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カルシウム型ベントナイトのトリチウム、セシウム、ヨウ素及び炭素の実効拡散係数の取得

Effective diffusion coefficients of HTO, Cs, I and C in compacted Ca-bentonite

三原 守弘; 伊藤 勝; 上田 真三*; 加藤 博康*

not registered; not registered; Ueda, Shinzo*; not registered

放射性廃棄物の地層処分にナトリウム型ベントナイトを使用することが検討されているが、長期的にはナトリウム型ベントナイトはカルシウム型化することが考えられる。ナトリウム型ベントナイトがカルシウム型化すれば処分システムの性能を評価するために必要となる核種の移行パラメータが変化することが考えられる。本研究では、ナトリウム型ベントナイトをカルシウム型化させ、H-3,Cs-137,I-125及びC-14の実効拡散係数を乾燥密度をパラメータとして取得し、既存のナトリウム型ベントナイトの値と比較した。さらに、溶液組成の核種の実効拡散係数に及ぼす影響について調べるためにセメント系材料の影響を受けた海水系溶液を用いて実効拡散係数を取得した。核種の実効拡散係数の大きさはセシウム$$geq$$トリチウム$$>$$ヨウ素$$>$$炭素の順となった。これら核種の実効拡散係数はナトリウム型ベントナイトの値とほぼ同程度の値であると推定された。溶液組成の影響については、トリチウムでは乾燥密度1.8g/cm3において、蒸留水系溶液とほぼ同じ値であったが、乾燥密度が小さくなると、蒸留水系溶液より小さな値となった。セシウムの実効拡散係数は、トリチウムと同様に乾燥密度1.8g/cm3において、海水系溶液の影響は見られなかったが、陰イオンとして存在する核種は、ベントナイトのイオン排除効果の低減による実効拡散係数の増加が見られた。

In radioactive waste disposal, compacted Na-bentonite has been proposed for a buffer material. However, Na-bentonite would change to Ca-bentonite in the long term period. The change of Na-bentonite to Ca-bentonite might cause the change in the data concerning with nuclides migration properties such as permeability, sorption and diffusion. In this study, effective diffusion coefficients of HTO, Cs, I and C in compacted Ca-bentonite which was changed from Na-bentonite, Kunigel V1, were obtained and were compared to published those of Kunigel V1. In addition, effective diffusion coefficients for compacted Ca-bentonite with syncetic sea system water, SW, were obtained in order to investigate effect of solution composition. The magnitude of effective diffusion coefficients in Ca-bentonite are arranged in smaller order as Cs$$geq$$HTO$$>$$I$$>$$C. It is estimated that their effective diffusion coefficients are same those of Na-bentonite. About effect of solution composition, effective diffusion coefficients of HTO in 1.8g/cm$$^{3}$$ dry density with SW were almost same values with distilled system water, DW. However, effective diffusion coefficients of HTO in lower density were smaller than values with DW. Regarding as effective diffusion coefficients of Cs in 1.8g/cm$$^{3}$$ dry density, the effect of SW could not be observed as well as HTO. However, effective diffusion coefficients of I and C existing as an anion in pore water of bentonite increased by the reduction in the ion exclusion.

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