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JP2013101008A - Treatment method and treatment device for radioactive cesium and radioactive strontium contained substance - Google Patents

Treatment method and treatment device for radioactive cesium and radioactive strontium contained substance Download PDF

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JP2013101008A
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carbon dioxide
supercritical carbon
radioactive
strontium
substance
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Application number
JP2011244091A
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Japanese (ja)
Inventor
Michitaka Mikura
通孝 三倉
Yoshiko Haruguchi
佳子 春口
Tsuneo Omura
恒雄 大村
Yoshie Akai
芳恵 赤井
Takeo Yamashita
雄生 山下
Toshiaki Sugimori
俊昭 杉森
Masaya Miyamoto
真哉 宮本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To easily and efficiently remove radioactive cesium and radioactive strontium from a substance such as soil or mud contaminated by the radioactive cesium and the radioactive strontium.SOLUTION: An organic substance from which cesium and strontium is selectively extractable is brought into contact with a substance containing radioactive cesium and radioactive strontium. Then, at least supercritical carbon dioxide is supplied to and brought into contact with at least the organic substance, and the organic substance is dissolved in the supercritical carbon dioxide. Then, the supercritical carbon dioxide is decompressed, and the supercritical carbon dioxide is converted into carbon dioxide gas so that the organic substance can be separated and removed from the supercritical carbon dioxide.

Description

本発明は、放射性セシウム及び放射性ストロンチウム含有物質の処理方法及び処理装置に関する。   The present invention relates to a processing method and a processing apparatus for radioactive cesium and radioactive strontium-containing substances.

例えば、原子力発電所において大規模な事故が発生した場合、大量の放射性核種が飛散し、土壌汚染を引き起こすことが懸念される。また、各地の下水処理場で発生する汚泥や、各地の一般廃棄物焼却場で発生する焼却灰にも放射性核種が含有され、その処理方法の開発が急務となっている。   For example, when a large-scale accident occurs at a nuclear power plant, there is a concern that a large amount of radionuclide will be scattered and cause soil contamination. Radioactive nuclides are also contained in sludge generated at sewage treatment plants in various regions and incineration ash generated at municipal waste incineration plants in various regions, and the development of treatment methods is urgently needed.

放射性核種で汚染された土壌や汚泥に含有される放射性核種の大部分は134Csや137Cs、90Srであり、特に137Csは半減期が30.2年、90Srは半減期が28.7年と長く、長期に影響を及ぼすことが想定される。そのため、汚染土壌や汚泥からのセシウム及びストロンチウムの除去が望まれる。このような放射性の汚染物質の除去に関しては、いくつかの提案がなされている。 Most of the radionuclides contained in soil and sludge contaminated with radionuclides are 134 Cs, 137 Cs, and 90 Sr. In particular, 137 Cs has a half-life of 30.2 years, and 90 Sr has a half-life of 28. It is expected to have a long-term impact of 7 years. Therefore, removal of cesium and strontium from contaminated soil and sludge is desired. Several proposals have been made for the removal of such radioactive contaminants.

例えば、放射性物質を含む汚染物質とカチオン、アニオン等の化学種を混合させた後、陽極及び陰極間に電位勾配を生ぜしめ、これらカチオンあるいはアニオンをそれぞれ陰極及び陽極へ移動させながら、その間に上記放射性物質と親和性のあるマトリックス材料を配置して吸着させるとともに、これら系のpHを所定の値以下とすることによって汚染物質を沈殿させ、上記放射性物質を除去することが提案されている。   For example, after mixing pollutants including radioactive substances and chemical species such as cations and anions, a potential gradient is generated between the anode and the cathode, and these cations or anions are moved to the cathode and the anode, respectively. It has been proposed that a matrix material having an affinity for a radioactive substance is disposed and adsorbed, and the contaminants are precipitated by setting the pH of these systems to a predetermined value or less to remove the radioactive substance.

