緩衝材の特性試験(2)

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柴田 雅博 ; 山形 順二*; 鈴木 英明*

Shibata, Masahiro; Yamagata, Junji*; Suzuki, Hideaki*

高レベル放射性廃棄物地層処分における人工バリアの一つに緩衝材があり、圧縮ベントナイトがその候補材料として考えられている。処分初期は、水で飽和していない圧縮ベントナイトに対して地下水が浸潤してくる、いわゆる再冠水現象が想定され、水分の移動に関する評価および浸潤メカニズムの解明が重要である。本報告では、処分直後の地下水の再冠水時における不飽和な圧縮ベントナイトへの水の浸潤挙動を把握するために、簡易的な圧縮ベントナイト中への水の浸潤試験を実施し、概略的な評価を行ったのでここに報告する。その結果、(1)圧縮ベントナイト中への水の浸潤はみかけ上はおよそ拡散分布を示すこと、(2)浸潤速度の指標である水分拡散係数は10/SUP-10/m/SUP2/sのオーダーであること、(3)水分拡散係数は圧縮ベントナイトの乾燥密度とともに増加すること等を確認した。また、水の浸潤にともなうモンモリロナイト結晶の底面間隔の測定を行い、「水の浸潤挙動」「底面間隔の変化」「膨欄圧力発生挙動」の相互関係の評価を行った。その結果、1.圧縮ベントナイトが水で飽和する以前に膨潤圧力が平衡となる。2.底面間隔が一定となる時に膨潤圧力が平衡となる。という結果を得た。これらのことから、水の浸潤には膨潤圧力を発生させるモンモリロナイト層間への浸潤、およびベントナイト粒子間の空隙を飽和させる浸潤、という二つの浸潤メカニズムがあることが示唆された。

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