(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固相の表面に沿うように形成された流路にトレーサ物質を含む溶液を流通させる溶液流通工程と、前記流路を通過した前記溶液中の前記トレーサ物質の濃度変化を測定する濃度測定工程とを有する固液界面反応評価方法において、
前記流路内における前記溶液の圧力を制御する圧力制御工程を更に有し、
前記圧力制御工程において、前記流路内における前記溶液の圧力が、前記流路内における前記溶液の圧力の測定値、および前記流路内における前記溶液の流量の測定値の少なくともいずれか一方の測定値に基づいて制御されることによって、前記流路内における前記溶液の圧力が、前記固相内の圧力に合わせ込まれるように制御されること特徴とする固液界面反応評価方法。
【請求項２】
前記圧力制御工程において、前記流路内における前記溶液の圧力が、前記流路に前記溶液を送り込む流速と、前記流路から前記溶液を回収する流速とを調節することによって制御されることを特徴とする請求項１に記載の固液界面反応評価方法。
【請求項３】
トレーサ物質を含む溶液を流通させるように固相の表面に沿うように形成された流路と、前記流路を通過した前記溶液中の前記トレーサ物質の濃度変化を測定する濃度測定手段とを備える固液界面反応評価装置において、
前記流路内における前記溶液の圧力を制御する圧力制御手段を備えると共に、前記流路内における前記溶液の圧力を測定する圧力測定手段、および前記流路内における前記溶液の流量を測定する流量測定手段の少なくともいずれか一方を更に備えており、前記圧力制御手段が、前記圧力測定手段による前記流路内における前記溶液の圧力の測定値、および前記流量測定手段による前記流路内における前記溶液の流量の測定値の少なくともいずれか一方の測定値に基づいて、前記流路内における前記溶液の圧力を制御することによって、前記流路内における前記溶液の圧力を前記固相内の圧力に合わせ込むように制御することを特徴とする固液界面反応評価装置。
【請求項４】
前記圧力制御手段が、前記流路に前記溶液を送り込む送液ポンプと、前記流路から前記溶液を回収する回収ポンプとを備えており、前記圧力制御手段は、前記送液ポンプが送り込む前記溶液の流速、および前記回収ポンプが回収する前記溶液の流速を調節することによって、前記流路内における前記溶液の圧力を制御することを特徴とする請求項３に記載の固液界面反応評価装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固液界面反応評価方法および固液界面反応評価装置に関し、例えば、トレーサ物質を含む溶液（液相）を岩石等の評価対象物（固相）に接触させた際に、この評価対象物におけるトレーサ物質の拡散や吸着の程度を評価するために好適に使用することができる固液界面反応評価方法および固液界面反応評価装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、固液界面反応評価装置としては、岩盤に設けられたボーリング穴の内部に設置されて、岩盤（固相）の表面に沿うように形成された試薬の流路と、この流路を通過した試薬中のトレーサ物質の濃度変化を測定する測定器とを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
この固液界面反応評価装置では、試薬が送液ポンプによって前記した流路に送り込まれると、岩盤の表面と接触しながら試薬が流れる。そして、試薬に含まれるトレーサ物質は岩盤内に拡散していく。このような固液界面反応評価装置では、前記した測定器が、流路を通過した試薬中のトレーサ物質の濃度変化を測定することによって、岩盤における拡散係数や、岩盤と地下水との間の分配係数が求められることとなる。
【特許文献１】特開２００５−３１５６０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の固液界面反応評価装置では、流路における試薬の圧力が岩盤内の液相（地下水等）の圧力よりも高くなると、試薬が流路内から岩盤側に向かって流れ込むこととなり、これとは逆に低くなると、岩盤側から流路内に地下水（液相）等が流れ込むこととなる。そのため、従来の固液界面反応評価装置では、流路内に送り込まれた試薬の圧力が変動することによって、トレーサ物質の濃度変化を精度よく測定することができない恐れがあった。つまり、従来の固液界面反応評価装置では、例えば、分配係数や拡散係数の測定のような固液界面反応の評価を精度よく行うことができない恐れがあった。