また、汚染土壌の表層に少なくとも一組の電極を所定の間隔で埋設し、これら電極間に通電することによって電極において汚染物質を集積するとともに、汚染土壌中に有害物質高蓄積植物を栽培し、当該植物に上記汚染物質を吸収させて除去する方法が開示されている。しかしながら、これらの方法では、電極の設置や通電が必要であり、オンサイトでの処理が難しい。また、植物栽培の工程を含むため、処理が長時間化するという問題もある。   In addition, at least one set of electrodes is embedded in the surface layer of the contaminated soil at a predetermined interval, and by energizing between these electrodes, the pollutants are accumulated at the electrodes, and a toxic substance highly accumulating plant is cultivated in the contaminated soil, A method for removing the pollutant by absorbing the plant is disclosed. However, these methods require electrode installation and energization, and are difficult to process on site. Moreover, since the process of plant cultivation is included, there also exists a problem that a process takes long time.

さらに、環境対応型合成無機イオン吸着材、無機ヒ素吸着材を用いる方法も提案されているが、この方法は、海洋や河川、湖沼、地下水等の陸水、及び農薬、合金や半導体等の製造排水の分離・除去に有用であるが、土壌や汚泥では、吸着に使用した吸着剤の除去が出来ないという課題がある。   In addition, methods using environmentally friendly synthetic inorganic ion adsorbents and inorganic arsenic adsorbents have also been proposed. This method can be used for the production of land water such as oceans, rivers, lakes, and groundwater, and agricultural chemicals, alloys, and semiconductors. Although it is useful for separation and removal of wastewater, there is a problem that the adsorbent used for adsorption cannot be removed in soil and sludge.

また、汚染された水及び土壌から地衣類とその代謝生成物及び合成代謝生成物とを用いて放射性核種を除去する方法も提案されているが、対象核種がウラン、プルトニウムであり、セシウムの除去には適していない。さらに、地層または海底層に存在する可溶性重金属汚染物質に対処する方法も提案されているが、安定化することにより重金属汚染物質が地下水によって再び流動化させられるのを防ぐものであり、セシウム及びストロンチウムを除去するものではない。   In addition, methods for removing radionuclides from contaminated water and soil using lichens, their metabolites and synthetic metabolites have also been proposed, but the target nuclides are uranium and plutonium, and cesium is removed. Not suitable for. In addition, a method has been proposed to deal with soluble heavy metal pollutants present in the formation or the seafloor, but by stabilizing it, the heavy metal pollutants are prevented from being re-fluidized by groundwater. Cesium and strontium Is not intended to remove.

特許第4128620号Japanese Patent No. 4128620 特開2007−289897号JP 2007-289897 特許第3557461号Japanese Patent No. 3557461 特開2002−107489号JP 2002-1047489 A 特開平6−39055号JP-A-6-39055 特開平6−23340号JP-A-6-23340

本発明の課題は、放射性セシウム及び放射性ストロンチウムで汚染された土壌や汚泥等の物質から放射性セシウム及び放射性ストロンチウムを簡易かつ効率的に除去することである。   An object of the present invention is to easily and efficiently remove radioactive cesium and radioactive strontium from substances such as soil and sludge contaminated with radioactive cesium and radioactive strontium.

本発明の一態様は、放射性セシウム及び放射性ストロンチウムを含有する物質に対して、セシウム及びストロンチウムを選択的に抽出可能な有機物を接触させるステップと、少なくとも前記有機物に対して超臨界二酸化炭素を供給及び接触させ、前記有機物を前記超臨界二酸化炭素に溶解させるステップと、前記超臨界二酸化炭素を減圧し、前記超臨界二酸化炭素を二酸化炭素ガスに転換することにより、前記有機物を前記超臨界二酸化炭素から分離し、除去するステップと、を具えることを特徴とする、放射性セシウム及び放射性ストロンチウム含有物質の処理方法に関する。   One embodiment of the present invention includes a step of bringing a substance containing radioactive cesium and radioactive strontium into contact with an organic substance capable of selectively extracting cesium and strontium, supplying supercritical carbon dioxide to at least the organic substance, and Contacting the organic matter with the supercritical carbon dioxide, depressurizing the supercritical carbon dioxide, and converting the supercritical carbon dioxide into carbon dioxide gas, thereby converting the organic matter from the supercritical carbon dioxide. A method for treating radioactive cesium and radioactive strontium-containing materials, comprising the steps of: separating and removing.

本発明によれば、放射性セシウム及び放射性ストロンチウムで汚染された土壌や汚泥等の物質から放射性セシウム及び放射性ストロンチウムを簡易かつ効率的に除去することができる。   According to the present invention, radioactive cesium and radioactive strontium can be easily and efficiently removed from substances such as soil and sludge contaminated with radioactive cesium and radioactive strontium.

