坑道周辺における不飽和領域の生起に伴う地球化学反応を考慮した水理-物質移行連成解析; 高レベル放射性廃棄物の地層処分における熱-水-応力-化学連成挙動モデル/解析コードの適用

Coupled hydro-transport analysis study of geochemical reaction due to unsaturated around the disposal tunnel; Application of the coupled Thermo-Hydro-Mechanical and Chemical (THMC) processes model/analysis code in the geological disposal for the high-level radioactive waste

鈴木 英明; 藤崎 淳; 藤田 朝雄 

Suzuki, Hideaki; Fujisaki, Kiyoshi; Fujita, Tomoo

高レベル放射性廃棄物の地層処分システムにおける人工バリア定置後のニアフールド挙動のより現実的な予測を行うためには、処分場建設に伴って生じる応力場,水理場,化学場などの変化を解析評価の初期条件として考慮する必要がある。例えば、坑道掘削に伴う処分坑道周辺における不飽和領域の発生は、酸化還元電位の変化や、地下水へのガスの溶解あるいは脱ガスによる溶液組成の変化など、オーバーパックの腐食や核種移行の環境条件などに影響を及ぼすことが予想される。本報告書は、幌延等の具体的地質環境における熱-水-応力-化学連成挙動モデル/解析コードの適用事例の提示に向け、坑道周辺における不飽和領域の生起に伴う地球化学反応を考慮した水理-物質移行連成解析を実施した。そして、岩盤内に大気が侵入することによる間隙水の酸化還元電位の変化や、間隙水中に高い濃度で溶解している二酸化炭素が脱ガスすることによる間隙水pHの変化など、これまでに開発した連成挙動モデル/解析コードで表現できることを確認した。

The development of excavation disturbed zone (EDZ) around the disposal tunnel affects such as the corrosive environment of the over-pack and environmental condition of the nuclear species migration on the geological disposal for the high-level radioactive waste (HLW). It is necessary to consider aftermath of EDZ in initial condition of the realistic numerical simulation of the long-term behavior of near-filed HLW repository after emplacement of engineered barrier system. This report presents the analysis assessment geochemical reaction with the development of the unsaturated zone around the disposal tunnel by developed the coupled Thermo-Hydro-Mechanical and Chemical (THMC) processes model / analysis code. As a result, the THMC processes analysis model apply a change of the solution composition by degasification of the carbon dioxide gas to the pore water and the change of the oxidation-reduction potential due to unsaturated zone around the disposal tunnel.