Sorption of Sn and Nb on montmorillonite at neutral to alkaline pH

中性からアルカリ性領域でのモンモリロナイトに対するSn及びNbの収着挙動

石寺 孝充 ; 岡崎 充宏*; 山田 良英*; 戸村 努*; 澁谷 早苗*

Ishidera, Takamitsu; Okazaki, Mitsuhiro*; Yamada, Yoshihide*; Tomura, Tsutomu*; Shibutani, Sanae*

高レベル放射性廃棄物の地層処分においては、評価対象核種の収着分配係数を適切に設定することが必要である。特に、収着分配係数が低下する可能性のある条件においては、収着分配係数の実測値を拡充し、設定値の信頼性を向上させる必要がある。本研究では、セメント材料の溶出や炭素鋼材料の腐食によって生じうる高pH条件を考慮し、Sn及びNbのモンモリロナイトに対する収着試験を実施して収着分配係数のpH依存性を取得した。その結果、pHの上昇に伴って収着分配係数が低下するものの、pH11からpH12程度まで実測値を取得することが可能であった。また、得られた収着分配係数のpH依存性に対して収着モデルを適用して解析を行い、モンモリロナイトへのSnの収着には2種類、Nbの収着には1種類の収着サイトへの収着を考慮することにより、得られた収着分配係数を説明することが可能であることがわかった。

The distribution coefficient () value of radionuclides is an important parameter in the radionuclide migration analysis in the safety assessment of the geological disposal of high-level radioactive waste. The values must be extensively evaluated especially under conditions where they might be decreased to improve the reliability of safety assessment. In this study, the pH dependence of the values for Sn and Nb on montmorillonite was evaluated using batch sorption experiments at neutral to alkaline pH, which might be caused by the leaching of cementitious materials and the corrosion of carbon steel. The values were determined in the range 8 pH 12 by the experiments and were found to decrease with increasing pH. A model calculation using a thermodynamic sorption model was conducted on the measured pH dependence of the values. Two different sorption sites were required to describe the pH dependence of the values of Sn in the model calculation, whereas one sorption site was considered predominant in the sorption of Nb.