知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(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】P2024025247
(43)【公開日】2024-02-26
(54)【発明の名称】フィルタベント装置
(51)【国際特許分類】
G21F 9/02 20060101AFI20240216BHJP
【ＦＩ】
G21F9/02 511T
G21F9/02 511C
G21F9/02 511S
【審査請求】未請求
【請求項の数】17
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022128530
(22)【出願日】2022-08-10
(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】弁理士法人磯野国際特許商標事務所
(72)【発明者】
【氏名】福井 宗平
(72)【発明者】
【氏名】和田 陽一
(72)【発明者】
【氏名】富永 和生
(72)【発明者】
【氏名】田中 基
(72)【発明者】
【氏名】田中 賢彰
(72)【発明者】
【氏名】布川 大樹
(57)【要約】
【課題】高温高線量下において有機よう素除去材の分解および無機よう素を還元除去する化合物の分解を抑制できるフィルタベント装置を提供することにある。
【解決手段】本発明に係るフィルタベント装置３０は、フィルタベント容器１が、有機よう素を捕集する有機よう素除去材２と、無機よう素を捕集するスクラビング水１３と、前記スクラビング水１３にｐＨの緩衝機能を付与するアルカリ供給材３と、を有することとした。
【選択図】図１
【解決手段】本発明に係るフィルタベント装置３０は、フィルタベント容器１が、有機よう素を捕集する有機よう素除去材２と、無機よう素を捕集するスクラビング水１３と、前記スクラビング水１３にｐＨの緩衝機能を付与するアルカリ供給材３と、を有することとした。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
フィルタベント容器が、
有機よう素を捕集する有機よう素除去材と、
無機よう素を捕集するスクラビング水と、
前記スクラビング水にｐＨの緩衝機能を付与するアルカリ供給材と、
を有することを特徴とするフィルタベント装置。
有機よう素を捕集する有機よう素除去材と、
無機よう素を捕集するスクラビング水と、
前記スクラビング水にｐＨの緩衝機能を付与するアルカリ供給材と、
を有することを特徴とするフィルタベント装置。
【請求項2】
フィルタベント容器が、
有機よう素を捕集する有機よう素除去材と、
無機よう素を捕集するスクラビング水にｐＨの緩衝機能を付与するアルカリ供給材と、
を有することを特徴とするフィルタベント装置。
有機よう素を捕集する有機よう素除去材と、
無機よう素を捕集するスクラビング水にｐＨの緩衝機能を付与するアルカリ供給材と、
を有することを特徴とするフィルタベント装置。
【請求項3】
請求項１または請求項２に記載のフィルタベント装置において、
前記フィルタベント容器が、さらに、
前記無機よう素の捕集機能を高める薬液を有することを特徴とするフィルタベント装置。
前記フィルタベント容器が、さらに、
前記無機よう素の捕集機能を高める薬液を有することを特徴とするフィルタベント装置。
【請求項4】
請求項１または請求項２に記載のフィルタベント装置において、
前記フィルタベント容器内に、前記有機よう素除去材および前記アルカリ供給材を有することを特徴とするフィルタベント装置。
前記フィルタベント容器内に、前記有機よう素除去材および前記アルカリ供給材を有することを特徴とするフィルタベント装置。
【請求項5】
請求項１に記載のフィルタベント装置において、
注入弁を介して前記フィルタベント容器と接続された第１保管容器および第２保管容器を備え、
前記フィルタベント容器内に、前記スクラビング水および前記有機よう素除去材を有し、
前記第１保管容器に前記アルカリ供給材を収容し、
前記第２保管容器に前記無機よう素の捕集機能を高める薬液を収容する
ことを特徴とするフィルタベント装置。
注入弁を介して前記フィルタベント容器と接続された第１保管容器および第２保管容器を備え、
前記フィルタベント容器内に、前記スクラビング水および前記有機よう素除去材を有し、
前記第１保管容器に前記アルカリ供給材を収容し、
前記第２保管容器に前記無機よう素の捕集機能を高める薬液を収容する
ことを特徴とするフィルタベント装置。
【請求項6】
請求項３に記載のフィルタベント装置において、
前記フィルタベント容器内に、前記薬液を有することを特徴とするフィルタベント装置。
前記フィルタベント容器内に、前記薬液を有することを特徴とするフィルタベント装置。
【請求項7】
請求項２に記載のフィルタベント装置において、
注入弁を介して前記フィルタベント容器と接続された第１保管容器を備え、
前記フィルタベント容器内に前記有機よう素除去材を有するとともに、前記第１保管容器内に前記アルカリ供給材を有するか、
または、
前記フィルタベント容器内に前記アルカリ供給材を有するとともに、前記第１保管容器内に前記有機よう素除去材を有する
ことを特徴とするフィルタベント装置。
注入弁を介して前記フィルタベント容器と接続された第１保管容器を備え、
前記フィルタベント容器内に前記有機よう素除去材を有するとともに、前記第１保管容器内に前記アルカリ供給材を有するか、
または、
前記フィルタベント容器内に前記アルカリ供給材を有するとともに、前記第１保管容器内に前記有機よう素除去材を有する
ことを特徴とするフィルタベント装置。
【請求項8】
請求項３に記載のフィルタベント装置において、
注入弁を介して前記フィルタベント容器と接続された第１保管容器を備え、
前記フィルタベント容器内に前記有機よう素除去材および前記アルカリ供給材を有するとともに、前記第１保管容器内に前記薬液を有するか、
または、
前記フィルタベント容器内に前記アルカリ供給材および前記薬液を有するとともに、前記第１保管容器内に前記有機よう素除去材を有するか、
または、
前記フィルタベント容器内に前記有機よう素除去材および前記薬液を有するとともに、前記第１保管容器内に前記アルカリ供給材を有する
ことを特徴とするフィルタベント装置。
注入弁を介して前記フィルタベント容器と接続された第１保管容器を備え、
前記フィルタベント容器内に前記有機よう素除去材および前記アルカリ供給材を有するとともに、前記第１保管容器内に前記薬液を有するか、
または、
前記フィルタベント容器内に前記アルカリ供給材および前記薬液を有するとともに、前記第１保管容器内に前記有機よう素除去材を有するか、
または、
前記フィルタベント容器内に前記有機よう素除去材および前記薬液を有するとともに、前記第１保管容器内に前記アルカリ供給材を有する
ことを特徴とするフィルタベント装置。
【請求項9】
請求項３に記載のフィルタベント装置において、
注入弁を介して前記フィルタベント容器と接続された第１保管容器および第２保管容器を備え、
前記フィルタベント容器、前記第１保管容器および前記第２保管容器のそれぞれに、前記有機よう素除去材、前記アルカリ供給材および前記薬液からなる群からそれぞれ１種ずつ選択されて収容されている
ことを特徴とするフィルタベント装置。
注入弁を介して前記フィルタベント容器と接続された第１保管容器および第２保管容器を備え、
前記フィルタベント容器、前記第１保管容器および前記第２保管容器のそれぞれに、前記有機よう素除去材、前記アルカリ供給材および前記薬液からなる群からそれぞれ１種ずつ選択されて収容されている
ことを特徴とするフィルタベント装置。
【請求項10】
請求項９に記載のフィルタベント装置において、
前記第１保管容器および前記第２保管容器がそれぞれ個別に注入弁を介して前記フィルタベント容器に接続されているか、
または、
前記第２保管容器と前記第１保管容器とが注入弁を介して接続されているとともに、前記第１保管容器と前記フィルタベント容器とが注入弁を介して接続されている
ことを特徴とするフィルタベント装置。
