特開 2022-109356 放射性廃液の処理方法及び放射性核種の吸着塔の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022109356

(43)【公開日】2022-07-28

(54)【発明の名称】放射性廃液の処理方法及び放射性核種の吸着塔の製造方法

(51)【国際特許分類】

   G21F 9/12 20060101AFI20220721BHJP

   C02F 1/28 20060101ALI20220721BHJP

【ＦＩ】

G21F9/12 501J

G21F9/12 501A

G21F9/12 501K

C02F1/28 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】14

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021004610

(22)【出願日】2021-01-15

(71)【出願人】

【識別番号】507250427

【氏名又は名称】日立ＧＥニュークリア・エナジー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001807

【氏名又は名称】特許業務法人磯野国際特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】近藤 陽太

(72)【発明者】

【氏名】菅野 真貴

(72)【発明者】

【氏名】住谷 貴子

(72)【発明者】

【氏名】大橋 利正

【テーマコード（参考）】

4D624

【Ｆターム（参考）】

4D624AA04

4D624AB10

4D624BC01

4D624CA01

4D624DA01

4D624DA02

(57)【要約】

【課題】放射性廃棄物量を削減可能な放射性廃液の処理方法を提供する。
【解決手段】放射性核種を吸着する吸着材を筐体に収容した吸着塔への放射性廃液の通水により、前記放射性核種を除去する第１除去工程Ｓ１と、前記放射性廃液の通水停止後、通水後の前記吸着塔である使用済み吸着塔に残存する使用済み吸着材の少なくとも一部と、新たな吸着材とを使用して、吸着材を収容した吸着塔を製造する吸着塔製造工程Ｓ２と、吸着塔製造工程Ｓ２で製造した前記吸着塔への前記放射性廃液の通水により、前記放射性核種を除去する第２除去工程Ｓ３と、を含む。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

放射性核種を吸着する吸着材を筐体に収容した吸着塔への放射性廃液の通水により、前記放射性核種を除去する第１除去工程と、
前記放射性廃液の通水停止後、通水後の前記吸着塔である使用済み吸着塔に残存する使用済み吸着材の少なくとも一部と、新たな吸着材とを使用して、吸着材を収容した吸着塔を製造する吸着塔製造工程と、
前記吸着塔製造工程で製造した前記吸着塔への前記放射性廃液の通水により、前記放射性核種を除去する第２除去工程と、を含む
ことを特徴とする放射性廃液の処理方法。

【請求項2】

前記吸着塔製造工程では、筒状の筐体の一方の側に前記使用済み吸着材を収容し、前記筐体の他方の側に前記新たな吸着材を収容することで、前記吸着塔が製造され、
前記第２除去工程では、前記一方の側から前記他方の側に前記放射性廃液が流れる
ことを特徴とする請求項１に記載の放射性廃液の処理方法。

【請求項3】

前記吸着塔は、直列に接続された複数の単位吸着塔を含み、
前記吸着塔製造工程では、前記複数の単位吸着塔のうちの少なくとも１つの前記単位吸着塔に収容された前記使用済み吸着材を使用して、前記少なくとも１つの単位吸着塔よりも下流側の単位吸着塔が製造される
ことを特徴とする請求項１に記載の放射性廃液の処理方法。

【請求項4】

前記少なくとも１つの単位吸着塔は、最上流の前記単位吸着塔を含む
ことを特徴とする請求項３に記載の放射性廃液の処理方法。

【請求項5】

前記少なくとも１つの単位吸着塔よりも下流側の前記単位吸着塔は、前記吸着塔に含まれる前記単位吸着塔の更に下流側に配置される
ことを特徴とする請求項３に記載の放射性廃液の処理方法。

【請求項6】

前記吸着材は、前記筐体に出し入れ可能な、前記吸着塔での通水方向に複数配置されたカートリッジに収容される
ことを特徴とする請求項１に記載の放射性廃液の処理方法。

【請求項7】

前記吸着塔製造工程では、前記使用済み吸着材のうちの前記放射性廃液の流入部よりも下流側の使用済み吸着材を少なくとも使用して、前記吸着塔が製造される
ことを特徴とする請求項１に記載の放射性廃液の処理方法。

【請求項8】

前記吸着材は粒状であり、
前記吸着塔製造工程では、前記筐体の通水方向上流の開口を通じて前記使用済み吸着材内部の所望位置まで筒部材を入れ、前記筒部材の内部を流して前記所望位置の前記使用済み吸着材を前記開口側に移送することで、前記放射性廃液の流入部よりも下流側の前記使用済み吸着材が取り出される
ことを特徴とする請求項７に記載の放射性廃液の処理方法。

