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深沢 栄造*; 田中 益弘*; 山本 博之*; 平 和男*; 山本 正明*; 奥津 一夫*; 羽根 幸司*; 青柳 孝義*; 森川 誠司*; 古市 光昭*
PNC TJ1100 98-007, 60 Pages, 1998/02
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。またTRU廃棄物は、半減期が十万年以上の核種を含有するため、長期間にわたりこれを人間環境から隔離することが要求される。本研究では処分システムの長期健全性に係わる重要事象の検討と、大空洞処分技術の開発、及び設計研究を実施した。本年度の研究成果を以下に示す。1)平成7年度及び8年度に抽出・検討した事象について、漏れがないことを他研究の成果を踏まえて再検討した上で事象を整理した。また抽出された各事象に対する現状の知見、設計の考え方、課題・対応を整理し、今後の検討の方向性を明確にすることができた。2)人工バリア材の体積変化に対するシステム健全性評価の一環として、人工バリア材料のうち、ベントナイトの周辺に空隙が発生したことを想定し、飽和ベントナイトの自己シール状況の把握と止水機能の確認及び体積変化後の密度分布変化を調べた。また、自己シール性確認実験を補完することを目的に飽和ベントナイト試料に対する膨潤試験を行った。これらの結果を基に、人工バリア材の体積変化に対するシステム健全性の評価を行った。3)処分システム閉鎖直後の状態を想定し、不飽和状態における底部ベントナイト層の変形挙動ならびに支持力評価を行った。また、平成7年度に実施した飽和状態における変形挙動に関しても再検討を行った。4)平成8年度の委託研究で調査した「大久保モデル」を用いて試解析を実施し、大空洞の処分システム成立性の見通しを検討した。5)ナトリウム型ベントナイト単体、カルシウム型に変質させたベントナイト単体、天然のカルシウム型ベントナイト単体およびカルシウム型に変質させたベントナイトにケイ砂を混合した材料に対し、飽和水酸化カルシウム水溶液を通水させた系で膨潤圧、透水係数を試験により取得した。6)これまで処分システム設計で考慮しているいくつかの処分方式に対し、数値解析法により空洞の安定性を評価した。解析結果により得られる変形、緩み領域を用いて構造的安定性の評価を行うことができた。
深沢 栄造*; 田中 益弘*; 山本 博之*; 平 和男*; 山本 正明*; 奥津 一夫*; 羽根 幸司*; 青柳 孝義*; 森川 誠司*; 古市 光昭*
PNC TJ1100 98-006, 434 Pages, 1998/02
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。またTRU廃棄物は、半減期が十万年以上の核種を含有するため、長期間にわたりこれを人間環境から隔離することが要求される。本研究では処分システムの長期健全性に係わる重要事象の検討と、大空洞処分技術の開発、及び設計研究を実施した。本年度の研究成果を以下に示す。1)平成7年度及び8年度に抽出・検討した事象について、漏れがないことを他研究の成果を踏まえて再検討した上で事象を整理した。また抽出された各事象に対する現状の知見、設計の考え方、課題・対応を整理し、今後の検討の方向性を明確にすることができた。2)人工バリア材の体積変化に対するシステム健全性評価の一環として、人工バリア材料のうち、ベントナイトの周辺に空隙が発生したことを想定し、飽和ベントナイトの自己シール状況の把握と止水機能の確認及び体積変化後の密度分布変化を調べた。また、自己シール性確認実験を補完することを目的に飽和ベントナイト試料に対する膨潤試験を行った。これらの結果を基に、人工バリア材の体積変化に対するシステム健全性の評価を行った。3)処分システム閉鎖直後の状態を想定し、不飽和状態における底部ベントナイト層の変形挙動ならびに支持力評価を行った。