前記第１保管容器および前記第２保管容器がそれぞれ個別に注入弁を介して前記フィルタベント容器に接続されているか、
または、
前記第２保管容器と前記第１保管容器とが注入弁を介して接続されているとともに、前記第１保管容器と前記フィルタベント容器とが注入弁を介して接続されている
ことを特徴とするフィルタベント装置。
【請求項11】
請求項７に記載のフィルタベント装置において、
前記第１保管容器が前記フィルタベント容器の外に設置されていることを特徴とするフィルタベント装置。
前記第１保管容器が前記フィルタベント容器の外に設置されていることを特徴とするフィルタベント装置。
【請求項12】
請求項８に記載のフィルタベント装置において、
前記第１保管容器が前記フィルタベント容器の外に設置されていることを特徴とするフィルタベント装置。
前記第１保管容器が前記フィルタベント容器の外に設置されていることを特徴とするフィルタベント装置。
【請求項13】
請求項９に記載のフィルタベント装置において、
前記第１保管容器および前記第２保管容器が前記フィルタベント容器の外に設置されていることを特徴とするフィルタベント装置。
前記第１保管容器および前記第２保管容器が前記フィルタベント容器の外に設置されていることを特徴とするフィルタベント装置。
【請求項14】
請求項１０に記載のフィルタベント装置において、
前記第１保管容器および前記第２保管容器が前記フィルタベント容器の外に設置されていることを特徴とするフィルタベント装置。
前記第１保管容器および前記第２保管容器が前記フィルタベント容器の外に設置されていることを特徴とするフィルタベント装置。
【請求項15】
請求項３に記載のフィルタベント装置において、
前記薬液がｐＨの緩衝機能を持たない塩基性化合物であることを特徴とするフィルタベント装置。
前記薬液がｐＨの緩衝機能を持たない塩基性化合物であることを特徴とするフィルタベント装置。
【請求項16】
請求項１に記載のフィルタベント装置において、
前記アルカリ供給材の含有量が、前記スクラビング水に対し４００ｐｐｍ以上であることを特徴とするフィルタベント装置。
前記アルカリ供給材の含有量が、前記スクラビング水に対し４００ｐｐｍ以上であることを特徴とするフィルタベント装置。
【請求項17】
請求項１または請求項２に記載のフィルタベント装置において、
前記アルカリ供給材の平衡ｐＨが４～１２．５であることを特徴とするフィルタベント装置。
前記アルカリ供給材の平衡ｐＨが４～１２．５であることを特徴とするフィルタベント装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、フィルタベント装置に関する。
【背景技術】
【0002】
原子炉施設には、原子炉から放出された放射性物質が環境中に漏洩するのを防止するために、フィルタベント装置が設置されている。原子炉の事故で炉心損傷が生じて格納容器内の圧力が異常上昇すると、格納容器が破損して大規模漏洩に至るため、フィルタベント装置により格納容器内の蒸気を未然にベントして格納容器の過圧破損を防止する。高温・高圧の蒸気は、原子炉から格納容器内に放出されると、フィルタベント装置に通され、大気中に放出される前に主要な放射性物質が捕集される。
【0003】
原子炉の事故時に発生する放射性物質としては、希ガス、エアロゾル、無機よう素、有機よう素などがある。フィルタベント装置では、希ガスを除くこれらの放射性物質が捕捉され、環境への放出が抑制される。一般的に、フィルタベント装置は、特許文献１に記載されるように、フィルタベント容器内に、湿式フィルタとして働くスクラビング水を保持し、さらに乾式フィルタである繊維フィルタを内蔵している。
【0004】
スクラビング水は、水に薬液が添加される場合があり、ベントされた蒸気は、スクラビング水中に放出される。薬液との反応により、イオン化した無機よう素（元素状よう素）やエアロゾルは、スクラビング水に溶解することで捕集される。また、スクラビング水を経て気相に放出された一部のエアロゾルは、繊維フィルタに付着・衝突して捕集される。
【0005】
一方、有機よう素は、よう化メチルをはじめとして水に難溶であり、ベント時に圧力抑制室のプール水やスクラビング水に導入されても、十分には捕集されない。また、よう化メチルなどの有機よう素は、原子炉からの排気過程で、元素状よう素の反応によって新生することもある。これらの理由で、有機よう素を効率的に捕集できるフィルタベント装置が求められている。例えば、特許文献２には、フィルタベント装置におけるベント経路上に銀ゼオライトや活性炭などの乾式フィルタを設置して有機よう素を捕集している。
【0006】
銀ゼオライトや活性炭などの有機よう素除去材は、水分が付着した場合に捕集効率が低下する可能性があるため、水分の影響が懸念される場合は水分を除去する機構を必要とし、フィルタベント装置の構造を複雑化させる。また、これらの有機よう素除去材は固体であるため、特許文献２のように特別な装置設計や複雑な装置構造を要する。
【0007】
これを解決するための技術が、例えば、特許文献３に開示されている。特許文献３には、フィルタベント装置のフィルタベント容器内に、有機よう素を捕集することが可能な不揮発性の液体（有機よう素除去材）として、イオン液体を配置することが記載されている。特許文献３に記載の発明は、この有機よう素除去材によって、複雑な装置構造を要せずフィルタベント容器のみで希ガスを除く放射性物質を補足でき、環境への放出を抑制できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】特表２０１５－５２２１６１号公報
【特許文献2】特開平７－２０９４８８号公報
【特許文献3】特許第６６２８３１３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
従来のフィルタベント装置は、スクラビング水に無機よう素を還元除去する化合物（還元剤）を含有させて無機よう素を還元除去し、かつ、エアロゾル（粒子）を物理的に除去している。
一方、特許文献３に記載されている有機よう素除去材は、ベント時の高温高線量下においてスクラビング水のｐＨが低い方が分解を抑制できる。
ベント時はフィルタベント容器への放射性物質の流入により、有機よう素除去材および還元剤入りのスクラビング水が高温高線量下に晒され、スクラビング水のｐＨが低下する。スクラビング水のｐＨが６．５以下になると還元剤の分解が促進されてしまう。また、ｐＨが低下するほどスクラビング水での無機よう素の捕集機能が低下してしまう。それらを抑制するために初期ｐＨを高めると、有機よう素除去材（イオン液体）の分解が促進されてしまい、有機よう素の除去性能を高く維持できない。
一方、特許文献３に記載されている有機よう素除去材は、ベント時の高温高線量下においてスクラビング水のｐＨが低い方が分解を抑制できる。
ベント時はフィルタベント容器への放射性物質の流入により、有機よう素除去材および還元剤入りのスクラビング水が高温高線量下に晒され、スクラビング水のｐＨが低下する。スクラビング水のｐＨが６．５以下になると還元剤の分解が促進されてしまう。また、ｐＨが低下するほどスクラビング水での無機よう素の捕集機能が低下してしまう。それらを抑制するために初期ｐＨを高めると、有機よう素除去材（イオン液体）の分解が促進されてしまい、有機よう素の除去性能を高く維持できない。
【0010】
本発明は前記状況に鑑みてなされたものである。本発明の課題は、高温高線量下において有機よう素除去材の分解および無機よう素を還元除去する化合物の分解を抑制できるフィルタベント装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0011】
前記課題を解決した本発明に係るフィルタベント装置は、フィルタベント容器が、有機よう素を捕集する有機よう素除去材と、無機よう素を捕集するスクラビング水と、前記スクラビング水にｐＨの緩衝機能を付与するアルカリ供給材と、を有することとした。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、高温高線量下において有機よう素除去材の分解および無機よう素を還元除去する化合物の分解を抑制できるフィルタベント装置を提供できる。
