報告書番号

T93100

タイトル（和文）

含鉄鉱物へのネプツニウムの吸着挙動評価（日本原子力研究所との共同研究）

タイトル（英文）

ANALYSIS OF NEPTUNIUM ADSORPTION ONTO IRON-CONTAINING MINERALS

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

高レベル放射性廃棄物地層処分の安全評価は，評価対象期間が超長期にわたるため，核種の移動挙動を記述するモデルを構築し，シミュレーションによって評価を行う。しかし，自然環境では放射性核種が化学的に複雑な反応を起こすため，化学反応を考慮した放射性核種の移行モデルを確立する必要がある。本研究では移行モデルの重要事象のひとつである核種の吸着挙動の評価を目的とし，（１）オーバーパック腐食生成物層を形成すると考えられる含鉄鉱物へのネプツニウム（Ｎｐ）の吸着データを取得し，（２）この吸着挙動を解析するためのモデルに必要なパラメータを整備して，腐食物層のバリア性能について概略評価を行った。主な結果は次のようである。（１）地下深部の処分環境条件下でのオーバーパック腐食生成物として磁鉄鉱および針鉄鉱を熱力学検討により選定した。これらへＮｐの吸着は溶液のｐＨに強く依存し，平衡吸着量はｐＨに伴って増大した。

概要 （英文）

IT IS IMPORTANT TO ANALYZE RADIONUCLIDE TRANSPORT USING COMPUTER SIMULATIONS TO ASSESS THE PERFORMANCE OF HLW GEOLOGICAL DISPOSAL SYSTEMS BECAUSE MODELS DESCRIBING THE COMPLEX CHEMICAL REACTIONS OCCURING IN GEOLOGICAL CONDITIONS INVOLVING SORPTION REACTIONSARE NEEDED. THIS REPORT PRESENTS A MODEL TO INTERPRET THE SORPTION OF NP-237(V) ON TO NATURALLY-OCCURING IRON-CONTAINING MINERALS AS CORROSION PRODUCTS OF OBERPACK MATERIAL. EXPERIMENTS ON SORPTION OF NP-23 (V) ON TO THESE MINERALS WERE PERFORMED BY JAERI. CRIEPI OBTAINED MODEL PARAMETERS AND SIMULATED EXPERIMENTAL RESULTS. POTENTIAL RETARDATION BY THEOVERPACK CORROSION LAYER WAS EVALUATION FROM THE MODEL CALCULATIONS. THE MAIN RESULTS ARE AS FOLLOWS: (1)TWO NATURALLY-OCCURING IRON-CONTAINING MINERALS SUCH AS MAGNETITE AND GEOTHITE WERE CHOSEN AND EXAMINED AS OVERPACK CORROSION PRODUCTS UNDER GEOLOGICAL DISPOSAL CONDITIONS. NP-23(V) SORPTION TEST DATA SHOWED THAT THE SORPTION DEPENDS ON BULK SOLUTION PH. (2)A SURFACE-COMPLEX MODEL WAS USED TO INTERPRET THE SORPTION DATA. SOME PARAMETERS IN THE MODEL,SUCH AS EQUILIBRIUM CONSTSNTS FOR THE PROTONATION/DEPROTONATION REACTION OF THE SURFACE HYDROLYSIS GROUP,WERE OBTAINED EXPERIMENTALLY. CALCULATION UING THE SURFACE-COMPLEX MODEL GAVE RESONABLE AGREEMENT WITH EXPERIMENTAL RESULTS WITH APPROPRIATE ASSUMPTIONS ABOUT CARBONATE IONS IN THE TEST SOLUTION. (3)POTENTIAL RETARDATION BY THE OVERPACK CORROSION LAYER FOR SOME RADIONUCLIDES RELEASED FROMWASTE GLASS WAS CALCULATED BY A CHEMICAL-TRANSPORT MODEL COUPLED WITH THE SURFACE-COMPLEX MODEL. THE RESULTS SUGGEST THAT THE CORROTION LAYERHAS A LARGE SORPTION CAPACITY AND THIS MAY RETARD RADIONUCLIDE MIGRATION.

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