概要調査段階における設計・性能評価手法の高度化,2; NUMO-JAEA共同研究報告書(2012年度)(共同研究)

柴田 雅博; 澤田 淳; 舘 幸男; 早野 明; 牧野 仁史; 若杉 圭一郎; 三ツ井 誠一郎; 小田 治恵; 北村 暁; 大澤 英昭; et al.

JAEA-Research 2013-037, 455 Pages, 2013/12

JAEA-Research-2013-037.pdf:42.0MB

原子力機構(JAEA)及び原子力発電環境整備機構(NUMO)は、平成24年度に引き続き、JAEAがこれまで蓄積してきた技術やノウハウを、NUMOが今後行う精密調査地区の選定等の処分事業に直接適用できるよう、実施主体の視点に沿って実用化を図っていくことを目的として、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検討した。(1)水理の観点からみた母岩の適性を評価する方法に関する検討については、平成24年度に引き続き、結晶質岩を対象とした地下水移行時間の評価ツリーを拡充するとともに、新たに堆積岩を対象とした評価ツリーを作成した。(2)シナリオの構築に関する検討については、平成24年度の状態設定手順を実務的な観点から見直し、緩衝材を対象として試行した。また、安全機能への不確実性の影響について解析的検討を行った。(3)核種移行パラメータの設定に関する検討については、母岩の分配係数を対象に、国内外の事例調査をもとに複数の条件変換手法を含む設定手法を整理し、堆積岩及び花崗岩への適用を通じ妥当性や課題を確認した。さらに、溶解度について、溶解度制限固相の決定を含む設定手法を検討し、主要核種への適用を通じ妥当性や課題を確認した。

幌延深地層研究計画 地下施設建設技術に関する研究

杉原 豊*; 窪田 茂*; 山本 卓也*; 亀村 勝美*; 桑田 尚史*; 端 則夫*

JNC TJ1400 2001-005, 383 Pages, 2003/03

JNC-TJ1400-2001-005.pdf:18.73MB

深地層の研究施設は、深部地質環境に関する知見を充実させるとともに2000年レポートによって示された地層処分技術や知見を実際の深地層での研究を通じて具体的に確認することを目的とする。また、同時に、一般の人々が深地層を実際に体験できる場として計画されている。本年度は、平成14年度前半に予定されている研究所設置地区選定に資することを目的として実施したものである。先ず、平成13年度にB1区域及びB2区域において実施した2本の試錐調査の結果を踏まえて2種類の地盤モデルを作成した。続いて、地下へのアクセス方式や坑道本数をパラメータに地下研究施設の基本レイアウトの検討を実施し、各坑道の空洞安定性の評価を行なった。レイアウトケースとしては、(1)立坑2本案、(2)立坑3本案、(3)スパイラル坑道&立坑1本案、(4)スパイラル坑道&立坑2本案の4ケースを設立した。各ケースに対し、補助工法適用の必要性も含めて施工方法の検討を実施し、施工手順、サイクルタイムを設定するとともに、施工時の仮設備の使用検討を行い、建設工程及び建設費の検討を実施した。また、建設工事に伴う振動や騒音の概略予算評価を実施した。検討結果として、掘削方法は全ての坑道について機械掘削方式を採用し、立坑はショートステップ工法、水平坑道及びスパイラル坑道はNATMとした。また、ズリ出し方式としては、(1)と(2)の立坑案における水平坑道については軌道方式、(3)と(4)のスパイラル案における斜坑及び水平坑道については、(1)と(2)の立坑案で約70ヶ月、(3)と(4)のスパイラル坑道案で約90ヶ月という結果が得られた。

