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報告書

TRU廃棄物の処分概念の検討(研究概要)

鹿島建設*

PNC TJ1100 96-006, 62 Pages, 1996/03

TRU廃棄物は、高レベル放射性廃棄物と比較して発生量が多いが、発熱性のあるものが少ないため、深地層中に大空洞を掘削して処分することが合理的である。本研究では廃棄体特性に応じた処分システム概念の構築を行うと共に、人工バリアに係わる基本力学定数を取得する。本年度の研究成果を以下に示す。1)TRU廃棄物の特性や発生量、さらには人工バリア材や岩盤の特性等を考慮し、処分システムの基本概念を構築した。その結果、大断面岩洞方式、小断面岩洞方式、坑道方式、サイロ方式の4種類の処分システム概念を示すことができた。2)処分システムの長期力学的挙動を検討し、圧密解析、体積変化解析を行い、長期挙動の影響を定量的に評価した。その結果、処分場を構成する材料の体積変化がシステムの成立性に大きく影響することが明らかとなり、今後より一層の検討を実施する必要性があることを確認した。3)Ca化されたNaベントナイトの基礎的な物性(膨潤圧、透水係数、一軸圧縮強度)を取得し、既存の知見とともに諸物性を検討した。その結果、乾燥密度1.8g/cm3(ベントナイト100%)程度ではNaベントナイトとCa化されたベントナイトの物性には、差異は認められなかった。4)構築した処分システムについて、コストの検討を行った。その結果、大断面岩洞方式、小断面岩洞方式、サイロ方式、坑道方式の順にコストが高くなる傾向を定量的に把握した。

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TRU廃棄物の処分概念の検討(研究委託内容報告書)

鹿島建設*

PNC TJ1100 96-005, 253 Pages, 1996/03

PNC-TJ1100-96-005.pdf:7.07MB

TRU廃棄物は、高レベル放射性廃棄物と比較して発生量が多いが、発熱性があるものが少ないため、深地層中に大空洞を掘削して処分することが合理的である。本研究では廃棄体特性に応じた処分システム概念の構築を行うと共に、人工バリアに係わる基本力学定数を取得する。本年度の研究成果を以下に示す。1)TRU廃棄物の特性や発生量、さらには人工バリア材や岩盤の特性等を考慮し、処分システムの基本概念を構築した。その結果、大断面岩洞方式、小断面岩洞方式、坑道方式、サイロ方式の4種類の処分システム概念を示すことができた。2)処分システムの長期力学的挙動を検討し、圧密解析、堆積変化解析を行い、長期挙動の影響を定量的に評価した。その結果、処分場を構成する材料の体積変化がシステムの成立性に大きく影響することが明らかとなり、今後より一層の検討を実施する必要性があることを確認した。3)Ca化されたNaベントナイトの基礎的な物性(膨潤圧、透水係数、一軸圧縮強度)を取得し、既存の知見とともに諸物性を検討した。その結果、乾燥密度1.8g/cm3(100%)程度ではNaベントナイトとCa化されたベントナイトの物性には、差異は認められなかった。4)構築した処分システムについて、コストの検討を行った。その結果、大断面岩洞方式、小断面岩洞方式、サイロ方式、坑道方式の順にコストが高くなる傾向を定量的に把握した。

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コンクリートの長期変質挙動に関する調査研究(4)

鹿島建設*; 大林組*; 清水建設*; 大成建設*

PNC TJ1449 92-005, 351 Pages, 1992/02

PNC-TJ1449-92-005.pdf:16.66MB

コンクリートは放射性廃棄物の処分において、固化体、緩衝材及びシール材等としての利用が検討されている。本研究は、このような使用条件下におけるコンクリートの長期変質挙動の予測手法の調査を目的として1987年に開始した。昨年までに、コンクリートの長期変質挙動に関する文献調査と、既設構造物から採取したコンクリート試料の変質状態の調査を行ってきた。本年度は、これまでの調査に準拠して、文献調査を継続するとともに、比較的古い既設構造物から採取したコンクリート試料についてその変質状態を調査した。構造物は1956年に建設された(35年経過)東京湾近くにある火力発電所の施設である。また、塩素イオン、重炭酸イオン又は硫酸イオンに晒されるセメント混合物の変質速度や反応の最終物質を調査するための室内実験を開始した。結果をまとめると以下のとおりである。(1)変質挙動の予測手法に関連する文献について・コンクリートの炭酸化のメカニズムや硫酸塩による劣化を検討した文献が収集されたが、コンクリートの長期変質挙動の予測手法や変質の速度に関して直接的に有益な資料は少なかった。(2)実構造物から採取したコアの変質程度について・土との接触部付近のコンクリートは炭酸化による変質が認められ、CaO/SiO/SUB2モル比が内部のコンクリートに比べて減少していた。(3)コンクリートの変質に関する室内試験について・NaCl、NaHCO/SUB3及びNa/SUB2/SO/SUB4の各種溶液中に3ヶ月浸漬した粉砕試料において、すでに変質が開始していることが確認された。

