KR20160073317A

KR20160073317A - 토양 등의 제염 방법 및 토양 등의 제염 시스템

Info

Publication number: KR20160073317A
Application number: KR1020150178809A
Authority: KR
Inventors: 히데오 요시다; 야스히로 스야마
Original assignee: 히데오 요시다; 모리타 미야타 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2014-12-16
Filing date: 2015-12-15
Publication date: 2016-06-24
Also published as: CN105689372A; US20160172064A1; JP2016114525A; JP6549372B2; TW201630646A; US20170162286A1; US9754692B2; EP3035341A1; TWI667055B; EP3035341B1; US9721689B2

Abstract

본 발명은, 예를 들면 방사성 물질에 오염된 논밭 등의 토양이나 물을 현지에서 확실하고 신속하게 제염하여 정밀한 제염과 제염의 능률 향상을 도모하는 동시에, 제염 후의 토양에 토양 활성제를 첨가하여 토양을 개량하고, 이것을 원래의 논밭에 신속하게 되돌려 농경의 재개를 촉진시키는 한편, 토양에 부착 내지 침착된 방사성 물질을 토양으로부터 정밀하게 분리·농축하여 오염 토양의 감용화와 방사성 물질의 안전한 처리를 도모하는 동시에, 방사성 세슘이나 트리튬의 제염을 실현하여 트리튬의 내부 피폭에 의한 불안을 불식시킬 뿐 아니라, 제염 장치의 합리적이고 안전한 폐기 처리를 실현할 수 있도록 한 토양 등의 제염 방법 및 토양 등의 제염 시스템을 제공하는 것을 과제로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 토양 등의 제염 방법은 방사성 물질로 오염된 제염(除染) 대상물을 용리 용매(49)에 도입하여 용출하고, 그 용리 용매(49)로부터 방사성 물질을 분리하며, 상기 제염 대상물은 오염 토양(17)과 오염수(4)를 포함하고, 이들 중 한쪽 또는 양쪽을 채취하여 용리 용매(49)에 도입하여, 상기 용리 용매(49)에 용출된 방사성 물질과 상기 제염 대상물을 고액 분리하고, 상기 방사성 물질을 제거한 고액 분리 후의 토양(17a)을 회수하는 동시에, 고액 분리 후의 용리 용매와 오염수를 포함하는 분리액(37)을 전해조(13)에 도입하여 전해하고, 상기 음극(31)에 방사성 물질 등의 금속 이온을 석출하는 토양 등의 제염 방법에 있어서, 전해에 의해 발생한 트리튬을 포함하는 수소를 전해조(13) 내부에서 포집하고, 상기 수소를 전해조(13)의 외부로 이동시켜서 트랩하는 것을 특징으로 한다.

Description

토양 등의 제염 방법 및 토양 등의 제염 시스템{Method for decontaminating soil and the like and system for decontaminating soil and the like}

본 발명은 예를 들면 방사성 물질에 오염된 논밭 등의 토양이나 물을 현지에서 확실하고 신속하게 제염하여 정밀한 제염과 제염의 능률 향상을 도모하는 동시에, 제염 후의 토양에 토양 활성제를 첨가하여 토양을 개량하고, 이것을 원래의 논밭에 신속하게 되돌려 농경의 재개를 촉진시키는 한편, 토양에 부착 내지 침착된 방사성 물질을 토양으로부터 정밀하게 분리·농축하여 오염 토양의 감용화와 방사성 물질의 안전한 처리를 도모하는 동시에, 방사성 세슘이나 트리튬의 제염을 실현하여 트리튬의 내부 피폭에 의한 불안을 불식시킬 뿐 아니라, 제염 장치의 합리적이고 안전한 폐기 처리를 실현할 수 있도록 한 토양 등의 제염 방법 및 토양 등의 제염 시스템에 관한 것이다.

2011년 3월에 발생한 동일본 대진재에 의한 도쿄전력 후쿠시마 제1 원자력발전소의 사고에 의해 유해한 방사성 물질이 광역으로 비산되어 도시나 논밭, 산림, 바다, 호소, 하천 등이 오염되고, 또한 사람이나 동식물에 방사성 물질이 부착 내지 침착되어 생명을 위험에 노출시키고, 농업이나 임업, 목축업, 어업 등의 각종 산업활동을 정지시키는 심대한 피해를 주었다.

이러한 산업활동의 부흥과 재개에는 생활환경 및 산업활동 영역으로부터 방사성 물질을 제거하는 것이 불가결하며, 특히 농업 종사자에게 있어서는 논밭의 토양의 제염은 매우 중요한 과제가 되어 있다.

그러나 논밭의 토양의 제염은 논밭이 광역으로 분포하고, 평지 외에 촌락이나 산간에 걸쳐 점재하기 때문에 이것을 인력으로 처리하기에는 다대한 시간과 노동력을 필요로 하여 능률적이지 못하며, 게다가 최근과 같은 농업 종사자의 고령화와 맞물려 매우 곤란하다.

이러한 토양의 오염 처리 내지 제염 처리에 대응하는 것으로서, 방사성 폐기물을 용매 중에 용해 후, 용매로부터 방사성 물질을 분리하고 할로겐화 방사성 폐기물을 제염하는 방법이 있어, 그때, 할로겐화물을 용매인 물에 용해시켜서 용액 중의 희토류원소를 침전시켜서 회수하고, 또한 용매로부터 비방사성 물질을 분리하는 수단으로서 용매를 증발시키거나 냉각하여 비방사성 물질을 석출 침전시키는 것이 있다(예를 들면 특허문헌 1 참조).

그러나 상기 제염 방법에 있어서 할로겐화물을 물에 용해시켜서 방사성 물질을 회수하는 방법은 회수율이 낮으며, 또한 용매를 증발시키거나 냉각하는 수법은 가열 장치나 냉각 설비를 필요로 하여 설비가 대규모이며 고가가 되는 문제가 있다.

또한 오염 토양의 제염 방법으로서 유해한 화학물질로 오염된 토양을 파내어 가열장치의 호퍼에 투입하고, 그 토양을 질소 세정하고 산소를 배제하면서 가열하여 토양 중의 오염물을 탈착하여 분리하는 것이 있다(예를 들면 특허문헌 2 참조).

그러나 이 제염 방법은 오염 토양을 격리된 제염 장치로 이동시키고 제염이 끝난 토양을 원래 위치로 되돌리는 경우도 이동에 수고와 시간이 걸리며, 또한 오염 토양은 표토(表土)뿐 아니라 깊은 굴삭을 필요로 하기 때문에 적당한 굴삭 설비를 필요로 하여 고가이며 대규모가 되고, 게다가 제염 장치는 질소 세정 장치나 가열 장치, 분리기 등을 필요로 하여 대규모이며 고가가 되는 등의 문제가 있었다.

또한 방사성 세슘으로 오염된 토양의 제염 방법으로서, 오염된 토양을 급수 탱크에 수용하고, 그 탱크에 고분압의 이산화탄소 가스를 불어넣어 수소 이온을 공급하여 토양 입자 표면의 세슘 이온을 액상 중에 추출 후, 이 용액을 대기에 개방된 분리조로 이동시켜 이산화탄소 가스를 대기로 방출하고, 액상의 pH를 상승시켜서 세슘 이외의 알칼리토류금속 등의 공존 이온을 탄산염 또는 수산화물에 석출·분리하여 액상 중에 잔존하는 세슘을 농축 분리하는 것이 있다(예를 들면 비특허문헌 1 참조).

그러나 상기 토양의 제염 방법은 급수 탱크의 상청의 액상을 분리조로 보내고 있기 때문에 이 액상 중에는 비중이 큰 세슘의 함유량은 적으며, 따라서 세슘의 농축 분리 효율이 나쁠 뿐 아니라 급수 탱크의 하부에 세슘이 체류되어 토양으로의 부착이나 침착을 조장하여 제염 효과가 매우 낮기 때문에, 제염 후의 토양의 사용을 도모하는 것이 곤란하여 실용적이지 못하다는 문제가 있었다.

또한 방사성 세슘으로 오염된 토양의 다른 제염 방법으로서, 오염된 토양을 반응조에 수용하여 물을 첨가하고, 그 반응조에 양극과 음극의 전극을 배치하고 그 전극에 전압을 인가하여 음극 측에 방사성 세슘 이온을 석출하고, 토양이나 다른 부착물을 양극 측에 침착시켜 오염 토양으로부터 방사성 세슘을 분리·수집함으로써, 오염물의 대폭적인 감용화를 도모하도록 한 것이 있다(예를 들면 비특허문헌 2 참조).

그러나 상기 토양의 제염 방법은 토양을 다른 부착물과 함께 반응조에 수용하기 때문에 고전압의 인가를 필요로 하여 전해 효율이 나쁠 뿐 아니라, 음극 측에 석출된 방사성 세슘 이온은 협잡물을 함유하여 분리 정밀도가 낮고, 또한 제염 후의 토양도 다른 부착물을 함유하고 있기 때문에 그의 분리 처리를 필요로 하여 시간이 걸려 신속한 사용을 도모할 수 없다는 문제가 있었다.

이러한 문제를 해결하는 것으로서, 출원인은 방사성 물질로 오염된 제염 대상물을 산성의 용리 용매에 도입하여 용출하고, 그 용리 용매로부터 방사성 물질을 농축하여 분리하는 토양 등의 제염 방법에 있어서, 상기 제염 대상물은 오염 토양과 오염수를 포함하며, 이들의 한쪽 또는 양쪽을 채취해서 용리 용매에 도입하여, 용리 용매에 용출된 방사성 물질과 상기 제염 대상물을 고액 분리하고, 용리 용매로부터 분리된 토양을 고액 분리하여 회수하고, 오염 토양의 감용화와 방사성 물질을 함유하지 않는 토양의 재사용과 농경의 재개를 도모하는 동시에 고액 분리된 방사성 물질을 용출한 용리 용매를 전기 분해하여 농축하고, 전극에 석출된 방사성 세슘 이온을 흡착제에 흡착하여 회수하고, 상기 방사성 세슘 이온을 흡착한 흡착제를 용기에 밀폐하여 수납하고, 그 용기를 적절하게 보관 설비에 보관하여 방사성 물질의 안전한 처리를 도모하도록 한 토양 등의 제염 방법 및 토양 등의 제염 시스템을 개발하고, 이것을 이미 제안하고 있다(예를 들면 특허문헌 3 참조).

