2016 Fiscal Year Annual Research Report
Development of nuclide confinement cement barrier undergoing a self-repair function under a condition saturated with groundwater
| Project/Area Number |
25249136
|
|---|
| Research Institution | Tohoku University |
|---|
Principal Investigator |
新堀 雄一 東北大学, 工学研究科, 教授 (90180562)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
桐島 陽 東北大学, 多元物質科学研究所, 准教授 (00400424)
千田 太詩 東北大学, 工学研究科, 助教 (30415880)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
|
| Keywords | 原子力エネルギー / 放射性廃棄物 / セメント系材料 / 処分システム / 核種閉じ込め |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
検討項目(1) カルシウムシリケート水和物(CSH)の合成と収着実験：ヨウ化物イオンに着目し、養生温度および塩分濃度を変化させた実験を行った。その結果、収着量は40℃で少なく、室温および60℃で収着量が増加した。また、淡水系地下水の方が塩水系に比較してよりヨウ素を収着した。加えて、ハイドロタルサイトを骨材として利用することを想定し、収着実験を行った結果、淡水系の場合、CSHとほぼ同程度のヨウ化物イオンの収着特性を持つことが確認された。
検討項目(2) CSHの構造変化および収着イオンの化学種の同定：検討事項(1)において調整したCSHの構造を定量化するためにラマンスペクトルを測定した。その結果、CSHの構造の基本であるシリカ四面体の酸素架橋の構造は、ヨウ化物イオン濃度が上昇するにつれ解重合する傾向あるものの、塩水地下水程度までのナトリウムイオン濃度および塩素イオン濃度の影響は僅かであった。
検討項目(3) 核種の収着した状態におけるCSHの安定性の評価および処分システム性能評価への適用手法の確立：マイクロフローセルを用いて流動場を作成し、CSH形成過程を評価した。これらの情報を基に、流動を伴う核種収着デモルを構築し、処分システム性能評価への核種閉じ込め効果の導入方法を提示した。
検討項目(4) 核種収着メカニズムの学術基盤の構築と新たなセメントバリアの開発： Caが溶脱してCSHのCa/Siモル比が0.4程度まで低下しても、本機能を発現することを明らかにした。このことは、利用するセメントのCa/Si比（通常1.6）を厳密に制御する必要がないことを意味する。また、細骨材としてハイドロタルサイトを用いることは、現時点ではその有用性は顕著ではなく、CSHによってヨウ素を閉じ込めることが期待できること、また、(3)のモデルによりヨウ素は生物圏において従来の1/3から1/2に押さえられることを明らかにした。
|
| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
|
