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Influences of humid substances, alkaline conditions and colloids on radionuclide migration in natural barrier

放射線核種の天然バリア中移行に及ぼす腐食物質,アルカリ条件及びコロイドの影響について

向井 雅之; 上田 正人; 稲田 大介; 湯川 和彦; 前田 敏克; 飯田 芳久

Mukai, Masayuki; Ueda, Masato; Inada, Daisuke; Yukawa, Kazuhiko; Maeda, Toshikatsu; Iida, Yoshihisa

地層処分の安全評価における、より定量的な放射性核種移行の理解のため、原研では、地質媒体中のTRUの収着・拡散挙動に及ぼす腐植物質,高アルカリ環境,コロイドの影響について、実験及びモデル両面で研究を進めている。腐食物質の一成分であるフルボ酸が共存しない場合、凝灰岩試料を透過したAmの拡散は検出されなかった。フルボ酸を共存させた場合、凝灰岩を透過拡散したことを示すAmが下流側セル中に認められた。セメント材に起因する高アルカリ環境は、地質媒体を化学的・物理的に変質させながら広がる可能性がある。花崗岩中のアルカリ成分透過拡散試験から、セメント平衡水のCa$$^{2+}$$及びOH$$^{-}$$の有効拡散係数は、NaOH溶液のNa$$^{+}$$及びOH$$^{-}$$と比較してほぼ2桁高いことがわかった。コロイドは放射性核種の移行を促進するとされ、放射性核種移行へのコロイドの影響を評価できる計算コードが求められている。

For better quantitative understanding of radionuclide migration for safety assessment of geologic disposal, JAERI has been conducting experimental and modeling studies on influences of humic substances, highly alkaline conditions and colloids on sorptive and diffusional behavior of TRU in geologic materials. In the absence of fulvic acid, one of humic substances, diffusion of Am through a tuff sample was not detected. By adding fulvic acid, Am was detected in the downstream cell, which indicates the diffusion through the sample. Highly alkaline conditions arisen from cementitious materials may spread by altering chemical and physical properties of geologic materials. Through-diffusion experiments of alkaline species in granite showed that the effective diffusion coefficient of Ca$$^{2+}$$ and OH$$^{-}$$ in a cement-equilibrated aqueous solution were found to be higher by almost two orders of magnitude than Na$$^{+}$$ and OH$$^{-}$$ in a NaOH solution. Radionuclide migration can be enhanced by colloids, and thus a calculation code describing the effect of colloids on radionuclide migration has been required.

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