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JAEA-Research 2010-034
一方、引力(fa)i は van der Waals 力であり、次式で与えられる。
�f� a
i
A �
h 1
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24�
��
d
3
i
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1
�
2
3 �d�t� �d�t/ 2�
i
i
3
�
� �10
��
�3
(kPa) (3.4-8)
ここに、Ah は Hamaker 定数(モンモリロナイトの場合、2.2×10 -20 J)、t は粘土結晶層厚(モンモリ
ロナイトの場合、9.60×10 -10 m)である。
さらに、モンモリロナイトの膨潤体積ひずみ�sv*を導入すると、結晶層間距離に関するパラメ
ータ di は以下のように表される。
*
sv
�
di � �
100
�t��Rion �i�
�Rion �i (m) (3.4-9)
ここに、Rion はモンモリロナイト結晶層間中の交換性陽イオン i の非水和半径(m)である。
膨潤体積ひずみ�sv*は以下のように与えられる。
* � � max ��
100
100 100 ��
s � � � � � �
0 � 0 1�
�1
� 1 � � �1�
��100
100 ��
�
� �
�
� m
�m
� sv � �e
� e � �
(%) (3.4-10)
�
� � Cm
� �nm
� � � Cm
�sand
��
ただし、
e
0
�
�
�
�
solid
solid
d 0
�1
100 100
�m
Cm
�
�
��
�100
� � � �
� �
� � � �
��
�
� �
�
� m 100 100 �m
1 1
1
� Cm
� �nm
� � � Cm
�
sand
��
�
��
- 21 -
(3.4-11)
(Mg・m -3 ) (3.4-12)
ここに、e0 は緩衝材・埋め戻し材の初期間隙比、�smax は緩衝材・埋め戻し材の最大膨潤率(%)、
Cm はベントナイトのモンモリロナイト含有率(%)、�m はモンモリロナイトの土粒子密度(Mg・m -3 )、
�nm はモンモリロナイト以外の土粒子密度(Mg・m -3 )、�sand は砂粒子密度(Mg・m -3 )、�はベントナ
イト配合率(%)である。
また、緩衝材・埋め戻し材中の補正イオン濃度 n は、以下のように表す。
n
n
3 �mol / m �
� N
*
� sv
1�
100
0
A
� (個数・m -3 ) (3.4-13)
ここに、n0 は緩衝材・埋め戻し材中の間隙水のイオン濃度(mol・m -3 )、NA はアボガドロ数