Tohoku Daigakkou report 1

水洗浄 よる放射性コクウヘ汚染土壌

除染方法 い

原子力委員会定例会議

成 日

成 日 ～

東 大学大学院工学研究 東 大学大学院工学研究

石井慶造

1

第３４回原子力委員会 資 料 第 １ 号

I-131 ^{現在 り減 いる}

地表面 ら主 出 いる放射線

現在 _{Cs-137 Cs-134} ら放出 I 131 ^{現在 り減 いる}

8^{日 半分 割合 減少 いる}

現在 _{Cs 137 Cs 134} ら放出 れる れら インブ線 一緒 放 出 れるパヴシ線 主 放射線

放射能 相対比 Cs-137 : 1.0 Cs-134 : 0.82

福島県土壌 インブ線ケヒェトャ 成_{23 4 8}日

放射性コクウヘ 分

れを う元

文部 学省及び米国 Ｏ よる航空機ペニシモンエ 結果 福島第一原子力発電所 ら₈₀㎞圏内 コクウヘ₁₃₇ 地表面 蓄積

放射性コクウヘ ら 放射線

661.7keV インブ線 512keV

パヴシ線

605keV

インブ線 _796keV 658keV

パヴシ線 _{インブ線 V} インブ線 シ線

Cs-137 Cs-134

半減期 ^半減期

半減期 ^半減期

存在比 約

後 放射能 約 分 る 後 放射能 約 分 る 後 放射能 約 分 る

粘土 福島ン宮城を救 ！

Cs ^{土壌中 挙動}

土壌中 _137Cs 分 を粘土 クャト 砂 分 調 例 半分以

137Cs ^{粘土 分 存在 い}

土壌 吸着 強 や様式 わ る

K, NH4^{等 陽イアン 置 換わる 出来るイアン交換体 ％ 物}

移行 や い 移行 や い

機物 結合体 ％ 物 移行 や い 粘土等 強固 結合体 ％ 物 移行困

土壌 負電荷 機物や粘土鉱物 来 いる 機物 来 る負電荷 保持 れ _Cs⁺ 他 陽イアン よ 容易 置 換えられる イアン交換 応₎ ある種 粘土鉱物 負電荷 _Cs⁺ わ 強 固定 れ 他 陽イアン よ 簡単 置 換える る よう れ 他 陽イアン よ 簡単 置 換える る よう 性質を持 粘土鉱物 _{2 1}型層状ォイ酸塩 呼 れ 薄いクヴト状 層 積

り 層 層 間 負電荷を持 _{2 1}型層状ォイ酸塩 層間 負電荷 ある場所 _Cs⁺を閉 込 る ょう いい大 穴 よう いる

穴 _Cs⁺ 他 _K⁺や_NH

4^{+を閉 込 る ょう いい大 ある}

常 れら 陽イアン 中 最 存在 豊富 _K⁺ 場所を埋

いる 場所 結合力 _K⁺_<NH

4^{+<<Cs+ 順 大 る}

Cs⁺ K^{+を追い出 場所を埋 る る}

Cs K ^{を追い出 場所を埋 る る}

日本土壌肥料学会

セシウム 粘土質 しっ 吸着

日本土壌肥料学会

イオン交換体 機物 結合し セシウ

イオン交換体 機物 結合し セシウ

ムイオン 粘土質 吸着 いく

不可逆過程

粘土等 強固 結合体

％ 物 移行困

移行

イアン交換体 ％ 機物 結合体

％ 物 移行 や い

ほうれん草 分析結果 _Bq/ ｋｇ

日 ＜ ＜５

131_I 134, 137_Cs

日 ＜ ＜５

日 ＜ ＜５

日 ＜ ＜５

日 ＜ ＜５

日 _ND ＜ ＜５

日 _ND ＜ _ND ＜５

農作物 現在 ほ ん パェヤャ 以 農作物 現在 ほ ん _ND パェヤャ_/ｋｇ以

あり 福島 宮城 菜 安心 食 られる状況 ある

ある

放射性コクウヘ ほ ん 土 表面 分

表面 ら約 ｍｍ 厚 ほ ん 放射能 分 いる 分 表 表面 ら約 ｍｍ 厚 ほ ん 放射能 分 いる 分 表 面 ら 距 指数関数 減少 いる 理論的 予想 れる

