファタンク２１から排出された焼成物Ｂ１の供給ルートを必要に応じて切り替える切替装置２２と、切替装置２２から排出された焼成物Ｂ２の放射性セシウム濃度を測定する測定装置２３と、測定装置２３での測定値に基づいて焼成物Ｂ２を供給するルートを切り替える切替装置２４と、切替装置２４からの良品Ｐを冷却するクーラ２６とを備える。

【0019】

貯槽３に貯留される廃棄物Ｗとしては、放射性セシウムで汚染された土壌、焼却灰、伐採木、ごみ由来の溶融スラグ、下水汚泥、下水汚泥乾粉、浄水汚泥、建設汚泥、下水スラグ、貝殻、草木、がれきなどの廃棄物であって放射性セシウムを含むものすべてを対象とすることができ、これらの群に含まれる１種を単独で、又は２種以上を組み合わせることができる。さらに、放射性セシウムをほとんど含まない部分（土壌の場合には、砂や石）を予め取り除いて得られる、放射性セシウムが濃縮された中間処理物も、本発明における放射性セシウムで汚染された廃棄物Ｗに含まれる。

【0020】

貯槽４に貯留されるＣａＯ源としては、炭酸カルシウム、生石灰、消石灰、石灰石、ドロマイト、高炉スラグ等を含むものを用いることができる。また、ＣａＯ源に代えて又はＣａＯ源と共に酸化マグネシウム源（ＭｇＯ源）を供給することもできる。ＭｇＯ源には、炭酸マグネシウム（ＭｇＣＯ₃）、水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）₂）、ドロマイト、蛇紋岩、フェロニッケル合金スラグ等を含むものを用いることができる。

【0021】

また、貯槽５に貯留されるＣｌ源としては、塩化カルシウム（ＣａＣｌ₂）、塩化カリウム（ＫＣｌ）、塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）、塩素を有する廃プラスチック等を用いることができ、このうちＣａＣｌ₂は、効果的に放射性セシウムを除去できるので好ましい。

【0022】

ロータリーキルン７は、調合原料Ｍを焼成するキルン本体７ａと、バーナが備えられる窯前部７ｂと、調合原料Ｍが投入される投入口が設けられる窯尻部７ｃとを備える。尚、ロータリーキルン７以外の加熱装置を用いることもできる。

【0023】

冷却塔８は、ロータリーキルン７の排ガスＧを冷却し、廃棄物Ｗから揮発した放射性セシウム等を固体状で回収するために備えられる。排ガスＧの冷却は、冷却塔８の下端部に設置された散水装置８ａから水を噴霧することにより行う。尚、この散水装置８ａは、揮発した塩化セシウム等の放射性セシウムを固体状となるまで冷却して回収し得る程度の機能を備えていればよい。また、水による冷却ではなく、冷却塔８の内部に冷却空気を導入することによって冷却してもよく、水と冷却空気とを併用してもよい。

【0024】

分級機としてのサイクロン９は、冷却塔８の排ガスＧ１からカルシウム成分を主体とする粗粉Ｃを回収するために設けられる。

【0025】

第１集塵機１０は、サイクロン９の排ガスＧ２から、上述のようにして濃縮されたセシウム塩等を含むダストＤ１を集塵するために備えられ、バグフィルタ等が用いられる。

【0026】

第２集塵機１１は、セシウム塩等を除去した後の排ガスＧ３に含まれる酸性ガス等を除去するために設けられ、カルシウム成分を含んでいる中和剤Ｎを中和剤添加装置（不図示）から添加し、酸性ガス等を吸着したダストＤ２を回収する。第２集塵機１１にもバグフィルタ等が用いられる。

【0027】

脱硝装置１２は、アンモニアガス添加装置（不図示）から供給されたアンモニアガス（ＮＨ₃）が注入された第２集塵機１１の排ガスＧ４が導入され、導入された排ガスＧ４に含まれるＮＯｘを窒素に還元して無害化するために設けられる。

【0028】

バッファタンク２１は、焼成物Ｂ１を一時的に貯留すると共に一定時間毎に所定量の焼成物Ｂ１を排出するために備えられる。

【0029】

切替装置２２は、例えば、ロータリーキルン７から所定温度、例えば１２５０℃以下で焼成された焼成物Ｂ１、ロータリーキルン７における火止め（窯前部７ｂに設置されたバーナから燃料や燃焼用空気をキルン本体７ａ内に供給するのを停止すること）後にロータリーキルン７から排出された焼成物Ｂ１等、放射性セシウム濃度の高い、例えば数百〜数千Ｂｑ／ｋｇを超える焼成物Ｂ１をバイパスルート２５を介して貯槽３に戻すために設けられる。

