報告書番号

N04005

タイトル（和文）

ベントナイトの透水・浸潤特性への海水影響

タイトル（英文）

Investigation on the effect of seawater to hydraulic property and wetting process of bentonite

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

ベントナイトは、高レベル放射性廃棄物処分の緩衝材として有望とされている。このベントナイトの透水・浸潤特性について、従来までに十分に検討されていない海水の影響について検討した。 ベントナイトの透水係数への海水の影響は、Na型ベントナイトに対して大きく、蒸留水と比較して透水係数が１桁程度増加する傾向が見られた。一方、Ca型ベントナイトにはほとんど海水の影響はなかった。また、透水係数は、有効モンモリロナイト密度の増加に伴って低下する傾向が見られた。これらの透水係数の変化は、膨潤圧の変化と一致するため、ベントナイトの透水係数は、膨潤挙動と密接に関係していると考えられる。 浸潤現象は、試料への流入量と試料の飽和度の経時変化から拡散現象として評価できることがわかった。水分拡散係数は、有効ベントナイト密度が小さい試料に人工海水を用いた場合を除き、ベントナイトの種類にかかわらずほとんど海水の影響を受けなかった。

概要 （英文）

On high-level waste disposal, bentonite is most promising material for buffer and back-fill material. The hydraulic properties and wetting process of bentonite is important not only for barrier performance assessment but also for prediction of waste disposal environment, such as resaturation time and thermal distribution. In Japan, we should consider the effect of seawater for bentonite, because radioactive waste will be disposed of in costal area and a deep geological formation where old seawater could be remained. However, the effect of seawater is not enough to understand. Therefore, experimental study was conducted to investigate the effect of seawater on the hydraulic conductivity and wetting process of bentonite.The effect of seawater on hydraulic conductivity is significant, the hydraulic conductivity of Na-bentonite in seawater increase one order of magnitude compared to that in distrilled water. Otherwise, the hydraulic conductivity of Ca-bentonite is not influenced by seawater. The hydraulic conductivity of bentonite decrease as effective montmorillonite density increase. The effective montmorillonite density is ratio between the weight of montmorillonite and volume of porosity and montmorillonite. If samples have same effective montmorillonite densities, they have roughly same hydraulic conductivity in the seawater. The hydraulic conductivity of bentonite is close related to swelling propery since the hydraulic conductivity decrease as the swelling pressure increase.Wetting process of compacted bentonite could be evaluated by diffusion phenomena since infiltration rate and change of saturation rate are represented by diffusion equation. The effect of seawater on water diffusivity is significant for Na-type bentonite with low effective monmolironite density. Except for that case, the water diffusivity of bentonite is almost constant and is not influenced by effective montmorillonite density and seawater.

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