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熱-水-応力-化学連成解析による緩衝材の地球化学環境の変遷に着目したニアフィールド長期挙動評価の一例

A Long-term THMC assessment on the geochemical behavior of the bentonite buffer

鈴木 英明; 中間 茂雄; 藤田 朝雄; 今井 久; 九石 正美

Suzuki, Hideaki; Nakama, Shigeo; Fujita, Tomoo; Imai, Hisashi; Sazarashi, Masami

高レベル放射性廃棄物の地層処分における長期安全性の評価を行うためには、ニアフィールドで生じるプロセスの定量化が必要となる。そこで、開発された熱-水-応力-化学連成解析モデルを用いて、仮想的地質環境条件に基づく地層処分システムを想定した数値解析を実施し、ガラス固化体の放熱と人工バリア内への地下水の浸潤に伴うニアフィールドの化学的な環境の変化を定量的に例示した。海水系地下水環境下での緩衝材中では、一時的に、オーバーパック周辺で塩が析出することや、支保コンクリートとの境界近傍でスメクタイトがカルシウム型化するものの、長期的には安全評価上設定されたシナリオと整合する傾向が得られた。さらに、オーバーパックの腐食評価のための基盤情報として、オーバーパックに接触する緩衝材間隙水組成の変遷を示した。

For the safety assessment of a geological disposal system for high-level radioactive waste, it is necessary to quantify coupled thermo-hydro-mechanical-chemical (THMC) processes in the near-field. The current study investigated the geochemical changes arising from the infiltration of groundwater into the bentonite buffer under a thermal regime of radiogenic heating arising from the vitrified waste with the computer simulated assistance of a developed THMC model. In the case of infiltration by a saline groundwater, sulfate precipitates as gypsum around the overpack in the bentonite buffer and the Na-type bentonite changes to Ca-type by exposure to Ca ions released from concrete supports. In addition, the temporal evolution of the bentonite buffer porewater composition can be obtained to assess its contribution to the corrosion of the overpack.

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