前述した以外の課題、構成および効果は以下の実施形態の説明により明らかにされる。
前述した以外の課題、構成および効果は以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】本発明の第１実施形態に係るフィルタベント装置の構成を示す模式図である。
【図2】本発明の第２実施形態に係るフィルタベント装置の構成を示す模式図である。
【図3】本発明の第３実施形態に係るフィルタベント装置の一構成例を示す模式図である。
【図4】本発明の第３実施形態に係るフィルタベント装置の他の一構成例を示す模式図である。
【図5】本発明の第４実施形態に係るフィルタベント装置の一構成例を示す模式図である。
【図6】本発明の第５実施形態に係るフィルタベント装置の構成を示す模式図である。
【図7】有機よう素除去材および薬液の分解挙動を示すグラフである。図中、横軸はｐＨを示し、縦軸は分解による残量［％］を示している。
【図8】本発明の第６実施形態に係るフィルタベント装置の一構成例を示す模式図である。
【図9】本発明の第６実施形態に係るフィルタベント装置の他の一構成例を示す模式図である。
【図10】本発明の第７実施形態に係るフィルタベント装置の構成を示す模式図である。
【図11】本発明に係るフィルタベント装置の一変形例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、適宜図面を参照して本発明の一実施形態に係るフィルタベント装置について詳細に説明する。なお、実施形態の説明において、実質的に同一または類似の構成には同一の符号を付し、説明が重複する場合にはその説明を省略する場合がある。
【0015】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係るフィルタベント装置３０の構成を示す模式図である。図１において、フィルタベント装置３０は、原子炉圧力容器３４が破損するなどの過酷事故時において、ドライウェル３１ならびにウェットウェル３２が、格納容器３３内の圧力を減少させるために格納容器３３内の気体を大気放出する際に、気体に含まれる放射性物質を極力除去するものである。
図１は、本発明の第１実施形態に係るフィルタベント装置３０の構成を示す模式図である。図１において、フィルタベント装置３０は、原子炉圧力容器３４が破損するなどの過酷事故時において、ドライウェル３１ならびにウェットウェル３２が、格納容器３３内の圧力を減少させるために格納容器３３内の気体を大気放出する際に、気体に含まれる放射性物質を極力除去するものである。
【0016】
図１に示すように、本実施形態に係るフィルタベント装置３０は、フィルタベント容器１を有している。そして、フィルタベント容器１が、有機よう素除去材２と、スクラビング水１３と、アルカリ供給材３と、を有している。
【0017】
有機よう素除去材２は、有機よう素を捕集して除去する。有機よう素除去材２は、放射性物質である有機よう素を溶解、分解させ、有機よう素をよう化物イオンとして保持する作用を有する。有機よう素除去材２を構成する物質については後述する。有機よう素除去材２は疎水性であり、スクラビング水１３と相溶しない。
【0018】
スクラビング水１３は、無機よう素を溶解して捕集する。なお、図１に示すフィルタベント装置３０は、フィルタベント容器１内にスクラビング水１３を収容している様子を図示しているが、スクラビング水１３はベント時にフィルタベント容器１内に収容されていればよく、原子炉の正常運転時にはフィルタベント容器１内に収容していなくてもよい。つまり、フィルタベント容器１内のスクラビング水１３はベント前に既に充填されていてもよいし、ベント時にフィルタベント容器１内に流入する蒸気の凝縮により生成してもよい。フィルタベント容器１内にスクラビング水１３を予め収容しておくと、事故時に無機よう素の捕集に即応可能である。ベント時にフィルタベント容器１内にスクラビング水１３を収容する場合は、有機よう素除去材２やアルカリ供給材３などが劣化し難い。
【0019】
アルカリ供給材３は、スクラビング水１３にｐＨの緩衝機能を付与する。アルカリ供給材３は無機よう素を還元除去する化合物であり、スクラビング水１３にこれを含ませることにより、スクラビング水１３に無機よう素を捕集する機能を持たせることができる。アルカリ供給材３を構成する化合物については後述する。
【0020】
フィルタベント装置３０は、格納容器３３に連結したドライウェルベント配管７およびウェットウェルベント配管８と、一端がドライウェルベント配管７およびウェットウェルベント配管８に連結され、他端がフィルタベント容器１内の下方に配置された入口配管９と、を有している。ドライウェルベント配管７には隔離弁５が設けられている。ウェットウェルベント配管８には隔離弁６が設けられている。また、フィルタベント装置３０は、フィルタベント容器１内の上方に繊維フィルタ１０と、この繊維フィルタ１０の下流、つまり繊維フィルタ１０の上方に一端が配置され、他端がフィルタベント容器１の外部の排気筒１２に連結された出口配管１１と、を有している。前記構成のフィルタベント容器１は、放射性物質であるエアロゾル、無機よう素、有機よう素の捕集に用いられる。
【0021】
個々のプラント出力や事故シナリオにより異なるが、事故時に発生する放射性物質のうち、原子炉圧力容器３４が破損するような燃料破損を伴う過酷事故時では、１ｋｇ程度の有機よう素および２０ｋｇ程度の無機よう素が発生すると評価されている。有機よう素としては主によう化メチル（ＣＨ３Ｉ）が発生すると評価されている。また、無機よう素としては主によう素分子（Ｉ２）が発生すると評価されている。
【0022】
そこで、本実施形態では、有機よう素を捕集する性質を持つ疎水性の有機よう素除去材２として、カチオンとアニオンのみで構成された物質を用いる。有機よう素除去材２としては、１６０℃程度よりも低温で実質的に揮発しない液体が用いられる。原子炉の事故時には、１００～１６０℃程度の蒸気のベントが想定されている。湿式フィルタとして働く液体が不揮発性であれば、ベント時に高温・高圧のガスが導入されたとしても、液体自体が揮発するのを避けることができる。有機よう素除去材２としては、２００℃よりも低温で実質的に揮発しないものがより好ましい。有機よう素除去材２は、ベント時の温度において液体であればよいため、室温においては固体であってもよいが、液体であることがより好ましい。
また、有機よう素除去材２は、カチオン（Ｘ＋）とアニオン（Ｙ－）のみの組み合わせからなる液体（Ｘ＋－Ｙ－）であることが好ましい。このような有機よう素除去材２であれば、後記する３段階の機構（（１）溶解、（２）分解、（３）保持）により有機よう素の高い捕集性能が成り立つ。
また、有機よう素除去材２は、カチオン（Ｘ＋）とアニオン（Ｙ－）のみの組み合わせからなる液体（Ｘ＋－Ｙ－）であることが好ましい。このような有機よう素除去材２であれば、後記する３段階の機構（（１）溶解、（２）分解、（３）保持）により有機よう素の高い捕集性能が成り立つ。
【0023】
さらに、アルカリ供給材３は、ベント前の室温・大気圧およびベント時の高温・高圧において固体であっても液体であってもよい。アルカリ供給材３を有することでフィルタベント容器１内の高温照射環境においてスクラビング水１３のｐＨの変動を抑制し、極度な酸性（例えばｐＨ４以下）またはアルカリ性（ｐＨ１２．５以上）になることを抑えることができる。そのため、主なベント期間中において有機よう素除去材２の分解が抑制され、高い有機よう素捕集性能が得られる。また、アルカリ供給材３は、水酸化物イオン（ＯＨ－）をスクラビング水１３に供給する作用や、スクラビング水１３内のプロトン（Ｈ＋）などの酸性物質と相互作用し、ｐＨを緩衝する作用があり、無機よう素の高い捕集性能が成り立つ。
【0024】
なお、前記した有機よう素除去材２としては、例えば、常温溶融塩、イオン液体、４級塩、界面活性材、相関移動触媒、これらの混合物質を用いることができる。また、前記したアルカリ供給材３としては、例えば、酸化物、水酸化物、炭酸塩、ホウ酸塩、リン酸塩、有機酸塩、Ｍｇ／Ａｌ系層状化合物、これらの混合物質を用いることができる。
