放射性廃棄物の地層処分におけるセメント溶出物質の粘土バリア材料に及ぼす影響評価

放射性废物地质处置过程中水泥浸出物对粘土屏障材料的影响评价

• 批准号: 11780366
• 负责人: 小崎 完
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2000
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-11780366/
• 关键词: 放射性廃棄物; セメント; ベントナイト; 地層処分; Ca^<2+>イオン; 拡散; 活性化エネルギー

放射性廃棄物の地層処分において、地下水等からもたらされるCa^<2+>イオンによるベントナイト緩衝材の性能劣化に関する検討を行うため、ベントナイトの主たる構成鉱物であるNa型モンモリロナイト中のCa^<2+>イオンの拡散係数を測定した。乾燥密度1.0〜1.8Mgm^<-3>に圧密したNa型モンモリロナイト中で得られた見かけの拡散係数は、拡散温度298Kにおいて1.7×10^<-11>〜6.0×10^<-12>m^2s^<-1>であった。Ca^<2+>イオンの拡散係数は、それぞれの乾燥密度において、Na^+イオンの拡散係数の約4分の1であり、このことからNa型モンモリロナイトのCa型化への変質にはCa^<2+>イオンの拡散が律速となることが示唆された。一方、見かけの拡散係数の温度依存性から求めた活性化エネルギーは、乾燥密度1.0〜1.6Mgm^<-3>において自由水中の値(17.3kJmol^<-1>)とほぼ等しいほぼ一定の値(18.3〜19.7kJmol^<-1>)となったのに対し、乾燥密度1.8Mgm^<-3>では、活性化エネルギーは25.1kJmol^<-1>に急激に増加した。このようなCa^<2+>イオンの拡散の活性化エネルギーの乾燥密度依存性は、他の陽イオン(Na^+、Sr^<2+>イオン)のものと異なっており、特に乾燥密度1.8Mgm^<-3>における急激な増加は、従来の拡散モデルである細孔拡散モデルでは説明できない。そこで、X線回折法によって求めたモンモリロナイトの底面間隔の乾燥密度依存性に関するデータと併せて検討を加えた。その結果、Ca^<2+>イオンは乾燥密度1.0〜1.8Mg m^<-3>においてモンモリロナイト層間を拡散していること、また乾燥密度1.8Mg m^<-3>における活性化エネルギーの急激な増加は、層間距離が3水分子層から2水分子層に減少したことに起因するものであることが示唆された。

The dispersion coefficient of Ca^<2 +> in the formation of radioactive wastes, groundwater, etc. was measured. Dry density 1.0 ~ 1.8Mgm^<-3>Pressure density Na type dispersion coefficient 298K dispersion temperature 1.7×10^<-11>~ 6.0×10^<-12>m^2s <-1>^ The dispersion coefficient of Ca^&lt;2+&gt; is about 1/4 of the dry density of Ca ^&lt;2+&gt; and Na^+&gt;. The dispersion coefficient of Ca^&lt;2+&gt; is about 1/4 of the dry density of Ca^&lt;2+&gt;. The temperature dependence of the dispersion coefficient is determined by the temperature dependence of the activation coefficient. The dry density is 1.0 ~ 1.6Mgm^. The <-3>value in free water (17.3kJmol ^<-1>) is equal to the dry density. The dry density is 1.8Mgm^. The activation coefficient is increased by <-1><-3>25.1kJmol^<-1>. The dry density dependence of Ca^&lt;2+&gt;, Sr ^&lt;2+&gt;, Ca ^&lt;2 +&gt;, Sr ^&lt;2 +&gt;, Na^+, Sr^&lt;2+&gt;, Na ^&lt;2+&gt;, Sr^&lt;2+&gt;, Na^+, Sr^&lt;2+&gt;, Na ^&lt;2 +&gt;, Sr ^&lt;2 +&gt;, Na ^&lt;2 +<-3>&gt; The X-ray reflection method is used to calculate the dry density dependence of the bottom surface of the film. As a result, Ca^&lt;2+&gt; <-3><-3>2 +&lt;3 +&gt; 2 +&gt;

项目成果

Tamotsu Kozaki: "Diffusion Behavior of Ca^<2+> Ions in Compacted Na-montmorillonite"Scientific Basis for Nuclear Waste Management XXIV. (in press).

Tamotsu Kozaki：“Ca ^ 2 离子在压实钠蒙脱石中的扩散行为”核废料管理的科学基础XXIV。