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Sorption behavior of thorium onto montmorillonite and illite

モンモリロナイトおよびイライトに対するトリウムの収着挙動

飯田 芳久; Barr, L.; 山口 徹治; 邉見 光

Iida, Yoshihisa; Barr, L.; Yamaguchi, Tetsuji; Hemmi, Ko

高レベル放射性廃棄物処分の安全評価において、Th-229は重要核種の一つである。モンモリロナイトおよびイライトを対象としたThのバッチ収着試験を、pHおよび炭酸濃度をパラメータとして実施した。モンモリロナイトに対する分配係数はイライトに比べ高い値を示した。分配係数は炭酸濃度の上昇に伴い減少し、pH10付近で極小値を示した。Thの収着挙動を、静電項を考慮しない表面錯体モデル(NEM)により解析した。モデル計算は実験結果をよく説明し、分配係数の減少は、Thの水酸化炭酸錯体形成による溶存種の安定化によるものであることが示唆された。

Thorium (Th)-229 is one of the important radionuclides for the performance assessment calculations for high-level radioactive waste repositories. The sorption behavior of Th onto montmorillonite and illite were investigated by batch sorption experiments. Experiments were carried out under variable pH and carbonate concentrations. The sorbability of montmorillonite was higher than that of illite. Distribution coefficients, $$K_{rm d}$$ (m$$^{3}$$ kg$$^{-1}$$), decreased with increased carbonate concentrations and showed the minimal value at around pH 10. The sorption behaviors of Th were analyzed by the non-electrostatic surface complex model with PHREEQC computer program. The model calculations were able to explain the experimental results reasonably well. The decreases of $$K_{rm d}$$ was likely due to the stabilization of aqueous species by hydroxo-carbonate complexations in the solutions.

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