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論文

The Effect of alkaline alteration on sorption properties of sedimentary rock

下田 紗音子*; 中澤 俊之*; 加藤 博康*; 舘 幸男; 清田 佳美*

Materials Research Society Symposium Proceedings, Vol.1665, p.179 - 184, 2014/09

セメント系材料によるアルカリ環境の影響については、高レベル廃棄物地層処分の性能評価において評価される必要がある。本研究では、幌延深地層研究所の堆積岩のアルカリ変質及び未変質試料を用いて、Cs, Ni, Thの収着挙動を調査した。バッチ法で得られた模擬地下水系でのCs, Ni, ThのK$$_{rm d}$$は、変質の度合いに応じて変化した。CsのK$$_{rm d}$$は変質とともに増加傾向を示し、二次鉱物がイオン交換反応によるCs収着に寄与していることが示唆された。一方、NiとThのK$$_{rm d}$$は変質の進行とともに低下した。この変化は、NiとThの表面錯体による収着を支配する粘土鉱物の溶解に起因している可能性がある。これらの結果は、岩石のアルカリ変質がK$$_{rm d}$$に及ぼす影響が、変質岩石の表面特性と収着メカニズムに依存することを示すものである。

報告書

花崗岩試料を用いた収着・拡散試験及び間隙率測定

國丸 貴紀; 森川 佳太; 舘 幸男; 久野 義夫*; 細谷 真一*; 下田 紗音子*; 加藤 博康*; 中澤 俊之*; 生瀬 博之*; 久保田 政子*

JAEA-Data/Code 2012-013, 96 Pages, 2012/07

JAEA-Data-Code-2012-013.pdf:7.41MB
JAEA-Data-Code-2012-013(errata).pdf:0.13MB

物質移動に関する調査研究では、第3段階の調査研究として、研究坑道周辺の数10m$$sim$$100m程度のブロックスケールを対象に、物質移動に関する現象の把握、物質移動特性の取得、物質移動モデルの構築・更新に必要な調査・評価技術を体系的に整備することを目標としている。本試験は、上記の一環として、割れ目の特徴と物質移動特性の関係を把握することを目的に、深度300m研究アクセス坑道において掘削したボーリング孔から採取したコアを利用して花崗岩中の拡散試験、粉砕花崗岩への収着試験、水飽和法及び水銀圧入法による間隙率測定を実施した。本報告では、これらの試験結果を取りまとめたものである。

報告書

余裕深度処分における基本・変動シナリオにかかわる検討・評価

菅谷 敏克; 曽根 智之; 中谷 隆良; 石戸谷 公英; 船橋 英之; 佐々木 良一*; 下田 紗音子*; 黒沢 満*

JAEA-Research 2009-063, 80 Pages, 2010/03

JAEA-Research-2009-063.pdf:8.35MB

本検討は、余裕深度処分対象廃棄物を処分するために必要となる情報を整備する一環として、「低レベル放射性廃棄物埋設に関する安全規制の基本的考え方(中間報告)」(平成19年7月、原子力安全委員会)に基づき日本原子力学会にて策定された「日本原子力学会標準余裕深度処分の安全評価手法:2008」等を参考に、3区分のシナリオのうち「基本シナリオ」及び「変動シナリオ」について、評価シナリオを設定した。さらに、設定したシナリオについて被ばく線量評価が可能な解析ツールを整備するとともに、設定したシナリオについて予備的な線量評価を実施した。評価の結果、最大被ばく線量は基本シナリオ及び変動シナリオのそれぞれのめやすを下回ることを確認した。(基本シナリオ10$$mu$$Sv/y:変動シナリオ300$$mu$$Sv/y)