그 이미 제안한 토양 등의 제염 방법은 영향이 큰 방사성 세슘의 제거를 의도하고 있었기 때문에 방사성 세슘 이외의 방사성 물질, 예를 들면 트리튬(³H) 내지 트리튬수(HTO⁶)의 제염을 의도하고 있지 않았다.

상기 트리튬은 질량수가 3인 수소의 방사성 동위체인 삼중수소로, 산소와 결합하여 트리튬수(HTO⁶)로서 물에 혼재하고 있어, 수권 중에 기상, 액상, 고상의 상태로 증기, 강수, 지하수, 하천수, 소호수, 해수, 음료수, 생물 중에 널리 확산되어 있다.

그러나 트리튬을 섭취해도 체내에서 균등하게 분포하여 생물적 반감기가 비교적 짧고(2.3년), 에너지도 낮은 것으로부터, 가장 독성이 적은 방사성 핵종의 하나로 생각되어, 생물에 대한 영향 면에서 일반적으로 경시되어 왔다.

상기 트리튬은 약한 베타선을 방사하지만, 그 방사선은 세포 내에서는 1 ㎛밖에 도달하지 않기 때문에 혈액으로서 전신을 돌고 있는 동안은 유전자 DNA를 거의 공격하지 않으나, 트리튬이 세포에 흡수되어 핵 중에 들어가면 DNA까지의 거리가 가까워지기 때문에 방사성 세슘과 동일하게 DNA를 공격하게 된다.

상기 DNA에는 다량의 수소가 존재하고 있고, 트리튬은 수소와 화학적 성질이 같기 때문에, 트리튬이 수소와 교체되어도 DNA는 정상적으로 작용한다.

그러나 트리튬이 방사선을 방사한 후에 헬륨(He)으로 변하면, 헬륨으로 변한 부분의 DNA가 무너져 유전자가 고장나고, 이 고장이 리스크가 되어 암의 발생율이 높아진다는 문제가 지적되고 있었다.

일본국 특허공개 평10-213697호 공보 일본국 특허공개 평5-192648호 공보 일본국 특허공개 제2014-41066호 공보

제1회 환경 방사능 제염 연구발표회 요지집 환경 방사능 제염학회 21페이지 「방사성 세슘 오염 토양을 탄산가스만으로 세정·수복하는 안전 안심의 가반형 장치의 구축」 쵸지 데츠지, 다카다 에이지, 다후 마사모토(도야마 고등전문학교), 하라 마사노리(도야마 대학) 제1회 환경 방사능 제염 연구발표회 요지집 환경 방사능 제염학회 92페이지 「전기분해를 이용한 방사성 물질 제염 기술의 제안」 우에다 유코, 와타나베 오사무, 도이다 에이모토, 혼다 가츠히사(에히메대학 농학부 환경 첨단기술센터)

본 발명은 이러한 문제를 해결하여, 예를 들면 방사성 물질에 오염된 논밭 등의 토양이나 물을 현지에서 확실하고 신속하게 제염하여 정밀한 제염과 제염의 능률 향상을 도모하는 동시에, 제염 후의 토양에 토양 활성제를 첨가하여 토양을 개량하고, 이것을 원래의 논밭에 신속하게 되돌려 농경의 재개를 촉진시키는 한편, 토양에 부착 내지 침착된 방사성 물질을 토양으로부터 정밀하게 분리·농축하여 오염 토양의 감용화와 방사성 물질의 안전한 처리를 도모하는 동시에, 방사성 세슘이나 트리튬의 제염을 실현하여 트리튬의 내부 피폭에 의한 불안을 불식시킬 뿐 아니라, 제염 장치의 합리적이고 안전한 폐기 처리를 실현할 수 있도록 한 토양 등의 제염 방법 및 토양 등의 제염 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

청구항 1의 발명은 방사성 물질로 오염된 제염(除染) 대상물을 용리 용매에 도입하여 용출하고, 그 용리 용매로부터 방사성 물질을 분리하며, 상기 제염 대상물은 오염 토양과 오염수를 포함하고, 이들 중 한쪽 또는 양쪽을 채취하여 용리 용매에 도입하여, 그 용리 용매에 용출된 방사성 물질과 상기 제염 대상물을 고액 분리하고, 고액 분리 후의 방사성 물질을 제거한 토양을 회수하는 동시에, 고액 분리 후의 용리 용매와 오염수를 포함하는 분리액을 전해조에 도입하여 전해하고, 방사성 물질을 포함하는 금속 이온을 음극에 석출하는 토양 등의 제염 방법에 있어서, 전해에 의해 발생한 트리튬을 포함하는 수소를 전해조 내부에서 포집하고, 그 수소를 전해조의 외부로 이동시켜서 트랩하여, 수소에 포함되는 트리튬의 제염을 실현하여 트리튬의 내부 피폭에 의한 불안을 불식시키도록 하고 있다.

청구항 2의 발명은 전해를 전해조를 밀폐해서 행하여 전해에 의해 발생한 수소를 확실하게 포집하도록 하고 있다.

청구항 3의 발명은 전해 시에 전해조 내에 체류하는 산소의 압력이 소정 값 이상에 도달했을 때 상기 산소를 전해조로부터 배출하여 전해의 안전을 확보하도록 하고 있다.

청구항 4의 발명은 음극의 주위에 그 음극으로부터 통전되는 하나 또는 복수의 석출 부재를 배치하고, 상기 음극과 석출 부재에 방사성 물질 등의 금속 이온을 석출하여, 분리액 중의 방사성 세슘이나 다른 방사성 물질, 중금속 등의 금속 이온을 정밀하게 제거하여 제염할 수 있도록 하고 있다.

청구항 5의 발명은 분리액을 전해조에 도입 전에 흡착 필터에 도입하여, 그 필터에 의해 방사성 물질 등의 금속 이온을 흡착하고, 흡착 필터와 전해조로 나누어 방사성 물질 등의 금속 이온을 합리적으로 흡착하여, 전해조의 전해 시간의 향상을 도모하도록 하고 있다.

청구항 6의 발명은 수소를 가스 봄베에 충전하여 보관해서 수소에 포함되는 트리튬의 누설을 저지하여 안전하게 보관하도록 하고 있다.

청구항 7의 발명은 사용이 끝난 전해조의 내부에 음극과 석출 부재, 그들에 석출된 방사성 물질 등의 금속 이온, 수소를 포집하는 포집 용기, 분리액의 잔액 및 흡착 필터를 남겨 두어 보관하고, 이들을 개개로 보관하는 불합리를 해소하여 합리적이고 안전하며 용이하고 저렴하게 보관하도록 하고 있다.

청구항 8의 발명은 상기 오염수에 트리튬수가 혼재하여 트리튬수를 포함하는 오염수 내지 분리액을 전해하여 발생하는 수소를 포집함으로써, 트리튬수에 포함되는 트리튬을 제거하여 제염하도록 하고 있다.

청구항 9의 발명은 방사성 물질에 방사성 세슘과 트리튬이 포함되어, 반응성이 강하고 반감기가 비교적 장기인 방사성 세슘에서, 반감기가 비교적 짧고 가장 독성이 적은 방사성 핵종의 하나로 생각되어 경시되어 온 트리튬을 제염 대상으로 하여, 각종 방사성 물질을 제염할 수 있도록 하고 있다.

청구항 10의 발명은 방사성 물질로 오염된 제염 대상물과 용리 용매를 수용하여 그 용리 용매에 방사성 물질을 용출 가능한 분리조, 용리 용매에 용출된 방사성 물질과 상기 제염 대상물을 고액 분리 가능한 고액 분리 필터 및 고액 분리 후의 용리 용매와 오염수를 포함하는 분리액을 수용하여 전해 가능한 전해조를 구비하고, 상기 제염 대상물은 오염 토양과 오염수를 포함하며, 방사성 물질을 제거한 고액 분리 후의 토양을 회수 가능하게 하는 동시에, 방사성 물질을 포함하는 금속 이온을 음극에 석출 가능하게 한 토양 등의 제염 시스템에 있어서, 상기 전해조 내에 수소를 포집 가능한 포집 용기를 설치하여, 전해에 의해 발생한 트리튬을 포함하는 수소를 상기 포집 용기에 포집하고, 그 수소를 전해조의 외부로 이동시켜서 트랩 가능하게 하여, 수소에 포함되는 트리튬의 제염을 실현하여 트리튬의 내부 피폭에 의한 불안을 불식시키도록 하고 있다.

청구항 11의 발명은 전해조는 중공의 밀폐 용기를 구비하고, 그 용기의 중앙부에 음극을 배치하는 동시에 그 밀폐 용기에 정전위를 인가하여 양극으로 해서, 밀폐 용기 내에서의 전해를 실현하는 동시에 발생한 수소의 누설을 방지하여 안전하게 전해할 수 있도록 하고 있다.

청구항 12의 발명은 전해조 내의 포집 용기보다 위쪽 공간에 안전 밸브를 배치하여, 전해조 내에 체류하는 산소의 압력이 소정 값 이상에 도달했을 때 상기 산소를 전해조로부터 배출 가능하게 해서 전해의 안전을 도모하고 있다.

청구항 13의 발명은 포집 용기보다 아래쪽에 상기 음극을 둘러싸고 하나 또는 복수의 석출 부재를 배치하여, 상기 음극과 석출 부재에 방사성 물질 등의 금속 이온을 석출 가능하게 하여, 방사성 물질 등의 금속 이온의 석출을 정밀하고 능률적으로 행하도록 하고 있다.

청구항 14의 발명은 트랩관의 일단을 포집 용기 내에 배치하고, 타단을 수소가스 충전장치에 배치하며, 그 수소가스 충전장치는 포집 용기 내의 수소를 흡인 가능한 흡인 펌프와 상기 수소를 가스 봄베에 압입(壓入) 가능하게 한 충전장치를 구비하여, 포집 용기로부터 수소를 흡인하여 가스 봄베에 안전하게 충전하도록 하고 있다.

청구항 15의 발명은 전해조 내에 분리액 중의 방사성 물질 등의 금속 이온을 흡착 가능한 흡착 필터를 배치하여, 전해조와 함께 방사성 물질 등의 금속 이온을 합리적으로 흡착하는 동시에 사용이 끝난 전해조의 보관을 용이하게 행할 수 있도록 하고 있다.

청구항 16의 발명은 밀폐 용기 내의 바닥부를 절연 피복해서 밀폐 용기 내의 바닥부로부터의 산소 발생을 저지하여 안전하게 수소를 포집할 수 있도록 하고 있다.

