高レベル放射性廃棄物の地層処分安全評価における生物圏のモデル化の検討

Biosphere modeling for safety assessment of high-leveI radioactive waste geological diposal

馬場 智子 ; 石原 義尚; 鈴木 祐二*; 内藤 守正 ; 石黒 勝彦; 池田 孝夫*; Richard*

Baba, Tomoko; not registered; Suzuki, Yuji*; not registered; Ishiguro, Katsuhiko; Ikeda, Takao*; Richard*

地層処分の安全評価では、地下深部の処分場から放射性核種が地下水によって運ばれ、最終的に地表に到達することが想定される。その一部として、人間の生活環境における核種移行プロセスとこれによる被ばくの形態(被ばく経路)についてモデル化を行い人間への影響を推定することが必要となる(生物圏評価)。地層処分の安全評価は数万年以上の極めて長い時間を対象とするため、将来の人間生活の環境や様式の予測は困難であり、仮に予測したとしてもその評価は長期間安定に存在する地下深部の地質環境やそこに構築される人工バリアのものと比べ不確実性が大きい。そこで、生物圏を、人間生活の環境や様式の仮定を安全評価の目的に沿って整合性をとりながら合理的に設定し適切な評価指標に変換するための道具としてとらえるレファレンスバイオスフィア(Reference Biosphere)の概念が国際的に検討されている。本報告書では、レファレンスバイオスフィアの概念を取り入れ、わが国の地層処分安全評価に向けて作成した生物圏モデルについて報告する。現在わが国の地層処分概念は幅広い地質環境を対象とした検討が行われており、生物圏は地質環境と密接に関係することから、幅広い地質環境に対応した生物圏モデルを作成する必要がある。このため、地層処分の観点から地質環境と生物圏との接点について検討を行い、わが国の地質環境の幅に広く適用できる生物圏モデルの開発を行った。モデル化にあたっては、まず評価条件(Assessment Context)を設定し、それに基づいて生物圏における人間生活の環境や様式についての仮定を行った。次にこれらを勘案しながら、土壌や河川などといった生物圏のシステム構成要素を一定の大きさを有するコンパートメントとして取り扱い、放射性核種の移行経路に関わるモデル化を行った。これらの生物圏のシステム構成要素と人間との接点を考慮しながら、ICRP(国際放射線防護委員会)の決定グループの考え方をもとに個々の被ばくグループを設定した。このグループの設定にあたっては、今日のわが国にみられる平均的な生活様式を仮定した。コンパートメントによって構成されるモデルは、人間の生活環境の特徴に応じ、その数や経路を柔軟に変更できる利点を有する。これにより、幅広い地質環境に応じた種々の人間の生活環境に対し、コンパートメントを適切に組み合わせることでモデル

In the safety assessment of a hifh-level radioactive waste disposal system, it is required to estimate future radiological impacts on human beings. Consideration of living habits and the human environment in the future involves a larg degree of uncertainty. To avoid endless speculation aimed at reducing such uncertainty, an approach is applied for identifying and justifying a "reference biosphere" for use in safety assessment in Japan. Considering a wide rang of Japanese geological environments, some specific "reference biospheres" are developed using an approach consistent with the BIOMOVS II reference biosphere methodology. The models represent the components of the surface environment using compartments between which fluxes of materials (solid/water) and radionuclides are defined by transfer factors. A range of exposure pathways via which such radionuclides enter the food-chain, along with uptake and concentration factors, are also defined. The response to a step function of unit flux from the geosphere is determined for each model. The results show that it is reasonable to use steady-state biosphere responses to a unit-input flux to define nuclide-dependent factors for converting fluxes from the geosphere to doses. This simplifies safety assessment calculations, which then require only look-up tables for such flux to dose conversion rather than fully coupled biosphere models.