Alteration-phase formation and associated cesium release during alteration of R7T7 waste glass

R7T7ガラス固化体における鉱物相の生成及びガラスの変質に伴うセシウムの放出挙動

稲垣 八穂広*; 出光 一哉*; 有馬 立身*; 前田 敏克; 小川 弘道; 糸永 文雄

Inagaki, Yaohiro*; Idemitsu, Kazuya*; Arima, Tatsumi*; Maeda, Toshikatsu; Ogawa, Hiromichi; Itonaga, Fumio

高レベルガラスに関するこれまでの研究により、地層処分されたガラスは長い時間をかけて水と反応し、より安定な鉱物相を形成するとされているが、鉱物の形成は長期間におけるガラスからの放射性核種の漏出に影響を及ぼす可能性がある。このため、本研究では高レベルガラスの鉱物相形成とそれに伴うセシウムの放出挙動を実験的に評価することを目的に、粉末状のR7T7ガラスを用いて高温のアルカリ溶液中における変質試験を行った。形成された鉱物相をXRDで観察した結果、主な生成鉱物としてゼオライト系鉱物のanalcimeがSiOアモルファスとともに存在すること及び条件によってはスメクタイト系鉱物のbeidelliteやgibbsiteが形成されることが分かった。また、溶液の分析により、セシウムの大部分がbeidelliteやanalcimeといった鉱物相への吸着により固化体中に保持されていることが推察された。

A large number of studies on HLW glass corrosion have shown that the glass reacts with water to form more stable mineral phases (alteration phases) during the long-term geological disposal. The phase formation is essential to evaluate the radionuclide release from the glass during the long-term disposal. The purpose of this study is to evaluate, experimentally, the mineral phase formation from HLW glass and the associated cesium release. Static corrosion tests were performed on powdered R7T7 glass in alkalline solutions at elevated temperatures to accelerate the reaction, and mineral phases formed were analyzed by XRD. The results showed that analcime (zeolite) is formed as the dominant phase coexisting with SiO(am), and beidellite(smectite) or gibbsite coexists dependiting on the conditions. The solution analysis indicated that most of the cesium is retained in the phases of beidellite and analcime by sorption.