【0030】

測定装置２３は、供給される焼成物Ｂ２から発せられる放射線（ガンマ線）量と焼成物Ｂ２の重量とを利用し、供給される焼成物Ｂ２の放射性セシウム濃度を測定するために備えられる。この測定装置２３は、図２に示すように、切替装置２２から焼成物Ｂ２を受け入れるタンク２３ａと、タンク２３ａ内に設けられて放射線を検出する検出器２３ｂ等を備える。また、測定装置２３は、一定量の焼成物Ｂ２をタンク２３ａに受け入れ、受け入れた焼成物Ｂ２から発せられる放射線量を測定し、測定後にタンク２３ａから焼成物Ｂ２を全て排出し、新たにタンク２３ａに焼成物Ｂ２を受け入れるバッチ方式のものを用いることができる。検出器２３ｂとしてはＮａＩ検出器が用いられる。

【0031】

また、測定装置２３は、焼成物Ｂ２をタンク２３ａから排出した後に、タンク２３ａの内壁に付着するなどしてタンク２３ａ内に残留している焼成物Ｂ２の粉末をタンク２３ａから排出するため、空気をタンク２３ａに吹き込むエアパージ手段（不図示）を備える。

【0032】

図２に示すように、切替装置２４は、測定装置２３における焼成物Ｂ２の放射性セシウム濃度の測定値が所定値Ｖ〔Ｂｑ／ｋｇ〕以下の場合に、測定装置２３から排出された焼成物Ｂ２をクーラ２６に良品Ｐとして供給し、この測定値が所定値Ｖ〔Ｂｑ／ｋｇ〕を超える場合に、焼成物Ｂ２をバイパスルート２５を介して貯槽３に不良品Ｉ２として戻すために備えられる。

【0033】

クーラ２６は、上記良品Ｐを冷却するために設けられ、焼成物Ｂ３を排出する。クーラ２６には、ロータリークーラやエアークエンチングクーラ等を用いることができる。

【0034】

次に、上記構成を有する処理装置１の動作について、図１乃至図３を参照しながら説明する。

【0035】

調合装置６において、放射性セシウムで汚染された廃棄物Ｗと、反応促進剤としてのＣａＯ源及びＣｌ源を貯槽３〜５から引き出し、これらを調合して調合原料Ｍを得る。調合原料Ｍは、焼成した場合にＣ₃Ｓ（エーライト）が生成しない土工資材、又はセメント混合材や、Ｃ₃Ｓを含むセメントクリンカの組成とする。

【0036】

土工資材又はセメント混合材を製造する場合には、調合原料Ｍ中のＣａＯ、ＳｉＯ₂及びＭｇＯの関係が（ＣａＯ＋１．３９×ＭｇＯ）／ＳｉＯ₂＝１．０〜２．７を満たすように、廃棄物ＷとＣａＯ源をその種類や配合割合を定めた上で調合することが好ましい。尚、上記関係式において、ＣａＯの１モルの質量は、ＭｇＯの１．３９モルの質量に相当することから、ＭｇＯの質量に１．３９を乗じている。

【0037】

上記質量比が１．０未満であると、焼成温度が高温になるにつれて液相が生じ易くなり、放射性セシウムの揮発量が減少する虞がある。上記質量比が２．７を超えると、放射性セシウムで汚染された廃棄物Ｗ及び調合原料Ｍ中のカリウム及びナトリウムの揮発量の総和が増加し、粗粉Ｃ中のアルカリ成分が増加したり、排ガスＧ２を冷却して得られるダストの量が増加する虞がある。

【0038】

一方、セメントクリンカを製造する場合には、調合原料Ｍ中のＣａＯ、ＳｉＯ₂及びＭｇＯの関係が（ＣａＯ＋１．３９×ＭｇＯ）／ＳｉＯ₂＝２．７〜３．７を満たすように、廃棄物ＷとＣａＯ源をその種類や配合割合を定めた上で調合することが好ましい。

