熱-水-応力連成試験設備(COUPLE)における熱-水-応力-化学連成試験(II)

Experimental Studies on the Coupled THMC Processes by COUPLE Equipment -Part II-

小田 好博 ; 鈴木 英明*; 川上 進; 油井 三和

Oda, Yoshihiro; Suzuki, Hideaki*; Kawakami, Susumu; Yui, Mikazu

高レベル放射性廃棄物地層処分システムにおける人工バリア設計評価や性能評価の信頼性向上のためのニアフィールド環境条件のリアリティ向上に向けて,熱的,水理学的,力学的,化学的なプロセスが相互に影響を及ぼし合うニアフィールド連成挙動の数値解析に関する研究が進められている。その一環として,人工バリアおよびその周辺岩盤における熱-水-応力-化学の連成現象を定量的に把握することを目的に,熱-水-応力連成試験設備(COUPLE)を用いて連成試験を実施した。試験は,モルタルで製作した模擬岩体中に緩衝材を設置し,廃棄体を模擬したヒーターを100Cに,模擬岩体周囲を70Cに加熱した。緩衝材中に浸潤する水は,モルタルと反応した高pHの溶液である。本報は,連成試験で得られた結果のうち,第1報以降に得られた緩衝材の化学的特性の変化を調べるために組成分析結果を,また2次鉱物の生成状況等を調べるためにX線回折,SEM観察/EDS分析を行った。これらの分析の結果,今回の熱-水-応力-化学連成試験終了後の緩衝材において,大きな化学的変質が生じていないことが分かった。

The research for numerical experiments on the coupled Thermo -Hydro -Mechanical and Chemical (THMC) processes in the near-field of a high-level radioactive waste repository has been initiated, in order to increase reality in the near-field environmental condition adopted in the evaluation of engineered barrier design and performance assessment. As a part of this research, experimental studies on the coupled THMC processes by COUPLE equipment have been carried out. The COUPLE equipment simulates the coupled processes in the near-field after emplacement of the engineered barrier. The specimen of COUPLE equipment is composed of heater, buffer material and mortar block. In this experiment, temperature at heater and side surface of mortar block was kept at 100 and 70 Celsius's degree, respectively. And high-pH water reacted with mortar infiltrates into the buffer material. This report presents the results of measured data by Cation Exchange, X-Ray diffraction, and SEM/EDS. From these result, there is no large difference in buffer material between before and after this experiment.