The Impact of cement on argillaceous rocks in radioactive waste disposal systems; A Review focusing on key processes and remaining issues

放射性廃棄物の処分システムにおける粘土質岩に対するセメントの影響; 重要なプロセスと残された課題に焦点をあてたレビュー

Wilson, J.*; Bateman, K.; 舘 幸男  

Wilson, J.*; Bateman, K.; Tachi, Yukio

地層処分概念では、セメント系材料の様々な目的での使用が想定されている。粘土質岩が対象母岩である場合、高アルカリ条件のセメント間隙水が、粘土質岩中の主要鉱物を不安定化させ、セメントと岩石の境界部に変質領域を生じさせる。文献のレビューにより、実験研究、アナログ研究及びモデル化研究から得られるプロセスの理解の現状と、残された課題が抽出された。セメントと粘土質岩の相互作用で生じる鉱物の変遷プロセスについて理解が進んでいるものの、今後の課題として、処分環境に近い温度条件でのセメントと粘土質岩の変遷プロセス、二次鉱物生成の反応速度、二次鉱物生成に伴う間隙閉塞、変質が放射性核種の移行に及ぼす影響などが特定された。

The concept of deep geological disposal will include the multiple use of cement-based materials. In the case of argillaceous host rocks, the presence of hyperalkaline cement porefluid results in the destabilization of primary minerals in the argillite, resulting in the development of a zone of alteration at cement-rock interfaces. The process understanding gained from experimental, analogue, and modelling studies has been reviewed, and remaining areas of uncertainty identified. Although there is a reasonably good understanding of the mineral assemblages that are likely to occur due to cement-rock interactions, there are still some areas where a degree of uncertainty remains, in particular: the evolution of cement-argillite interfaces at T 25C; the rates at which secondary minerals form; the extent of pore clogging due to secondary mineral precipitation; the implications of alteration for radionuclide transport.