MACROトレーサ試験データの解析

The evaluation of data from the MACRO tracer experiment

亘 真吾

Watari, Shingo

核燃料サイクル開発機構殿(以下、サイクル機構殿と称す)は、地層処分研究の天然バリア中の核種移行に係わる不均質岩盤中における巨視的分散現象を解明するために、多孔質媒体水理試験設備(通称:MACRO試験装置)を開発し、実験施設内で人工的に作成した不均質場においてこれまでに数多くのトレーサー試験を実施してきた。トレーサー試験で得られた試験結果から場の特性が巨視的分散現象に及ぼす影響を明らかにするためには、不均質特性を有する場における巨視的分散長を算定する必要がある。本役務作業では、単一孔トレーサー試験で得られた試験結果から巨視的分散長の算定を実施した。具体的には、サイクル機構殿が行った全18ケースの単一孔トレーサー試験により得られたデータに基づいて、トレーサー濃度の破過曲線と理論解とのフィッティングにより算定した。なお、算定にあたってはトレーサー試験により得られた測定データのばらつきの処理や解析精度の補正を行った。本役務作業の結果の概要は次のとおりである。・18ケースの試験結果と理論解を最小二乗法を用いてフィッティングし、分散長の算定を行った。そのうち7ケースについてはフィッティング精度が良くなかったため、原因を検討し再計算を実施した。その結果、フィッティング精度が向上し、分散長が得られた。・分散長がトレーサー濃度フロントの平均半径の拡大(トレーサ注入総体積の増加)にともなって増加する傾向が確認できた。ただし、一部のケースについては試験やデータ評価の精度の限界から上述の傾向とは異なった結果が得られた。・不均質場Bを用いたケースのほう不均質場Aを用いたケースよりも、分散長が大きくなる傾向が確認された。

On understanding the radionuclide transport in Natural Barrier in radioactive waste isolation research, the macroscopic dispersion in heterogeneous permeability field in the underground rock is regarded as an important process. Therefore, Japan Nuclear Cycle Development Institute (JNC) developed the MACRO experiment with an artificial heterogeneous permeability field and has been conducted lots of tracer experiments. To estimate the effect of characteristics of field on the macroscopic dispersion using data from those tracer experiments, the evaluation of dispersion coefficient is required. In this report, the macroscopic dispersion coefficients were evaluated for the results of the tracer experiments using the MACRO facility with a single well. The coefficients for the experiments of 18 cases were evaluated by the fitting of analytical solution to the breakthrough curve measured in the Well. In the evaluations, the correction of data measured in the experiments and of the accuracy in the evaluation were considered. The conclusions are as follows. (1)The macroscopic dispersion coefficients for 18 cases were evaluated using Least Square Method by fitting the analytical evaluation to the result of experiment. Consequently, the coefficients for 7 cases were evaluated with not enough accurate fitting results. Therefore, another evaluations for those 7 cases were required to be with more accuracy. Then, those coefficients were evaluated with enough accuracy. (2)It was verified that the macroscopic dispersion coefficient tend to be increased with increase of the average radius of tracer front. In some cases, however, the trend was not verified because of the limit of accuracy for data measured in the experiment and for the evaluation method of the coefficient. (3)It was found that the macroscopic dispersion coefficients evaluated for the cases with heterogeneous permeability field type B tend to be higher than those with heterogeneous permeability field type A.