Development of sequential self-healing cement-based barrier for confining the nuclides in a groundwater saturated field

开发连续自愈水泥基屏障以将核素限制在地下水饱和区域

• 批准号: 21H04664
• 负责人: 新堀 雄一
• 金额: $ 26.96万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-05 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H04664/
• 关键词: 放射性廃棄物; 処分システム; セメント系バリア; 核種移行抑制; 自己修復機能; 塩水系地下水冠水環境; カルシウムシリケート水和物; 共存イオン

予定した次の課題に取り組んだ。検討課題(1)地下温度および共存塩類を考慮したCSHによる核種閉じ込め機能の速度論:EuのCa-Al-Si系水和物への収着に及ぼすCsやBa共存の影響は小さいこと、また、Euは温度やホウ素濃度に関わらずCSHと相互作用するものの、養生期間が長くなると高pHかつホウ素共存下ではEuが沈殿する可能性が示された。さらに、ホウ素の共存する系では、ラマンスペクトルからホウ素濃度が200 mM以上においてホウ酸四面体が観察され、ポルトランダイト、ホウ酸塩化合物およびCSH系水和物へのCaの分配が動的に変化していくことが示唆された。他方、ゼータ電位はNaCl濃度による依存性は小さく、Ca/Siモル比0.4では-20 mV程度、1.6では+20 mVであり、Csの収着性と調和的であった。検討課題(2)セメント系バリア(CSH)の地下水流動場内生成のダイナミクス:セメントに起因して高pHになったCaイオンを含む塩水系地下水を花崗岩と接する模擬亀裂(初期の亀裂幅0.1 mm未満)に流し、CSHとの形成を浸透性の変化として追跡した。浸透性の変化は、比較的な簡便なモデルによって良く表現できること、また、流動場においてCaの消費量から得られる見かけのケイ素の溶解速度は、従来の報告された値より高く、Na濃度が高くなると大きくなり、析出物の成長速度のNa濃度の依存性と同様の傾向にあることが明らかになった。加えて、CSHの亀裂表面での形成は局所的であることが示唆された。検討課題(3)最適なセメント成分および細骨材の組み合わせ:ヨウ化物イオンとの相互作用が期待されるハイドロタルサイト(以下HTと略記)を細骨材として予め混入することを考え、塩水系地下水を想定した塩素イオンとの共存系における収着分配係数Kdを求めたところ、液固比が小さくなる(地下の状態に近づく)ほど、塩水系においてもKdの値1.0 L/kgを十分に超え、HTの密度を考慮すると遅延係数は4～7程度にあることが明らかになった。

The topic is selected according to the given time. This paper discusses the following problems: (1) The velocity theory of the function of the nuclides in CSH under the consideration of underground temperature and blueshifting: the influence of Eu on the interaction between Ca-Al-Si system water and substance and the blueshifting of Cs and Ba is small, and the possibility of Eu precipitation under the consideration of high pH and blueshifting of Eu on the interaction between CSH and Eu on the temperature and concentration of Eu is shown. In addition, the blue shift of the element is observed when the concentration of the element is more than 200 mM. The blue shift of the element is observed when the concentration of the element is more than 200 mM. The blue shift of the element is observed when the concentration of the element is more than 200 mM. The dependence of the other side, the potential and the NaCl concentration is small, the Ca/Si ratio is about-20 mV, 1.6 mV, and the Cs concentration is moderate. Problem (2): The formation and permeability of CSH in groundwater flow field due to high pH, high Ca content, and high water system groundwater. The simulated fracture (initial fracture width 0.1 mm) in granite flow field and CSH formation. Permeability changes are relatively simple, and the behavior of the precipitate is relatively good. Ca consumption in the flow field is relatively high. Na concentration is relatively high. Na concentration dependence on the growth rate of the precipitate is similar. Add Discussion topic (3) Optimum composition and composition of fine aggregate: interaction between compound and fine aggregate is expected to be mixed with fine aggregate (hereinafter abbreviated HT), partition coefficient is calculated according to the distribution coefficient of water system and groundwater system, liquid-solid ratio is small, Kd is 1.0 L/kg, HT density is very high, and delay coefficient is 4~7.

项目成果

高塩分冠水環境におけるカルシウムシリケート水和物とユウロピウムとの相互作用におけるマグネシウムの影響

高盐度水淹环境中镁对水合硅酸钙与铕相互作用的影响

• 发表时间: 2023
• 作者: S. Masubuchi;M. Sakano;Y. Tanaka;Y. Wakafuji;T. Yamamoto;S. Okazaki;K. Watanabe;T. Taniguchi;J. Li;H. Ejima;T. Sasagawa;K. Ishizaka;and T. Machida;太原 亮，関亜美，千田太詩，新堀雄一
• 通讯作者: 太原 亮，関亜美，千田太詩，新堀雄一

カルシウムシリケート水和物へのSeO42-およびSeO32-の収着挙動

SeO42-和SeO32-在水合硅酸钙上的吸附行为

• 发表时间: 2022
• 作者: T. D. Vu;H. Shishido;K. Aizawa;K. M. Kojima;T. Koyama;K. Oikawa;M. Harada;T. Oku;K. Soyama;S. Miyajima;M. Hidaka;S. Y. Suzuki;M. M. Tanaka;A. Malins;M. Machida;S. Kawamata;T. Ishida;長谷川 達生;関 亜美，前田一樹，千田太詩，新堀雄一
• 通讯作者: 関 亜美，前田一樹，千田太詩，新堀雄一

流路形成を考慮した不飽和層におけるセシウムの遅延効果の評価

考虑沟道形成的不饱和层中铯的延迟效应评估

• 发表时间: 2022
• 作者: Ohishi Kazuki;Igarashi Daisuke;Tatara Ryoichi;Umegaki Izumi;Koda Akihiro;Komaba Shinichi;Sugiyama Jun;河上大昂，関亜美，千田太詩，新堀雄一
• 通讯作者: 河上大昂，関亜美，千田太詩，新堀雄一

不飽和層における流路の形成とセシウムの移行挙動の評価

非饱和层中通道的形成和铯迁移行为的评估

• 发表时间: 2021
• 作者: 影山遥一;大西朝登;石田浩介;Cedric Bareille;水上雄太;谷内敏之;橋本顕一郎;石田茂之;永崎洋;辛埴;芝内孝禎;河上大昂，新堀雄一，千田太詩，関亜美
• 通讯作者: 河上大昂，新堀雄一，千田太詩，関亜美

高塩水環境におけるマグネシウム含有カルシウムシリケート水和物へのユウロピウムの収着挙動の評価

高盐环境下含镁硅酸钙水合物对铕的吸附行为评价

• 发表时间: 2022
• 作者: 牧村 俊助;栗下 裕明;石田 卓;石田 正紀;若井 栄一;叶野 翔;湊 丈俊;河野 翔也;長江 正寛;阪本 辰顕;能登 裕之;新倉 高一;尾ノ井 正裕;鄭 憲採;中森 洋一;近藤 大介;木村 惇郎;長澤 豊;猪爪 正志;松本 康裕;小島 純一;小笠原 七海;服部 里絵;前中 志郎;藤田 和宣;大野亮汰，小山奏汰，都築誠二，井上悟，荒井俊人，長谷川達生;太原 亮，千田太詩，関亜美，新堀雄一
• 通讯作者: 太原 亮，千田太詩，関亜美，新堀雄一