報告書

地下深部における地層科学研究手法の検討

大成建設*; 清水建設*; 大林組*; 鹿島建設*

PNC TJ1449 91-007, 299 Pages, 1991/03

PNC-TJ1449-91-007.pdf:9.09MB

地層科学研究においては、地下深部の諸現象を的確に把握するために天然の地質環境が維持されている岩体中に地下の研究施設を設け、施設建設前から、施設完成後に地下で行う試験研究までの一連の調査試験研究を行おうとするものである。地下の研究施設については、堆積岩系を対象とした施設を「深地層試験場」と、また結晶質岩系を対象とした施設を「地下研究施設」と名付け、これまで施設概念とここで行う調査試験の概要を明らかにしてきた。しかしながら、これらの地下深部における調査試験は国内外でも実施例が少なく、あるいは全く行われたことがない独自の内容が含まれる。従って提案されている調査試験項目についての実施手法はいまだに具体的に確立されていないものも多く、検討課題も残されているものと考えられる。本研究では、地下の研究施設において立坑掘削時に実施すべき調査試験手法の具体化を計り、実際に実施する上での開発課題を明らかにすると共に、その開発方法を示すことを目的とする。

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地層処分におけるバックフィル材料に関する研究

鹿島建設*; 大林組*; 清水建設*; 大成建設*; 間組*

PNC TJ1449 91-004, 493 Pages, 1991/03

PNC-TJ1449-91-004.pdf:8.18MB

放射性廃棄物の地層処分においては、廃棄物の定置後、処分のために掘削した処分孔、処分坑道及び立坑を人工バリア材の一つであるバックフィル材(緩衝材、埋め戻し材、プラグ材、グラウト材等)で埋めることにより廃棄体の隔離性能を確保する必要がある。これらの材料には、処分後環境条件のもとで長期にわたって、止水性、核種収着性、機械的安定性等を維持することが要求される。本研究では、バックフィル候補材料であるベントナイト(クニゲルV1を参考材料とする)について、クリープ特性、熱伝導特性及び透水・拡散特性を評価するために、三軸クリープ試験方法や熱伝導率測定法の検討と予備試験、不飽和透水係数の測定法の検討を行い、バックフィル材の長期的挙動を予測・評価するための解析手法の検討を行った。また、既存の連成コードを用いてバックフィル材中の熱・応力・水理の連成解析を実施し、その結果を実験的に評価するために必要な水分測定センサーを調査し、適用可能性について検討を行った。

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コンクリートの長期変質挙動に関する調査研究(3)(成果概要)

大林組*; 鹿島建設*; 清水建設*; 大成建設*

PNC TJ1449 91-006, 68 Pages, 1991/01

PNC-TJ1449-91-006.pdf:1.9MB

コンクリートは放射線廃棄物の処理において、固化体、緩衝材、グラウト材、シール材及びプラグ材などとしての利用が検討されている。本研究は、自然条件下で長期間にわたって変質の進行したコンクリートの変質挙動に関する文献調査を行い、コンクリート構造物から変質したコンクリート試料を採取して、その試料の変質状態の調査研究を行ってきた。本年度は、さらにコンクリートの長期変質挙動に関するデータを蓄積することを目的として、コンクリート構造物から採取した試料についてその変質状況について試験検討を行った。試料採取を行ったコンクリート構造物は、昭和13年に建設(52年経過)された東京都心のビル及び昭和4年に建設(61年経過)された横浜新港の埠頭である。得られた試料について、その変質に関する各種の試験を行うと同時に、長期の変質挙動の予測手法に関する文献調査を行い、以下が明らかになった。(1)コンクリートの変質過程について試験したコンクリートは、それ程変質していないようである。これは、ビルのコンクリートコアは地下3階外壁から、埠頭のコンクリートブロックは海水面下から採取され、両試料とも比較的に安定した環境にあったためであると考えられた。(2)変質挙動の予測手法に関連する文献についてコンクリートの長期の変質挙動の予測手法や実際の変質程度を検討した結果と比較検討が可能な研究は少なかった。

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コンクリートの長期変質挙動に関する調査研究(3)(成果報告書)

大成建設*; 清水建設*; 大林組*; 鹿島建設*

PNC TJ1449 91-005, 256 Pages, 1991/01

PNC-TJ1449-91-005.pdf:10.52MB

コンクリートは放射線廃棄物の処理において、固化体、緩衝材、グラウト材、シール材、及びプラグ材などとしての利用が検討されている。本研究は、自然条件下で長期間にわたって変質の進行したコンクリートの変質挙動に関する文献調査を行い、コンクリート構造物から変質したコンクリート試料を採取して、その試料の変質状態の調査研究を行ってきた。本年度は、さらにコンクリートの長期変質挙動に関するデータを蓄積することを目的として、コンクリート構造物から採取した試料についてその変質状況について試験検討を行った。試料採取を行ったコンクリート構造物は、昭和13年に建設(52年経過)された東京都心のビル及び昭和4年に建設(61年経過)された横浜新港の埠頭である。得られた試料について、その変質に関する各種の試験を行うと同時に、長期の変質挙動の予測手法に関する文献調査を行い、以下が明らかになった。(1)コンクリートの変質過程について試験したコンクリートは、それ程変質していないようである。これは、ビルのコンクリートコアは地下3階外壁から、埠頭のコンクリートブロックは海水面下から採取され、両試料とも比較的に安定した環境にあったためであると考えられた。(2)変質挙動の予測手法に関連する文献についてコンクリートの長期の変質挙動の予測手法や実際の変質程度を検討した結果と比較検討が可能な研究は少なかった。

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