また、平成7年度に実施した飽和状態における変形挙動に関しても再検討を行った。4)平成8年度の委託研究で調査した「大久保モデル」を用いて試解析を実施し、大空洞の処分システム成立性の見通しを検討した。5)ナトリウム型ベントナイト単体、カルシウム型に変質させたベントナイト単体、天然のカルシウム型ベントナイト単体およびカルシウム型に変質させたベントナイトにケイ砂を混合した材料に対し、飽和水酸化カルシウム水溶液を通水させた系で膨潤圧、透水係数を試験により取得した。6)これまで処分システム設計で考慮しているいくつかの処分方式に対し、数値解析法により空洞の安定性を評価した。解析結果により得られる変形、緩み領域を用いて構造的安定性の評価を行うことができた。
稲葉 武史*; 戸井田 克*; 塩釜 幸弘*; 山本 拓治*; 安井 信吾*; 深沢 栄造*; 田中 益弘*
PNC TJ1100 98-004, 88 Pages, 1998/02
高レベル放射性廃棄物の地層処分においては、廃棄体の定置後、処分のために建設した地下構造物を人工バリア材の一つである埋戻し材、プラグ材、グラウト材により閉鎖し、廃棄体の隔離性能を長期にわたり確保する必要がある。そこで、わが国の地質環境条件に適応し得るこれら閉鎖システムの確立に資するため、室内試験および原位置試験を通じてこれらの性能を定量的に評価していくことが必要である。本年度は、ベントナイトの動的物性値の取得及びカナダにおいて開始したトンネルシーリング性能原位置試験の設計や計測に係わる調査、検討を行った。以下にその概要を示す。(1)不飽和ベントナイト単体及び飽和砂ベントナイトの動的三軸試験を行い、ベントナイト単体及び混合土の動的変形特性を取得した。(2)AECL地下研究施設において実施しているトンネルシーリング性能試験に係わる、1)計測項目、計測機器の配置、2)ベントナイトブロックの施工、3)グラウト予備試験、4)トレーサー試験計画、5)ワークショップに係わる資料作成、の項目についての調査、検討を行った。
稲葉 武史*; 戸井田 克*; 塩釜 幸弘*; 山本 拓治*; 安井 信吾*; 深沢 栄造*; 田中 益弘*
PNC TJ1100 98-003, 204 Pages, 1998/02
高レベル放射性廃棄物の地層処分においては、廃棄体の定置後、処分のために建設した地下構造物を人工バリア材の一つである埋戻し材、プラグ材、グラウト材により閉鎖し、廃棄体の隔離性能を長期にわたり確保する必要がある。そこで、わが国の地質環境条件に適応し得るこれら閉鎖システムの確立に資するため、室内試験および原位置試験を通じてこれらの性能を定量的に評価していくことが必要である。本年度は、ベントナイトの動的物性値の取得及びカナダにおいて開始したトンネルシーリング性能原位置試験の設計や計測に係わる調査、検討を行った。以下にその概要を示す。(1)不飽和ベントナイト単体及び飽和砂ベントナイトの動的三軸試験を行い、ベントナイト単体及び混合土の動的変形特性を取得した。(2)AECL地下研究施設において実施しているトンネルシーリング性能試験に係わる、1)計測項目、計測機器の配置、2)ベントナイトブロックの施工、3)グラウト予備試験、4)トレーサー試験計画、5)ワークショップに係わる資料作成、の項目についての調査、検討を行った。
栗原 雄二*; 深沢 栄造*; 堀田 政国*; 窪田 茂*
PNC TJ1449 97-005, 207 Pages, 1997/03
