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北村 暁; 赤堀 邦晃; 長田 正信*
原子力バックエンド研究(CD-ROM), 27(2), p.83 - 93, 2020/12
使用済燃料を再処理せず深地層中に処分(直接処分)した場合、放射性核種の放出挙動はガラス固化体の地層処分とは異なると考えられる。本論文では、直接処分における核種の放出挙動評価のひとつである瞬時放出率(IRF)の設定手法を構築した。IRFの設定にあたっては、諸外国の安全評価報告書等など最新の文献情報を参考に、瞬時放出挙動を、核分裂生成ガス放出率(FGR)に比例するものと一定値をとるものとに分類した。FGRについては、わが国の使用済燃料に対して取得されたデータを収集した上で、燃料挙動計算コードFEMAXIを使用して推奨値と最大値を算出した。また、算出したFGRや既往のIRF実測値を用いて、わが国の加圧水型原子炉(PWR)使用済燃料におけるIRFの推奨値と最大値を推定した。推定した推奨値を既往の文献値と比較したところ、概ね諸外国の設定値と同程度であることが確認された。
and spent fuel; A Review北村 暁; 赤堀 邦晃*
Advances in Materials Science for Environmental and Energy Technologies, 6, p.133 - 144, 2017/10
日本では、使用済燃料の再処理を経て生成するガラス固化体の地層処分の代替オプションのひとつとして、使用済燃料そのものを深地層中に処分(直接処分)する可能性について、検討を開始している。キャニスターが破損したのちに使用済燃料に接触する水の組成について、現在日本で想定している炭酸濃度が10
mol dm
であり、これは欧州各国の設定値より約1桁高い値となっている。使用済燃料の溶解速度は炭酸濃度に依存し、ウラン(VI)の炭酸錯体の生成により促進されると考えられる。日本での代替オプションのひとつである直接処分システムにおける信頼性の高い使用済燃料溶解速度を設定するために、二酸化ウランおよび使用済燃料の溶解速度に及ぼす炭酸濃度の影響をレビューした。
北村 暁; 近沢 孝弘*; 赤堀 邦晃*; 舘 幸男
原子力バックエンド研究(CD-ROM), 23(1), p.55 - 72, 2016/06
わが国では、従前の高レベル放射性廃棄物の地層処分に加えて、使用済燃料を直接深地層中に処分する方策(以下、直接処分)など、代替処分オプションに関する調査・研究が開始されている。このことを受け、直接処分の安全評価に必要となるパラメータのうち、使用済燃料および構造材(ジルカロイ被覆管や制御棒など)の溶解速度の設定に資することを目的として、直接処分の安全評価を進めている欧米各国の設定値を一覧するとともに、設定根拠および不確実性評価について調査した。欧州各国は設定にあたって欧州委員会主催のプロジェクトの成果を踏まえていることから、その内容についても概説した。溶解速度設定の根拠となる実測値については、各国とも共通して用いられているものが多く、得られた設定値についても類似しているものが多く見受けられた。また、不確実性については定量的な評価が難しいことから、各国とも保守的にパラメータを設定している様子が見受けられた。以上の内容は、わが国の直接処分の安全評価における溶解速度の設定の基盤情報として有効である。
長田 正信; 近沢 孝弘*; 赤堀 邦晃*; 北村 暁; 舘 幸男
原子力バックエンド研究(CD-ROM), 23(1), p.31 - 54, 2016/06
わが国では、使用済燃料の全量を再処理し、そこで発生する高レベル放射性廃液のガラス固化体を深地層中へ埋設することとしている。一方で、将来のエネルギー情勢の変化に柔軟に対応するため、使用済燃料を直接地層中に埋設処分する手法(直接処分という)についても技術的成立性を検討している。直接処分の安全性を評価するためには、処分後のある時期に閉じ込め機能が喪失した際に、使用済燃料から地下環境中へ放出される核種の種類や放出量等(総称してソースタームという)を設定する必要がある。しかし、これらの詳細な検討は、国内では未実施である。このことを受け、わが国における直接処分の安全評価に資することを目的として、ソースタームのうち瞬時放出に着目し、本分野での先進諸外国の安全評価事例を調査した。諸外国における安全評価の内容を比較した結果、引用する試験データは各国でほぼ同様であったが、最終的なソースターム設定は、各国の事情(炉型や想定燃焼度等)を加味した結果として各国間で違いがみられた。また、設定値が含む不確実性の表現も各国で異なり、推奨値に加え悲観的値を設けるケースや、中央値と標準偏差を与えるケース等の違いがみられた。本調査内容は、わが国における直接処分の安全評価のための基盤情報として有効である。
景山 仁志*; 赤堀 邦晃*
JNC TJ8400 2003-085, 82 Pages, 2004/02
JNC-TJ8400-2003-085.pdf:0.72MB