【０００４】
そこで、本発明は、固液界面反応の評価を精度よく行うことができる固液界面反応評価方法および固液界面反応評価装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決する本発明の固液界面反応評価方法は、固相の表面に沿うように形成された流路にトレーサ物質を含む溶液を流通させる溶液流通工程と、前記流路を通過した前記溶液中の前記トレーサ物質の濃度変化を測定する濃度測定工程とを有する固液界面反応評価方法において、前記流路内における前記溶液の圧力を制御する圧力制御工程を更に有し、前記圧力制御工程において、前記流路内における前記溶液の圧力が、前記流路内における前記溶液の圧力の測定値、および前記流路内における前記溶液の流量の測定値の少なくともいずれか一方の測定値に基づいて制御されることによって、前記流路内における前記溶液の圧力が、前記固相内の圧力に合わせ込まれるように制御されること特徴とする。
また、前記課題を解決する本発明の固液界面反応評価装置は、トレーサ物質を含む溶液を流通させるように固相の表面に沿うように形成された流路と、前記流路を通過した前記溶液中の前記トレーサ物質の濃度変化を測定する濃度測定手段とを備える固液界面反応評価装置において、前記流路内における前記溶液の圧力を制御する圧力制御手段を備えると共に、前記流路内における前記溶液の圧力を測定する圧力測定手段、および前記流路内における前記溶液の流量を測定する流量測定手段の少なくともいずれか一方を更に備えており、前記圧力制御手段が、前記圧力測定手段による前記流路内における前記溶液の圧力の測定値、および前記流量測定手段による前記流路内における前記溶液の流量の測定値の少なくともいずれか一方の測定値に基づいて、前記流路内における前記溶液の圧力を制御することによって、前記流路内における前記溶液の圧力を前記固相内の圧力に合わせ込むように制御することを特徴とする。
このような本発明の固液界面反応評価方法および固液界面反応評価装置では、流路内における溶液の圧力が制御されることによって、流路と固相との間の溶液（液相）の流出入が抑制される。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の固液界面反応評価方法および固液界面反応評価装置によれば、流路と固相との間の溶液（液相）の流出入が抑制されるので、固液界面の反応の評価を精度よく行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
（第１実施形態）
次に、本発明の第１実施形態について適宜図面を参照しながら詳細に説明する。参照する図面において、図１は、本実施形態に係る固液界面反応評価装置の構成説明図である。図２は、マイクロ流路チップの分解斜視図である。
【０００８】
図１に示すように、本実施形態に係る固液界面反応評価装置Ａ１は、花崗岩製の石板からなる評価対象物３（固相）における液体試料（トレーサ物質）の拡散係数、分配係数を求めるものであって、評価対象物３を浸漬する水槽２と、この評価対象物３に取り付けられたマイクロ流路チップ４と、マイクロ流路チップ４に形成された流路５と、この流路５に接続された配管Ｔ１および配管Ｔ２と、配管Ｔ１を介して液体試料を流路５に送り込む送液ポンプ１と、配管Ｔ２に設けられたバルブ６および放射線計測装置７とを備えている。なお、液体試料は、特許請求の範囲にいう溶液に相当し、放射線計測装置７は、濃度測定手段に相当し、バルブ６は、圧力制御手段に相当する。
【０００９】
本実施形態で使用する液体試料は、トレーサ物質として放射性核種であるストロンチウム−８５（以下に、単に「Ｓｒ−８５」と記す場合がある）を含む塩の水溶液である。なお、このトレーサ物質としては、これに限定されるものではなく、放射性同位元素を含む公知のものを使用することができる。
【００１０】
