2019年09月13日

◆ トリチウムをどう処理するか?

 福島原発で出る大量のトリチウムをどう処理するべきか? うまい方法があるか?

 ──

 小泉進次郎が就任早々で、謝罪をした。前大臣の発言を、新大臣が謝罪する、という形。
  → 小泉環境相 「漁業者に不安与えた」 福島県漁連に陳謝 | NHK

 前大臣の発言とは、福島第一原発の汚染水について「海に放出以外ない」という発言のこと。
  → 福島第一原発の汚染水「海に放出以外ない」原田環境相:朝日新聞

 この方針が、水産物に影響ないし風評被害をもたらすとして、漁業関係者が反発した。それで小泉進次郎の謝罪に結びついたわけだ。

 しかしながら、謝罪をしたからといって、物事が解決するわけではない。口先だけで何の具体策もない、という批判も生じた。
  → はてなブックマーク

 では、何かをするとして、いったい何をすればいいのか? それが問題だ。この問題を考えよう。

 ──

 実は、トリチウム自体は、健康にはほとんど影響がない。また、分離(単離)することも困難だ。だからどこの国でもそのまま(原発から海へ)放出している。いちいち騒ぎ立てるほどのこともないのだ。
 また、韓国に至っては、福島第一のトリチウム水の8倍ものトリチウム水を日本海に放出しているらしい。
  → 福島第一のトリチウム水にイチャモンをつける韓国は、その8倍以上のトリチウムを日本海に放出 ?
  ※ 8倍という数値には異論がある。

 では、前大臣の言うように、トリチウム水をそのまま放出していいかというと、そうではない。「トリチウム水には重金属や放射性物質は含まれていないから安全だ」という政府の公式見解とは違って、実際には、重金属や放射性物質が含まれているのだ。
 フリーランスライターの木野龍逸氏により「トリチウム水」には、基準を超えるヨウ素129などの放射性核種が含まれていることが報じられました。
( → 東京電力「トリチウム水海洋放出問題」は何がまずいのか? その論点を整理する

 そのリンク先には、こう記してある。
 東電が提出した資料では、「タンクに貯蔵している水は、トリチウムを除く放射性物質の大部分を取り除いた状態」と記載。貯蔵水に含まれる放射性物質は、ルテニウム106を除き、セシウム137、ストロンチウム90、ヨウ素129、コバルト60、アンチモン125は検出限界以下と、グラフで表示している。
 ところが実際には、これら62核種のうちヨウ素129(I-129)、ルテニウム106(Ru-106)、テクネチウム99(Tc-99)が、17年度だけで65回、告示濃度限度を超えていた。
 さらにデータを精査すると、2017年8月24日から18年3月26日の間は、2種類がほぼ常時稼働している多核種除去設備のうちのひとつ、増設多核種除去設備で、84回分析したうちの45回で告示濃度限度を超えていたこともわかった。
( → トリチウム水と政府は呼ぶけど実際には他の放射性物質が1年で65回も基準超過(木野龍逸)

 「トリチウムだけだから安全だ」という政府見解を信じていたら、実際には重金属や放射性物質が含まれているのだ。とんだ嘘八百だ。これでは「トリチウム水を海に放出しても安全だ」とは言えない。

 ──

 では、どうするか? 現状のように、トリチウムを含む汚染水を陸上のタンクに貯め込むか? しかしそれは限界に来ている。
 1〜3号機の原子炉では、事故で溶け落ちた核燃料を冷やす注水や地下水の流入で、いまも放射能で汚染された水が1日 150トンのペースで生じている。放射性トリチウム(三重水素)を浄化装置で取り除くことができないため、敷地内にタンクを増設しながら保管している。
( → (社説)福島の汚染水 長期保管を考えるには:朝日新聞

