Application of simplified desorption method to study on sorption of neptunium(V) on montmorillonite-based mixtures

モンモリロナイトを主成分とする2成分鉱物系へのNp(V)の吸着脱離挙動に関する研究

香西 直文   ; 山崎 信哉; 大貫 敏彦

Kozai, Naofumi; Yamasaki, Shinya; Onuki, Toshihiko

多鉱物系での放射性核種の吸着挙動及び吸着への鉱物の相互影響を解明するため、本研究では、モンモリロナイトを主成分鉱物として含む二成分鉱物系でのNp(V)の吸着脱離実験を行った。モンモリロナイト-カルサイト系では、カルサイト含有率が高くなるとモンモリロナイト成分へのNpの吸着が減少した。これは、カルサイトから溶解したカルシウムイオンが吸着を妨害したためである。また、カルサイト成分は溶解してしまうため、カルサイトへのNpの吸着は起きなかった。モンモリロナイト-アパタイト系では、モンモリロナイト単独の場合よりもNpの吸着率は大きく増加した。Npはアパタイト成分に濃集したため、モンモリロナイト成分への吸着は減少した。弱酸性から中性の溶液中では、Npは短時間でアパタイト成分に濃集した。pH4以下の水溶液中では、このpH条件でアパタイト成分は完全に溶解するにもかかわらず、時間と共にNpの吸着がゆっくりと増加し、吸着したNpは1M KCl水溶液中で脱離されなかった。このような非交換性の吸着はこれまで報告されたことがない。

To elucidate migration behaviors of radionuclides in the subsurface environment, this paper investigated sorption-desorption behavior of neptunium(V) on montmorillonite -based two-mineral systems. In montmorillonite-calcite system, the sorption on the montmorillonite moiety decreased with increasing calcite content due to interference by the calcium ions dissolved from the calcite moiety, while Np was not accumulated to the calcite. Total Np sorption on montmorillonite-apatite system was larger than that on apatite-free montmorillonite, but the sorption on the montmorillonite moiety in this system was less than that on apatite-free montmorillonite. Under weakly acid and neutral pH conditions, Np accumulated on the apatite moiety. At final pH 4, though the apatite moiety completely dissolved, the sorption increased with time and the increased Np was was not cation exchangeable. This increase of the unexchangeable sorption cannot be explained by the knowledge accumulated so far.