メゾスコピック構造の理解をベースとした地層処分バリア材料の性能発現機構の解明

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20360415
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 原子力学
• 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・工学研究院, 准教授 (60234746)
• 研究分担者: 富岡 智 北海道大学, 大学院・工学研究院, 准教授 (40237110) ; 西山 修輔 北海道大学, 大学院・工学研究院, 助教 (30333628) ; 加美山 隆 北海道大学, 大学院・工学研究院, 准教授 (50233961) ; 佐々木 隆之 京都大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (60314291) ; 香西 直文 日本原子力研究開発機構, 先端基礎研究センター, 研究主幹 (80354877)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• キーワード: 放射性廃棄物 / 地層処分 / メゾスコピック構造 / 収着 / 拡散

研究概要

高レベル放射性廃棄物地層処分の安全評価のための基礎研究として、地層処分で期待されるバリア材(ベントナイトおよび堆積岩)のメゾスコピック構造を、X線回折、X線マイクロCT観察、μ-PIXE分析の結果に基づいて検討した。また、バリア性能に及ぼすメゾスコピック構造の影響を検討するため、バリア材のバリア性能、すなわち透水係数、放射性核種の拡散係数、放射性核種の収着係数を評価した。

研究成果

• [雑誌論文] Analysis of sorption behavior of cesium and iodide ions on pumice tuff (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Rajib, T. Sasaki, T. Kobayashi, Y. Miyauchi, I. Takagi, H. Moriyama
  • 雑誌名: Journal of Nuclear Science and Technology 巻: 48 ページ: 1-8
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analysis of microstructural images of dry and water-saturated compacted bentonite samples observed with X-ray micro CT (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Tomioka, T. Kozaki, H. Takamatsu, N. Noda, S. Nisiyama, N. Kozai, S. Suzuki and S. Sato
  • 雑誌名: Applied Clay Science 巻: 47 ページ: 65-71
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of exchangeable cations on apparent diffusion of Ca2+ ions in Na-and Ca-montmorillonite mixtures (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Kozaki, T. Sawaguchi, A. Fujishima and S. Sato
  • 雑誌名: Physics and Chemistry of the Earth 巻: 35 ページ: 254-258
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Study on Hydraulic Properties of Compacted Fe(III)-montmorillonite (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Ito, N. Miyasaka, T. Kozaki and S. Sato
  • 雑誌名: Journal of Nuclear Science and Technology 巻: 47 ページ: 1005-1010
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fe(III)-montmorillonite : Basic properties and diffusion of tracers relevant to alteration of bentonite in deep geological disposal (2009)
  • 著者名/発表者名: J. Manjanna, T. Kozaki and S. Sato
  • 雑誌名: Applied Clay Science 巻: 43 ページ: 208-217
  • 査読あり
• [雑誌論文] Epithermal neutron tomography using compact electron linear accelerator (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Kamiyama, N. Miyamoto, S. Tomioka and T. Kozaki
  • 雑誌名: NUCLEAR INSTRUMENTS & METHODS IN PHYSICS RESEARCH SECTION A-ACCELERATORS SPECTROMETERS DETECTORS AND ASSOCIATED EQUIPMENT 巻: 605 ページ: 91-94