【0039】

上記質量比が２．７以上であると、調合原料Ｍが溶融し難くなるため、放射性セシウムをより多く揮発させることができる。一方、上記質量比が３．７を超えると、セメントクリンカに含まれるフリーライム（遊離石灰）が増加するためセメントの品質が低下する虞がある。これらをより確実に防止するため、上記質量比が２．８〜３．５を満たすことが好ましい。さらに、調合原料Ｍのケイ酸率（Ｓ．Ｍ．）を１．３〜３．０、鉄率（Ｉ．Ｍ．）を１．３〜２．８に調整することで、所望のセメントクリンカを製造することができる。

【0040】

また、上記Ｃｌ源の量は、土工資材、セメント混合材、及びセメントクリンカのいずれを製造する場合にも、廃棄物Ｗに含まれる放射性セシウムに対して当量以上となるように調合することが好ましい。Ｃｌ源の量の上限は、塩素と、セシウム及びカリウムとのモル比Ｃｌ／（Ｃｓ＋Ｋ）が好ましくは１．５以下、より好ましくは１．０以下になる量である。このモル比が１．０以下であると、カリウムやナトリウムの揮発量を抑制しながら放射性セシウムが揮発するため、放射性セシウム含有廃棄物の減容化を図ることができる。

【0041】

尚、良品Ｐから土工資材又はセメント混合材を製造する場合には、良品Ｐの酸化カルシウム濃度が５０質量％以上となるように、上記調合及び下記焼成を行うことが好ましい。これにより、硫黄分が土工資材中に保持されたり、後述する第１集塵機１０において硫黄化合物として、排ガスＧ２のダストＤ１として集塵されるため、硫黄分の循環を抑制でき、排ガス処理の負荷の増大やコーチングの増加を低減することができる。

【0042】

次に、調合原料Ｍを窯尻部７ｃの投入口を介してロータリーキルン７に投入し、１２００℃以上１５５０℃以下で焼成し、得られた焼成物Ｂ１をロータリーキルン７から排出する。ここで、ロータリーキルン７内の酸素分圧を３％以上、好ましくは５％以上とする。これにより、ロータリーキルン７内での硫黄化合物の分解が抑制され、硫黄分の循環が抑制されるので、中和剤Ｎの使用量の増加及びロータリーキルン７や冷却塔８へのコーチング付着量の増加を抑制することができる。

【0043】

ロータリーキルン７内で、廃棄物Ｗに含まれていた放射性セシウムをＣｌ源と反応させて塩化セシウムを生成させ、生成して揮発した塩化セシウムを含むロータリーキルン７の排ガスＧを冷却塔８へ導入する。冷却塔８で散水装置８ａから排ガスＧに水を噴霧して排ガスＧを急激に冷却し、排ガスＧに含まれていた塩化セシウムを固体状のセシウム塩とする。冷却塔８の排ガスＧ１に含まれるダストをサイクロン９で分級し、分級して得られた粗粉Ｃを調合原料Ｍと合流させてロータリーキルン７に投入する。

【0044】

一方、セシウム塩を含有するサイクロン９の排ガスＧ２を第１集塵機１０に導入し、固体状の濃縮セシウム塩を含むダストＤ１を回収する。回収したダストＤ１は、必要に応じて圧縮、水洗、吸着等により、さらに減容化処置をした後、コンクリート製の容器等に密閉して保管することができ、放射性セシウムを含む廃棄物を外部に漏洩させることなく減容化し、保管することができる。

【0045】

濃縮セシウム塩を回収した後の第１集塵機１０の排ガスＧ３には、酸性ガス等の有害ガスが含まれているため、排ガスＧ３に中和剤添加装置から中和剤Ｎを添加した後、酸性ガス等を吸着したダストＤ２を第２集塵機１１で排ガスＧ３から回収する。ここで、中和剤Ｎとして、消石灰、生石灰、ドロマイト、軽焼ドロマイト及び水酸化ドロマイトからなる群から選択される一以上を含むものを用いることができる。回収したダストＤ２は、消石灰、石膏、塩化カルシウムが主成分であるので、ＣａＯ源やＣｌ源として貯槽４や貯槽５に戻して廃棄物Ｗに添加して再利用できる。

【0046】

第２集塵機１１の排ガスＧ４にアンモニア添加装置からアンモニアガスを添加し、添加後の排ガスＧ４を脱硝装置１２で脱硝する。脱硝後の排ガスＧ５は、煙突１３から大気に放出する。