e

n

μ

従 校庭 庭 降 放射性コクウヘ ほ ん 表面 粘土 吸着 れ いる

表面 汚染土を取り去れ 空間線 減る 表面 粘土 吸着 れ いる

粘土質 固定 セシウム 性質

水 溶 い

．水 溶 い

川 水を浄 得られる水道水 コクウヘ 含 れ い

陰様 水道水 飲 含 れ い

．酸 よびアャィモ溶液 溶 い

粘土を食食 体 吸 れ い

糞 排出 れる

．粘土質 固定 れ コクウヘ 物 吸 れ い 耕作 る より 土中 含 れ

耕作 る より 土中 含 れ いる溶解性コクウヘを粘土質 吸着

る より 物 コクウヘを摂 る より 物 クウ を摂 取 いよう る

雨 降る 土壌中 コクウヘ 含 減る

Cs-137 100000

10000

/kBqg) 1000

雨 前_(4/14) 雨 後_(4/21)

相対線

100

濃度

雨 後_(4/21)

相

10 100

10

0 5 10 15 20 25

表面 距離_(cm)

雨水 非常 細 い汚染粘土 土 表面を流れ 雨水 非常 細 い汚染粘土 土 表面を流れ る 雨 降る 空間線 減る

溶解性 _Cs 土壌中 挙動

方 土壌 含 れるイアン交換体 機物 結合 放射性コクウヘ 一方 土壌 含 れるイアン交換体 機物 結合 放射性コクウヘ

水 溶 物 移行 る

従 シォノコ 茸 表面 根を わ いる コクウヘを

従 シォノコ 茸 表面 根を わ いる コクウヘを

他 物より 多 吸 る 考えられる

物 コクウヘをィモウヘ よう 吸 朝露 共 排出 るよう 排出 れ コクウヘ 洗え 落 る 例え 牧草中 コクウヘ 洗 排出 れ コクウヘ 洗え 落 る 例え 牧草中 コクウヘ 洗 浄前後 コクウヘ濃度 約半分 減

福島 桃ン梨ンりん 木 草 生え いる 草 根 放射性コクウヘ 保持 れ いる 桃ン梨ンりん 含 れるコクウ

ヘ _ND ほ ん あ 数パェヤャ_/ｋｇ以 安

ヘ _ND ほ ん あ 数パェヤャ_/ｋｇ以 安

心 食 られる状況 ある

汚染土壌 除染 そ 処理

福島 聖心 育保育園

kg 除去 土

深 を除去 面積 _ｍ

深 ｍｍを除去 面積

校庭 線量率： 除染後 約 分 っ

校庭 線量率 除染後 約 分 っ

ｍｍ 層を取 土

除染前 土 除染前 土 30,000Bq/kg

水を加え 回 粘土 沈殿 る前 そ

荒い粒子 先 沈殿 後 約 後 澄

液を取り去 土 放射能 元 土 分 ₁

ら ₂ 回洗浄 ろ 分

ろ過

ベ ク 使用 210_μm^{ベセクュ使用} 攪拌₅分

土壌 水洗浄 除染効果

100

● 1回目

相対線 率

試料

80

●:ょ1回目

■:ょ平回目

▲:ょ年回目

▼: 4回目

試料 試料 試料 試料

60

▼:ょ4回目

◆:ょ5回目

土壌 放射能 _100% 1^回洗浄後 28% 試料

試料

40

れ ¹

回洗浄後 _28% 2^回洗浄後 10% 3^回洗浄後 3.9%

20 ^{土壌 100.06g}

1^回洗浄後 90.57g

0

3 2

1 0

洗浄回数

2^回洗浄後 88.5g 3^回洗浄後 87.14g

粘土 _16.12g

洗浄回数

g

洗浄 土 放射能

洗浄 土 放射能

放射能 低い汚染土壌 場合 放射能 低い汚染土壌 場合

土 そ まま元 場所 戻せ

し し 非常 放射能 高い汚染土壌 場合 土中 砂 粒子 表面

137,134_Cs

ま 付い い

を 砂粒子同士擦 合わせ

表面を削 放射性セ

シウムを落 せ シウムを落 せ

そ も落 い場合 希硝酸 表面 を処理し 懸濁液を回収し そ を

を処理し 懸濁液を回収し そ を

過す 除去

澄 液 それ 解 い 粘土

放置中 ₁₅分放置

粘土 沈殿 分 澄 液 放

粘土 沈殿 分 澄 液 放

射能 含 れ 居

分 れ 粘土

元 汚染土壌 約 分

元 汚染土壌 約 分

更 減容

ヒヤ ト 型

℃ 乾燥 _{ヒヤセト 型}

保管 容易

℃ 乾燥 粘土

分

保管 容易

分

粘土 次電子顕微鏡写真

粘土の組成 Si 55.4% 粘土の組成

Al 30.0% Fe 7.4% Ca 3 6% Ca 3.6% K 2.5% Ti 0.8% Ti 0.8% Mn 0.2% Zn 0.02% Sr 0.010% Rb 0.008% (^元素％)

