報告書番号

L06003

タイトル（和文）

放射性廃棄物処分環境におけるセメント硬化体の化学的変質評価 －セメント鉱物の溶解沈殿による物質移行特性変化を考慮した改良型化学平衡-物質移行連成解析コードの開発－

タイトル（英文）

Chemical Alteration of Cement Material in a Radioactive Waste Repository Environment - Development of a Reactive Transport Code considering Evolution of Hydraulic Property by Chemical Reaction -

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

セメント系材料を使用した放射性廃棄物処分施設の長期的な化学的変質の評価ツールとして、化学平衡－物質移行連成解析コードを改良開発した。改良点は、鉱物の溶解沈殿に伴う固相内の物質移行パラメータの空間的に不均質な分布を再現するモデルの組み込みと、コンパートメントモデルではなく移流拡散/分散型の微分方程式の数値解を得るという手法の採用である。この改良により、空間的な不均質性を生じた場合の変質挙動を現象に即して記述することが可能となった。改良した物質移行モデルとセメント水和物の化学溶解平衡モデルを連成して開発したコードによる解析結果は、イオン交換水、重炭酸ナトリウム溶液中に長期間浸漬したセメント硬化体の変質挙動を良く再現したことから、本モデル及びコードはセメント硬化体の変質解析手法として妥当かつ有用であることが示された。

概要 （英文）

In the concept for radioactive waste disposal in Japan, cement is a potential waste packaging and backfilling material and is expected to provide both chemical and physical containment. In this study, a reactive transport computational code in which a geochemical model including the thermodynamic incongruent dissolution/precipitation model of calcium-silicate hydrate (C-S-H) is coupled with the advection-diffusion/dispersion equation has been developed for the long-term performance assessment of a cementitious repository system. The evolution of the hydraulic properties of the cement solid matrix due to the leaching of components is also considered in the calculation code. The developed code can well predict the results of a series of leaching experiments of cement hydrate monoliths by a so-called tank leaching method in deionised water and sodium bicarbonate solution, in which leaching of calcium has been restricted in sodium bicarbonate solution, whereas calcium leached out from the surface of the solid in deionised water. The modelling results suggest that calcium carbonate precipitates on the surface of the solid and may seal the pore of the cement matrix to restrict leaching of calcium.

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