 汚染水は1日 150トンのペースでどんどん増えているのだ。このままでは置き場所がなくなってしまう。東電は「2022年夏ごろにタンクが満杯になる」と発表したそうだ。(上記記事)
 朝日の社説は、「本当にタンク増設の余地がないのかを慎重に見極めるべきだ」と言って、タンク増設の方針を唱えている。ま、それは応急処置としては何とかなりそうだが、遠からずいつかはタンクの設置場所はなくなるだろう。朝日の策は「その場しのぎ」であるにすぎず、問題の「解決」でなく「先送り」をしてるだけにすぎない。これでは真の解決にならないのだ。

 なお、はてなブックマークでは、「政府はトリチウム水は安全だと言っているのだから、それを東京湾にぶちまければいい。どうせ安全なんだから、それでいいでしょ」という皮肉もある。
 まあ、皮肉を言うにはいいのだが、これも解決策にはなっていない。

 ──

 困った。どうする? そこで、困ったときの Openブログ。名案を出そう。こうだ。
 「重金属や放射性物質を、(水分を飛ばして)濃縮したすえに、洞穴で保管する」


 これで解決するはずだ。以下では詳しく述べよう。

 (1) 濃縮する

 重金属や放射性物質を、(水分を飛ばして)濃縮すればいい。濃縮した部分だけなら、体積が圧倒的に少なくなるから、それだけを保管すればいい。
 では、重金属や放射性物質を、(水分を飛ばして)濃縮するには、どうすればいいか? 簡単だ。製塩技術を使えばいい。
 海水から製塩する方法は技術的に確立している。このとき、海水から「水・塩・不純物」という三つの部分ができる。このうちの「不純物」の部分だけを取り出せば、そこに重金属や放射性物質が含まれる。また、塩の部分もできるが、それはそのまま塩として利用すればいい。これらを取り除いたあとには、「塩分や重金属や放射性物質を含まないトリチウム水」ができるから、これは(安全なものとして)海洋に流していい。(他の国と同様だ。)

 なお、「海水から製塩する方法」というのは、塩田や流下式製塩を思い浮かべる人が多いだろうが、現代では、イオン交換膜を使うのが主流だ。今回もこれを念頭に置いている。具体的には、下記ページで説明されている。
  → 亀山堂のにがりとは?

 ここには、次の図がある。(転載)


kansui.jpg


 記事には、こうある。
 イオン交換膜には超微細な孔100分の1mm(001ミクロン)が空いており、マグネシウムやカルシウム、カリウムなどを通しますが、PCB(ダイオキシン)や重金属(水銀、砒素)など大きな分子は通さないという、大変都合の良い優れた性質があります。
 こうしてできた「かん水」は、真空式蒸発缶で煮詰められ塩の結晶となります。

 こうして、イオン交換膜によって、PCB(ダイオキシン)や重金属(水銀、砒素)などの不純物は分離される。このなかに、重金属や放射性物質が含まれる。だから、その液体だけを取り出して、その部分の水分を飛ばせばいい。(真空式蒸発缶で煮詰めることで。塩の代わりに、不純物だけを取り出すわけだ。)

 なお、この方法だと、同時に純然たる塩(にがりを含む)もつくられる。それはそのまま食用として利用できる。
 つまり、福島に製塩工場を作れば、そこで汚染水を処理するだけで、自動的に「塩」と「不純物」と「トリチウム水」ができるのだ。実質的にはコストゼロで処理ができると言っていい。
 これぞ名案。

( ※ 塩にはトリチウムが少しだけ含まれているが、微量なので、無視できる程度だ。)

 (2) 洞穴で保管

 不純物は、濃縮されたあとで、どう処理すればいいか? 「洞穴で保管する」というのが、私の案だ。
 洞穴とは? 天然の洞穴ではまずいから、人口の不要な洞穴を使えばいい。具体的には、炭鉱の跡地だ。炭を取り出した残りの空間が洞穴になっているから、そこを使えばいい。
 具体的にはどこか? ググると、近くに適当な場所が見つかる。福島原発の南方 20km にある、いわき市の郊外だ。





