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地下水成分によるケイ酸塩の生成がガラス固化体の溶解に及ぼす影響

Effects of the formation of silicates on glass corrosion in groundwater

前田 敏克; 大森 弘幸; 山口 徹治 ; 片岡 理治; 馬場 恒孝*

Maeda, Toshikatsu; Omori, Hiroyuki; Yamaguchi, Tetsuji; Kataoka, Masaharu; Bamba, Tsunetaka*

地下水の流れが遅い地層処分環境では、ガラス固化体は、短期的には主構成元素であるシリコン(Si)の浸出を伴い速く溶解するものの、長期的にはガラス固化体周辺の液中Si濃度が高く維持され、化学親和力が低下し、非常に遅い速度で溶解するとされている。一方で、浸出したSiが地下水中に含まれる成分とともに安定なケイ酸塩を析出すると、液中Siが消費され、化学親和力の大きい状態が維持されることによりガラス固化体の溶解が抑制されない可能性がある。本研究では、地下水中に含まれる成分とガラス固化体との反応によってケイ酸塩が生成する可能性について実験的検討を行った。その結果、マグネシウムイオンやセメント成分が共存する条件では、マグネシウムケイ酸塩やカルシウムケイ酸塩水和物が生成することによってガラス固化体の溶解が抑制されないことがわかった。また、ガラス固化体を封入するオーバーパックの成分である鉄との反応によって、鉄ケイ酸塩が長期に渡って生成する可能性を示唆した。

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