河川水と接触したベントナイト鉱床の化学特性変化; 試料採取と分析結果

Depth Trend of Chemical Characteristics of Bentonite Deposit in Contact with River Water; Sampling and Analytical Results

佐治 慎一*; 伊藤 雅和*; 柴田 雅博 ; 神徳 敬*; 磯貝 武司*

Saji, Shinichi*; Ito, Masakazu*; Shibata, Masahiro; Jintoku, Takashi*; Isogai, Takeshi*

緩衝材間隙水組成は、高レベル放射性廃棄物処分場のオーバーパックの腐食挙動評価および緩衝材中の核種の溶解度・収着挙動等を決定する最も重要な基礎情報である。第2次取りまとめでは、この間隙水組成をバッチ試験の結果に基づくモデル計算により導出している。しかしながら、実際の間隙水組成は、処分場埋設後、拡散場を確保しつつ時間および空間変化を伴いながら変化すると考えられる。第2次取りまとめ以降、緩衝材間隙水水質の長期の時空間変化の評価を行うため、実験による変化の把握とそれに基づくモデル化を進めている。しかしながら、長期の評価は実験室による短期の試験結果に基づき得られた結果の外挿となるため、一般に天然類似現象の観察結果の比較によるモデルの信頼性確認が必要となる。本研究では、時空間変化モデルの検証データの取得を目的とし、天然類似条件下のベントナイト層からの試料の採取およびその化学特性変化の確認を行った。ベントナイト試料は、河川付け替え工事により、1987年以降ベントナイト層が河川水と接触している地点で深度(河川水との距離)をパラメータとして採取した。化学特性変化の確認は、ベントナイト中の鉱物組成、化学組成、層間陽イオン組成等について実施した。その結果、系統的な変化として河川水との接触による流出の可能性、pHの低下、硫酸イオン濃度の低下が確認されたが、ベントナイト含有率が低い層であったこと、および天然のベントナイト生成時点の不均一性から、明確な傾向の把握までにはいたらなかった。

Porewater chemistry in Buffer Material is one of the most important information for assessment of corrosion behavior on the overpack, and of solubility and sorption of nuclides in the buffer etc. In the Second Progress Report of HLW in Japan (H12 Report), porewater chemistry is estimated by batch modeling calculation based on the batch experiment. However, it is expected that, in the disposal vault, temporal-spatial evolution of porewater chemistry occurrs. After H12 report, JNC started experimental study and modeling work for further understanding of the chemical evolution. However, modeling for long term evaluation of porewater chemistry is calculated on the basis of the short term laboratory experiment. Thus, the long term reliability of the model needs to be verified by comparing natural analogue.In this study, bentonite deposit under the river bed was sampled as function of depth by boring. At the sampling point, the river improvement was carried out in 1987 and river water contact with bentonite deposit since then. Mineral composition, chemical composition, inter layer cation concentration, CEC and methylene blue adsorption etc. of the sample are measured.As a result, erosion of the smectite, decreasing of pH and leaching out of SO4 are obsereved. However, clear trend of the depth direction is not obtained for the reason of natural inhomogeneous system.