高レベル放射性廃棄物処分施設への低アルカリ性セメントの適用性に関する研究,1; セメント系材料の適用部位と要求機能(共同研究)

Application study on low alkaline cementitious materials for deep geological repository of high level radioactive wastes, 1; Requirements for use of cementitious materials in deep geological repository system (Joint research)

小林 保之; 山田 勉; 内藤 守正 ; 油井 三和; 中山 雅 ; 佐藤 治夫; 西田 孝弘*; 廣永 道彦*; 山本 武志*; 杉山 大輔*; 西内 達雄*

Kobayashi, Yasushi; Yamada, Tsutomu; Naito, Morimasa; Yui, Mikazu; Nakayama, Masashi; Sato, Haruo; Nishida, Takahiro*; Hironaga, Michihiko*; Yamamoto, Takeshi*; Sugiyama, Daisuke*; Nishiuchi, Tatsuo*

高レベル放射性廃棄物の地層処分施設の建設では、坑道の空洞安定性や湧水の抑制、あるいは施設操業時の作業性を確保するため、支保工,グラウト,覆工等にセメント系材料の使用が想定される。しかし、セメント系材料の使用は、周囲地下水のpHを上昇させ、人工バリア材や天然バリアである岩盤が変質する可能性があり、処分システムの長期性能に有意な影響を与えることが懸念されている。以上の背景から、地層処分向けの低アルカリ性セメントに関する研究開発が国内外で進められており、日本原子力研究開発機構では、これまでに支保工や覆工への適用性の検討を重ね、今般幌延の地下研究施設において施工試験を行う計画である。一方、電力中央研究所では、放射性廃棄物処分全般にかかわるセメント系材料の研究開発を実施してきている。本共同研究報告では、高レベル放射性廃棄物処分施設で使用することを想定したセメント系材料について、その適用性を評価するうえで必要となる処分場とその周辺の地質環境条件を整理したうえで、セメント系材料の適用部位や処分の各段階で要求される機能と性能を抽出・整理し、今後の低アルカリ性セメント開発に資するよう取りまとめを行った。

In deep geological repository, use of cementitious material for rock support, lining, and grouting is essential for construction and operation and possibly raises in groundwater pH due to leachate from the cements. Since this hyperalkaline condition may lead to degradation of barriers, there is concern that it gives significant impact on long-term safety performance of the repository system. Because of these backgrounds, developments of low alkaline cement have been conducted both at home and abroad. JAEA is now planning to conduct an in-situ test for shotcreting using low alkaline cement at the Horonobe URL. On the other hand, CRIEPI has studied and developed cementitious materials for disposal of radioactive wastes. This joint research report summarizes requirements and expected performance of cementitious materials in repository taking account of surrounding conditions in each stage of the repository program so as to reflect them to further development of the low alkaline cement.