多孔質岩盤を対象とした天然バリア中の核種移行解析

Radionuclide migration analysis in porous rock

井尻 裕二; 澤田 淳 ; 坂本 和彦*; 亘 真吾; K.E.Web*; 中島 研吾*; 野邊 潤*

Ijiri, Yuji; not registered; not registered; Watari, Shingo; K.E.Web*; not registered; not registered

高レベル放射性廃棄物の地層処分における天然バリアの性能評価においては、我が国の岩盤を亀裂中の流れが支配的な亀裂性岩盤と岩石基質内の流れが支配的な多孔質岩盤に分類し、それぞれに対して亀裂ネットワークモデルを用いた核種移行評価手法と不均質連続体モデルを用いた核種移行評価手法を開発した。本書は、後者の多孔質岩盤モデルによる核種移行評価手法とその評価結果について報告するものである。多孔質岩盤モデルに関しては、東濃鉱山の新第三紀堆積岩で測定されたデータに基づいて不均質連続体モデルを構築し、核種移行解析を実施した結果、Se-79やCs-135が支配的な核種となることがわかった。多孔質岩盤モデルに対するパラメータの感度を評価するために1次元均質モデルを用いて感度解析を実施した結果、有効間隙率が解析結果に及ぼす影響は小さいのに対し、透水係数が結果に及ぼす影響は大きいことがわかった。また、岩種では泥質岩・凝灰質岩よりも砂質岩の方が、地下水では降水系地下水よりも海水系地下水の方が分配係数が小さく核種移行率が大きくなることがわかった。さらに、亀裂だけでなく岩石基質中の流れも有意な亀裂性岩盤と多孔質岩盤の特性を併せ持つ一部の新第三紀堆積岩に対して亀裂性岩盤モデルと多孔質岩盤モデルの重ね合わせにより評価を実施した結果、多孔質岩盤モデルよりも亀裂性岩盤モデルの方が保守的に評価されることがわかった。本書で得られた結果は、東濃鉱山の深度数10mから200m以浅のボーリング孔で得られたデータに基づいた結果であるため、実際の処分深度500mでは岩盤の透水性はさらに低くなり、核種移行率もさらに低減されると考えられる。

JNC has been developed the performance assessment approaches for both fractured rock and porous rock. An equivalent continuum model is incorporated for solving the radionuclide migration in porous rock, while a discrete fracture network model is incorporated for solving the radionuclide migration in fractured rock (see more detail in Sawada et al. [1999]). This report describes the methodology, the data and the results of the performance assessment of porous rock. From the results of radionuclide migration analyses that were based on the hydrogeological properties obtained from the Neogene sedimentaly rock at the Tono mine, it was found that the release rate of selenium-79 and cesium-135 are dominant in porous rock. The sensitivity analyses using one-dimensional porous model revealed that hydraulic conductivity has more influences on the results than porosity does. In addition, it was found that smaller distribution coefficients of sandstone yield higher release rate than mudstone and tuff, and smaller distribution coefficients of saline water conditions yield higher release rate than fresh water conditions. The radionuclide migration in Neogene sedimentaly rock, where flow in rock matrix as well as in fractures are significant, was evaluated by superposing the results of porous model and fracture model. Since fracture model tends to yield more conservative results than porous model, it is obvious that the performance of Neogene sedimentary rock can be conservatively assessed by fracture model alone. The nuclide migration analyses performed in this report were based on the hydrogeological properties obtained at the depth between 20 meters and 200 meters frrom the ground surface. Therefore, it should be noted that the release rate at the depth of a future repository in Neogene sedimentary rock, 500 m, will be smaller than that shown in this report due to peemeability decrease from 200 m to 500 m.