緩衝材に関わる固溶体モデル及び核種拡散挙動に関する研究(成果概要)

田中 ひかる*

PNC TJ1211 93-010, 56 Pages, 1993/02

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緩衝材による地下水の化学的緩衝作用及び核種の移行挙動は、いずれも高レベル放射性廃棄物処分施設の性能評価研究分野における重要な研究対象である。今年度は、化学的緩衝作用についてスメクタイトを固溶体として捉えたモデル開発のためのデータ取得に着手した。また、核種の移行挙動については、モデル確証のためのデータ取得、ベントナイトの基礎的特性の把握を行った。結果は以下の通りである。1.固溶体モデル開発のためのデータ取得(1)化学的緩衝性特性試験イオン交換反応について、平衡定数、固相を含めた物質収支及びpHの影響の面から検討を行い、試験手法の改善及び反応におけるH+の考慮の必要性が明らかになった。(2)スメクタイトの骨格の溶解速度に関する試験スメクタイトをモンモリロナイト、バイデライト及びノントロナイトの固溶体と考え、Mg、Fe、Alの浸出指標としての適用性を検討した。pH中性付近における3か月、90までの浸出では、これら元素の有意な浸出は観察されなかった。2.ベントナイトの空隙構造に関する検討(1)クニゲルV1での定常拡散試験Tc、Cs、Raについて定常拡散試験を行い、実効拡散係数を測定した。TcとCsについては電気二重層理論からの推定と一致したが、Raでは異なる傾向が観察された。(2)クニゲルV1のゼータ電位測定昨年度行ったクニピアでの表面電位測定値と同様の値が得られた。また、電解質のタイプを厳密に扱った場合と1:1型で近似した場合とで得られる表面電位がほぼ一致することが確認された。(3)実効拡散係数の圧密方向依存性の検討クニゲルV1では圧密方向依存性は認められないが、クニピアでは圧密方向と同じ方向で小さな拡散係数が得られた。この結果は、SEM観察により粒子の微視的配向で説明されることが確認された。