청구항 17의 발명은 제염 대상물의 채취지로 이동 가능한 제염 차량을 설치하고, 그 차량에 상기 분리조와 전해조, 고액 분리 필터와 용리 용매를 생성 가능한 이산화탄소 가스 봄베, 및 급수 탱크와 수소가스 충전장치를 탑재하여, 제염 대상물의 채취지에서 트리튬을 포함하는 방사성 물질의 제염을 유기적이고 합리적으로 행하도록 하고 있다.

청구항 1의 발명은 전해에 의해 발생한 트리튬을 포함하는 수소를 전해조 내부에서 포집하고, 그 수소를 전해조의 외부로 이동시켜서 트랩하기 때문에, 수소에 포함되는 트리튬의 제염을 실현하여 트리튬의 내부 피폭에 의한 불안을 불식시킬 수 있다.

청구항 2의 발명은 전해를 전해조를 밀폐해서 행하기 때문에, 전해에 의해 발생한 수소를 확실하게 포집할 수 있다.

청구항 3의 발명은 전해 시에 전해조 내에 체류하는 산소의 압력이 소정 값 이상에 도달했을 때 상기 산소를 전해조로부터 배출하기 때문에, 전해의 안전을 확보할 수 있다.

청구항 4의 발명은 음극의 주위에 그 음극으로부터 통전되는 하나 또는 복수의 석출 부재를 배치하고, 상기 음극과 석출 부재에 방사성 물질 등의 금속 이온을 석출하기 때문에, 분리액 중의 방사성 세슘이나 다른 방사성 물질, 중금속 등의 금속 이온을 정밀하게 제거하여 제염할 수 있다.

청구항 5의 발명은 분리액을 전해조에 도입 전에 흡착 필터에 도입하여, 그 필터에 의해 방사성 물질 등의 금속 이온을 흡착하기 때문에, 흡착 필터와 전해조로 나누어 방사성 물질 등의 금속 이온을 합리적으로 흡착하여, 전해조의 전해 시간의 향상을 도모할 수 있다.

청구항 6의 발명은 수소를 가스 봄베에 충전하여 보관하기 때문에, 수소에 포함되는 트리튬의 누설을 저지하여 안전하게 보관할 수 있다.

청구항 7의 발명은 사용이 끝난 전해조의 내부에 음극과 석출 부재, 그들에 석출된 방사성 물질 등의 금속 이온, 수소를 포집하는 포집 용기, 분리액의 잔액 및 흡착 필터를 남겨 두어 보관하기 때문에, 이들을 개개로 보관하는 불합리를 해소하여 합리적이고 안전하며 용이하고 저렴하게 보관할 수 있다.

청구항 8의 발명은 상기 오염수에 트리튬수가 혼재하기 때문에, 트리튬수를 포함하는 오염수 내지 분리액을 전해하여 발생하는 수소를 포집함으로써, 트리튬수에 포함되는 트리튬을 제거하여 제염할 수 있다.

청구항 9의 발명은 방사성 물질에 방사성 세슘과 트리튬이 포함되기 때문에, 반응성이 강하고 반감기가 비교적 장기인 방사성 세슘에서, 반감기가 비교적 짧고 가장 독성이 적은 방사성 핵종의 하나로 생각되어 경시되어 온 트리튬을 제염 대상으로 하여, 각종 방사성 물질을 제염할 수 있다.

청구항 10의 발명은 전해조 내에 수소를 포집 가능한 포집 용기를 설치하여, 전해에 의해 발생한 트리튬을 포함하는 수소를 상기 포집 용기에 포집하고, 그 수소를 전해조의 외부로 이동시켜서 트랩 가능하게 했기 때문에, 수소에 포함되는 트리튬의 제염을 실현하여 트리튬의 내부 피폭에 의한 불안을 불식시킬 수 있다.

청구항 11의 발명은 전해조는 중공의 밀폐 용기를 구비하고, 그 용기의 중앙부에 음극을 배치하는 동시에 그 밀폐 용기에 정전위를 인가하여 양극으로 했기 때문에, 밀폐 용기 내에서의 전해를 실현하는 동시에 발생한 수소의 누설을 방지하여 안전하게 전해할 수 있다.

청구항 12의 발명은 전해조 내의 포집 용기보다 위쪽 공간에 안전 밸브를 배치하여, 전해조 내에 체류하는 산소의 압력이 소정 값 이상에 도달했을 때 상기 산소를 전해조로부터 배출 가능하게 했기 때문에, 전해의 안전을 도모할 수 있다.

청구항 13의 발명은 포집 용기보다 아래쪽에 상기 음극을 둘러싸고 하나 또는 복수의 석출 부재를 배치하여, 상기 음극과 석출 부재에 방사성 물질 등의 금속 이온을 석출 가능하게 했기 때문에, 방사성 물질 등의 금속 이온의 석출을 정밀하고 능률적으로 행할 수 있다.

청구항 14의 발명은 트랩관의 일단을 포집 용기 내에 배치하고, 타단을 수소가스 충전장치에 배치하며, 그 수소가스 충전장치는 포집 용기 내의 수소를 흡인 가능한 흡인 펌프와 상기 수소를 가스 봄베에 압입 가능하게 한 충전장치를 구비했기 때문에, 포집 용기로부터 수소를 흡인하여 가스 봄베에 안전하게 충전할 수 있다.

청구항 15의 발명은 전해조 내에 분리액 중의 방사성 물질 등의 금속 이온을 흡착 가능한 흡착 필터를 배치했기 때문에, 전해조와 함께 방사성 물질 등의 금속 이온을 합리적으로 흡착하는 동시에 사용이 끝난 전해조의 보관을 용이하게 행할 수 있다.

청구항 16의 발명은 밀폐 용기 내의 바닥부를 절연 피복했기 때문에, 밀폐 용기 내의 바닥부로부터의 산소 발생을 저지하여 안전하게 수소를 포집할 수 있다.

청구항 17의 발명은 제염 대상물의 채취지로 이동 가능한 제염 차량을 설치하고, 그 차량에 상기 분리조와 전해조, 고액 분리 필터와 용리 용매를 생성 가능한 이산화탄소 가스 봄베, 및 급수 탱크와 수소가스 충전장치를 탑재했기 때문에, 제염 대상물의 채취지에서 트리튬을 포함하는 방사성 물질의 제염을 유기적이고 합리적으로 행할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제염 설비를 탑재한 제염 차량에 의한 제염 작업 상황을 나타내는 정면도이다.
도 2는 도 1의 제염 차량을 확대하여 나타내는 정면도이다.
도 3은 도 2의 평면도이다.
도 4 (a)~(h)는 본 발명에 의한 토양의 제염 작업 순서를 나타내는 설명도이다.
도 5는 본 발명에 의한 토양의 제염 작업 상황을 나타내는 설명도로, 오염된 토양과 오염수의 분리조 도입 전의 상황을 나타내고 있다.
도 6은 본 발명에 의한 제염 작업 상황을 나타내는 설명도로, 탄산수를 제작한 분리조로 오염된 토양을 도입하고, 방사성 세슘을 용출시켜 분리하고 있는 상황을 나타내고 있다.
도 7은 본 발명에 의한 제염 작업 상황을 나타내는 설명도로, 분리조에서 방사성 세슘을 분리하고, 탄산수와 오염 토양을 고액 분리 필터와 전해조로 도입하고 있는 상황을 나타내고 있다.
도 8은 본 발명에 의한 제염 작업 상황을 나타내는 설명도로, 전해조에서 분리액을 전해하여 방사성 세슘 이온 등의 금속 이온을 음극에 석출하고, 트리튬을 포함하는 수소를 포집하여 트랩하고 있는 상황을 나타내고 있다.
도 9는 본 발명에 의한 제염 작업 상황을 나타내는 설명도로, 제염 토양을 회수하고, 수소를 가스 봄베에 충전하고 있는 상황을 나타내고 있다.
도 10은 본 발명에 의한 제염 작업 상황을 나타내는 설명도로, 분리액의 전해 후, 청정하게 조제하여 분리조로 반환하고 있는 상황을 나타내고 있다.
도 11은 본 발명에 의한 사용이 끝난 전해조의 보관 상황을 나타내고 있다.
도 12는 본 발명에 의한 사용이 끝난 전해조의 보관 상황을 확대해서 나타내고 있다.
도 13은 본 발명에 의한 수소를 충전한 가스 봄베의 보관 상황을 나타내고 있다.

아래에 본 발명을 논밭, 수전, 습지대 등의 토양 및 오염수의 제염에 적용한 도시하는 실시형태에 대해서 설명하자면, 도 1 내지 도 13에 있어서 1은 방사성 물질로 오염된 제염 대상지로, 이것에는 일정 습기를 갖거나 또는 건조되어 경화된 오염 토양인 표토(2)를 갖는 논밭(3)과, 표토(2)를 오염수(4)에 침지한 수전(5)이나 다량의 물을 함유하는 습지대 등을 포함하여, 본 발명은 이 양자의 제염에 대응 가능하게 하고 있다. 도면 중 6은 논밭(3)의 표토(2)에 난 잡초, 7은 오염수(4) 중의 표토(2)에 난 벼나 잡초이다.

상기 제염 대상지(1)에 근접하는 농로(8) 또는 공터에 제염 차량(9)을 정차하고, 그 제염 탱크로부터 흡입 호스(11)를 풀어내고, 그 호스(11)의 선단으로부터 소정의 오염 토양 또는 트리튬수(HTO⁶)가 혼재된 오염수(4)를 흡인하여 채취하고 있다. 도면 중, d는 논밭(3)의 표토(2)의 흡인 내지 채취대로, 방사성 물질인 세슘의 침투 깊이에 상당하며, 실시형태에서는 5 ㎝ 이상의 표토(2)를 채취하고 있다.

상기 제염 차량(9)은 종래의 바큠카를 개량해서 구성되고, 그 차체에 분리조(10)와 급수 탱크(12), 전해조(13)와 이산화탄소를 소정 압으로 충전한 가스 봄베(14), 고체, 액체 및 기체를 흡입 가능한 흡입 펌프(15)를 탑재하고 있다.

이 중, 분리조(10)는 뚜껑을 열 수 있는 상자형의 용기로 구성되고, 그 뚜껑의 상부에 흡입 호스(11)를 권회(捲回) 가능한 원통 형상의 릴(16)이 회동 가능하게 설치되며, 그 릴(16)은 리코일 스프링(도시 생략)을 매개로 도 3 상에서 반시계 방향으로 회동 가능하게 힘이 가해져 그 둘레면에 흡입 호스(11)를 권회 가능하게 하고 있다.