  • 査読あり
• [雑誌論文] Solubility of thorium (IV) in the presence of oxalic and malonic acids (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Kobayashi, T. Sasaki, I. Takagi, H. Moriyama
  • 雑誌名: Journal of Nuclear Science and Technology 巻: 46 ページ: 1085-1090
  • 査読あり
• [学会発表] 堆積岩中の酢酸形C-14の分配挙動;硝酸塩添加時の微生物影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 知場一訓,横地琢哉,小崎完,佐藤正知,宮内善浩,香西直文,大貫敏彦
  • 学会等名: 日本原子力学会2011年秋の大会
  • 発表場所: 福井大学
  • 年月日: 20110328-30
• [学会発表] 放射性廃棄物地層処分バリア材料の微細構造とそこでの物質移行に関する研究 (2010)
  • 著者名/発表者名: 宮坂直行,吉一仁,小崎完,佐藤正知,香西直文,佐藤隆博
  • 学会等名: 第5回高崎量子応用研究シンポジウム
  • 発表場所: 高崎市
  • 年月日: 20101014-15
• [学会発表] Diffusion of Cs^+ in bentonite at high NaCl concentration (2010)
  • 著者名/発表者名: I. Khalil, T. Kozaki, S. Sato
  • 学会等名: 日本原子力学会2010年秋の大会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 20100915-17
• [学会発表] Effects of dry density and salinity on Cl^-diffusion in compacted Na-montmorillonite (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Goto, T. Kozaki, S. Sato
  • 学会等名: 4th International Meeting of Clays in Natural and Engineered Barriers for Radioactive Waste Confinement
  • 発表場所: ナント、フランス
  • 年月日: 20100329-0401
• [学会発表] Modified preparation methods of Fe-type montmorillonite (2010)
  • 著者名/発表者名: N. Miyasaka, K. Yoshi, T. Kozaki, S. Sato, H. Ito, N. Kozai
  • 学会等名: 4th International Meeting of Clays in Natural and Engineered Barriers for Radioactive Waste Confinement
  • 発表場所: ナント、フランス
  • 年月日: 20100329-0401
• [学会発表] 4価金属水酸化物の溶解度に及ぼす有機酸の影響(4) (2010)
  • 著者名/発表者名: 小林大志,佐々木隆之,森山裕丈
  • 学会等名: 日本原子力学会2010年春の年会
  • 発表場所: 茨城大学
  • 年月日: 20100326-28
• [学会発表] マイクロフォーカスX線CTによる堆積岩の内部微細構造観察 (2010)
  • 著者名/発表者名: 小池隆太郎,宮坂直行,小崎完,佐藤正知
  • 学会等名: 日本原子力学会2010年春の年会
  • 発表場所: 茨城大学
  • 年月日: 20100326-28
• [学会発表] 鉄-ベントナイト相互作用の研究:Fe(II)型モンモリロナイトの透水係数 (2010)
  • 著者名/発表者名: 吉一仁,宮坂直行,小崎完,佐藤正知,伊藤弘志,香西直文
  • 学会等名: 日本原子力学会2010年春の年会
  • 発表場所: 茨城大学
  • 年月日: 20100326-28
• [学会発表] Current studies on diffusion behaviors of nuclides in bentonite (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Kozaki
  • 学会等名: Bentonite Workshop on Physics and Chemistry of Bentonite for Radioactive Waste Disposal
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2010-09-18
• [学会発表] Migration of Cs^+ through MX-80 bentonite under different ionic concentration (2010)
  • 著者名/発表者名: I. Khalil, T. Kozaki, S. Sato
  • 学会等名: International conference on Environmental aspects of Bangladesh
  • 発表場所: 北九州市立大学
  • 年月日: 2010-09-04
• [学会発表] 放射性廃棄物地層処分バリア材料の微細構造と元素再分配に関する研究 (2009)
  • 著者名/発表者名: 宮坂直行,小池隆太郎,吉一仁,小崎完,佐藤正知,香西直文,佐藤隆博