マイクロ流路チップ４は、図２に示すように、スリット４ｄが中央部に形成されたガスケット４ｃと、基板チップ４ｂとを備えている。ガスケット４ｃは、ポリテトラフルオロエチレン等の弾性部材で形成されている。このガスケット４ｃは、評価対象物３と基板チップ４ｂとの間に配置された際に、スリット４ｄの部分に流路５が形成されるようになっている。つまり、この流路５は、評価対象物３の表面に沿うように形成されることとなる。そして、基板チップ４ｂには、スリット４ｄの両端に連通するように一対の連通穴４ａ，４ａが形成されている。この連通穴４ａ，４ａには、それぞれ配管Ｔ１および配管Ｔ２（図１参照）が接続されるようになっている。
このようなマイクロ流路チップ４は、図１に示すように、その流路５が水槽２においてその水面から深さＨで水平となるように配置されている。
【００１１】
本実施形態での送液ポンプ１は、図１に示すように、シリンジポンプ、プランジャポンプ等の定容積ポンプで構成されている。そして、この送液ポンプ１は、前記した液体試料を所定の流量で流路５に供給するようになっている。
【００１２】
バルブ６は、その開度が調節可能になっており、送液ポンプ１から送り出される液体試料が、配管Ｔ１、流路５、および配管Ｔ２を介して流通する際に、後記するように、流路５内における液体試料の圧力が所定の圧力Ｐ１となるように制御するようになっている。
【００１３】
放射線計測装置７は、液体試料が流路５から配管Ｔ２を介して回収される際に、回収される液体試料中のトレーサ物質の濃度を検出するものである。
【００１４】
次に、この固液界面反応評価装置Ａ１の動作について説明しつつ、この固液界面反応評価装置Ａ１を使用した固液界面反応評価方法（以下、単に「評価方法」という）について適宜図面を参照しながら説明する。なお、ここでは、花崗岩（固相）における拡散係数および分配係数の測定方法を例にとって本発明の評価方法について説明する。
【００１５】
まず、この評価方法では、図１に示すように、マイクロ流路チップ４が取り付けられた評価対象物３（花崗岩製の石板）が水槽２内に浸漬される。このとき、マイクロ流路チップ４の流路５は、前記したように、水槽２の水面から深さＨで水平となっている。
【００１６】
次に、流路５には、送液ポンプ１から液体試料が送り込まれる。その結果、流路５には、トレーサ物質としてのＳｒ−８５を所定の量で含む液体試料が流通することとなる。この工程は、特許請求の範囲にいう「溶液流通工程」に相当する。
【００１７】
そして、液体試料が流路５を流通する際に、配管Ｔ２に設けられたバルブ６の開度が調節されることによって、流路５における液体試料の圧力が制御される。なお、この工程は、特許請求の範囲にいう「圧力制御工程」に相当する。
【００１８】
図１に示すように、この工程においては、水槽２の水面から深さＨの位置に流路５が配置されることによって、流路５に面する花崗岩部分Ｘの水圧、つまり、花崗岩内における微小な間隙に満たされた水の圧力は、この位置での水頭と釣り合ってＰ２となっている。そして、この工程では、バルブ６の開度が調節されることによって、流路５内に送り込まれた液体試料の圧力Ｐ１が、このＰ２と等しくなるように設定される。
【００１９】
そして、流路５を流通した液体試料がバルブ６を介して放射線計測装置７に到達すると、この放射線計測装置７は、液体試料中のＳｒ−８５（トレーサ物質）の濃度変化を測定する。この工程は、特許請求の範囲にいう「濃度測定工程」に相当する。
【００２０】
このトレーサ物質の濃度変化は、液体試料が流路５を流通しながら評価対象物３（花崗岩製の石板）の表面と接触する際に、液体試料に含まれるトレーサ物質が花崗岩内に拡散することによって生じる。
そして、この評価方法においては、放射線計測装置７で測定した液体試料中のトレーサの濃度変化に基づいて、評価対象物３（花崗岩製の石板）におけるトレーサ物質の破過曲線が作成される。
【００２１】
ここで参照する図３は、評価対象物３（花崗岩製の石板）におけるＳｒ−８５（トレーサ物質）の破過曲線を示すグラフであり、縦軸に、流路５を通過した液体試料中のＳｒ−８５の濃度比を示し、横軸に、流路５を流通した液体試料の積算容量を示している。なお、縦軸の濃度比は、送液ポンプ１から送り出される液体試料中のＳｒ−８５の濃度に対する、流路５を通過した液体試料中のＳｒ−８５の濃度の比である。ちなみに、この破過曲線を得た際の、流路５における液体試料の流速は、１０μＬ／ｍｉｎに設定された。