数 サイゲ 粒子 多い

(^元素％)

SiとAlが主成分

10_μm

数_μm～ _μmサイゲ 粒子 多い

粒 を細 分類

粘土 粒 よる分類 30_μm^以

30_μm^以 粘土

粒 _{100 70} を₃₀ 粒 _100-70μmを_30μm

以 細 分 る

Ge^{半 体検出器} よるインブ線ケヒェトャ

粒径 重量_{/g μSv/h BG(μSv/h)} 実線量(μSv/h) (μSv/h)/g Bq / g 100-70_μm 3.5 0.12 0.03 0.09 0.03 89.54

30_μmμ ^以 1.0(28.6%)( ) 0.07 0.03 0.04 0.04 152.97

γ線 S ey e e 測定値

Ge^半導体検 出器

μ^{ｍ以 粘土 多 コクウヘ 付い いる}

放射性コクウヘ 粘土 表面 付着

放射性コクウヘ 粘土 表面 付着

いるら い 粘土 細分 よる

非放射性粘土 放射性粘土 分 よ

非放射性粘土 放射性粘土 分 よ

る高濃度

粘土 放射性粘土

粘土 放射性粘土

非放射性粘土

方法を一般 民家 適用 れ 家 一番 安全ン安 心 場所 る れを福島 クケテヘ れ 人

献 る 先 自分 り ら 福島 今後 開発

用 貢献 る そ 先 自分 周り ら 福島

を元 戻 る

今後 開発

現在 ら 高ヤパャ放射性粘土 ら放射性コクウヘ を取り出 方法 熱膨張 縮 基 濃縮 等 を開発

いる 最終的 工業製品内部検査用インブ線_CT メイン 線源 本 約 ウイパェヤャ い

イン 線点線源

配管 内部検査 大型動物

機器内 構造及び

液体 ₃次元検査 _{インブ線検出器モンエ} インブ線点線源 ｓ

フヴシノャインブ線 Ｔ 技術開発

検出器 開発 実証試験

配管 内部検査 大型動物

Ｔ

エングン

検出器 開発ン実証試験

インブ線点線源 ＴｃンＳｒンＴＩ インブ線 Ｔ 技術開発

検出器 開発ン実証試験

C ^効利用

インブ線 検出器群

ＴｃンＳｒンＴＩ

Cs ^効利用

汚染土 除染 実践

汚染 除染 実践

成_{23 6 29}日～_{7 14}日

丸森 学校 保育園 校庭 除染を 除染方 法 行

法 行

学校 校庭面積₍約 学校 校庭 積₍約

耕 学校 _2,500㎡

耕 保育園 ₄₀₀ ㎡

筆甫 学校 ㎡

筆甫 学校 _3,500㎡ 筆甫保育所 ₄₀₀㎡

汚染土除去用器具

汚染土を除去 後 校庭

除去 汚染土 一部

泥水

水洗浄 土

澄 水 除去

放射性粘土

テトュン濾

粘土を脱水 粘土を脱水

汚染粘土 汚染粘土

耕 学校 ＋耕 保育園

耕 学校 ｍ ＋耕 保育園 ｍ 取り除い 汚染土 概算 約 ｍ

抽出 汚染粘土 含 水 概算 約 ｍ _→ 約 ｍ

脱水

抽出 汚染粘土 含 水 概算 約 ｍ _→ 約 ｍ 耕 学校 校庭 粘土を比較的多 含ん い

バォゼ 数 個 脱水 個

バォゼ 容 モセトャ バォゼ 容 モセトャ

バォゼ充満度 約 ％ 持 運び

非常 放射能 高い汚染土壌 場合 土を除

非常 放射能 高い汚染土壌 場合 土を除

去す 場合 深 除去し 汚染土壌 層

区別し 除染す 好ましい

区別し 除染す 好ましい

コクウヘ濃度分

粘土ン砂 分

水洗浄 よる

砂 除染

水洗浄 よる

深

粘土ン砂 分 深

方

粘土ン砂 分

水洗浄 よる

方 向

洗浄クケテヘ

ハメント

ハメント

土壌 粒別 洗浄 土壌 粒別 洗浄

株式会社_KONOIKE ら

山及び 原 降 放射性物質 除去

降雨 よる洗浄効果

昼夜 温度差 よる膨張 縮を繰り返 大 粘土 表面 い コクウヘ 粘土 割れ い れ 表面 い コクウヘ 粘土 割れ い れ 雨 よ 流 れ 川 流れ 最終的 砂防ジヘ 捉わ れる 河口 付近 沈殿 い 思われる

