亀裂性岩盤を対象とした天然バリア中の核種移行解析

Nuclide migration analysis in fractured rock

澤田 淳 ; 井尻 裕二; 坂本 和彦*; 亘 真吾

Sawada, Atsushi; Ijiri, Yuji; not registered; Watari, Shingo

本報告書は、地層処分研究開発の第2次とりまとめ(わが国における高レベル放射性廃棄物の地層処分の技術的信頼性)の天然バリア中核種移行評価に資することを目的に、亀裂特性の不均質性を考慮した核種移行評価手法について検討した結果をとりまとめたものである。解析評価においては、100メートルスケールの亀裂性岩盤を対象に、3次元亀裂ネットワークモデルならびに1次元モデルの重ね合わせ手法を用いた。亀裂ネットワークモデルを用いた核種移行解析の結果、核種移行率はリアライゼーション毎に異なるものの、数10個のリアライゼーションを用いることでその統計的な傾向を捕らえることが可能で、かつその信頼区間を評価することができることがわかった。また、設定した基本ケースのデータ設定の範囲においては、亀裂構造に関わるパラメータ(亀裂密度、半径等)が100mスケールの核種移行遅延効果に与える影響は小さいことがわかった。核種移行遅延効果に対して影響が大きい透水量係数の不均質性に着目した1次元モデルの重ね合わせ手法を用いて解析した結果が亀裂ネットワークモデルを用いた解析結果にほぼ近似できることがわかった。ただし、本手法の適用においては、移行経路特性の核種移行遅延効果に対する影響を把握した上で適用することが肝要と考えられる。さらに、3次元亀裂ネットワークの結果が1次元モデルの重ね合わせにより近似できることから、亀裂ネットワーク構造内における処分坑道から下流側断層に至る大きな亀裂が核種移行評価上重要な役割を果たすことが示された。

This paper decribes the results of PA studies considering heterogeneous fracture characteristics, for the purpose of contributing for the performance assessment of the natural barrier system PA in H12 report (The second progress report on research and development for the Geological Disposal of HLW in Japan). In this study, 3-D discrete fracture network mode1 (DFN) and 1-D multiple pathways model is applied for 100m scale of rock block. Although nuclide release rate calculated by DFN are widely distributed among the realizations, it is shown that several tens realizations are enough number to understand the stochastic characteristics of the nuclide release. From the data uncertainty analysis, there are no significant effects for the nuclide retardation in fracture geometry parameters such as fracture radius, density and etc. 1-D multiple pathways model is developed with focusing on the heterogeneity of the transmissivity, which has a large effect to the nuclide retardation effects. The nuclide release rate calculated by using 1-D multiple pathways model approximates to the results of DFN. This result also shows that the relatively large fractures/faults that connects disposal tunnel and downstream faults have an important role for performance assessment in natural barrier system.