JAEA-Research-2010-034.pdf:16.23MB - JAEAの研究開発成果 ...

(=6.023×10 23 )である。
JAEA-Research 2010-034
膨潤評価式で必要となるパラメータ・物理定数は、材料固有のパラメータと周辺環境に係わる
パラメータおよび物理定数に分類される。表 3.4-1~表 3.4-3 に膨潤評価式に用いるパラメータの
設定値を示す。ただし、各パラメータは山形県月布産のベントナイト(クニミネ工業製、クニゲル
V1)と三河ケイ砂 6 号に対する値である。
第 2 次取りまとめ(核燃料サイクル開発機構、 1999a)において緩衝材仕様の一例として設定さ
れている乾燥密度 1.6Mg・m -3 、ベントナイト 70wt%とケイ砂 30wt%の混合材料に対する既往の膨
潤圧試験結果と膨潤評価モデルによって算定された膨潤応力を比較したところ、図 3.4-1 に示す
ように乾燥密度 1.4~1.8Mg・m -3 の範囲において非常によく一致している。
膨潤評価モデルは完全飽和状態を仮定して、材料物性や化学組成条件等を設定することで最大
膨潤圧を推定するモデルであることから、THMC モデルでは浸潤に伴う膨潤変形を考慮するため
に、表 3.4-4、図 3.4-2 のように、ある水分状態における膨潤応力を水分ポテンシャルの関数とし
て表現することで不飽和領域へ拡張している。ここで、サクションをマトリックポテンシャルと
オスモティクポテンシャルの和として定義すると、不飽和ベントナイトの重力ポテンシャルはサ
クションに比べて非常に小さいため、水分ポテンシャルとサクションは等価であると仮定してい
る。
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