【0025】
事故時には比較的温度の高いガスがフィルタベント容器１に流入するため、有機よう素および無機よう素はガス状であると推定される。ガス状のよう素を捕集するためには、液体中の気泡内でのよう素の拡散泳動、熱泳動、ブラウン拡散、対流を利用する。本実施形態では、有機よう素除去材２およびスクラビング水１３とガス状のよう素とを接触させるため、有機よう素除去材２およびスクラビング水１３は、気泡の液体中での滞留時間（気泡と液体の接触時間）が長くなるように設けることが望ましい。滞留時間（接触時間）が長いほど有機よう素除去材２と有機よう素との反応が起き易くなり、除去できる。これを具現するため、本実施形態では、例えば、フィルタベント容器１内の下方に配置された入口配管９の他端にスパージャなどの分散管を設け、細かく、数の多い気泡を発生させるようにするとよい。
【0026】
次に、図１を参照して、第１実施形態に係るフィルタベント装置３０の動作原理を説明する。
事故時に原子炉圧力容器３４から格納容器３３へ放出された放射性物質は、隔離弁５または隔離弁６を開くことで格納容器３３に接続されるドライウェルベント配管７またはウェットウェルベント配管８へ導入される。その後、放射性物質は入口配管９を経由してフィルタベント容器１内のスクラビング水１３に流入する。または、蒸気の凝縮により、フィルタベント容器１内でスクラビング水１３が生成し、そこに放射性物質が入口配管９を経由して流入する。これにより、無機よう素は、スクラビング水１３に捕集される。
事故時に原子炉圧力容器３４から格納容器３３へ放出された放射性物質は、隔離弁５または隔離弁６を開くことで格納容器３３に接続されるドライウェルベント配管７またはウェットウェルベント配管８へ導入される。その後、放射性物質は入口配管９を経由してフィルタベント容器１内のスクラビング水１３に流入する。または、蒸気の凝縮により、フィルタベント容器１内でスクラビング水１３が生成し、そこに放射性物質が入口配管９を経由して流入する。これにより、無機よう素は、スクラビング水１３に捕集される。
【0027】
このとき、フィルタベント容器１内のアルカリ供給材３は、スクラビング水１３にｐＨの緩衝機能を付与することから、スクラビング水１３のｐＨの変動を抑制し、極度な酸性（例えばｐＨ４以下）またはアルカリ性（ｐＨ１２．５以上）になることを抑えることができる。そのため、フィルタベント装置３０は、主なベント期間中においてスクラビング水１３と接触する有機よう素除去材２の分解を抑制できる。また、アルカリ供給材３は無機よう素を還元除去する化合物であり、前記したように、スクラビング水１３に無機よう素を捕集する機能を持たせることができる。スクラビング水１３で捕集されなかった有機よう素は、疎水性の有機よう素除去材２に流入し、よう化物イオンに分解され捕集される。よう素以外の放射性物質であるエアロゾルもフィルタベント容器１内のスクラビング水１３により捕集される。よう素捕集後のガスは、繊維フィルタ１０および出口配管１１を通り排気筒１２によって放射性物質が充分に除去された状態で外部に放出される。
【0028】
無機よう素の捕集は、下記式に示したように、アルカリ供給材３またはスクラビング水１３またはこれらの両方が放射性無機よう素（Ｉ２）を放射性よう化物イオン（Ｉ－）やよう素酸イオン（ＩＯ３
－）に分解することにより行われる（前記（２）分解）。これは後記する薬液４が含まれる場合も同様にして行われる。
３Ｉ２ ＋ ６ＯＨ－ → ５Ｉ－ ＋ ＩＯ３ － ＋ ３Ｈ２Ｏ
３Ｉ２ ＋ ６ＯＨ－ → ５Ｉ－ ＋ ＩＯ３ － ＋ ３Ｈ２Ｏ
【0029】
また、有機よう素の捕集は、下記式に示したように、有機よう素除去材２が放射性有機よう素（ＲＩ）を放射性よう化物イオン（Ｉ－）に分解することにより行われる。なお、下記式中、Ｒは、アルキル基などの有機物（炭化水素基）を示している（以下同様）。
Ｘ＋－Ｙ－ ＋ ＲＩ → Ｘ＋－Ｙ－ ＋ Ｉ－ ＋ Ｒ＋
Ｘ＋－Ｙ－ ＋ ＲＩ → Ｘ＋－Ｙ－ ＋ Ｉ－ ＋ Ｒ＋
【0030】
よう化物イオンは、有機よう素と比較して液相中でより安定であり、かつ有機よう素除去材２のカチオンと相互作用し、よう化物イオンの状態で安定に保持される。そのため、放射性有機よう素を液相に保持して環境への漏洩を確実に防止することができる（前記（３）保持）。有機よう素除去材２のみでも十分に有機よう素を捕集可能であるが、有機よう素除去材２とアルカリ供給材３とを併用することで有機よう素除去材２の分解が抑制でき、有機よう素の高い捕集性能がベント期間中で維持できる。
【0031】
有機よう素除去材２を構成するカチオンとしては、例えば、ホスホニウム、スルホニウム、アンモニウム、ピロリジニウム、ピペリジニウム、モルホリニウムなどの有機カチオンが挙げられる。有機よう素除去材２を構成するカチオンとしては、カチオンの構造がリン元素または硫黄元素、窒素元素を中心に主に炭素などの置換基と結合していればよい。好ましくは、よう素の溶解性を高く維持するために単結合の炭素鎖で主に構成されることが好ましいが、一部が二重結合や三重結合または酸素元素で架橋されていても構わない。例えば、有機よう素であるよう化メチルは、１－ブチル－３－メチルイミダゾリウムビス（トリフルオロメチルスルホニル）アミドには溶解せず分離するが、同じアニオン構造でカチオン構造が異なるトリヘキシル（テトラデシル）ホスホニウムビス（トリフルオロメチルスルホニル）アミドには溶解し、均一に混じり合う。炭素鎖数が１の物質であるメチル基などは１６０℃の高温下で分解し、揮発するため、炭素鎖数は２以上であることが好ましい。例えば、１－ブチル－３－メチルイミダゾリウムヨージドは１６０℃においてカチオンのメチル基が脱離し、自己分解を起こすことがわかっている。このような観点から、炭素鎖数が長く、嵩高い有機カチオンであると、有機よう素の溶解性（前記（１）溶解）や有機カチオンの耐熱性が高くなるため、有機よう素を高い捕集効率で捕集することができるようになり好ましいと言える。
【0032】
有機よう素除去材２を構成するアニオンとしては、例えば、炭素元素にアニオン電荷を帯びたＨ３Ｃ－などの無機アニオンや、Ｈ２ＲＣ－、ＨＲ２Ｃ－、Ｒ３Ｃ－、ＮＣ－、ＲＣＣ－などの有機アニオンが挙げられる。また、硫黄元素にアニオン電荷を帯びたＲＳ－などの有機アニオンが挙げられる。また、窒素元素にアニオン電荷を帯びたＮ３
－、Ｈ２Ｎ－などの無機アニオンや、ＨＲＮ－、Ｒ２Ｎ－などの有機アニオンが挙げられる。また、酸素元素にアニオン電荷を帯びたＲＯ－、ＲＣＯ２
－、ＲＰＯ３
－、ＲＳＯ３
－、ＲＰＯ４
－、Ｒ２ＰＯ２
－、Ｒ３ＣＯ－などの有機アニオンや、ＨＯ－、ＮＯ２
－、ＦＯ３
－、ＣｌＯ３
－、ＢｒＯ３
－、ＩＯ３
－、ＦＯ４
－、ＣｌＯ４
－、ＢｒＯ４
－、ＩＯ４
－などの無機アニオンが挙げられる。また、ハロゲン元素にアニオン電荷を帯びたＦ－、Ｃｌ－、Ｂｒ－、Ｉ－、Ｆ３
－、Ｃｌ３
－、Ｂｒ３
－、Ｉ３
－などの無機アニオンが挙げられる。有機よう素除去材２を構成するアニオンとしては、有機よう素を分解する作用が強い点で、求核性が高いイオンが好ましく、特に電荷を帯びた元素が水素元素を除き末端に存在するものが好ましい。例えば、Ｈ２Ｎ－と比べてＲ２Ｎ－（Ｒ－Ｎ－－Ｒ）などの電荷を帯びた窒素元素を中心に水素元素以外で構成されたアニオン分子は求核性が低くなり、よう化メチルに対する分解性能が低下することとなる。アニオンとしては求核性が高い点、加水分解を生じ難い点、フィルタベント容器１に注入された場合にスクラビング水１３のｐＨを変化させ難い点から、Ｈ３Ｃ－、Ｈ２ＲＣ－、ＨＲ２Ｃ－、Ｒ３Ｃ－、ＮＣ－、ＲＣＣ－、ＲＳ－、Ｎ３
－、Ｈ２Ｎ－、ＨＲＮ－、Ｒ２Ｎ－、ＲＯ－、ＲＣＯ２
－、ＲＰＯ３
－、ＲＳＯ３
－、ＲＰＯ４
－、Ｒ２ＰＯ２
－、Ｒ３ＣＯ－、ＨＯ－、ＮＯ２
－、ＦＯ３
－、ＣｌＯ３
－、ＢｒＯ３
－、ＩＯ３
－、ＦＯ４
－、ＣｌＯ４
－、ＢｒＯ４
－、ＩＯ４
－、Ｆ－、Ｃｌ－、Ｂｒ－、Ｉ－、Ｆ３
－、Ｃｌ３
－、Ｂｒ３
－、Ｉ３
