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五月女 敦; 原 啓二
PNC TN8410 92-332, 69 Pages, 1992/10
処分場立坑は、廃棄体の定置後、埋戻し材、プラグ、グラウト等によって地層が本来有している性能に影響を及ぼさないようにシーリングしなければならない。本報告書は、プラグ長、プラグ個数、グラウト長等をパラメータとして有限要素法を用いた立坑周辺の地下水流動解析と核種移行解析を実施し、シーリングシステムに関する検討を行ったものである。検討の結果、主に以下のようなことが分かった。1.立坑を理戻し材のみによりシーリングする場合、周辺岩盤の緩み域の特性によっては立坑周辺が核種の移行経路となる可能性があるため、緩み域に対する止水性を確保するためプラグ等を併用する必要がある。2.地下水流動解析の結果、プラグ長による止水性の効果はあまり期待できない。3.立坑内に数個のプラグを設置することにより緩み領域、埋戻し部の地下水流速を低減することができる。4.シーリングシステムとしてプラグ、グラウト、埋戻し材を適切に組み合わせることにより 核種移行の遅延効果、低減効果が期待できる。
原 啓二; 五月女 敦
PNC TN8410 92-167, 51 Pages, 1992/09
地層処分システムの概念の技術的有効性を具体的に明らかにするために、処分システムにおける建設・操業・閉鎖の一連の作業の中で、ここでは、ガラス固化体を受入れ、搬送・定置する操業について、その手順、システム、スケジュールの検討を行った。検討に当たっては、処分するガラス固化体の総体数を4万本と設定し、これを1ヵ所の処分場に処分するとした場合の操業の手順ならびに必要となる各種の検査設備や、オーバーパックへの封入設備等を収納した地上施設、廃棄体を地上施設から地下施設へ搬送する設備、人エバリアの定置設備等の具体例を示した。また、廃棄体の搬送にキャスクカー、アクセス立坑にエレベータを用いた場合の操業スケジュールを例示した。
藤田 朝雄; 五月女 敦; 原 啓二
PNC TN8410 92-170, 84 Pages, 1992/06
高レベル廃棄物地層処分における緩衝材には止水性・核種吸着性・機械的安定性など多くの性能が要求される。現在までのところ、これらの要求性能の多くを満足するものとして圧縮べントナイトが有望な候補材料と考えられている。動燃事業団では、地層処分研究の一環として、人工バリア技術開発および性能評価の基礎データとするために緩衝材の特性に関する研究を進めている。本報告は、緩衝材としての圧縮ベントナイトの力学特性の把握を目的として、三軸圧縮試験を実施し圧縮ベントナイトの静的な応力条件下の変形特性、せん断特性やその密度、飽和度、温度依存性等に関するデータをまとめたものである。実験方法は、非圧密非排水(UU)三軸圧縮試験法であり、試験パラメータは、緩衝材の乾燥密度、飽和度、温度、ケイ砂含有率である。試験結果より、応力-ひずみ関係、破壊応力及び弾性係数は、乾燥密度、飽和度、温度、ケイ砂含有の有無に影響を受けることが示された。温度の影響は他のパラメータに比べ顕著には現れなかった。破壊時の包絡線は、今回の拘束圧レベルでは、モールの破壊包絡線で示すことができ、せん断特性を概略的に把握することができた。
五月女 敦; 藤田 朝雄; 原 啓二; 納多 勝
PNC TN1410 92-055, 99 Pages, 1992/01
高レベル廃棄物の地層処分における地下空洞は、比較的長期にわたる建設、操業、閉鎖の作業期間中、安定性が確保されていることが要求される。ここでは、処分深度、岩盤物性をパラメータとして理論解および有限要素法による空洞安定解析により坑道の支保工の程度を概略検討した。処分深度については、地下数100メートル以深を想定していることから、300
1,000mの範囲で、空洞の安定解析を行った。岩盤の力学物性については、結晶質岩系岩盤としては日本に広く分布するカコウ岩を、堆積岩系岩盤としては第三紀の堆積岩を代表的な岩種とし、いくつかの実測例を参考にして、結晶質岩系岩盤については2種類の物性を、堆積岩系岩盤については岩盤強度が小さく、支保が重要なことから、3種類の物性を検討用に設定した。空洞安定解析の計算により得られた主な結果は以下の通りである。(1)支保工の程度は、深度(初期応力)、岩盤物性、岩盤壁面の直ひずみや塑性領域をどの程度許容するかに依存する。(2)結晶質岩系岩盤の支保は、無支保または空洞壁面の剥離を抑える目的のロックボルトと吹き付けコンクリート程度と考えられる。(3)堆積岩系岩盤については、結晶質岩系岩盤に比べて岩盤壁面の変位が大きく、吹き付けコンクリートとロックボルトに加えて鋼製支保および内巻コンクリートを用いた複合構造が考えられる。(4)理論解による空洞安定解析結果は、偏圧条件下での詳細な有限要素法による解析結果とほぼ同様な結果が得られている。