本研究は、地層処分システム全体の詳細検討を行い、我が国の自然環境条件に即した実現可能な処分施設の詳細仕様について検討すると共に、地層処分システムの設計解析手法の整備を進めることを目的とするものである。既住の研究成果を踏まえ、本年度は以下の項目について検討を行っている。1)設計研究に係る前提条件の整備2)人工バリア及び処分施設に関する設計・製作技術の検討3)処分施設に関する事前調査及び建設・操業・閉鎖に関する検討4)安全対策及び経済性に関する検討この内1)については、我が国の水系パターンや断層間隔等の自然環境条件を踏まえた10km四方の仮想地形及び仮想地質構造モデルを結晶質岩と堆積岩について構築した。また、岩盤物性データの整備として力学、水理学、熱の分類でデータの収集を行うと共にひずみ軟化のデータ取得のための室内実験を実施し、データベースの整備を行っている。2)では、人工バリアの力学解析として個別現象の解析と複合現象の解析を実施し、前者からはオーバーパックの沈下量が約2mmという結果を得た。また、耐震安定性の評価では13地点の地震観測事例の調査を行い設計地震動の考え方を整理すると共に、既住の耐震設計手法の調査を行いその考え方を整理した。連成現象については、廃棄体の熱に起因する地下水の対流による熱の移流を評価するための熱-水連成解析を実施した。3)では、事前調査項目の整理として、地質学特性、岩盤力学特性、水理学特性、地化学特性の設計入力データ項目をまとめた。建設・操業・閉鎖の各段階については、必要なモニタリング項目の整理を行うと共に、各段階における実施事項の手順及び工程の検討を行った。また、閉鎖技術については関連する物性値の取得状況の整理、核種の半減期及び分配係数や侵出条件のプラグ効果に対する影響を評価するための核種移行解析、支保工の撤去に関する検討を実施した。4)ではFEPの整理と対策として建設・操業・閉鎖で想定される事故事象を整理し、その対策の検討を行うと共に、操業と閉鎖に関る単価の調査と整理を行った。
栗原 雄二*; 深沢 栄造*; 堀田 政国*; 窪田 茂*
PNC TJ1449 97-004, 901 Pages, 1997/03
本研究は、地層処分システム全体の詳細研究を行い、我が国の自然環境条件に即した実現可能な処分施設の詳細仕様について検討すると共に、地層処分システムの設計解析手法の整備を進めることを目的とするものである。既住の研究成果を踏まえ、本年度は以下の項目について検討を行っている。1)設計研究に係る前提条件の整備2)人工バリア及び処分施設に関する設計・製作技術の検討3)処分施設に関する事前調査及び建設・操業・閉鎖に関する検討4)安全対策及び経済性に関する検討この内の1)については、我が国の水系パターンや断層間隔等の自然環境条件を踏まえた10km四方の仮想地形及び仮想地質構造モデルを結晶質岩と堆積岩について構築した。また、岩盤物性データの整備とての力学、水理学、熱の分類でデータの収集を行うと共にひずみ軟化のデータ取得のための室内試験を実施し、データベースの整備を図っている。2)では、人工バリアの力学解析として個別現象の解析と複合現象の解析を実施し、前者からはオーバーパックの沈下量が約2mmという結果を得た。また、耐震安定性の評価では13地点の地震観測事例の調査を行い設計振動の考え方を整理すると共に、既住の耐震設計手法の調査を行いその考え方を整理した。連成現象については、廃棄体の熱に起因する地下水の対流による熱の移流を評価するための熱-水連成解析を実施した。3)では、事前調査項目の整理として、地質学特性、岩盤力学特性、水理学特性、地化学特性の設計入力データ項目をまとめた。建築・操業・閉鎖の各段階については、必要なモニタリング項目の整理を行うと共に、各段階における実施事項の手順及び工程の検討を行った。また、閉鎖技術については関連する物性値の取得状況の整理、核種の半減期及び分配係数や侵出条件のプラグ効果に対する影響を評価するための核種移行解析、支保工の撤去に関する検討を実施した。4)では、FEPの整理と対策として建設・操業・閉鎖で想定される事故事象を整理し、その対策の検討を行うと共に、操業と閉鎖に係る単価の調査と整理を行った。
not registered; 小関 喜久夫*; 深沢 栄造*; 山本 博之*; 平 和男*; 田中 俊行*; 須山 泰宏*; 近藤 嘉広*; 末吉 隆信*; 藤沢 理*; et al.