【請求項9】

前記吸着材は粒状であり、
前記吸着塔は、通水方向に垂直な方向に沿って前記筐体に形成された開口を通じて前記吸着材を取り出し可能な取り出し機構を備える
ことを特徴とする請求項１に記載の放射性廃液の処理方法。

【請求項10】

前記吸着塔製造工程では、前記使用済み吸着材のうち最も下流側に配置され、前記使用済み吸着材からの流出部に存在する前記使用済み吸着材を少なくとも使用して、前記吸着塔が製造される
ことを特徴とする請求項１に記載の放射性廃液の処理方法。

【請求項11】

前記吸着塔製造工程では、前記使用済み吸着塔での運転条件に基づいて決定した通水方向位置の前記使用済み吸着材を使用して、前記吸着塔が製造される
ことを特徴とする請求項１に記載の放射性廃液の処理方法。

【請求項12】

前記運転条件は、吸着材への前記放射性廃液の通水流量、前記放射性廃液に含まれる放射性核種、又は、前記放射性廃液中の前記放射性核種の濃度、のうちの少なくとも１つを含む
ことを特徴とする請求項１１に記載の放射性廃液の処理方法。

【請求項13】

前記吸着塔製造工程では、前記放射性廃液の通水試験によって得られた結果に基づいて決定した通水方向位置の前記使用済み吸着材を使用して、前記吸着塔が製造される
ことを特徴とする請求項１に記載の放射性廃液の処理方法。

【請求項14】

放射性核種を吸着する吸着材を筐体に収容した吸着塔への放射性廃液の通水により生じた使用済み吸着材の少なくとも一部と、新たな吸着材とを使用して、吸着材を収容した吸着塔が製造される
ことを特徴とする放射性核種の吸着塔の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、放射性廃液の処理方法及び放射性核種の吸着塔の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

吸着材を使用して放射性廃液を処理する設備では、その処理量が多い場合、頻繁に吸着材を収容した吸着塔が交換される。吸着塔の交換技術について、特許文献１に記載の技術が知られている。特許文献１の要約書には「ｎ個の吸着塔１０－１～１０－５を上流側から順に１～ｎ番目まで直列に配置して、放射性セシウムを含有する放射性セシウム含有水を１～ｎ番目の吸着塔１０－１～１０－５に順に通水する工程と、１番目の吸着塔１０－１における放射性セシウム含有水の入口側及び出口側の表面の放射線量率を測定し、それぞれの放射線量率の経時変化が一定となった時に、１番目の吸着塔１０－１を新しい吸着塔に交換して、ｋ番目の吸着塔を（ｋ－１）番目とし、かつ新しい吸着塔をｎ番目となるように直列に配置して、放射性セシウム含有水を１～ｎ番目の吸着塔に順に通水する工程とを備え、吸着塔の表面の放射線量率の測定では、γ線検出部をγ線減衰用材料で覆った状態で、γ線を測定する」ことが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１４－１８６０３４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載の技術では、吸着塔全体が交換される。このため、吸着塔に収容された全ての吸着材が放射性廃棄物として廃棄され、放射性廃棄物が大量に発生する。
本開示が解決しようとする課題は、放射性廃棄物量を削減可能な放射性廃液の処理方法及び放射性核種の吸着塔の製造方法の提供である。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示に係る放射性廃液の処理方法は、放射性核種を吸着する吸着材を筐体に収容した吸着塔への放射性廃液の通水により、前記放射性核種を除去する第１除去工程と、前記放射性廃液の通水停止後、通水後の前記吸着塔である使用済み吸着塔に残存する使用済み吸着材の少なくとも一部と、新たな前記吸着材とを使用して、放射性核種を吸着する吸着材を収容した吸着塔を製造する吸着塔製造工程と、前記吸着塔製造工程で製造した前記吸着塔への前記放射性廃液の通水により、前記放射性核種を除去する第２除去工程と、を含むことを特徴とする。その他の解決手段は発明を実施するための形態において後記する。

【発明の効果】

【0006】

本開示によれば、放射性廃棄物量を削減可能な放射性廃液の処理方法及び放射性核種の吸着塔の製造方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】第１実施形態の放射性廃液の処理方法を示すフローチャートである。

