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論文

Radionuclide and colloid migration experiments in quarried block of granite under in-situ conditions at a depth of 240 m

山口 徹治; 中山 真一; Vandergraaf, T. T.*; Drew, D. J.*; Vilks, P.*

Journal of Power and Energy Systems (Internet), 2(1), p.186 - 197, 2008/00

https://doi.org/10.1299/jpes.2.186

高レベル放射性廃棄物地層処分の安全評価では、長寿命の放射性核種は廃棄体から溶出し周辺岩盤中を移行するかもしれないことが考慮される。そこで、処分場周辺岩盤内で水みちとなっている亀裂中における放射性核種の移行を理解する必要がある。そのために、日本原子力研究所(日本原子力研究開発機構に改組)とカナダ原子力公社(AECL)は5年間の協力研究でAECLの地下実験施設の地下240mの原位置条件下において、切り出し花崗岩ブロック内核種移行実験を行った。水みちとなっている亀裂帯から切り出した亀裂を含む1m$$^{3}$$の花崗岩ブロックを用いて、Br, 模擬コロイド, $$^{3}$$H, $$^{85}$$Sr, $$^{95m}$$Tc, $$^{237}$$Np及び$$^{238}$$Puの移行実験を行い、移行実験後に亀裂面の放射能分布を分析した。放射性核種の移行については、巨視的な機械的分散,マトリクス拡散,元素ごとに特徴的な収着の影響が見られた。コロイドの移行については沈着とよどみ領域への拡散が影響した複雑な挙動が見られた。

論文

Radionuclide and colloid migration experiments under deep geological conditions in the underground research laboratory, Canada

熊田 政弘; 中山 真一; Vandergraaf, T. T.*; Drew, D. J.*

JAERI-Conf 99-004, p.395 - 410, 1999/03

https://jopss.jaea.go.jp/pdfdata/JAERI-Conf-99-004-Part1.pdf

天然の亀裂岩盤試料を用いた原位置条件下における放射性核種及びコロイドの移行実験をカナダの地下研究施設で実施した。地下240m実験坑道壁面に観察されたほぼ垂直の亀裂から亀裂岩盤試料を切り出し、亀裂が開かないようにステンレスベルトで締めつけ、表面をシリコン樹脂でコーティングした。試料側面に設けた注入口から、ネプツニウム、プルトニウム等の放射性核種、及び0.034~1.0$$mu$$mのコロイドを5ml/hの速度で亀裂面へ注入した。亀裂面における核種の分布をアルファスキャン等により調べた結果、プルトニウムの大部分は注入口近くに留まっており、強い遅延が確認された。コロイドは粒子サイズが異なると分布も異なっており、コロイドサイズが移行に影響していることが明らかとなった。さらに、ネプツニウムなどの多価原子価の移行には、微生物の活動が影響していることが示唆された。

論文

Experimental study on neptunium migration under in situ geochemical conditions

熊田 政弘; Vandergraaf, T. T.*

Journal of Contaminant Hydrology, 35(1-3), p.31 - 40, 1998/00

https://doi.org/10.1016/S0169-7722(98)00113-2
 被引用回数：6 パーセンタイル：24.11(Environmental Sciences)

高レベル放射性廃棄物地層処分の安全評価において重要な核種である$$^{237}$$Npについて、深地下の地球化学的条件下における移行挙動をAECLとの協力により調べた。カナダ、マニトバ州の地下実験施設において、地下250m付近の亀裂帯から採取した岩石試料と地下水を用いてカラム実験による移行実験を原位置条件下で行った。3通りの流束(0.3、1.0及び3.0ml/h)で$$^{237}$$Npをスパイクした地下水約30mlをカラムに注入した。同時に注入したトリチウムの破過曲線は得られたが、注入後95日経っても、Npの破過曲線は得られなかった。移行試験の終了後にカラム充填物を1cm刻みにしてNpのカラム内分布を求めた。1次元輸送モデルをNpのカラム内分布に適用し、カーブフィッテングからNpの遅延係数を得た。Npの遅延係数(Rf)には大きな流速依存性が認められ、Npの遅延速度(Vn)は1桁以上変化した。

論文

SrI$$_{2}$$ diffusion experiment in a granite from underground research laboratory in Manitoba, Canada

山口 徹治; 中山 真一; Vandergraaf, T. T.*

Materials Research Society Symposium Proceedings, Vol.506, p.1091 - 1093, 1998/00

処分施設から漏洩した放射性核種が岩盤内を移行する現象を評価するためには、岩石内への核種の拡散係数が必要である。通常この拡散係数は多孔質媒体中における拡散の理論を用いて見積もられるが、吸着性のイオンに対しては表面拡散の寄与等により、この理論が適用できない場合があることが示唆されている。本研究ではカナダ・マニトバ州にある地下実験施設の240mレベルの亀裂ゾーンから採取した花崗岩と地下水を用い、吸着性のSr$$^{2+}$$と非吸着性のI$$^{-}$$の拡散を同時に測定し、結果を検討した。透過拡散の遅延時間から得られたSr$$^{2+}$$の分配係数(K$$_{d,diff}$$=0.8ml/g)は、溶液中におけるSr$$^{2+}$$濃度の減少分から見積もられた分配係数(K$$_{d,batch}$$=82ml/g)に比べて二桁も低いという結果が得られた。この結果はSr$$^{2+}$$の岩石内拡散には、表面拡散現象が寄与するという仮説を支持するものである。

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