ガラス固化体の長期鉱物化に関する研究

• Material Type: 文書・図像類
• Title: ガラス固化体の長期鉱物化に関する研究
• Author/Editor: 稲垣 八穂広
• Author Heading: 稲垣 八穂広
• Publication Date: 2002-02
• Publication Date (W3CDTF): 2002-02
• Alternative Title: Fundamental study on HLW glass corrosion and minera]ization
• Periodical title: JNC TJ8400 2002-052
• Text Language Code: jpn
• Target Audience: 一般
• Note (General): 高レベル放射性廃棄物ガラス固化体の浸出に関するこれまでの多くの研究より、ガラス固化体は地下水との反応によってゆっくりと溶解するとともに、より安定な鉱物に変質する(変質相、2次鉱物相)ことが予測される。この鉱物化反応はガラス固化体の溶解速度および核種の固定化に密接に関係し、ガラス固化体からの核種浸出挙動において重要な過程になると考えられる。最近の研究では、ある条件浸出試験においてガラス固化体から方沸石(ゼオライト)が生成し溶液中の溶存シリカ(H4SiO4)を消費することでガラス固化体の溶解が加速される事が報告されている。一方、一部の核種は生成鉱物中に吸着、析出等によって固定化され浸出が遅延されることも考えられる。従って、ガラス固化体の鉱物化挙動は、長期浸出挙動を検証する上で重要な役割を果たすものと考えられる。 本研究では、ガラス固化体の溶解/鉱物化とそれに伴う核種浸出の機構を定性的、定量的に明らかにすることを目的とし、模擬ガラス固化体P0798を用いて浸出/鉱物化実験を行った。浸出/鉱物化実験は反応を加速するために主に高温のNaOH水溶液中で行い、反応温度、時間、NaOH濃度等をパラメタとした。実験後、生成された鉱物(変質)相をXRDを用いて分析し、また、溶液中に浸出した元素量をICP-MSを用いて定量した。これらの実験、解析から以下の結論を得た。1) ガラス固化体の変質鉱物として、浸出条件により方沸石またはNa-バイデライト(スメクタイト)またはその両者が生成する。2)変質相はSiを主成分とする非晶質相を含む。3)溶液pHに加え、溶液中のNa、K濃度が鉱物生成に大きな影響を及ぼす。4)方沸石生成によりガラス固化体の溶解が加速される。5)Csの多くはガラス変質相中に固定化されその浸出量は小さい。これはNa-バイデライトへの吸着または非晶質相およびポルーサイト中への取込みによるものと考えられる。; A large number of studies on aqueous corrosion of HLW glass have shown that the glass react with water to form more stable solid phases (alteration-phases or secondary phases). The process of alteration-phase formation is expected to play an important role in the radionuclide release from the glass, because it can affect both the glass dissolution rate and the retention of radio nuclides in the phases. Recent studies have indicated that analcime (zeolite) forms during aqueous corrosion of the glass in certain conditions, and the analcime formation can accelerate the glass corrosion by consuming orthosilicic acid (H$_{4}$SiO$_{4}$) from the solution. On the other hand, the alteration-phases such as zeolite and smectite are expected to have a retention capacity for some radio nuclides by sorption or incorporation. Therefore, a sound understanding of the alteration phase formation is expected to be essential for validation of the long-term performance. The purpose of this study is to understand, qualitatively and quantitatively, the alteration-phase formation and associated elemental release during aqueous corrosion of HLW glass. Static corrosion tests were performed with a simulated HLW glass, P0798 glass, in NaOH solutions at elevated temperatures, in order to accelerate the reaction, as a function of temperature, time and NaOH concentration. Crystalline alteration-phases formed in the corroded glass were analyzed by use of XRD, and the solution concentrations of dissolved elements were measured by use of ICP-MS. The results indicated that; (1)Analcime or Na-beidellite or both of them form during the corrosion depending on the conditions, (2)Si rich amorphous phases are contained in the alteration-phases, (3)In addition to solution pH, solution concentrations of Na and K sensitively affect formation of analcime and Na-beidellite, (4)Analcime formation accelerates the glass corrosion, (5)Most of Cs in the glass is retained in the alteration-phases by sorption ...
• Source: /JNC-TJ8400-2002-052.pdf （fulltext）; https://jopss.jaea.go.jp/pdfdata/JNC-TJ8400-2002-052.pdf
• Access Restrictions: 限定公開
• Data Provider (Database): 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）; https://irdb.nii.ac.jp
• Original Data Provider (Database): 日本原子力研究開発機構 : JOPSS:JAEA Originated Papers Searching System

• Summary, etc.: 高レベル放射性廃棄物ガラス固化体の浸出に関するこれまでの多くの研究より、ガラス固化体は地下水との反応によってゆっくりと溶解するとともに、より安定な鉱物に変質する(変質相、2次鉱物相)ことが予測される。この鉱物化反応はガラス固化体の溶解速度および核種の固定化に密接に関係し、ガラス固化体からの核種浸出挙...