2019年7月28日日曜日

制御しきれぬ福島第一 汚染水の水位下がらず理由も不明 & 解決法

勉強の為に転載しました。
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杉本崇、今直也 編集委員・佐々木英輔













拡大する廃炉作業が続く東京電力福島第一原発。海側に並ぶ1~4号機の建屋の地下に高濃度汚染水がたまっている=2019年2月17日、福島県、朝日新聞社ヘリから、福留庸友撮影廃炉作業が続く東京電力福島第一原発。海側に並ぶ1~4号機の建屋の地下に高濃度汚染水がたまっている=2019年2月17日、福島県、朝日新聞社ヘリから、福留庸友撮影
福島第一原発の汚染水対策のイメージ
建屋地下の汚染水と地下水の関係
廃炉作業が続く東京電力福島第一原発。海側に並ぶ1~4号機の建屋の地下に高濃度汚染水がたまっている=2019年2月17日、福島県、朝日新聞社ヘリから、福留庸友撮影
 東京電力福島第一原発汚染水対策が難航している。原子炉建屋などの地下にたまる高濃度汚染水はなお約1万8千トン。計画通りに減らせていない場所もある。安倍晋三首相は2013年9月の東京五輪招致演説で「状況はコントロールされている」と言い切ったが、開幕まで1年を切った今も、現場は汚染水を制御しきれていない。
 「見通しが立っているのか、お手上げなのか、示して欲しい」
 廃炉の進捗(しんちょく)を監視する原子力規制委員会の6月の検討会で、伴信彦委員は東電の担当者にいらだちをぶつけた。3号機の原子炉建屋地下階の一部エリアで計画通り水位が下がらない状態が2カ月も続いているのに、原因についてあいまいな説明に終始したからだ。
 建屋地下の高濃度汚染水は、福島第一が抱える汚染水リスクの「本丸」だ。1~3号機の溶融燃料を冷やした水に、建屋の割れ目などから流入する地下水が加わって生まれる。放射性物質の濃度は、タンクに保管されている処理済み汚染水の約1億倍。事故直後には、地下の坑道を伝って海へ漏れ、魚介類から基準値を超える放射性物質が検出される事態を招いた。
 100万トン以上に増えたタンクの汚染水も、もとは建屋地下からくみ上げたもの。この「おおもと」をなくさない限り汚染水対策は終わらない。
 事故当初、1~4号機の原子炉建屋とタービン建屋の地下にたまっていたのは約10万トン。東電は、井戸から地下水をくみ上げたり、建屋の周りの土壌を凍らせる「凍土壁」をつくったりして地下水の流入を減らしながら、地下の汚染水の水位を徐々に下げてきた。事故から8年が過ぎた今、1万8千トンに。20年度中に6千トンに減らし、最下階の床をほぼ露出させる目標だ。
 ただ、思うようには進まない。…

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関連情報:解決方法:
アークプラズマ焼却炉でゴミ処理を

2011/06/16
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東京都で【ごみ焼却による発電】を実施する意向をしめしたといいます。
これに是非、【アーク・プラズマ】を利用したシステム導入してほしい。
青シンプル.JPG
マルチアークの装置は、3本の炭素電極を少し離した状態にして、
耐熱性の炉にセットした簡単なものです。
電気を通すと、3本の電極の先端近くに強いアークの炎が作られます。
アーク炎の温度は4000度以上、中心部では1万2000度以上に達します。
例えば、燃えないゴミ、燃えるゴミ分別しなくても共に燃焼し、体積が10分の1以下
になり、燃焼した熱で発電し、さらに燃えカスは有用な資源として再利用できます。
ダイオキシン、PCB、水銀乾電池等を物性転換が行われ完全無害に出来
放射能で汚染された物やシアンなどの猛毒も安全に処理することができます。、
マルチアークは、水のなかでも使えるので処理するとアルカリ化し殺菌力のある
水になるため上下水道の処理にも有効、工場排水、汚濁河川の浄化、海底
湖底のヘドロを溶解し酸素に富んだ海や湖ができます。海の原油汚染も処理
できます。宇宙エネルギーに満ちた水は健康水として人体にもよく、農業、牧畜
養鶏や魚の養殖などクリーンな地球に生まれ変わります。
 【アークプラズマの効用】
・従来の資源と違って、無尽蔵の宇宙エネルギーから大量の電力を得られる。
 しかも、大気汚染のない、むしろ人体に有益なエネルギー。
・燃えないゴミ、燃えるゴミの分別はなく、どちらも燃焼処理。
 体積が10分の1以下・・・、得られるのは有用な資源として再利用。
 焼却灰がセラミックスと金属の混合物になり、これらは簡単に分離できるので
 それぞれ再利用できる。
・アスベストも処理すると無公害の硬いセラミックが得られ、再利用できる。
・水の処理もアルカリ化し殺菌力のある水になるため上下水道の処理にも有効。
・工場排水、汚濁河川の浄化、海底湖底のヘドロを溶解し酸素に富んだ海や湖
 ができます。
・海の原油汚染も処理。
・宇宙エネルギーに満ちた水は健康水として人体にもよく、農業、牧畜
 養鶏や魚の養殖などクリーンな地球に生まれ変わります。
・放射性物質もマルチアーク処理で宇宙エネルギーを用いて
 非放射性の物質へ原子転換すれば解決できると考えられます。
青シンプル.JPG
アークプラズマは、雷を想定したものです。

