第2次TRUレポートでの緩衝材/セメント系人工バリアシステムの化学反応/物質輸送連成解析における二次鉱物の安定性とモンモリロナイトの変質速度との関係の逆転について

Inverted relation between stabilities of secondary minerals and alteration rate of montmorillonite in chemistry/mass-transport coupled analyses of cement/bentonite engineered barrier system for TRU-2 report

本田 明; 山口 耕平*; 小田 治恵  

Honda, Akira; Yamaguchi, Kohei*; Oda, Chie

第2次TRUレポートにおけるセメント系材料及びベントナイト緩衝材からなる人工バリアシステムの化学反応/物質輸送連成解析において、緩衝材の変質が、安定二次鉱物ケースより準安定二次鉱物ケースの方が著しいという結果が得られた。この結果は、「安定二次鉱物の方が、準安定二次鉱物より、溶質の濃度を低く制御すると考えられ、モンモリロナイトの飽和指数を低く制御するものであり、安定二次鉱物ケースの方が、準安定二次鉱物ケースよりモンモリロナイトの変質速度が大きい」という一般的な考え方と逆の傾向であった。この「逆の傾向」を示した理由を把握するため、上記化学反応/物質輸送連成解析から化学反応部分のみを取り出し、物質収支の把握しやすい閉鎖された回分式の系で化学反応計算を実施した。その結果、モンモリロナイトの飽和指数(S.I.)が、準安定二次鉱物ケースの方が小さく保たれたため、準安定二次鉱物ケースの方が、より著しく変質するという結果になったと考えられる。

More significant alteration of montmorillonite was estimated if the precipitation of meta-stable as opposed to stable secondary minerals was assumed in a chemical/mass-transport coupled analyses of cement/bentonite engineered barrier system for TRU-2. In general, this tendency is reversal. In order to understand the reason of this reversal tendency, geochemical calculations of batch system were conducted. The S.I. of montmorillonite is lower in the case of meta-stable secondary minerals, except for the very short initial period. Because the S.I. of montmorillonite is higher throughout most of the reaction period in the case of meta-stable secondary minerals, the alteration is more significant.