実施形態の放射性セシウム及び放射性ストロンチウム含有物質の処理装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the processing apparatus of the radioactive cesium and radioactive strontium containing substance of embodiment.

図1は、本実施形態の放射性セシウム及び放射性ストロンチウム含有物質の処理装置の概略構成を示す図である。   FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a processing apparatus for radioactive cesium and radioactive strontium-containing materials according to the present embodiment.

図1に示すように、本実施形態の放射性セシウム及び放射性ストロンチウム含有物質の処理装置10は、高圧処理槽11と、この高圧処理槽11に配管22及び23を介して接続された超臨界二酸化炭素供給器12と、高圧処理槽11に配管24を介して接続された減圧器13と、この減圧器13に配管25を介して接続された分離回収槽14とを有している。減圧器13及び分離回収槽14は、以下に説明するように、有機物を含む超臨界二酸化炭素から有機物を分離除去して回収するための分離回収装置を構成する。   As shown in FIG. 1, a processing apparatus 10 for radioactive cesium and radioactive strontium-containing material according to the present embodiment includes a high-pressure processing tank 11 and supercritical carbon dioxide connected to the high-pressure processing tank 11 via pipes 22 and 23. It has a supply device 12, a decompressor 13 connected to the high-pressure treatment tank 11 via a pipe 24, and a separation / recovery tank 14 connected to the decompressor 13 via a pipe 25. As will be described below, the decompressor 13 and the separation / recovery tank 14 constitute a separation / recovery device for separating and recovering organic substances from supercritical carbon dioxide containing organic substances.

なお、高圧処理槽11と超臨界二酸化炭素供給器12との間には、配管22及び23を介して熱交換器15が配設されている。また、高圧処理槽11は二酸化炭素の臨界温度以上の温度に維持された恒温槽16内に配置されており、分離回収槽14も二酸化炭素の臨界温度以上の温度に維持された恒温槽17内に配置されている。熱交換器15、恒温槽16及び17は、以下に説明するように、超臨界二酸化炭素を簡易に得、保持するために設けられているものであって、本実施形態の必須要件ではない。   A heat exchanger 15 is disposed between the high-pressure treatment tank 11 and the supercritical carbon dioxide supplier 12 via pipes 22 and 23. Further, the high-pressure treatment tank 11 is disposed in a constant temperature bath 16 maintained at a temperature equal to or higher than the critical temperature of carbon dioxide, and the separation and recovery tank 14 is also stored in a constant temperature bath 17 maintained at a temperature equal to or higher than the critical temperature of carbon dioxide. Is arranged. As will be described below, the heat exchanger 15 and the thermostatic chambers 16 and 17 are provided for easily obtaining and retaining supercritical carbon dioxide, and are not essential requirements of the present embodiment.

図1に示す処理装置10の高圧処理槽11及び超臨界二酸化炭素供給器12等の各主要構成要素、並びに配管21等の各構成要素は耐食性及び耐圧性に富むSUS等のステンレス材から構成することができる。   The main constituent elements such as the high-pressure treatment tank 11 and the supercritical carbon dioxide supply device 12 of the processing apparatus 10 shown in FIG. 1 and the constituent elements such as the pipe 21 are made of stainless steel such as SUS, which is rich in corrosion resistance and pressure resistance. be able to.

次に、図1に示す処理装置10を用いた放射性セシウム及び放射性ストロンチウム含有物質の処理方法について説明する。   Next, the processing method of the radioactive cesium and radioactive strontium containing substance using the processing apparatus 10 shown in FIG. 1 is demonstrated.

最初に、図1に示す高圧処理槽11内に、放射性セシウム及び放射性ストロンチウム含有物質S1を入れるとともに、当該物質S1上において、物質S1と接触するようにして、物質S1からセシウム及びストロンチウムを選択的に抽出することが可能な有機物S2を入れる。なお、図1において、物質S1と有機物S2とは分離して記載しているが、物質S1の種類及び態様(形態及び大きさ等)、有機物S2の種類及び態様(形態及び大きさ等)によっては、物質S1と有機物S2とは互いに混合した状態となる場合がある。   First, radioactive cesium and radioactive strontium-containing material S1 is placed in the high-pressure treatment tank 11 shown in FIG. 1, and cesium and strontium are selectively selected from the material S1 so as to come into contact with the material S1 on the material S1. The organic substance S2 that can be extracted is added to In FIG. 1, the substance S1 and the organic substance S2 are shown separately, but depending on the type and aspect (form and size, etc.) of the substance S1, and the kind and aspect (form and size, etc.) of the organic substance S2. In some cases, the substance S1 and the organic substance S2 are mixed with each other.

