ベントナイト中における硫酸塩還元菌の活性と硫化水素によるオーバーパック材料の腐食への影響

谷口 直樹; 川崎 学*; 藤原 和雄*

JNC TN8400 2001-011, 62 Pages, 2001/03

JNC-TN8400-2001-011.pdf:5.67MB

自然環境で使用される金属材料の腐食が微生物の活動による影響を受ける場合のあることが知られている。高レベル放射性廃棄物処分においても、地下深部に生息する微生物や地上から持ち込まれた微生物がオーバーパックの腐食挙動に影響を及ぼすことが懸念される。そこで、本研究ではまず、腐食に影響を及ぼす代表的な微生物である硫酸塩還元菌について、オーバーパック周囲を取り囲む緩衝材の主成分であるベントナイト中における増殖挙動を調査した。人工海水とベントナイトを混合した培地での培養を行った結果、ベントナイト/水比が大きくなると硫酸塩還元菌の生菌数は低下し、約1000g/l以上ではほとんど増殖できないことがわかった。次に、保守的なケースとして硫酸塩還元菌の活性が高くなった場合を想定し、その活動によって生じるS(-II)によるオーバーパック候補材料の腐食挙動への影響を調査した。模擬地下水として人工海水を用い、分圧0.1MPaの硫化水素ガスを溶液中に吹き込み、炭素鋼、チタン、銅の浸漬試験を行い、窒素ガスを吹き込んだ場合の結果と比較した。その結果、硫化水素吹き込みによる炭素鋼の腐食への影響は小さいが、銅の腐食は数百倍以上加速されることがわかった。また、硫化水素吹き込みによるチタンの水素吸収の加速は認められなかったが、水素吸収量は純チタンと0.06%Pd入りのチタン合金で異なる値となった。

Effects of ligands on the solubility of tin

小田 治恵; 雨夜 隆之*

JNC TN8400 98-001, 14 Pages, 1998/11

JNC-TN8400-98-001.pdf:0.38MB

126Snは半減期110sup5[y]の-放出核種であり、高レベル放射性廃棄物の地層処分性能評価研究において重要となる核種の一つである。処分環境条件におけるSnの挙動を把握する上で重要となる熱力学データは少なく、処分環境条件における溶解度評価下において溶解度データが取られた例は、高pH領域を除いては報告されていない。本研究では、溶解度評価において重要となる配位子(OH-,Cl-およびSO/sub4/sup2-)濃度と溶解度との関係を調べることを目的とし、Na-ClO4-Cl-SO4水溶液系およびベントナイト平衡液系における非晶質のスズ酸化物(15)(錫酸、SnO2・xH2OまたはSnO2(am))の溶解度を測定した。NaClO4系における溶解度データは、pH611の範囲でpH依存性を示し、それによりSn(IV)の加水分解定数が求められた(Amaya、1997)。また、Na-ClO4-Cl-SO4系においては、Cl-、SO/sub4/sup2-濃度を変化させても溶解度データが変わらなかったことから、Sn(IV)の塩化物錯体や硫酸塩錯体が加水分解種よりも支配的にはなり得ないことを示した。一方、ベントナイト平衡液系での溶解度データは、ベントナイトを用いなかった他の実験よりも高い溶解度を示した。実験結果は、以下を示唆する。処分環境条件の下では、(1)Sn(IV)の液相化学種として、加水分解種、塩化物錯体および硫酸塩錯体以外の化学種が支配的に存在する可能性がある。(2)SnO2(am)以外の固相が、溶解度制限固相として存在する可能性がある。

人工バリア材料に対する微生物の影響評価研究(V)(研究委託内容報告書)

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PNC TJ1150 98-003, 99 Pages, 1998/03

PNC-TJ1150-98-003.pdf:4.39MB

耐アルカリ性メタン生成細菌の高pHに対する耐性調査の結果、純粋菌であるDSM3457及び消化汚泥の双方において、pHが上昇するにつれて活性が低下したが、pH11においても活性が観測された。これにより、高アルカリ条件でも微生物の生育の可能性があることが分かった。また、脱窒細菌は、pH7程度の場合、処分場のようなEhの低い条件において、活性が抑制されないことが分かった。微生物のベントナイト中移行挙動評価の結果、圧密密度1.2g/cm3及び1.8g/cm3共にケイ砂を50wt.%混合した条件が、微生物透過の境界条件になる可能性があることが分かった。硫酸塩還元細菌とPuとの相互作用を調査する試験の結果、強い還元性環境(Eh=-500mV)における硫酸塩還元細菌に対するPuの分配係数(Kd)は、Eh=-85mVの条件と異なり、微生物の滅菌、非滅菌処理の挙動に影響をほとんど受けないことが分かった。しかし、分配係数は、Eh=-85mVの条件と同程度の値を示した。

