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地層処分工学障壁材圧縮ベントナイト中の水の熱力学的諸量測定

地质处置工程阻隔材料压缩膨润土中水的热力学测量

基本信息

批准号：
03680187
负责人：
佐藤正知
金额：
$ 1.02万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1991
资助国家：
日本
起止时间：
1991 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

地層処分の安全評価に関し、欧米各国に比べ地層が複雑な我国の場合、天然障壁に比べ工学障壁への依存度が高くなる可能性がある。そこで、地層処分後100,000年程度までの期間、圧縮ベントナイト等の工学障壁の性能評価が重要となる。ベントナイト中での放射性核種の移行を評価する上で核種の移動過程の解明が欠かせない。核種はベントナイトの主な構成鉱物であるモンモリロナイトに存在する間隙水や、結晶の層間に組み込まれた層間結合水を介して移行する。本研究では、核種移行過程解明に重要となるベントナイト中での水の熱力学的性質を検討した。実験では真空装置を作製し、閉じた系でベントナイト中の水と気相の水蒸気が平衡になる条件を実現し、ダイアフラム圧力計で蒸気圧を測定した。水蒸気圧の温度依存から熱力学デ-タを純水を標準にして整理し、処分条件を含む種々の含水率での水の相対部分モル自由エネルギ-ΔG、エンタルピ-ΔH、エントロピ-ΔSを決定した。含水率14%以下でΔH、ΔSはわずかに減少しはじめ、4%以下になると更に急激な減少が認められた。含水率14%以上では、純水と同じ熱力学的特性を示し、純水にほぼ等しい性質の間隙水が存在すると考えられる。含水率14〜4%の組成では、x線回折の結果、層間水は2層から1層に変化した。しかし、この変化は水の熱力学的性質の変化にほとんど影響しないことが分かった。この領域ではΔHはー20kJ/molまでであり、種々の物質に対する水の吸着熱程度の大きさで水の状態の変化は比較的小さい。4%以下の組成においては、ΔHの急激な減少からより安定な状態への変化が認められた。x線回折法による結晶の底面間隔はなお1層を維持しており、層間水あるいは間隙水のうち粒子表面のNaイオンに近い位置にある水が支配的になると考えられる。

The safety assessment of formation management is related to the possibility that the natural barrier is more dependent on the engineering barrier than the formation in Europe and America. It is important to evaluate the performance of engineering barriers, such as the duration of formation treatment and compression at the level of 100,000 years. An evaluation of the migration of radionuclides in the environment is needed to clarify the migration process of radionuclides. Nuclides are mainly composed of interstitial water, crystalline interlayer and interlayer bound water. In this study, the thermodynamic properties of water in the process of nuclide migration are discussed. The vacuum device is operated, closed, and the conditions for the equilibrium of water vapor in the water phase are realized. The vapor pressure is measured by the pressure meter. Temperature Dependence of Water Vapor Pressure Thermodynamics-Pure Water Standard-Treatment Conditions-Water Content-Relative Parts-Free Life-ΔG, Free Life-ΔH, Free Life-ΔS Water content below 14% ΔH, ΔS Water content above 14%, pure water and thermodynamic characteristics, pure water and other properties of the existence of interstitial water Water content 14 ~ 4% of the composition of the reverse, x-ray reflection of the results, interlayer water, two layers, one layer of the reverse. The change of thermodynamic properties of water is influenced by the change of temperature and temperature. This domain has a ΔH of 20kJ/mol, and the species has a large degree of heat absorption and a small degree of water state change. The composition below 4% is changed from stable state to stable state. X-ray reflection method: the bottom surface of the crystal is separated by 1 layer, and the interlayer water is separated by 2 layers.