研究施設等廃棄物のトレンチ処分施設における覆土の設計検討

Design study on cover soil in the trench disposal facility for very low-level radioactive waste generated from research facilities and other facilities

小川 理那; 仲田 久和 ; 菅谷 敏克; 坂井 章浩 

Ogawa, Rina; Nakata, Hisakazu; Sugaya, Toshikatsu; Sakai, Akihiro

日本原子力研究開発機構では、研究施設等廃棄物の処分方法の一つとして、トレンチ埋設処分を検討している。トレンチ埋設処分は、「核原料物質、核燃料物質及び原子炉の規制に関する法律」が適用され、特に、埋設施設の設計については、「第二種廃棄物埋設施設の位置、構造及び設備の基準に関する規則」が適用される。この規則は、令和元年に改正され、トレンチ埋設施設には、施設中への雨水及び地下水の浸入を十分に抑制させる設計を取り入れることが新たな要求事項として追加された。そこで、本報告では、現在計画しているトレンチ埋設施設に追加された規則の要求事項を適応させた設計の検討を行うこととした。検討中のトレンチ埋設施設は、地下水位より浅い位置に設置することを想定している。そのため、施設中に浸入する水は、主に雨水由来のものであると考えられることから、トレンチ埋設施設の表面にある覆土の設計について検討を行うこととした。本報告では、日本原子力研究開発機構が検討しているトレンチ埋設施設のうち、安定型トレンチ埋設施設の覆土設計について検討した。検討方法としては、覆土に用いる材料や施工方法により設計条件の変更が可能である透水係数及び厚さについてパラメータスタディを実施し、各条件における廃棄体層へ浸入する水の流速を評価した。各条件における流速の結果を比較し、より効率的に雨水の浸入を抑制する覆土の設計条件を評価することとした。解析の結果、粘土層及び排水層の厚さや透水係数の値の組み合わせ毎に覆土の遮水性能を把握することができた。将来、実施するトレンチ施設の基本設計においては、安全評価上有効な遮水性能に加え、その他の課題や施工費の検討も実施した上で合理的な覆土の仕様を決定する予定である。

Japan Atomic Energy Agency has considered trench disposal as one of the disposal methods for radioactive wastes generated from research facilities and other facilities. The trench disposal facility is regulated by "Act on the Regulation of Nuclear Source Material, Nuclear Fuel Material and Reactors". In particular, the design of the trench facility is regulated by a rule under the law. When the rule was amended in 2019, the design of the trench disposal facility required equipment to reduce ingress of rain water and groundwater. In the report, studies on the design of a trench disposal facility to adapt to the amended rule were performed. The trench disposal facility has considered being established in a place lower than groundwater level. Therefore, it was decided to study covering soil at the upper part of the trench facility, because the ingress water in the facility is mainly derived from rain water. In this study, it was decided to evaluate the design of covering soil of the radioactive waste categorized into chemically stable materials. Therefore, as the examination method, a parameter study on varying the permeability coefficient and thickness of the layers composing cover soil. In the parameter study, the velocity of the water infiltrating into the trench facility was evaluated. Based on the results, more efficient design of the layers composing the covering soil was considered. The result showed that the impermeable efficiency of the covering soil was different depending on the thickness and the permeability conductivity of each layer. As a result, it was possible to understand the impermeable performance of covering soil by the permeability coefficient and thickness of each layer. We will plan to decide the specification of the cover soil while examination of future tasks and cost in the basic design.