古来より雷が多いと豊作になるという言い伝えがあり、雷が落ちた所の井戸水を
原始の水、身体に良い水として特別に大事にしていたそうです。
80パーセントが窒素、約20パーセントが酸素の大気の中で巨大エネルギー
である雷が発生すると窒素も酸素も分子が分解されてオゾンが生成されます。
窒素は高温であるほど酸化反応が促進され、雷の中はきわめて高温なので
雷の中は窒素酸化物が生成されやすく、窒素酸化物は、水蒸気や雨に溶けて
地表へ降り注ぎ、天然の窒素肥料となり、【雷が多いと豊作になる】といわれるのです。
水中に3本のベクトルからなる炭素電極で高温度(4000~10000度)の
プラズマジェット炎を放射することによって水の性質を変えてしまいます。
その水は生命活性のエネルギーに満ち、摂取した人を肉体的のみならず、
精神的にも健康にします。この水は浸透性抜群の波動と非常に小さな水の分子
ですので、毛細血管や皮膚の隅々まで水分がいきわたり自然治癒力を高め、
また活性力があり、脳にもよく身体も精神的にも良い水になります。
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アークプラズマの効用についての記事を見つけたので転載させていただきました。
http://www.yomiuri.co.jp/adv/chuo/research/20100624.htm
稲葉 次紀 
教養講座
「アークプラズマの研究とその応用」
-全てを焼き尽くす1万度の炎は地球に優しい?-
稲葉 次紀/中央大学理工学部教授
専門分野 電力工学・環境工学
「アークプラズマ」とは何か
 自然界では夏の風物詩として「雷」が有名である。「雷」はアークプラズマの一種であり、数千度に達する超高温を有しているものの、時間的には十万分の数秒という超短時間の世界であり、瞬間的なインパクトを電気系統に与えるものの、エネルギーという仕事量から見ると、僅かなものである。
 この「雷」を長時間安定的に維持・制御したものが「アークプラズマ」と言えよう。
 氷を加熱してゆくと、水、水蒸気と相変化し、更に高温に加熱すると、酸素・水素原子に分解し、更に、電子を放出して「物質の第4の状態」である「プラズマ」となる。「アーク」は、一般的に「プラズマ現象」の電気事業における呼称といえる。「アーク」と「プラズマ」の区別が難しいため、「アークプラズマ」と合成して使用する場合が多い。
 この「アークプラズマ」には「大気圧熱プラズマ」や、「低気圧高周波プラズマ」など各種の「アークプラズマ」があるが、この内、「熱プラズマ」の特徴としては、「雷」に見られるように、その超高温性、高エネルギー性、高輝度性などが挙げられ、電流を制御することで、ms(ミリ秒)級の高制御性も可能である。 これらの特徴を有効に活用して、溶接・切断・溶射などの加工や、金属の還元・精錬などの冶金、化学工業、大規模照明や、超微細なナノ(nm)テクノロジーなど様々な分野に応用が図られている。
環境問題の提起 -廃棄物処理への活用-
 特に、十年ほど前の政府間世界環境会議COP3京都大会以来、地球温暖化対策を含めた環境対策が世界規模で社会問題化し、環境改善技術の進展が顕著となっている。その一翼として、「アークプラズマ」による廃棄物の処理や減容化が注目されている。 特に、土地の狭い日本では、減容化の効果は甚大であり、医療廃棄物や有害物の無害化・低害化処理にも、その本領を発揮している。(1)
電気事業における研究・開発例
 「知の回廊」(第72回:アークプラズマの研究と応用)では、電気事業における具体的な研究・開発例として、放射性廃棄物の減容処理・乾式表面除染処理、超微粒子などの新材料創製、優秀な断熱材ながら発ガン性が発見されたアスベストの無害化と再資源化処理などに言及している。さらに、これらの研究・開発を支える「アークプラズマ」の基礎特性も解明している。
