Study on the peroformance of pre-Neogene sedimentary rocks as batural barrier of HLW disposal

超長期の半減期を有する放射性核種を含む高レベル放射性廃棄物やTRU廃棄物の地層処分では，閉鎖後の長期安全性が，我々が人工的に敷設するバリア材料が有する核種収着性や地下水の流入抑制等の性能に加えて，処分場周囲の母岩に内在する元素を保持する性能，つまり，天然バリアとしての性能に立脚する．北欧諸国などの安定大陸に位置し，深部地下の地質構造が比較的均一な国とは異なり，我が国は，大陸プレートに海洋プレートが沈み込む変動帯に位置し，その地質環境は多様性に富む．特に，先新第三紀堆積岩はblock-in-matrixと呼ばれる複雑な地質構造を有しており，我が国の深部地下の地質構造の多くを占めているが，未だ放射性廃棄物処分における天然バリアとしての性能が明らかにされていない．本研究では，そのような先新第三紀堆積岩に対する放射性核種の収着・拡散挙動を評価し，亀裂近傍スケールの核種移行モデルを開発することを目的としている．2022年度は，岩石コアのキャラクタリゼーションと核種の収着挙動の評価を実施すると共に，新たに破過実験を開始した．具体的には，岩石薄片試料の偏光顕微鏡観察と顕微ラマン測定から，鉱物の分布を評価するとともに，X線回折とX線蛍光分析から，岩石に含まれる鉱物相の定量化を行った．さらに，岩石粉末に対するCsの吸着実験を広範なCs濃度で行い，吸着等温線を得た．得られた等温線は，先行研究で報告されているCsのイライトへの吸着等温線と類似しており，Csの吸着を担う鉱物として，イライトの寄与が示唆された．なお，Iの吸着も同様に評価したが，有意な吸着が見られないことが明らかになった．

超長期の半減期を有する放射性核種を含む高レベル放射性廃棄物やTRU廃棄物の地層処分では，閉鎖後の長期安全性が，我々が人工的に敷設するバリア材料が有する核種収着性や地下水の流入抑制等の性能に加えて，処分場周囲の母岩に内在する元素を保持する性能，つまり，天然バリアとしての性能に立脚する．北欧諸国などの安定大陸に位置し，深部地下の地質構造が比較的均一な国とは異なり，我が国は，大陸プレートに海洋プレートが沈み込む変動帯に位置し，その地質環境は多様性に富む．特に，先新第三紀堆積岩はblock-in-matrixと呼ばれる複雑な地質構造を有しており，我が国の深部地下の地質構造の多くを占めているが，未だ放射性廃棄物処分における天然バリアとしての性能が明らかにされていない．本研究では，そのような先新第三紀堆積岩に対する放射性核種の収着・拡散挙動を評価し，亀裂近傍スケールの核種移行モデルを開発することを目的としている．2022年度は，岩石コアのキャラクタリゼーションと核種の収着挙動の評価を実施すると共に，新たに破過実験を開始した．具体的には，岩石薄片試料の偏光顕微鏡観察と顕微ラマン測定から，鉱物の分布を評価するとともに，X線回折とX線蛍光分析から，岩石に含まれる鉱物相の定量化を行った．さらに，岩石粉末に対するCsの吸着実験を広範なCs濃度で行い，吸着等温線を得た．得られた等温線は，先行研究で報告されているCsのイライトへの吸着等温線と類似しており，Csの吸着を担う鉱物として，イライトの寄与が示唆された．なお，Iの吸着も同様に評価したが，有意な吸着が見られないことが明らかになった．