【図2】第１除去工程を説明する図である。

【図3】吸着塔製造工程を説明する図である。

【図4】使用済み吸着材の通水方向位置に対するストロンチウム吸着量分布を示すグラフである。

【図5】別の実施形態の吸着塔製造工程を説明する図である。

【図6】更に別の実施形態の吸着塔製造工程を説明する図である。

【図7】使用済み吸着塔から使用済み吸着材を取り出す方法を説明する図である。

【図8】更に別の実施形態において使用済み吸着塔から使用済み吸着材を取り出す方法を説明する図である。

【図9】更に別の実施形態の吸着塔製造工程を説明する図である。

【図10】第２除去工程を説明する図である。

【図11】第２実施形態の放射性廃液の処理方法を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、図面を参照しながら本発明を実施するための形態（実施形態と称する）を説明する。以下の一の実施形態の説明の中で、適宜、一の実施形態に適用可能な別の実施形態の説明も行う。本発明は以下の一の実施形態に限られず、異なる実施形態同士を組み合わせたり、本発明の効果を著しく損なわない範囲で任意に変形したりできる。また、同じ部材については同じ符号を付すものとし、重複する説明は省略する。更に、同じ機能を有するものは同じ名称を付すものとする。図示の内容は、あくまで模式的なものであり、図示の都合上、本発明の効果を著しく損なわない範囲で実際の構成から変更することがある。

【0009】

図１は、第１実施形態の放射性廃液の処理方法（以下単に処理方法ということがある）を示すフローチャートである。処理方法は、第１除去工程Ｓ１と、吸着塔製造工程Ｓ２と、第２除去工程Ｓ３とを含む。

【0010】

図２は、第１除去工程を説明する図である。放射性核種を吸着する吸着材２２を筐体２０に収容した吸着塔３５への放射性廃液Ｌ１の通水により、放射性核種を除去する工程である。放射性核種の吸着により、被処理液Ｌ２が得られる。放射性廃液Ｌ１は、例えば筒状の筐体２０の一方側（通水方向上流側）の端部に形成された開口２４を通じて供給される。被処理液Ｌ２は、筐体２０の他方側（通水方向下流側）の端部に形成された開口２５を通じて排出される。放射性廃液Ｌ１の通水停止により、使用済み吸着材２１を収容した使用済み吸着塔３０が得られる。使用済み吸着材２１は、放射性核種の吸着の有無に関わらず、放射性廃液Ｌ１に接触した吸着材２２のことであり、通常はスラリー状になったものである。ただし、通常は、使用済み吸着材２１は放射性核種を含む。

【0011】

放射性核種は、例えばＳｒ－９０であるが、これに限定されず、セシウム、アンチモン、コバルト等の放射性核種でもよい。吸着材２２は、所望の放射性核種を吸着できるものであれば任意であり、例えば層状無機化合物を使用できる。吸着材の形状も任意であるが、例えば粒状であり、放射性廃液との接触によりスラリーに変化するものを使用できる。なお、図示の例では、吸着塔３５は、新たな吸着材２２である未使用の吸着材２２のみを収容するが、詳細は後記するが、例えば使用済み吸着材２１を新たな吸着材２２と併用した吸着塔３５を用いて、第１除去工程Ｓ１（図１）が行われてもよい。

【0012】

筐体２０に流入した放射性廃液Ｌ１は、吸着材２２の最も上流側である流入部２３に最初に接触し、吸着材２２の内部を流れる。これにより、放射性核種が吸着材２２に吸着される。被処理液Ｌ２は、吸着材２２（使用済み吸着材２１）の最も下流側であり最後に接触する流出部２６を通じて吸着材２２から排出されることで、吸着材２２との接触が完了する。

【0013】

図３は、吸着塔製造工程Ｓ２を説明する図である。吸着塔製造工程Ｓ２は、通水後の吸着塔３５（図２）である使用済み吸着塔３０に残存する使用済み吸着材２１の少なくとも一部と、新たな吸着材２２とを使用して、吸着材２７を収容した吸着塔３１を製造（再利用）する工程である。吸着材２７は、使用済み吸着材２１及び新たな吸着材２２を含む。

【0014】

吸着塔製造工程Ｓ２は、本開示を別の視点でとらえれば、放射性核種の吸着塔３１の製造方法（以下適宜単に製造方法という）に含まれる工程である。製造方法は、放射性核種を吸着する吸着材２２（図２）を筐体２０に収容した吸着塔３５（図２）への放射性廃液の通水により生じた使用済み吸着材２１の少なくとも一部と、新たな吸着材２２とを使用して、吸着材２７を収容した吸着塔３１が製造される方法である。従って、本明細書で説明する処理方法への適用事項は、製造方法に対しても同様に適用できる。

