不均質媒体中の物質移動解析手法及びFP元素の移行挙動に関する研究(研究概要)

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高瀬 博康*; IMPEY*; EINCHCO*; 深谷 友紀子*

Takase, Hiroyasu*; IMPEY*; EINCHCO*; not registered

放射性廃棄物地層処分システムの性能を測る尺度して最も重要なものの一つは、処分場から放出された放射性核種の生物圏への最大放出率である。また、この最大放出率は実際には少数の支配的な移行経路によって規定される場合が多いことが広く認識されつつある。従って、顕著な不均質性を有する透水係数場、特に地下水流動におけるいわゆるチャンネリング挙動を支配すると考えられる透水係数の空間的な相関構造を正確に把握することが極めて重要な課題となる。MACRO-AFFINITYコードは、自己アファインフラクタルモデルを理論的な基礎として開発され、これまでに以下の諸問題に適用される成功を収めていている。-不均質多孔質媒体中物質移動試験による確証-東濃鉱山周辺での過去のウラン移行挙動のシミュレーション-ニアフィールドでの核種移行挙動の解析現状のMACRO-AFFINITYコードを性能評価そのものに適用することに関しては、パーティクルトラッキングが性能評価で対象とする幅広い濃度領域について正確かつ効率的な計算を実施することが難しいという問題点がある。そこで、昨年度の研究においては、不均質場での移流-分散方程式を解法する連続体ソーバーを開発していくつかの例題に適用した。その結果、数値的な逆ラプラス変換の手法を、ラプラス領域での有限要素法による離散化と組み合わせた方法が実効的であることが明らかとなった。今年度は、この方法を更に拡張し、移流-分散-マトリクス拡散方程式を解法可能なものとした。また、いくつかのテストケースについてこの連続体トーバーと改良後のMACRO-AFFINITYとの比較を行い、満足すべき一致を得た。今後の課題としては、以下の諸事項が挙げられる。-連続体ソーバーを既存のACRO-AFFINITYのソフトウェアとしての枠組みに統合すること-種々の地質学的なプロセスを反映するために時間依存の境界条件及び不均質場の経時変化を取り扱う手法の開発-吸着特性等の地球化学的な不均質性とその透水係数分布との相関を表現する手法の開発-密度効果等の非線形性を考慮した流動解析モデルの改良

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