隆起・侵食による地質・地表環境の長期的変動を考慮した地層処分の安全評価手法の開発

Development of a method of safety assessment for geological disposal considering long-term evolution of geological and topographical environment by uplift and erosion

若杉 圭一郎; 山口 正秋 ; 小尾 繁*; 長尾 郁弥; 加藤 智子 ; 鈴木 祐二*; 江橋 健; 梅木 博之*; 新堀 雄一*

Wakasugi, Keiichiro; Yamaguchi, Masaaki; Koo, Shigeru*; Nagao, Fumiya; Kato, Tomoko; Suzuki, Yuji*; Ebashi, Takeshi; Umeki, Hiroyuki*; Niibori, Yuichi*

本研究では、我が国の幅広い地域で確認されており、かつサイト選定で影響を回避することが困難な隆起・侵食に着目し、これが高レベル放射性廃棄物地層処分に与える影響を定量的に把握するための安全評価手法を開発した。従来は、隆起速度と侵食速度が等しいとの仮定の下、処分場が一定の速度で地表に接近するという簡易な評価が行われていたが、本研究では、我が国で多く確認されている隆起速度と侵食速度が異なるケースを取り扱うことが可能なモデルを開発し、隆起・侵食に伴う起伏や処分場深度の時間変化、廃棄体ごとの風化帯/地表に到達する時間などを、地形発達モデルに基づき評価した。さらに、このモデルを用いて隆起・侵食を考慮した安全評価を試行した結果、我が国の最頻値の隆起速度(0.3mm/y)を想定したケースの総線量の最大値は、国際機関で示されている放射線防護基準のめやす値(300Sv/y)を下回った。さらに、既往のモデルによる評価との比較により、地表の起伏に起因して廃棄体が風化帯へ分散して侵入する効果を定量的に把握した。以上のことから、本評価手法を用いることにより、隆起・侵食を現象に即して取り扱うことが可能になったとともに、既往の評価の安全裕度を定量的に把握することが可能となった。

This study provides a method of safety assessment for the geological disposal of HLW to evaluate the effects of uplift and erosion which are widespread phenomena identified on regional and global scales, and are more or less difficult to avoid in Japan. This method enables to deal with different uplift rate and erosion rate, and to evaluate repository depth, the time required for a repository to reach the weathered zone and surface of the ground, and the number of waste packages eroded as a function of time by using a landform evolution model. Based on trial analysis, the result shows that the maximum dose in the Base Case (uplift rate: 0.3 mm/y) is less than the targeted criterion suggested by the international organization even if the repository reaches the ground surface. Furthermore, the diversifying effect on timing the waste packages to reach to weathered zone due to heterogeneity on altitude of bottom of weathered zone reduces one order magnitude of result of the existed dose assessment. The new method is applicable to evaluate safety of geological disposal based on realistic phenomena of uplift and erosion and to quantify a safety margin and robustness of the disposal system.