並列タイトル等Estimation of colloid-facilitated radionuelide transport within a fractured rock
一般注記放射性廃棄物の処分場において、コロイド粒子は地下水中の放射性核種の移行を助長させることが懸念されている。岩石亀裂中の核種移行にコロイド粒子が与える影響を評価するために、平行平板モデルを用いて移行解析を実施した。この解析モデルでは、コロイドと核種は亀裂中を移流・分散現象に支配されて移行する。核種は岩石マトリクスへ無限に拡散するものとする。その際に、岩石マトリクスでの核種の収着(分配係数Kd2)を仮定する。また、地下水中に存在するコロイドへの核種の収着(分配係数Kd3)によって、疑似コロイドを形成するものとした。一方、コロイドの岩石マトリクスへの拡散や亀裂表面でのフィルトレーションは、保守的に想定しない。また、亀裂充填鉱物への核種の収着についても、十分な知見が得られていないので考慮しないものとする。評価の対象として、核種のインベントリや放射線学的影響の観点から、性能評価上重要な18元素(Se, Zr, Nb, Tc, Pd, Sn, Cs, Sm, Pb, Ra, Ac, Th, Pa, U, Np, Pu, Am及びCm)を、核種の収着性(Kd2及びKd3)を見積もる上で考慮した。地下水中に存在するコロイドとしてはベントナイトコロイドを、地質媒体としては亀裂性の花崗岩をそれぞれ想定した。ベントナイトコロイドは処分場の人工バリアの浸食によって生成することが懸念され、また天然に含まれる粘土コロイドとしても想定される。解析に必要な入力データは、・岩石マトリクスでの核種の収着(分配係数Kd2)・コロイドへの核種(分配係数Kd3)・亀裂中でのコロイドと核種の分散係数や流速・核種のマトリクス間隙水中の拡散係数(Dp)・単一平行平板亀裂における亀裂開口幅・岩石マトリクスでの間隙率・地下水中でのコロイド濃度である。コロイドによる核種移行の助長を安全側に評価するために、入力データとしては保守的な値を設定した。また、核種の分配係数(Kd2及びKd3)とコロイド濃度は、感度解析におけるパラメータとして用いた。解析の結果は、以下のようであった。・コロイドへの分配係数(Kd3)が小さい核種の移行は、ほとんどコロイドによって助長されない。(例えば、Se, Pd, Ra及びNd)一方、大きなKd3を有する核種の移行は、疑似コロイドの形式によって助長が増大する。しかし、本解析で用いたモデル及びデータ設定に基づけば、亀裂中にコロイド
Colloids may enhance the transport of radionuclides in groundwater in the radioactive waste repository. To evaluate the effect of colloids on the radionuclide transport through a fracture in a rock, radionuclide transport was simulated by applying the parallel plane model. In this model, colloid and radionuclide transport is influenced by the advection/dispersion within the fracture flow. Radionuclides diffuse into the rock matrix infinitely. Radionuclide sorption on the pore surfaces of the matrix (distribution coefficient Kd$_{2}$) is assumed. Pseudocolloids are generated by radionuclide sorption on the colloids existing in the groundwater (distribution coeficient Kd$_{3}$). However, matrix diffusion of colloid and colloidal filtration on the fracture surface are not taken into account conservatively. Colloids and radionuclides sorption onto the fracture fillongs is also conservatively neglected because of the lack of data. From the viewpoint of the radionuclide inventory and the radiological impact, eighteen important radionuclides (Se, Zr, Nb, Tc, Pd, Sn, Cs, Sm, Pb, Ra, Ac, Th, Pa, U, Np, Pu, Am and Cm) were considered for the estimation of radionuclide sorption (Kd$_{2}$ and Kd$_{3}$). Bentonite colloids and a fractured granite were assumed as the colloids existing in the groundwater and geological media respectively. Bentonite colloid might be generated by erosion/extrusion from engineered barrier of repository and simulates natural clay colloids. Some data were needed to carry out the simulation. (1)radionuclide sorption on the pore surfaces of the rock matrix (distribution coefficient Kd$_{2}$) (2)radionuclide sorption on the colloids existing in the groundwater (distribution coefficient Kd$_{3}$) (3)colloid and radionuclide dispersion coefficients and flow velocity within a fracture (4)diffusion coefficient of radionuclide in the porewater of the rock (Dp) (5)fractute aperture in a single plane fracture (6)porosity of rock matrix (7)colloid ...
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連携機関・データベース国立情報学研究所 : 学術機関リポジトリデータベース（IRDB）（機関リポジトリ）
提供元機関・データベース日本原子力研究開発機構 : JOPSS:JAEA Originated Papers Searching System