| 研究課題/領域番号 |
16360465
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
原子力学
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
小崎 完 北海道大学, 大学院工学研究科, 助教授 (60234746)
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| 研究分担者 |
佐藤 正知 北海道大学, 大学院工学研究科, 教授 (40117122)
香西 直文 日本原子力研究開発機構, 環境放射線工学ユニット, 研究副主幹 (80354877)
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| 研究期間 (年度) |
2004 – 2006
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| 研究課題ステータス |
完了 (2006年度)
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| 配分額 *注記 |
10,500千円 (直接経費: 10,500千円)
2006年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2005年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
2004年度: 6,000千円 (直接経費: 6,000千円)
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| キーワード | 放射性廃棄物 / 地層処分 / ベントナイト / 鉄腐食生成物 / 拡散 |
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| 研究概要 |
高レベル放射性廃棄物の地層処分では、粘土緩衝材(Na型ベントナイト)中でオーバーパック(炭素鋼)が徐々に腐食し、鉄腐食生成物(主としてFe^<2+>イオン)が粘土緩衝材中に放出される。このため、Fe^<2+>イオンが、Na^+やCa^<2+>イオンのようなベントナイトの元々の交換性陽イオンと置換されることで、Fe(II)型ベントナイトが生成し、その結果粘土緩衝材の性能が変わる可能性がある。ベントナイトの変質による膨潤能の低下は、緩衝材の性能を劣化させる負の効果の一つである。一方、ベントナイトの変質は、緩衝材の性能を向上させる、正の効果をもたらす可能性がある。例えば、Fe(II)型ベントナイトを含有する変質ベントナイトは、ある種の放射性核種を収着・固定化し、その結果それら核種を遅延させ得る。
そこで、本研究では、Fe型化したベントナイトの調製およびその特性評価を行った。Fe型試料は、不活性ガス雰囲気のグローブボックス内でNa型ベントナイトをFeCl_2溶液に接触させる、従来型のイオン交換法によって調製した。一方、本研究では、ニトリロ三酢酸の鉄(II)錯体(Fe^<2+>-NTA)溶液を用いる新しい調製方法を開発した。
調製した試料および同試料を大気中で酸化させた試料に対し、SEM-EDX観察、FT-IR分析、メスバウアー分光、マイクロPIXE分析、湿式化学分析等による特性評価を行った。これらの試料の特性評価の結果、ベントナイト中に交換性陽イオンとして存在するFe^<2+>イオンは比較的安定な状態にあることが示唆された。また、Fe^<2+>-NTA溶液を用いた新しい調製方法は、不活性ガス雰囲気のグローブボックスを用いずにFe(II)型ベントナイトを調製でき、Cl^-イオンのような不都合なイオン種に対して試料を接触させなくても良いという点で優れた調製方法であることがわかった。
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