口頭

高アルカリ性地下水による花崗岩の鉱物変遷シナリオの構築

下田 紗音子*; 齋藤 宏則*; 高瀬 敏郎*; 山口 耕平; 小田 治恵; 本田 明

no journal, , 

放射性廃棄物地層処分施設からセメント系材料由来の高アルカリ性地下水が周辺の岩盤へ浸入した場合、熱力学的に不安定な初生鉱物の溶解・熱力学的により安定な二次的な鉱物の沈殿が起こる。そのため、溶解沈殿に伴い岩盤中の間隙構造が変化し、岩盤の物質輸送特性が変化する。性能評価のため、上記変化を化学反応/物質輸送連成解析で評価する必要がある。その解析のために化学反応スキームを決定することが必要である。しかし化学組成の点では二次鉱物の組合せは無数に存在する。そのため、既往の知見(室内実験や自然の類似現象)に基づき化学反応スキームを、鉱物変遷シナリオにまとめ、解析ケース設定に反映することで、花崗岩を例として、高アルカリ性地下水との反応に関する鉱物変遷シナリオを提示した。変遷経路の異なる複数のシナリオを準備することにより、鉱物変遷に関する不確実性に対処した。

口頭

余裕深度処分における被ばく線量評価,1; 基本・変動シナリオの検討・評価

中谷 隆良; 菅谷 敏克; 曽根 智之; 石戸谷 公英; 船橋 英之; 佐々木 良一*; 下田 紗音子*; 黒沢 満*

no journal, , 

日本原子力研究開発機構では、保有する余裕深度処分の対象となる放射性廃棄物について、処分の実現に向けた準備作業を進めている状況にある。この処分を実現させるためには、対象廃棄物が安全に処分できることを確認する必要がある。本研究では、「日本原子力学会標準余裕深度処分の安全評価手法:2008」等を参考に、原子力安全委員会報告書(平成19年7月)に示された3区分のシナリオ分類のうち「基本シナリオ」及び「変動シナリオ」について、想定される処分システムの状態変化及び被ばく経路の可能性を考慮し、評価シナリオを設定するとともに、設定した評価シナリオについて、一般公衆に対する予備的な被ばく線量評価を実施した。

口頭

硝酸塩の影響を考慮した放射性元素の溶解度の評価,5; 白金触媒共存下でのNp,Tc及びSeの溶解度測定試験

三原 守弘; 亀井 玄人; 中澤 俊之*; 下田 紗音子*

no journal, , 

TRU廃棄物に含まれる硝酸イオンの核種移行パラメータへの影響を評価するために、硝酸イオンの放射性元素の酸化状態への影響を調べる溶解度測定試験を実施してきた。硝酸イオンの酸化作用を促進させる手法として、白金触媒共存下での溶解度測定試験をNp, Tc及びSeに対して実施した。Np(IV)及びTc(IV)については溶解度が変化する可能性が明らかとなったが、Se(0)については、白金触媒共存の影響は見られなかった。

口頭

圧縮ベントナイト中の核種移行評価手法の高度化開発,1; 圧縮系の収着・拡散データ取得手法の開発

中澤 俊之*; 下田 紗音子*; 山田 憲和*; 舘 幸男; 清田 佳美*; 油井 三和

no journal, , 

地層処分安全評価において信頼性の高い核種移行パラメータを設定するうえで、圧縮ベントナイト中の収着・拡散パラメータの信頼性の高い実験手法とモデル評価手法を構築する必要がある。本研究では、従来の透過拡散法及びトレーサ減衰法を基本に、内部プロファイルを含む複数の濃度曲線の取得、それらの同時解釈の組合せによって、信頼性の高いパラメータを導出する手法を開発するとともに、さまざまな核種と環境条件を対象にその適用性を確認した。

口頭

天然バリアへのセメント影響評価における鉱物変遷シナリオの開発,1; 鉱物変遷シナリオの構築

下田 紗音子*; 山口 耕平*; 赤木 洋介; 小田 治恵; 本田 明

no journal, , 

TRU廃棄物処分施設で使用されるセメント系材料由来の高アルカリ性地下水の浸出により周辺岩盤が変質し、岩盤中の間隙構造の変化やそれに伴う物質輸送特性の変化が起こると考えられる。ここでは花崗岩を対象とし、周辺岩盤の変質過程における鉱物変遷の不確実性に対処するために複数の鉱物変遷シナリオの構築を行った。

