報告書番号

L05003

タイトル（和文）

海水系地下水中におけるセシウム、ストロンチウムのカルシウムシリケート水和物への収着 -- 吸着競合反応の観察とモデル解析 --

タイトル（英文）

Sorption of caesium and strontium onto calcium silicate hydrate in saline groundwater- Experimental and modelling studies on the competitive sorption between cations -

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

セシウム(Cs)とストロンチウム(Sr)のカルシウムシリケート水和物(C-S-Hゲル)への収着に海水系地下水成分であるナトリウム(Na)の及ぼす競合反応について、収着実験データの取得とそれに基づくモデル解析により検討した。収着実験では、Na濃度が高くなるとCs及びSrの収着分配比は低下する傾向が観察され、陽イオンであるCs+、Sr2+とNa+の収着反応が示唆されたものと考えられた。この収着現象を、Cs+、Sr2+、Na+のC-S-Hゲルへの収着をイオン交換反応として表現したモデルを構築した。モデル計算において、Cs+、Sr2+、Na+のイオン交換反応を連立させて解くことにより、実験で観察された各元素の分配比、さらに収着反応の競合についても再現できたことから、本モデルがCs+、Sr2+、Na+のC-S-Hゲルへの収着現象を表現する適切なモデルであることを示した。

概要 （英文）

In the concept for TRU waste disposal in Japan, cement is a potential waste packaging and backfilling material and is expected to provide chemical containment. The sorption of radionuclides onto cement materials, which retards the migration of aqueous radionuclides in the porewater, is a very important parameter when considering the release of radionuclides from the near field of a cementitious radioactive waste repository. Many safety assessment calculations currently assume radionuclide retardation as linear sorption equilibrium and describe it with a distribution ratio (Rd value). Further data to support and justify this assumption would be very useful.In this study, the competitive sorption between caesium or strontium, and sodium is studied to simulate the effect of the ionic strength of saline groundwater on the sorption of the cations by measuring the sorption of caesium and strontium in solution with a range of sodium chloride concentration (10-4 ~ 10-2 mol dm-3) using the batch sorption technique. A competition in sorption between caesium or strontium and sodium was observed. On the bases of the experimental results, we discussed the competitive sorption between caesium or strontium and sodium using a modelling approach, in which the ion-exchange model is employed and the presence of some calcium sites in C-S-H gel with different selectivity coefficients of ion-exchange is assumed, by considering the composition and the structure of C-S-H gel. The modelling calculation results predicted the measured Rd values well and also described the competition of sorption between caesium or strontium and sodium.

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