報告書番号

285039

タイトル（和文）

高レベル廃棄物固化体の浸出性（その５）ステンレス腐食生成部への溶出シリコン吸着モデルとそのガラス固化体浸出性評価への適用

タイトル（英文）

ADSORPTION EFFECT OF STAINLESS STEEL CORROSION PRODUCT ON LEACHABILITY OF WASTE SOLIDIFIED GLASS

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

高レベル廃棄物ガラス固化体の地層処分を対象として，ステンレスキャニスター腐食生成物の廃棄物固化体の浸出性に与える影響を検討した。その結果，１）腐食生成物の共存はアルカリホウケイ酸ガラスの浸出性を増加し，その要因は，ガラスにより溶出したシリコンが腐食生成物上の吸着することによる。２）鉄酸化物へのシリコン吸着現象を電気３重層理論からできるるモデルを作成し，溶液のｐＨが９となるシリコン吸着が最大となることを，実験ならびに理論から解明した。この吸着の最大となるｐＨにおいて，ガラスの浸出量は顕著に増加する。３）キャニスター腐食生成物がガラス固化体の浸出性に与える影響は，モデルの解析結果に従えば，キャニスター材質とともに，処分地層での地下水水質に依存する。以上の点を明らかにした。

概要 （英文）

THE EFFECT OF THE CANISTER CORROSION PRODUCTON LEACHABILITY OF HIGH LEVEL RADIOACTIVE WASTE GLASS, WAS INVESTIGATED BY CONSIDERING SILICON ADSORPTION ON THE STAINLESS STEEL CORROSION PRODUCT. THE GLASS CORROSION EXPERIMENTS OF THE ALKALINE BOLOSILICATE GLSS ABS 41 WERE PERFORMED UNDER CONSTANT PH OF 4, 7, 9, 11 AT ROOM TEMPERATURE. THE RESULTS OF 14 DAYS CORROSION SHOWED THE MAXIMUM LEACHABILITYAT PH=9, WHICH IS JUST THE POINT WHERE THE MAXIMUM SILICON ADSORPTION OCCURED. A MODEL FOR THE SPECIFIC ADSORPTION OF SILICON ON MINERAL SURFACE IN DILUTE SOLUTION WAS DEVELOPED ON THE BASIS OF THE SURFACE ADSORPTION AND THE ELECTRICAL TRIPLE LAYER THEORY. FIVE DIFFERENT ADSORPTION REACTIONS WERE TAKEN INTO ACCOUNT IN THE MODEL : REACTIONS AMONG TWO DOMINANT SILICON SPECIES, E. G. ,H4SIO4 AND H3SIO4), AND THREE DIFFERENT SURFACE SITES, E. G. , THE POSITIVE, THE NEGATIVE, AND THE NEUTRAL SITES. ADSORPTION ENVELOPES ARE EVALUATED FOR FEOOH AND THE SIMULATED STAINLESS STEEL CORROSION PRODUCT BY THE MODEL. CONSEQUENTLY, THE SIMULATIONRESULTS INDICATED GOOD AGREEMENT WITH EXPERIMENTAL VALUES. THE MODEL ALSO SHOWED ITS PREDICABILITY TO EXPLAIN THE EXISTENCE OF THE ADSORPTIONMAXIMUM AT PH=9, WHICH WAS DUE TO THE COMBINATION OF THE FIRST IONIZATION STEP OF SILICIC ACID AND THE POINT OF ZERO CHAGE OF THE SOLID. BOTHEXPERIMENTAL AND THEORETICAL APPROACH, THEREFORE, SUGGESTED THE IMPORTANCE OF THE CHEMICAL SPECIATION OF UNDERGROUNDWATER IN THE DISPOSAL SITE AS WELL AS THE CHARACTERIZATION OF CANISTER MATERIALS.

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