熱-水-応力-化学連成挙動研究の現状と今後の計画

A Research program for numerical experiments on coupled thermo-hydro-mechanical and chemical processes

伊藤 彰; 川上 進; 油井 三和

Ito, Akira; Kawakami, Susumu; Yui, Mikazu

高レベル放射性廃棄物地層処分における処分場閉鎖後のニアフィールドの挙動は、廃棄体からの放熱、地下処分施設の再冠水、緩衝材の膨潤および変質など、熱的、水理学的、力学的、化学的なプロセスの複合現象として取り扱う必要がある。本研究は、地層処分システムにおいて想定される熱-水-応力-化学(THMC)連成挙動の予測を行うための現象理解に基づく数値解析システムを構築し、様々な地質環境条件に対するニアフィールドの熱、水、応力、化学場の長期的変遷を数値実験により予測することを目的とするものである。THMC連成解析コードの開発にあたっては、1.開発期間が複数年となること、2.既存ツールを用いた連成解析コードを構築し、数値解析の実現可能性を確かめる必要があることから、開発ステップを3段階に設定し、平成13年度に開発をスタートしている。本報告は、このTHMC連成解析コード開発計画のうち、1)開発ステップ1のTHMC連成解析コード開発、2)ベントナイト中の物質移行経路、3)THMC連成解析コードの並列化に関する検討結果を取りまとめたものである。

In a repository for high-level radioactive waste, coupled thermo -hydro -mechanical and chemical (THMC) processes will ocurr, involving the interactive processes between radioactive decay heat from the vitrified waste, infiltration of groundwater, swelling pressure generation and chemical evolution of the buffer material and porewater chemistry. In this program, numerical experiment system for the coupled THMC processes will be developed in order to predict the long-term performance of the near-field (engineered barrier and host rock) for various geological environments. The simulation code development has been started in FY 2001 and three development steps are planned, because (1)development will be continued for some years, (2)feasibility of numerical experiment have to be confirmed by using existing tools. This report presents the following items of the simulation code development for the coupled THMC processes. (1)First step of the simulation code development (2)Mass transport passways in compacted bentonite (3)Parallelization of the simulation code