X線CT法の適用性に関する検討

Applicability study of X-ray computed tomography technique

棚井 憲治 ; 松本 一浩*; 菊池 広人*

Tanai, Kenji; Matsumoto, Kazuhiro*; Kikuchi, Hirohito*

高レベル放射性廃棄物地層処分に関する種々の実験は、ほとんどのものが閉じられた容器内に対象物を設置し、種々の物理量を間接的に各種センサーによって測定している。このような閉じられた系における測定手法が、ある意味ではメカニズム解明の限界の一因となっている。したがって、本課題を踏まえた新たな測定手法として、X線CT技術のような非破壊による現象の観察手法が必要不可欠である。本業務では、医療用のX線CTスキャナを用いて、緩衝材の候補材料であるベントナイトを対象として、ベントナイト中の水の移行挙動やガス移行挙動の観察の可否、さらにはこれら研究に必要となる基本データとして、ベントナイトの密度とCT値の関係に関するデータの取得を実施した。その結果、圧縮ベントナイトにおいても乾燥密度とCT値の間には正の相関関係が見られることがわかった。また、圧縮ベントナイト中における水の挙動に関しては、CT値の変化がよく捉えられるとともに、画像処理によって水の浸潤過程をよく表せることがわかった。ガス移行可視化試験においては、試験により得られたガス有効浸透率は、610m程度であり、これまでの試験で得られたものと同程度の結果であったが、透気現象として2つのピークが見られるというこれまでの試験では見られなかった挙動が観察された。また、X線CTによるガス移行挙動 の観察に関しては、CT値及び撮影画像ともに顕著な変化は見られなかった。ガス移行可視化試験におけるこれらの問題点については、要因の絞込みあるいはその他付加的な方法の検討を行っていく予定である。

Several experiments on the study of high level radioactive waste disposal indirectly measured various physical quantity in the closed test vessel by various sensor. This measurement technique on closed-system cause limit of understanding of mechanisms. Therefore, new observation technique by nondestructive technique such as X-ray computed tomography is nessessary for HLW disposal study. In this work, the objective of this study are as follows; (1)to clarify the relationship between dry density of bentonite and CT number, (2)to observed infiltration behaviour of liquid in bentonite specimen using X-ray CT (3)to observed gas migration bihaviour in bentonite specimen using X-ray CT The major conclusions obtained in this study are as follows; (1)CT number of X-ray increases lineary with degree of saturation and density of bentonite specimen. (2)Infiltration behaviour of liquid in bentonite specimen can be observed by X-ray CT. (3)Gas permeability of benonite with a dry density of 1.6 Mg/m is approximately 6 10 m. And, this result was almost the same with the other experimental results. But, significant difference of breakthrough phenomena was observed between this test and other experiments results. In visiuarization study of gas migration through bentonite, gas migration behaviour through bentonite was not observed by X-ray CT.