降下した放射性物質の抽出・除去

質問

• 福島原発事故によって放射性物質が広範な地域に飛散し、土地や農作物に害をもたらしています。
• 放射性物質の除去は日本の国土を原発事故前の状態に近づけるための重要な課題です。
• 処理量やコスト、所要時間については詳細なデータが必要ですが、科学のアプローチにより除去の可能性があるとされています。

回答No.9

kagakusuki

>セシウムからキセノン　という物質に変わる化学的反応があります。

　これらの事を言っているのでしょうか。（化学反応ではなく核反応です）

セシウム129:半減期32.06時間でキセノン129mに変化（但しキセノン129mは半減期8.88日でγ線を放出し、放射能を持たないキセノン129に変化）
セシウム130:半減期29.21分でキセノン130mに変化（但しセシウム130は、半減期があまりにも短いため、原子炉から放射性物質が漏洩する前に殆ど無くなっているため、放射性降下物には含まれていない筈）
セシウム131:半減期9.689日でキセノン131mに変化（但しキセノン131mは半減期11.84日でγ線を放出し、放射能を持たないキセノン131に変化）
セシウム132:半減期6.479日でキセノン132mに変化（但しキセノン132mは半減期0.00839秒でγ線を放出し、放射能を持たないキセノン132に変化）

　何れも、比較的速やかに無害なキセノンに変化するものばかりですから、放射性セシウムから生じる放射性キセノンは、もう残っていないと見做して構わないと思います。
　又、セシウム137は半減期30.04年で放射性のバリウム137mに変化した後、放射能を持たないバリウム137に変化しますが、バリウム137mの半減期は僅か2.552分しかありませんから、セシウム137は放射能を持たないバリウム137に直接変化すると見做しても、実用上は問題ないと思います。
　又、セシウム135の半減期は230万年にもなりますが、崩壊速度が遅いという事は、同じ時間内に放出する放射線粒子の量も少ないという事ですから、放射性セシウムが出す放射線の内、セシウム135から出たものは極めて少ない事になります。
　ですから、放射性セシウムが原因となる放射線に限れば、200年も経てば、現在の101分の1程度にまで低下するという計算になります。
　尤も、飛散した放射性物質はセシウムだけではありませんから、全ての放射性物質から出た放射線の量は、そこまで低下はしないと思います。

　尚、物質を分離するには、当然、物質を区別する必要があります。
　物質を区別するためには、物質の性質の違いを利用しなくてはなりません。
　そして、物質の性質の大部分は、原子核の周りを回っている電子の数によって決まり、電子の数は原子核中の陽子の数によって決まりますから、物質の性質の大部分は、原子核中の陽子の数によって決まると言っても過言ではありません。
　これに対し、放射能は原子核の性質によるものであり、原子核の性質は、陽子の数の他に、中性子の数の違いによっても変わります。
　例え陽子の数が同じ原子核でも、中性子の数の違いによって、放射線を出さないものや、放射線を出すものの違いが生じます。
　しかし、物質の化学的性質や、沸点、融点、溶解度、等々の一般的に物質の分離方法に利用されている性質は、原子核中の中性子の数にはあまり影響しません。
　そのため、薬品を使って特定の物質のみを溶かし出すと言った方法では、放射性物質を分離する事は出来ません。
　理論的には、汚染された土壌を超高温で全てプラズマ化させた上で、プラズマを電磁的に加速させてビームに変え、そのビームを磁場の中に通せば、原子核中に含まれている陽子の数と、原子核の質量、の比率の違いによって、放射性物質と放射性ではない物質を分離する事は可能ですが、巨大な工場を建設しても、1トンの土壌を処理するのに、年単位の時間が必要になるでしょうし、莫大な電力を必要としますから、全ての土壌を処理するのに必要な電力を生み出すためには、例え原子力発電で賄ったとしても、必要となる燃料の量が、何万トンになるか判ったものではありませんし、処理した後の物質は、元の土壌とは似ても似つかぬ、各元素ごとに分かれた粉末とガス（ケイ素の粉末、アルミニウムの粉末、酸素ガス、etc.）になってしまいますから、完全に非現実的な話です。（福島第一原子力発電所で行われている、冷却水の浄化は、水という、放射性物質となり難い元素のみからなる化合物だけを分離するので、可能となっているのです）

　このため、放射性物質を除去する方法は存在しません。
　ですから、現実的に可能性のありそうな方法と言えば、ANo.7様の方法位のものではないでしょうか。
　それにした処で、保管場所の選定問題がありますし（うちの近所には造るなという人ばかりです）、そもそも、膨大な量の汚染土壌を保管可能なだけの、広大な土地が確保出来るかどうかも疑問です。
　少なくとも、国会議事堂の敷地内では、あまりにも狭過ぎてお話になりませんし、そもそも、汚染物質を県境を越えて移送する事など、搬送先の住民が許可する筈もありません。

お礼

回答ありがとうございました。

>現実的に可能性のありそうな方法と言えば、ANo.7様の方法位のものではないでしょうか。
そうなのですね。
できれば放射性物質のみを抽出、というのが私個人にとっての最も希望する解だったのです。
ただ、これができなければ、別の物質も付随してもいいからある程度の割合まで抽出を・・・とも思っていたのですが、やはり現実的にはANo.7さんの方法なのですね。

>　少なくとも、国会議事堂の敷地内では、あまりにも狭過ぎてお話になりませんし、そもそも、汚染物質を県境を越えて移送する事など、搬送先の住民が許可する筈もありません。
いや、恐らくこれは現実的にそうしろと言っているのではなくて皮肉で言っているんですよ。安全というのであればやってみろと。

>　それにした処で、保管場所の選定問題がありますし（うちの近所には造るなという人ばかりです）、そもそも、膨大な量の汚染土壌を保管可能なだけの、広大な土地が確保出来るかどうかも疑問です。

これは大問題ですよね・・・。
これは私の個人的心情なのですが、他の県へ持ち運ぶのは勿論、福島そのものを死の街にしたくないという思いがあるのです（なのでこの質問をしました）。