－などが好ましい。有機よう素を高い性能で捕集するためには、有機よう素除去材２のカチオンによるよう素の溶解（前記（１）溶解）だけでなく、アニオンのよう素への求核攻撃により生じるよう素の分解が必要である。
有機よう素除去材２の一例を挙げるなら、トリヘキシル（テトラデシル）ホスホニウムクロリドなどがある。
有機よう素除去材２の一例を挙げるなら、トリヘキシル（テトラデシル）ホスホニウムクロリドなどがある。
【0033】
アルカリ供給材３を構成する化合物としては、例えば、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、Ｍｇ（ＯＨ）２、Ｆｅ（ＯＨ）２、ＣａＭｇ（ＣＯ３）２、Ｎａ２ＣＯ３、ＮａＨＣＯ３、Ｎａ２Ｂ４Ｏ７、Ｎａ２Ｂ１０Ｏ１６、Ｎａ２ＨＰＯ４、ＫＨ２ＰＯ４、Ｃ８Ｈ５ＫＯ４、Ｍｇ６Ａｌ２（ＯＨ）１６ＣＯ３・ｍＨ２Ｏなどが挙げられる。アルカリ供給材３がＭｇＯなどの固体の場合は下記式に示すようにＭｇＯがＨ２Ｏと反応し、ＯＨ－を生成することでｐＨが上昇するが、ＯＨ－がＨ＋と反応することでｐＨが低下する。ＭｇＯとＨ２Ｏの反応はｐＨが１０～１１で平衡に達し、ＭｇＯとＨ２Ｏとの反応が起こらなくなるので、ｐＨが上昇しなくなる。従って、スクラビング水１３のｐＨが極度なアルカリ性（ｐＨ１２．５以上）になることを抑えることができる。
ＭｇＯ（ｓ） ＋ Ｈ２Ｏ → Ｍｇ２＋ ＋ ２ＯＨ－
２ＯＨ－ ＋ ２Ｈ＋ → ２Ｈ２Ｏ
ＭｇＯ（ｓ） ＋ Ｈ２Ｏ → Ｍｇ２＋ ＋ ２ＯＨ－
２ＯＨ－ ＋ ２Ｈ＋ → ２Ｈ２Ｏ
【0034】
アルカリ供給材３の含有量は、スクラビング水１３に対し４００ｐｐｍ以上であることが好ましい。また、アルカリ供給材３は、スクラビング水１３に対しアルカリ供給材３の含有量が４００ｐｐｍ以上となるｐＨ緩衝液であってもよい。これらのいずれによっても、フィルタベント装置３０は、主なベント期間中において有機よう素除去材２の分解および無機よう素を還元除去する化合物の分解を抑制でき、高い有機よう素捕集性能および無機よう素捕集性能が得られる。
【0035】
次に、本実施形態の効果について説明する。上述した第１実施形態に係るフィルタベント装置３０は、フィルタベント容器１と、格納容器３３に連結したドライウェルベント配管７、ウェットウェルベント配管８と、一端がドライウェルベント配管７およびウェットウェルベント配管８に連結され、他端がフィルタベント容器１内に導入された入口配管９と、繊維フィルタ１０に連結する出口配管１１と、を備えている。そして、フィルタベント装置３０は、フィルタベント容器１内に有機よう素を捕集する疎水性の有機よう素除去材２を有している。また、フィルタベント装置３０は、フィルタベント容器１内に無機よう素を捕集するスクラビング水１３を有している。さらに、フィルタベント装置３０は、スクラビング水１３にｐＨの緩衝機能を付与するアルカリ供給材３を有している。このアルカリ供給材３は、有機よう素除去材２の分解を抑制でき、また、ｐＨの緩衝機能により、スクラビング水１３に含まれる無機よう素を還元除去する化合物（アルカリ供給材３自身のみならず後記する薬液４を含む）の分解を抑制できる。このように、第１実施形態に係るフィルタベント装置３０は、フィルタベント容器１内に、有機よう素除去材２とスクラビング水１３とアルカリ供給材３とを有するのみで（つまり、従来のように、フィルタベント装置におけるベント経路上に銀ゼオライトや活性炭などの乾式フィルタを設置することなく）、主なベント期間中において有機よう素除去材２の分解を抑制でき、高い有機よう素捕集性能を維持することができる。また、第１実施形態に係るフィルタベント装置３０は、無機よう素を還元除去する化合物を含むアルカリ供給材３により、スクラビング水１３に無機よう素を捕集する機能を持たせることができつつ、前記化合物の分解を抑制できる。さらに、有機よう素除去材２は、常温溶融塩、イオン液体、界面活性材、４級塩、相関移動触媒のうち少なくともいずれか１種を含む液体である。これらの有機よう素除去材２のうちイオン液体は一般産業向けに実用化されている。これら有機よう素除去材２の特徴は不揮発性であり、事故時にフィルタベント装置３０に流入するとされるガス温度である約２００℃という条件でも十分な耐熱性を持つ。また、イオン液体は、放射性物質などの基質をイオン液体中に高い濃度で捕集する性質を持つ。特に、有機よう素は水に難溶で、高揮発性の物質であるため、これを捕集するための有力な不揮発性の液体としてイオン液体を使用することにより、有機よう素を９８％以上の効率で捕集できる。同様に、有機よう素除去材２には常温溶融塩、界面活性材、４級塩、相関移動触媒も好適に適用することができ、イオン液体と同様の効果が得られる。また、有機よう素除去材２は２００℃以上でも液相である液体であることで、事故時においても、有機よう素除去材２を安定して液相で存在させて、有機よう素を十分に捕集させることができる。
【0036】
本実施形態において、原子炉の形式は、特に制限されるものではない。原子炉としては、例えば、沸騰水型原子炉（Boiling Water Reactor：ＢＷＲ）、改良型沸騰水型原子炉（Advanced Boiling Water Reactor：ＡＢＷＲ）、加圧水型原子炉（Pressurized Water Reactor：ＰＷＲ）などの各種の形式のものが挙げられる。放射性物質で汚染されたイオン液体などは、例えば、特表２００３－５０７１８５号公報に記載された方法などで処理・再生することができる。
【0037】
＜第２実施形態＞
図２は、本発明の第２実施形態に係るフィルタベント装置３０の構成を示す模式図である。
図２に示すように、本実施形態に係るフィルタベント装置３０は、図１に示す第１実施形態に係るフィルタベント装置３０に対して、アルカリ供給材３が液体である点で相違している。その他の構成・動作は前述した第１実施形態に係るフィルタベント装置３０と同様である。なお、図２にはスクラビング水１３は図示していないが、ベント時にフィルタベント容器１内に導入される蒸気の凝縮によりスクラビング水１３が生成される。このような構成とすることにより、ベント前にアルカリ供給材３とスクラビング水１３とが接触して、アルカリ供給材３が分解されてしまうのを抑制できる。
図２は、本発明の第２実施形態に係るフィルタベント装置３０の構成を示す模式図である。
図２に示すように、本実施形態に係るフィルタベント装置３０は、図１に示す第１実施形態に係るフィルタベント装置３０に対して、アルカリ供給材３が液体である点で相違している。その他の構成・動作は前述した第１実施形態に係るフィルタベント装置３０と同様である。なお、図２にはスクラビング水１３は図示していないが、ベント時にフィルタベント容器１内に導入される蒸気の凝縮によりスクラビング水１３が生成される。このような構成とすることにより、ベント前にアルカリ供給材３とスクラビング水１３とが接触して、アルカリ供給材３が分解されてしまうのを抑制できる。
【0038】
＜第３実施形態＞
図３は、本発明の第３実施形態に係るフィルタベント装置３０の一構成例を示す模式図である。図４は、本発明の第３実施形態に係るフィルタベント装置３０の他の一構成例を示す模式図である。
図３および図４に示すように、本実施形態に係るフィルタベント装置３０は、注入弁１６（具体的には、第１注入弁１６ａ）を介してフィルタベント容器１と接続された第１保管容器１４ａを備えている点で、図１に示す第１実施形態に係るフィルタベント装置３０と相違している。つまり、本実施形態に係るフィルタベント装置３０は、第１保管容器１４ａがフィルタベント容器１の外に設置されている点で、第１実施形態に係るフィルタベント装置３０と相違している。また、図３および図４に示すように、フィルタベント容器１はスクラビング水１３を収容していない点で第１実施形態に係るフィルタベント装置３０と相違している。その他の構成・動作は前述した第１実施形態に係るフィルタベント装置３０と同様である。従って、スクラビング水１３はベント時にフィルタベント容器１内に収容される。なお、フィルタベント容器１と第１保管容器１４ａとは、第１注入配管１５ａで接続されている。第１注入弁１６ａは、第１注入配管１５ａに設けられている。