 たとえば、こんな感じ。





 こういうところ(炭鉱の跡地)に、重金属や放射性物質を保管すればいいのだ。
( ※ 近隣の住民は反対するだろうから、何らかの対策費は必要となるだろう。場合によっては、移転させてもいい。ただし、現実には何の被害も発生しないし、単に気分の問題だけなのだから、「迷惑料」という形で金で片付けてもいい。)



 [ 付記 ]
 水分を飛ばすために、「真空式蒸発缶で煮詰める」という方法を示した。
 このとき、大量の熱エネルギーを必要とするので、いくらかコストがかかる。それを解決する、うまい案がある。
 「ゴミ発電で生じた排熱を利用すればいい」


 一般に、発電のために使われる熱はきわめて高熱であり、その排熱もまた十分に熱を持つ。
 この排熱を有効利用するために、通常はコジェネで温水をつくり、温水プールや温泉で利用するのだが、それでも排熱を使い切れないことが多い。
 「コジェネの熱効率アップのキモは、温水をいかに有効利用するかだ」
 と言われる。(たいていは無駄に熱が捨てられる。)

 ここで、「真空式蒸発缶で煮詰める」ということのためにコジェネの排熱を使うと、熱エネルギーを無駄なく使い切ることができる。一石二鳥の名案となる。
 だから、トリチウムを処理する工場(製塩工場)には、ゴミ発電所を併設すればいいのだ。

 さらに、ゴミ発電で生じた電力を浄水場で使うこともできる。こうすれば、浄水場が独自電源を持つことで、浄水場が停電しないで済むようになる。かくて断水対策になる。

 ※ 断水が起こるのは、浄水場が独自電源を持たないからだ。
    → 台風で断水のわけ: Open ブログ

 ※ ゴミ発電所と浄水所は、併設する必要はない。数キロ程度の距離が離れていても大丈夫だ。(途中で電柱や鉄塔が倒れないように、十分に対処しておけば大丈夫。)
 ※ ちなみに、千葉の鉄塔や電柱は、風速 40メートルに耐えるようにできている。一方、今回の台風では、風速 50メートルを大幅に超えることもあったようだ。設計値以上の強風だったわけだ。

 ※ ゴミ発電のためのプラごみは、どこから入手するべきか? もちろん、家庭ゴミで分別されたプラごみを利用すればいい。特に、プラごみをケミカルリサイクルに利用したあとで、(純度が低いという理由で)大量に余っているプラごみを使うといいだろう。「ベール」と呼ばれる四角い塊(に圧縮したもの)だ。
  → プラごみのケミカルリサイクルで環境汚染: Open ブログ
 


 [ 余談 ]
 「製塩したって、塩の使い道がないぞ。放射性物質から作った塩なんて、誰も買うはずがない」
 と思うかもしれないが、大丈夫。塩の使い道はある。食塩ではなく、工業塩だ。
 塩は電気分解して、苛性ソーダだと塩素になる。
 苛性ソーダは、油脂と混ぜて、石鹸になる。
 塩素はさまざまな工業用途がある。(塩素系洗剤や化学物質製造など)
 以上のような工業用途で、大量に塩を使うから、人間が塩を買って食べる必要はないのだ。

  → 電解法(か性ソーダ・塩素)の製造工程
  → Q&A 石けんはどんな成分からどのようにして作られるの?