 「アークプラズマ」は、材料の溶融処理の展開技術として、新材料の創製にも如何無くその性能を発揮している。また、「アークプラズマ」は、基材表面の洗浄化にも適しており、原子炉解体で生じた放射性廃棄物の表面層を薄く除染することも可能である。さらには、基材表面を凹凸に粗面化し、その表面に溶射膜を密着させることで、基材に対する密着強度を従来の3~4倍に向上させることにも成功しており、「アークプラズマ」の応用範囲はますます拡大している。
社会における環境浄化への貢献
 超高温、高輝度、高エネルギーという特徴を持つ熱プラズマ(5000度以上の超高温プラズマ)は、溶接、切断、溶射、材料合成、照明、表面処理、廃棄物処理まで、多種多様な応用・展開を見せてきた。現在までに、熱プラズマに関しては、様々な研究が行われ、特に、ここ数年は、モデリング(計算、シミュレーション)技術の発達、小型廃棄物処理装置の開発、小型溶射装置の開発、超高速表面処理など、新しい展開が見られる。(2)
 圧力が1/100気圧程度の減圧アークによる表面処理に関し、有害成分が含まれる廃棄物の中には、表面層にのみ有害成分が存在する場合がある。表面に有害成分を含む代表的な例として、鋼材表面に酸化層を含む金属廃棄物が挙げられる。また、耐食性、耐摩耗性、耐熱性等を持った高機能膜は再資源化する際に、難処理膜となり再資源化の妨げになっている。このため、これらの有害表面層のみを効果的に取り除く技術として減圧下におけるアークを利用した表面処理・表面クリーニング手法の採用が考えられる。現在、表面クリーニングにおいては、酸・アルカリ溶液による化学的処理、あるいはプラスト(微細粒子吹き付け)による機械的処理が主流であるが、それぞれ大量の廃液、スラッジ(固形物の入った粘性のある液体)、粉塵、騒音等の2次有害生成物が発生する。一方で本クリーニング技術は乾式・閉空間処理であり、環境にやさしく、2次生成物を回収できる利点がある。本「回廊」では、直流アークプラズマの陰極点を利用した金属表面処理・表面クリーニング・溶射前処理特性等を紹介している。
熱プラズマを用いた廃棄物処理の現状と新展開
 次いで、熱プラズマを用いた廃棄物処理の現状と新展開を紹介する。熱プラズマは、超高温・高エネルギー密度・活性な化学反応を得ることや迅速なプラズマ制御が可能であり、アルゴンやヘリウムを用いた不活性雰囲気、酸素を用いた酸化雰囲気、窒素や水素を用いた還元雰囲気などを自由に選択できるため、各種の材質が分別される廃棄物処理には好都合である。「知の回廊」では、熱プラズマを用いた廃棄物処理の現状と新展開として、最初に現状を総括した後、焼却灰、放射性廃棄物、フロン、PCB、アスベスト、医療廃棄物等の各処理の現状と技術及び課題に関しまとめている。近年、熱プラズマによる廃棄物処理技術は、実用化、大規模化、簡便化、高効率化等が図られつつあり、本技術のさらなる発展が期待される。
今後の環境研究の方向性 -電気自動車によるCO2ガスの抑制-
 加えて、電気自動車の導入によるCO2ガスの抑制効果について言及したい。ガソリン車を電気自動車に切換えることで平均的には同一距離に対するCO2ガスの発生量をほぼ半減化することが期待できる。ただし、何種類もの条件が重なっており、石炭火力のみで発電するという最悪の場合には、ガソリン車と同じで、何らのCO2抑制も期待できない場合もある。CO2ガスの発生は、石油火力発電では石炭の約8割に、天然ガス火力発電では同じく約7割に抑制され、効果が生じる。もちろん、原子力発電や水力発電、風力や太陽電池などの自然エネルギー発電ではほとんど零となり、CO2ガス抑制効果は絶大となる。(3)
 この様な「アークプラズマ」応用の発展時期に、「知の回廊」という本学の教養番組で「アークプラズマの可能性」について紹介できることは、産業界のみならず、一般社会への貢献という意味からも、嬉しく感じている。今後とも、電力輸送を担う送配電系統における絶縁機材の性能向上から原子力発電所廃止措置という広範囲にまたがる高付加価値を持つ技術革新や社会貢献にますます貢献することが期待される。
執筆者監修の教養番組「知の回廊」(「アークプラズマの研究と応用」)はこちら新規ウインドウ
参考文献