図３は、本発明の第３実施形態に係るフィルタベント装置３０の一構成例を示す模式図である。図４は、本発明の第３実施形態に係るフィルタベント装置３０の他の一構成例を示す模式図である。
図３および図４に示すように、本実施形態に係るフィルタベント装置３０は、注入弁１６（具体的には、第１注入弁１６ａ）を介してフィルタベント容器１と接続された第１保管容器１４ａを備えている点で、図１に示す第１実施形態に係るフィルタベント装置３０と相違している。つまり、本実施形態に係るフィルタベント装置３０は、第１保管容器１４ａがフィルタベント容器１の外に設置されている点で、第１実施形態に係るフィルタベント装置３０と相違している。また、図３および図４に示すように、フィルタベント容器１はスクラビング水１３を収容していない点で第１実施形態に係るフィルタベント装置３０と相違している。その他の構成・動作は前述した第１実施形態に係るフィルタベント装置３０と同様である。従って、スクラビング水１３はベント時にフィルタベント容器１内に収容される。なお、フィルタベント容器１と第１保管容器１４ａとは、第１注入配管１５ａで接続されている。第１注入弁１６ａは、第１注入配管１５ａに設けられている。
【0039】
そして、第３実施形態では、図３に示すように、フィルタベント容器１内に有機よう素除去材２を有するとともに、第１保管容器１４ａ内にアルカリ供給材３を有する態様とすることができる。
または、第３実施形態では、図４に示すように、フィルタベント容器１内にアルカリ供給材３を有するとともに、第１保管容器１４ａ内に有機よう素除去材２を有する態様とすることができる。
図３および図４に示す第３実施形態に係るフィルタベント装置３０の態様とすると、有機よう素除去材２とアルカリ供給材３とが異なる容器に保管されている。そのため、事故時におけるフィルタベント装置３０の使用時までの長期保管において有機よう素除去材２およびアルカリ供給材３の分解可能性をなくすことができる。
または、第３実施形態では、図４に示すように、フィルタベント容器１内にアルカリ供給材３を有するとともに、第１保管容器１４ａ内に有機よう素除去材２を有する態様とすることができる。
図３および図４に示す第３実施形態に係るフィルタベント装置３０の態様とすると、有機よう素除去材２とアルカリ供給材３とが異なる容器に保管されている。そのため、事故時におけるフィルタベント装置３０の使用時までの長期保管において有機よう素除去材２およびアルカリ供給材３の分解可能性をなくすことができる。
【0040】
第３実施形態では、ベント時に、隔離弁５および隔離弁６よりも前のタイミングで第１注入弁１６ａを開く。このようにすると、格納容器３３からフィルタベント装置３０に蒸気が導入される直前に、フィルタベント容器１内に有機よう素除去材２およびアルカリ供給材３が存在することになる。そして、フィルタベント装置３０は、その状態で放射性物質を含む蒸気がフィルタベント容器１内に導入され、凝集してスクラビング水１３（図３および図４において図示せず）を生成して処理を行う。従って、フィルタベント装置３０は、有機よう素除去材２による有機よう素の除去と、スクラビング水１３による無機よう素の捕集と、をより確実に行うことができる。
【0041】
＜第４実施形態＞
図５は、本発明の第４実施形態に係るフィルタベント装置３０の一構成例を示す模式図である。
図５に示すように、本実施形態に係るフィルタベント装置３０は、注入弁１６（具体的には、第１注入弁１６ａ）を介してフィルタベント容器１と接続された第１保管容器１４ａを備えている点で、図２に示す第２実施形態に係るフィルタベント装置３０と相違している。また、本実施形態に係るフィルタベント装置３０は、第１保管容器１４ａがフィルタベント容器１の外に設置されている点で、図２に示す第２実施形態に係るフィルタベント装置３０と相違している。さらに、本実施形態に係るフィルタベント装置３０は、フィルタベント容器１が無機よう素の捕集機能を高める薬液４を有する点で、第２実施形態に係るフィルタベント装置３０と相違している。なお、薬液４については、第５実施形態で説明する。その他の構成・動作は前述した第２実施形態に係るフィルタベント装置３０と同様である。フィルタベント容器１と第１保管容器１４ａとは、第１注入配管１５ａで接続されている。第１注入弁１６ａは、第１注入配管１５ａに設けられている。
図５は、本発明の第４実施形態に係るフィルタベント装置３０の一構成例を示す模式図である。
図５に示すように、本実施形態に係るフィルタベント装置３０は、注入弁１６（具体的には、第１注入弁１６ａ）を介してフィルタベント容器１と接続された第１保管容器１４ａを備えている点で、図２に示す第２実施形態に係るフィルタベント装置３０と相違している。また、本実施形態に係るフィルタベント装置３０は、第１保管容器１４ａがフィルタベント容器１の外に設置されている点で、図２に示す第２実施形態に係るフィルタベント装置３０と相違している。さらに、本実施形態に係るフィルタベント装置３０は、フィルタベント容器１が無機よう素の捕集機能を高める薬液４を有する点で、第２実施形態に係るフィルタベント装置３０と相違している。なお、薬液４については、第５実施形態で説明する。その他の構成・動作は前述した第２実施形態に係るフィルタベント装置３０と同様である。フィルタベント容器１と第１保管容器１４ａとは、第１注入配管１５ａで接続されている。第１注入弁１６ａは、第１注入配管１５ａに設けられている。
【0042】
そして、第４実施形態では、（ｉ）フィルタベント容器１内に有機よう素除去材２およびアルカリ供給材３を有するとともに、第１保管容器１４ａ内に薬液４を有する態様とすることができる。この態様の場合、アルカリ供給材３は、固体でも液体でもよい（図５は液体のアルカリ供給材３を図示している）。
または、第４実施形態では、（ｉｉ）フィルタベント容器１内にアルカリ供給材３および薬液４を有するとともに、第１保管容器１４ａ内に有機よう素除去材２を有する態様とすることができる。この態様の場合も、アルカリ供給材３は、固体でも液体でもよい。
または、第４実施形態では、（ｉｉｉ）フィルタベント容器１内に有機よう素除去材２および薬液４を有するとともに、第１保管容器１４ａ内にアルカリ供給材３を有する態様とすることができる。この態様の場合も、アルカリ供給材３は、固体でも液体でもよい。
なお、図５には、これらを代表して、（ｉ）の態様を図示している（（ｉｉ）および（ｉｉｉ）の態様については図示を省略している）。
図５に示す第４実施形態に係るフィルタベント装置３０の態様とすると、有機よう素除去材２、アルカリ供給材３および薬液４のうちの１つが異なる容器に保管されている。そのため、事故時におけるフィルタベント装置３０の使用時までの長期保管においてこれらの各要素の分解可能性をなくすことができる。
または、第４実施形態では、（ｉｉ）フィルタベント容器１内にアルカリ供給材３および薬液４を有するとともに、第１保管容器１４ａ内に有機よう素除去材２を有する態様とすることができる。この態様の場合も、アルカリ供給材３は、固体でも液体でもよい。
または、第４実施形態では、（ｉｉｉ）フィルタベント容器１内に有機よう素除去材２および薬液４を有するとともに、第１保管容器１４ａ内にアルカリ供給材３を有する態様とすることができる。この態様の場合も、アルカリ供給材３は、固体でも液体でもよい。
なお、図５には、これらを代表して、（ｉ）の態様を図示している（（ｉｉ）および（ｉｉｉ）の態様については図示を省略している）。
図５に示す第４実施形態に係るフィルタベント装置３０の態様とすると、有機よう素除去材２、アルカリ供給材３および薬液４のうちの１つが異なる容器に保管されている。そのため、事故時におけるフィルタベント装置３０の使用時までの長期保管においてこれらの各要素の分解可能性をなくすことができる。
【0043】
第４実施形態も第３実施形態と同様、ベント時に、隔離弁５および隔離弁６よりも前のタイミングで第１注入弁１６ａを開く。このようにすると、格納容器３３からフィルタベント装置３０に蒸気が導入される直前に、フィルタベント容器１内に有機よう素除去材２、薬液４およびアルカリ供給材３が収容されることになる。そして、フィルタベント装置３０は、その状態で放射性物質を含む蒸気がフィルタベント容器１内に導入され、蒸気が凝集してスクラビング水１３（図３および図４において図示せず）を生成して処理を行う。従って、フィルタベント装置３０は、有機よう素除去材２による有機よう素の除去と、スクラビング水１３および薬液４による無機よう素の捕集と、を確実に行うことができる。
