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論文

深部地下環境下における核種移行評価データに関する研究

山口 徹治; 中山 真一

JAERI-Conf 2003-018, p.115 - 116, 2003/10

https://jopss.jaea.go.jp/pdfdata/JAERI-Conf-2003-018.pdf

ベントナイト系材料内におけるNp(IV)の有効拡散係数を炭酸イオン共存系で、Pu(IV)の有効拡散係数をフルボ酸共存系で取得した。また、負に帯電した鉱物表面に対する、アクチニド元素の吸着を、アクチニド元素がおもに負電荷を持つ錯体として溶存している条件で調べた。これらの研究の結果は多様な深部地下環境下における核種移行挙動を評価するために用いられる。

論文

Effective diffusivity of neptunium and plutonium in granite from Inada, Ibaraki, Japan under anaerobic conditions

山口 徹治; 中山 真一; 岡本 久人

Radiochimica Acta, 90(12), p.863 - 868, 2003/01

https://doi.org/10.1524/ract.2002.90.12_2002.863
 被引用回数：4 パーセンタイル：29.25(Chemistry, Inorganic & Nuclear)

地層処分場から漏えいした超ウラン元素が亀裂性の母岩材内を地下水によって移行するとき、岩石マトリクス内への拡散とそれに伴う鉱物表面への吸着により、その移行が著しく遅延されると期待される。この効果を安全評価に取り入れるためには、健全な岩石内における超ウラン元素の拡散のしくみを明らかにしなければならない。そこで、稲田花崗岩内におけるNpとPuの拡散を透過法で調べた。深地下を想定して、低酸素濃度かつ炭酸イオンが共存する条件、すなわちNpとPuが炭酸錯体として溶存する条件で実験を行った。Npの有効拡散係数として(4.4$$pm$$1.1)$$times$$10$$^{-13}$$m$$^{2}$$s$$^{-1}$$、Puについて(2.0$$pm$$0.6)$$times$$10$$^{-13}$$m$$^{2}$$s$$^{-1}$$が得られた。これらの元素は岩石内において、細孔拡散モデルに調和的な拡散挙動をとることが明らかになった。

論文

Study on contribution of surface diffusion on mass transfer of actinides and fision products in granite

山口 徹治

京都大学大学院工学研究科博士学位論文, 136 Pages, 2001/01

地層処分場から漏えいした長寿命核種が亀裂性の岩盤内を地下水によって移行するとき、岩石マトリクス内への拡散とそれに伴う鉱物表面への吸着により、その移行が著しく遅延されると期待される。岩盤中の亀裂頻度が高い我が国においては、健全な岩石内へのイオンの拡散のしくみを解明し、これを安全評価に取り入れることが緊要である。そこで、日本の代表的な花崗岩について拡散経路となる間隙構造を解明するとともに、透過拡散実験によって陽イオン,陰イオン,アクチニド元素の炭酸錯体などについて拡散挙動を調べた。その結果、健全な岩石内をイオンが拡散することができ、その拡散には表面拡散が寄与することを証明することにより、天然の岩盤が放射性核種の移行を遅延させる効果を定量的に評価することを可能にした。

論文

Effective diffusivity of the uranyl ion in a granite from Inada, Ibaraki, Japan

山口 徹治; 坂本 義昭; 中山 真一; T.T.Vandergraaf*

Journal of Contaminant Hydrology, 26, p.109 - 117, 1997/00

https://doi.org/10.1016/S0169-7722(96)00062-9
 被引用回数：29 パーセンタイル：65.68(Environmental Sciences)

稲田花崗岩中におけるウランの有効拡散係数を透過法で調べた。ウランの化学形としてはUO$$_{22+}$$が支配的な条件で実験した。ウラニルイオンの有効拡散係数は(3.6$$pm$$1.2)$$times$$10$$^{-14}$$m$$^{2}$$/sであった。この値はウラニンの有効拡散係数の値に近く、ストロンチウムやネプツニウムより約一桁小さく、ヨウ素よりも二桁小さい。よく知られた理論では、岩石中の有効拡散係数と自由水中の拡散係数は正比例するとされているが、この花崗岩中におけるイオンの有効拡散係数は自由水中の拡散係数に比例していない。これはスウェーデンの花崗岩についての実験結果にも共通している。この比例関係の上に構築された理論を適用する際には注意が必要である。

報告書

岩石コアを用いた放射性核種の拡散実験

熊田 政弘; 岩井 孝幸*; 佐川 民雄; 鈴木 隆次*; 西山 勝栄*

JAERI-M 90-179, 21 Pages, 1990/10

JAERI-M-90-179.pdf:1.27MB

高レベル放射性廃棄物に含まれる長寿命核種の一つである$$^{237}$$Npの大気雰囲気中における有効拡散係数を直径40mm厚さ5mmの花崗岩試料を用いて求めると共に、厚さ20mmの花崗岩試料中に拡散したネプツニウムの様子を切断面の$$alpha$$オートラジオグラフィーにより調べた。その結果、地下水に飽和した花崗岩中を拡散する$$^{237}$$Npの有効拡散係数は2.5$$times$$10$$^{-13}$$m$$^{2}$$/secとなった。また、固体飛跡検出器を用いた$$alpha$$オートラジオグラフは花崗岩中の黒雲母がStrage poreとなる間隙を有し、拡散種を保持していることを示した。

論文

Steady-state characteristics of lithium isotope separation by a circuit of continuous displacement chromatography

藤根 幸雄; 斎藤 恵一朗; 柴 是行; 糸井 和明*

Sep.Sci.Technol., 17(13-14), p.1545 - 1563, 1983/00

https://doi.org/10.1080/01496398209438472

連続式置換クロマトグラフィ用サーキットによるリチウム同位体分離実験を行い、その定常同位体濃度分布から分離性能を決める重要な因子の1つである理論段高さ(HETP)を求めた。そしてHETPと置換剤の流速および濃度との関係を得た。また、新しいHETPの推算式を誘導し、この式が、得られた実験値をよく説明することを示した。これにより、イオン交換樹脂中の拡散が2相間同位体交換反応の主要な抵抗となっていること、さらに、カラム内の液混合がHETPの値に強く影響していることをあきらかにした。

論文

Liquid mixing in a large-sized column of ion exchange

藤根 幸雄; 斎藤 恵一朗; 柴 是行; 糸井 利明*

Solvent Extraction and Ion Exchange, 1(1), p.113 - 126, 1983/00

https://doi.org/10.1080/07366298308918395

クロマトグラフィによる同位体分離技術の開発においては液混合を小さくしたままで塔径を拡大することが重要である。本論文では、液混合に大きな影響を及ぼすと考えられる液分散器の4つの異なった型のものを製作し、大型50cm直径のイオン交換塔に取り付けて、液混合の大きさを代表する軸方向放散係数をステップ応答法により測定した。この結果を、小口径1,2cm直径のイオン交換塔に対する結果と比較したところ、適当な分散器を用いた場合には、大型塔で、小口径の塔よりも液混合が小さくなる条件があることが明らかとなった。

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