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岩石亀裂中でのコロイドに助長された核種移行に関する解析検討

Numerical analysis studies on colloid-facilitated radionuclide migration in a fractured rock

久野 義夫; 笹本 広  

Kuno, Yoshio; Sasamoto, Hiroshi

岩石亀裂中での核種移行に及ぼすコロイドの影響を評価するために、地下水中に存在するコロイドの特性を考慮した感度解析を実施した。核種の移動性のコロイドへの分配係数Kd$$_{m}$$(m$$^{3}$$/kg)とコロイドの濃度M(kg/m$$^{3}$$)が重要なパラメータであり、これらの積(Kd$$_{m}$$ M)がコロイドの核種移行への影響を示す指標となる。Kd$$_{m}$$M$$>$$1の条件のときに、コロイドによる核種移行の助長が顕在化する。さらに、亀裂表面でのコロイドのろ過効果を考慮して、コロイドの移行挙動を解析した。コロイドのろ過係数$$lambda$$(1/m)が大きいほど、亀裂でろ過されるコロイドは増加する傾向にある。時間とともに、ろ過されたコロイドに収着した核種が増加し、また移動性の核種が減少することにより、核種の流出曲線はピークを形成した。亀裂中での移動可能な核種の濃度を低下させる効果により、ろ過されたコロイドへの核種の分配は核種移行に顕在的な影響を及ぼす可能性がある。

To evaluate colloidal effects on radionuclide (RN) migration through a fractured rock, sensitivity analyses were conducted by considering the properties of groundwater colloids. Distribution coefficient for the mobile colloids Kd$$_{m}$$ (m$$^{3}$$/kg) and colloid concentration M (kg/m$$^{3}$$) are important parameters since the product of them (Kd$$_{m}$$ M) indicates the colloidal effects on RN migration, which is noticeably enhanced in the case of Kd$$_{m}$$ M $$>$$ 1. Furthermore, colloid migration was simulated by taking into account colloid filtration by the fracture surfaces. Filtered colloids tend to increase with increasing the filter coefficient $$lambda$$(1/m). Breakthrough of RNs shows a peak curve since RNs sorbed on the filtered colloids increase and mobile RNs decrease with time. RN distribution to the filtered colloids could have a sufficient impact on RN migration by reducing mobile concentration in the fracture.

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