炭素鋼片および模擬ガラス片の相互作用がガラス溶解挙動に及ぼす影響

Effect of interaction between carbon steel and simulated glass on glass dissolution behavior

後藤 考裕*; 松原 竜太*; 浜本 貴史*; 藤崎 淳*; 三ツ井 誠一郎  ; 谷口 直樹 

Goto, Takahiro*; Matsubara, Ryuta*; Hamamoto, Takafumi*; Fujisaki, Kiyoshi*; Mitsui, Seiichiro; Taniguchi, Naoki

ガラスの長期溶解モデルに反映することを目的として、50C及び80C、窒素雰囲気において炭素鋼片および模擬ガラス片の共存条件で浸漬試験を実施した。比較のため、炭素鋼片または模擬ガラス片のみの条件での浸漬試験も実施した。浸漬終了後、液相分析および固相分析を実施し、ガラスの規格化浸出速度を算出するとともに、炭素鋼片表面生成固相を同定した。ガラスの規格化浸出速度(平均値)は、炭素鋼共存条件では50Cで1.110g/m/d、80Cで3.010g/m/dとなった。模擬ガラス片のみの条件では、50Cで2.910g/m/d、80Cで9.210g/m/dが得られており、炭素鋼共存による規格化浸出速度の増加は約3倍となった。また、炭素鋼片の表面をエックス線回折法で分析したところ、50Cおよび80Cのいずれの試料においても磁鉄鉱等の腐食生成物は検出されず、80Cの条件で鉄ケイ酸塩鉱物と推測されるピークが検出された。これは、液相データに基づくGeochemist's Workbenchによる固相の推定結果や炭素鋼共存系での既往研究の結果と一致する。

For the purpose of improvement of long-term glass corrosion model, we conducted immersion tests with specimens of carbon steel and simulated waste glass at 50C and 80C under nitrogen gas atmosphere. We also conducted control immersion tests with a specimen of carbon steel or simulated waste glass under the same conditions. After the immersion tests, we determined glass corrosion rates and secondary phases on the surface of carbon steel specimen. Glass corrosion rates for the immersion tests with specimens of carbon steel and simulated waste glass were three times larger than those for the control immersion tests with simulated waste glass specimen. With X-ray diffraction, several peaks associated with an iron silicate mineral were identified. This observation is consistent with the results of geochemical calculation based on solution data and published study using carbon steel and simulated waste glass.