【0015】

吸着塔製造工程Ｓ２では、例えば、使用済み吸着材２１のうちの放射性廃液の流入部２３よりも下流側の使用済み吸着材２１を少なくとも使用して、吸着塔３１が製造される。流入部２３よりも下流側の使用済み吸着材２１とは、放射性廃液Ｌ１（図２）に最初に接触する使用済み吸着材２１は含まないという意味である。流入部２３から下流方向に放射性核種の吸着量が減少するため、下流側の使用済み吸着材２１を使用することで、再利用によって放射性廃棄物量を削減できるとともに、再利用した吸着塔３１での吸着能力を高くできる。

【0016】

吸着塔製造工程Ｓ２では、使用済み吸着材２１のうち最も下流側に配置され、使用済み吸着材２１からの流出部２６に存在する使用済み吸着材２１を少なくとも使用して、吸着塔３１が製造される。これにより、使用済み吸着材２１のうち、残存吸着能力が最も大きな流出部２６の使用済み吸着材２１を再利用することで、放射性廃棄物量を削減できるとともに、再利用した吸着塔３１での吸着能力を高くできる。図示の例では、使用済み吸着材２１を通水方向（高さ方向）に二分割し、流入部２３よりも下流側、かつ、流出部２６を含む下流側（下側）の使用済み吸着材２１が使用される。

【0017】

図４は、使用済み吸着材２１（図２）の通水方向位置に対するストロンチウム吸着量分布を示すグラフである。横軸は、ストロンチウムの脱着が平衡状態のストロンチウムの吸着量であり、最大量を１００としたときの相対比で示す。縦軸は、上記図２に示すように上下方向に配置された使用済み吸着塔３０において、使用済み吸着材２１の最下端位置（図２の流出部２６に相当）を０とし最上端位置（図２の流入部２３に相当）を１００とした場合の相対的な高さ方向位置（通水方向位置）を示す。

【0018】

グラフＧに示すように、縦軸の値が最上端位置である１００から半分の５０程度まで、横軸の吸着量は９０～１００％である。しかし、縦軸の値が５０程度から下方に向かって吸着量は指数関数的に減り、最下端位置での吸着量は４０～５０％程度である。グラフＧよりも左側の領域Ａではストロンチウムは吸着しているが、右側の領域Ｂでは、ストロンチウムの吸着能力が残存している。そこで、上記の図３に示す例では、通水方向（高さ方向）に例えば２分割し、残存する吸着能力が多い下側の使用済み吸着材２１が再利用される。

【0019】

なお、詳細は後記するが、吸着中の運転条件によってグラフＧの形状等は異なるため、使用済み吸着材２１の最上端位置（図２の流入部２３）よりもわずかにでも下方であれば、吸着能力が残っている可能性がある。この場合には、図２の形態に限定されず、上記のように、流入部２３よりも下流側の任意の位置における使用済み吸着材２１が使用されればよい。

【0020】

図４及び上記の図３に示すように、吸着塔製造工程Ｓ２では、放射性廃液の通水試験によって得られた結果（例えば図４に示すグラフ）に基づいて決定した通水方向位置（例えば図３のように下半分）の使用済み吸着材２１を使用して、吸着塔３１が製造される。このようにすることで、通水試験を実際に行うため、通水方向における残存吸着能力の評価精度を向上できる。

【0021】

製造する吸着塔３１に使用される使用済み吸着材２１は、使用済み吸着塔３０で吸着能力が残っている使用済み吸着材２１であり、具体的には、図４に示す例では、例えば通水方向位置が０～６２．５の使用済み吸着材２１の少なくとも一部である。吸着能力が残っている使用済み吸着材２１の中でも、残存吸着能力が少ない使用済み吸着材２１を使用することで、使用済み吸着材２１の使用効率を向上できる。一方で、残存吸着能力が多い使用済み吸着材２１を使用することで、新たに製造される吸着塔３１での吸着能力を増加できる。

【0022】

別の実施形態では、実際に通水試験を行わなくても、又は、実際に通水試験を行うとともに、吸着塔製造工程Ｓ２では、使用済み吸着塔３０での運転条件に基づいて決定した通水方向位置の使用済み吸着材２１を使用して、吸着塔３１が製造される。運転条件によっては、上記のように、通水方向位置の残存吸着能力、即ち、図４でいえばグラフＧの形状及び領域Ａ，Ｂの大きさ、形状等が変わりうる、そこで、運転条件に基づいて使用済み吸着材２１の通水方向位置における残存吸着能力を推測することで、残存吸着能力に応じて適切な位置の使用済み吸着材２１を再利用できる。

