水理地球化学的不均質場における物質移行及びニアフィールドにおけるFP元素の移行挙動に関する研究(研究委託内容報告書) 第I分冊水理地球化学的不均質場における物質移行

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池田 孝夫*; 吉田 英爾*

Ikeda, Takao*; Yoshida, Hideji*

本研究は、MACROII吸着試験として実施されたバッチおよびカラム試験について、その結果を評価する際の目的および定量的アプローチに関して検討を行ったものである。具体的には、まずバッチ及びカラム試験における吸着過程に対してある範囲の数学モデル候補を使用し、「フィッティング」実習によって最適モデルを選定する方法について検討を進めた。ここでの「フィッティング」とは、同じサンプルについて同じ条件のもとで実施された実験に対して実験結果を解析し、次第に複雑化する一連の試験において各候補モデルの相対的な正確さを評価することを意味する。具体的には、以下の手順により評価を行った。1.吸着平衡過程に対する時間スケールを決定するためのバッチ試験結果の範囲解析2.モデル平衡等温線及びバッチ試験等温線の比較3.吸着速度論を決定するための、モデル濃度・時間曲線のバッチ試験で測定された濃度・時間データへの「フィッティング」4.長さスケールの影響を決定するためのカラム試験結果の範囲解析5.吸着と他の移行過程との相互作用を決定するための、モデル破過曲線のカラム試験破過曲線への「フィッティング」本研究においては、上記の手順に基づき試計算を実施している。具体的には、各モデルに基づき濃度の経時変化あるいは破過曲線を自動的に生成するソフトウエアと、この生成されたデータをバッチ試験及びカラム試験から得られたデータにより非線形フィッティングするソフトウエアとによりステップ3及びステップ5のフィッティングを実施した。実際にはこの2つのソフトウエアは、ひとつのソフトウエアにパッケージ化されておりフィッティングは自動的に行われた。またこの試計算からは、測定誤差に関する情報が利用可能な場合には、さらに様々な情報を得ることが可能であることが確認された。したがって、将来的により多くの実験データが利用可能となった場合には、本研究の成果はより広範囲に利用可能となるものと考えられる。また本研究では、MACRO-II試験装置における吸着試験について、2次元のシミュレーションを実施し、その有用性について検討を行った。

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