Thorium and americium solubilities in cement pore water containing superplasticiser compared with thermodynamic calculations

セメント減水剤入りのセメント間隙水中におけるトリウム及びアメリシウムの溶解度; 熱力学計算との比較

北村 暁  ; 藤原 健壮 ; 三原 守弘  ; Cowper, M.*; 亀井 玄人 

Kitamura, Akira; Fujiwara, Kenso; Mihara, Morihiro; Cowper, M.*; Kamei, Gento

セメントペーストから抽出した水の中のトリウム及びアメリシウムの溶解度を、過飽和側のバッチ法により調査した。セメントペーストの調製において、普通ポルトランドセメントと脱イオン水を混合し、固化したのちに間隙水を抽出した。本調査の目的は、セメント抽出間隙水中のトリウム及びアメリシウムの溶解度に及ぼすセメント減水剤の影響を調べることであった。得られた溶解度の値は、セメント減水剤の有無によらなかった。また、原子力機構熱力学データベース(JAEA-TDB)を用いた熱力学計算の適用性を確認するため、計算結果を本研究の結果と比較した。結果として、セメントペースト中に混練したセメント減水剤はトリウム及びアメリシウムの溶解度に大きな影響を及ぼすことはなく、熱力学計算が適用可能であることがわかった。さらに、トリウム及びアメリシウムのコロイド成分についても調査を行った。

Solubility of thorium and americium in pore water squeezed from a cement paste was investigated by a batch method from oversaturation. The ordinary Portland cement was mixed with deionised water to prepare a cement paste from which the pore water was squeezed following solidification. Another batch of pore water was collected by the same method except that a superplasticiser was added to the deionised water used to prepare the cement paste. The aim was to investigate an effect of superplasticiser on solubility of thorium and americium in the squeezed cement porewaters. The obtained solubility values in the two squeezed pore waters (with and without superplasticiser present) were similar. Thermodynamic calculations were performed with the JAEA-TDB thermodynamic database and compared with the experimental data to verify their applicability. This result showed that superplasticisers after mixing with the cement paste did not have a significant effect on solubility of thorium and americium, and the thermodynamic calculations were applicable in the present system. Size distribution of colloidal species of thorium and americium was also investigated.