地層処分場設計研究における熱解析; ニアフィールド熱解析による処分場設計仕様(処分坑道横置き方式)の概略的検討

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谷口 航 ; 藤田 朝雄 

Taniguchi, Wataru; Fujita, Tomoo

高レベル廃棄物の地層処分場に関する設計検討においては、1.地下空洞は建設,操業,閉鎖の作業期間中を通じて安定性が確保されること、2.廃棄体の放出する熱に対する対策がとられていること、3.地質環境が施設の建設,操業,閉鎖の作業によって極力乱されないこと、が要求される。本報告は、このうちの廃棄体の放出する熱の影響について解析的検討を行ったものである。これまでに、熱解析は行われてはいるが、限られた条件下での検討であり、平面的レイアウトの設定に指標を与えるまでには至っていない。そこで、解析コードおよび解析条件について検討するとともに、処分坑道横置き方式における平面的レイアウトの概略的な設定を目的にニアフィールドの3次元有限要素法による熱伝導解析を実施した。岩盤の物性に関しては、結晶質岩系岩盤の平均値を、緩衝材の物性に関しては、保守的な値を用いた。検討内容、及び主な結果は以下の通りである。(1)解析コード、条件の検討。解析コードには動力炉・核燃料開発事業団開発の有限要素法による汎用非線形構造解析システム(FINAS; Finite Element Nonlinear Structural Analysis System)を用いる。(2)周辺岩盤及び人工バリア材の各部材間のエアーギャップの影響検討緩衝材と岩盤間のエアーギャップが緩衝材の最大上昇温度に影響する。(3)廃棄体埋設レイアウトの影響検討。処分坑道の径を小さくすることが、熱的な観点から有利である。

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