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JAEA-Review 2010-014
図 4.1.2-8 一般化応力緩和試験での荷重と応力の変化条件
② 化学‐力学現象に関する研究 7)
結晶質岩の時間依存性挙動をもたらす,石英の変形特性や溶解速度を確認することを目的として,閉
じた容器内の溶媒中で石英試料を圧力溶解させる閉鎖系(closed-fluid)実験と,溶媒が容器を通過する
下で石英試料を圧力溶解させる開放系(flow-through)実験を行い,それぞれ温度一定の環境下で溶媒
に溶け出す Si 濃度を ICP-AES(高周波誘導プラズマ-原子発光分光法)を用いて測定し,また溶解し
た試料の表面を共焦点走査型レーザー顕微鏡(CLSM)で観察した。
閉鎖系実験では一定時間(約二週間)後の Si 濃度の,pH や応力依存性を確認した(図 4.1.2-9)。ま
た,解放系実験では,pH11.7 の高アルカリ溶媒を試料に流下させたときの経時変化を確認した(図
4.1.2-10)。圧力溶解後の試料を CLSM で観察すると図 4.1.2-11 のようであり,石英の溶解がピンホール
的に進行する,den Brok8) の Island-Channel モデルに従っているものと思われる。
石英の溶解速度(mol/m 3 ・s)
10 -5
10 -6
10 -7
※矢印で示したようなひずみと応力の変化を条件とする試験
(クリープ試験や応力緩和試験を一般化したものと言える)
応力
応力
試験開始点
pH
応力(MPa) 応力
図 4.1.2-9 応力 200MPa での溶解速度(左)と pH9 での溶解速度(右),ともに温度 20℃
石英の溶解速度(×10 -7 mol/m 3 ・s)
- 35 -
7
6
5
4
3
2
1
A
Relax γ= ±∞
D γ>1
(Case Ⅲ)
応力緩和試験
2008 年度
実施
ひずみ 歪
γ=1
2008 年度
実施
C 0