れら粘土 い コクウヘ 基本的 安定 ある れら粘 クウ 基本的 安定 ある

大雨 降 時 川 水をサンハモンエ 放射能を測定

1 ^{八 川}

5/30 河川水サンハモンエ調査

八 川

134_{Cs 8.2Bq/}

モセトャ

137_{Cs 11.4Bq/}

モセトャ 2:^松川(^水源米沢)

134_{Cs 1.6Bq/}

モセトャ

137_{Cs 3.0Bq/}

モセトャ 3:^阿武隈川( ^流)

134_{Cs 6.4Bq/}

モセトャ

137 モ ト

137_{Cs 8.6Bq/}

モセトャ 5:^阿武隈川( ^流)

134_{C 4 7B /}

モ トャ

134_{Cs 4.7Bq/}

モセトャ

137_{Cs 6.6Bq/}

モセトャ 4:^{阿武隈川支流}

4:^{阿武隈川支流}

134_{Cs 15.0Bq/}

モセトャ

137_{Cs 19.6Bq/}

モセトャ

阿武隈川

11 ^広瀬川(^{石 川合流後})

134_{Cs 29.5Bq/}

モセトャ 12:^{石 川}(^広瀬川 )

134_{C 27 5B /}

モ トャ

137_{Cs 33.6Bq/}

モセトャ

134_{Cs 27.5Bq/}

モセトャ

137_{Cs 32.9Bq/}

モセトャ

雨 り流れ いる

自然 浄 り期 る

サン ※放射能濃度 B ℓ)

河川水_(5/30採取₎ 全体 澄 部分 放射能濃度 比較

澄 部分 検出限界以 _(1.5パェヤャ_/モセトャ以 ₎

o 採取場所 _{Cs-137 Cs-134 I-131}

( )

福島 阿武隈川

福島 阿武隈川 澄液

8.55 6.4 ND

D D D

福島 阿武隈川 澄液

福島広瀬川 号霊山町山戸田付近

D D D

福島広瀬川 澄液

福島 石田川 号 霊山町石田付近

D D D

D 福島 石田川 号,霊山町石田付近

福島 石田川 澄液

D

D D D

Al 22 3% Fe 24 4% Si 53 3% 阿武隈川 水 沈殿土 成分

単位 パェヤャ_/モセトャ Al 22.3% Fe 24.4% Si 53.3%

Al 30.0% Fe 7.4% Si 55.4%） 阿武隈川 水 沈殿土 成分

校庭 粘土 成分

成分 ほ ん

6/6 河川水サンハモンエ調査

常時 川 水をサンハモンエ 放射能を測定

1 ^{八 川}

134_{Cs 5.0Bq/}

モセトャ

137_{Cs 3 5Bq/}

モセトャ

6/6 河川水サンハモンエ調査

Cs 3.5Bq/^モセトャ 2:^松川(^水源米沢)

134_{Cs ND} 134_{Cs ND} 137_{Cs ND}

3 ^阿武隈川( ^流) 3:^阿武隈川( ^流)

134_{Cs ND} 137_{Cs ND}

5:^阿武隈川( ^流)

134_{Cs ND} 137_{Cs ND}

4:^{阿武隈川支流} 4:^{阿武隈川支流}

134_{Cs 6.7Bq/}

モセトャ

137_{Cs 3.4Bq/}

モセトャ

阿武隈川

11 ^広瀬川(^{石 川合流後})

134_{Cs ND 12:}^{石 川}₍^広瀬川 ₎

134_{C ND}

137_{Cs ND} ¹³⁴_{Cs ND}

137_{Cs ND}

雨 降ら い 流れ い 雨 降ら い 流れ い

砂防ジヘ 汚染粘土を保持 れる

日本 雨 良 降る 粘土 い コクウヘ 水 溶 い を利用 る

山 降 粘土 い 放射能 川 よ 山 降 粘土 い 放射能 川 よ

り ジヘ 底 沈殿 る らい持 ジヘ ら 放射能 後 ほ ん 消える

ら 放射能 後 ほ ん 消える