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セメント起源微粒子の挙動に関する研究(3)

Behavior of fine particle originated from cement

田中 知*

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放射性廃棄物処分システムの性能評価にとって、セメントの溶解に伴い放出されるコロイドの核種移行への影響を解明することが重要であると考えられている。昨年度、OPCや低アルカリセメントペーストを浸漬した溶液中での微粒子の確認およびそのキャラクタリゼーションを行った結果、濃度が低いもののコロイド粒子の放出が見られた。本年度はコロイド粒子放出の再現性を確認するために、昨年度と同様の実験を行った。また、流水とOPCや低アルカリセメントが接触している場合のコロイド粒子の放出挙動を調べた。さらにコロイドが流出した場合の移行バリア材の模擬物質としてアルミナ粉末を用い、そのバリア効果を調べた。その結果以下の事柄が明らかとなった。1)セメントペーストを浸漬した溶液中には、シリカコロイドやCaCO3と考えられる粒子の存在が確認できた。しかし、その濃度は5ppm以下であり、非常に低いことがわかった。よって昨年度の結果の再現性が確認できた。2)セメントペーストに通水するとコロイド粒子が流出することが確認できた。しかしその濃度は低いことがわかった。3)バリア材料の模擬物質として用いたアルミナ粉末により、アルミナ粉末の粒径が200$$sim$$150$$mu$$mの場合にコロイド粒子の移行が一部阻止できることがわかった。

For the safety assessment of radioactive waste disposal, it is important to elucidate the effect of colloids on radionuclide migration, which are released with dissolution of cementitious materials composing engineered barricr. In the previous work, we identified and characterized the colloidal particles in the solutions contacting cement hydrates, OPC and low-alkaline cement paste, and observed the release of the colloid particle. In the present work, we performed same experiments as the last year to confirm the reproducibility of the colloid release. We studied the leaching behavior of the colloid when OPC and low-alkaline cement past contact water flow. Furthermore, the effect of an alumina particle was studied, which is used as a barrier material for colloid migration. The following conclusions were derived: (1)In the solution contacting cement paste, the small amount of particles, which are considered as CaCO$$_{3}$$ or silicate colloids were observed. Thus, the reproducibility of the last work was confirmed. (2)The leaching of colloid in the solution was confirmed by water flow through the cement paste. The concentration of particle was as low as 10$$^{3}$$$$sim$$10$$^{5}$$ mL$$^{-1}$$. (3)Al$$_{2}$$0$$_{3}$$ powder, with the diameter of 200$$sim$$150$$mu$$m, was found to be effective to some extent as a barrier for a colloid migration from low-alkaline cement paste.

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