Sensitivity analysis for scenarios relevant to evolution of overpack and buffer material

オーバーパック及び緩衝材の変遷に関するシナリオの感度解析

武田 聖司 ; 渡邊 正敏; 木村 英雄

Takeda, Seiji; Watanabe, Masatoshi; Kimura, Hideo

本研究では、高レベル放射性廃棄物の地層処分において重要核種であるCs-135とSe-79を対象に、オーバーパックの早期破損と衝材の変質がもたらす安全評価上重要なシナリオとパラメータについて、整備した安全評価手法による感度解析により検討した。オーバーパックの早期破損のシナリオでは、人工バリア内の初期の高い温度がガラス溶解速度,緩衝材中の拡散係数と収着分配係数に与える影響を考慮したケースとさらに放射線分解の発生に伴う酸化還元電位の上昇による溶解度の増加を想定したケースの感度解析を行った。その結果、後者のシナリオケースが標準シナリオよりもSe-79の人工バリアからの移行フラックスを1オーダー高め、早期破損に伴う放射線分解の影響の可能性に対する理解の必要性が示唆された。また、緩衝材の変質シナリオに対するCs-135及びSe-79の移行フラックスは、オーバーパックの早期破損シナリオよりも高い傾向を示し、人工バリア変質に伴うバリア機能の低下の影響(緩衝材中の地下水流速及び拡散係数の増加,ガラス溶解速度の増加)がより顕著であることが示された。

This study focuses on a deterioration of expected barrier functions relevant to evolution of overpack and sand-bentonite buffer material in engineered barrier system in the geological disposal of high-level radioactive waste. Release rates for important radionuclides, Cs-135 and Se-79, were estimated from Monte Carlo-based analysis for the early failure of overpack and the buffer alteration scenarios. One of the possible early failure scenarios is the change of glass dissolution rate, effective diffusion coefficients and distribution coefficients in the buffer material, which are affected by early high temperature in the engineered barrier. The analytical result indicates that this scenario has no detrimental effect on the maximum release rates of these radionuclides. Another scenario is the occurrence of the increase of Se solubility correlated with the enhanced redox potential due to the radiolysis after the early failure of overpack. This scenario allows a conspicuous increase in the maximum release rates of Se-79 from the buffer, which is over one order of magnitude higher than that in the normal scenario. In addition, with the comparison of the maximum release rates between the early failure scenario and the buffer alteration scenario, it is suggested that the effect of the deterioration of the expected barrier functions relevant to the buffer alteration on the release rates is more remarkable than the effect on early failure.