人工バリアシステムの設計研究(1) 概要

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打越 肇*

Uchikoshi, Hajime*

本研究は、高レベル放射性廃棄物の地層処分システム開発の一環として行われたものであり、人工バリアシステムを構築し、最適な設計を目標とするものである。本年度の人工バリアシステムの設計研究(I)においては、(1)人工バリアシステムの設定(2)人工バリア性能評価試験を行い、下記の成果が得られた。人工バリアシステムの設定においては、廃棄物固化体としてホウケイ酸ガラス、キャニスタとしてステンレス鋼、オーバーパックとして厚さ250mmの鋳鉄、緩衝材として厚さ30cmの圧密したベントナイトを設定し、性能評価計算を行った結果、暫定的に定めた地層処分全体の被曝線量:1mrem/y、人工バリアシステムの性能目標:1,000年以上の閉じ込め期間と10/SUP-5/年以下の放出率、を充分満足することが判明した。人工バリアの性能評価試験においては、オーバーパック材に関する試験として厚膜型金属材料の試験と薄膜型金属材料の試験を行い、緩衝材に関する試験としてベントナイト中におけるAmの核種移行試験と透水性の試験を行った。厚膜型金属材料の試験においては、長期的な腐食環境の変化要因として腐食生成物の増加に注目し、想定される将来の環境条件で腐食速度の測定を行うことにより、厚膜型金属材料の新たな長期寿命評価を試みた。薄膜型金属材料の試験においては、想定される処分環境を実験室的に再現した条件下で、ステンレス鋼・チタン合金について、すきま腐食の再不動態化電位の測定に成功し、金属とベントナイト間のすきまが、腐食すきまとして作用することが実験的に裏付けられた。Am核種移行試験においては、Na型ベントナイト中でAmOHCO/SUB3が析出し、H型、Fe型ベントナイト中ではAm/SUP3+またはAmCl/SUP2+が拡散していることがわかった。透水性試験からは流速が10/SUP-8cm/s以下であれば、核種移行に対する流速の影響はほとんどないことがわかった。

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