2019 Fiscal Year Annual Research Report
Development of Cement Solidification Technology for Exothermic Waste Considering Heat Effect and Adsorption Performance
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17K07015
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| Research Institution | Hachinohe National College of Technology |
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Principal Investigator |
庭瀬 一仁 八戸工業高等専門学校, その他部局等, 准教授 (00770942)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山本 武志 一般財団法人電力中央研究所, 地球工学研究所, 上席研究員 (30371545)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | セシウム / ゼオライト / 放射性廃棄物 / セメント固化 / ポゾラン反応 / 閉じ込め性能 / 細孔構造 / 実効拡散係数 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、発熱性廃棄物の貯蔵と処分に向けた検討の一環として、炉心冷却による高放射性汚染水の処理に伴って発生するセシウム吸着ゼオライトの貯蔵と処分を取り上げ、硬化時の高温履歴と水の放射線分解を考慮した充てん材の材料設計、模擬廃棄体作製、物性評価などにより、高温環境でのセメント固化の製作性について、数種の充てん材配合により水和速度を変化させ、充てん性と均質性を確認した。また、硬化時の高温履歴を再現した模擬廃棄体を作製し、各種実験による物性評価や廃棄体の製作性を検討した。
研究実施計画に基づいて、固化体の製作性、固化体の力学安定性及び長期的な核種閉じ込めシステムの成立性検討を実施し、以下の成果を得た。
(1)固化体の製作性及び力学安定性：圧縮強度は、ゼオライト混合率の増加に伴い減少することが確認された。また、封緘養生では、長期材齢において強度低下が発生した。一方、フライアッシュの混合により、強度特性が向上し、フライアッシュを使用することの有効性が確認された。総じて、セメント固化体は、すべての配合で、養生条件によらず十分な強度を有することが確認された。また、流動性の検討により、ゼオライト混合率は、確実な充填性を得るために200%とし、化学混和剤の検討により、化学混和剤の最適な組み合わせを設定できた。
(2) 長期的な核種閉じ込めシステムの成立性検討：供試体は、発熱性を模擬するため高温養生を施した。実験の結果、フライアッシュを添加することで、高温養生が、ポゾラン反応を促進し、物質移動抵抗性の向上に繋がることが確認された。
以上の実験結果により、発熱性廃棄物の安定固化の製作性向上と、最終的な処分方法を見据えた長期的な核種閉じ込め性能について、十分に可能性があることを明らかにし、安全性の高い経済的な発熱性廃棄物のセメント固化技術の開発に資する研究成果を得ることができた。
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