PNC TJ1100 97-002, 85 Pages, 1997/03
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定数を取得する。本年度の研究成果を以下に示す。1)平成7年度の研究成果を基に本年度の研究内容もふまえた上で、TRU廃棄物の処分概念の構築方法並びに設計手順について整理を行った。その結果、処分概念の合理的な設計手順をフローチャートを用いて示すことができ、概念構築の方法を明確にすることができた。2)TRU廃棄物の処分概念を構築するための基礎検討として、廃棄体特性の整理、掘削可能径の検討、合理的な廃棄体収納方法及び定置方法の検討を行い、最終的に処分空洞の断面形状を設定した。その結果、本研究では処分空洞の方式を断面形状寸法及び空洞形態に応じて岩洞方式、坑道方式、サイロ方式の3種類を設定した。3)処分システムの長期安定性に係わるシナリオの検討としてFEPの分類・整理を行い、力学事象に関連するFEPの抽出を行った。そのうち、処分概念に影響を与えると考えられるセメント系材料及び廃棄体の体積変化、廃棄体からのガスの発生、ベントナイトの圧密の3つの事象についてそれぞれ解析的に予備検討を行った。また大空洞の長期挙動については文献調査を行った。その結果、予備検討の段階では現在設定した処分概念へ大きな影響は及ぼさないことがわかった。4)上記2)の基礎検討及び3)のシナリオ検討の結果を基に、処分場の各部位についての検討を行い、処分場概念の構築を行った。その結果、廃棄体特性に応じた処分空洞を選定することにより、処分場概念の構築は可能となり、3方式のレイアウトを設定した。5)設定した処分空洞、レイアウトなどの処分場概念に対して、建設方法、操業方法、閉鎖方法の検討を行った。その結果、各空洞方式やレイアウトに応じた建設・操業・閉鎖の各作業方法及び工程の設定を行った。6)Na型ベントナイトを強制的にCa型に変質させたベントナイト(Ca化ベントナイト)、Ca型ベントナイト、ケイ砂とCa化ベントナイトの混合材料について基礎的な物性(膨潤圧、浸水係数、一軸圧縮強さ)を取得した。また、Na型ベントナイトおよびCa化ベントナイトの三軸圧縮強さも取得した。7)設定した処分場レイアウトについて、コストの検討を行った。
日比谷 啓介*; 稲葉 武史*; 塩釜 幸弘*; 升元 一彦*; 深沢 栄造*; 平 和男*; 田中 俊行*; 近藤 嘉広*; 山本 正明*; 奥津 一夫*; et al.
PNC TJ1100 97-004, 69 Pages, 1997/02
高レベル放射性廃棄物の地層処分においては、廃棄体の定置後、処分のために建設した地下構造物を人工バリア材の一つである埋戻し材、プラグ材、グラウト材により閉鎖し、廃棄体の隔離性能を長期にわたり確保する必要がある。そこで、わが国の地質環境条件に適応し得るこれら閉鎖システムの確立に資するため、室内試験および原位置試験を通じてこれらの性能を定量的に評価していくことが必要である。本年度は、粘土プラグの性能を評価するため、室内透水試験を実施するとともに、原位置試験の設計検討を実施した。(1)圧縮珪砂ベントナイトによるプラグを模擬した高水圧透水試験を行い、プラグの透水特性を検討した。(2)カナダのURLサイトにおける横坑シーリング試験の事前検討を行い、具体的な施工方法や試験方法を選定した。
日比谷 啓介*; 稲葉 武史*; 塩釜 幸弘*; 升元 一彦*; 深沢 栄造*; 平 和男*; 田中 俊行*; 近藤 嘉広*; 山本 正明*; 奥津 一夫*; et al.