【００２２】
図３中の破線で表される「Ｓｒ−８５の濃度の入力波形」に示すように、流路５（図１参照）には、Ｓｒ−８５の濃度比が１となる液体試料が供給される。そして、図３中の実線で表される破過曲線が示すように、液体試料が流路５に供給された当初では、流路５を通過した液体試料中のＳｒ−８５は、評価対象物３（図１参照）内に拡散することで消費される。その後、積算容量が増大していくにしたがって、Ｓｒ−８５（トレーサ物質）の濃度比が増大していく。そして、さらに積算容量が増大していくと、Ｓｒ−８５の濃度比が１未満の所定の値で略一定となって評価対象物３（花崗岩製の石板）は破過状態となる。
【００２３】
この評価方法では、このような破過曲線に基づいて得られるデータと、別途にシミュレーションにより得られたデータとを比較する公知の手法（例えば、特開２００５−３１５６０７号公報参照）を使用することによって、評価対象物３（花崗岩製の石板）の拡散係数、および評価対象物３に対するトレーサ物質の分配係数が算出されることとなる。ちなみに、本実施形態で求めた分配係数は、１００ｍＬ／ｇであった。
【００２４】
以上のような固液界面反応評価装置Ａ１を使用した評価方法では、前記したように、流路５内における液体試料（液相）の圧力Ｐ１が、評価対象物３（固相）の圧力Ｐ２と等しくなるようにバルブ６で制御可能となっている。その結果、この評価方法では、流路５と評価対象物３（固相）との間の液体試料（液相）の流出入が抑制される。つまり、送液ポンプ１から流路５に供給される液体試料の量と、流路５から送り出される液体試料の量とが略一致することとなる。したがって、この固液界面反応評価装置Ａ１およびこれを使用した評価方法によれば、固液界面の反応の評価を精度よく行うことができる。
【００２５】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について適宜図面を参照しながら詳細に説明する。参照する図面において、図４は、本実施形態に係る固液界面反応評価装置の構成説明図である。なお、本実施形態において、前記した第１実施形態と同様の構成要素については同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００２６】
図４に示すように、本実施形態に係る固液界面反応評価装置Ａ２では、水槽２に設けられた水供給口２ａと水排出口２ｂとを介して水槽２内に水が出入りすることによって、水槽２の水位が変動するようになっている。そして、この固液界面反応評価装置Ａ２には、流路５に面する花崗岩部分Ｘの水圧、つまり、花崗岩内における微小な間隙に満たされた水の圧力Ｐ２を検出する圧力センサＳが設けられている。この圧力センサＳは、バルブ６ａにその圧力検出信号を出力するようになっており、特許請求の範囲にいう「圧力検出手段」に相当する。
【００２７】
バルブ６ａは、図示しないコントローラが組み込まれたものであり、このコントローラに圧力センサＳからの圧力検出信号が入力するようになっている。そして、圧力検出信号を入力したコントローラは、圧力Ｐ２に基づいてバルブ６ａの開度を調節することによって、流路５における液体試料の圧力Ｐ１を、圧力Ｐ２と等しくするように制御している。このバルブ６ａは、特許請求の範囲にいう「圧力制御手段」に相当する。
【００２８】
次に、この固液界面反応評価装置Ａ２の動作について説明しつつ、この固液界面反応評価装置Ａ２を使用した評価方法について適宜図面を参照しながら説明する。
この固液界面反応評価装置Ａ２では、水槽２の水位が変動することによって圧力Ｐ２が変動した際に、バルブ６ａは、前記したように、圧力Ｐ１を圧力Ｐ２と等しくするように制御している。その結果、この評価方法では、評価対象物３（固相）の圧力Ｐ２の変動にかかわらずに、流路５と評価対象物３（固相）との間の液体試料（液相）の流出入が抑制される。したがって、この固液界面反応評価装置Ａ２およびこれを使用した評価方法によれば、評価対象物３（固相）の圧力Ｐ２の変動にかかわらずに、固液界面の反応の評価を精度よく行うことができる。
【００２９】
次に、このような固液界面反応評価装置Ａ２を使用して、圧力Ｐ２の変動が、流路５における液体試料の流速に与える影響、およびトレーサ物質の濃度比の測定値に与える影響について検証した。
