人工バリア中における放射性核種の浸出・移行挙動に関する基礎的研究(1)固化体ガラスの浸出挙動に及ぼすフミン酸の影響

東 邦夫*

PNC TJ1604 96-001, 52 Pages, 1996/03

PNC-TJ1604-96-001.pdf:0.92MB

地下水中に存在する腐植物質によって、高レベル放射性廃棄物のガラス固化体の浸出速度が、かなり大きくなる可能性が示唆されている。この問題についてより詳しく調べるため、意図した組成と形状をもつガラス試料5種類を作成し、フミン酸濃度を異にする溶液で浸出試験を行った。そして、ガラスの腐食表面をRBS法で観察し、鉄、ジルコニウムおよびバリウムの浸出挙動に及ぼすフミン酸の著しい効果を確認した。また、浸出溶液中の金属元素濃度をISPS法で測定し、表面層がRBS法で認められない場合にも、溶液中に金属成分が溶出していることを確認した。なお、浸出液中に存在するコロイド状粒子の粒径分布を、レーザー散乱法による粒径分布測定器によって測定することを試みた。しかし、現在、信頼できる結果を得るに至っておらず、更にこの実験をつづけるつもりである。

ベントナイトの変質による人工バリア特性の変化に関する実験的研究(III); 平成4年度報告書

東 邦夫*

PNC TJ1604 93-001, 102 Pages, 1993/03

PNC-TJ1604-93-001.pdf:5.23MB

人工バリアの中で埋め戻し材は、母岩とオーバーパックという、それぞれ硬いもの同士のあいだのクッションの役割をするもので、それにはベントナイトが考えられている。ベントナイトとは、主成分がモンモリロナイトといわれる層状結晶の粘土鉱物の粘土であり、低透水性、高イオン交換能力、高膨潤性、可塑性といった特徴を持っている。これらの性質により、上記の役割に加えて、廃棄物への地下水の浸透を制限し、また、放射性核種が漏れでた場合でも、それを吸着しその移行速度を遅くする等の重要な役割をする。そこで、多くの研究者によってベントナイトへの分配係数やベントナイト中での核種の拡散係数などが測定されてきた。本研究室においても、高畠によりトレーサーにトリチウム水 THOを用いた、圧密ベントナイト中の水の拡散係数の測定実験がなされた[3]。Cs+やSr2+等の陽イオンの拡散係数もトリチウム水の場合と同じ方法で他の研究者によって測定されている[4,5,6]。しかし、陽イオンの場合ベントナイトの特性からいって非常に長時間の拡散時間が必要なので、高畠が3Hで得たようなきれいなプロファイルはあまり得られていない。そこで、本研究では電気伝導度法を用いて、ベントナイト中での陽イオンの拡散係数の測定を行った。電気伝導度法は試料の電気伝導度とネルンストーアインシュタインの式から拡散係数を求める方法である。この方法は試料の電気的性質を調べるため、的確な実験方法と解析方法を用いれば、比較的容易に拡散係数を測定することができる。しかし、トレーサーを用いた実験と異なり、多くの異なるイオンが存在している場合、注目核種による影響を正確に評価することが非常に困難であるという欠点がある。本研究室で行った実験においてもそのことが報告されている[7]。ベントナイトは層間に交換性陽イオンとして、多くのNa+やCa2+などのイオンを持っているため、この方法をこのまま適用することは困難である。そこで、本研究ではベントナイト中の層間イオンを注目核種に置換したものをまず作成して、それを用いて電気伝導度法で拡散係数を測定した。また、ベントナイト中の層間イオンが変化することによる特性変化を、X線回析法を用いて、層間距離を測定することにより考察した。

ベントナイトの変質による人工バリア特性の変化に関する実験的研究; 平成2年度成果報告書

東 邦夫*

PNC TJ1604 91-002, 71 Pages, 1991/03

PNC-TJ1604-91-002.pdf:7.96MB

我が国においては、いずれの地域においても地下水レベルが高く、したがって、深地層処分の処分場は、地下水によって飽和している地層中に建設することを想定しておかねばならない。また、岩盤中の割れ目等も相対的に多いと言われている。このような条件下にあるため、人工バリアの重要性は、他国にもまして強く認識されている。人工バリアシステムを構成する要素の中にあって、放射性核種の収着等による移行の遅延及び移行率の制限並びに止水等の作用を担っているベントナイトに期待されているところは、極めて大きいと言わざるを得ない。しかし、熱的影響等がある場合には超長期にわたる過程で、ベントナイトが変質して行き、人工バリアシステムの一構成要素としてのベントナイトが持つ優れた特性が、かなり低下してしまうのではないかとの懸念も持たれている。このため、ベントナイトの変質により、人工バリアとしての特性がどのように変化していくかを究明することが本研究の目的である。そこで、本年度は、以下のような事柄につき実験的研究を行い、平成2年度の報告書としてまとめた。1.ベントナイトへのセシウムの吸着、2.イライトへのセシウムの吸着、3.ネプツニウム(V)のベントナイトへの吸着、4.電気伝導度法によるベントナイト中の陽イオン拡散係数の測定。本年度は、第一年度であり、しかも受託研究の手続きが完了してから2ヶ月余りしか日数がなく、装置や資材の購入入手の後の実験及び考察には十分な日数がなく、予備実験の域にとどまらどるを得なかった研究テーマもあった。それらについては、来年度以降に継続して実験することにより、研究の質の向上をはかっていく事にする。

Column Experiments on Migration Behavior of Neptunium, 5

東 邦夫*; 中山 真一*; 有本 一*; 山田 憲和*; 森山 裕丈*

Proceedings of Migration '87, 0 Pages, 1987/00

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