Initial dissolution rate of P0798 simulated HLW glass as a function of pH and temperature measured by using micro-reactor flow-through test

マイクロリアクタ流水溶解試験装置による模擬廃棄物ガラスP0798初期溶解速度のpH及び温度依存性評価

稲垣 八穂広*; 牧垣 光*; 三ツ井 誠一郎  ; 出光 一哉*; 有馬 立身*; 野下 健司*

Inagaki, Yaohiro*; Makigaki, Hikaru*; Mitsui, Seiichiro; Idemitsu, Kazuya*; Arima, Tatsumi*; Noshita, Kenji*

マイクロリアクタを用いた新しい流水溶解試験法を開発し、日本の模擬廃棄物ガラスP0798の溶解速度を測定した。この方法では、マイクロ流路(20mm2mm0.16mm)を有するテフロン台に板状のガラス試料を設置し、シリンジポンプにより一定の流速でマイクロ流路に溶液を注入させることでガラス試料と反応させる。反応後の溶液を一定の間隔で採取,分析することで溶解・変質速度を得ることが可能となる。この方法により、pH及び温度を関数としたガラスの初期溶解速度を測定した。その結果、25Cから90Cの条件において、初期溶解速度が"V字型"のpH依存性を有することが確認された。これは、フランス原子力庁CEAが評価したR7T7ガラス等と同様な傾向である。得られた結果と他のガラスとの比較に基づき、溶解メカニズムについて議論する。

A new type of flow-through test method using micro-reactor was developed and applied to measurement of dissolution kinetics for a Japanese simulated HLW glass, P0798. In this method, a coupon shaped glass is placed on a Teflon plate with a microchannel (20 mm 2 mm 0.16 mm), and a solution is injected into the inlet of the channel at a constant flow rate. The outlet solution, which reacted with glass through the channel, is retrieved to be analyzed for determination of the dissolution rate. By using this method we measured the initial dissolution rate as a function of pH and temperature. The results showed that the initial dissolution rate has "V-shaped" pH dependence at any temperature from 25 to 90 C similar to that for R7T7 glass evaluated by CEA, France. However, a certain difference was observed between them in the temperature dependence at high pHs. Based on the results and comparison, we discussed the dissolution kinetics.