物質S1としては、放射性セシウム及び放射性ストロンチウムを含む可能性のあるあらゆる物質を候補として挙げることができ、例えば土壌、汚泥、砂、岩、粘土、コンクリート、アスファルトを例示することができる。   Examples of the substance S1 include any substance that may contain radioactive cesium and radioactive strontium, and examples thereof include soil, sludge, sand, rock, clay, concrete, and asphalt.

この場合、物質S1が土壌、汚泥、砂等の場合は、これら自体が粒子の集合体であって、粒子自体はμmのオーダからcmのオーダであるので、有機物S2との接触面積を大きくすることができ、さらに有機物S2の種類によっては、物質S1及び有機物S2が混合し、互いの接触面積をさらに増大させることができる。   In this case, when the substance S1 is soil, sludge, sand, etc., these are aggregates of particles, and the particles themselves are in the order of μm to cm, so that the contact area with the organic matter S2 is increased. Further, depending on the type of the organic substance S2, the substance S1 and the organic substance S2 can be mixed to further increase the contact area with each other.

一方、物質S1が岩、粘土、コンクリート、アスファルト等の場合は、一般に所定の大きさの塊として存在する場合が多いので、物質S1が岩などの場合は、上述したμmのオーダからcmのオーダの大きさとなるように適宜粉砕することが好ましい。これによって、有機物S2との接触面積を大きくすることができる。   On the other hand, when the substance S1 is rock, clay, concrete, asphalt or the like, generally, it exists as a lump of a predetermined size in general. Therefore, when the substance S1 is a rock or the like, the above order of μm to the order of cm is used. It is preferable to pulverize as appropriate so that the size becomes. Thereby, the contact area with the organic matter S2 can be increased.

なお、物質S1及び有機物S2の接触割合を増大させるように、高圧処理槽11内には必要に応じて分散媒を添加することができる。この場合、物質S1及び有機物S2は分散媒中で流動するようになるので、両者の接触面積を増大させることができる。但し、物質S1が汚泥等で十分な水分を含む場合は、当該水分が上述した分散媒として機能し、有機物S2が液体である場合も、有機物S2自体が分散媒として機能するので、上述のような分散媒を用いなくても、物質S1及び有機物S2は水分中等で流動するようになり、両者の接触面積を増大させることができる。   In addition, a dispersion medium can be added to the high-pressure treatment tank 11 as necessary so as to increase the contact ratio between the substance S1 and the organic substance S2. In this case, since the substance S1 and the organic substance S2 come to flow in the dispersion medium, the contact area between them can be increased. However, when the substance S1 is sludge or the like and contains sufficient moisture, the moisture functions as the dispersion medium described above, and even when the organic substance S2 is liquid, the organic substance S2 itself functions as a dispersion medium. Even if a simple dispersion medium is not used, the substance S1 and the organic substance S2 can flow in moisture or the like, and the contact area between them can be increased.

分散媒としては、水、酢酸、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、アセトン、テトラヒドロフランなどを挙げることができる。   Examples of the dispersion medium include water, acetic acid, methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, acetone, and tetrahydrofuran.

高圧処理槽11内で物質S1を有機物S2と接触させることによって、物質S1内のセシウム及びストロンチウムは有機物S2によって選択的に抽出され、有機物S2内に移行する。これによって、有機物S2は、物質S1に含まれる放射性セシウム及び放射性ストロンチウムの少なくとも一部を含有するようになる。   By bringing the substance S1 into contact with the organic substance S2 in the high-pressure treatment tank 11, cesium and strontium in the substance S1 are selectively extracted by the organic substance S2 and transferred into the organic substance S2. As a result, the organic substance S2 contains at least a part of radioactive cesium and radioactive strontium contained in the substance S1.