【0023】

運転条件は、吸着材２２（図２）への放射性廃液の通水流量、放射性廃液Ｌ１（図２）に含まれる放射性核種、又は、放射性廃液Ｌ１中の放射性核種の濃度、のうちの少なくとも１つを含む。これらの少なくとも１つの運転条件を含むことで、使用済み吸着材２１の通水方向位置における残存吸着能力を決定できる。

【0024】

図５は、別の実施形態の吸着塔製造工程Ｓ２を説明する図である。使用済み吸着材２１のうち、通水方向への５０：５０の２分割（図３）に代えて７５：２５に２分割して小さい側を使用した（即ち４分割した）こと以外は、図３の例と同じである。上記の図４に示すように、通水方向下流側（即ち図示の例では下方）に向かうほど残存吸着能力が大きいため、通水方向への分割数を多くし、最も下方側の使用済み吸着材２１を使用することで、放射性廃棄物量の削減とともに、吸着塔３１での吸着能力を増大できる。

【0025】

図６は、更に別の実施形態の吸着塔製造工程Ｓ２を説明する図である。使用済み吸着材２１のうち、通水方向への５０：５０の２分割（図３）に代えて８７．５：１２．５に２分割して小さい側を使用した（即ち８分割した）こと以外は、図３の例と同じである。分割数を図３及び図５よりも多くしても、放射性廃棄物量の削減とともに、吸着塔３１での吸着能力を増大できる。

【0026】

図７は、使用済み吸着塔３０から使用済み吸着材２１を取り出す方法を説明する図である。一例として、使用済み吸着材２１を通水方向に４分割し、最も下側の使用済み吸着材２１が使用される。吸着材２７（使用済み吸着材２１及び吸着材２２を含む）は、筐体２０に出し入れ可能な、吸着塔３１、及び使用済み吸着塔３０（使用済みの吸着塔、吸着塔の一例）での通水方向に複数配置されたカートリッジ２８に収容される。カートリッジ２８に収容されることで、使用済み吸着材２１の取り出し、及び、吸着材２７の吸着塔３１への配置を容易に行うことができる。

【0027】

使用済み吸着塔３０及び吸着塔３１は、それぞれ、通水方向に例えば４つのカートリッジ２８を備える。使用済み吸着塔３０及び吸着塔３１を構成する各筐体２０には、例えばカートリッジ２８を差し込むための段（不図示）を備え、対応する高さ位置の段にカートリッジ２８が差し込まれる。このような段が備えられない場合、例えば、新たな吸着材２２を収容した３つのカートリッジ２８を筐体２０に収容後、使用済み吸着材２１を収容したカートリッジ２８をそれらの上に載置できる。

【0028】

図示の例では、最も下側のカートリッジ２８が使用済み吸着塔３０から抜き出され、吸着塔３１に配置される。カートリッジ２８は、取り出した後、適宜洗浄により異物（クラッド等）及び使用済み吸着材２１の粉砕物を除去した後に配置される。また、使用しなかった使用済み吸着材２１を含む残り３つのカートリッジ２８は、例えば放射性廃棄物として処分されたり、接触された放射性廃液よりも放射性核種が高濃度の放射性廃液（不図示）の処理のために使用されたりする。

【0029】

図８は、更に別の実施形態において使用済み吸着塔３０から使用済み吸着材２１を取り出す方法を説明する図である。使用済み吸着材２１（使用済みの吸着材、吸着材の一例）、及び吸着材２２，２７は粒状であり、吸着塔製造工程Ｓ２（図１）では、筐体２０の通水方向上流の開口２４を通じて使用済み吸着材２１内部の所望位置まで筒部材４１を入れ、筒部材４１の内部を流して所望位置の使用済み吸着材２１を開口２４側に移送することで、放射性廃液Ｌ１（図２）の流入部２３よりも下流側の使用済み吸着材２１が取り出される。このようにすることで、流入部２３よりも下流側に配置された使用済み吸着材２１のうち、所望位置に配置された使用済み吸着材２１を取り出すことができる。取り出した使用済み吸着材２１は、回収容器５０に入れられる。