【0047】

一方、ロータリーキルン７から排出された焼成物Ｂ１をバケットコンベア等で搬送してバッファタンク２１に供給する。バッファタンク２１から一定時間毎に６０ｋｇ程度の焼成物Ｂ１を排出して切替装置２２に供給する。ここで、経験的に放射線濃度が基準を上回ることが予想されるロータリーキルン７から所定温度以下で焼成された焼成物Ｂ１、ロータリーキルン７における火止め後にロータリーキルン７から排出された焼成物Ｂ１等、放射性セシウム濃度の高い、例えば数百〜数千Ｂｑ／ｋｇを超える焼成物Ｂ１を不良品Ｉ１としてバイパスルート２５を介して貯槽３に戻す。また、放射線濃度が基準を上回る測定値が出た後の一定の期間の焼成物Ｂ１も不良品Ｉ１として扱うこともできる。

【0048】

また、切替装置２２から排出された焼成物Ｂ２を測定装置２３に供給する。ここで、測定装置２３において焼成物Ｂ２中の放射性セシウム濃度を次のように測定する。まず、図２（ａ）に示すように、空の状態のタンク２３ａ内の放射線量（バックグラウンド値）を予め測定する。次に、図２（ｂ）に示すように、焼成物Ｂ２をタンク２３ａに供給し、タンク２３ａで焼成物Ｂ２から発せられる放射線量を測定する。さらに、これらの差を焼成物Ｂ２から発せられる放射線量とし、この放射線量から焼成物Ｂ２に含まれる放射性セシウム量を算出する。また、焼成物Ｂ２の重量を測定し、焼成物Ｂ２の重量と、焼成物Ｂ２に含まれる放射性セシウム量とから焼成物Ｂ２の放射性セシウム濃度を算出する。

【0049】

しかし、放射性セシウム濃度が数百〜数千Ｂｑ／ｋｇを超えるような高濃度の焼成物Ｂ２が一旦測定装置２３に供給されてしまうと、焼成物Ｂ２に含まれる微細な粒子がタンク２３ａの内壁や隅或いは検出器２３ｂの表面に付着・残留することで測定装置２３を汚染してしまい、バックグラウンド値が高くなってしまう。バックグラウンド値が高くなる程測定装置２３の検出限界値が高くなるため、例えば１００Ｂｑ／ｋｇというクリアランスレベル以下のものを測定するには信頼性を欠くことになる。

【0050】

また、測定装置２３が汚染された状態で焼成物Ｂ２を測定すると、焼成物Ｂ２の放射性セシウム濃度が低かった場合にはこれが遮蔽材の役割をしてしまうため、検出器２３ｂが検出する放射線量がバックグラウンド値より低くなり、結果、測定装置２３で計測される放射性セシウム濃度がマイナスとなる場合がある。

【0051】

図３は、空の状態のタンク２３ａ内の放射線量（バックグラウンド値）が各々２１ｃｐｓ、２３ｃｐｓ、２５ｃｐｓである場合の測定装置２３による焼成物Ｂ２の放射性セシウム濃度の測定値と、これと同じ焼成物Ｂ２を別途分取してゲルマニウム半導体検出器で測定した焼成物Ｂ２の実際の放射性セシウム濃度との関係を示す（同図において、各々「ＢＧ２１ｃｐｓのグラフ」、「ＢＧ２３ｃｐｓのグラフ」、「ＢＧ２５ｃｐｓのグラフ」に相当）。

【0052】

ここで、「ＢＧ２５ｃｐｓのグラフ」は、測定装置２３が汚染されてしまった状態における測定結果である。焼成物Ｂ２による遮蔽の影響を受け、測定装置２３による放射性セシウム測定値がマイナスになってしまうケースがある。また、実際の放射性セシウム濃度とも大きく乖離する。

【0053】

一方、「ＢＧ２１ｃｐｓのグラフ」及び「ＢＧ２３ｃｐｓのグラフ」は、測定装置２３の汚染度が低い状態での測定結果であり、測定装置２３による放射性セシウム測定値と実際の放射性セシウム濃度とにそれ程大きな差はなく、測定装置２３による測定値から実際の放射性セシウム濃度を把握することができる。この際、測定装置２３による焼成物Ｂ２の放射性セシウム濃度の測定値と、Ｇｅ検出器における焼成物Ｂ２の放射性セシウム濃度との関係を予めグラフにし、測定装置２３の測定値から上記グラフを用いて焼成物Ｂ２の放射性セシウム濃度を算出してもよい。

