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Scale up effect on geopolymer H$$_{2}$$ production under gamma irradiation

ガンマ線照射下におけるジオポリマーの水素発生に及ぼすスケールアップ効果

Cantarel, V.  ; 有阪 真 ; 山岸 功 

Cantarel, V.; Arisaka, Makoto; Yamagishi, Isao

ジオポリマー廃棄体のガンマ線照射時に発生する水素が廃棄体内で消費され、その消費は水素拡散が遅く試料が大きいときに顕著になることをこれまでの実験結果により明らかにした。例えば、含水率が同じジオポリマーを照射した場合、長さ40cmの円筒試料の水素収量は粉末試料の100分の1以下に減少した。このような実験結果は、水の放射線分解により発生する水素、再結合反応により消費される水素、拡散により移動する水素に関する量的関係をモデル化することで解釈が可能となる。本発表では、照射試料からの水素放出量が試料の大きさに多大な影響を受けることを強調し、実規模廃棄体への適用可能性を報告する。

The present study aimed at completing previous results on geopolymer H$$_{2}$$ production under irradiation, taking into account physical phenomena such as gas diffusion. Experimental data showed the consumption of hydrogen by the wasteform itself under irradiation provided hydrogen diffusion was slow enough or the sample large enough. Sample with the same water content and same internal chemistry were shown to have very different effective radiolytic yield by modification of the sample dimensions (100 times smaller for a 40 cm long cylinder compared to the powder of the same sample). A simple model taking in account only hydrogen gas diffusion in the sample, its production and a pseudo first order reaction for the H$$_{2}$$ consumption allowed to predict correctly the effective experimental hydrogen production. A strong dependency between H$$_{2}$$ production, wasteform dimensions and sample permeation properties was highlighted and understood. This difference in our vision of hydrogen production opens new horizons for active waste immobilization.

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