放射性ヨウ素の銅マトリックス固化体からの放出挙動評価

An Estimation of the Release of Radioactive Iodine from the Waste Package Solidified by the Copper Matrix

本田 明; 須黒 寿康; 佐々木 良一

Honda, Akira; Toshiyasu, Suguro,; Sasaki, Ryoichi

原子燃料の核分裂により生成する放射性ヨウ素は、使用済み燃料の再処理プロセスにおいてヨウ素吸着材に捕集される。この放射性ヨウ素には極めて長半減期(1.5710$7年)の放射性同位体(I-129)が含まれている。このI-129は半減期が長いため、処分時に閉じ込めによる減衰が期待できない。また処分環境においてヨウ素はI-の形態をとり、可溶性で、かつ人工バリア材や天然バリア材への収着性も乏しいため、処分におけるバリアシステム中を移行しやすいという特徴も有している。このためTRU廃棄物処分の性能評価において最大線量ピークの形成に寄与が大きく、重要な核種のひとつになっている。この放射性ヨウ素による最大線量低減の対策としては、単純な長期間の閉じ込めではなく、低いフラックスで長期にわたり制御放出することにより、最大線量を低減させることが有効である。この手段の一つとしてサイクル機構が開発した銅マトリックス固化法により作製された銅マトリックス固化体について、放射性ヨウ素の放出速度の評価を行った。酸化性条件での腐食速度及び還元性条件での腐食速度を合算し、全腐食速度とした。このように算定された銅マトリックス部の腐食速度に基づき、調和的にI-129が放出されるとして、その放出速度及び放出期間を評価した。その結果、FRHP地下水条件では、全銅マトリックス固化体からI-129が、処分後10$y時点から3.11X10Bqなる速度で放出され1.64x10y時点で放出が終了すると評価された。一方、SRHP地下水条件では、処分後10y時点から9.03x10Bq yなる速度で放出され5.76x10y時点で放出が終了すると評価された。

Radioactive Iodine in the spent nuclear fuel is trapped by Iodine-adsorber in the off-gas process of reprocessing plant. The radioactive iodine includes very long half-lived nuclide (I-129;Half life=1.57x10y).The I-129 cannot be expected to decay due to containment by the barrier system because of its long half life. The Iodine have soluble and poorly sorbing nature in the geological disposal condition, because the element can take the chemical form of Iin the reducing condition such as the condition of deep underground. Therefore Iodine can migrate in barrier system easily and strongly contribute to the peak of dose in the performance assessment of TRU waste disposal. An effective measure for reducing the dose peak is the controlled release of Iodine from the waste package in the low flux. The solidification by the copper matrix was proposed as one of the previous controlled release technology by JNC. The release rate of I-129 from the waste package solidified by the copper matrix was estimated. The corrosion rate of copper matrix was estimated as the sum of those both in the oxdizing and reducing conditions. The rates and periods of I-129 release were estimated under the assumption of congruent release of I-129 with corrosion of the copper matrix. The total release rate and period in the FRHP groundwater case were 3.11X10Bq yand 1.64x10y(Initiated at 10y and finalized at 1.64x10y) respectively. The total release rate and period in the SRHP groundwater case were 9.03x10Bq yand 5.66x10y(Initiated at 10y and finalized at 5.76x10y).