まず、図４に示す送液ポンプ１から流路５内に、トレーサ物質としてトリチウムを含む液体試料が供給された。ちなみに、流路５における液体試料の流速は、２０μＬ／ｍｉｎに設定された。なお、このトリチウムは、周知のとおり、評価対象物３（固相）としての花崗岩に殆ど吸着されない。
【００３０】
このように液体試料が流路５に供給される際に、水槽２の水位は前記したように変動している。そして、ここでは、図４に示す花崗岩部分Ｘの水圧Ｐ２を測定した。その結果を図５（ａ）に示す。図５（ａ）は、縦軸が花崗岩部分Ｘの圧力Ｐ２を表し、横軸が圧力Ｐ２を測定した時間（経過時間）を表したグラフである。この図５（ａ）から明らかなように、圧力Ｐ２は、時間の経過とともに常に変動していた。この際、固液界面反応評価装置Ａ２では、前記したように、図４に示すバルブ６ａの開度が調節されることによって流路５内の圧力Ｐ１が圧力Ｐ２と等しくなるように制御されている。
【００３１】
そして、ここでは図４に示す流路５における液体試料の流速が測定された。その結果を図５（ｂ）に「実施例」として示す。図５（ｂ）は、縦軸が流路５における液体試料の流速を表し、横軸が流速を測定した時間（経過時間）を表したグラフである。ちなみに、横軸の流速を測定した時間は、図５（ａ）の横軸で示す圧力Ｐ２を測定した時間に対応している。この図５（ｂ）から明らかなように、流路５における液体試料の流速は、殆ど変動していない。
【００３２】
また、ここでは流路５を通過した液体試料におけるトレーサ物質の濃度が放射線計測装置７で測定されることによって、トレーサ物質の濃度比が前記第１実施形態と同様にして測定された。その結果を図５（ｃ）に「実施例」として示す。図５（ｃ）は、縦軸が流路５を通過した液体試料におけるトレーサ物質の濃度比を表し、横軸が濃度比を測定した時間（経過時間）を表したグラフである。ちなみに、横軸の濃度比を測定した時間は、図５（ａ）の横軸で示す圧力Ｐ２を測定した時間に対応している。この図５（ｃ）から明らかなように、測定した濃度比は、殆ど変動していない。
【００３３】
次に、図４に示す圧力センサＳでバルブ６ａの開度を調節しない以外は、固液界面反応評価装置Ａ２と同様に構成された固液界面反応評価装置を使用して、流路５における液体試料の流速、およびトレーサ物質の濃度比を、前記したと同様に測定した。その結果を図５（ｂ）および（ｃ）に「比較例」として示す。図５（ｂ）および（ｃ）から明らかなように、比較例の固液界面反応評価装置では、流路５における液体試料の流速、およびトレーサ物質の濃度比が、圧力Ｐ２の変動に伴って変動している。
以上のように、固液界面反応評価装置Ａ２によれば、圧力センサＳでバルブ６ａの開度を調節しない固液界面反応評価装置（比較例）と異なって、評価対象物３（固相）の圧力Ｐ２の変動にかかわらずに、固液界面反応の評価を精度よく行えることが検証された。
【００３４】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について適宜図面を参照しながら詳細に説明する。参照する図面において、図６は、本実施形態に係る固液界面反応評価装置の構成説明図である。なお、本実施形態において、前記した第１実施形態および第２実施形態と同様の構成要素については同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００３５】
図６に示すように、本実施形態に係る固液界面反応評価装置Ａ３は、例えば、生物の表皮（動植物の表皮を含む）のような評価対象物３ａ（固相）における液体試料（トレーサ物質）の拡散係数、分配係数を求めるものであって、評価対象物３ａに取り付けられたマイクロ流路チップ４と、このマイクロ流路チップ４に形成された流路５と、この流路５に接続された配管Ｔ１および配管Ｔ２と、配管Ｔ１を介して液体試料を流路５に送り込む送液ポンプ１ａと、配管Ｔ２に設けられた流量計９、バルブ６ｂおよび放射線計測装置７と、制御部８とを備えている。なお、流量計９は、特許請求の範囲にいう「流量測定手段」に相当し、バルブ６ｂは、圧力制御手段に相当する。
【００３６】
本実施形態での送液ポンプ１ａは、前記した液体試料を流路５に供給するようになっているとともに、送り出す液体試料の流量信号を制御部８に出力するようになっている。
