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高アルカリ性間隙水の浸入に伴う母岩の変質に関する研究; 花崗岩のアルカリ変質に関する室内実験とモデル化

An Experimental study and modeling of host rock alteration due to hyperalkaline pore water

山口 耕平; 小田 治恵  ; 中澤 俊之*; 山田 憲和*; 高瀬 敏郎*

Yamaguchi, Kohei; Oda, Chie; Nakazawa, Toshiyuki*; Yamada, Norikazu*; Takase, Toshio*

TRU廃棄物地層処分に使用される多量のセメント系材料から高アルカリ性の間隙水が母岩へ浸出し、母岩の鉱物組成あるいは間隙構造を変化させる可能性がある。その結果、母岩の収着分配係数,マトリクス拡散係数,透水係数など核種の移行特性が変化する可能性がある。したがって、母岩の変質である鉱物組成や間隙構造の時間的・空間的変化を把握する必要がある。ここでは、高アルカリ性溶液をカラムに通水する実験を行い、実験結果と比較することによって、物質輸送を伴う環境における化学モデルの適用性を、液相組成及び沈殿物組成の観点で評価した。その結果、カラム通過後の液相組成に関しては濃度の経時変化はおおよそ再現できた。ただし、実験のAl濃度が解析結果よりも小さい場合があった。また、カラム内の二次沈殿物の組成に関しては、Ca及びAlがカラム内に広く沈殿する傾向は再現できたが、Alの沈殿について再現ができなかった。今後の課題として、Alを含む二次鉱物の熱力学データや沈殿速度の整備及び実験結果等への適用性検討が有益である。

High alkaline pore water runs out from a large amount of cementitious material used for the TRU waste disposal to the host rock, and there is a possibility that the migration characteristic of the nuclide. Here, the applicability of a chemical model in the environment with water flow was evaluated by the viewpoint of the solution composition and the precipitation composition by conducting the experiment that passed high alkaline solution to the column. As a result, a change with the lapse of time of the concentration was able to be reproduced almost for the solution composition. Moreover, the precipitation of Al was not able to be reproduced though Ca and Si were able to be wide in the column. The thermodynamics data of the secondary mineral including Al, the maintenance of the precipitation rate, and the applicability examination to the experiment result etc. are profitable as future tasks.

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