Three sorption models such as Kd-concept linear, ion-exchange, and adsorption models are presented and a nonlinear diffusion equation which includes a surface diffusion is derived. A semi-analytical method is used to solve the derived nonlinear diffusion equation.
The effects of sorption during a transient release period on the diffusion rate of an ion are found to be insignificant when surface diffusion is included. However, the effects of surface diffusion are found to be significant. Therefore, surface diffusion must be considered in order to estimate the performance of a compacted bentonite backfill material more precisely. As a system factor, $\alpha_0$ whose properties are similar to the apparent diffusivity is included in the nonlinear diffusion equation and it is highly dependent on Dp/Ds. The results of calculation obtained by the semi-analytical method are fairly consistent with existing experimental data presented by other authors.
압축된 벤토나이트 되메움재에서의 이온의 수착및 확산현상을 연구하기 위하여 Kd-concept linear 모형과 Ion-exchange 및 adsorption 모형등의 세가지 수착모형을 제시하고 표면확산(surface diffusion)을 고려한 비선형 확산 방정식을 유도하였다. 유도된 식은 반해석적(Semi-analytic) 방법으로 풀었다.
이온의 과도유출 기간에는 압축된 벤토나이트 되메움재의 수착은 표면확산이 고려될 경우 이온의 이동속도에 큰 영향을 미치지 않으나 대신에 표면확산의 영향이 커짐을 알 수 있었다. 따라서 압축된 벤토나이트 되메움재의 성능을 정확히 예측하기 위해서는 이온의 표면확산이 고려되어야 한다. 또한 이온의 이동속도를 결정하는 시스템 요소로는 Apparent Diffusuvuty와 유사한 특성을 가진 $\alpha_o$ 이 있음을 알 수 있었다. 그리고 실제 실험값과 계산된 값을 비교해본 결과 잘 일치 함을 보여주었다.
