分配モデルを用いたRaの核種移行評価

Migration analysis of Ra with distribution model

吉田 泰*; 吉川 英樹

Yoshida, Yasushi*; Yoshikawa, Hideki

RaとCa交換反応を定量的に評価するために、元素分配係数を用いた分配モデルが構築された。分配モデルとは、この元素分配係数を用い、固液のRa量を算出するものである。分配モデルによりRaの固液の存在量を評価するには、方解石表面の反応に寄与する層の数を知る必要がある。この層数が方解石を用いた元素の交換実験により2113層と評価されている。この反応層数を用いた分配モデルにより、2000年レポートで設定されている間隙水条件に対して分配係数(Kcp)を算出するとともに、4n+2系列核種の緩衝材外側境界面,岩盤100m地点及び断層800m地点における核種移行率について計算を行った。各間隙水に対するRa交換反応を評価した分配係数は、Raのベントナイトに対して得られた分配係数(Kd)より小さい値となった。Raのベントナイトに対する分配係数はすべての取り込み反応の影響を反映しており、したがって、KdKcpは妥当な結果であると考えられる。Raの核種移行パラメータに分配モデルを考慮した場合、濃度上限を設定する溶解度を考慮しないことと同じとなり、また、Raの半減期が1600年と短いことから、放射平衡による親化学種の影響を受ける傾向を示すようになる。

Distribution model were established to estimate an effect of substitution reaction of Ra in calcite. To apply this model, number of reactive layers is required. It was reported to be 21 based on an experimental results. In the present study, distribution coefficient for substitution reaction (Kcp) for pore water of H-12 were estimated and release rate of 4n+2 series nuclide was calculated. Values of Kcp for types of pore water were estimated with mole amount of Ca in solid phase and solution and partition coefficient. Estimated Kcp are smaller than Kd of Ra in bentonite. Kd is empirical parameter shows all distribution reactions, including the effect of Kcp. Therefore, Kd Kcp is reasonable. It was assumed that Kd included an effect of substitution reaction. As a result, similar trend of Th was shown for Ra. Half life of Ra (T1/2=1600 years) is significantly short and therefore behavior of it depends on radiation equilibrium with Th (T1/2=770000 years).