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論文

デンドリマーを用いた圧縮ベントナイト中のコロイドの拡散・ろ過挙動の評価手法の構築

遠藤 貴志*; 舘 幸男; 石寺 孝充; 寺島 元基

日本原子力学会和文論文誌, 20(1), p.9 - 22, 2021/03

デンドリマーを用いた圧縮ベントナイト中のコロイドの拡散・ろ過挙動の評価手法を構築した。サイズが5.7$$sim$$7.2nmのPAMAMデンドリマーコロイドの拡散・ろ過挙動を、塩濃度0.005$$sim$$0.5mol/L NaCl溶液で飽和させた乾燥密度0.8Mg/m$$^{3}$$のベントナイトを対象に、透過拡散試験によって調査した。得られた破過データと内部プロファイルから、デンドリマーコロイドの実効拡散係数とろ過率を導出した。取得された実効拡散係数は、塩濃度とともに増加する傾向を、ろ過率は逆に塩濃度とともに減少する傾向を確認した。これらの傾向は、先行研究で得られたイオンやコロイドの拡散データと整合するほか、塩濃度の変化に伴う間隙構造や静電的相互作用等から推定される傾向と一致するものであり、ここで構築したコロイドの拡散・ろ過挙動の有効性が確認された。

論文

Pore distribution of water-saturated compacted clay using NMR relaxometry and freezing temperature depression; Effects of density and salt concentration

大窪 貴洋*; 茨城 萌*; 舘 幸男; 岩舘 泰彦*

Applied Clay Science, 123, p.148 - 155, 2016/04

 被引用回数:19 パーセンタイル:73.19(Chemistry, Physical)

含水飽和圧縮粘土(3種類の塩濃度で含水飽和された密度0.8および1.4g/cm$$^{3}$$のNa型モンモリロナイト)中の間隙構造をNMR緩和法と凝固点降下法により評価した。4層状態までの層間水と層間外水との割合がそれぞれの緩和時間の閾値から計算された。低密度試料では、層間外水の割合が55%までの高い割合を示した。凝固点降下を利用した低温条件でのNMR測定の結果は、熱量測定から得られた約4nmのメソポアが、層間外水の閾値として評価された。凝固点降下とNMR緩和法で評価された層間外水の割合は、10%以内の差で一致した。-10$$^{circ}$$Cでの縦緩和時間($$T_{1}$$)と横緩和時間($$T_{2}$$)の相関性評価から、密度1.4g/cm$$^{3}$$の条件下においても、高い移動度をもつバルクに近い水分子が存在することが示唆された。

論文

Present status of the study on radionuclide diffusion in barrier materials

山口 徹治; 中山 真一

JAERI-Conf 2002-004, p.325 - 332, 2002/03

放射性廃棄物の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ている。このマトリクス拡散を確実な現象として地層処分システムの安全評価に取り入れるためには、拡散のしくみを理解することが不可欠である。われわれは日本の代表的な花崗岩についてその間隙構造を解析し、花崗岩内における物質移行はフィックの法則を適用して定量的に評価できることを示した。また、陽イオン,陰イオン,アクチニド元素の炭酸錯体などの透過拡散実験を行い、有効拡散係数を取得するとともに拡散のしくみを解明した。すなわち、放射性核種は岩石内の間隙を満たす水の中を拡散(細孔拡散)するが、物質によっては鉱物表面に吸着された状態で鉱物表面を拡散(表面拡散)することが明らかになり、これらの知見により、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が可能となった。今後の実験研究では、圧縮ベントナイトやセメント系材料中における拡散のしくみを明らかにすること,超長期にわたる変質を予測するためのデータを取得すること、長期にわたる性能評価の不確実性を定量的に明らかにすることに重点を置く必要がある。

論文

Applicability of advanced design method of graphite components by microstructure-based brittle fracture model

石原 正博; 高橋 常夫*; 塙 悟史

Transactions of 16th International Conference on Structural Mechanics in Reactor Technology (SMiRT-16) (CD-ROM), 8 Pages, 2001/08

Burchellにより提案された黒鉛材料の微細組織構造を考慮した確率論的な破壊モデルは、微細組織として粒子サイズ、気孔サイズ及びその分布が考慮でき、平均引張強度のみならず引張強度分布も精度よく予測できることから注目されている。そこで、この微細構造を考慮した脆性破壊モデルの応力勾配下への適用性について検討するとともに、セラミックス材料で広く用いられているワイブル理論との比較検討を行った。その結果、微細構造に基づく破壊モデルは、曲げ強度のみならず曲げ応力と引張応力の混在した応力状態でも強度の予測が可能であること、また、ワイブル理論とほぼ同じ強度予測をするものであることが明らかとなった。

論文

Understanding of mechanical properties of graphite on the basis of mesoscopic microstructure (Review)

石原 正博; 柴田 大受; 高橋 常夫*; 馬場 信一; 星屋 泰二

Proceedings of OECD/NEA 2nd Information Exchange Meeting on Basic Studies in the Field of High-temperature Engineering, p.225 - 241, 2001/00

高温工学に関する先端的基礎研究として進めている黒鉛材料を中心としたHTTRを用いた高温照射試験の現状について、(1)微細構造を考慮した破壊モデルの開発,及び,(2)気孔と超音波の相互干渉効果を考慮したヤング率の予測法に関してまとめたものである。破壊モデルの開発では、引張強度,強度の確率分布さらには曲げ強度について、微細構造と強度特性の関連性を述べた。また、ヤング率の予測法では、ヤング率に及ぼす酸化の影響について実測値及びモデルによる予測値の比較について述べた。

論文

Krypton adsorption for study of micropore structure

井川 勝市

窯業協会誌, 80(923), p.300 - 303, 1972/07

抄録なし

口頭

Pore distribution of saturated compacted montmorillonite using NMR relaxometry; Effect of salt concentration

大窪 貴洋*; 茨城 萌*; 舘 幸男; 岩舘 泰彦*

no journal, , 

水の1H NMR緩和時間測定法が、異なる塩濃度溶液で飽和させた圧縮モンモリロナイト中の間隙構造の調査に適用された。乾燥密度が0.8及び1.2g/cm$$^{3}$$の試料が、純水, 0.05, 0.10, 0.50, 1.0MのNaCl溶液で飽和された。異なる水分子層として1, 2, 3水分子層の割合が、縦緩和時間の分布から推定された。1, 2, 3水分子層の割合は、NaCl濃度によって変化した。モンモリロナイト層間と粒子間間隙を区別するしきい値は、X線回折分析による4水分子層の存在に疑問があるため、3水分子層とした。1水分子層及び粒子間間隙の割合は、乾燥密度1.2g/cm$$^{3}$$の全ての条件において無視できるほど小さかった。一方で、2水分子層は塩濃度による3水分子層の増加とともに減少した。

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