地層処分場の熱的安定性の検討

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五月女 敦; 藤田 朝雄 ; 原 啓二; 納多 勝

not registered; Fujita, Tomoo; not registered; Noda, Masaru

高レベル放射性廃棄体からの放熱によるニアフィールドの温度分布およびその経時変化を解析評価し、処分場の熱的安定性のなかで問題となる緩衝材の熱変質の観点から廃棄体の埋設密度の検討を行うために、ニアフィールドの3次元有限要素法による熱解析を実施した。さらに、ファーフィールドの温度分布および経時変化を解析評価するために、ニアフィールドの熱解析で得られた結果をもとに、処分場の規模を設定し、等価な熱源を与えたファーフィールドの軸対象有限要素法による熱解析を実施した。廃棄体の発熱条件としては、ガラス固化後の冷却のための中間貯蔵期間を30年と設定し、緩衝材の熱物性については、廃棄体の発熱により乾燥することを考慮して伝熱条件のよりきびしい値を改定して検討した。また、岩盤の熱物性については、実測されている結晶質岩と堆積岩の平均的な値を用いた。ニアフィールドおよびファーフィールドの熱解析により得られた主な結果は以下の通りである。(1)ニアフィールn 各部の温度は、廃棄体埋設直後から上昇し、1050年後で最大となり、10,000年後にはほぼ初期地温まで低下する。(2)人工バリア材および周辺岩盤の温度は、廃棄体の埋設密度を調整することにより十分低い温度に制御することができる。(3)緩衝材の熱変質に対する許容温度を諸外国の例も参考にして約100度Cとした場合、廃棄体の埋設密度は約80100m/SUP2に一本となる。(4)処分場周辺岩盤の温度は50年後に最大約75度C程度まで上昇するが、地表面の温度はほとんど変化しないことから廃棄体の発熱による地上への影響は無視できると考えられる。

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