放射性廃棄物の処理に超臨界水を使ってはいかが?

(2014/1/5)

今日は、汚染水などの放射性廃棄物の処理方法についての私見です。

ちょいと中学校の理科のおさらいです。

固体が融ける温度を(融点)、液体が沸騰する温度を(沸点)といいます。
個体が直接気体になる温度を(昇華点)といいます。

融点と沸点は圧力によっても変化します。圧力なべのように圧力をかけると沸点は高くなるので、高温で煮る事が可能になります。逆に高山に登ったり、宇宙衛星の中など低圧の状態では沸点は低くなるので調理が難しくなります。

気圧と温度による融解/蒸発/昇華の変化をグラフにしたものを状態図といい、固体・液体・気体の状態と融点、沸点、昇華点を示します。3つのグラフが1つに集まった点を(三重点)といいます。

01-scf1.gif
[状態図]

ふつうの生活では、1atm(1013ヘクトパスカル)時の点を見ると0度が(融点)、100度が(沸点)になります。

02-water.jpg
[0度と100度]

同じ0度の氷でも、加圧すると液体になります。それを利用したのがアイススケートです。氷上でエッジに体重をかけることでエッジの下だけをとかして滑りやすくなるのです。

水では374度で218atm以上の状態が超臨界という状態です。この状態の水を超臨界水といいいます。

小原愼司の「二十面相の娘」の中で、水の第四形態としてこの超臨界水が超兵器のように扱われていましたが、実際の超臨界水には兵器のような力はありません。ただ、超高温で超高圧なので、超臨界水タンクを爆発させると熱水が噴き出しますから危険であることは間違いないですけど。

03_chico_title.jpg
[二十面相の娘]

********************************************************

さてこの超臨界水は、気体とも液体ともつかない状態といわれています。超臨界水の中では燃焼を起こすことが可能ですので、有害物質や放射性物質の処理に使えるのではないかと期待されています。

現在、除染作業で放射性セシウム等の放射能を持つ物質を含む土砂や水が蓄積されています。
まず、これらの除染物質をイオン交換樹脂を通し、セシウムを含まない単純な土砂や水と放射性物質に選別します。

単純な土砂や水はもう無害ですので、元に戻します。これも有害だと言いだす人もいるでしょうが、例えれば衣服と汚れの関係ですので、汚れの方は管理する必要がありますが、洗濯後の衣服まで捨てるのは意味がありません。

ところが、こうして放射性セシウムをイオン交換樹脂に蓄積してもまだかなりの量になります。現在の方法はこのイオン交換樹脂をセメント固化してドラム缶で保存しています。この方法だとイオン交換樹脂100tをセメント固化するとドラム缶が2000本必要になります。

そこで、このイオン交換樹脂を超臨界水の中で燃焼させ、CO2と硫酸塩と高濃度放射性物質に分解し、高濃度放射性物質を回収するという方法が考えられます。

これだと、水の中に封じたままイオン交換樹脂を燃焼させて、CO2に分解できます。(水の中で燃焼させるというのはイメージしにくいでしょうが)また、この状態では沸騰のように水の分子が高速移動していますので、有機物は中間産物を作らず完全にCO2に変わることが期待できます。

硫酸塩の方に低レベルの放射性物質が移行しますので、こちらも沈殿処理が必要になります。

こうして得られた酸化セシウムCs2O、過酸化セシウムCsO、超酸化セシウムCsO2、酸化ストロンチウムSrOなどの高濃度放射性物質をセメント固化した場合は、100tのイオン交換樹脂は分解されて90本のドラム缶で済むことになります。

その結果、保存処理量で4.5%、コストでは8%で済むと試算されます。

(データ及び研究成果は東芝レビューVol.56 No.9を引用しました。)

********************************************************

これからは、この超臨界水を用いた技術が世界を引っ張っていくのではないでしょうか。


JIMMY

最後までおつき合いありがとうございます
タイブログのランキングに参加してます。
下記バーナー↓↓↓を1日1回一押ししてもらえると大変嬉しいです!
            にほんブログ村 海外生活ブログ タイ情報へ
にほんブログ村
スポンサーサイト

非公開コメント

プロフィール

JIMMY

Author:JIMMY
タイの美少女をイラストで紹介したいと思います

音楽の話やイラストの話と
おいしい科学もオヤツにどぞ

LEOも時々訪問してくれます

カレンダー
07 | 2017/08 | 09
- - 1 2 3 4 5
6 7 8 9 10 11 12
13 14 15 16 17 18 19
20 21 22 23 24 25 26
27 28 29 30 31 - -
最新記事
最新コメント
最新トラックバック
月別アーカイブ
カテゴリ
メールフォーム

名前:
メール:
件名:
本文:

検索フォーム
RSSリンクの表示
リンク
ブロとも申請フォーム

この人とブロともになる

QRコード
QR