超深地層環境における核種移行に関するナチュラルアナログ研究

超深层地质环境中核素迁移的自然模拟研究

基本信息

批准号：
23510014
负责人：
本多照幸
金额：
$ 3.58万
依托单位：
Tokyo City University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011 至 2013
项目状态：
已结题

项目摘要

地層処分では長期間にわたり安全性を確保した上で、かつ人間の管理を必要としないが、安全性を追求する上でいくつかの問題点が挙げられる。深地層では、一般的に地下水の移動速度は遅いとされているが、実際の天然の地層中には割れ目や断層といった地下水が流れやすく移動速度が速くなる箇所が存在する。そのため、この割れ目や断層を考慮した場合、地下水の移動速度が速くなり、放射性核種が想定していた時間よりも早く生活環境圏に浸出してしまうことが懸念される（地下水シナリオ）。また、割れ目や断層がある箇所では変質を伴っており、この変質の存在が放射性核種の地層中での挙動を変化させる可能性があり、地層処分の安全評価をするために、本研究（平成24年度）では北海道幌延海成層群の堆積岩を対象として、深地層（深度140m調査坑道）中でのマイナーアクチノイドの挙動と支配要因を評価するために、ランタノイド（Ln、ナチュラルアナログ元素）、U、Thを用いる評価手法の確立を目的とした。その結果、次の重要な知見を得た。①ナチュラルアナログ元素、Th及びUの収着は、酸化物と硫化物・有機物が支配的であった。②分配係数Kdが軽Ln(最大)で0.97、重Ln(最小)0.81となり、全体的には軽Lnに富む傾向となった。③酸化物の代表である酸化鉄の初期形態である水酸化鉄は、共沈作用によって重Lnに比べて軽Lnをより多く取り込む性質が見られた。④それとは反対に、硫化物や有機物では軽Lnよりも重Lnの方を多く取り込む傾向が見られた。⑤室内通水実験(短時間の反応)での収着は、天然の岩石に含まれるナチュラルアナログ元素の化学形態とは異なる化学形態をとる可能性が示された。⑥ベントナイトに含まれるナチュラルアナログ元素、Th及びUは、珪酸塩鉱物に次いで硫化物・有機物を主な化学形態として存在していることが判明した。

地质处置可确保长时间的安全性，并且不需要人类管理，但是在追求安全方面存在一些问题。在深层地层中，地下水通常被认为是缓慢的，但是在实际的天然层中，在某些区域中，地下水很容易流动，例如裂缝和断层，运动速度增加。因此，当考虑到这些裂缝和断层时，人们担心地下水的运动速度将更快，而放射性核素将渗入比预期的快（地下水情况）更快。此外，变化伴随着裂纹和故障的区域的变化，并且这些变化的存在可能会改变地层中放射性核酸盐的行为，并为了评估地质处置的安全性，旨在建立一种使用Lanthanoid（LN，自然模拟元素）的评估方法，以对型号和THE进行统一，u和The Intrain sigh，u和The the Intrains inter Artive and the Arive and the Arcy Arcion and the Intialser（2012）深度调查矿）。结果，获得了以下重要发现：1）自然模拟元素的吸附，Th和U由氧化物，硫化物和有机物所主导。 ②光LN的分区系数KD为0.97（最大LN），重量为0.81（最小LN），通常趋于富含光LN。 ③氢氧化铁是一种代表氧化物的氧化铁的初始形式，它与复沉分相比，比重量LN更轻的LN。 ④相反，硫化物和有机物往往比光LN更重LN。这表明，室内水流实验中的吸附（短时反应）可能采用一种化学形式，该化学形式与天然岩石中包含的天然模拟元素的化学形式不同。 6。已经发现，在硅酸盐矿物质之后，膨润土中包含的天然模拟元素Th和U作为其主要化学形式，包括硫化物和有机物。