なお、セシウムを選択的に抽出する有機物S2としては、ジオクチルオキソ−カリックス[4]-クラウン-6およびその誘導体を挙げることができる。   Examples of the organic substance S2 that selectively extracts cesium include dioctyloxo-calix [4] -crown-6 and derivatives thereof.

また、ストロンチウムを選択的に抽出する有機物S2としては、クラウンエーテル化合物(D-tBuCH18C6 , D-tHexCH18C6)を挙げることができる。 Examples of the organic substance S2 that selectively extracts strontium include crown ether compounds (D-tBuCH 18 C 6 , D-tHexCH 18 C 6 ).

次いで、バルブ31を開として、図示しない外部の二酸化炭素供給源から二酸化炭素を超臨界二酸化炭素供給器12内に導入する。超臨界二酸化炭素供給器12内では、導入した二酸化炭素を約31℃以上の温度に加熱するとともに7.3MPa以上の圧力に加圧し、超臨界二酸化炭素Gを生成する。   Next, the valve 31 is opened, and carbon dioxide is introduced into the supercritical carbon dioxide supplier 12 from an external carbon dioxide supply source (not shown). In the supercritical carbon dioxide supplier 12, the introduced carbon dioxide is heated to a temperature of about 31 ° C. or higher and pressurized to a pressure of 7.3 MPa or higher to generate supercritical carbon dioxide G.

超臨界二酸化炭素Gは、気体及び液体の特徴を兼ね具え、溶解性に富む。したがって、種々の有機物を溶解することができる。また、粘度が低いため取扱が容易であるとともに、二酸化炭素を室温より僅かに高い状態とすれば、圧力負荷のみによって生成することができるので、生成が容易であり、前述のように粘度が低いことと相俟って、制御が容易である。   Supercritical carbon dioxide G has characteristics of gas and liquid and is highly soluble. Therefore, various organic substances can be dissolved. In addition, since the viscosity is low, handling is easy, and if carbon dioxide is in a state slightly higher than room temperature, it can be generated only by pressure load, so the generation is easy and the viscosity is low as described above. In combination with this, control is easy.

なお、超臨界二酸化炭素Gの代わりに超臨界水を用いることも考えられるが、超臨界水を得るためには、温度374℃以上、圧力22MPa以上の雰囲気を形成する必要がある。しかしながら、このような高温かつ高圧力の雰囲気を形成するためには、装置が複雑化するとともに装置全体に高い強度が要求される。そのため、装置が高価となり、取扱も複雑になる。このため、超臨界水を用いて、本実施形態のように、放射性セシウム及び放射性ストロンチウム含有物質S1を処理しようとすると、処理操作を誤り、放射性セシウム及び放射性ストロンチウム含有物質S1が高圧処理槽11内から大気中に漏れ出してしまい、大気を放射能で汚染してしまう場合がある。   Although supercritical water may be used instead of supercritical carbon dioxide G, an atmosphere having a temperature of 374 ° C. or higher and a pressure of 22 MPa or higher needs to be formed in order to obtain supercritical water. However, in order to form such a high temperature and high pressure atmosphere, the apparatus becomes complicated and high strength is required for the entire apparatus. Therefore, the apparatus becomes expensive and handling is complicated. Therefore, if supercritical water is used to treat the radioactive cesium and radioactive strontium-containing material S1 as in this embodiment, the processing operation is erroneous, and the radioactive cesium and radioactive strontium-containing material S1 is contained in the high-pressure treatment tank 11. May leak into the atmosphere and contaminate the atmosphere with radioactivity.

また、エタン、プロパン、エチレン及びプロピレンなどの炭化水素ガスも、上述した二酸化炭素と類似の条件で超臨界状態とすることができる。しかしながら、これらの炭化水素ガスは可燃性のガスであるので取扱が容易でなく、本実施形態のように、放射性セシウム及び放射性ストロンチウム含有物質S1を処理しようとすると、処理操作を誤って、炭化水素ガスを爆発させてしまう惧れがあり、この場合、放射性セシウム及び放射性ストロンチウム含有物質S1が高圧処理槽11や配管23等から大気中に漏れ出してしまい、大気を放射能で汚染してしまう場合がある。   In addition, hydrocarbon gases such as ethane, propane, ethylene, and propylene can be brought into a supercritical state under conditions similar to those of carbon dioxide described above. However, since these hydrocarbon gases are flammable gases, they are not easy to handle. If an attempt is made to treat radioactive cesium and radioactive strontium-containing substance S1 as in this embodiment, the treatment operation is mistakenly caused by hydrocarbons. There is a risk of exploding gas. In this case, radioactive cesium and radioactive strontium-containing substance S1 leaks out into the atmosphere from the high-pressure treatment tank 11 or the pipe 23, and the atmosphere is contaminated with radioactivity. There is.

