報告書番号

U95053

タイトル（和文）

放射性廃棄物処分施設における岩盤割れ目のシーリング（その３）－シリカの沈澱速度，コロイドの形成，間隙の閉塞－

タイトル（英文）

SEALING OF ROCK FRACTURES AROUND HLW REPOSITORIES (PART 3) -SILICA PRECIPITATION RATE,COLLOID FORMATION,AND PORE CLOSURE

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

岩盤割れ目熱水流通実験装置を用いてシリカの沈澱実験を２５１日間行った。温度勾配０．５度／ｃｍの花崗岩粉末中を，非晶質シリカに飽和した熱水を平均間■流速１００ｍ／年で流した。その結果以下のことが明らかとなった。シリカの沈澱速度は，６０度～１２０度では温度にほとんど影響されない。また，［ＯＨ］は，１００度以上ではシリカの沈澱速度にほとんど影響しないが，８０度以下ではシリカの沈澱速度は［ＯＨ］の０．２７４次式で表される。コロイド状シリカはｐＨ６で最も多量に形成する。シリカに飽和した熱水が温度を低下しながら岩石中を流れると，初期には熱水のｐＨは熱水と岩石との反応によって増大する。そして，鉱物表面がシリカ沈澱物に覆われるとともに，ｐＨは次第に初期の値よりも低下し，シリカの沈澱速度は小さくなり，また，ｐＨが６になった時点で最も大量のコロイドが生成する。コロイドは，過飽和度がたかだか１．２でも生成する。シリカのコロイドは，鉱物表面に付着してさらに成長し，膜状に鉱物表面を覆うか，熱水中で数珠状につながり，鉱物表面にクモの巣がかかるように付着する。

概要 （英文）

A SILICA PRECIPITATION EXPERIMENT WAS PERFORMED USING A HYDROTHERMAL FRACTURE FLOW APPARATUS FOR 251 DAYS. HYDROTHERMAL SOLUTION SATURATED WITH AMORPHOUS SILICA WAS PASSED THROUGH GRANITE POWDER WITH A NEGATIVE TEMPERATURE GRADIENT OF 0.5 DEGREE/CM AT A MEAN PORE VELOCITY OF 100M/YEAR. THE RESULTS OVRE AS FOLLOWS: THE SILICA PRECIPITATION RATE WAS PRACTICALLY TEMPERATURE INDEPENDENT AT TEMPERATURES OF 60 TO 100DEGREE. IT WAS NOT AFFECTED BY OH- AT HIGHER TEMPERATURES ABOVE 100DEGREE,BUT IS EXPRESSED BY A FORMULA OF THE 0.274 ORDER OF OH- AT TEMPRERATURES BELOW 80DEGREE. MOST COLLOIDAL SILICA IS FORMEDAT PH6 AT TEMPERATURES OF 80 TO 115DEGREE. WHEN A HYDROTHERMAL SOLUTION SATURATED WITH SILICA FLOWS THROUGH ROCKS WITH DECREASING TEMPERATURE,THE PH OF THE SOLUTION INCREASES FIRST BY INTERACTION WITH MINERALS,AND THAN LECREASES AGAIN AFTER THE SURFACES OF THE MINERALS ARE COVERED WITH PRECIPITATED SILICA;CONSEQUENTLY,THE SILICA PRECIPTATION RATE DECREASES AND SILICA COLLOID FORMS AT A PH AROUND 6. SILICA COLLOID IS FORMED AT A SUPERSATURATION RATE AS LOW AS 1.2. SILICA PRECIPITATES COVER MINERAL SURFACES AS A THIN FILM FORMED BY THE GROWTH AND COAGULATION OF SILICA PARTICLES ADHERING TO THE MINERAL SURFACES,OR COVERS THE MINERAL SUFACES AS A SPIDERWEB OF THREADED SILICA PARTICLES.

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