【0054】

そのため、空の状態のタンク２３ａ内における放射線量が２４ｃｐｓ程度以下となるように、焼成物Ｂ１のうち放射性セシウム濃度が高いものは切替装置２２から不良品Ｉ１としてバイパスルート２５を介して貯槽３に戻すと共に、測定装置２３に設けられたエアパージ手段によりタンク２３ａに適宜空気を吹き込み、タンク２３ａ内の放射性セシウムをタンク２３ａから排出するのが好ましい。

【0055】

また、測定装置２３から排出した焼成物Ｂ２を切替装置２４に供給し、測定装置２３における焼成物Ｂ２の放射性セシウム濃度の測定値が所定値Ｖ〔Ｂｑ／ｋｇ〕以下の場合に、測定装置２３から排出された焼成物Ｂ２をクーラ２６に良品Ｐとして供給し、この測定値が所定値Ｖ〔Ｂｑ／ｋｇ〕を超える場合には不良品Ｉ２として不良品Ｉ１と共に不良品Ｉ３として貯槽３に戻す。また、上記例の空の状態のタンク２３ａ内の放射線量が２５ｃｐｓ以上である場合は、これを下回るまで焼成物Ｂ２を不良品Ｉ２として扱うこともできる。

【0056】

良品Ｐは、クーラ２６で冷却されて焼成物Ｂ３として、必要に応じて解砕や粉砕を行い、セメントクリンカ、セメント混合材、土工資材（骨材（コンクリート用骨材、アスファルト用骨材）、埋め戻し材、盛り土材、路盤材等）の建築資材として利用することができる。尚、焼成物Ｂ３の用途は、焼成物Ｂ３の放射性セシウム濃度を測定し、良否判定の基準値に応じて変更する。

【0057】

上記良否判定の基準は、基本的には建築資材に利用可能となるクリアランスレベル（１００Ｂｑ／ｋｇ）とするが、高濃度に汚染された区域の土壌・瓦礫等の放射性セシウム含有廃棄物を対象とし、該区域で従事する作業者の被曝線量を現状より少しでも低減することを目的とするのであれば、これを超える基準にしてもよい。すなわち、対象処理物である焼成物Ｂ３の放射性セシウム濃度や良品Ｐの用途により任意に良否判定の基準を変更することができる。

【0058】

以上のように、上記実施の形態によれば、放射性セシウムで汚染された廃棄物Ｗを加熱して放射性セシウムを回収すると共に、放射性セシウム濃度が高い不良品Ｉ１を測定装置２３に供給しないことで測定装置２３の放射性セシウム濃度の測定精度を高く維持し、放射性セシウム濃度の低い良品Ｐ、さらに放射性セシウム濃度の低い焼成物Ｂ３を安定して製造することができる。

【0059】

また、上記実施の形態では、ロータリーキルン７から排出された焼成物Ｂ１を測定装置２３に供給して品質の判定を行ったが、クーラ２６から排出された焼成物Ｂ３を品質判定の対象としてもよく、ロータリーキルン７及びクーラ２６から排出された焼成物Ｂ１、Ｂ３の両方を品質判定の対象としてもよい。クーラ２６から排出された焼成物Ｂ３を品質の判定の対象とする場合には、クーラ２６の前段で測定した焼成物の放射性物質濃度が所定値以上のものを予めバイパスルートを介して系外へ排出することで品質判定の対象外とすることができる。

【0060】

さらに、上記実施の形態では、バッファタンク２１の後段に切替装置２２を設けたが、バッファタンク２１の前段に切替装置２２を設けてもよい。

【符号の説明】

【0061】

１ 放射性セシウムで汚染された廃棄物の処理装置
３〜５ 貯槽
６ 調合装置
７ ロータリーキルン
７ａ キルン本体
７ｂ 窯前部
７ｃ 窯尻部
８ 冷却塔
８ａ 散水装置
９ サイクロン
１０ 第１集塵機
１１ 第２集塵機
１２ 脱硝装置
１３ 煙突
２１ バッファタンク
２２ 切替装置
２３ 測定装置
２３ａ タンク
２３ｂ 検出器
２４ 切替装置
２５ バイパスルート
２６ クーラ
Ｂ１〜Ｂ３ 焼成物
Ｃ 粗粉
Ｄ１、Ｄ２ ダスト
Ｇ、Ｇ１〜Ｇ５ 排ガス
Ｉ１〜Ｉ３ 不良品
Ｍ 調合原料
Ｎ 中和剤
Ｐ 良品
Ｗ （放射性セシウムで汚染された）廃棄物

【図1】

【図2】

【図3】