したがって、本実施形態の処理方法では、生成及び取扱が容易な超臨界二酸化炭素Gを用いる。   Therefore, in the processing method of this embodiment, supercritical carbon dioxide G that is easy to generate and handle is used.

超臨界二酸化炭素供給器12で生成した超臨界二酸化炭素Gは、配管22を介して熱交換器15に導入し、超臨界二酸化炭素Gの温度が31℃以下、圧力が7.3MPa以下とならないようにして、その超臨界状態を保持する。次いで、超臨界二酸化炭素Gは、配管23を介して高圧処理槽11内に導入する。   The supercritical carbon dioxide G generated by the supercritical carbon dioxide supply device 12 is introduced into the heat exchanger 15 via the pipe 22, and the temperature of the supercritical carbon dioxide G does not become 31 ° C. or less and the pressure does not become 7.3 MPa or less. Thus, the supercritical state is maintained. Next, the supercritical carbon dioxide G is introduced into the high-pressure treatment tank 11 through the pipe 23.

なお、超臨界二酸化炭素供給器12で生成した超臨界二酸化炭素Gが、高圧処理槽11内に導入されるまでに十分高い温度を維持することが出来る場合は、熱交換器15を省略し、超臨界二酸化炭素Gを、超臨界二酸化炭素供給器12から高圧処理槽11内に直接導入することもできる。   When the supercritical carbon dioxide G generated by the supercritical carbon dioxide supply device 12 can maintain a sufficiently high temperature before being introduced into the high-pressure treatment tank 11, the heat exchanger 15 is omitted, The supercritical carbon dioxide G can be directly introduced into the high-pressure treatment tank 11 from the supercritical carbon dioxide supply device 12.

超臨界二酸化炭素Gが高圧処理槽11内に導入されると、この超臨界二酸化炭素Gは、放射性セシウム及び放射性ストロンチウムを含有した有機物S2を溶解する。   When the supercritical carbon dioxide G is introduced into the high-pressure treatment tank 11, the supercritical carbon dioxide G dissolves the organic substance S2 containing radioactive cesium and radioactive strontium.

なお、本実施形態では、高圧処理槽11は恒温槽16内に配置されており、超臨界二酸化炭素Gの温度が31℃以下とならないようにして、その超臨界状態を保持する。但し、超臨界二酸化炭素Gの温度が十分に高く、高圧処理槽11内で有機物S2を溶解する際において超臨界状態を保持できるような場合は、恒温槽16を省略して、恒温槽16による加熱操作を省略することができる。   In the present embodiment, the high-pressure treatment tank 11 is disposed in the thermostatic tank 16, and maintains the supercritical state so that the temperature of the supercritical carbon dioxide G does not become 31 ° C. or lower. However, in the case where the temperature of the supercritical carbon dioxide G is sufficiently high and the supercritical state can be maintained when the organic matter S2 is dissolved in the high-pressure treatment tank 11, the thermostat 16 is omitted and the thermostat 16 is used. The heating operation can be omitted.

有機物S2を溶解した超臨界二酸化炭素Gは、配管24を介して減圧器13に導入される。減圧器13内は、雰囲気圧力が7.3MPa未満の圧力に保持されているので、超臨界二酸化炭素Gは二酸化炭素ガスに転換される。これによって、超臨界二酸化炭素G中に含まれた有機物S2は、超臨界二酸化炭素Gから分離される。   The supercritical carbon dioxide G in which the organic substance S2 is dissolved is introduced into the decompressor 13 through the pipe 24. Since the atmospheric pressure is maintained at a pressure less than 7.3 MPa in the decompressor 13, the supercritical carbon dioxide G is converted into carbon dioxide gas. Thereby, the organic substance S2 contained in the supercritical carbon dioxide G is separated from the supercritical carbon dioxide G.

