報告書番号

285007

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（その２）－粒子内拡散の温度依存性－

タイトル（英文）

ADSORPTION KINETICS OF STRONTIUM AND CESIUM CATION ON ROCK MATERIAL -TEMPERATURE DEPENDENCE OF INTRAPARTICLE DIFFUSION-

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

岩盤の核種吸着特性評価の一環として，花崗岩粒子へのストロンチウム，セシウムの粒子内拡散と吸着平衡の温度特性を調べるとともに，岩盤中での核種の移動距離，および遅延係数の試算を行った。粒内有効拡散係数は両元素とも１０の－８乗～１０の－７乗平方ｃｍ／ｓｅｃの範囲にあり，正の温度依存性を示し，拡散の活性化エネルギーはストロンチウムについては約５．０ｋｃａｌ／ｍｏｌ，セシウムについては約８．８ｋｃａｌ／ｍｏｌであった。分散係数は両元素とも１６～２０ｍｌ／ｇの範囲にあり，温度依存性は小さく，見かけの吸着熱はストロンチウム，セシウムにつきそれぞれ約０．８，約－１．３ｋｃａｌ／ｍｏｌであった。粒内有効拡散係数の値から核種の岩盤中での１０００年間における移動距離を試算したところ約４０ｃｍとなり，また分配係数から算出した遅延係数は約１２，０００となった。

概要 （英文）

EFFECT OF TEMPERATURE ON INTRAPARTICLE DIFFUSION AND ADSORPTION OF STRONTIUM, CESIUM IONS IN GRANITE PARTICLES HAVEBEEN STUDIED USING BATCH TECHNIQUE. CRUSHED AND SIEVED GRANITE WAS STIRRED IN STRONTIUM CHLORIDE OR CESIUM CHLORIDE SOLUTION OF 10PPM AT 5-60DEGREE C. INTRAPARTICLE DIFFUSIVITY WAS ESTIMATED FROM TIME DEPENDENCEOF CONCENTRATION AND DISTRIBUTION COEFFICIENT WAS CALCULATED FROM EQUILIBRIUM CONCENTRATION. INTRAPARTICLE DIFFUSIVITIES WERE FROM 10E-9 TO 10E-8 SQUARE CM/SEC AND INCREASED WITH INCREASING TEMPERATURE. APPARENT ACTIVATION ENERGY OF THE INTRAPARTICLE DIFFUSION OBTAINED WERE ABOUT 5.0KCAL/MOL AND ABOUT 8.8 KCAL/MOL FOR STRONTIUM AND CESIUM, RESPECTIVELY. DISTRIBUTION COEFFICIENTS OF BOTH ELEMENTS RANGED FROM 16 TO 20 ML/G.ADSORPTION OF THESE ELEMENTS SHOWED SMALL TEMPERATURE DEPENDENCE AND APPARENT ADSORPTION HEAT OBTAINED WERE ABOUT 0.8 KCAL/MOL AND ABOUT MINUS 1.3 KCAL/MOL FOR STRONTIUM AND CESIUM, RESPECTIVELY. MIGRATION LENGTHOF THESE ELEMENTS IN GRANITE WAS ESTIMATED TO BE ABOUT 40 CM IN 1,000 YEARS FROM THEIR DIFFUSIVITIES. RETARDATION FACTOR WAS CALCULATED TO BEABOUT 12,000 FROM DISTRIBUTION COEFFICIENTS.

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