【0030】

開口２４は、図示の例では、放射性廃Ｌ１（図２）液の使用済み吸着塔３０への流入口を兼ねるが、使用済み吸着塔３０は内部に筒部材４１に入れるための開口（不図示）を別途備えてもよい。また、筒部材４１を用いた移送の具体的形態は、特に制限されないが、例えばスラリー移送方式、吸引方式、圧縮空気移送方式、エダクタ（Eductor）方式等を適用できる。

【0031】

図９は、更に別の実施形態の吸着塔製造工程Ｓ２（図１）を説明する図である。上記の各実施形態では、使用済み吸着材２１は、取り出した筐体２０とは異なる筐体２０に収容することで、吸着塔３１が製造された。しかし、図９の実施形態では、取り出した筐体２０と同じ筐体２０に収容することで、吸着塔３１が製造される。

【0032】

使用済み吸着材２１、及び吸着材２２，２７はいずれも粒状であり、使用済み吸着塔３０、及び吸着塔３１は、それぞれ、例えば弁（不図示）を備えたノズル等により構成された取り出し機構２９を備える。取り出し機構２９は、通水方向に垂直な方向（図示の例では左右方向。筐体２０の側方）に沿って筐体２０に形成された開口２０１を通じて使用済み吸着材２１を取り出し可能なものである。取り出し機構２９の操作によって開口２０１を通じて使用済み吸着材２１を取り出すことができるため、使用済み吸着材２１を容易に取り出すことができる。

【0033】

取り出し機構２９は、図示の例では、流出部２６の使用済み吸着材２１を取り出し可能に筐体２０の下側に１つのみ配置される。ただし、取り出し機構２９の配置場所はこの場所に限られず、通水方向の任意の場所に配置できる。また、取り出し機構２９は、通水方向に複数配置でき、これにより、配置場所に存在する使用済み吸着材２１を取り出すことができる。

【0034】

取り出し機構２９により取り出した使用済み吸着材２１は、図８の例と同様に、回収容器５０に入れられる。一方で、図示の例では、使用する使用済み吸着材２１を取り出した後の残りの使用済み吸着材２１は、例えば図７の例と同様に処分、使用等される。残りの使用済み吸着材２１の取り出しにより空いた筐体２０は、適宜洗浄等される。そして、空いた筐体２０に、例えば回収容器５０に入れた使用済み吸着材２１、及び、例えば収納容器５１に入れた吸着材２２を収容することで、吸着塔３１が製造される。

【0035】

図２に戻って、吸着塔製造工程Ｓ２では、筒状の筐体２０の一方の側に使用済み吸着材２１を収容し、筐体２０の他方の側に新たな吸着材２２を収容することで、吸着塔３１が製造される。図示の例では、筐体２０は上下方向に配置され、使用済み吸着材２１は上方に、新しい吸着材２２は下方に配置される。筐体２０の所望位置への吸着材２２の収容方法は特に制限されず、例えば回収容器５０（図８）内の使用済み吸着材２１を用いて、例えばスラリー移送方式、吸引方式、圧縮空気移送方式、エダクタ方式等を使用できる。

【0036】

新たに収容する吸着材２２の使用量は、何れも乾燥質量基準で、取り出した一部の使用済み吸着材２１を除いた残部の使用済み吸着材２１と等量であることが好ましい。図示の例では、使用済み吸着塔３０に収容されていた使用済み吸着材２１のうちの１／２を取り出したことから、吸着材２２の使用量は、残りの使用済み吸着材２１の質量と等しくすることが好ましい。

【0037】

図１０は、第２除去工程Ｓ３（図１）を説明する図である。第２除去工程Ｓ３は、吸着塔製造工程Ｓ２（図１）で製造した吸着塔３１への放射性廃液Ｌ１の通水により、放射性核種を除去する工程である。通水により再度使用済み吸着塔３０が得られるため、使用済み吸着塔３０に収容した使用済み吸着材２１を使用して、上記の吸着塔製造工程Ｓ２（図１）を再度実行できる。

【0038】

第２除去工程Ｓ３では、使用済み吸着材２１を配置した一方の側（図示の例では上側）から、新たな吸着材２２を配置した他方の側（図示の例では下側）に放射性廃液Ｌ１が流れる。このように流すことで、放射性廃液Ｌ１を最初に使用済み吸着材２１に接触でき、使用済み吸着材２１の残存吸着能力を十分に利用でき、放射性廃棄物量を削減できる。

