2010 Fiscal Year Annual Research Report
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
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20360415
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
小崎 完 北海道大学, 大学院・工学研究院, 准教授 (60234746)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
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, 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)
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| Keywords | 放射性廃棄物 / 地層処分 / メゾスコピック構造 / 収着 / 拡散 |
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| Research Abstract |
本研究では、放射性廃棄物地層処分におけるバリア材料である粘土および堆積岩試料に対して、種々の分析方法を適用することで、それら試料のメゾスコピックな3次元内部微細構造を把握すると同時に、それらの試料に対して放射性核種の拡散および収着実験を実施し、拡散や収着挙動の基本的なメカニズムについて検討することを目的としている。
平成22年度は前年度に引き続き、塩濃度や交換性陽イオン種をCa型に変えた粘土試料中のCs^+およびCa^<2+>の見かけの拡散係数を実験的に求め、さらにそれらの温度依存性から求めた拡散の活性化エネルギーに基づき拡散機構を検討した。また、Fe型に変質させた粘土試料に対してμ-PIXE分析などによる特性評価を行うとともに、透水試験およびCl-の拡散実験を行い、前年度に見出した鉄型化による透水係数の増加とCl-の見かけの拡散係数の低下に関する実験データを拡充し、それらの結果から透水係数に及ぼす交換性陽イオン種の影響について考察するとともに、Cl-の支配的な拡散経路に関する検討を行った。一方、アルカリ溶液を透水させた軽石凝灰岩試料に対して、X線マイクロCTによる内部微細構造のその場観察ならびにEPMA分析による元素分布測定を行うことで、特定の実験条件においては、アルカリ溶液による溶解のみならず、試料内部での新たな固相の析出等によって透水挙動が影響を受けることを明らかにした。なお、軽石凝灰岩試料に対しては、好気および嫌気性雰囲気下での有機C-14の収着に関する実験を実施し、硝酸塩の添加の影響を明らかにした。また、Csおよびヨウ素に関して複数の収着サイトを考慮した収着モデルの構築を行った。
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