人工バリア材料に対する微生物の影響評価研究(2)-概要書-

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PNC TJ1150 95-007, 14 Pages, 1995/03

PNC-TJ1150-95-007.pdf:0.36MB

放射性廃棄物の処分に際し、微生物の人工バリアへの影響を評価することを目的に研究を行った。TRU廃棄物の処分を想定したアルカリ環境での硫酸塩還元細菌(SRB)のpH耐性試験を行い、pH11がSRBの生育限界であることを確認した。また、銅のオーバーパックを用いた場合に考えられる銅イオンのSRBに対する増殖阻害効果確認の予察試験及び文献調査を実施し、阻害濃度のまとめを行った。さらに、乾燥状態の圧密ベントナイト中への微生物の移行について、実験方法や測定方法の検討と予察試験を行い、試験手法における今後の取組課題を摘出した。また、TRU処分にあたって考慮すべき微生物として脱窒細菌を挙げ、その培養方法等を文献調査し、耐性領域図作成試験への適用を検討すると共に、鉄酸化細菌、鉄還元細菌についても同様の調査、検討を行った。

Sintering behavior of sol-gel (Th,U)O microspheres

山岸 滋; 高橋 良寿

Journal of Nuclear Materials, 189, p.134 - 140, 1992/00

https://doi.org/10.1016/0022-3115(92)90427-M

ゾルゲル(Th,U)O微小球の焼結挙動を、不純物硫酸塩および加熱雰囲気の影響に重点を置いて研究した。Ar-4%H中での(Th,U)O焼結では、硫酸塩の影響はほとんどなく、1300Cで99%TD以上の密度となった。硫酸塩のない場合、このような高密度製品は、空気中1300C焼結でも得られた。しかし、この稠密化の過程は、空気中とAr-4%H中とでは異なること、また、中間のある温度で一度空気中加熱した中間体は1300CAr-4%H中加熱しても、もはや99%TDにはならないことが分った。このことから、大バッチ量の焼結時に時々低密度になった理由を考察した。また、U含有率にかかわらず、高密度で外観も均一の製品を確実に得られる共通の条件を提案した。

ポリマーエマルションの放射線加工(VI); 熱硬化性エマルションの合成

幕内 恵三; 高木 徹*; 江草 茂則

色材協會誌, 56(7), p.443 - 448, 1983/00

https://doi.org/10.4011/shikizai1937.56.443

工業用水性塗料として興味のあるメラミン硬化型の反応性エマルションを放射線乳化重合によって合成する際の乳化剤の選定を中心に検討した。線による乳化重合は、過硫酸塩開始剤を使わないため、系中のイオン強度が低く、得られるエマルションの粘度が高い。このため、高濃度のエマルションの合成が困難である。そこで、高濃度でも低いエマルションの合成を検討した結果、ノニオン的性質を有するオニオン界面活性剤が有効であった。しかし、この界面活性剤では重合安定性が劣り、重合中に凝集物が発生しやすかった。この問題は、HLBは16のノニオン界面活性剤の併用で解決できた。得られたエマルションの塗料物性についても触れる。

An Application of thin-layer chromatography to radiochemical inspection of iodide-I and sulfite-S

棚瀬 正和; 四方 英治; 天野 恕

Journal of Nuclear Science and Technology, 13(3), p.125 - 131, 1976/03

https://doi.org/10.3327/jnst.13.125

RIを含む無機化合物の検定を薄層クロマトグラフィーにより簡便かつ定常的手法にまで発展させるための基本的な実験を行い、それをNaI溶液と亜硫酸(S)塩溶液の検定に適用した。展開液として簡単なアセトン-水系を、プレートはシリカゲルシートを選び、展開液組成と溶媒移動速度との関係、展開物質濃度のRfに与える影響、スポット後の乾燥時間による展開物質の酸化などについて検討した。又、I,IO,(IO),Iと硫酸塩、亜硫酸塩の各々の相互分離条件を求め、実際の試料であるNaI溶液と亜硫酸(S)溶液の検定を行った。検定の結果、両者とも90%以上の純度であることがわかった。薄層クロマトグラフィーによる化学形の検定は展開物質濃度や空気酸化の影響を考慮すれば、他の方法(電気泳動法,ペーパークロマトグラフィなど)に比べ取扱いやすい有益な方法であると考えられる。