高アルカリ性地下水による花崗岩の鉱物変遷シナリオの構築

Scenario development for mineral alternations in granite by high pH solution

下田 紗音子*; 齋藤 宏則*; 高瀬 敏郎*; 山口 耕平; 小田 治恵  ; 本田 明

Shimoda, Satoko*; Saito, Hironori*; Takase, Toshio*; Yamaguchi, Kohei; Oda, Chie; Honda, Akira

放射性廃棄物地層処分施設からセメント系材料由来の高アルカリ性地下水が周辺の岩盤へ浸入した場合、熱力学的に不安定な初生鉱物の溶解・熱力学的により安定な二次的な鉱物の沈殿が起こる。そのため、溶解沈殿に伴い岩盤中の間隙構造が変化し、岩盤の物質輸送特性が変化する。性能評価のため、上記変化を化学反応/物質輸送連成解析で評価する必要がある。その解析のために化学反応スキームを決定することが必要である。しかし化学組成の点では二次鉱物の組合せは無数に存在する。そのため、既往の知見(室内実験や自然の類似現象)に基づき化学反応スキームを、鉱物変遷シナリオにまとめ、解析ケース設定に反映することで、花崗岩を例として、高アルカリ性地下水との反応に関する鉱物変遷シナリオを提示した。変遷経路の異なる複数のシナリオを準備することにより、鉱物変遷に関する不確実性に対処した。

The unstable primary mineral is dissolved and the precipitation of a steadier secondary mineral happens thermodynamically when a high alkaline groundwater of the cement system material origin is infiltrated from the radioactive waste geological disposal facilities to a peripheral bedrock. Therefore, the pore structure of the hostrock changes by the precipitation and dissolution, and the material transportation characteristic of the bedrock changes. It is necessary to decide the chemical reaction scheme for the analysis. However, the combination of the secondary minerals exists innumerably. Therefore, granite was assumed to be an example by summarizing the chemical reaction scheme in the mineral alteration scenario, and the mineral alteration scenario concerning the reaction with a high pH groundwater was presented. It dealt with the uncertainty concerning the mineral alteration by preparing two or more scenarios with a different alteration route.