ガスが溶存した地下水を含む泥岩中の割れ目を対象とした原位置トレーサー試験条件の設定に関する検討

Evaluating test conditions for in situ tracer migration test in fractured siliceous mudstone involving groundwater with dissolved gas

武田 匡樹 ; 石井 英一   ; 大野 宏和 ; 川手 訓*

Takeda, Masaki; Ishii, Eiichi; Ono, Hirokazu; Kawate, Satoshi*

泥岩中における断層帯および掘削影響領域(EDZ)に発達する割れ目は、主要な水みちとして機能することがあるため、これらの構造における物質移行特性を評価することは、高レベル放射性廃棄物の地層処分における安全評価において重要である。しかし、泥岩中の割れ目を対象とした原位置トレーサー試験の適用事例は国内外含めて非常に少ない。そこで、日本原子力研究開発機構では、稚内層と呼ばれる珪質泥岩中の割れ目を対象に、非収着性であるウラニンを用いた原位置トレーサー試験を実施した。トレーサー試験の結果から、注水流量を揚水流量より大きくした場合に脱ガスの影響を低減することができる一方で、同様の条件ではトレーサー回収率が低くなったことから、本稿で報告したトレーサー試験においては、注水流量を揚水流量よりもやや高く設定することが適切な試験条件であることが分かった。ガスが溶存した地下水を含む岩盤を対象に注水および揚水を伴う原位置トレーサー試験を実施する際は、注水と揚水の流量比が(1)脱ガスの発生に与える影響、(2)トレーサー回収率に与える影響の双方を評価することが、脱ガスを抑制しつつトレーサー回収率を高めるための適切な試験条件を見出すことに有効である。

Fault zones and excavation damaged zones have the potential to act as flow paths, and the characterization of solute transport in such zones in mudstones is important for the safe geological disposal of radioactive waste. However, few in situ tracer migration tests have been conducted on fractures in mudstones. The Japan Atomic Energy Agency has conducted in situ tracer migration experiments using uranine, for fractures in siliceous mudstone of the Wakkanai Formation. 18 experiments were conducted under various conditions An injection flow rate that is slightly higher than the pumping flow rate is ideal for tracer migration experiments involving injection and pumping, as conducted in this study. In situ tracer migration experiments involving injection and pumping conducted in a groundwater environment with dissolved gases allow empirical evaluation of the relationship of the tracer recovery ratio and the groundwater degassing with the injection and pumping flow rate ratio. This evaluation is effective for the design of experimental conditions that account for degassing and ensure high levels of tracer recovery.