그리고 오염 토양(17)의 흡인 시에 흡입 호스(11)를 바깥쪽으로 꺼내고 그 인장력에 의해 릴(16)을 도 3 상에서 시계 방향으로 회동하여 흡입 호스(11)를 풀어낼 수 있게 하고 있다.

상기 흡입 호스(11)의 일단은 분리조(10)의 내부에 연통하여 그 선단부에서 흡인한 오염 토양(17) 또는 오염수(4)를 분리조(10) 내에 도입 가능하게 하고 있다. 상기 흡입 호스(11)의 기단부(基端部)에 개폐 밸브(18)가 설치되고 타단부에 이물질 빨아들임 방지용 필터(19)가 설치되어 있다.

도면 중 20은 릴(16)의 바깥쪽에 동심원 상에 배치한 원통 형상의 호스 가이드로, 그 접선부에 호스 삽통구멍(21)이 형성되어 있다. 22는 분리조(10)의 후단부에 설치한 호스 클램프, 23은 바닥이 있는 호스 받이이다.

상기 급수 탱크(12)는 뚜껑을 열 수 있는 상자형의 용기로 구성되어 상기 분리조(10)에 인접하게 배치되어 있고, 그 내부에 청정한 물(24)이 수용되어, 그 물(24)을 상기 분리조(10)와 전해조(13)에 정량 공급 가능하게 하고 있다. 이 경우, 급수 탱크(12)의 둘레면에 히터를 설치하여 물(24)의 동결 방지를 도모하는 것이 바람직하다.

상기 급수 탱크(12)의 바닥부에 개폐 밸브(25, 26)가 설치되고, 이들에 급수관(27, 28)의 일단이 접속되며 이 중 급수관(27)의 타단이 분리조(10) 내의 상부에 배관되고, 또한 급수관(28)의 타단이 전해조(13)의 바닥부에 설치한 개폐 밸브(29)에 접속되어 있다.

상기 전해조(13)는 스테인리스 강판제의 원통 형상의 밀폐 용기(30)를 구비하고, 그 용적을 약 1.8 L로 구성해서, 그 표면에 납을 피복하여 방사선을 차폐 가능하게 하고 있어, 차체나 인접 부재에 대해 절연 가능하게 설치되어 있다.

또한 밀폐 용기(30) 내의 바닥면에 절연 피복(30a)이 설치되어 당해 부분으로부터의 산소 발생을 저지하고 있다. 이때 절연 피복(30a)을 제외한 측벽 내면으로부터 발생하는 산소는 측벽 내면을 따라 위로 이동하여 밀폐 용기(30) 내 상부의 포집 용기(35) 위쪽 공간에 체류 가능하게 되어 있다.

또한 전해조(13)의 외주부에 히터(도시 생략)를 장착하여 가열 가능하게 하고, 세슘 이온, 중금속 이온 등의 전기영동을 촉진하는 것이 바람직하다.

상기 밀폐 용기(30)의 중앙에 막대 형상의 음극(31)이 관통하여 수직으로 배치되고, 그 음극(31)과 양극인 밀폐 용기(30)에 리드선(32)이 배선되며, 그 리드선(32)에 DC 전원(33)과 스위치(34)가 접속되어 있다.

상기 음극(31)의 하단부는 밀폐 용기(30)의 바닥부 바로 위에 배치되고, 그 밀폐 용기(30) 내의 음극(31)의 중고(中高) 위치에 수소가스를 포집하는 원통 형상의 포집 용기(35)를 배치하고 있다. 상기 포집 용기(35)는 일단을 개구한 바닥이 깊은 원통 형상의 용기로 형성되고, 그 개구부를 하향으로 하여 배치되어 있다.

상기 포집 용기(35)의 내측 아래쪽에 하나 또는 복수의 석출 부재(36)가 음극(31)을 둘러싸고 서로 근접하게 배치되고, 또한 이들의 석출 부재(36)가 음극(31)에 전기적으로 접속되어 배치되어 있다.

실시형태의 석출 부재(36)는 철망제의 드럼이나 금속판, 금속막대 등에 의해 구성되고, 전해 시에는 후술하는 고액 분리 필터로부터 송입되는 분리액(37) 중에 가라앉을 수 있게 되어 있다.

상기 가스 봄베(14)는 급수 탱크(12)와 전해조(13)로 구획된 빈 공간에 입설(立設)하여 배치되고, 그 상단부에 개폐 밸브(44)를 설치하며, 그 개폐 밸브(44)에 가스 도관(45)을 접속하고, 그 가스 도관(45)의 타단을 분리조(10)의 바닥부에 설치한 개폐 밸브(46)에 접속되어 있다.

또한 상기 가스 도관(45)의 상류부에 삼방 밸브(47)를 사이에 끼워, 그 삼방 밸브(47)에 가스 도관(48)의 일단을 접속하고, 그 타단을 전해조(13)의 하부 둘레면에 접속하여, 이산화탄소를 보급 가능하게 하고 있다.

상기 포집 용기(35) 내의 상부에서 분리액(37)의 액면 상에 트랩관(38)의 일단이 배치되고, 그 관(38)의 타단이 포집 용기(35)와 밀폐 용기(30)를 관통하여 외부의 수소가스 충전장치(39)에 접속되어 있다.

상기 수소가스 충전장치(39)는 흡인 펌프(40)와 수소가스를 충전 가능한 가스 봄베(41)를 구비하고, 그 봄베(41)의 입구부에 트랩관(38)의 단부를 착탈하여, 평상시에는 닫을 수 있는 개폐 밸브(도시 생략)를 구비하고 있다.

도면 중, 42는 밀폐 용기(30) 내의 상부에 설치한 제올라이트 등의 흡착 필터로, 후술하는 고액 분리 필터로부터 도입되는 분리액(37) 중의 방사성 물질, 중금속 등을 흡착 가능하게 하고 있다. 43은 밀폐 용기(30) 내의 분리액(37)의 산성 농도를 측정 가능한 pH 센서이다.

상기 분리조(10)는 급수 후 가스 봄베(14)로부터 가스 도관(45)을 매개로 이산화탄소를 공급 가능하게 되어, 이 이산화탄소에 의해 방사성 세슘의 용리 용매로서 소정 산성 농도의 탄산수(H₂CO₃)(49)를 제작 가능하게 하고 있다.

실시형태에서는 분리조(10)의 탄산수(49)의 산성 농도를 pH 3~7로 설정하여 전해조(13)의 전해액으로서 사용하고 있다. 도면 중, 50은 분리조(10)의 바닥부에 설치한 교반용 팬이다.

상기 분리조(10)의 바닥부에 개폐 밸브(51)가 설치되고, 그 개폐 밸브(51)에 고액 도관(52)의 일단이 접속되며, 그 도관(52)의 타단이 세로로 긴 통형상의 고액 분리 필터(53)에 접속되어 있다.

상기 고액 분리 필터(53)는 수직으로 배치되고, 그 내부에 회전통(도시 생략)을 구비하며, 이 회전통의 내부에 원심 분리기(도시 생략)를 설치하고 있다.

그리고 상기 분리조(10)로부터 도입되는 고액 성분 중, 그들의 비중 차에 의해 무거운 토양(17)을 회전통의 외측으로 이동시키고, 방사성 세슘 이온이나 트리튬수가 혼재하는 탄산수(49)를 회전통의 내측으로 이동시켜서 이들을 고액 분리 가능하게 하고, 방사성 물질과 탄산수로부터 분리된 토양(17a)을 상기 분리 필터(53) 내의 아래쪽에 침강 퇴적시켜서 외부로부터 회수 가능하게 하는 한편, 방사성 세슘, 스트론튬, 중금속 등이 혼재하는 분리액(37)을 전해조(13)로 송출 가능하게 하고 있다.

상기 고액 분리 필터(53)의 하부에 배출관(54)이 아래쪽으로 돌출 설치되고, 그 관(54)에 배출 밸브(55)가 개폐 가능하게 설치되며, 그 배출 밸브(55)의 열림 밸브를 매개로 상기 토양(17a)을 회수 가능하게 하고 있다.

따라서, 고액 도관(52)에 복수의 고액 분리 필터(53)를 배치하면, 토양(17a)과 방사성 세슘 이온이나 트리튬수를 포함하는 탄산수(49)를 고정밀도로 능률적으로 분리할 수 있다.

상기 고액 분리 필터(53) 상단부의 중앙에 분리액 도관(56)의 일단이 접속되고, 그 타단부가 개폐 밸브(57)를 매개로 상기 흡착 필터(42)에 접속되며, 그 관단부를 밀폐 용기(30) 내의 바닥부에 배치하고 있다.

그리고 전해조(13)의 음극(31)과 다수의 석출 부재(36)에 방사성 세슘이나 스트론튬, 중금속 등의 금속 이온을 석출하고, 또한 전해에 의해 발생한 수소를 포집 용기(35)에 포집 후, 상기 원심 분리기를 정지하여 전해조(13) 내의 방사성 물질을 포함하지 않는 청정한 탄산수(49)를 리턴 파이프(도시 생략)를 매개로 분리조(10)로 반환 가능하게 하고 있다.

한편, 상기 흡입 펌프(15)에 한쌍의 루프 도관(58, 59)이 접속되고, 그 루프 도관(58, 59)의 타단에 사방 밸브(60)가 접속되며, 그 사방 밸브(60)의 2개의 포트에 일단을 대기로 개구한 통기관(61)과 일단을 분리조(10) 내에 배관된 연통관(62)이 접속되어 있다.

상기 사방 밸브(60)는 전환 레버(63)에 의해 배관 포트를 전환 가능하게 되고, 그 전환 위치는 중립 위치와 배출 위치 및 흡입 위치로 설정되며, 평상시에는 중립 위치로 설정되어 있어 사방 밸브(60)에 접속된 통기관(61)과 연통관(62)의 도전과, 분리조(10)에 배관된 흡입 호스(11)의 흡입 및 배출 작동을 제어 가능하게 하고 있다.

상기 오염 토양(17)을 채취하여 분리조(10)로 도입하는 경우는, 흡입 펌프(15)를 구동하고 도 6과 같이 전환 레버(63)를 중립 위치에서 흡입 위치로 전환하여, 루프 도관(58, 59)을 연통관(62)에 연통하여 분리조(10) 내를 음압으로 하고, 흡입 호스(11)의 선단부로부터 오염 토양(17)을 흡입하고, 이것을 분리조(10)로 도입하여 탄산수(49) 중에 침지하도록 하고 있다.

