ベントナイト緩衝材の特性評価に向けた水和モンモリロナイトの組織構造モデリング

Texture modeling of hydrated montmorillonite for characterization of bentonite buffer materials

木本 和志*; 河村 雄行*; 牧野 仁史 ; 高山 裕介  

Kimoto, Kazushi*; Kawamura, Katsuyuki*; Makino, Hitoshi; Takayama, Yusuke

高レベル放射性廃棄物の地層処分ではベントナイト緩衝材の使用が検討されている。緩衝材の長期的信頼性を担保するには、ベントナイトの主成分である水和モンモリロナイト特性をよく理解する必要がある。ただし、ベントナイトの変形や物質輸送特性には、水和モンモリロナイトの凝集系が作るナノスケールの多孔質構造が影響する。したがって、モンモリロナイト単結晶スケールの性質でなく、その集合系が形成する組織構造について知ることも重要である。本発表では、このような観点のもとに開発を進めている、粗視化分子動力学法(粗視化MD)をベースとした組織構造モデリングの方法について報告を行う。

Bentonite is being considered as a buffer material for the geological disposal of high-level radioactive waste. To ensure the long-term reliability of the buffer material, the properties of hydrated montmorillonite, the main component of bentonite, must be well understood. However, the deformation and mass transport properties of bentonite are affected by the nanoscale porous structure created by the aggregation system of hydrated montmorillonite. Therefore, it is important to know not only the properties of montmorillonite on a single crystal scale, but also the microstructure formed by the aggregate system. In this presentation, we will report on a method for modeling the microstructure based on coarse-grained molecular dynamics (coarse-grained MD), which has been developed based on this perspective.