流量計９は、流路５を通過した液体試料の流量を測定するとともに、この測定した流量信号を制御部８に出力するようになっている。
【００３７】
バルブ６ｂは、次に説明する制御部８からの指令信号に基づいてその開度を後記する手順で調節することによって、流路５における液体試料の圧力Ｐ１を制御するようになっている。
【００３８】
制御部８は、送液ポンプ１ａからの流量信号と流量計９からの流量信号に基づいて、バルブ６ｂにその開度を調節させる指令信号を出力するようになっている。この指令信号は、送液ポンプ１ａから流路５に送り出される液体試料の流量の値と、流量計９で測定された流量の値と、図６に示す評価対象物３ａ（固相）の表皮部分Ｘにおける圧力Ｐ２と、流路５における液体試料の圧力Ｐ１との相関関係を表す所定のマップに基づいて制御部８が出力する。つまり、制御部８は、この指令信号をバルブ６ｂに出力することによって、流路５における液体試料の圧力Ｐ１を、圧力Ｐ２と等しくするようにバルブ６ｂの開度を制御するようになっている。
【００３９】
次に、この固液界面反応評価装置Ａ３の動作について説明しつつ、この固液界面反応評価装置Ａ３を使用した評価方法について適宜図面を参照しながら説明する。
この固液界面反応評価装置Ａ３では、例えば、送液ポンプ１ａから送り出される液体試料の流量の値に対して、流量計９で測定された流量の値が大きくなって圧力Ｐ１が圧力Ｐ２よりも小さくなった場合には、制御部８は、指令信号をバルブ６ｂに出力することによって圧力Ｐ１が圧力Ｐ２と等しくなるようにバルブ６ｂの開度を狭める。これとは逆に、送液ポンプ１ａから送り出される液体試料の流量の値に対して、流量計９で測定された流量の値が小さくなって圧力Ｐ１が圧力Ｐ２よりも大きくなった場合には、制御部８は、指令信号をバルブ６ｂに出力することによって圧力Ｐ１が圧力Ｐ２と等しくなるようにバルブ６ｂの開度を広げる。
このような固液界面反応評価装置Ａ３、およびこれを使用した評価方法によれば、流路５内における液体試料の流量の変動にかかわらずに、固液界面反応の評価を精度よく行うことができる。
【００４０】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について適宜図面を参照しながら詳細に説明する。参照する図面において、図７は、本実施形態に係る固液界面反応評価装置の構成説明図である。なお、本実施形態において、前記した第１実施形態、第２実施形態、および第３実施形態と同様の構成要素については同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。
図７に示すように、本実施形態に係る固液界面反応評価装置Ａ４は、地面に穿たれたボーリング穴の壁面を構成する岩盤のような評価対象物３ｂ（固相）における液体試料（トレーサ物質）の拡散係数、分配係数を求めるものであって、評価対象物３ｂに取り付けられたマイクロ流路チップ４と、このマイクロ流路チップ４に形成された流路５と、この流路５に接続された配管Ｔ１および配管Ｔ２と、配管Ｔ１を介して液体試料を流路５に送り込む送液ポンプ１ａと、配管Ｔ２に設けられた流量計９、放射線計測装置７、および回収ポンプ１ｂと、制御部８ａとを備えている。なお、ここでの送液ポンプ１ａ、回収ポンプ１ｂ、および制御部８ａは、特許請求の範囲にいう「圧力制御手段」に相当する。
【００４１】
本実施形態で使用する液体試料は、トレーサ物質として放射性核種であるストロンチウム−８５を含む塩の水溶液である。
【００４２】
本実施形態での送液ポンプ１ａは、前記した液体試料を流路５に供給するようになっているとともに、送り出す液体試料の流量信号を制御部８ａに出力するようになっている。
流量計９は、流路５を通過した液体試料の流量を測定するとともに、この測定した流量信号を制御部８ａに出力するようになっている。
【００４３】
制御部８ａは、送液ポンプ１ａからの流量信号と流量計９からの流量信号に基づいて、回収ポンプ１ｂに液体試料を回収する流量を調節させる指令信号を出力するようになっている。この指令信号は、送液ポンプ１ａから流路５に送り出される液体試料の流量の値と、流量計９で測定された流量の値と、図７に示す評価対象物３ｂ（固相）の岩盤部分Ｘにおける圧力Ｐ２と、流路５における液体試料の圧力Ｐ１との相関関係を表す所定のマップに基づいて制御部８ａが出力する。つまり、制御部８ａは、この指令信号を回収ポンプ１ｂに出力することによって、流路５における液体試料の圧力Ｐ１が、圧力Ｐ２と等しくなるように回収ポンプ１ｂにおける液体試料の回収の流量を制御するようになっている。