  • 学会等名: 第4回高崎量子応用研究シンポジウム
  • 発表場所: 高崎市
  • 年月日: 20091008-09
• [学会発表] 花崗岩鉱物に対する3価金属イオンの収着分配係数の測定と解釈 (2009)
  • 著者名/発表者名: 野田雅紀,佐々木隆之,森山裕丈
  • 学会等名: 日本原子力学会2009年秋の大会
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 20090916-18
• [学会発表] ニトリロ三酢酸鉄(II)溶液を用いたFe(II)型モンモリロナイト調製手法の改良 (2009)
  • 著者名/発表者名: 吉一仁,宮坂直行,小崎完,佐藤正知,香西直文,伊藤弘志
  • 学会等名: 日本原子力学会2009年秋の大会
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 20090916-18
• [学会発表] 嫌気性条件下における有機14Cの堆積岩への収着挙動に及ぼす微生物影響 (2009)
  • 著者名/発表者名: 横地琢哉,小崎完,佐藤正知,原彬博,中澤俊之,加藤博康,宮内善浩,長岡亨
  • 学会等名: 日本原子力学会2009年秋の大会
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 20090916-18
• [学会発表] 圧縮Na型モンモリロナイト中のCl^-の拡散挙動に及ぼす塩濃度の影響 (2009)
  • 著者名/発表者名: 後藤考裕,牛来将明,小崎完,佐藤正知
  • 学会等名: 日本原子力学会バックエンド部会「夏期セミナー」
  • 発表場所: 旭川市
  • 年月日: 20090729-31
• [学会発表] X線マイクロCT法による圧縮ベントナイトおよび堆積岩の内部微細構造観察 (2009)
  • 著者名/発表者名: 小池隆太郎、高松英則、野田菜摘子、小崎完,北市雅敏,富岡智,佐藤正知
  • 学会等名: 日本原子力学会バックエンド部会「夏期セミナー」
  • 発表場所: 旭川市
  • 年月日: 20090729-31
• [学会発表] 圧縮ベントナイト中のCl^-イオンの拡散挙動に及ぼす塩濃度の影響 (2009)
  • 著者名/発表者名: 後藤考裕,牛来将明,小崎完,佐藤正知
  • 学会等名: 日本原子力学会北海道支部第27回研究発表会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2009-12-14
• [学会発表] Microstructures of compacted bentonite and Diffusion of RNs (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Kozaki
  • 学会等名: Workshop on Mechanistic Understanding of Radionuclide Migration in Compacted/Intact Systems
  • 発表場所: 東海村
  • 年月日: 2009-01-22
• [学会発表] 圧縮ベントナイトに対して得られたX線マイクロCT画像の解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 富岡智,西山修輔,小崎完,佐藤正知
  • 学会等名: 可視化情報学会全国講演会
  • 発表場所: 釧路市
  • 年月日: 20081011-12
• [学会発表] 高レベル放射性廃棄物地層処分バリア材料のX線マイクロCT観察 (2008)
  • 著者名/発表者名: 小池隆太郎,小崎完,高松英則,野田菜摘子,北市雅敏,富岡智,西山修輔,佐藤正知
  • 学会等名: 可視化情報学会全国講演会
  • 発表場所: 釧路市
  • 年月日: 20081011-12
• [学会発表] 鉱物・微生物への元素吸着挙動研究におけるマイクロPIXE分析法の適用 (2008)
  • 著者名/発表者名: 香西直文,大貫敏彦,酒井卓郎,佐藤隆博
  • 学会等名: 可視化情報学会全国講演会
  • 発表場所: 釧路市
  • 年月日: 20081011-12
• [学会発表] 中性子共鳴吸収イメージング法による核種の拡散の観察 (2008)
  • 著者名/発表者名: 加美山隆,池田篤司,岩佐浩克,鬼柳善明
  • 学会等名: 可視化情報学会全国講演会
  • 発表場所: 釧路市
  • 年月日: 20081011-12
• [学会発表] Effect of exchangeable cations on performance of bentonite buffer (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Kozaki, N. Kozai, S. Sato
  • 学会等名: International Workshop for the Iron-Bentonite Interaction
  • 発表場所: 金沢大学
  • 年月日: 2008-11-19
• [学会発表] 鉄型モンモリロナイトの調製とその特性評価 (2008)
  • 著者名/発表者名: 伊藤弘志,J. Manjanna,小崎完,佐藤正知
  • 学会等名: 第52回粘土科学討論会
  • 発表場所: 那覇市
  • 年月日: 2008-09-04
• [学会発表] The effect of microbial activities on sorption behavior of organic ^<14>C (2008)
  • 著者名/発表者名: A Hara, T. Kozaki, S. Sato, T. Nakazawa, H. Kato
  • 学会等名: Goldschmidt2008
  • 発表場所: バンクーバー,カナダ
  • 年月日: 2008-07-18