그리고 상기 분리조(10)에 도입한 오염 토양(17)을 탄산수(49)에 의해 디프로톤산 세정하고, 방사성 세슘 이온, 스트론튬, 중금속 등의 금속 이온을 전리하여, 이들을 오염 토양(17) 및 탄산수(49) 등과 함께 고액 분리 필터(53) 내지 전해조(13)로 송출 가능하게 하고 있다.

이때 흡입 펌프(15)를 구동하고 도 7과 같이 전환 레버(63)를 흡입 위치에서 배출 위치로 전환하여, 루프 도관(58, 59)과 통기관(61)을 연통관(62)에 연통하며, 개폐 밸브(18, 46)를 닫는 동시에 개폐 밸브(51, 57)를 열어 통기관(61)으로부터 대기를 흡입하고, 이것을 루프 도관(58, 59)으로부터 연통관(62)으로 송출하여 분리조(10) 내를 가압하도록 하고 있다.

그리고 분리조(10) 내의 분리 후의 토양(17)과 방사성 세슘 이온, 스트론튬, 중금속 등의 금속 이온과, 탄산수(49) 등이 혼재하는 슬러리를 고액 도관(52)으로 송출하여, 그 도관(52)으로부터 고액 분리 필터(53)로 도입하여 상기 슬러리를 고액 분리하고, 분리 후의 방사성 물질, 중금속 등의 금속 이온, 탄산수(49) 등을 포함하는 분리액(37)을 전해조(13)로 송출하도록 하고 있다.

이때 상기 분리액(37)은 전해조(13)의 도입 전에 흡착 필터(42)에 도입되어, 그 필터(42)에서 분리액(37) 중의 방사성 물질, 중금속 등의 금속 이온을 흡착하고, 그 필터(42)를 통과한 후의 분리액(37)을 전해조(13)로 도입하여 전해를 실행하도록 하고 있다.

상기 전해조(13)의 전해는 도 8과 같이 스위치(34)를 ON으로 해서 음극(31)과 양극인 밀폐 용기(30)를 통전하여, 음극(31)에 수소를 발생시키고, 양극인 밀폐 용기(30)에 산소를 발생시키도록 하고 있다.

상기 수소에는 트리튬이 미량 존재하여 이 트리튬을 포함하는 수소의 기포를 음극(31) 및 석출 부재(36)를 따라 부상시켜서, 상기 기포가 분리액(37)의 액면에 도달했을 때 포집 용기(35)에 포집하도록 하고 있다.

그리고 포집한 트리튬을 포함하는 수소를 흡인 펌프(40)를 구동하여 흡인하고, 이것을 트랩관(38)으로 도입해서 가스 봄베(41)에 주입하여, 그 가스 봄베(41)에 대기압 정도로 충전하도록 하고 있다.

한편, 밀폐 용기(30) 내의 측면으로부터 산소가 발생하고, 그 기포가 측벽을 따라 상승하여 밀폐 용기(30) 내 상부의 포집 용기(35)의 위쪽 공간으로 이동해서 체류한다. 이 경우, 밀폐 용기(30) 내의 바닥면은 절연 피복(30a)이 형성되어 있기 때문에 당해 부분으로부터 산소는 발생하지 않는다.

상기 밀폐 용기(30) 내의 상부에 안전 밸브(72)가 장착되어, 그 안전 밸브(72)는 평상시에는 닫고, 밀폐 용기(30) 내에 소정 압 이상의 산소가 체류되었을 때 밸브를 열어 상기 산소를 배출관(73)을 매개로 외부로 방출 가능하게 하고 있다.

또한 상기 전해 중, 흡착 필터(42)를 통과하여 잔류된 방사성 물질, 중금속 등의 금속 이온을 분리액(37) 중에 전기영동시키고, 이것을 음극(31)과, 음극(31)과 동 전위로 인가한 석출 부재(36)에 석출시키도록 하고 있다.

이와 같이 밀폐 용기(30) 내의 분리액(37)을 전해하여 방사성 물질, 중금속 등의 금속 이온을 음극(31)이나 석출 부재(36)에 석출하는 한편, 트리튬을 포함하는 수소를 가스 봄베(41)에 충전하고, 분리액(37)으로부터 방사성 물질을 포함하는 금속 이온과 수소가스를 제거하여, 탄산수(49)를 포함하는 청정한 물로 조정하도록 하고 있다.

상기 청정하게 한 탄산수(49)를 포함하는 분리액(37)은 분리조(10)로 되돌려서 활용하도록 하며, 그 경우는 도 10과 같이 흡입 펌프(15)를 구동하고 전환 레버(63)를 배출 위치에서 흡입 위치로 전환하여, 개폐 밸브(18, 46)를 닫는 동시에 개폐 밸브(51, 57)를 열어 분리조(10) 내의 탄산수(49)를 포함하는 흙탕물을 연통관(62)을 매개로 흡출하여 분리조(10) 내를 부압으로 형성하는 한편, 전해조(13) 내의 청정한 분리액(37)을 분리액 도관(56)에서 흡출하여 이것을 고액 도관(52)에 도입해서 분리조(10)로 도입하도록 하고 있다.

한편, 회수한 제염 후의 토양(17a)은 햇볕 건조 또는 가열하여 건조하고, 건조 후에 토양 활성제(65)를 소정량 첨가해서 혼합하고, 채취한 토양(17)을 제염하여 개질하도록 하고 있다.

상기 토양 활성제(65)로서 퇴비 등의 유기 비료, 균근균, 또는 질소, 인, 칼륨을 포함하는 각종 화학 비료가 포함되고, 개질한 토양(17)을 채취한 원래의 논밭으로 되돌리도록 하여 오염 토양(17)의 감용화를 도모하고 있다. 도면 중, 64는 분리조(10) 내의 탄산수(49)의 산성 농도를 측정 가능한 pH 센서, 66은 제염 작업자이다.

실시형태에서는 상기 토양 활성제(65)로서 소화기의 미사용 기간 경과 후의 제1인산암모늄 또는 황산암모늄을 함유하는 분말상의 소화제를 사용하여 그의 유효한 이용을 도모하고 있다.

한편, 전해조(13)의 음극(31)이나 석출 부재(36)에는 전해에 의해 소정량의 방사성 물질이 축적되기 때문에, 분리액(37)의 전해 처리량을 기준으로 사용이 끝난 전해조(13)의 폐기와 교환을 필요로 한다.

이 중, 사용이 끝난 전해조(13)의 폐기는 개폐 밸브(57)를 밀폐 용기(30)로부터 떼어 내고, 분리액 도관(56)을 중간부에서 절단하여 고액 분리 필터(53)와 분단한다.

이때 흡착 필터(42)도 마찬가지로 폐기와 교환을 필요로 하나, 흡착 필터(42)는 밀폐 용기(30) 내에 배치되어 있기 때문에 전해조(13)와 동 시기에 폐기하고 교환한다.

또한 리드선(32)을 절단하여 전극(33)이나 스위치(34)와 함께 재이용을 도모하고, pH 센서(43)도 마찬가지로 재이용을 도모하도록 하고 있다.

또한 트랩관(38)의 중간부를 절단하여 흡인 펌프(40)와 그 토출관의 재이용을 도모하는 동시에, 급수관(28)의 단부를 절단하여 개폐 밸브(29, 26)와 급수관(28)의 잔부의 재이용을 도모하도록 하고 있다.

이와 같이 하여 사용이 끝난 전해조(13)의 주변 부재를 떼어 내어 원통 형상으로 형성하고, 그 밀폐 용기(30)의 내부에 음극(31)과 다수의 석출 부재(36), 이들에 석출된 방사성 물질을 포함하는 금속 이온, 포집 용기(35)와 분리액(37)의 잔액, 흡착 필터(42), 안전 밸브(72)를 남겨 두고, 전해조(13)를 세워 놓은 자세로 포개어 쌓고, 이것을 콘크리트제의 안전한 보관 설비(67)에 보관하도록 하고 있다. 이 상황은 도 11 및 도 12와 같다.

한편, 사용이 끝난 전해조(13)를 철거 후, 신규의 전해조(13)를 제염 차량(9)의 동 위치에 절연 처리하여 설치하고, 고액 분리 필터(53)에 일단을 접속한 분리액 도관(56)의 타단을 개폐 밸브(57)에 접속하며, 또한 트랩관(38)의 일단을 밀폐 용기(30) 내에 장착하고, 그 타단을 흡인 펌프(40)에 접속하여 그 토출관을 신규한 가스 봄베(41)에 꽂는다.

또한 음극(31)의 상단부에 리드선(32)을 접속하고, 그 타단을 밀폐 용기(30)에 접속하며, pH 센서(43)를 밀폐 용기(30)에 장착하여 교환하도록 하고 있다.

또한 수소가스를 충전한 가스 봄베(41)를 보관하는 경우는, 상기 보관 설비(67)와 동일한 보관 설비(69)를 설치하여, 그 설비(69) 내에 가스 봄베(41)를 도 13과 같이 옆으로 쌓은 상태로 보관하도록 하고 있다. 이 경우, 가스 봄베(41)의 입구부에 평상시에는 닫을 수 있는 밸브(도시 생략)가 설치되어 충전한 수소가스의 누설을 방지하고 있다.

이외에 도면 중, 70, 71은 제염 차량(9)의 차체 하부에 설치한 급수관(27, 28)용 급수 펌프이다.

이와 같이 구성한 토양 등의 제염 방법 및 토양 등의 제염 시스템은 제염 차량(9)을 필요로 하며, 그 제염 차량(9)은 종래의 바큠카를 개량하고, 그 차체에 분리조(10)와 급수 탱크(12), 전해조(13)와 이산화탄소를 충전한 가스 봄베(14), 토양이나 초목, 논밭의 체류수 등을 흡인 가능한 흡입 펌프(15)와, 고액 분리 필터(53), 토양 활성제(65), 흡착 필터(42) 등을 탑재하고 있다. 이 상황은 도 2, 3과 같다.

이 중 분리조(10)는 뚜껑을 열 수 있는 상자형의 용기로 구성하고, 그 상부에 흡입 호스(11)를 권회 가능한 원통 형상의 릴(16)을 회동 가능하게 설치하며, 그 릴(16)은 리코일 스프링(도시 생략)을 매개로 반시계 방향으로 회동 가능하게 힘이 가해져 그 둘레면에 흡입 호스(11)를 권회 가능하게 한다.

