報告書番号

U89002

タイトル（和文）

粘土・砂混合物のバリア性能評価（その１）－粘土・砂混合物の吸着特性－

タイトル（英文）

BARRIER PERFORMANCE OF CLAY-SAND MIXTURES 1.ADSORPTION CHARACTERISTICS OF CLAY-SAND MIXTURES

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

放射性廃棄物地中処分の安全評価上，核種移行を阻止するための多重バリアシステムの評価は重要である。その中で，本報告では，高レベル廃棄物地層処分だけでなく，低レベル廃棄物浅地中処分に対してもバリア性能が注目されている埋め戻し候補材である粘土・砂混合物を用いて，バッチ法によるＳｒ吸着特性を検討した。その結果，粘土成分としてベントナイトを用いても，カオリンを用いても砂との混合系においては，Ｓｒ－Ｃａ交換等温線は傾きが約１の単成分系の結果とほぼ同一の直線となった。このことから，粘土および砂は，混合系，単成分系にかかわらず主要吸着機構はイオン交換反応であり，その平衡定数である選択係数はかわらないことがわかった。一方，粘土および砂のＳｒ分配係数比は，見かけ上陽イオン交換容量比と一致した。この関係を利用して，粘土・砂混合物の分配係数をそれぞれの分配係数値から近似的に推定することができる。

概要 （英文）

THE SR ADSORPTION CHARACTERISTICS OF CLAY-SAND MIXTURES WERE STUDIED BY A BATCH TECHNIQUE. TO COMPARE THE RESPECTIVE ADSORBED AMOUNTS OF CLAY-SAND MIXTURES USED AS ADSORBENTS,PROVISION WAS MADE SO THAT THESE ADSORBENTS COULD BE EASILY DIVIDED INTO THE ORIGINAL CLAY AND SAND AFTER ADSORPTION EXPERIMENT BY MEANS OF FILTRATION UTILIZING THE DIFFERENCE OF PARTICLE SIZES. THE RESULTS OF BATCH EXPERIMENT REVEALED THAT SR ADSORPTION TOOK PLACE INDEPENDENTLY FOR CLAY AND SAND BECAUSE THE SR-CA EXCHANGE ISOTHERMS UNDERWENT NO CHANGE IN THE SINGLE SYSTEM OF CLAY OR SAND AND IN THEIR MIXED SYSTEM AS WELL. THIS MEANSTHAT THE ADSORPTION CHARACTERISTICS OF THESE MIXTURES CAN BE ESTIMATEDFROM THOSE OF THE SINGLE SYSTEM. FOR EXAMPLE,THE DISTRIBUTION COEFFICIENT OF CLAY-SAND MIXTURES CAN BE APPROXIMATELY ESTIMATED USING THE DISTRIBUTION COEFFICIENTS OF CLAY AND SAND AND THEIR MIXTURE RATIO,BECAUSE THE RATIO OF THE DISTRIBUTION COEFFICIENT OF CLAY TO THAT OF SAND APPARENTLY AGREED WITH THE RATIO OF THE CATION EXCHANGE CAPACITY OF CLAY TO THAT OF SAND. THIS ESTIMATION IS BASED ON THE FACT THAT THE EFFECT OF ION SELECTIVITY BETWEEN SR AND CA REPRESENTED BY SELECTIVITY COEFFICIENTS IS VERY SMALL.

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