概要調査段階における設計・性能評価手法の高度化; NUMO-JAEA共同研究報告書(2011年度)(共同研究)

柴田 雅博; 澤田 淳; 舘 幸男; 牧野 仁史; 早野 明; 三ツ井 誠一郎; 谷口 直樹; 小田 治恵; 北村 暁; 大澤 英昭; et al.

JAEA-Research 2012-032, 298 Pages, 2012/09

JAEA-Research-2012-032.pdf:33.68MB

原子力機構(JAEA)と原子力発電環境整備機構(NUMO)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について、原子力機構が蓄積してきた技術やノウハウを、NUMOが今後の処分事業に適用できるよう、実施主体の視点に沿って実用化を図っていくための具体的な考え方と進め方を策定するとともに、必要な開発課題と今後の計画を明らかにすることを目的として、2011年度に共同研究を実施した。実施テーマと概要は以下の通り。(1)対象母岩の選定に関する検討:母岩特性のうち水理に着目し、母岩特性を評価するための項目、及び地下水移行時間の評価手法について、地質環境の調査・評価と関連付けたうえで整理した。(2)シナリオの構築に関する検討:シナリオ構築手順を具体化するとともに、ガラス固化体の溶解と核種の浸出、オーバーパックの腐食、緩衝材の長期変遷について、現象理解に関する最新の知見を構造的に整理した。(3)核種移行パラメータの設定に関する検討:緩衝材の分配係数と拡散係数、母岩の分配係数を対象として、パラメータ設定の方法論を検討し、その方法論に従った試行を行った。(4)知識情報の品質確保に関する検討:知識情報の品質を確保するための考え方や手法を、(2)シナリオの構築で検討した状態設定に対する論拠に関する情報を例として検討した。

オーバーパック溶接部の耐食性評価に関する研究,4(共同研究)

横山 裕*; 三井 裕之*; 高橋 里栄子; 谷口 直樹; 朝野 英一*; 内藤 守正; 油井 三和

JAEA-Research 2008-072, 232 Pages, 2008/10

JAEA-Research-2008-072.pdf:45.2MB

溶接部(溶接金属及び熱影響部)と母材は材料の性状が異なるため、溶接部の耐食性も母材と異なる可能性がある。本研究ではTIG溶接,MAG溶接及び電子ビーム溶接(EBW)による溶接試験体から切り出した試験片を用いて、炭素鋼溶接部の耐食性について母材との比較を行った。腐食試験は以下の3つの項目に着目して行った。(1)酸化性雰囲気における全面腐食,孔食,(2)すきま腐食進展挙動・応力腐食割れ感受性,(3)還元性雰囲気における全面腐食進展挙動,水素脆化感受性。その結果、TIG溶接及びMAG溶接の溶接金属部において全面腐食と孔食・すきま腐食に対して耐食性の低下が示唆された。この原因として、溶接で使用された溶加材の成分や多層盛溶接の多重熱サイクルによる組織変化の影響を受けた可能性がある。溶加材を使用しないEBWについてはいずれの腐食形態に対しても耐食性の低下は認められなかった。応力腐食割れについては、低濃度炭酸塩溶液中では、母材と同様、いずれの溶接方法における溶接金属部,熱影響部においてもSCC感受性が認められなかった。

Progress of R&D on geological disposal of high-level radioactive waste (HLW) in Japan

石川 博久; 五十嵐 寛; 梅木 博之; 清水 和彦; 宮原 要; 石丸 恒存; 三ツ井 誠一郎

Proceedings of 6th Pacific Rim Conference on Ceramic and Glass Technology (PacRim6) (CD-ROM), 17 Pages, 2006/09

サイクル機構では、高レベル放射性廃棄物の処分事業と安全規制の双方の基盤的な技術や情報として寄与できるよう、2つの深地層研究施設,地層処分基盤研究施設,地層処分放射化学研究施設等を活用した研究開発を進めている。1999年に公開した「第2次取りまとめ」以降の研究成果については、年報として公開するとともに、これらの年報を基盤とした「平成17年度成果取りまとめ」を2005年に公開する予定である。

