報告書番号

283102

タイトル（和文）

岩石中へのストロンチウムおよびセシウムイオンの吸着速度－粒子内拡散律速条件下での解析－

タイトル（英文）

ADSORPTION KINETICS OF STRONTIUM AND CESIUM CATION ON ROCK MATERIALS -INTRAPARTICLE DIFFUSION KINETICS-

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

放射性廃棄物の陸地貯蔵ならびに処分の安全性を評価するために，岩石と放射性核種との長期にわたる相互作用の予測を目的として，砂岩，凝灰岩，花崗岩中へのストロンチウムあるいはセシウムの吸着挙動を検討した。１）化学平衡モデルを用いて元素の存在状態をシミュレーションした結果，花崗岩および凝灰岩中を流れる地下水中ではストロンチウムおよびセシウムは各々イオンとして溶存すると推定された。２）粉砕岩の表面には細孔（数ミクロン程度の大きさ）が多数存在し，これらの細孔内を拡散して溶液中イオンが岩石中に吸着すると考えられ吸着現象に粒内拡散モデルが適用できる。３）バッチ法により，ストロンチウムとセシウムの拡散係数を求めた。

概要 （英文）

THIS REPORT PRESENTS KINETICS OF STRONTIUM AND CESIUM ADSORPTION IN ROCK MATERIALS FOR THE PURPOSE OF SAFETY ASSESSMENT OF RADIOACTIVE WASTE DISPOSAL. A LONG-TERM INTERACTION BETWEEN STRONTIUM OR CESIUM AND TYPICAL JAPANESE ROCK MATERIALS, SAND, TUFF, AND GRANITE WAS EVALUATED BY MEANS OF A INTRAPARTICLE DIFFUSION EQUATION. THE EVALUATION WAS PERFORMED BY BATCH ADSORPTION EXPERIMENTS WITH CRUSHEDROCK UNDER CONTROLLED CONDITIONS OF TEMPERATURE AND STIRRING RATE. MAIN RESULTS ARE AS FOLLOWS: 1) CHEMICAL EQUILIBRIUM MODEL INDICATED THAT THE DOMINANT SPECIES OF STRONTIUM AND CESIUM IN GROUNDWATER PASSED THOUGH GRANITE OR TUFF FORMATION WERE SR AND CS IONS. 2) A NUMBER OF MICROPORES WERE OBSERVED IN THE SURFACE OF THE CRUSHED SAMPLES. INTRAPARTICLEDIFFUSION OF CATION INTO ROCK,THEREFORE, WAS CONSIDERED AS A RATE DETERMINING STEP OF ADSORPTION KINETICS. 3) NUMERICAL SOLUTION OF THE DIFFUSION EQUATION IN BATCH ADSORPTION WERE OBTAINED.INTRAPARTICLE DIFFUSIVITIES OF SR OR CS IONS INTO THREE ROCK MATERIALS WERE DETERMINED BY COMPARING THE OBSERVED CONCENTRATION DECAY IN THE LIQUID PHASE WITH THE THEORETICAL VALUES.THE RESULT INDICATED THAT SR ION DIFFUSIVITY IS RANGINGOF 1.2 TO 2.1,WHICH IS SMALLER THAN THAT OF CS IN THE SAME ROCK.

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