Evaluation of the long-term mechanical behavior in the near-fields considering chemical transitions of barrier materials

バリア材料の化学的変遷を考慮したニアフィールドの長期力学挙動の評価

佐原 史浩*; 村上 武志*; 三原 守弘  ; 大井 貴夫 

Sahara, Fumihiro*; Murakami, Takeshi*; Mihara, Morihiro; Oi, Takao

TRU廃棄物処分システムの、より信頼性の高い性能評価を行うためには、バリア材料の変遷挙動を考慮したニアフィールド水理場の長期的変遷評価を可能とするシステムの構築が必要である。この評価システムの構成要素として力学挙動解析システム(MACBECE)を開発した。このMACBECEは、バリア材の化学的変遷状況や岩盤クリープ変形量をインプットとして、バリア材の変形量を算出し、また化学的変質状況と変形量を加味した透水係数を算出するシステムである。MACBECEを用いて、円形処分坑道断面を対象に、仮定した化学的変遷状況をインプットとした長期力学挙動解析を実施し、ニアフィールドにおける長期的な変形、及び水理場の変遷状況を評価した。その結果、飽和後の人工バリアの変形は、坑道壁面の変位に強く依存し、坑道壁面の変位が無視できる場合は緩衝材の膨潤圧による坑道内部の変形は微小であり、緩衝材も安定していることがわかった。逆に坑道壁面の変位量が有意な場合は、緩衝材の厚さが減少する一方で密度は高くなるので、物質移行への影響は相殺される可能性があることが示された。

An analysis system for the long-term mechanical behavior of barrier materials (MACBECE: Mechanical Analysis system considering Chemical transitions of BEntonite-based and CEment-based materials) was developed in order to improve the reliability of the evaluation of the hydraulic field which is one of the important environmental conditions in the safety assessment of the TRU waste disposal. MACBECE is the system that calculates the deformation of barrier materials using their chemical property changes as inputs, and subsequently calculates their hydraulic conductivity taking both their chemical property changes and deformation into consideration. By using MACBECE, the long-term deformation and the transition of hydraulic field for the round-type disposal cavities were evaluated, assuming a set of chemical evolution data as input. Based on the analysis result, it is considered that the influence of the long-term deformation of the barrier materials on the nuclide migration is not necessarily significant.