緩衝材の熱的変質機構の解明

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渡辺 隆*

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緩衝材の主成分であるスメクタイトの熱変質プロセスを議論した。スメクタイトの層間陽イオン(Ca/Na)と置換型(四面体/八面体)の分布構造の解析結果、スメクタイト粒子内でSegregation typeの混合層構造をとることがわかった。層間における水分子層の形成モデルの検討により、層間水分子の構造は二つのタイプ(Coordineted water,Free water)であることがわかった。また、天然条件下でのイライト化プロセスにおける物理化学的条件を検討する際、反応速度に影響を与える因子として温度がもっとも重要であり、母岩による影響は小さいことがわかった。さらに熱水条件下におけるスメクタイトのイライト化の実験から、イライト化にはCaのような高い水和エネルギーをもつ元素濃度より、K濃度が重要であることが分かった。以上のことから、スメクタイトは層間でKイオンを吸着、凝集する能力や、初期的に層間陽イオン(Ca/Na)や置換型などの不均一性を粒子中に持っており、これらの不均一性は、熱などの刺激でイライト化変換が起こることが推定される。

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