그리고 오염 토양의 흡인 시에 흡입 호스(11)를 바깥쪽으로 꺼내, 그 인장력으로 릴(16)을 도 3 상에서 시계 방향으로 회동하여 흡입 호스(11)를 풀어낼 수 있게 한다.

상기 흡입 호스(11)의 일단은 분리조(10)의 내부에 연통되어 그 타단부에서 흡인한 오염 토양(17)을 분리조(10) 내에 도입하고, 그 기단부 측에 개폐 밸브(18)를 설치하며, 타단부에 이물질 빨아들임 방지용 필터(19)를 설치한다.

상기 급수 탱크(12)는 뚜껑을 열 수 있는 상자형의 용기로 구성하고 상기 분리조(10)에 인접하게 배치하여, 그 내부에 상기 분리조(10)와 전해조(13)에 공급 가능한 일정량의 청정한 물(24)을 수용 가능하게 한다.

상기 급수 탱크(12)의 바닥부에 개폐 밸브(25, 26)를 설치하여 이들에 급수관(27, 28)의 일단을 접속하고, 이 중 급수관(27)의 타단을 분리조(10) 내의 상부에 배관하며, 급수관(28)의 타단을 전해조(13)의 바닥부에 설치한 개폐 밸브(29)에 접속하고, 이들 급수관(27, 28)에 급수 펌프(71, 72)를 배치한다.

상기 전해조(13)는 스테인리스 강판제 원통 형상의 밀폐 용기(30)를 구비하고 그 용적을 약 1.8 L로 구성하고 있으며, 표면에 납을 피복하여 방사선을 차폐 가능하게 하고, 또한 차체나 인접 부재에 대해 절연 가능하게 설치한다. 그리고 상기 전해조(13)를 제염 차량(9)의 짐 실는 곳 앞쪽 공간에 가스 봄베(14)나 급수 탱크(12)와 인접하게 배치한다.

상기 밀폐 용기(30)는 중앙에 막대 형상의 음극(31)을 관통해서 수직으로 배치하고, 그 음극(31)과 양극인 밀폐 용기(30)에 리드선(32)을 배선하며, 그 리드선(32)에 DC 전원(33)과 스위치(34)를 접속한다.

상기 음극(31)의 하단부를 밀폐 용기(30)의 바닥부 바로 위에 배치하고, 그 밀폐 용기(30) 내의 음극(31)의 중고 위치에 수소가스를 포집하는 원통 형상의 포집 용기(35)를 배치한다. 상기 포집 용기(35)는 일단을 개구한 바닥이 깊은 원통 형상으로 형성하고, 그 개구부를 하향으로 해서 밀폐 용기(30) 내에 배치한다.

또한 밀폐 용기(30) 내의 상부에 흡착 필터(42)를 장착하고, 그 필터(42)에 분리액 도관(56)을 접속하여 그 하단부를 밀폐 용기(30) 내의 바닥부 바로 위에 배치하는 동시에, 밀폐 용기(30) 내의 상부에 안전 밸브(72)를 장착하고, 그 배출관(73)을 용기(30)의 외부로 개구한다.

또한 상기 포집 용기(35)의 내측에 다수의 석출 부재(36)를 음극(31)을 둘러싸고 근접하게 배치하고, 이들을 음극(31)에 전기적으로 접속하며, 또한 각 석출 부재(36)를 전해 시에 분리액(37) 중에 가라앉힌다.

상기 포집 용기(35) 내의 상부에서 분리액(37)의 액면 상에 트랩관(38)의 일단을 배치하고, 그 관(38)의 타단을 포집 용기(35)와 밀폐 용기(30)를 관통해서 외부의 수소가스 충전장치(39)에 접속한다.

상기 수소가스 충전장치(39)는 흡인 펌프(40)와 수소가스를 충전 가능한 가스 봄베(41)를 구비하고, 그 봄베(41)의 입구부에 평상시에는 닫고 트랩관(38)의 단부를 착탈 가능한 개폐 밸브(도시 생략)를 설치하며, 그 수소가스 충전장치(39)를 전해조(13)에 인접하게 배치한다.

상기 가스 봄베(14)를 전해조(13)에 인접하게 입설해서 배치하고, 그 상단부에 개폐 밸브(44)를 설치하며, 그 개폐 밸브(44)에 가스 도관(45)을 접속하고, 그 가스 도관(45)의 타단을 분리조(10)의 바닥부에 설치한 개폐 밸브(46)에 접속한다.

상기 가스 도관(45)에 삼방 밸브(47)를 사이에 끼워, 그 삼방 밸브(47)에 가스 도관(48)의 일단을 접속하고, 그 타단을 전해조(13)의 하부 둘레면에 접속하여, 이산화탄소를 급수 탱크(12)나 전해조(13)로 선택적으로 공급 가능하게 한다.

상기 분리조(10)는 급수 후, 가스 봄베(14)로부터 가스 도관(45)을 매개로 이산화탄소를 공급 가능하게 하고, 그 이산화탄소에 의해 방사성 세슘의 용리 용매로서 소정 산성 농도의 탄산수(H₂CO₃)(49)를 제작 가능하게 한다.

상기 분리조(10)의 바닥부에 개폐 밸브(51)를 설치하고, 그 개폐 밸브(51)에 고액 도관(52)의 일단을 접속하며, 그 도관(52)의 타단을 세로로 긴 통형상의 고액 분리 필터(53)에 접속한다.

상기 고액 분리 필터(53)를 수직으로 배치하고, 그 내부에 구비한 회전통(도시 생략)의 내부에 원심 분리기(도시 생략)를 가지며, 상기 분리조(10)로부터 도입되는 고액 성분 중, 토양(17)을 회전통의 외측으로 이동시키고, 세슘 이온이나 트리튬수가 혼재하는 탄산수(49)를 포함하는 가벼운 오염 유체를 회전통의 내측으로 이동시켜서, 이들을 고액 분리 가능하게 한다.

이와 같이 상기 제염 차량(9)은 분리조(10)와 급수 탱크(12), 전해조(13)와 가스 봄베(14), 흡입 펌프(15)와 고액 분리 필터(53), 분리조(10)의 상부에 권회 가능하게 한 흡입 호스(11) 등을 합리적이며 콤팩트하게 배치하고 있기 때문에 그의 소형화와 경량화 및 저렴화를 도모할 수 있고, 산간의 계단식 논이나 집락 주변의 농지의 지세가 좁고 험한 농로로도 이동할 수 있어 그 기동성을 발휘하여 토양(17)의 채취에 중장비를 필요로 하지 않고 상기 탑재 기재(機材)로 일련의 제염 작업을 행할 수 있다.

다음으로 상기 제염 차량(9)에 의해 방사성 물질로 오염된 오염 토양(17)과 오염수(4)를 제염하는 경우는, 현지에서 청정한 물(24)을 조달할 수 없는 경우가 있기 때문에, 사전에 급수 탱크(12)에 소정량의 청정한 물(24)을 수용하고 이와 함께 분리조(10)에도 소정량의 물(24)을 수용하여, 이 제염 차량(9)을 제염 대상지(1)의 논밭(3)이나 수전(5), 산림이나 휴경지, 호소로 이동시켜 인접하는 농로(8) 등에 정차한다. 이 상황은 도 1과 같다. 또한 제염 작업 전의 분리조(10)와 급수 탱크(12), 전해조(13), 흡입 펌프(15)의 상황은 도 5와 같다.

그리고 제염 작업 개시 시, 가스 봄베(14)에 충전한 이산화탄소를 가스 도관(45)을 매개로 분리조(10)의 물(24) 속으로 보내고 교반 장치(50)를 구동해서 이산화탄소와 물(24)을 교반하여, pH 센서(42)를 기초로 소정의 산성 농도의 탄산수(49)를 제작한다. 실시형태에서는 탄산수(49)의 산성 농도를 pH 3~6으로 설정하고 있다.

이 경우 이산화탄소는 대기압 내지 그 이상으로 가압되고 이것이 물(24)에 용해되기 때문에 그 용해도가 촉진되어, 탄산수(49)의 산성 농도의 상승을 촉진시킨다. 또한 실시형태에서는 세슘의 용리 용매로서 이산화탄소와 물(24)에 의해 약산성의 탄산수(49)를 사용하고 있기 때문에, 고가이며 취급이 위험한 옥살산 등의 강산을 필요로 하지 않고 후술하는 제염 작업을 안전하게 행할 수 있다.

이렇게 하여 탄산수(49)의 제작 후, 흡입 호스(11)를 분리조(10)로부터 풀어내어 흡입 호스(11)를 작업자(66)가 보유 지지하고 소정의 제염 작업 위치로 이동한다. 또한 이와 전후하여 흡입 펌프(15)를 구동하고 그 전환 레버(63)를 흡입 위치로 전환하여, 통기관(61)과 연통관(62)에 의해 분리조(10) 내의 공기를 흡출하여 흡입 호스(11)의 선단으로부터 흡인 가능하게 한다. 이 상황은 도 6과 같다.

이러한 상황하에서 흡입 호스(11)의 선단을 오염된 논밭(3)의 표토(2) 바로 위에 위치시키고, 또한 수전(5)이나 습지대의 경우는 오염수(4) 중에 가라앉히고, 바로 아래의 오염 토양(17)이나 오염수(4) 및 오염수(4)에 혼재된 트리튬수를 흡인한다. 이 상황은 도 1 및 도 4(a), (b)와 같다.

그리고 흡입 호스(11)의 선단으로부터 오염수(4)나 트리튬수, 오염 토양(17)을 흡인하고, 이들이 흡입 호스(11)로 도입되어 분리조(10)로 이동한다. 이 상황은 도 6과 같다.

상기 흡인된 토양(17)이나 오염수(4), 트리튬수 등은 혼재되어 흡입 호스(11)에 도입되어 분리조(10)의 상부로 이동하고, 그 호스(11)의 개구단으로부터 분리조(10) 내의 탄산수(49) 중에 낙하하여 가라앉는다. 이 상황은 도 6과 같다.

이 때문에 토양(17)이나 오염수(4)에 부착 내지 침착된 방사성 세슘 이온이 탄산수(49)에 세정되어 용출되고, 그 이온이 토양(17)이나 오염수(4)로부터 분리되어 탄산수(49) 중에 혼재한다.

