処分システムに求められる閉鎖性能の考え方; 坑道交差部における水理解析

Discussion on sealing performance required to disposal system; Hydraulic analysis considering intersections of tunnels

杉田 裕* ; 藤田 朝雄 ; 高橋 美昭*; 川上 進; 梅木 博之; 油井 三和; 浦上 学*

Sugita, Yutaka*; Fujita, Tomoo; Takahashi, Yoshiaki*; Kawakami, Susumu; Umeki, Hiroyuki; Yui, Mikazu; Uragami, Manabu*

高レベル放射性廃棄物の地層処分における安全評価においては、処分場の閉鎖性能を考慮する必要がある。原子力発電環境整備機構と核燃料サイクル開発機構は、地層処分システムに求められる閉鎖性能の考え方を示し、そこで示される坑道の埋め戻し材や粘土プラグ等の閉鎖要素の設計要件に対する今後の技術開発等の方向性を導出するため、それらの閉鎖要素の性能を検討している。検討の第一段階として、国内外の閉鎖技術に関する現状、関連する処分場の構成要素及び処分場環境を整理し、これらの整理結果を受けて処分パネルにおける処分坑道と主要坑道の交差部及び人工バリア周辺に存在する処分場構成要素を考慮し坑道交差部に焦点を当てた水理解析を行った。地下施設では全ての坑道が連結しており、この交差部における地下施設閉鎖後の水理挙動の把握は、人工バリアからの放射性核種の移行挙動を解釈し、地層処分システムに求められる閉鎖性能を理解する上で重要なポイントとなる。 解析モデルでは、処分坑道と主要坑道の交差部、廃棄体、人工バリア、坑道の埋め戻し材、粘土プラグとコンクリートプラグ、坑道の掘削影響領域、支保工、母岩を考慮する構成要素とした。支保工と処分坑道端部に設置するコンクリートプラグのコンクリート材料の経年劣化については、透水係数をパラメータとして考慮した。粘土プラグを設置する位置は、処分坑道の端部もしくは主要坑道とし、粘土プラグを設置する場合としない場合を解析ケースとし、粘土プラグの閉鎖要素としての効果を比較検討した。

The sealing performance of a repository should be considered in the safety assessment of the geological disposal system of the high level radioactive waste. Nuclear Waste Management Organization of Japan and Japan Nuclear Cycle Development Institute are examining the sealing performance of the closure components (backfilling material and clay plug) to present the concept on the sealing performance required to the disposal system, and to develop the direction for the future R&D programme for the design requirements of the closure components of the presented concepts.The first step of this examination reviewed the current status of the domestic and the international sealing technologies, summarized the repository components and the repository environments, and performed the hydraulic analysis considering components on the intersections of a main tunnel and a disposal tunnel in a disposal panel and in and around the engineered barrier system (EBS). Since all tunnels connect in the underground facility, understanding of hydraulic behaviour at the intersections of the tunnels is the important issue to estimate migration of radionuclides from the EBS, and to evaluate the required sealing performance for the disposal system. The considering components in the analysis model are the intersections of the disposal tunnel and the main tunnel, the waste package, the EBS, the backfilling material, the clay plug, the concrete plug, the excavated disturbed zone, the tunnel lining and the host rock. Alteration of the concrete material (tunnel lining and concrete plug) is described as variation of the hydraulic conductivity of it. Sites of emplacement of the clay plug are the disposal tunnel and the main tunnel. No clay plug condition is also analysed. Effect of the clay plug is discussed by the results of these analyses.