海水系地下水中におけるベントナイト及び堆積岩に対するセシウムの収着挙動

Sorption behavior of cesium onto bentonite and sedimentary rocks in saline groundwaters

北村 暁  ; 戸村 努*; 佐藤 治夫; 中山 雅 

Kitamura, Akira; Tomura, Tsutomu*; Sato, Haruo; Nakayama, Masashi

海水系地下水中におけるベントナイト及び堆積岩(砂岩及び泥岩)に対するセシウムの収着分配係数を取得した。これらの固相に対するセシウムの収着挙動を明らかにすることを目的として、種々の濃度における塩化ナトリウム水溶液及び塩化カリウム水溶液においても、セシウムの収着分配係数を取得した。得られた分配係数はpHには大きな依存性を示さなかった。また、イオン強度依存性を調べたところ、ベントナイトに対する収着ではナトリウムイオンとカリウムイオンのいずれの濃度に対しても依存性を示したのに対し、堆積岩に対する収着ではナトリウムイオンに対する依存性を示さず、カリウムイオンとのみ競争的に反応することがわかった。これらの結果をもとに、イオン交換モデルを用いてセシウムの収着挙動を検討した。なお、本研究は、平成1415年度に、当時の核燃料サイクル開発機構東海事業所で実施されたものである。

Distribution coefficient of cesium onto bentonite and sedimentary rocks was determined in saline groundwaters. Distribution coefficient of cesium onto the solid phases was also determined in sodium chloride and potassium chloride solutions in order to elucidate sorption behavior of cesium. It was expected that the sorption behavior of cesium was regarded as ion exchange reactions with sorption sites of the solid phases from the results of dependencies of distribution coefficient on pH and ionic strength. It was found that only potassium ion was competed with cesium for the sorption onto sedimentary rocks, while both sodium and potassium ions was competed with cesium for the sorption onto bentonite. It was also found that sorption behavior of cesium onto sedimentary rocks was well described using a model on the sorption of cesium onto illite. The present study was performed in Tokai Works, Japan Nuclear Cycle Development Institute (one of the predecessors of JAEA) in FY 2002-2003.