(1)稲葉、「アークプラズマの新利用技術」、中央大学「草のみどり」、110号、24-27頁(1997)

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勉強の為に転載しました。
https://criepi.denken.or.jp/research/review/No54/chap-2.pdf

アークプラズマの減容処理への応用







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低レベル放射性廃棄物用プラズマ焼却溶融システムの開発について 
勉強の為に転載しました。
https://www.kobelco.co.jp/p001/pr980723_1.htm

1998年7月22日
                                                             
          低レベル放射性廃棄物用プラズマ焼却溶融システムの開発について

 当社はこのほど、原子力発電所や原子力研究施設において発生する低レベル放射性雑固
体廃棄物を一括して溶融処理できるプラズマ焼却溶融システムを開発し、米国に設置した
*1パイロットプラントでの実証試験を完了しました。

 現在、原子力施設から発生する低レベルの固体廃棄物は200リットルドラム缶に保管
されています。このうち、紙類、衣服など可燃物は施設内の焼却炉で処理されますが、パ
イプ、断熱材、焼却灰などの不燃物や、塩化ビニルやゴム類などの難燃物は未処理のまま
施設内の倉庫に保管されています。
 しかし、これらの保管スペースは今後、逼迫することから、これら廃棄物の減容、安定
化が必要となってきています。また、廃棄物の処理においては分別が不要でかつ一括して
処理できるシステムが望まれています。

 当社が開発したプラズマ焼却溶融システムではこうした廃棄物をドラム缶をそのまま溶
融炉に投入するため、一括処理が可能となり、廃棄物の減容率はおよそ5分の1程度とな
りました。
  また、ユーザーのニーズに幅広く対応するために、一定量の溶融物を溜めた後に排出す
るバッチ式(セルフタッピング方式)と、溶融しながら排出する連続式のいずれも選択が
可能な構造となっています。なお、溶融物の放射能濃度を特定する場合は、炉内に均一溶
融物を作って、サンプル採取を行って放射能濃度を測定できるセルフタッピング方式が適
しています。

 セルフタッピング方式の主な特徴は以下の通りです。
1. 溶融が進むにつれて、溶融物が湯道(タッピングチャンネル)に流れ込むときに、溶融
     物がガスで冷却固化され、堰(せき)を形成します。溶融物が増えるに従って堰も高く
     なるため、炉内の溶融物が保持されます。
2. 所定の量の溶融が完了すると、プラズマアークを堰に照射して溶かすことにより、溶融
     物が出湯、排出されます。
3. 出湯の途中においても、冷却ガスを再供給することにより、出湯を停止したり、プラズ
     マアークの照射により再出湯も可能です。

 このようにセルフタッピング方式は、溶融物の排出のための傾動装置や回転機構あるい
は穴開け装置のような複雑な機構が不要になります。さらに固定式であるため、構造がシ
ンプルで放射性物質や有害物質の密封性、メンテナンス性に優れています。

 さらに塩化ビニル等の処理時に懸念されるダイオキシンは、1500℃の高温プラズマ
処理と排ガス・冷却工程でダイオキシンの再結合を抑制するシステムを採用することで発
生を防止しています。

 当社では今後、実用化したプラズマ焼却溶融システムを原子力発電所、研究施設、再処
理施設などに採用を働きかけていく考えです。一方、米国を中心に海外でも本システムが
注目されており、*2PEC社(Plasma Energy Corporation)への技術供与契約を97年
12月11日に締結したことを機に、海外進出も積極的に推進していく方針です。

(ご参考)
*1パイロットプラントの仕様
1. 廃棄物供給系:ドラム缶ごと投入
2. プラズマ炉:出力/1.1MW、トーチ/自由旋回型、セルフタッピング方式
3. 排ガス系:セラミックフィルタ等による放射性物質の除去。ダイオキシン再結合防止プロセス
   の採用。

*2PEC社の概要(98年1月にCallidus Technologies Inc.に吸収合併されました。)
名称: Callidus Technologies Inc.
本社:米国オクラホマ州Tulsa
社長: W.P.Bartlett (President & CEO)
従業員数:約300人(米国内:264人、海外:40人)
事業内容:バーナー、燃焼炉、プラズマトーチ等の設計および製造。



                                                                            以上
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水プラズマ(低レベル放射能など有害な物質を無害化して蒸発させます。)
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ノーベル物理学賞者が核廃棄物の無害化技術を発明!どんな理論?

勉強の為に転載しました。




2018年にノーベル物理学賞を受賞したフランスのジェラール・ムル博士は特別なレーザー装置を使用することによって、たった数分で核廃棄物の放射能の分解を行えることを発表しました。

放射能の分解といえば数千年という膨大な時間がかかることで知られていますが、それを数分で処理ができるというのはかなり画期的な発明です。

一体どのような理論で核廃棄物をそんな短時間で処理できるのでしょうか?そしてこの発明品による世界への影響を考察していきたいと思います。

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放射能の分解をたった数分で行えるレーザーとは?


