| 研究課題/領域番号 |
16360465
|
|---|
| 研究機関 | 北海道大学 |
|---|
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)
|
|---|
| 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)
|
|---|
| 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 |
|---|
| 研究概要 |
高レベル放射性廃棄物の地層処分では、処分後、粘土(Na型ベントナイト)緩衝材中の炭素鋼製容器(オーバーパック)が徐々に腐食し、そこから溶出したFe^<2+>イオンがベントナイトの主たる構成鉱物であるモンモリロナイトをNa型からFe型に変質させる可能性がある。このようなFe型への変質反応は、膨潤能などの緩衝材性能を劣化させると懸念される一方で、Fe型化したモンモリロナイトあるいは鉄腐食生成物が特定の放射性核種を固定化して、移行を遅延させる性能向上の効果も期待される。
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に関連した研究を行った。Fe型試料の調製は、酸素濃度1ppm以下の雰囲気制御グローブボックス内でのFeCl_2溶液を用いた従来型のイオン交換法の他、本研究において新たに考案したニトリロ三酢酸の鉄(II)錯体(Fe^<2+>-NTA)溶液を用いる方法により実施した。調製した試料および同試料を酸化させて得た試料に対し、SEM-EDX観察、FT-IR分析、メスバウアー分光、マイクロPIXE分析、湿式化学分析等を行い、従来法では調製試料に塩化物イオンの残留があるのに対して、Fe^<2+>-NTA溶液を用いる方法ではより簡便に純度の高い試料が得られることを明らかにした。また、モンモリロナイト層間に侵入したFe^<2+>イオンは安定化し、その酸化反応は遅延することを見出した。
一方、イオン交換法によりFe(III)型のモンモリロナイトを調製し、そこでの代表的な放射性核種の見かけの拡散係数を求めた。その結果、拡散係数はNa型中の値と顕著な差がないとの結果を得た。
|
