Diffusion and sorption behavior of HTO, Cs, I and U in mortar

モルタル中のHTO, Cs, I, Uの拡散・収着挙動

赤木 洋介*; 加藤 博康*; 舘 幸男  ; 坂本 浩幸*

Akagi, Yosuke*; Kato, Hiroyasu*; Tachi, Yukio; Sakamoto, Hiroyuki*

福島第一原子力発電所の廃止措置によって放射性物質によって汚染されたコンクリートが多量に発生することが想定される。廃止措置や放射性廃棄物管理(除染や処分等)のための計画を策定するうえでは、コンクリート材料中の放射能インベントリや分布を推定することが重要となる。本研究では、OPCモルタル中のHTO, Cs, I, Uの実効拡散係数(De)及び分配係数(Kd)を、透過拡散試験及びバッチ収着試験によって実測した。取得されたDeはHTO, I, Cs, Uの序列となり、陽イオン排除効果がOPCモルタルにおいて重要なメカニズムであることが確認された。バッチ試験で得られたKdは、拡散試験で得られたKdより1桁以上高い値となり、試料の粉砕が収着に対して影響を及ぼすことが確認された。OPCモルタル中の拡散・拡散メカニズム理解は、放射性核種のコンクリートへの浸透挙動の予測するうえで重要である。

A large amount of radioactive contaminated concrete will be generated from the decommissioning in the Fukushima Dai-ichi Nuclear Power Plant (NPP). For developing the plans of decommissioning and waste management including decontamination and disposal, it is important to estimate radionuclides inventory and concentration distribution in the concrete materials. In this study, effective diffusivities (De) and distribution coefficients (Kd) of HTO, Cs, I and U in OPC mortar were measured by through-diffusion and batch sorption experiments. De values derived were in the sequence of HTO, I, Cs, U, implying that cation exclusion effects may be important mechanisms in OPC mortar. Kd values derived by batch tests were higher by more than one order of magnitude than the diffusion-derived Kd values, indicating that crushing of samples had a strong influence on sorption. Diffusion and sorption mechanisms in OPC mortar were evaluated to predict the penetration behavior of these radionuclides.