超臨界二酸化炭素Gから転換された二酸化炭素ガス及び超臨界二酸化炭素Gから分離された有機物S2は、分離回収槽14に送られる。二酸化炭素ガスは、バルブ32を開として配管26から処理装置10の外部に放出される。また、有機物S2は、バルブ33を開として配管27から処理装置10の外部に放出され、必要に応じて減容処理などが施された後、セメント固化やガラス固化に供される。   The carbon dioxide gas converted from the supercritical carbon dioxide G and the organic matter S2 separated from the supercritical carbon dioxide G are sent to the separation and recovery tank 14. The carbon dioxide gas is released from the pipe 26 to the outside of the processing apparatus 10 with the valve 32 opened. Further, the organic substance S2 is released from the pipe 27 to the outside of the processing apparatus 10 with the valve 33 opened, and subjected to volume reduction or the like as necessary, and then subjected to cement solidification or glass solidification.

なお、有機物S2中には物質S1の一部が含まれる場合があるが、上述のように、処理装置10の外部に放出された後は、セメント固化やガラス固化に供されるので、物質S1中の放射性セシウムや放射性ストロンチウムが大気中に漏れ出て、汚染するようなことはない。   Note that the organic substance S2 may include a part of the substance S1, but as described above, after being released to the outside of the processing apparatus 10, the substance S1 is used for cement solidification or glass solidification. No radioactive cesium or radioactive strontium leaks into the atmosphere and is contaminated.

上述のようにして生成した二酸化炭素ガスは、処理装置10の外部に排出せずに回収し、配管28を介して超臨界二酸化炭素供給器12に移送し、再度超臨界二酸化炭素Gに転換することができる。これによって、超臨界二酸化炭素Gの原料ガスとなる二酸化炭素の効率的な利用が可能となり、近年の省エネルギーの要請をも満足するようになる。   The carbon dioxide gas generated as described above is recovered without being discharged to the outside of the processing apparatus 10, transferred to the supercritical carbon dioxide supply device 12 through the pipe 28, and converted into supercritical carbon dioxide G again. be able to. As a result, carbon dioxide, which is a raw material gas for the supercritical carbon dioxide G, can be efficiently used, and the recent demand for energy saving can be satisfied.

このようにして生成した超臨界二酸化炭素Gも、上述のように、高圧処理槽11内に導入されて、放射性セシウム及び放射性ストロンチウムを含有する有機物S2を溶解し、さらに減圧器13及び分離回収槽14からなる分離回収装置に移送されて処理される。   The supercritical carbon dioxide G generated in this way is also introduced into the high-pressure treatment tank 11 as described above to dissolve the organic matter S2 containing radioactive cesium and radioactive strontium, and further, the decompressor 13 and the separation and recovery tank. It is transferred to a separation and recovery device consisting of 14 and processed.

なお、本実施形態では、分離回収槽14を恒温槽17内に配置し、生成した二酸化炭素を所定の温度に加熱して、超臨界二酸化炭素供給器12での超臨界二酸化炭素Gの生成を容易にしているが、本実施形態では、高圧処理槽11及び超臨界二酸化炭素供給器12間に熱交換器15を配設しているので、上記恒温槽17は省略し、上述した加熱操作も省略することができる。   In the present embodiment, the separation / recovery tank 14 is disposed in the thermostatic tank 17, and the generated carbon dioxide is heated to a predetermined temperature to generate the supercritical carbon dioxide G in the supercritical carbon dioxide supplier 12. In this embodiment, since the heat exchanger 15 is disposed between the high-pressure treatment tank 11 and the supercritical carbon dioxide supplier 12, the constant temperature bath 17 is omitted and the heating operation described above is also performed. Can be omitted.

