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Development of mechanistic sorption model and treatment of uncertainties for Ni sorption on montmorillonite/bentonite

モンモリロナイト/ベントナイトへのNiの収着に関する現象論的収着モデルの開発と不確実性の取り扱い

Ochs, M.*; 舘 幸男; Ganter, C.*; 陶山 忠宏; 油井 三和

Ochs, M.*; Tachi, Yukio; Ganter, C.*; Suyama, Tadahiro; Yui, Mikazu

地層処分性能評価における信頼性の高いパラメータ設定に資するため、原子力機構では、ベントナイト系を対象として、統合された収着・拡散モデル(ISDモデル)及びデータベースの開発を進めている。この現象論的モデル/データベース開発の主要な目的は、収着・拡散パラメータの整合的な説明と予測,不確実性評価のためのツールを提供することである。本報告は、Niのモンモリロナイト/ベントナイトへの収着を例として、モデル概念や表面化学種の選定を含む熱力学的収着モデルの開発、並びに不確実性の取り扱いに焦点をあてる。熱力学的収着モデルの不確実性の定量化のため、(1)最適化手法と統計的手法から計算される熱力学収着モデルパラメータの不確実性,(2)収着分配係数のモデル化結果と実測データとの直接的な比較により評価される包括的な誤差の2つの異なった手法を検討、両者の比較を行った。ISDモデル/データベース開発におけるモデルの不確実性の定量化法としては、後者の包括的誤差評価が、現時点での最良の手法と評価された。

For reliable parameter setting in performance assessment of geological disposal, JAEA has developed the integrated sorption and diffusion (ISD) model/database in bentonite systems. The main goal of the mechanistic model/database development is to provide a tool for a consistent explanation, prediction, and uncertainty assessment. This report focuses on developing the thermodynamic sorption model (TSM) including selection of model design and surface species, and on the quantification and handling of model uncertainties, based on illustrating by example of Ni sorption on montmorillonite/bentonite. Two fundamentally different approaches are presented and compared for representing TSM uncertainties: (1) TSM parameter uncertainties based on optimization routines and statistical procedure, (2) overall error estimated by direct comparison of modeled and experimental Kd values. The overall error in Kd is viewed as the best representation of model uncertainty in ISD model/database development.

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