 【 追記 】
 訂正します。
 あとでよく考えたら、海水ではなく淡水を使っているので、汚染水からは塩は取れません。だから「塩の利用」という部分は無効です。
 単に、重金属や放射性物質を取り除くために、製塩設備を利用することになります。

 【 追記2 】
 塩分がないのなら、沈殿と活性炭で濾過するという「浄水場」方式で足りそうだ。これなら、費用は格安で済む。



 【 補説 】
 あとで調べたら、「浄水場」方式の浄化装置は、すでに稼働していた。「多核種除去設備 (ALPS)」というもの。
  → 多核種除去設備 (ALPS)|東京電力

 現在、「汚染水」と呼ばれているものは、こうして浄化されたもののことを言う。最初は非常に高濃度のものがあるので、それを浄化処理しているわけだ。そうして浄化処理したものは、それでもまだいくらか汚れが残っていて、「汚染水」と呼ばれる。これが問題となっているわけだ。

 そこで、役立ちそうなのが、本項で示した「イオン交換膜」だ。汚染水に残っているストロンチウム、ルビジウム、イットリウムは、いずれも金属であるので、電位を掛けることで、「イオン交換膜」によって濃縮できる。さらにその後、低気圧下で低温蒸発させることで、濃縮できる。

 ──

 なお、それらの放射性重金属を除去したあとに残るトリチウム水は、そのまま海洋に放出してもよさそうだが、タンカーに一時保管する(それで減衰するのを待つ)という方法もある。
 この方法は、コメント欄にも示されているが、前に本サイトでも言及したことがある。
  → 汚染水はタンカーに移せ: Open ブログ(2013年08月21日)

 ──

 《 加筆 》

 本文の記事中には「ヨウ素129(I-129)、ルテニウム106(Ru-106)、テクネチウム99(Tc-99)」が残っている、というふうに書いてある。
 これらの放射性元素については、イオン交換膜のフィルター機能で除去できるだろう。大きな元素はフィルターを越せず、水と小さなイオンだけがフィルターを越せるからだ。残った部分に、大きな元素が残る。
 
posted by 管理人 at 19:07| Comment(21) |  放射線・原発 | 更新情報をチェックする
この記事へのコメント
 炭鉱の配置図(いわき市の郊外)が、間違っていたので、修正しました。
Posted by 管理人 at 2019年09月13日 21:01
 最後に 【 追記 】 を加筆しました。
 タイムスタンプは 下記 ↓
Posted by 管理人 at 2019年09月14日 07:48
 最後に 【 追記2 】 を加筆しました。
 タイムスタンプは 下記 ↓
Posted by 管理人 at 2019年09月14日 11:09
>>そこに重金属や放射性物質が含まれる。

なにか勘違いしてるみたいだけど、NA+とCL-などを選択的に透過して濃縮、残るのが重金属類やダイオキシンなどの大きな分子ってだけで、大きな分子のほうは濃縮されないんですが。

Posted by 細波 at 2019年09月15日 20:24
 イオン交換膜は、分離するだけで、何も濃縮はしません。
 濃縮するのは、煮詰めるとき。
 ちゃんと書いてあるでしょ。正しく読みましょう。
Posted by 管理人 at 2019年09月16日 23:16
それ、装置を使わずに濃縮するのとなにもかわらないのですが。
Posted by 細波 at 2019年09月16日 23:26
 装置を使えば、重金属・放射性物質を含む溶液だけを濃縮すればいいので、濃縮する液体の量を大幅に減らせる。
 つまり、コストが数分の1に減る。濃縮装置の量も数分の1に減らせる。
Posted by 管理人 at 2019年09月16日 23:41
にがり成分を選択的に取り出すのが装置の効果であって、残ったもとのもとの水に残る放射性物質は前後で変化しない。なので装置を介するメリットはなにもない。
Posted by 細波 at 2019年09月16日 23:45
 まあ、濃縮するだけでも足りますね。
Posted by 管理人 at 2019年09月17日 06:40
>>イオン交換膜は、分離するだけで、何も濃縮はしません。