幌延深地層研究計画 地下施設建設に関する基本計画の検討

窪田 茂*; 堀内 秀行*; 納多 勝*; 古市 光昭*; 岩佐 健吾*

JNC TJ1400 2002-003, 1053 Pages, 2003/02

JNC-TJ1400-2002-003.pdf:55.13MB

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地質環境の不確実性評価技術の基礎研究

井尻 裕二*; 服部 弘通*; 鈴木 俊一*; 大石 雅也*; 窪田 茂*; 安達 哲也*; 山本 卓也*

JNC TJ8400 2001-010, 143 Pages, 2001/03

JNC-TJ8400-2001-010.pdf:17.19MB

高レベル放射性廃棄物地層処分の性能評価においては、地質環境の不確実性の影響を評価することが非常に重要な課題となっている。地質環境の不確実性には、調査試験により得られたデータに伴う不確実性と安全評価に用いる水理地質構造モデルに伴う不確実性がある。本研究では、今後サイト特性調査が進められる幌延の深地層研究所をモデルケースとしてデータ不確実性およびモデル不確実性を低減するためのサイト特性調査の合理化手法を開発するとともに、既に地上からの調査が進められている東濃の超深地層研究所をモデルケースとしてモデル不確実性を低減するためのモデル化手法を確立することを目的とする。幌延の深地層研究所を対象として実施するサイト特性調査の合理化手法の開発においては、調査の各段階における情報に基づいて概念モデルを構築し、概念モデルおよびデータの不確実性を考慮した感度解析を実施して、性能評価結果に対する感度が大きい項目(概念モデルおよびパラメータ)を同定する。この結果に基づいて、概念モデルの不確実性の感度が大きい場合には概念モデルを特定する調査を行い、データの不確実性の感度が大きい場合にはそのパラメータを優先的に取得する調査試験を実施する。このように、性能評価結果に対する感度が大きい項目を優先的に次の調査試験に反映させる調査試験計画の合理化手法を開発する。今年度は基礎研究として、サイト特性調査の合理化の概念を示すとともに、深地層研究施設周辺地域の地形地質情報に基づいて予備的概念モデルを構築し、次年度以降に実施する感度解析に供するパラメータの不確実性について検討を行った。東濃の超深地層研究所を対象として実施するモデル化手法の確立においては、モデルの不確実性に関する検討事例を調査するとともに、東濃で取得されたデータをモデル化の観点から検討した。

超深地層研究所研究坑道における研究及び施工に関する検討

窪田 茂*; 納多 勝*; 戸井田 克*; 石塚 峰夫*

JNC TJ7400 2001-005, 290 Pages, 2001/03

JNC-TJ7400-2001-005.pdf:8.83MB

超深地層研究所研究坑道は、核燃料サイクル開発機構(以下、サイクル機構)が東濃鉱山とその周辺で行っている地層科学研究を一層拡充するためにサイクル機構用地の正馬様洞に設置するもので、地上施設と地下数百mから1000mに至る研究坑道とから構成される。本研究では、超深地層研究所計画の実施に向けて以下の研究を行った。1.最新の建設スケジュール、施工条件、造成計画に基づき、調査研究スケジュール及び施設の全体レイアウトの再設定を実施するとともに、施設の3次元静止画像の作成 2.研究坑道が建設される大深度地下の地質環境を考慮して、支保の設計に必要となる地質環境データ、及び支保の設計値の設定に用いる解析方法についての検討 3.研究坑道の掘削に際して遭遇する可能性のある事象を抽出し、既往の調査・施工事例を参考に研究坑道における具体的対応方法の検討 4.最新の建設スケジュールに基づき、坑道取り合い部の施工方法に関する検討を実施するとともに、大深度地下水平坑道におけるTBM掘削の実現性の実証や技術的課題の抽出を念頭におき、研究を実施するために考慮すべき点や施工性の観点などに基づきTBMの適用性及び施工方法について検討を実施

堆積岩を対象とした地下へのアクセス坑道に関する研究

姉崎 進*; 杉原 豊*; 五十嵐 孝文*; 窪田 茂*; 安達 哲也*

JNC TJ1410 98-001, 74 Pages, 1998/10

JNC-TJ1410-98-001.pdf:6.37MB

堆積岩における深地層試験に係る技術的課題の一つである、地上から地下の試験場(主試験水平坑道)へのアクセス坑道の仕様について、地盤条件、工事・試験研究の実験の安全性、試験研究環境の確保、設計、施工性、工期、費用の観点から検討し、その現実的な成立性を考察することを目的として実施した。

地層処分施設の設計研究(概要)

栗原 雄二*; 深沢 栄造*; 堀田 政国*; 窪田 茂*

PNC TJ1449 97-005, 207 Pages, 1997/03

PNC-TJ1449-97-005.pdf:8.5MB

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。

A Tree diagram for compiling a methodology to evaluate suitability of host rock for geological disposal

早野 明; 澤田 淳; 後藤 淳一*; 石井 英一*; 守屋 俊文*; 稲垣 学*; 窪田 茂*; 江橋 健*

no journal, , 

地層処分事業における母岩の選定には、段階的に進められる地質環境の調査から得られる情報などに基づき、岩体が母岩としての適性を有するかの評価結果に基づく判断が求められる。その適性を評価するための指標は、安全評価や処分場の概念設計における重要な項目と、地質環境モデルから評価可能な情報とを関連づけた設定が有効である。この項目を、両者間の共有のインターフェースとして利用することで、母岩の選定にかかわる考え方の整理が進むと考えられ、先行する国外の処分事業でもその有効性が示されている。本研究では、水理の観点で母岩の特性の優劣を表す項目を一覧表に整理した。また、その項目を地質環境モデルから評価するための手順の整理として、項目を起点に、調査データなどの不確実性に起因して想定される代替ケースや代替モデルといった複数の選択肢を系統的に示す「評価ツリー」を提案し、地下水移行時間を評価するための評価ツリーを例示した。