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報告書

Migration behavior and sorption mechanisms of radionuclides in sedimentary sand stones; Influence of particle size and weathering

田中 忠夫; K.Sriyotha*; 神山 秀雄

JAERI-M 93-109, 16 Pages, 1993/05

JAERI-M-93-109.pdf:0.55MB

$$^{60}$$Co,$$^{85}$$Sr及び$$^{137}$$Csの移行挙動と収着機構に及ぼす粒径及び風化の影響について研究した。異る粒径に破砕した未風化砂岩及び風化砂岩を用いたカラム移行実験を行い、3核種の移行挙動を調べた。さらに、各核種の移行を支配する収着機構を明らかにするため、pH5のHCl,CaCl$$_{2}$$,KCl,NH$$_{2}$$OH-HCl,K-oxalate及びH$$_{2}$$O$$_{2}$$の各水溶液を順に用いて収着核種の抽出を行った。3核種の分配係数は、粒径の増大に伴う比表面積の減少並びに固液相間での非平衡接触の発生のため、粒径の大きい砂岩が小さな値を示した。また、風化砂岩に対する分配係数は、未風化砂岩に比べ大きな値となった。支配的な核種収着機構が両砂岩で同じであったことから、風化砂岩の高い収着能は、風化作用によって生じる粘土鉱物等の有効な収着サイトの増に関係していることが示唆された。

論文

Sorption mechanism of radioactive nuclides in sedimentary rocks

田中 忠夫; K.Sriyotha*; 神山 秀雄

Proc. of the 3rd Int. Conf. on Nuclear Fuel Reprocessing and Waste Management: RECOD91,Vol. 2, p.1011 - 1016, 1991/00

堆積層中のTRU核種の移行挙動を検討する準備段階として、移行化学形のわかりやすい$$^{60}$$Co、$$^{85}$$Sr及び$$^{137}$$Csの収着移行メカニズムについて研究した。下北のLLW最終貯蔵予定地周辺から採取した砂岩、凝灰岩及び砂質土壌を用いたカラム移行実験を行い、核種による移行挙動の違いを調べた。さらに、各核種の移行を支配する収着メカニズムを明らかにするため、収着試料についてCaCl$$_{2}$$、KCl、NH$$_{2}$$OH・HCl、K-Oxalate、H$$_{2}$$O$$_{2}$$-HNO$$_{3}$$の各水溶液を用いたバッチ法による化学抽出を行なった。移行性の大きな$$^{85}$$Srは、各試料に収着した$$^{85}$$Srのほとんど全てがCaCl$$_{2}$$によって抽出され、可逆的なイオン交換反応に支配されることが見い出された。一方、$$^{60}$$CoはNH$$_{2}$$OH・HCl及びK-Oxalateによって、また$$^{137}$$CsはKClによって主に抽出され、それぞれFe及びMn酸化物への収着及び粘土鉱物層内への内部収着に基づく非可逆的な反応が支配的であるため、移行性が小さいことが明らかとなった。

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