五月女 敦; 藤田 朝雄; 原 啓二; 納多 勝
PNC TN1410 92-054, 88 Pages, 1992/01
高レベル放射性廃棄体からの放熱によるニアフィールドの温度分布およびその経時変化を解析評価し、処分場の熱的安定性のなかで問題となる緩衝材の熱変質の観点から廃棄体の埋設密度の検討を行うために、ニアフィールドの3次元有限要素法による熱解析を実施した。さらに、ファーフィールドの温度分布および経時変化を解析評価するために、ニアフィールドの熱解析で得られた結果をもとに、処分場の規模を設定し、等価な熱源を与えたファーフィールドの軸対象有限要素法による熱解析を実施した。廃棄体の発熱条件としては、ガラス固化後の冷却のための中間貯蔵期間を30年と設定し、緩衝材の熱物性については、廃棄体の発熱により乾燥することを考慮して伝熱条件のよりきびしい値を改定して検討した。また、岩盤の熱物性については、実測されている結晶質岩と堆積岩の平均的な値を用いた。ニアフィールドおよびファーフィールドの熱解析により得られた主な結果は以下の通りである。(1)ニアフィールn 各部の温度は、廃棄体埋設直後から上昇し、1050年後で最大となり、10,000年後にはほぼ初期地温まで低下する。(2)人工バリア材および周辺岩盤の温度は、廃棄体の埋設密度を調整することにより十分低い温度に制御することができる。(3)緩衝材の熱変質に対する許容温度を諸外国の例も参考にして約100度Cとした場合、廃棄体の埋設密度は約80100m/SUP2に一本となる。(4)処分場周辺岩盤の温度は50年後に最大約75度C程度まで上昇するが、地表面の温度はほとんど変化しないことから廃棄体の発熱による地上への影響は無視できると考えられる。
藤田 朝雄; 五月女 敦; 原 啓二; 納多 勝
PNC TN1410 92-053, 30 Pages, 1992/01
地層処分の性能評価のためのニアフィールド環境条件を明らかにする観点から人工バリアの構造力学条件に係る緩衝材の浸潤・膨潤変形挙動・緩衝材中のオーバーパックの沈下挙動の概略的な評価検討を行った。緩衝材の浸潤・膨潤変形挙動をモデル化し、それを用いて人工バリアにおける緩衝材の浸潤・膨潤変形挙動の解析検討を行い、オーバーパック周りの緩衝材が飽和に達する再冠水時間及び浸潤にともなう膨潤圧力の経時変化を示した。また、緩衝材中の間隙水の排水を考慮した2種類のモデルを用いて緩衝材が飽和した後の長期的なオーバーパックの沈下解析を実施、緩衝材はオーバーパックの空間的な位置を保持し得るという結果を得た。
五月女 敦; 原 啓二
Materials Research Society Symposium Proceedings, Vol.475, 0 Pages, 1992/00
本文は、平成4年12月にアメリカのボストンで開催される米国材料学会国際会議に発表する予定の論文である。内容は、地層処分におけるシーリングシステムの設計と性能評価を行う目的で、プラグ及びグラウトの厚さ、数をパラメータにした立坑周辺のFEMによる水理・核種移行解析の結果であり、シーリングシステムは、十分な止水効果と核種の遅延効果が期待できる結果が得られた。
佐々木 憲明; 湯佐 泰久; 五月女 敦; 佐藤 信二*; 原 啓二
PNC TN8410 91-075, 91 Pages, 1991/02
人工バリアの一つである緩撃材中では,廃棄物の発熱,岩盤からの地下水の浸入,地圧や緩衝材の膨潤圧の発生という複数の現象が相互に関連して生じる。処分後のニアフィールドにおける緩衝材の環境を正確に予測するためには,このような熱-水-応力の連成現象を観察し,これを解析する手法を開発することが必要である。緩撃材大型試験設備は,人工バリアの構成要素の一つである緩衝材に生じる熱-水-応力の連成現象の解明と解析手法・コードの開発を目的として建設されたものであり,試験の第一段階として廃棄物の発熱により緩衝材に生じる伝熱および水分移動状況を調べるための加熱試験を実施した。本報告書は,加熱試験の結果を報告するとともに,合わせて実施した熱伝導解析および熱-水-応力連成解析結果について報告するものである。
五月女 敦; 原 啓二
16th Scientific Basis Symposium for Radioactive Waste Management, ,
本文は、平成4年11月にアメリカのボストンで開催される米国材料学会国際会議に発表する予定の論文のアブストラクトである。内容は、地層処分におけるシーリングシステムの設計と性能評価を行う目的で、プラグ及びグラウトの厚さ、数をパラメータにした立坑周辺のFEMによる水理・核種移行解析の結果を示すものであり、シーリングシステムは、十分な止水効果と核種の遅延効果が期待できる結果が得られた。
