2021 Fiscal Year Research-status Report
Basic Study on the Development of Highly Adsorbed Artificial Barrier Materials for Radioactive Waste Disposal Facilities
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21K04324
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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) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 放射性廃棄物処分 / 高吸着層 / セメント系人工バリア / ゼオライト |
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| Outline of Annual Research Achievements |
令和3年度の研究実施計画に基づいて，特性の異なる数種類のゼオライトを混合したセメント系材料の混合率とフレッシュ性状、力学特性、バリア性能の確認を実施した。ゼオライトは、宮城県産モルデナイト型ゼオライト（以下、MM）、より高い陽イオン交換量(高CEC)を有する福島県産モルデナイト型ゼオライト（以下、MF）と、モルデナイト型ゼオライトより吸着性能が優れている山形県産クリノプチロライト型ゼオライト（以下、CY）を用いた固化体について物性評価を行った。試験に使用する配合のうち、各ゼオライトの配合においてゼオライト混合率(以下、ZV)は50vol%に統一し、水セメント比(以下、W/C)を30%と定め、3種類の示方配合を決定した。フレッシュ性状を評価するために、モルタルフローを測定するとともに、フローの時間経過によるロスについても測定を行った。また、硬化後の力学性能の指標として圧縮強度を測定した。さらに、閉じ込め性能を確認するために、電気泳動試験により塩化物イオンの実効拡散係数を測定し、物質移動抵抗性を評価した。結果，以下の研究実績を得た。
フレッシュ性状：各配合における時間経過ごとのモルタルフロー値を測定した。モルタルフロー試験では、MMとMFは良好な結果を得たが、CYのフロー値が練る混ぜ直後から測定不可能であった。
力学特性：各配合において水中養生を行い、養生期間3日、7日および28日について強度を測定した。各供試体の圧縮強度は、いずれも十分な強度発現が確認され、それぞれの期間において最も高い強度を示したのはCYの配合であった。
バリア性能：水中養生で養生期間7日と28日の供試体について電気泳動試験を行い、実効拡散係数を測定した。各供試体の実効拡散係数は，想定通り1E-12m2/sオーダーとなり、どの配合も7日養生から28日養生にかけて低くなっている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
令和3年度の研究実施計画どおり，特性の異なる数種類のゼオライトを混合したセメント系材料の混合率とフレッシュ性状、力学特性、バリア性能の確認を実施し，成果をまとめ，口頭発表4件により公表し，今後の研究に資する意見を聴取できた。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度の研究については，計画どおりセメント固化体の力学特性、低拡散性及び吸着特性の検討を推進する。
これまでの実験結果から得られた適用性の高い数種類の候補となる材料を設定し、より実規模に近い混合方法として二軸強制型ミキサーにより混合し、スランプフローを確認する。その上で、供試体（φ100×200mm）を作製し、一軸圧縮強度を測定する。また、物質移動抵抗性の代替指標として、塩化物イオンの実効拡散係数を取得する。また、ゼオライト内のセシウムチャンネル（数Å程度の空隙）は、セメントの水和が進むことにより閉塞していくことが懸念されることから、その程度を確認するために1年程度水和を進めた後のセメント固化体の分配係数を測定し、吸着特性の変化について検討する。セメントの水和の進行については、示差熱分析により水酸化カルシウム量の変化を確認する。
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| Causes of Carryover |
見積金額より値引きがあったことによる差額で，次年度の材料費などに使用します。
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