이 경우, 토양(17)이나 오염수(4)의 도입에 수반하여 탄산수(49)의 산성 농도가 서서히 저하되기 때문에, 그 변화를 pH 센서(42)로 확인하고 필요에 따라 가스 봄베(14)로부터 이산화탄소를 공급하여 산성 농도를 일정하게 유지한다.

그 다음에, 오염 토양(17)이나 오염수(4)를 소정량 흡인하여 일단 흡인을 정지하고, 그것들을 분리조(10)에서 소정 시간 교반하여 탄산수(49)에 세슘 이온을 충분히 용출시킨 시점에서, 개폐 밸브(18)를 닫고, 흡입 호스(11)를 릴(16)에 권회하여 되감아 오염 토양(17)이나 오염수(4)의 흡인 작업을 일시 종료한다.

다음으로 개폐 밸브(51)를 열고, 전환 레버(63)를 흡입 위치에서 배출 위치로 전환한다.

이와 같이 하면, 통기관(61)으로부터 대기가 흡입되고, 이것이 루프관(58, 59)을 거쳐 연통관(62)으로 송출되어, 분리조(10) 내의 상부로부터 내뿜어져 분리조(10)를 가압한다.

이 때문에 오염 토양(17)이나 오염수(4), 트리튬수가 분리된 세슘 이온과 함께 개폐 밸브(51)로부터 고액 도관(52)으로 송출되고, 이들 고액 성분이 고액 분리 필터(53)에 도입된다.

상기 고액 분리 필터(53)는 전환 레버(63)의 전환 조작과 전후하여 원심 분리기가 시동해, 그 회전통에 상기 고액 성분이 도입되고, 그들의 비중 차에 의해 오염 토양(17)이 회전통 바깥쪽으로 이동하고, 상기 토양(17)을 포함하지 않는 탄산수(49)가 회전통 안쪽으로 이동하여, 이들이 고액 분리된다. 이때 토양(17)에 부착된 탄산수(49)는 원심 분리 작용에 의해 방사성 세슘 이온과 함께 토양(17)으로부터 분리된다.

따라서, 방사성 세슘 이온의 거의 전량과 트리튬수가 탄산수(49)와 함께 분리액(37)으로서 분리액 도관(56)으로 송출되고, 방사성 세슘 이온을 함유하지 않는 토양(17a)이 상기 분리 필터(49)의 아래쪽으로 침강하여 퇴적한다. 이 상황은 도 7과 같다.

상기 분리액(37)은 분리액 도관(56)에 도입되어 전해조(13) 상의 흡착 필터(42)로 이동하고, 그 필터(42)에서 방사성 물질, 중금속 등의 금속 이온이 흡착되어 밀폐 용기(30) 내에 유하하여, 내부의 음극(31)과 석출 부재(36)를 침지한다.

이렇게 해서 분리액(37)을 전해조(13)에 도입 후, 흡입 펌프(15)의 구동을 정지하고 개폐 밸브(57)를 닫는다. 또한 분리액(37) 중의 산성 농도를 pH 센서(43)로 확인하고, 필요에 따라 이산화탄소를 전해조(13)에 보급하여 탄산수(49)의 산성 농도를 조정하는 동시에, 전해조(13)의 외부에 장착한 히터(도시 생략)를 발열시켜서 방사성 세슘 이온의 전기영동을 촉진한다. 이 상황은 도 7과 같다.

그 다음에, 스위치(34)를 ON으로 해서 전극(30, 31) 간을 통전해서 분리액(37)을 전기 분해하여, 양극인 밀폐 용기(30)에 산소가 발생하고, 음극(31)에 수소가 발생한다.

이 중, 밀폐 용기(30) 내의 측면으로부터 산소가 발생하고, 그 기포가 측벽을 따라 위로 이동하여 포집 용기(35)의 위쪽 공간으로 이동해서 체류한다. 이때 밀폐 용기(30) 내의 바닥면에 절연 피복(30a)이 설치되어 있기 때문에, 그 절연 피복(30a)으로부터는 산소가 발생하지 않아 수소를 안전하게 포집할 수 있다.

이렇게 해서 포집 용기(35)의 위쪽 공간에 산소가 소정 압 체류하면, 안전 밸브(72)가 자동적으로 작동하여 열리고, 상기 산소가 배출관(73)을 매개로 외부로 방출된다.

또한 상기 발생한 수소는 그 기포가 음극(31)이나 석출 부재(36)를 따라 분리액(37) 중을 부상하여 그 액면 상으로 이동해서 포집 용기(35) 내에 포집된다.

그리고 상기 수소의 포집에 수반하여 포집 용기(35) 내의 공기가 압출되어 수소를 일정 농도로 농축한 지점에서, 흡인 펌프(40)를 시동하여 포집 용기(35) 내의 수소를 흡인해서 트랩관(38)에 도입하고, 이것을 트랩관(38)의 단부에 장착한 가스 봄베(41)에 주입하여 충전한다. 이 상황은 도 8과 같다.

한편, 분리액(37)의 전기 분해에 의해 탄산수(49)에 용출된 방사성 물질, 중금속 등의 금속 이온이 음극(31) 및 주변의 석출 부재(36) 측으로 전기영동하고, 이들에 석출되어 부착한다. 이 경우, 석출 부재(36)는 음극(31)을 둘러싸고 밀집해서 배치되어 있기 때문에, 상기 금속 이온 등을 정밀하고 확실하게 석출하고, 분리액(37) 중의 협잡물을 흡착하여 청정화 한다. 이 상황은 도 8 같다.

이렇게 해서 소정 시간, 수소를 가스 봄베(41)에 충전하는 동시에 방사성 물질, 중금속 등의 금속 이온을 음극(31) 및 석출 부재(36)에 석출하면, 전해조(13) 내에 소정량의 방사성 물질이 축적되어, 그 전해조(13)의 폐기와 교환을 필요로 한다.

이에 흡입 펌프(15)를 구동하고 전환 레버(63)를 흡입 위치로 전환하여, 개폐 밸브(18, 46)를 닫는 동시에 개폐 밸브(51, 57)를 열어 분리조(10) 내의 탄산수(49)를 포함하는 흙탕물을 연통관(62)을 매개로 흡출하여 분리조(10) 내를 부압으로 형성하는 한편, 전해조(13) 내의 청정한 분리액(37)을 분리액 도관(56)에 흡출하여 이것을 고액 분리 필터(53)로부터 고액 도관(52)을 거쳐 분리조(10)로 환류하여, 그의 유효한 이용을 도모한다. 이 상황은 도 10과 같다.

한편, 전해조(13) 내에 배치된 흡착 필터(42)가 방사성 물질, 중금속 등의 금속 이온을 흡착하여 소정량의 방사성 물질이 축적되기 때문에, 사용이 끝난 흡착 필터(42)를 전해조(13)와 함께 보관 설비(67)에 보관한다.

또한 소정량의 수소를 충전한 충전이 끝난 가스 봄베(41)를 트랩관(38)으로부터 뽑아내, 이것을 보관 설비(69)에 보관한다.

한편, 상기 고액 분리에 의해 고액 분리 필터(53)에 분리 후의 토양(17a)이 소정량 저류되어 다음번 사용에 지장 발생하는 경우는, 고액 분리 필터(53)로부터 토양(17a)을 회수한다.

그 경우는 배출 밸브(54)를 열어 토양(17a)을 배출관(54)으로부터 낙하한다. 그리고 회수한 상기 토양(17a)을 건조시키고, 이것에 소정의 토양 활성제(65)를 첨가하여 상기 토양(17)을 개량 내지 개질한다.

상기 토양 활성제(65)로서는 퇴비 등의 유기 비료, 균근균, 또는 질소, 인, 칼륨을 포함하는 각종 화학 비료를 선택하여 사용하고, 이것을 상기 토양(17a)에 첨가하고 혼합하여 이것을 채취한 원래의 논밭(3)에 살포하여 되돌린다. 이 상황은 도 4(g), (h)와 같다.

실시형태에서는 상기 토양 활성제(65)로서 소화기의 사용기간 경과 후의 제1 인산암모늄 또는 황산암모늄을 함유하는 분말상의 소화제를 사용해서 이것을 친수화 처리한 비료로 하여, 그의 유효한 이용을 도모하고 있다.

따라서 오염 토양(17)을 채취한 논밭(3)은 개량 내지 개질된 토양(17a)이 살포되어 원래 상태 이상의 토양을 회복하여 비옥해지기 때문에, 오염 토양을 단순히 제염하여 원래의 논밭(3)으로 되돌리는 경우에 비해 농업을 신속하게 재개할 수 있다.

한편, 분리조(10)에 청정한 분리액(37)을 환류하여 필요에 따라 급수 탱크(12) 내의 신규한 물(24)을 분리조(10)로 보급하고, 가스 봄베(14)로부터 이산화탄소를 공급해서 탄산수(49)를 제작한 시점에서 흡입 호스(11)를 풀어내고 흡입 펌프(15)를 구동하여, 오염 토양(17)이나 오염수(4) 및 이것에 혼재된 트리튬수의 흡인 내지 채취를 재개한다.

그리고 전술과 동일하게 오염 토양(17)이나 오염수(4), 트리튬수 등을 분리조(10)에 도입하여, 그들의 방사성 물질을 포함하는 금속 이온을 탄산수(49)에 용출시키고, 이 고액 분리액을 고액 분리 도관(56)을 매개로 고액 분리 필터(53)에 도입하여, 그 필터(53)로 토양(17a)과 방사성 물질, 금속 이온을 포함하는 용리 용매를 고액 분리하고, 분리된 토양(17a)을 고액 분리 필터(53)에 저류하고 방사성 물질, 금속 이온, 탄산수(49)를 포함하는 분리액(37)을 흡착 필터(42)에 도입하여, 분리액(37) 중의 방사성 세슘, 중금속 등을 흡착한다.

이와 같이 실시형태에서는 전해조(13) 내에 분리액(37)의 잔액과 음극(31)이나 석출 부재(36)에 석출된 방사성 물질과 금속 이온, 흡착 필터(42)와 안전 밸브(72) 등을 일괄적으로 보관하기 때문에, 이들을 해체해서 개개로 보관하는 경우에 비해 이를 합리적이고 콤팩트하며 안전하게 보관할 수 있는 동시에 방사선 피폭에 의한 사고를 미연에 방지할 수 있다.