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として掲示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。   As mentioned above, although several embodiment of this invention was described, these embodiment was posted as an example and is not intending limiting the range of invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

10 放射性セシウム及び放射性ストロンチウム含有物質の処理装置
11 槽
12 超臨界二酸化炭素供給器
13 減圧器
14 分離回収槽
15 熱交換器
16,17 恒温槽
S1 放射性セシウム及び放射性ストロンチウム含有物質
S2 セシウム及びストロンチウムを選択的に抽出することが可能な有機物
G 超臨界二酸化炭素
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Processing apparatus of radioactive cesium and radioactive strontium containing substance 11 Tank 12 Supercritical carbon dioxide supply device 13 Depressurizer 14 Separation recovery tank 15 Heat exchanger 16,17 Thermostatic bath S1 Radioactive cesium and radioactive strontium containing substance S2 Select cesium and strontium Extractable organic matter G Supercritical carbon dioxide

Claims (4)

放射性セシウム及び放射性ストロンチウムを含有する物質に対して、セシウム及びストロンチウムを選択的に抽出可能な有機物を接触させるステップと、
少なくとも前記有機物に対して超臨界二酸化炭素を供給及び接触させ、前記有機物を前記超臨界二酸化炭素に溶解させるステップと、
前記超臨界二酸化炭素を減圧し、前記超臨界二酸化炭素を二酸化炭素ガスに転換することにより、前記有機物を前記超臨界二酸化炭素から分離し、除去するステップと、
を具えることを特徴とする、放射性セシウム及び放射性ストロンチウム含有物質の処理方法。
Contacting an organic substance capable of selectively extracting cesium and strontium with a substance containing radioactive cesium and radioactive strontium;
Supplying and contacting at least supercritical carbon dioxide with respect to the organic substance, and dissolving the organic substance in the supercritical carbon dioxide;
Separating and removing the organic matter from the supercritical carbon dioxide by depressurizing the supercritical carbon dioxide and converting the supercritical carbon dioxide to carbon dioxide gas;
A method for treating radioactive cesium and radioactive strontium-containing materials, comprising:
前記二酸化炭素ガスを回収するとともに超臨界二酸化炭素に転換し、再度少なくとも前記有機物に対して前記超臨界二酸化炭素を供給及び接触させて、前記有機物を前記超臨界二酸化炭素に溶解させるステップを具えることを特徴とする、請求項1に記載の放射性セシウム及び放射性ストロンチウム含有物質の処理方法。   Recovering the carbon dioxide gas, converting it to supercritical carbon dioxide, supplying and contacting the supercritical carbon dioxide with respect to at least the organic substance, and dissolving the organic substance in the supercritical carbon dioxide. The processing method of the radioactive cesium and radioactive strontium containing material of Claim 1 characterized by the above-mentioned. 放射性セシウム及び放射性ストロンチウムを含有する物質に対して、セシウム及びストロンチウムを選択的に抽出可能な有機物を接触させるための槽と、
超臨界二酸化炭素を製造するとともに前記槽内に供給し、前記超臨界二酸化炭素を少なくとも前記有機物に対して接触させ、前記有機物を前記超臨界二酸化炭素に溶解させるための超臨界二酸化炭素供給器と、
前記有機物を含む超臨界二酸化炭素を減圧し、前記超臨界二酸化炭素を二酸化炭素ガスに転換し、前記有機物を前記超臨界二酸化炭素から分離除去して回収するための分離回収装置と、
を具えることを特徴とする、放射性セシウム及び放射性ストロンチウム含有物質の処理装置。
A tank for contacting an organic substance capable of selectively extracting cesium and strontium with a substance containing radioactive cesium and radioactive strontium;
A supercritical carbon dioxide supplier for producing and supplying supercritical carbon dioxide into the tank, bringing the supercritical carbon dioxide into contact with at least the organic matter, and dissolving the organic matter in the supercritical carbon dioxide; ,
A separation and recovery device for reducing the pressure of supercritical carbon dioxide containing the organic matter, converting the supercritical carbon dioxide into carbon dioxide gas, and separating and recovering the organic matter from the supercritical carbon dioxide;
An apparatus for treating radioactive cesium and radioactive strontium-containing materials, comprising:
前記分離回収装置は、前記二酸化炭素ガスを前記超臨界二酸化炭素供給器に移送し、前記二酸化炭素ガスを前記超臨界二酸化炭素として再利用するように構成されていることを特徴とする、請求項3に記載の放射性セシウム及び放射性ストロンチウム含有物質の処理装置。   The separation and recovery device is configured to transfer the carbon dioxide gas to the supercritical carbon dioxide supply device and to reuse the carbon dioxide gas as the supercritical carbon dioxide. 3. The processing apparatus of radioactive cesium and radioactive strontium containing material of 3.
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