ベントナイトの止水機能の長期変質評価手法について

Development of evaluation methodology on hydraulic performance of bentonite with long-term degradation

向井 雅之 ; 澤口 拓磨 ; 片岡 理治; 塚田 学; 前田 敏克; 田中 忠夫 

Mukai, Masayuki; Sawaguchi, Takuma; Kataoka, Masaharu; Tsukada, Manabu; Maeda, Toshikatsu; Tanaka, Tadao

高レベル放射性廃棄物の地層処分では、ガラス固化体を収納した金属容器(オーバーパック)の周囲を、ベントナイトと砂を混合した緩衝材で覆い深地層中に埋設する。ベントナイトには、その低透水性などにより、オーバーパックが多量の地下水と接触することを抑制する止水機能があり、安全機能の主要な役割として期待されている。しかしながら、処分施設に使用されるセメント系材料は地下水と接触して高アルカリ化するため、ベントナイトがアルカリ変質し、この機能が劣化することが、人工バリアの健全性を損なう要因として懸念されている。そこで、長期に渡る定量的な止水機能の性能評価のため、高アルカリ性地下水環境下におけるベントナイトの化学的変質と物質移行とを連成し、実験的に定式化した主要なモデルを組合せて解析評価する手法を開発した。

In the Japanese HLW disposal program, vitrified HLW is encapsulated in a steel container called overpack, and placed in a repository surrounded with bentonite clay material in an underground site. Bentonite is planed to be used as buffer material to prevent from contacting overpack with huge volume of groundwater for extended period of post-closure. Cementinious material affects on surrounding groundwater to alkalize and that probably deteriorates the low hydraulic conductivity of bentonite. JAEA, therefore, has been developed evaluation methodology to calculate long-term performance of bentonite in alkaline groundwater condition by means of concurrent calculations of chemical-reaction and mass-transport, combining with key models formulated mainly on experimentally basis.