緩衝材中における核種の微視的移行メカニズムに関する研究

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中井 英一郎*

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緩衝材中の核種移行における性能評価パラメータは見掛けの拡散係数である。この値の設定に当たっては、緩衝材中の核種移行に関わる主要なメカニズムを明らかにすること、及び保守性を確保することが重要である。本研究では、核種移行に関わると考えられるメカニズムのなかから性能評価において考慮すべきものを選択することを目的として、緩衝材の空隙構造及び移行遅延機構について以下の検討を行った。(1)核種移行媒体としての圧密ベントナイトの特性 水-ベントナイト界面の相互作用に関する取り扱い方法及び緩衝材中の微視的核種移行モデルに関する調査を行った。また、モデルで提案されている移行経路概念を確認するための電顕観察手法に関する検討を行った。(2)空隙水の化学環境 固液比をパラメータとしてサスペンジョンのイオン濃度の測定し、その結果を地球化学計算結果と比較しベントナイトと溶存イオンとの相互作用について検討した。(3)緩衝材中の水の自己拡散 充填密度と空隙水組成をパラメータにして緩衝材中のトリチウム水の拡散係数を測定した。その結果から、電気粘性効果及び拡散経路の形状の効果について検討を行った。(4)モデル核種の移行Co/SUP2+、Ni/SUP2+、Sr/SUP2+を用いて、カラム試験及びバッチ吸着実験を行い、核種の水和の影響及びみかけの拡散係数の推定における分配係数の適用可能性について検討を行った。

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