原研X線ビームライン(BL14B1,BL11XU)の現状

小西 啓之; 塩飽 秀啓; 米田 安宏; 三井 隆也; 西畑 保雄

SPring-8利用者情報, 4(5), p.4 - 8, 1999/09

SPring-8にある原研ビームラインのうち、BL14B1及びBL11XUの現状について報告する。1998年3月に本格的な利用運転を開始したBL14B1(材料科学用ビームライン)については、分光結晶の水冷却の際に生じる振動を軽減するための対策と、新型間接冷却用分光結晶の性能試験について報告する。また1996年に建設を開始したBL11XU(材料科学用ビームライン)については、1998年のコミッショニングを経て1992年の核共鳴散乱装置立ち上げに至るまでの経過について述べる。

Corrosion behavior of the weld zone of carbon steel overpack for HLW final disposal

横山 裕*; 三井 裕之*; 高橋 里栄子*; 大槻 彰良*; 朝野 英一*; 谷口 直樹; 油井 三和

no journal, , 

日本では高レベル放射性廃棄物の地層処分用容器のオーバーパック材料として炭素鋼が候補として検討されている。オーバーパックには、内包するガラス固化体を地下水との接触から1,000年間隔離する閉じ込め性が求められている。オーバーパックは、埋設後に岩盤や地下水,緩衝材から受ける圧力に耐えうる機械的特性と、地下水の接触による腐食の進行に耐えうる耐食性の観点からその板厚が設定されている(1)。一方、オーバーパックは溶接により最終的な封入を完了するが、溶接技術の適用性検討にあたり、母材と同様、機械特性及び耐食性の観点から溶接部の長期に渡る信頼性を確認しておく必要がある(2)。そこで本研究では適用可能性のあるTIG溶接(GTAW),MAG溶接(GMAW),EBW(電子ビーム溶接)の3つの溶接方法による溶接部の腐食挙動を調査するために、埋設初期の酸化性の処分環境を想定した条件における溶接試験片を用いた浸漬試験を行った。

海水中におけるガラス固化体の浸出挙動

大森 弘幸; 前田 敏克; 三ツ井 誠一郎; 馬場 恒孝

no journal, , 

沿岸域に地層処分場を立地した場合における高レベル放射性廃棄物ガラス固化体の溶解メカニズムを調べるために、模擬ガラス固化体を用いた静的浸出試験を人工海水中で実施した。海水成分であるマグネシウムイオンが共存する条件では、ガラス固化体の溶解速度は時間とともに減少せず速い速度のままで溶解するが、液中マグネシウムイオンの濃度が低くなるとガラス固化体の溶解速度は低下した。また、浸出したガラス表面にマグネシウムケイ酸塩が析出していることがわかった。これらの結果から、海水中ではマグネシウムケイ酸塩が形成されることによってガラスの種構成元素であるケイ素が消費されるため、ガラス固化体の溶解が速い速度で進行したものと考えられる。

広範な環境条件におけるベントナイト・珪砂混合体中の炭素鋼の腐食挙動

鈴木 宏幸*; 北山 彩水; 三ツ井 誠一郎; 谷口 直樹

no journal, , 

地層処分における炭素鋼オーバーパック周囲の環境条件は処分場の地質環境に応じて多様なケースが想定されるとともに処分場閉鎖後の状態変遷によっても変化する可能性がある。本研究では、このような環境条件における炭素鋼の腐食挙動を把握することを目的として、オーバーパックの周囲に施工される緩衝材を想定したベントナイト・珪砂混合体中で条件を変えた浸漬試験を従来の環境条件の想定範囲を超える温度や水質などを含め幅広い条件で実施し、腐食挙動への影響を評価した。

淡水系地下水環境中での銅電極のカソード反応への炭酸水素イオンの影響

三好 優磨*; 井上 博之*; 三ツ井 誠一郎; 土橋 竜太*

no journal, , 

我が国では、幅広い選択肢を確保する目的で、代替処分オプションとして使用済燃料の直接処分に関する調査や研究が進められている。直接処分では、安全評価上の支配核種の一つであるC-14の十分な減衰に必要な期間を考慮し、より長期の閉じ込め機能が期待できる純銅で本体を覆う、銅-炭素鋼複合容器も検討されている。本研究では、低酸素雰囲気の淡水系地下水環境での純銅のカソード反応へのHCOの影響を検討した。純銅を試験極とした分極測定の結果から、腐食のカソード電流として想定される比較的低い電流密度域では、HCOは、電極界面のpH変化を緩衝する作用によって、Hを酸化剤とする水素発生反応を機構とするカソード反応を促進することが推察された。腐食のカソード反応においてHCOが直接、酸化剤として作用する可能性は低いと考えられる。また、純鉄および白金の分極測定結果との比較から、純銅表面での水素発生反応速度は相対的に低いことが確認された。