【００４４】
次に、この固液界面反応評価装置Ａ４の動作について説明しつつ、この固液界面反応評価装置Ａ４を使用した評価方法について適宜図面を参照しながら説明する。
この固液界面反応評価装置Ａ４では、例えば、送液ポンプ１ａから送り出される液体試料がマイクロ流路チップ４を通過した後に、流量計９が液体試料の流量を測定する。そして、送液ポンプ１ａから送り出される液体試料の所定の流量と比較して、流量計９で測定された流量が大きくなった場合、つまり、圧力Ｐ１が圧力Ｐ２よりも小さくなった場合には、制御部８は、指令信号を回収ポンプ１ｂに出力することによって圧力Ｐ１が、圧力Ｐ２と等しくなるように回収ポンプ１ｂにおける液体試料の回収の流量を低減する。これとは逆に、流量計９が測定した流量が、送液ポンプ１ａから送り出される液体試料の所定の流量と比較して小さくなった場合、つまり圧力Ｐ１が圧力Ｐ２よりも大きくなった場合には、制御部８は、指令信号を回収ポンプ１ｂに出力することによって圧力Ｐ１が、圧力Ｐ２と等しくなるように回収ポンプ１ｂにおける液体試料の回収の流量を増加させる。
このような固液界面反応評価装置Ａ４、およびこれを使用した評価方法によれば、流路５内における液体試料の流量の変動にかかわらずに、固液界面反応の評価をより簡便な機構で精度よく行うことができる。
【００４５】
なお、本発明は、前記実施形態に限定されることなく、様々な形態で実施される。
前記第３実施形態では、流路５内における液体試料の流量の測定値に基づいて流路５内の液体試料の圧力Ｐ１が制御されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、流路５内の圧力を測定する圧力測定手段を設けるとともに、この圧力測定手段が測定した圧力値に基づいて、圧力Ｐ１が圧力Ｐ２と等しくなるように制御されるものであってもよい。また、この場合、液体試料の流量の測定値と、圧力の測定値の両方に基づいて圧力Ｐ１が圧力Ｐ２と等しくなるように制御されるものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】第１実施形態に係る固液界面反応評価装置の構成説明図である。
【図２】第１実施形態に係る固液界面反応評価装置を構成するマイクロ流路チップの分解斜視図である。
【図３】評価対象物（花崗岩製の石板）におけるＳｒ−８５（トレーサ物質）の破過曲線を示すグラフであり、縦軸に、流路を通過した液体試料中のＳｒ−８５の濃度比を示し、横軸に、流路を流通した液体試料の積算容量を示している。
【図４】第２実施形態に係る固液界面反応評価装置の構成説明図である。
【図５】（ａ）は、縦軸が花崗岩部分の圧力を表し、横軸が花崗岩部分の圧力を測定した時間を表したグラフである。（ｂ）は、縦軸が流路における液体試料の流速を表し、横軸が流速を測定した時間を表したグラフである。（ｃ）は、縦軸が流路を通過した液体試料におけるトレーサ物質の濃度比を表し、横軸が濃度比を測定した時間を表したグラフである。
【図６】第３実施形態に係る固液界面反応評価装置の構成説明図である。
【図７】第４実施形態に係る固液界面反応評価装置の構成説明図である。
【符号の説明】
【００４７】
１ａ    送液ポンプ
１ｂ    回収ポンプ
３      評価対象物
３ａ    評価対象物
３ｂ    評価対象物
５      流路
６      バルブ（圧力制御手段）
６ａ    バルブ（圧力制御手段）
６ｂ    バルブ（圧力制御手段）
７      放射線計測装置（濃度測定手段）
８ａ    制御部（圧力制御手段）
９      流量計（流量測定手段）
Ａ１    固液界面反応評価装置
Ａ２    固液界面反応評価装置
Ａ３    固液界面反応評価装置
Ａ４    固液界面反応評価装置
Ｓ      圧力センサ（圧力検出手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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