【0039】

下記表１は、新たな吸着材２２のみを収容した従来の吸着塔３５（図２。参考例）の寿命に対する、新たな吸着材２２及び使用済み吸着材２１を収容した吸着塔３１（図３。実施例）の寿命比を示した表である。ここでいう寿命とは、使用済み吸着塔３０（図２）から排出される放射性核種濃度が、劣化に伴って増加し、使用済み吸着塔３０に供給する放射性核種濃度の１／２となるまでの通水量である。使用済み吸着材２１の使用量を、通水方向で１／２（図３。実施例１）、１／４（図５。実施例２）、１／８（図６。実施例３）の３つに替えたこと以外は同条件で、図２に示す吸着塔３１を製造して行った。

【0040】

【表1】

【0041】

表１において、寿命比が大きいほど、新たな吸着材２２のみを使用して吸着した場合に近いといえる。使用量を１／２にした実施例１では、実施例２及び３（１／４及び１／８）よりも使用量が多いため、放射性廃棄物量を大きく削減できる。そして、放射性廃棄物量を大きく削減しながら、寿命比は、新品の吸着材２２のみを用いた場合の寿命の６割程度を有していた。

【0042】

一方で、使用量を１／４及び１／８にした実施例２及び３では、放射性廃棄物量の削減量は少なくなるものの、再利用しない従来よりは放射性廃棄物量を削減できる。そして、使用量を１／４及び１／８にした場合、寿命比は、新品の吸着材２２のみを用いた場合の寿命の８割を超えており、従来の吸着塔３５と遜色ない吸着性能を有するといえる。これらの結果から、放射性廃棄物の削減量及び製造する吸着塔３１での吸着性能をそれぞれ考慮して、使用済み吸着材２１の使用量を決定すればよいことがわかる。

【0043】

下記表２は、放射性核種としてストロンチウムを用い、上記表１の試験と同様にして算出した寿命比を示す表である。表２は、新たな吸着材２２のみを用いた場合（参考例）の寿命を１とし、乾燥質量比で１／２の吸着材２２のみを使用した場合の寿命（比較例１）、及び、何れも乾燥質量比で比較例１と等量の吸着材２２及び比較例１と等量の使用済み吸着材２１を図３のように併用した場合の寿命（実施例４）を示す。

【0044】

【表2】

【0045】

表２においても、寿命比が大きいほど、新たな吸着材２２のみを使用して吸着した場合に近いといえる。新たな吸着材２２のみを使用した比較例１と比べて、比較例１と等量の吸着材２２及び比較例１と等量の使用済み吸着材２１を併用（実施例４）することで、寿命比が０．４８８から０．５７５に上昇した。従って、使用済み吸着材２１を一部に使用して吸着塔３１を製造することで寿命比を２０％程度伸ばすことができ、放射性廃棄物量の削減に加えて、寿命比の向上効果も奏されることがわかった。これは、使用済み吸着材２１を併用することで吸着材２７（図３）の量を増やし、吸着材２７への負荷を軽減できるためと考えられる。

【0046】

以上説明した処理方法及び製造方法によれば、使用済み吸着材２１を使用して吸着塔３１を製造するため、使用済み吸着材２１の使用効率を高め、放射性廃棄物量を削減できる。このため、放射性廃棄物の保管コスト及び保管空間を削減できる。また、表２を参照して説明したように、寿命比も向上できる。このため、新たに使用される吸着材２２の使用量を削減でき、放射性廃液Ｌ１（図２）の処理コストを削減できる。

【0047】

図１１は、第２実施形態の放射性廃液Ｌ１の処理方法を説明する図である。第２実施形態では、メリーゴーラウンド方式で単位吸着塔３３１，３４１が交換される。第１除去工程Ｓ１（図１）での使用により使用済みになった吸着塔である使用済み吸着塔３３は、直列に接続された複数の単位吸着塔３３１を含む。また、第２除去工程Ｓ３で使用される吸着塔３４も、直列に接続された複数の単位吸着塔３４１を含む。

【0048】

単位吸着塔３３１,３４１を直列に接続することで、１つのみの単位吸着塔３３１,３４１（即ち、吸着塔３１）を使用する場合と比べて、それぞれの単位吸着塔３３１,３４１の負荷を低減でき、吸着材２２の使用効率を向上できる。例えば、１つの単位吸着塔３３１,３４１のみが備えられる場合、被処理液Ｌ２中の放射性核種濃度が放射性廃液Ｌ１中の放射性核種濃度の例えば１／２になった時点で吸着性能が低下したと判断され、使用済み吸着塔３３及び吸着塔３４の使用が停止される。しかし、複数の単位吸着塔３３１が備えられ、１つの場合と同様の時点で使用が停止される場合、それぞれの単位吸着塔３３１,３４１で放射性核種が吸着されるため、使用済み吸着塔３３及び吸着塔３４全体での吸着量を増やすことができる。これにより、使用済み吸着塔３３及び吸着塔３４での通水時間を長くでき、より多くの放射性廃液Ｌ１を処理できる。