口頭

天然バリアへのセメント影響評価における鉱物変遷シナリオの開発,2; 鉱物変遷シナリオにおける代表鉱物選定の影響

山口 耕平*; 下田 紗音子*; 赤木 洋介; 小田 治恵; 本田 明

no journal, , 

花崗岩の鉱物変遷シナリオに基づき、解析対象として取り上げる二次鉱物(代表鉱物)の組合せを変えて化学反応-物質輸送解析を行った。この解析結果を、間隙率,初生鉱物の残存割合で整理し、二次鉱物組合せの影響を概観した。

口頭

Sorption and diffusion of Ni in compacted montmorillonite; Effects of pH and salinity of porewater

舘 幸男; 四辻 健治; 陶山 忠宏; 中澤 俊之*; 下田 紗音子*; 久野 義夫*

no journal, , 

放射性廃棄物地層処分の安全評価において重要となる人工バリア中の核種の収着・拡散挙動を把握・評価するため、圧縮モンモリロナイト中のNiの収着・拡散挙動に及ぼす環境条件影響を、実験とモデルの両面から調査した。密度800kg/m$$^{3}$$の圧縮モンモリロナイト中のNiの分配係数(Kd)と実効拡散係数(De)を、pH(6, 8)と塩濃度(0.05, 0.5M)の異なる4種類の条件下で取得した。KdはpHとともに大きく上昇し、塩濃度影響も明瞭に確認され、これらの傾向はバッチ法の結果と整合的であった。一方、Deは塩濃度とともに減少し、pHの影響は顕著ではなかった。これらの収着・拡散挙動は、イオン交換と表面錯体反応を考慮した収着モデル、狭隘間隙中の電気二重層を考慮した拡散モデルによって解釈された。収着・拡散モデルが、圧縮系での高収着性核種の収着・拡散挙動の予測評価に適用可能であることを示した。

口頭

圧縮ベントナイト中の収着拡散データ取得評価手法の開発,1; Niの収着拡散の間隙水のpHと塩濃度依存性評価

舘 幸男; 下田 紗音子*; 中澤 俊之*; 陶山 忠宏*; 四辻 健治

no journal, , 

圧縮モンモリロナイト中のNiの収着・拡散挙動を、間隙水のpH及び塩濃度の異なる条件下で、バッチ収着試験と拡散試験によって調査した。Ni収着試験については、pH6と8.5、塩濃度が0.05Mと0.5Mの条件下で、Ni濃度や反応時間の依存性も含めて把握した。密度800kg/m$$^{3}$$の圧縮モンモリロナイトに対する拡散試験で得られたトレーサー減衰曲線と濃度プロファイルは、バッチ試験の結果をもとに、1次反応速度を考慮した収着モデルによって解釈された。KdはpHとともに大きく上昇し、塩濃度影響も明瞭に確認され、これらの傾向はバッチ試験と拡散試験で整合的であった。これらの収着・拡散挙動は、イオン交換と表面錯体反応を考慮した収着モデル、狭隘間隙中の電気二重層を考慮した拡散モデルによって解釈された。

