めげ猫「タマ」の日記多核種除去設備（ＡＬＰＳ）について

多核種除去設備（ＡＬＰＳ）について

　東京電力は福島第一原発にトリチウムやウラン２３５以外の放射性物質を汚染水を分離する多核種除去設備（ＡＬＰＳ）３系列の試験運転を始めています（１）。そこで多核種除去設備（ＡＬＰＳ）について纏めてみました。

１．多核種除去設備（ＡＬＰＳ）の役割
　多核種除去設備（ＡＬＰＳ）はAdvanced Liquid Processing Systemの略語で、トリチウムやウラン２３５以外の６２種類の放射性物質を汚染水を分離する装置です（１）（２）。以下に福島第一原発の汚染水の処理系を記載します。

　福島第一原発やその周辺に降った雨は地下水となり原子炉・タービン建屋に侵入します。ほっておくと溢れて流れ出るので、これを汲み上げます（３）（５）。ただ建屋内にはメルトダウンで核燃料が溶け落ちてできた「デブリ」があり（６）（７）、地下水を酷く汚染します。

※（８）に加筆
　図―２　福島第一原発１号機のデブリ

そこでセシウム吸着装置に送られ、汚染水とセシウムが分離されます（３）（９）。セシウムが無くなるわけではありません。汚染水から分離されたセシウムは別に保管されます（３）（９）。次に淡水化装置に送られ、原子炉冷却に必要な「水」が取り出され、この水は原子炉に再びもどされます（３）（１０）。残った汚染水は放射性物質濃度が高くなり「濃縮塩水タンク」に送られます（４）（１０）。この水にはストロンチウム９０で代表される全ベータ（１１）等が高濃度で含まれています（１２）。次に汚染水は多核種除去設備（ＡＬＰＳ）に送られ、トリチウムやウラン２３５を含まない６２種類の放射性物質と汚染水が分離され、汚染水は処理水タンクに分離された放射性物質は別に保管します。
　以下に福島第一の汚染水の流れの平面図を示します。

　※（３）（１３）（１５）およびgoogle mapで作成
　図ー３　汚染水処理系平面図

※１　原子炉やタービンより山側の地下水からも放射性物質が見つかっているので（１６）、福島第一原発に侵入した地下水は原子炉やタービン建屋に入る前に汚染水になっています

２．多核種除去設備（ＡＬＰＳ）の種類と構造
福島第一原発には３種類のＡＬＰＳがあります。
　①いわゆるＡＬＰＳ：最初に作られた設備で度々、トラブルを起こしている（１７）（１８）。
　②増設ＡＬＰＳ：いわゆるＡＬＰＳを改良したＡＬＰＳ（１９）。
　③高性能ＡＬＰＳ：国が中心に進めているＡＬＰＳ、(=^・^=)の納めた税金も使われています（２０）。
以下にＡＬＰＳの構造を示します。

　※（２１）を引用
　図―４　多核種除去設備（ＡＬＰＳ）の概要

多核種除去設備（ＡＬＰＳ）の基本原理は放射性物質を吸着する「薬剤」と汚染水を混ぜて、汚染水中の放射性物質を吸着させて、「薬剤と共に放射性物質を回収しようとするものです。回収の方法は１段目が図―４に示すように沈殿を促進する「薬剤」をいれ、沈殿で回収します（共沈法（２２））。以下に２段目の「薬剤」の回収方法をしめします。
　

　※（２３）を転載
　図―５　多核種除去設備（ＡＬＰＳ）の後段

　ここではスラリーと東電が呼んでいる粉（２４）を装置内を循環させて汚染水内の放射性物質をスラリーに吸収させます（２３）（２４）。次にフィルターを通し「水分」だけを外に取り出します。フィルターは「スラリー（粉）」を通してはいけないので、かなりの気密性を要します。当初はテフロンを使っていました（１８）（２５）。ところがテフロンは放射線により「劣化」することが知られています（２６）。

　※（２６）を抜粋
　図―６　放射線で劣化するテフロン

使っている内にテフロンは劣化し壊れてしまいました。

※（２５）を抜粋
　図―７　テフロン部分が欠け落ちたフィルター

　そこでフィルターの材料をテフロンから別の材料に換えたそうです。
また放射性物質を吸収したスラリー（粉）の回収も必要です。そのために、汚染水を逆方法に回し回収容器に入れます（２３）。すると後ろと前から圧力が交互に加わり、変形を繰り返します。このような変形の繰り返しは材料に「疲労」を与え破壊に至る危険があるみたいです（２３）（２８）。少し古い話でしが１９８５年に日本航空のＢ７４７型ジェット機が離陸・着陸を繰り返している内に、機体に金属疲労が蓄積し、最後は上空で「破壊」し墜落事故を起こした例があります（２８）。同じように多核種除去設備（ＡＬＰＳ）のフィルター部分に「疲労」が溜り壊れてしまいました（２３）。

　※（２３）を転載
　図―８　隙間ができたガスケット

(=^・^=)が知る限り、この問題の設計的な解決策は示されていません。

３．多核種除去設備（ＡＬＰＳ）の廃棄物はどうなるか？
　多核種除去設備（ＡＬＰＳ）の最大の問題は処理した汚染水も、汚染水から分離された放射性廃棄物もその行先が決まっていないことだと(=^・^=)は思います。東電は汚染水に増加を抑える対策を実施していると主張しています（２８）。このうち、地下水バイパスは実施してはら半年が経過し（２９）、と路面を舗装し雨が降っても地下に浸み込まず汚染水にならないようとするフェー
シングもだいぶ進んだと主張しています（３０）。でも汚染水増加が止まる気配が感じられません。

　※（２９）を転載
　図―９　福島第一原発の汚染水増加量推移

　東京電力は凍土壁にも期待を掛けているようですが（３０）、実現性には大いに疑問があります（３１）。いづれ多核種除去設備（ＡＬＰＳ）で処理した「汚染水」の処分を検討せざるを得なくなると思います。
　汚染水から取り出した放射性物質をどうするかも問題だと思います。多分、引き取りてがいないので福島第一原発内に、セシウム吸着装置で回収されたセシウムと共に永遠に放置されると思います。

＜余談＞
　　多核種除去設備（ＡＬＰＳ）で処理した汚染水はどうするかと言えば、最後は福島の「海」に捨てるしかなくなると思います。以下に福島第一原発の汚染水のトリチウム濃度の推移を示します。