最新の知見に基づいた研究施設等廃棄物浅地中埋設施設からの浸出水量の評価

Evaluation of the flow rate of leachate from near surface waste disposal facilities of radioactive wastes from research, industrial and medical facilities based on the latest knowledge

北谷 光; 小曽根 健嗣; 仲田 久和 

Kitatani, Hikari; Ozone, Kenji; Nakata, Hisakazu

日本原子力研究開発機構は、研究施設等廃棄物の埋設処分の実施主体として、現在低レベル放射性廃棄物を対象としたトレンチ処分及びピット処分の2通りの検討を行っている。埋設施設の安全評価における被ばく線量評価には、埋設施設の浸透水量データが必要となる。浸透水量の評価には、廃棄物条件や埋設環境などによる不確実性を考慮する必要がある。そのため、本報告では、研究施設等廃棄物浅地中処分施設の概念設計の設計条件等を基にリファレンスモデルを設定し、先行事業者の申請書を参考に、最新の知見に基づいた安全評価に反映する浅地中埋設施設からの浸出水量を地下水流動解析により算出した。これにより、埋設施設の各層及び周辺土壌の透水係数が浸出水量に及ぼす影響を評価した。具体的には、有限要素法による二次元地下水流動解析コード(MIG2DF)を用いて、トレンチ埋設施設については、覆土層の経年劣化を想定した評価を行うとともにコンクリートピット埋設施設については、廃棄体に含まれる塩類の影響を想定した評価を行った。解析の結果、トレンチ埋設施設では、粘土層の透水性が劣化すると廃棄体層への浸入水量が増加し、特に排水層の透水性が低下した場合にはその傾向が一層顕著となった。これは、排水層による水平流路が機能せず、水の粘土層への浸入が促進されるためである。一方、コンクリートピット埋設施設では、粘土層の破断により周辺の流速が上昇し、廃棄体層を通過する水量が増加する現象が確認された。これらの結果は、施設の各層ごとの透水性の変化が、浸出水量にどのような影響を及ぼすかを定量的に示しており、安全評価におけるシナリオ設定や埋設施設の維持管理の方針策定に資する有効な知見といえる。

Japan Atomic Energy Agency is responsible for near-surface disposal of research-related low-level radioactive waste and is considering two types of facilities: trench and concrete-pit. In safety assessment of such facilities, dose evaluation requires data on infiltration water. Evaluating infiltration involves uncertainties due to waste conditions and disposal environment. Therefore, in this report, a reference model was established based on the conceptual design conditions of near-surface disposal facilities, and leachate from the facilities was estimated by groundwater flow analysis, using applications by prior operators as reference and reflecting the latest knowledge for safety assessment. This allowed evaluation of how the hydraulic conductivity of each facility layer and surrounding soil affects leachate. Specifically, the 2D FEM groundwater flow code MIG2DF was used: trench facilities were evaluated assuming cover degradation, and concrete-pit facilities assuming salt effects in waste packages. Results showed that in trench facilities, deterioration of clay hydraulic conductivity increased inflow to the waste layer, especially when drainage layer conductivity decreased, as horizontal flow paths failed and infiltration into clay was promoted. In concrete-pit facilities, clay fracturing increased local flow and water through the waste layer. These results quantitatively demonstrate how changes in hydraulic conductivity of each layer affect leachate, providing useful insights for scenario development in safety assessment and for facility management.