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金 善永
JNC TN8400 2001-008, 36 Pages, 2001/03
JNC-TN8400-2001-008.pdf:2.92MB
高レベル放射性廃棄物を地層処分する際に、多くの国では緩衝材としてベントナイトが候補材料として考えられている。特に近年は、地層処分にセメント系材料の使用が考えられている。セメント系材料からの浸出液はpHが高く、Ca、Na、Kなどの濃度が高いために、緩衝材や周辺岩盤を変質させると考えられる。この反応は、処分場が地下深い所に位置する場合、地熱や放射性廃棄物からの熱、圧力、地下水などの反応によって、さらに激しい変質を受けると考えられる。このような場合、緩衝材としての膨潤性、地下水の侵入防止、核種元素の移行遅延などの性能は、低下することが懸念される。今回は、高pH溶液に対する緩衝材構成鉱物間の影響を調べるために、緩衝材の主な構成鉱物であるモンモリロナイト、長石(曹長石)、石英を選定し、これらを一定比率に混合させて、蒸留水やpH11
13溶液との反応を調べた。試験温度は50150
であり、反応期間は10200日であった。試験結果、主な2次生成鉱物は方沸石(analcime)であり、温度やpHが高く、反応期間が長いほど、その生成量は多く、粒径も大きくなる傾向を示した。この方沸石の生成量は、X線粉末回折分析手法により定量化を試みた。方沸石の定量化の結果、その生成量は次の順序を示した。モンモリロナイトと長石混合試験
モンモリロナイト試験モンモリロナイトと石英混合試験この他に、走査型電子顕微鏡観察を行った結果、X線粉末回折分析データからは検出できなかった方沸石の結晶が観察された。また、定量化のデータを利用して、各試験においての方沸石の活性化エネルギー(kJ/mol)を求めてみた。・モンモリロナイト試験での方沸石の活性化エネルギー:54.9kJ/mol・モンモリロナイトと長石混合試験での方沸石の活性化エネルギー:51.9kJ/mol・モンモリロナイトと石英混合試験での方沸石の活性化エネルギー:59.6kJ/mol以上の結果より、ベントナイトに珪砂を混合させることや、周辺岩盤や緩衝材中の長石の存在などによる高pH溶液の変質影響を推定できる。
向井 悟*; 滝 洋*; 土井 英雄*
PNC TJ1214 94-009, 25 Pages, 1994/03
本研究では、人工バリア材料中の核種移行を評価する上で重要なベントナイトに対する核種の収着特性に着目して、以下に示す研究を実施した。(1)カルシウム型、及びナトリウム型ベントナイトに対する核種の分配係数の文献調査を行って、その結果をまとめた。(2)分配係数測定試験のための試料として、ナトリウム型及びカルシウム型純粋モンモリロナイトを用いた。ベントナイトの主要構成鉱物であるモンモリロナイトを、ベントナイト原石から精製抽出した。このナトリウム型純粋モンモリロナイトをカルシウム型化させた。また、天然環境でのカルシウム型ベントナイト、及びナトリウム型ベントナイトを採取した。これらのベントナイトについて、化学成分、鉱物組成の分析を行ない、試料の性状を確認した。(3)大気下において、ナトリウム型、及びカルシウム型ベントナイトと蒸留水の平衡液を調製し、これらの平衡液を用いて、各ベントナイトに対する核種(Cs、Np、C、I、Se)の分配係数をバッチ法(固液比1:50)にて得ることができた。
遠藤 和豊*
PNC TJ1639 94-001, 53 Pages, 1994/02
高レベル放射性廃棄物の地層処分に関して提案されている模擬ガラス固化体、鉄試料(炭素鋼、マグネタイト)、緩衝材などについて地中での腐食を想定した条件で化学状態の変化をメスバウアー分光法と粉末X線回折により検討した。オーバーパックについては、ガラス粉末と炭素鋼あるいはマグネタイトの混合物を一定期間浸漬させ、アルゴン雰囲気中で乾燥させ、メスバウアースペクトルを測定した。その結果マグネタイトを28日間水に浸漬した試料では変化は認められなかったが、ガラス粉末とマグネタイトを混合した試料(SA/V=10cm-1、SA/V=0.1cm-1)ではSA/V=10cm-1でFe(III)が観測された。したがってオーバーパックの原料としての炭素鋼とマグネタイトについてはSA/Vを小さくすればメスバウアースペクトルで観測するかぎり変化は見られないことが解かった。
岡田 淳*; 根岸 靖雄*; 清水 雄一; 杉本 俊一*; 西井 正信; 河西 俊一
Chemistry Letters, 1993, p.1637 - 1638, 1993/00
溶融成型が可能なフッ素樹脂であるテトラフルオロエチレン-パーフルオロアルキルビニルエテール共重合体(PFA)表面への親水性付与を目的として、ArFレーザー光照射によるPFAの表面化学反応を調べた。その結果、一酸化炭素を溶解した水中でPFAフィルムをArFレーザー光照射(208J/cm
)すると、PFAフィルムの水に対する接触角は未照射の時の106度から34度まで著しく減少し、親水性が大幅に改善できることを見い出した。照射によりPFA表面の元素比O/Cは未照射の場合に比べて4倍に増加するが、一方F/Cは1/3に減少した。なお、酸素を溶解した水中及び大気中でArFレーザー光を照射しても、親水性はほとんど改善されなかった。これらの結果から、PFAフィルムの親水性の改善には、フィルム表面のF原子の脱離およびカルボニル基のような極性基の生成が大きく関与していることが明らかになった。