特開 2024-156583 放射能無害化

(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】P2024156583

(43)【公開日】2024-11-06

(54)【発明の名称】放射能無害化

(51)【国際特許分類】

   G21F 9/00 20060101AFI20241029BHJP

   G21F 9/06 20060101ALI20241029BHJP

【ＦＩ】

G21F9/00 N

G21F9/06 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】書面

(21)【出願番号】P 2023079692

(22)【出願日】2023-04-24

(71)【出願人】

【識別番号】509346357

【氏名又は名称】島 安治

(72)【発明者】

【氏名】島 安治

(57)【要約】

【課題】ウラン原子の核分裂を利用する原子力発電で発生する多様な放射能原子を無害化すること。
【解決手段】トリチウム水からのトリチウム原子、重水からの重水素原子を原子核に衝突させて核変換すること。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ウランやプルトニウム、或いはそれらの核分裂放射能原子が溶けている溶液に、トリチウム水または重水を混合して超音波振動励振することによって、意図的にα崩壊またはβ崩壊させて放射能原子を無害化することを特徴とする方法。

【請求項2】

前項の超音波振動子を、液底上の処理水に浸けて稼働させることを特徴とする放射能原子を無害化する方法。

【請求項3】

前項の超音波振動子を駆動させる矩形波高周波電気信号の増幅を、変圧器で行うことを特徴とする放射能無害化方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、２０１１年に爆発した福島第一原子力発電所と、茨城県東海村の原子力施設及び青森県六ケ所村の再処理工場、及び他の原子力施設の放射能原子を無害化処分する方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

核分裂は、電気的中性の中性子が、ウランやプルトニウムの大きい原子の電気的陽性の核に衝突して起こる。重水素原子とトリチウム原子は、原子核の陽子が１個で、重水素の場合は中性子１個で、トリチウムの場合は中性子２個で、その陽電荷が弱められる。

【0003】

従って、重水とトリチウム水の混合水に放射能原子を溶解して超音波振動の衝撃を与えると、分離された重水素原子とトリチウム原子が、放射能原子の核に容易に当たる「核励起」と表現される現象が起きる。
衝撃を受けた放射能原子は、陽子の数より中性子の数が多いので、中性子を陽子に変換して中性子を減らす為にβ崩壊する。更に、殆ど核分裂しないＵ２３８の場合は、中性子の吸収とβ崩壊を繰り返してＮｐ、Ｐｕ、Ａｍ、Ｃｍ等のアクチノイド系の原子を発生させる。これらの原子番号が大きい原子の場合は、陽子も中性子も減らす為に、α崩壊をする（陽子２個と中性子２個のＨｅ原子を放出）。

【0004】

核励起を起こす水溶液の超音波振動では、気泡が発生してこの気泡が押し潰されて圧壊すると、微小領域が太陽表面のような数千度・数百気圧の極限状態になる（「非特許文献１」）。

【0005】

原子力発電の核燃料は僅かなＵ２３５であり、残り殆どのＵ２３８は中性子衝突で核分裂しない。しかし、使用済み核燃料には、上記のＵ２３４、Ｎｐ２３７、Ｐｕ２３８、Ｐｕ２３９、Ｐｕ２４０、Ａｍ２４１、Ｃｍ２４３、Ｃｍ２４４が発生している。この現象は、Ｕ２３８の原子核に中性子が複数吸収されてβ崩壊した結果である。Ｕ２３４は、更にα崩壊した結果である。

【0006】

放射能放出原子を無害化する為には、未だ放射能を放出していない原子の総数を知らなければならない。放射能強度Ｉの単位がベクレルＢは、１秒間に放出される原子数である。
半減期Ｔを秒単位にして算出する仮称：島の公式；３．３×Ｉ×Ｔを使う。
トリチウム水４２０万Ｂ／Ｌに対応する全トリチウム原子の数は、４×１０^１４／Ｌである。
比較する軽水の分子数は３×１０^２５／Ｌ、重水の分子数は４×１０^２１／Ｌである。

【特許文献】

【0007】

【非特許文献1】ソノプロセスのはなし－超音波の化学工学利用―飯田康夫、日刊工業新聞社

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

核燃料Ｕ２３５に中性子が当たると核分裂してβ崩壊する放射能原子が発生する。
更に殆ど核分裂しないＵ２３８が中性子の吸収とβ崩壊を繰り返してＰｕ２３８、Ｐｕ２３９、Ｐｕ２４０、Ａｍ２４１、Ｃｍ２４３、Ｃｍ２４４等が発生する。
これらの放射能原子を意図的にβ崩壊、α崩壊させて無害化することである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

反応槽の金網中底の上に超音波振動子を取り付ける。トリチウム水と重水、そして、放射能原子汚濁溶解水を混合し、超音波振動子を励振する。超音波振動で泡圧壊を発生させて、分離したトリチウム原子と重水素原子の衝撃で原子を強制核励起し、β崩壊とα崩壊をさせる。

【発明の効果】

【0010】

放射能汚濁水が強制的にα崩壊、β崩壊させられて無害化される。
超音波振動子が液浸りの金網上に置かれるので、振動が液に直接伝わり、泥状スラリーが分解され易くなるので泡圧壊放射能原子核励起が進み易い。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】放射能無害化装置

【図2】超音波素子印加電圧増幅回路

【発明を実施するための形態】

【実施例0012】

図１の様に、処理槽は幅２１ｃｍ×深さ５ｃｍ×長さ１００ｃｍ。液深さは４ｃｍなので容量は約８．４Ｌ。超音波振動子は横に３個、縦に１４個を、金網底（底から３ｃｍ高さ）に並べて取り付けられる。β崩壊とα崩壊で発生するガンマ線防護のために、全体は鉛板で覆われる。１時間で通過させて１日２０時間稼働させると１日の処理量は８．４Ｌ／時×２０時間／日＝１６８Ｌ／日、年間３００日稼

【0013】

図２の様に、矩形波がトランスだけで電圧増幅されて超音波振動子に印加される。

【産業上の利用可能性】

【0014】

本発明は、福島第一原発の収束だけでなく、東海村、六ケ所村、その他の原子力施設の放射能無害化収束に貢献する。

【図1】

【図2】