利用二次離子質譜儀探討銫與硒在花崗岩礦物中吸附與擴散行為之研究

Translated title of the thesis: The Study of Adsorption and Diffusion Behavior of Cs and Se on Granite by SIMS
  • 康 綾珍

Student thesis: Master's Thesis

Abstract

當今使用核能之先進國家,多以「多重障壁」的概念作為高放射性廢棄物處置場的建築規劃;其中,天然障壁(母岩)亦即利用場址天然岩層的緻密性與遲滯性等特性,以延緩外釋遷移的核種。為瞭解天然障壁(母岩)對放射性核種遷移的影響,本研究以臺灣金門地區所鑽探之花崗岩為研究材料,探討花崗岩層中銫與硒的被吸附行為。本研究除了運用批次實驗(Batch Test)進行核種的吸附分析外,並以各種固相分析方法,探討建立花崗岩之基本特性,也利用二次離子質譜儀(SIMS;Secondary ion mass spectrometry)分析探討銫與硒在花崗岩塊體內的擴散行為,並進一步與前人使用以粉體壓密而成的塊體之擴散實驗進行比較,探討其視擴散係數值(Da;Apparent diffusion coefficient)之差異。 批次實驗結果顯示,花崗岩對Se(Ⅳ)的吸附相對Se(Ⅵ)的吸附具有更高的親和力,其中花崗岩對Se(Ⅵ)幾乎不具吸附性。另,由內擴散實驗結果顯示,銫離子在塊體花崗岩中的黑雲母與角閃石(鐵鎂礦物)相較於斜長石與石英(非鐵鎂礦物)具較顯著的吸附行為。其中,藉由內擴散係數分佈曲線擬合結果可得知,在花崗岩中銫離子(Cs)主要吸附於黑雲母,其次是角閃石。在上述兩項礦物中達到穩態的視擴散係數值(Da)分別為 9 2×10-19 m2?s 與 1 3×10-18 m2?s。此外,由硒離子(Se(Ⅳ))內擴散實驗結果顯示,其主要吸附於鈦鐵礦與黑雲母;其在上述兩項礦物中的視擴散係數值(Da)分別為1 0×10-14 m2?s 和 1 4×10-16 m2?s。
Date of Award2018 Sep 5
Original languageChinese
SupervisorMing-Chee Wu (Supervisor)

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