ベントナイトコロイドの特性評価データの取得

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大日方 克人*; 黒沢 進*; 加藤 博康*

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処分環境下におけるベントナイトの流出、及び人工バリア周辺岩盤中でのベントナイトコロイドの核種移行挙動への影響評価に資するデータ取得を目的として、ベントナイト懸濁液試料または1ヶ月静置後の上澄み液(ベントナイトコロイド試料)を用いて、液中に分散している粒子(もしくはコロイド)の粒径分布測定及び表面(ゼータ)電位測定、並びにコロイド生成量の検討を行った。測定はイオン強度及びpHをパラメータとした。作業項目及び各項目の成果概要を以下に示す。(1)特性評価測定試料の作製処分環境下における地下水中のイオン強度及びpHを模擬し、粒径分布測定、表面(ゼータ)電位測定及びコロイド生成量の検討に資するためのベントナイト懸濁液試料及びベントナイトコロイド試料を作製した。(2)液中におけるベントナイト微粒子の粒径分布測定ベントナイト懸濁液試料及びベントナイトコロイド試料中での粒子の粒径分布を測定した。測定は、比較的粒径の大きい範囲に有効なレーザー散乱法(光回析散乱法)と粒径が小さい範囲で有効な動的光散乱法を併用した。測定の結果 、粒径は試料のイオン強度並びにpHに依存することがわかった。本作業のイオン強度及びpH範囲では、ベントナイト懸濁液試料については0.256(m)程度、ベントナイトコロイド試料については0.15(m)程度の粒径範囲が得られた。(3)ベントナイトの表面(ゼータ)電位測定ベントナイト懸濁液試料を用い、ベントナイトのゼータ電位を測定した。測定にはレーザー・ドップラー電気泳動法を用いた。測定の結果、本作業のイオン強度及びpH範囲において-37-76(mV)のゼータ電位値が得られた。(4)ベントナイトコロイドの生成量の検討ベントナイトコロイド試料中のSi、Al、Mgの元素濃度を測定し、ベントナイトコロイドの生成量を検討した。その結果、イオン強度が低い条件(イオン強度110-3,pH9)では、懸濁させたベントナイトの20%弱がコロイドとなることを確認した。また、そのコロイドはモンモリロナイトコロイドであることが示唆された。イオン強度の増加とともにコロイド生成量は減少し、海水系模擬の条件(イオン強度610-1,pH8)では、コロイドはほとんど生成しないことを確認した。また、pHが高い条件では、モンモリロナイトコロイド以外に珪酸コロイドも生成するとこが示唆された。

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