Effect of ferrous ion addition on radiolysis of chloride ion solutions

塩化物イオン水溶液の放射線分解における鉄イオン添加の影響

端 邦樹 ; 井上 博之*; 佐藤 智徳  ; 知見 康弘

Hata, Kuniki; Inoue, Hiroyuki*; Sato, Tomonori; Chimi, Yasuhiro

Clは中性水溶液中では放射線による水分解ラジカルとの反応性が低いため、希釈海水中では水の放射線分解にはほとんど寄与しないと考えられている。しかし、福島第一原子力発電所の滞留水のような環境では、人為的な添加物や周囲の環境から流入する不純物等の作用により、Clの反応が促進される可能性も否定できない。Cl水溶液の放射線分解への不純物の寄与を調べる一環として、本研究では、ClとFeが共存する水溶液の放射線分解シミュレーションを実施した。Feと水分解ラジカルとの反応により生成するFeの加水分解の過程で溶液の酸性化が起こり、これが原因となってClの放射線分解における反応が促進されることが示された。この反応機構は、pHやFe濃度等の初期条件に強く影響を受けることも示された。

Radiolysis simulations of dilute solutions of Cl and Fe were carried out to understand the effect of low-concentrated Cl on generation of radiolytic products in irradiated solutions containing Fe. The results showed steady-state concentrations of radiolytic products, HO, O and H, increased by adding Fe, and additional generation of these products were observed due to addition of Cl. The reactivity of Cl in water radiolysis was not significant at neutral pH. However, pH drop caused by hydrolysis of ferric ion, which is produced by the reaction of Fe with hydroxyl radical, enhanced the reactivity of Cl with hydroxyl radical. This result indicates low concentration of Cl could have an impact on generation of the oxidative products from water radiolysis if Fe coexists with Cl.