報告書番号

U99045

タイトル（和文）

セメント水和物へのアクチニド元素収着挙動の実験的検討 -－ 溶解によるセメント水和物変質の影響 －-

タイトル（英文）

Experimental study on sorption of actinides onto hydrated cementitious materials - Effect of alteration of cement hydrates by dissolution -

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

放射性廃棄物処分において、セメントには、収着性能に代表される化学的な核種閉じ込め性能が期待され、重要な評価項目となっている。そこで、セメントへのアクチニド元素収着分配比を実験的に取得した。またセメントの処分環境中地下水への溶解による変質が収着特性に及ぼす影響を評価するため、溶解変質実験および変質セメントへの収着実験を行った。普通ポルトランドセメント(OPC)及びポゾラン材料高含有OPCセメントは、トリウム、ネプツニウムの収着に関して10E+3 cm3g-1以上の大きな分配比を示し、その化学バリア性能が期待できることが分かった。溶解変質実験では、構成鉱物の溶解による組成変化、比表面積の増大が観察された。変質セメントへの収着分配比は、比表面積の増大により変質前に比べ大きくなることを観察した。よって、溶解変質では、セメントのアクチニド元素に対する化学的バリア性能は低下しない可能性が示された。

概要 （英文）

Cementitious material is a potential waste packaging and backfilling material for the radioactive waste disposal, and is expected to provide both physical and chemical containment. In particular, the sorption of radionuclides onto cementitious material is a very important parameter when considering the release of radionuclides from radioactive wastes. In this study, sorption of thorium and neptunium onto hydrated Ordinary Portland Cement (OPC) and Highly containing Flyash and Silicafume Cement (HFSC) was measured. For thorium and neptunium sorption onto hydrated OPC and HFSC, the obtained distribution ratios, Rd values, are very high: > 1E+03 cm3g-1.Once the composition or crystallinity of the constituent minerals of a cementitious material is changed by alteration in the disposal environment, its sorption ability might be affected. So leaching experiments for OPC and HFSC hydrates were carried out to provide altered cement hydrate samples, followed by sorption experiments of thorium and neptunium onto these to investigate the effect of alteration of cement on sorption. In the leaching experiments, portlandite, which is a constituent mineral of hydrated OPC, was dissolved, and the specific surface area of both OPC and HFSC hydrates was increased by alteration. In the thorium and neptunium sorption experiments, the distribution ratio for altered OPC and HFSC hydrates was higher than freshly (unaltered) hydrated cement samples, which appear to be due to the increase of the specific surface area of those.These results show that the alteration of cement hydrates by dissolution of constituent minerals does not cause changes which could decrease the sorption of thorium and neptunium onto hydrated OPC and HFSC.

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