PNC TJ1100 97-003, 130 Pages, 1997/02
高レベル放射性廃棄物の地層処分においては、廃棄体の定置後、処分のために建設した地下構造物を人工バリア材の一つである埋戻し材、プラグ材、グラウト材により閉鎖し、廃棄体の隔離性能を長期にわたり確保する必要がある。そこで、わが国の地質環境条件に適応し得るこれら閉鎖システムの確立に資するため、室内試験および原位置試験を通じてこれらの性能を定量的に評価していくことが必要である。本年度は、粘土プラグの性能を評価するため、室内透水試験を実施するとともに、原位置試験の設計検討を実施した。1)圧縮珪砂ベントナイトによるプラグを模擬した高水圧透水試験を行い、プラグの透水特性を検討した。2)カナダのURLサイトにおける横坑シーリング試験の事前検討を行い、具体的な施工方法や試験方法を選定した。
阿部 裕*; 深沢 栄造*; 平 和男*; 田中 俊行*; 清水 保明*; 奥津 一夫*; 塩崎 信久*; 古市 光昭*
PNC TJ1100 95-004, 114 Pages, 1995/03
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。本研究では処分システムが施工性の観点から成立するかを諸外国の例や既存の構造物等を調査し検討する。また人工バリアにどのような力学的挙動を生じるかを検討し、基本力学定数の取得を行う。本年度の研究成果を以下に示す。1)諸外国のTRU廃棄物処分システムの例や既存の地下構造物等を調査して、施工性の観点からの処分システムの成立性を検討した。2)人工バリア材に長期力学的な観点からどのような挙動が生じるかを検討し、それらの挙動を評価するための既存モデル及びそのモデルに対する力学的定数の調査を行った。3)Ca化されたNaベントナイトの基礎的な物性(膨潤圧、三軸圧縮強度)を取得し、既存の知見とともに、Ca化されたベントナイトの諸物性を検討した。4)今後の力学的挙動の研究の進め方及び既存の評価モデルに追加すべき機能について検討した。
青木 謙治*; 日比谷 啓介*; 塩釜 幸弘*; 戸井田 克*; 深沢 栄造*; 奥津 一夫*; 久保田 翼*
PNC TJ1100 95-002, 195 Pages, 1995/03
高レベル放射性廃棄物の地層処分においては、廃棄体の定置後、処分のために掘削した地下構造物を人工バリア材の一つである埋戻し材、プラグ材、グラウト材等により閉鎖し(以下「シーリング」と呼ぶ)、廃棄体の隔離性能を長期にわたって確保する必要がある。本年度の研究成果を以下に示す。1)礫ベントナイト混合土の基礎的な物性(締固め特性、透水特性、膨張特性、熱特性)を、その混合比を変化させて取得し、既存の知見とともに、礫ベントナイト混合土の諸物性を検討した。2)シーリングシステム(埋戻し材、プラグ、グラウトからなる)の性能を評価するために核種の移流、拡散、吸着、放射性崩壊等の過程を考慮できる核種移行解析を実施した。3)カナダのURLサイトにおける立坑シーリング試験の設計を行い、具体的な試験項目を抽出するとともに、試験対象を選定し、全体の施工工程を設定した。
青木 謙治*; 日比谷 啓介*; 塩釜 幸弘*; 戸井田 克*; 深沢 栄造*; 平 和男*; 久保田 翼*
PNC TJ1100 95-001, 66 Pages, 1995/03
高レベル放射性廃棄物の地層処分においては、廃棄体の定置後、処分のために掘削した地下構造物を人工バリア材の一つである埋戻し材、プラグ材、グラウト材等により閉鎖し(以下「シーリング」と呼ぶ)、廃棄体の隔離性能を長期にわたって確保する必要がある。本年度の研究成果を以下に示す。1)礫ベントナイト混合土の基礎的な物性(締固め特性、透水特性、膨張特性、熱特性)を、その混合比を変化させて取得し、既存の知見とともに、礫ベントナイト混合土の諸物性を検討した。2)シーリングシステム(埋戻し材、プラグ、グラウトからなる)の性能を評価するために核種の移流、拡散、吸着、放射性崩壊等の過程を考慮できる核種移行解析を実施した。3)カナダのURLサイトにおける立坑シーリング試験の設計を行い、具体的な試験項目を抽出するとともに、試験対象を選定し、全体の施工工程を設定した。