いいえ、電圧をかけることで膜を透過させ、海水より濃い塩水を生成できます。分離するだけではありません。膜を透過しない大きな分子に関してはそのままなので、やる意味がないことにはかわりないですが。おそらくトリチウムは膜をくぐり抜けるので、むしろ問題を悪化させているのでは?
Posted by 細波 at 2019年09月17日 12:42
H2OとHTOの化学的分離は困難であろう。ホルムズ海峡などで数隻の大型タンカーが被害を受けたが石油等輸入への影響は小さいようだ。20〜50万トン級のタンカー10隻程度を借用すれば100年分程度はトリチウム水を蓄積できる。放射能は100年で2桁減衰するのであまり希釈しなくても放出できるレベルとなり、風評被害も問題無くなると期待できる。
Posted by 新道 at 2019年09月21日 21:28
 「汚染水はタンカーに移せ」
 という話は、前にしたことがある。
  http://openblog.seesaa.net/article/435850072.html
Posted by 管理人 at 2019年09月22日 08:50
>>汚染水に残っているストロンチウム、ルビジウム、イットリウムは、いずれも金属であるので、電位を掛けることで、「イオン交換膜」によって濃縮できる。

それらは汚染水処理では問題になっていないので、無意味な提案ですね。本稿で引用している記事を無視した内容。
Posted by 細波 at 2019年09月22日 17:45
 なるほど。それもそうなので、最後に  《 加筆 》 の箇所を付け足しておきました。
Posted by 管理人 at 2019年09月22日 17:53
>>項で示した「イオン交換膜」だ。汚染水に残っているストロンチウム、ルビジウム、イットリウムは、いずれも金属であるので、電位を掛けることで、「イオン交換膜」によって濃縮できる。

>>本文の記事中には「ヨウ素129(I-129)、ルテニウム106(Ru-106)、テクネチウム99(Tc-99)」が残っている、というふうに書いてある。
 これらの放射性元素については、イオン交換膜のフィルター機能で除去できるだろう。

少なくとも本稿の原理ではヨウ素は金属でないため、除去できないので、矛盾してますね。

あと、イオン交換膜は濃縮できる元素種に制約がありますが、どのような膜を選定して、どのような原理で濃縮するといっていますか?
Posted by 細波 at 2019年09月22日 18:05
 フィルター機能は、電圧を使わなくても、ふるいの原理で、大きな元素を「通さない」ことができます。書いてあるんだけど。

 電圧で動かすのは、小さな元素だけ。大きな元素は、取り残される形で、分別される。
Posted by 管理人 at 2019年09月22日 18:42
少なくとも本稿の原理ではヨウ素は金属でないため、除去できないので、矛盾してますね。

>>フィルター機能は、電圧を使わなくても、ふるいの原理で、大きな元素を「通さない」ことができます。

引用しているNACLの濃縮は電圧をかけるから濃縮できるんであって、電圧をかけなければ濃縮されない。

>>大きな元素は、取り残される形で、分別される。

それができないのでみんな困っているんですが。
Posted by 細波 at 2019年09月25日 21:16
 ちゃんと図で説明してあるでしょ。ヒ素やダイオキシンは取り残される形で分離される。そこの体積を狭くすれば、濃縮される。
 最後に水を低温沸騰させれば分離できる。

> それができないのでみんな困っているんですが。

 できないのは、浄水場方式だから。別方式を使え、というのが、私の提案。
Posted by 管理人 at 2019年09月25日 21:54
 この方式(フィルター方式:多孔膜方式:逆浸透方式)で放射性物質が除去できることは、次のページで詳しく説明されています。
  → http://aqua-cultech.com/page004-2/ans01.html
Posted by 管理人 at 2019年09月25日 22:07
>> この方式(フィルター方式:多孔膜方式:逆浸透方式)で放射性物質が除去できることは、次のページで詳しく説明されています

本稿で問題にしている分子が取り除けるという根拠は?

Posted by 細波 at 2019年09月29日 14:37
 私はあなたの無料家庭教師じゃない。偉そうに質問されても、困ります。
Posted by 管理人 at 2019年09月29日 16:34
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