口頭

Eu(III)の堆積岩への収着・拡散に対する腐植物質の影響

寺島 元基; 舘 幸男; 斉藤 拓巳*; 飯島 和毅; 下田 紗音子*; 中澤 俊之*; 吉川 英樹

no journal, , 

Euの堆積岩への収着・拡散に対する腐植物質のマトリックス拡散との関係を明らかにすることを目的に、Eu腐植物質-堆積岩三元系におけるEu及び腐植物質の収着・拡散挙動をトレーサー減衰法に基づく拡散試験から調査した。地下水条件下において得られた減衰曲線から、アルドリッチ社製フミン酸はEuの収着・拡散に影響したのに対し、地下水から分離・精製した腐植物質(フルボ酸及びフミン酸)はEuの収着・拡散に対する影響が極めて小さいことを見いだした。バッチ収着試験及び錯形成能の知見から、以上の影響の相違が腐植物質の錯形成能の相違によるものであった。一方、腐植物質の減衰曲線から、腐植物質の収着・拡散の程度は腐植物質の種類によらず小さいことを示した。流動場分画法を用いるサイズ分布測定の結果は、トレーサー溶液中のすべての腐植物質のサイズ分布に変化がないことを示し、腐植物質が堆積岩内部へ拡散していないことを支持した。以上の結果から、腐植物質共存下におけるEuの収着・拡散は、腐植物質との錯形成やその収着に関係するものの、腐植物質の堆積岩へのマトリックス拡散との関連性は低いと考えられた。

口頭

Solubility of amorphous UO$$_{2}$$ and NpO$$_{2}$$ in nitrate media containing platinum catalyst

北村 暁; 下田 紗音子*

no journal, , 

非晶質二酸化ウランおよび非晶質二酸化ネプツニウムの溶解度を、不飽和法、不活性雰囲気および硝酸塩水溶液中で測定した。硝酸塩と還元されたウランおよびネプツニウムとの間の反応が白金触媒の効果によって進むかどうかの調査を行った。得られた溶解度には顕著な硝酸塩濃度の依存性は見られなかった。白金触媒含有試料の溶解度は、白金触媒を含まない試料よりも高い値を示した。これは、白金触媒を水素ガスに接触させたものの、酸素ガスもしくは酸化剤が残っていたことによると考えられる。熱力学計算を実験結果に適用したところ、多くの実験結果は適切に解釈され、溶解度制限固相および支配溶存化学種が推定された。

口頭

土壌粘土に対する放射性セシウムの収脱着挙動; 土壌有機物の影響

寺島 元基; 舘 幸男; 藤原 健壮; 飯島 和毅; 下田 紗音子*; 赤木 洋介*; 加藤 博康*

no journal, , 

土壌に対する放射性セシウムの収脱着挙動を定量評価するための手法開発を目的に、福島県の森林から採取した土壌を例に、放射性セシウムの粘土分画への収脱着に対する土壌有機物の影響を調査した。土壌有機物は、放射性セシウム捕捉ポテンシャル(RIP)に影響するものの、その影響は汚染レベルに相当する低濃度の放射性セシウムの分配係数や脱離率に影響しないことを明らかにした。

口頭

福島原発事故で発生したコンクリート廃棄物の評価,1; コンクリート中の核種の拡散・収着特性の評価

赤木 洋介*; 下田 紗音子*; 加藤 博康*; 舘 幸男; 坂本 浩幸*

no journal, , 

福島第一原子力発電所の事故に伴い発生したコンクリート廃棄物の処理・処分検討に資するため、コンクリート中の核種の存在形態と移行挙動に関する基礎データ調査として、トリチウム水, Cs, I, Uを対象に拡散・収着データを取得し、コンクリートの種類や海水による収着・拡散特性への影響を評価した。

口頭

福島原発事故で発生したコンクリート廃棄物の評価,2; パルスパワー放電によるコンクリート瓦礫の除染試験

坂本 浩幸*; 下田 紗音子*; 山田 一夫*; 浪平 隆男*; 重石 光弘*; 舘 幸男

no journal, , 

福島第一原子力発電所の事故に伴い発生した放射性セシウムで汚染している瓦礫状のコンクリートの除染方法としてパルスパワーを用いた骨材再生技術の適用性を検討した。パルスパワー放電により、瓦礫状コンクリートの骨材とセメントペーストを分離する基礎試験を実施し、汚染コンクリートの除染、減容処理への適用可能性について検討を実施した。

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