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アルカリ溶液中での花崗岩の変質挙動

Degradation studies on granite in alkaline solution

大和田 仁*; 三原 守弘; 黒木 泰貴*; 有本 邦重*

Owada, Hitoshi*; not registered; not registered; not registered

セメント系材料と地下水とが接触することによって発生する高アルカリの浸出液の流れ(高アルカリプルーム)が、高レベル放射性廃棄物及びTRU廃棄物の処分場周辺の環境に及ぼす影響のうち、岩盤への影響を調べるため、変遷初期及び中期のセメント系材料からの浸出液を模擬したアルカリ溶液および低アルカリ性セメントの実浸出液(LW)への花崗岩の80$$^{circ}C$$での浸漬試験を行った。浸漬前後の浸漬液の組成及び岩石の鉱物組成を調べたところ、模擬浸出液を用いた試験では、花崗岩に含まれる長石類等からのSi及びAlの溶出とC-S-Hの析出とが確認された。このことによって、高アルカリの浸出液によって、処分場周辺の岩石が影響を受け、核種の移行遅延効果に影響を及ぼす可能性があることが明らかとなった。一方LWを用いた試験では、岩石からの成分の溶出は観られず、液相のSi,AlおよびCaの減少が確認され、C-S-H、C-A-S-H等の2次鉱物として析出したことが示唆された。これらの結果から、高アルカリプルームは岩盤との反応による透水係数の変化や、2次鉱物の析出による分配係数の変化などの処分環境の変化の原因となる可能性があることが分かった。これに対して、LWでは、比較的短期間に花崗岩との平衡に達するので、前述のような処分環境への影響は比較的小さく、またその影響の及ぶ範囲も狭くなることが考えられた。

Bactch leaching experiments of granite with the artifitial cement leachate and the leachate of low-alkalinity-cement (LW) were carried out to evaluate the effect of the hiperalkaline plume on the environment of the high-level and TRU radioactive waste repository. Dissolution of Si and Al from feldspar included in the granite and precipitation of C-S-H were confirmed from the results of the leaching experiments with artifitial cement leachate. From this result it was found that the composition of sorrounding rock changed. It also suggested that the retardation factor of migration of radionuclides would change. On the contrary, only decrease of concentrations in Si, Al and Ca in the leachate was observed in the experiment with LW. This result might indicate that C-S-H and/or C-A-S-H precipitated as secondary minerals in the LW case. From these results, it was considered that the hiperalkaline plume from the cementitious leachate might caused the change of disposal conditions such as the change in distribution coefficients of rock by precipitation of the secondary mineral and the increase in hydraulic conductivity by the dissolution of rock. On the other hand, the influences of the LW would be comparatively small, because LW and granite might equilibrate in short time.

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