Measurement of the forward dissolution rate of LRM glass using a Single-Pass Flow-Through (SPFT) test method at 70C

70CにおけるSPFT法を用いたLRMガラスの初期溶解速度の測定

林 真紀*; 佐竹 憲治*; 笹本 広   

Hayashi, Maki*; Satake, Kenji*; Sasamoto, Hiroshi

ホウ珪酸ガラスの初期溶解速度の測定で用いられるSPFT試験法の精度や偏りを評価するため、アルゴンヌ国立研究所(ANL)により国際的な研究所間での試験研究が企画された。本報告では、ANLで準備されたLRMガラスを用い、70Cで行った試験結果について報告する。浸出溶液中のガラス構成成分(すなわち、Si, BやNa)の濃度測定結果及び溶液の流速をもとに、ガラスからの浸出成分が定常状態に達した状態でのガラス溶解速度を算出した。浸出溶液中にガラス構成成分が存在しない状態での速度は、実験結果をもとに、溶液中のガラス構成成分がゼロになる場合に外挿し、推定した。試験の結果、浸出溶液の平均的なpHは、室温(21.784.03C、4.03は標準偏差)において、11.680.23(0.23は標準偏差)であった。溶液中に存在するガラス構成成分による影響を排除した場合のSi, B及びNa濃度の変化に基づき推定されたLRMガラスの溶解速度は、各々、2.11, 1.99及び1.93(g/m d)であった。しかしながら、溶液中のガラス構成成分濃度にはバラツキが認められ、これら推定値の信頼性は低い。今回の試験結果に基づけば、SPFT試験法により信頼性の高いデータを得るためには、試験溶液の流速を注意深く制御し、一定の流速を保つことが必要であると考えられる。

An international interlaboratory study (ILS) was coordinated by Argonne National Laboratory (ANL) to evaluate the precision and bias of a single-pass flow-through (SPFT) test method that can be used to measure the forward dissolution rate of borosilicate glass. In this report we present the results of tests conducted at 70C using the LRM glass prepared by ANL. Based on measurements of the concentrations of glass components (i.e., Si, B and Na) in effuluent solutions and the solution flow rate, glass dissolution rates were calculated under the steady-state concentrations of glass components. The rates in the absence of glass components were estimated by extrapolation of the experimental results to zero concentration of glass components. Results show that the average pH of effuluent solutions was 11.680.23 (0.23 refers to standard deviation) at room temperature (21.784.03C, 4.03 means standard deviation). The estimated dissolution rate of LRM glass, based on variations in Si, B and Na concentrations in the absence of solution-feedback effects, is 2.11, 1.99 and 1.93 (g/m d), respectively. The reliability of these estimates is questionable, however, due to considerable scatter in the aqueous concentration data. Based on these results, it is suggested that carefully controlled and constant flow rates are required to obtain reliable data using the SPFT test method.