한편, 사용이 끝난 전해조(13)를 철거 후, 신규의 전해조(13)를 제염 차량(9)의 동 위치에 절연 처리하여 설치하고, 고액 분리 필터(53)에 분리액 도관(56)의 일단을 접속하며, 그 타단을 개폐 밸브(57)에 접속하고, 또한 트랩관(38)의 일단을 밀폐 용기(30) 내에 배치하며, 그 타단을 흡인 펌프(40)에 접속하고, 그 토출관을 신규한 가스 봄베(41)에 삽입한다.

또한 음극(31)의 상단부에 리드선(32)을 접속하고, 그 타단을 밀폐 용기(30)에 접속하며, pH 센서(43)를 밀폐 용기(30)에 장착하여 교환한다. 이와 같이 전해조(13)의 교환 시에는 방사성 물질로 오염되어 있지 않은 부재를 재이용하고 있기 때문에 이를 합리적이고 저렴하게 교환할 수 있다.

또한 수소를 충전한 가스 봄베(41)를 보관 설비(69)에 안전하게 보관한다. 이 상황은 도 13과 같다. 이 경우, 수소에 미량 혼재하는 리튬은 반감기가 12.32년으로 비교적 짧기 때문에 반감기 경과 전에는 엄중히 보관하고, 반감기 경과 후에는 헬륨3(³He)으로 변하기 때문에 이것을 재이용하거나 또는 대기로 방출하는 것이 가능해진다.

이와 같이 실시형태에서는 제염 차량(9)을 오염 대상지(1)로 이동시키고, 그 오염 대상지(1)에 있어서 오염 토양(17)이나 오염수(4)를 채취하여, 그 오염 토양(17)이나 오염수(4)를 제염 차량(9)에 탑재한 설비에 의해 신속하게 제염하고, 제염한 토양(17a)을 개질하여 원래의 논밭(3)으로 되돌리는 이들 일련의 제염 작업을 오염 대상지(1)에서 행할 수 있기 때문에, 이러한 종류의 제염 작업을 능률적으로 신속하게 행할 수 있어 농경을 신속하게 재개할 수 있는 동시에 오염 토양(17)의 감용화를 도모할 수 있다.

게다가 실시형태에서는 오염된 토양(17)에 한정되지 않고, 오염된 물(4)이 존재하는 수전(5)이나 습지대의 제염에도 적용할 수 있기 때문에, 이것을 광역에 걸쳐 채용할 수 있는 실용적인 효과가 있다.

또한 이 실시형태에서는 방사성 세슘 외에, 오염 대상지(1)로부터 채취한 오염수(4)에 혼재하는 트리튬수를 토양(17)과 고액 분리하고, 그 분리액(37)을 전해조(13)에서 전기 분해해서 발생한 수소를 포집하여, 이것을 트랩하여 가스 봄베(41)에 충전하고, 수소에 미량 존재하는 트리튬을 가스 봄베(41)에 봉입해서 보관 설비(67)에 안전하게 보관하기 때문에 트리튬에 의한 피폭을 방지할 수 있다. 따라서, 트리튬의 내부 피폭에 의한 DNA의 파괴와 유전자의 고장에 의한 암 발생의 불안을 불식시킬 수 있다.

또한 이 실시형태에서는 사용이 끝난 전해조(13)나 흡착 필터(42)와 분리액(37)의 잔액을 밀폐 용기(30)에 봉입해서 이들을 안전하게 보관하기 때문에 전해조(13)나 흡착 필터(42)로부터의 방사선 피폭을 방지하고, 이들을 합리적이고 안전하게 보관할 수 있다.

이와 같이 본 발명의 토양 등의 제염 방법 및 토양 등의 제염 시스템은, 예를 들면 방사성 물질에 오염된 논밭 등의 토양이나 물을 현지에서 확실하고 신속하게 제염하여 정밀한 제염과 제염의 능률 향상을 도모하는 동시에, 제염 후의 토양에 토양 활성제를 첨가하여 토양을 개량하고, 이것을 원래의 논밭에 신속하게 되돌려 농경의 재개를 촉진시키는 한편, 토양에 부착 내지 침착된 방사성 물질을 토양으로부터 정밀하게 분리·농축하여 오염 토양의 감용화와 방사성 물질의 안전한 처리를 도모하는 동시에, 방사성 세슘이나 트리튬의 제염을 실현하여 트리튬의 내부 피폭에 의한 불안을 불식시킬 뿐 아니라, 제염 장치의 합리적이고 안전한 폐기 처리를 실현할 수 있도록 하고 있다.

1　　　　　 제염 대상지
4　　　　　 오염수
9　　　　　 제염 차량
10　　　　　분리조
12　　　　　급수 탱크
13　　　　　전해조
14　　　　　이산화탄소 가스 봄베
15　　　　　흡입 펌프
17　　　　　오염 토양(제염 대상물)
17a　　　　 제염 토양
30　　　　　밀폐 용기
30a　　　　 절연 피복
31　　　　　음극
35　　　　　포집 용기
36　　　　　석출 부재
37　　　　　분리액
39　　　　　수소가스 충전장치
41　　　　　가스 봄베
42　　　　　흡착 필터
49　　　　　용리 용매(탄산수)
53　　　　　고액 분리 필터

Claims

방사성 물질로 오염된 제염(除染) 대상물을 용리 용매에 도입하여 용출하고, 그 용리 용매로부터 방사성 물질을 분리하며, 상기 제염 대상물은 오염 토양과 오염수를 포함하고, 이들 중 한쪽 또는 양쪽을 채취하여 용리 용매에 도입하여, 그 용리 용매에 용출된 방사성 물질과 상기 제염 대상물을 고액 분리하고, 고액 분리 후의 방사성 물질을 제거한 토양을 회수하는 동시에, 고액 분리 후의 용리 용매와 오염수를 포함하는 분리액을 전해조에 도입하여 전해하고, 방사성 물질 등의 금속 이온을 음극에 석출하는 토양 등의 제염 방법에 있어서, 전해에 의해 발생한 트리튬을 포함하는 수소를 전해조 내부에서 포집하고, 그 수소를 전해조의 외부로 이동시켜서 트랩하는 것을 특징으로 하는 토양 등의 제염 방법.
제1항에 있어서,
상기 전해를 전해조를 밀폐해서 행하는 토양 등의 제염 방법.
제1항에 있어서,
전해 시에 전해조 내에 체류하는 산소의 압력이 소정 값 이상에 도달했을 때 상기 산소를 전해조로부터 배출하는 토양 등의 제염 방법.
제1항에 있어서,
상기 음극의 주위에 그 음극으로부터 통전되는 하나 또는 복수의 석출 부재를 배치하고, 전해 시 상기 음극과 석출 부재에 방사성 물질 등의 금속 이온을 석출하는 토양 등의 제염 방법.
제1항에 있어서,
상기 분리액을 전해조에 도입 전에 흡착 필터에 도입하여, 그 필터에 의해 방사성 물질 등의 금속 이온을 흡착하는 토양 등의 제염 방법.
제1항에 있어서,
상기 수소를 가스 봄베에 충전하여 보관하는 토양 등의 제염 방법.
제1항에 있어서,
사용이 끝난 전해조의 내부에 음극과 석출 부재, 그들에 석출된 방사성 물질 등의 금속 이온, 수소를 포집하는 포집 용기, 분리액의 잔액 및 흡착 필터를 남겨 두어 보관하는 토양 등의 제염 방법.
제1항에 있어서,
상기 오염수에 트리튬수가 혼재하는 토양 등의 제염 방법.
제1항에 있어서,
상기 방사성 물질에 방사성 세슘과 트리튬이 포함되는 토양 등의 제염 방법.
방사성 물질로 오염된 제염 대상물과 용리 용매를 수용하며, 그 용리 용매에 방사성 물질을 용출 가능한 분리조, 용리 용매에 용출된 방사성 물질과 상기 제염 대상물을 고액 분리 가능한 고액 분리 필터, 및 고액 분리 후의 용리 용매와 오염수를 포함하는 분리액을 수용하여 전해 가능한 전해조를 구비하고, 상기 제염 대상물은 오염 토양과 오염수를 포함하며, 방사성 물질을 제거한 고액 분리 후의 토양을 회수 가능하게 하는 동시에, 방사성 물질 등의 금속 이온을 음극에 석출 가능하게 한 토양 등의 제염 시스템에 있어서, 상기 전해조 내에 수소를 포집 가능한 포집 용기를 설치하여, 전해에 의해 발생한 트리튬을 포함하는 수소를 상기 포집 용기에 포집하고, 그 수소를 전해조의 외부로 이동시켜서 트랩 가능하게 한 것을 특징으로 하는 토양 등의 제염 시스템.
제10항에 있어서,
상기 전해조는 중공의 밀폐 용기를 구비하고, 그 용기의 중앙부에 음극을 배치하는 동시에, 그 밀폐 용기에 정전위를 인가하여 양극으로 한 토양 등의 제염 시스템.
제10항에 있어서,
전해조 내의 포집 용기보다 위쪽 공간에 안전 밸브를 배치하여, 전해조 내에 체류하는 산소의 압력이 소정 값 이상에 도달했을 때 상기 산소를 전해조로부터 배출 가능하게 한 토양 등의 제염 시스템.
제10항에 있어서,
상기 포집 용기보다 아래쪽에 상기 음극을 둘러싸고 하나 또는 복수의 석출 부재를 배치하여, 상기 음극과 석출 부재에 방사성 물질 등의 금속 이온을 석출 가능하게 한 토양 등의 제염 시스템.
제11항에 있어서,
트랩관의 일단을 상기 포집 용기 내에 배치하고, 타단을 수소가스 충전장치에 배치하며, 그 수소가스 충전장치는 포집 용기 내의 수소를 흡인 가능한 흡인 펌프와 상기 수소를 가스 봄베에 압입 가능하게 한 충전장치를 구비한 토양 등의 제염 시스템.
제10항에 있어서,
상기 전해조 내에 분리액 중의 방사성 물질 등의 금속 이온을 흡착 가능한 흡착 필터를 배치한 토양 등의 제염 시스템.
제11항에 있어서,
상기 밀폐 용기 내의 바닥부를 절연 피복한 토양 등의 제염 시스템.
제11항에 있어서,
제염 대상물의 채취지로 이동 가능한 제염 차량을 설치하고, 그 차량에 상기 분리조와 전해조, 고액 분리 필터와 용리 용매를 생성 가능한 이산화탄소 가스 봄베, 및 급수 탱크와 수소가스 충전장치를 탑재한 토양 등의 제염 시스템.