【0044】
＜第５実施形態＞
図６は、本発明の第５実施形態に係るフィルタベント装置３０の構成を示す模式図である。
図６に示すように、本実施形態に係るフィルタベント装置３０は、図１に示す第１実施形態に係るフィルタベント装置３０に対して、スクラビング水１３の代わりに薬液４がフィルタベント容器１内に充填されている点で相違している。その他の構成・動作は前述した第１実施形態に係るフィルタベント装置３０と同様である。
図６は、本発明の第５実施形態に係るフィルタベント装置３０の構成を示す模式図である。
図６に示すように、本実施形態に係るフィルタベント装置３０は、図１に示す第１実施形態に係るフィルタベント装置３０に対して、スクラビング水１３の代わりに薬液４がフィルタベント容器１内に充填されている点で相違している。その他の構成・動作は前述した第１実施形態に係るフィルタベント装置３０と同様である。
【0045】
薬液４は、ｐＨの緩衝機能を持たない塩基性化合物であり、還元剤として機能する。薬液４は、薬液４とアルカリ供給材３との混合物質を用いることもできる。薬液４としては、例えば、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、ＮＨ２ＯＨ、Ｎ２Ｈ５ＯＨなどの水酸化物や、（ＮＨ４）２Ｓ、Ｈ２ＮＣ２Ｈ４ＳＨなどの窒素・硫黄化合物などが挙げられ、よう素捕集機能を高める作用を持つ。ここで、図７は、有機よう素除去材２および薬液４の分解挙動を示すグラフである。高温照射環境においてｐＨ１２を超えると有機よう素除去材２の分解が促進され、ｐＨ６の中性付近を下回ると薬液４の分解が促進される。有機よう素除去材２と薬液４の両方の分解を抑制するためには、高温高線量下の主なベント期間中において、図７に示すように、アルカリ供給材３の平衡ｐＨを４～１２．５の間（ｐＨの変動許容範囲）に保つことが好ましい。ｐＨを４～１２．５の間に保つ機能をアルカリ供給材３が担うことで、薬液４による無機よう素捕集機能を高く維持するとともに、有機よう素除去材２による有機よう素除去機能を高く維持できる。なお、アルカリ供給材３がない状態で高温高線量下に晒されると、図７中の矢印Ａに示すように、薬液４やスクラビング水１３、有機よう素除去材２の各ｐＨは低下する。
【0046】
＜第６実施形態＞
図８は、本発明の第６実施形態に係るフィルタベント装置３０の一構成例を示す模式図である。
図８に示すように、本実施形態に係るフィルタベント装置３０は、第１保管容器１４ａおよび第２保管容器１４ｂがフィルタベント容器１の外に設置されている。具体的には、本実施形態に係るフィルタベント装置３０は、注入弁１６（第１注入弁１６ａ）を介してフィルタベント容器１と接続された第１保管容器１４ａと、注入弁１６（第２注入弁１６ｂ）を介してフィルタベント容器１と接続された第２保管容器１４ｂとを備えている。つまり、本実施形態に係るフィルタベント装置３０は、第２注入弁１６ｂを介してフィルタベント容器１と接続された第２保管容器１４ｂを備えている点で、図３に示す第３実施形態に係るフィルタベント装置３０と相違している。その他の構成・動作は前述した第３実施形態に係るフィルタベント装置３０と同様である。
図８は、本発明の第６実施形態に係るフィルタベント装置３０の一構成例を示す模式図である。
図８に示すように、本実施形態に係るフィルタベント装置３０は、第１保管容器１４ａおよび第２保管容器１４ｂがフィルタベント容器１の外に設置されている。具体的には、本実施形態に係るフィルタベント装置３０は、注入弁１６（第１注入弁１６ａ）を介してフィルタベント容器１と接続された第１保管容器１４ａと、注入弁１６（第２注入弁１６ｂ）を介してフィルタベント容器１と接続された第２保管容器１４ｂとを備えている。つまり、本実施形態に係るフィルタベント装置３０は、第２注入弁１６ｂを介してフィルタベント容器１と接続された第２保管容器１４ｂを備えている点で、図３に示す第３実施形態に係るフィルタベント装置３０と相違している。その他の構成・動作は前述した第３実施形態に係るフィルタベント装置３０と同様である。
【0047】
なお、フィルタベント容器１と第１保管容器１４ａとは、第３実施形態と同様に、第１注入配管１５ａで接続されている。第１注入弁１６ａは、第１注入配管１５ａに設けられている。フィルタベント容器１と第２保管容器１４ｂとは、第２注入配管１５ｂで接続されている。第２注入弁１６ｂは、第２注入配管１５ｂに設けられている。つまり、第６実施形態では、第１保管容器１４ａおよび第２保管容器１４ｂがそれぞれ個別に注入弁１６（具体的には、それぞれ第１注入弁１６ａおよび第２注入弁１６ｂ）を介してフィルタベント容器１に接続されている。このようにすると、第１注入弁１６ａおよび第２注入弁１６ｂをベント時に適宜に開にして、第１保管容器１４ａに収容されているアルカリ供給材３および第２保管容器１４ｂに収容されている薬液４を個別にフィルタベント容器１に注入できる。
【0048】
そして、第６実施形態では、フィルタベント容器１、第１保管容器１４ａおよび第２保管容器１４ｂのそれぞれに、有機よう素除去材２、アルカリ供給材３および薬液４からなる群からそれぞれ１種ずつ選択されて収容されている。図８は、その態様のうち、フィルタベント容器１に有機よう素除去材２を収容し、第１保管容器１４ａにアルカリ供給材３を収容し、第２保管容器１４ｂに薬液４を収容している様子を代表的に図示している。第６実施形態の態様とすると、有機よう素除去材２とアルカリ供給材３と薬液４とが異なる容器に保管されており、事故時におけるフィルタベント装置３０の使用時（ベント時）までの長期保管において有機よう素除去材２とアルカリ供給材３と薬液４との分解可能性をなくすことができる。
【0049】
図９は、本発明の第６実施形態に係るフィルタベント装置３０の他の一構成例を示す模式図である。
図９に示すフィルタベント装置３０は、図８に示すフィルタベント装置３０に対して、第２保管容器１４ｂと第１保管容器１４ａとが注入弁１６（具体的には、第２注入弁１６ｂ）を介して接続されているとともに、第１保管容器１４ａとフィルタベント容器１とが注入弁１６（具体的には、第１注入弁１６ａ）を介して接続されている点で相違している。つまり、図９に示すフィルタベント装置３０は、第１保管容器１４ａと第２保管容器１４ｂとが直列に接続されている。その他の構成・動作は前述した図８に示すフィルタベント装置３０と同様である。
図９に示すフィルタベント装置３０は、前記した構成としているので、例えば、薬液４を固体のアルカリ供給材３に流入させて簡便にフィルタベント容器１に注入することができる。
図９に示すフィルタベント装置３０は、図８に示すフィルタベント装置３０に対して、第２保管容器１４ｂと第１保管容器１４ａとが注入弁１６（具体的には、第２注入弁１６ｂ）を介して接続されているとともに、第１保管容器１４ａとフィルタベント容器１とが注入弁１６（具体的には、第１注入弁１６ａ）を介して接続されている点で相違している。つまり、図９に示すフィルタベント装置３０は、第１保管容器１４ａと第２保管容器１４ｂとが直列に接続されている。その他の構成・動作は前述した図８に示すフィルタベント装置３０と同様である。
図９に示すフィルタベント装置３０は、前記した構成としているので、例えば、薬液４を固体のアルカリ供給材３に流入させて簡便にフィルタベント容器１に注入することができる。
【0050】
＜第７実施形態＞
図１０は、本発明の第７実施形態に係るフィルタベント装置３０の構成を示す模式図である。
図１０に示すように、第７実施形態に係るフィルタベント装置３０は、図３に示す第３実施形態に係るフィルタベント装置３０に対して、第１保管容器１４ａの代わりに、フィルタベント容器１内にメッシュ容器１７が設置され、そして、このメッシュ容器１７内にアルカリ供給材３が設置されている点で相違している。メッシュ容器１７は、フィルタベント容器１内における有機よう素除去材２の液面よりも高い位置に設置されている。その他の構成・動作は前述した第３実施形態に係るフィルタベント装置３０と同様である。