【0049】

図示の例では、点線枠で囲った３つの単位吸着塔３３１を用いて、上記の第１除去工程Ｓ１（図１）が行われる。第１除去工程Ｓ１の時点では、点線枠外に配置された１つの単位吸着塔３４１は備えられていない。従って、放射性廃液Ｌ１は、３つの単位吸着塔３３１で順番に処理され、最終的に被処理液Ｌ２が得られる。

【0050】

通水停止後、吸着塔製造工程Ｓ２（図１）では、複数の単位吸着塔３３１のうちの少なくとも１つの単位吸着塔３３１に収容された使用済み吸着材２１を使用して、少なくとも１つの単位吸着塔３３１よりも下流側の単位吸着塔３４１が製造される。このようにすることで、上流側の使用済み吸着材２１の残存吸着能力を利用して下流側で放射性核種を吸着できるとともに、放射性廃棄物量を削減できる。

【0051】

使用済み吸着材２１が取り出される少なくとも１つの単位吸着塔３３１は、破線で示す最上流の単位吸着塔３３１を含む。このようにすることで、残存吸着能力を有する使用済み吸着材２１のうち、最上流の単位吸着塔３３１に収容された最も残存吸着能力が少ない使用済み吸着材２１を使用できるため、使用済み吸着材２１の使用効率を向上でき、放射性廃棄物量を削減できる。図示の例では、使用済み吸着材２１が取り出される単位吸着塔３３１は、最上流の単位吸着塔３３１である。単位吸着塔３４１の製造後、破線で示すように、最上流の単位吸着塔３３１は除去される。

【0052】

使用済み吸着材２１を使用する、少なくとも１つの単位吸着塔３３１よりも下流側の単位吸着塔３４１は、使用済み吸着塔３３に含まれる単位吸着塔３３１の更に後段に配置される。このようにすることで、上流側の単位吸着塔３３１である程度除去されることで放射性核種濃度が低い被処理液を供給でき、使用済み吸着材２１への負荷を小さくできる。図示の例では、単位吸着塔３４１は、使用済み吸着塔３３のすぐ下流側であり、かつ、吸着塔３４の最下流に配置される。

【0053】

第２除去工程Ｓ３（図１）では、使用済み吸着塔３３を構成する２段目及び３段目の単位吸着塔３３１及び新たに製造された単位吸着塔３４１を含む吸着塔３４を用いて、放射性廃液Ｌ１の処理が行われる。即ち、２段目の単位吸着塔３３１は、１段目の単位吸着塔３４１として機能し、３段目の単位吸着塔３３１は、２段目の単位吸着塔３４１として機能する。従って、第２除去工程Ｓ３では、第１除去工程Ｓ１（図１）で使用した単位吸着塔３３１の段数を１ずつ繰り上げて、放射性廃液Ｌ１が処理される。

【0054】

なお、例えば使用済みの単位吸着塔３３１，３４１は名称が異なること以外は使用済み吸着塔３０（図２）及び吸着塔３１（図２）と同じ構成を有し、使用済み吸着塔３３及び吸着塔３４は、更に別の単位吸着塔（不図示）を備えてもよく、単位吸着塔３３１のうちの何れか少なくとも１つを省略してもよい。

【符号の説明】

【0055】

２０ 筐体
２０１ 開口
２１ 使用済み吸着材（吸着材、使用済みの吸着材）
２２ 吸着材
２３ 流入部
２４，２５ 開口
２６ 流出部
２７ 吸着材
２８ カートリッジ
２９ 取り出し機構
３０ 使用済み吸着塔（吸着塔、使用済みの吸着塔）
３１，３２，３４，３５ 吸着塔
３３ 使用済み吸着塔（吸着塔、使用済みの吸着塔）
３３１,３４１ 単位吸着塔
４１ 筒部材
５０ 回収容器
５１ 収納容器
Ａ，Ｂ 領域
Ｇ グラフ
Ｌ１ 放射性廃液
Ｌ２ 被処理液
Ｓ１ 第１除去工程
Ｓ２ 吸着塔製造工程
Ｓ３ 第２除去工程

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】