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Development of performance assessment models for glass dissolution

ガラス溶解に関する性能評価モデルの開発

後藤 考裕*; 三ツ井 誠一郎; 高瀬 博康*; 黒澤 進*; 稲垣 学*; 柴田 雅博; 石黒 勝彦*

Goto, Takahiro*; Mitsui, Seiichiro; Takase, Hiroyasu*; Kurosawa, Susumu*; Inagaki, Manabu*; Shibata, Masahiro; Ishiguro, Katsuhiko*

原子力発電環境整備機構と原子力機構は、概要調査段階における処分場の設計・性能評価に関連する主要な技術テーマを対象に2011年度から共同研究を進めている。我々は、この共同研究の一環として、鉄オーバーパックの腐食に伴うFeケイ酸塩の生成やオーバーパックの亀裂内の腐食生成物を通じたSiの移行など、様々なプロセスを考慮したガラス溶解モデルを開発している。モデル開発の目的は、ガラス溶解に関連するプロセスの相対的重要度の評価及び説得力のあるセーフティケースの作成に向けた更なる研究開発課題の特定である。感度解析では、1千年から1千万年を超える範囲のガラス固化体寿命が見積もられた。これはFeケイ酸塩の生成やガラス変質層内の物質移行特性など、主要なプロセスに関する現時点での理解に不確かさによるものである。

NUMO and JAEA have conducted a joint research since FY2011, which is designed to enhance the methodology of repository design and performance assessment in preliminary investigation stage for deep geological disposal of radioactive waste. As a part of this joint research, we have been developing glass dissolution models which consider various processes in EBS, such as precipitation of Fe-silicates associated with iron overpack corrosion, and Si transport through corrosion products in the cracked overpack. The objectives of the modeling work are to evaluate relative importance of relevant processes and to identify further R&D issues towards development of a convincing safety case. Sensitivity analyses suggested that predicted glass dissolution time ranges from 1$$times$$10$$^3$$ to 1$$times$$10$$^7$$ years or more due to uncertainties in the current understanding of the key processes, namely precipitation of Fe-silicates and transport characteristics of the altered glass layer.

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