図１０は、本発明の第７実施形態に係るフィルタベント装置３０の構成を示す模式図である。
図１０に示すように、第７実施形態に係るフィルタベント装置３０は、図３に示す第３実施形態に係るフィルタベント装置３０に対して、第１保管容器１４ａの代わりに、フィルタベント容器１内にメッシュ容器１７が設置され、そして、このメッシュ容器１７内にアルカリ供給材３が設置されている点で相違している。メッシュ容器１７は、フィルタベント容器１内における有機よう素除去材２の液面よりも高い位置に設置されている。その他の構成・動作は前述した第３実施形態に係るフィルタベント装置３０と同様である。
【0051】
第７実施形態に係るフィルタベント装置３０は、第３実施形態に係るフィルタベント装置３０のように、フィルタベント容器１の外に第１保管容器１４ａを有し、この第１保管容器１４ａ内にアルカリ供給材３を有する態様と比較して、構成が簡易である。また、ベント時にフィルタベント容器１内に蒸気が導入されて凝縮し、スクラビング水１３となって液面が上昇することにより液中にアルカリ供給材３が溶解する。従って、第７実施形態に係るフィルタベント装置３０は、第３実施形態に係るフィルタベント装置３０と比較して、第１注入弁１６ａを開く操作（注入作業）を行う必要がない。そのため、第７実施形態に係るフィルタベント装置３０は、操作が容易でありながら、有機よう素除去材２による有機よう素の除去およびスクラビング水１３による無機よう素の捕集を確実に行うことができる。
【0052】
次に、図１０を参照して、第７実施形態に係るフィルタベント装置３０の動作原理を説明する。
事故時に原子炉圧力容器３４から格納容器３３へ放出された放射性物質は、隔離弁５または隔離弁６を開くことで格納容器３３に接続されるドライウェルベント配管７またはウェットウェルベント配管８へ導入される。その後、放射性物質は入口配管９を経由してフィルタベント容器１内に導入され、蒸気の凝縮によりスクラビング水１３（図１０において図示せず）が生成し、スクラビング水１３の液面が上昇することでアルカリ供給材３がスクラビング水１３と接触する。アルカリ供給材３とスクラビング水１３との接触でスクラビング水１３はｐＨが過度に上昇することなくアルカリ供給材３の平衡ｐＨとなる。また、無機よう素は、スクラビング水１３で捕集される。フィルタベント容器１内のアルカリ供給材３は、ｐＨの緩衝作用を有することからスクラビング水１３のｐＨの変動を抑制し、極度な酸性（例えばｐＨ４以下）またはアルカリ性（ｐＨ１２．５以上）になることを抑えることができ、主なベント期間中においてスクラビング水１３と接触する有機よう素除去材２の分解を抑制できる。
事故時に原子炉圧力容器３４から格納容器３３へ放出された放射性物質は、隔離弁５または隔離弁６を開くことで格納容器３３に接続されるドライウェルベント配管７またはウェットウェルベント配管８へ導入される。その後、放射性物質は入口配管９を経由してフィルタベント容器１内に導入され、蒸気の凝縮によりスクラビング水１３（図１０において図示せず）が生成し、スクラビング水１３の液面が上昇することでアルカリ供給材３がスクラビング水１３と接触する。アルカリ供給材３とスクラビング水１３との接触でスクラビング水１３はｐＨが過度に上昇することなくアルカリ供給材３の平衡ｐＨとなる。また、無機よう素は、スクラビング水１３で捕集される。フィルタベント容器１内のアルカリ供給材３は、ｐＨの緩衝作用を有することからスクラビング水１３のｐＨの変動を抑制し、極度な酸性（例えばｐＨ４以下）またはアルカリ性（ｐＨ１２．５以上）になることを抑えることができ、主なベント期間中においてスクラビング水１３と接触する有機よう素除去材２の分解を抑制できる。
【0053】
また、本実施形態では、メッシュ容器１７内に薬液４を設置することもでき、メッシュ容器１７内にアルカリ供給材３と薬液４との混合物質を設置することもできる（いずれも図１０において図示せず）。これらの態様とする場合は、例えば、蓋部をメッシュ構造とし、底部および側壁部にはメッシュ構造を採用しないことが挙げられる。これらの態様でも、有機よう素および無機よう素の捕集機能を高めることができる。
【0054】
以上、本発明に係るフィルタベント装置について実施形態により詳細に説明したが、本発明は前記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、前記した実施形態は本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、それぞれの実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【0055】
例えば、図１１は、本発明に係るフィルタベント装置３０の一変形例を示す模式図である。図１１に示すように、フィルタベント装置３０は、フィルタベント容器１が、有機よう素除去材２と、アルカリ供給材３と、スクラビング水１３と、薬液４と、を有していてもよい。具体的には、図１１に示すように、フィルタベント容器１内に有機よう素除去材２およびスクラビング水１３を有し、第１保管容器１４ａにアルカリ供給材３を収容し、第２保管容器１４ｂに薬液４を収容してもよい。図１１に示す態様では、第１保管容器１４ａは、注入弁１６（具体的には、第１注入弁１６ａ）を介して第１注入配管１５ａによりフィルタベント容器１と接続されている。第２保管容器１４ｂは、注入弁１６（具体的には、第２注入弁１６ｂ）を介して第２注入配管１５ｂによりフィルタベント容器１と接続されている。
この変形例では、アルカリ供給材３および薬液４がそれぞれフィルタベント容器１とは異なる容器に保管されている。従って、この変形例に係るフィルタベント装置３０は、事故時におけるフィルタベント装置３０の使用時（ベント時）までの長期保管において、アルカリ供給材３および薬液４の分解を抑制できる。
この変形例では、アルカリ供給材３および薬液４がそれぞれフィルタベント容器１とは異なる容器に保管されている。従って、この変形例に係るフィルタベント装置３０は、事故時におけるフィルタベント装置３０の使用時（ベント時）までの長期保管において、アルカリ供給材３および薬液４の分解を抑制できる。
【0056】
また、本実施形態においては、フィルタベント容器１と注入配管およびこの注入配管に設けられた弁を介して接続されたスクラビング水保管容器（いずれも図示せず）を備え、このスクラビング水保管容器にスクラビング水１３を貯蔵することもできる。このようにすると、フィルタベント装置３０は、ベント時に迅速にスクラビング水１３をフィルタベント容器１に注入することができ、無機よう素の捕集に備えることができる。
【符号の説明】
【0057】
１ フィルタベント容器
２ 有機よう素除去材
３ アルカリ供給材
４ 薬液
５ 隔離弁
６ 隔離弁
７ ドライウェルベント配管
８ ウェットウェルベント配管
９ 入口配管
１０ 繊維フィルタ
１１ 出口配管
１２ 排気筒
１３ スクラビング水
１４ａ 第１保管容器
１４ｂ 第２保管容器
１５ａ 第１注入配管
１５ｂ 第２注入配管
１６ 注入弁
１６ａ 第１注入弁
１６ｂ 第２注入弁
１７ メッシュ容器
３０ フィルタベント装置
３１ ドライウェル
３２ ウェットウェル
３３ 格納容器
３４ 原子炉圧力容器
２ 有機よう素除去材
３ アルカリ供給材
４ 薬液
５ 隔離弁
６ 隔離弁
７ ドライウェルベント配管
８ ウェットウェルベント配管
９ 入口配管
１０ 繊維フィルタ
１１ 出口配管
１２ 排気筒
１３ スクラビング水
１４ａ 第１保管容器
１４ｂ 第２保管容器
１５ａ 第１注入配管
１５ｂ 第２注入配管
１６ 注入弁
１６ａ 第１注入弁
１６ｂ 第２注入弁
１７ メッシュ容器
３０ フィルタベント装置
３１ ドライウェル
３２ ウェットウェル
３３ 格納容器
３４ 原子炉圧力容器
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】