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TRU廃棄物の地層処分における高アルカリ性地下水の拡がりに関する地球化学-物質移行解析による検討

Investigation on highly alkaline plume spreading over host rock of geological disposal of TRU waste by reactive transport analysis

武田 聖司; 西村 優基; 宗像 雅広; 澤口 拓磨; 木村 英雄

Takeda, Seiji; Nishimura, Yuki; Munakata, Masahiro; Sawaguchi, Takuma; Kimura, Hideo

TRU廃棄物の地層処分の安全評価においては、多量のセメント系材料を使用した処分施設から溶出する高アルカリ性地下水が母岩のバリア機能へ影響を及ぼす可能性が懸念されている。本研究では、セメント系材料から溶出する高アルカリ成分が母岩に及ぼす影響を定量的に検討するため、所定の処分システムと地下水流動場を設定したうえで、地球化学反応と物質移行との連成解析を実施して母岩領域における高アルカリ成分の拡がりを解析した。二次鉱物の生成の有無と母岩の水理特性の影響に着目した解析を実施した結果、二次鉱物としてのゼオライトの生成が高アルカリ成分の拡がりや二次鉱物の沈殿量に影響することがわかった。また、地下水流速を10倍速く設定した場合、より広範囲に高アルカリ成分が拡がることが示された。これは高アルカリ成分を中和する化学反応が、母岩の溶解反応速度によって制限されているためと推察された。

In safety assessments of the geological disposal of TRU waste, it is important to understand the possibility and extents of influence of hyperalkaline groundwater derived from the degradation of cementitious materials that are used as forms for the containment of waste and as constructional materials in the disposal facilities of TRU waste. In this research, reactive transport analyses of hyperalkaline plume induced by cementitious materials were performed to clarify the extent of the hyperalkaline groundwater spreading and the type of alterations occurring with or without considering the precipitation of zeolite. The effect of the groundwater velocities on the spread of hyperalkaline groundwater was also examined. The analysis results indicate that whether zeolites precipitate or not significantly affect extent of hyperalkaline groundwater and the amount of precipitation of secondary minerals. In the case that groundwater velocity was 10 times higher, hyperalkaline groundwater spread broader than the original groundwater velocity case. It might be due to our kinetic dissolution model of host rock minerals, which limits chemical reactions neutralizing hyperalkaline groundwater.

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