放射性廃棄物処分におけるセメント―ペントナイト界面の物質移動

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本研究により、主に以下の3つについて大きな成果が得られた。セメントとベントナイトを構成する鉱物表面の性能の決定ベントナイトの表面性能については数多くの研究報告があるが、セメントの主たる水和鉱物であるカルシウムケイ酸水和物(CSH)の表面特性に関してはあまり詳しく理解されていなかった。本研究では、実験とモデルによる計算結果の照合プロセスにより、CSHの表面特性を明らがにした。CSHの表面特性を明らかにできたことにより、放射性廃棄物処分場における長期性能評価に資する輸送・反応モデルを提示することが可能となった。セメント鉱物表面と核種の相互作用セメント鉱物による核種の移行遅延は表面吸着や表面沈殿によるが、それらをモデル計算に組み込むためのパラメータ取得は十分ではなかった。そこで、安全評価上重要な核種と考えられている^<129>I^-を対象として、コールドの拡散実験とモデル計算の結果の比較を行った。その結果、ヨウ素については静電的な吸着は期待できず、比較的容易に移行することが明らかとなった。様々な反応を統合した熱力学的モデルの開発上述のように、本研究では地球化学モデリングソフトのPHREEQCを使用して、表面錯体モデル、相平衡モデル、多種イオン拡散モデルを組み合わせ、硬化体中を浸透する塩化物イオンの挙動を評価した。その結果、ここで開発したモデルは、本実験結果や既報の実験結果における塩化物イオンの移動プロファイルおよび様々なセメントにおけるプロファイルの相違を説明できるものであることが明らかとなった。