ムル博士​によると、核廃棄物を放射性を持たない新​たな原子に​瞬間的に変換する​という方法で、高精度レーザーインパルスによって行​われるといいます。

本来なら放射性物質が無害化するまでにかなり長い時間を要します。なぜかと言うと、例えば放射性物質のセシウム137が100個あるとして、そのうち50個は約30年で無害のバリウムに転換します。残りの50個のセシウム137のうちの半分(25個が)がまた約30年でバリウムになります。この原子核の崩壊がこれが0になるまで繰り返します。そしてこの半減するまでに要する時間を「半減期」といい、セシウム137の半減期は約30年です。

その半減期においてセシウム137の原子核の中の中性子から電子が1個放出されて、その中性子は陽子に変わります。すると陽子が1個増えて56個になり、中性子は1個減って81個になります。陽子の数(原子番号)が原子を決めています。セシウムの陽子は55個ですが、陽子が56個という原子は、もはやセシウムではありません。陽子が56個の原子はバリウムと言います。

原理的な硬い説明となりましたが、簡単にいうと原子の内部構造(電子と中性子と陽子の数)が変わると、原子そのものの種類も変わるということなのです。その原子の種類が変わるのに要する時間の目安が半減期なのです。

他のでいえば、核兵器の生産に利用されてきたプルトニウム239の半減期は24000年、広島に落とされた原子爆弾に用いられたウラン235の半減期は7億年という気が遠くなるような年月を要します。

しかし、ムル博士が開発したレーザーはこの自然に起こる長期間の核分裂反応プロセスをすっ飛ばして、瞬時に他の物質に転換しているということになり、それはもう画期的で、なおかつ放射能にまみれた世界を救える技術だといえます。

これを俗に「原子転換」といいますが、自然の核分裂反応を無視して放射性物質を無害な物質に帰るという原子転換理論はトンデモ理論として学会ではあまり相手にされていませんでした。

しかしそのトンデモ理論をムル博士はレーザー技術によって証明してしまったのです。レーザーのどのような効果で原子転換が行われるのかはまだ詳しくは語っていませんが、原子における電子に作用を起こして(原子の内部構造を書き換えて)、違う物質に転換させるのではないかと考えています。

この画期的な新発明の影響は?


例えば、日本は原子力発電における高レベル放射性廃棄物を地下300メートルより深い地層に埋め込み、それを10万年もの歳月の間(ウラン鉱石と同じレベルにまで低下させるのに要する時間)、国が管理すると本気で言っていますが、もしムル博士のレーザーを用いればこれもする必要がなくなるでしょう。

また、福島の原子発電所の崩壊による放射性物質まみれの核廃棄物は密かに日本全国に運ばれ、公園の土に使われていたり、建築資材に使われていたりしますが、そのようなこともなくなるでしょう。

日本を悩ませる核廃棄物の処理は世界的にも大問題で、核を持たない国でも放射能による海洋汚染などで関係してくるため、放射能問題というのはこの地球上では誰一人関係していない人はいません。

放射能で怯えて暮らしている人もいると思いますが、この技術が汎用的に用いられれば、世界の放射能問題は解決へと向かっていくでしょう。原子力発電には個人的には反対ですが、この技術を転用してより安全な原子力発電法が編み出されるかもしれません。

そして、放射能汚染された食品や水などからくる体内の内部被曝量もこのレーザー技術の応用によって減少できるかもしれません。

ムル博士のレーザー技術の可能性はまだまだ未知ですが、今後に期待したいところです!

ムル博士の詳細




ジェラール・ムル氏 出典:米物理学会のウェブサイト

最後にムル博士の簡単な紹介をしておこうと思います。

ムル博士は現在74歳(1944年生まれ)でフランスとアメリカの研究機関に属しているようです。

前述したようにムル博士は2018年にノーベル物理学賞を受賞しましたが、その功績が認められたのもレーザー技術についてでした。

ムル博士は1970年からずっとレーザーについて研究をしており、その研究成果は様々な分野で応用されました。身近な例でいうと、レーザーによるレーシック技術(近視矯正手術)はムル博士の研究成果が元になっています。

視力矯正のレーザー技術の応用先が放射性物質の無害化なんて誰が想像したでしょうか。

そのレーザー技術がどんなものなのかというのは一般人の理解の範疇は超えていますが、その技術が世界で実用され、安心に暮らせる日が待ち遠しいですね。

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