RI・研究所等廃棄物については、平成12年3月に原子力バックエンド対策専門部会が「超ウラン核種を含む放射性廃棄物処理処分の基本的考え方」において、廃棄物の物理化学的性状と放射能濃度に応じて適切に区分し、それぞれの区分に応じた処分方策を講じるとした基本的考え方が提示された。また、原子炉施設の運転と解体に伴い発生する低レベルは放射性廃棄物のうち、余裕深度処分対象廃棄物に関してはその濃度上限値が法令で定められた。RI・研究所等廃棄物のうち余裕深度処分対象廃棄物に関しては、上記の動向を踏まえ検討が開始され、平成14年度までの検討において概念検討に関わる一通りの評価検討が実施された。 本研究では最新の廃棄体特性データをもとに遮へいの観点から廃棄体容器の最適化を図り、その結果に基づく処分施設の成立性の検討と処分コストの算定を実施した。
景山 仁志*; 赤堀 邦晃*
JNC TJ8400 2003-084, 206 Pages, 2004/02
JNC-TJ8400-2003-084.pdf:3.38MB
RI・研究所等廃棄物については、平成12年3月に原子力バックエンド対策専門部会が「超ウラン核種を含む放射性廃棄物処理処分の基本的考え方」において、廃棄物の物理化学的性状と放射能濃度に応じて適切に区分し、それぞれの区分に応じた処分方策を講じるとした基本的考え方が提示された。また、原子炉施設の運転と解体に伴い発生する低レベルは放射性廃棄物のうち、余裕深度処分対象廃棄物に関してはその濃度上限値が法令で定められた。RI・研究所等廃棄物のうち余裕深度処分対象廃棄物に関しては、上記の動向を踏まえ検討が開始され、平成14年度までの検討において概念検討に関わる一通りの評価検討が実施された。 本研究では最新の廃棄体特性データをもとに遮へいの観点から廃棄体容器の最適化を図り、その結果に基づく処分施設の成立性の検討と処分コストの算定を実施した。
赤堀 邦晃; 内田 雅大
PNC TN8410 97-004, 58 Pages, 1997/03
高レベル廃棄物を地層処分する場合に想定される地下水シナリオにおいて,結晶質岩盤の場合には,岩盤中の亀裂が主要な物質移行経路であると考えられている。地下数百メートルの地下深部に存在する亀裂岩盤は,高岩圧下にあると考えられ、この亀裂岩盤中を流れる地下水を模擬した室内試験を行う場合には,垂直荷重を負荷しなければならない。そして,この室内試験で用いる単一亀裂中の亀裂開口幅を測定する場合においては,垂直荷重を負荷した時の亀裂開口幅を測定しなければならない。筆者らは,垂直荷重を1辺50cmの立方体の人工単一割裂岩に負荷した後,エポキシ樹脂を単一亀裂中に注入し,エポキシ樹脂が固化した後,試験岩体をスライス片に切断して,その切断面を拡大して直接的に亀裂開口幅の測定を行った。この結果,エポキシ樹脂は,亀裂開口幅の測定可能な下限である約0.016mmの亀裂にも浸透しており,垂直荷重を負荷した際の亀裂開口幅の測定手法として有効な手法であることが確認された。また,亀裂開口幅の測定に先立って同一の試験岩体を用いて,亀裂性媒体水理試験設備(LABROCK)を用いた水理試験を行い,単一亀裂の透水性と垂直応力の関係について調査した。さらに,亀裂ネットワークモデルの単一亀裂面の開口幅の不均質モデルを用いて水理解析を行った。この結果,Witherspoonらが提案する修正三乗則について,水理試験からは,抵抗係数fc=6,水理解析からは,抵抗係数fG=37が求まった。水理試験結果と水理解析の結果について,Witherspoonらが提案する修正三乗則の抵抗係数が異なることは,今回,スライス片の内部の亀裂開口幅の測定が不可能であったため,亀裂の閉塞領域を示すために十分な測定点がなかったためであると考えられた。このことは,測定された開口幅データにおいても,わずかしか閉塞したデータが,取得されていないことからも示唆される。しかし,今後亀裂面の全面にわたり亀裂開口幅を測定すれば,亀裂開口幅分布のモデル化が可能であると考えられ,今後,亀裂面の全面にわたり亀裂開口幅を測定する手法について確立する予定である。
大江 俊昭*; 長崎 晋也*; 木村 英雄; 武田 聖司; 関岡 靖司; 加藤 博康*; 赤堀 邦晃*
no journal, ,
収着分配係数のデータベースに内在するデータの変動について、ベントナイトに対するCsの挙動を対象とし、収着モデルを利用して欠損データの推測を行い、変動要因を分析した。その結果、イオン交換反応が卓越すると予想されるCsの分配係数に着目し、共存イオン濃度,初期Cs濃度,砂混合の有無、などの試験条件の相違がベントナイトに対する分配係数のばらつきの要因であることを明らかにした。また、表面錯体反応とイオン交換反応を同時に考慮したモデル解析から、実測結果にかかわる変動は、イオン交換反応に競合するNa濃度の変動が最も大きな要因であることを明らかにした。
北村 暁; 赤堀 邦晃*
no journal, ,
二酸化ウランおよび使用済燃料の水溶液に対する溶解速度(燃料溶解速度)に及ぼす炭酸濃度の影響について、炭酸の存在が二酸化ウランマトリクスの酸化的溶解に寄与することが考えられることから、文献調査によりレビューした。溶解速度の炭酸濃度依存性は不活性雰囲気と還元雰囲気で異なっており、直接処分環境である還元雰囲気のデータが不足していることが明らかになった。
長田 正信; 北村 暁; 舘 幸男; 赤堀 邦晃*; 近沢 孝弘*
no journal, ,
使用済燃料を直接地層処分する場合において、処分容器の閉じ込め機能が喪失して速やかに生じる放射性核種の地下環境への放出挙動を、諸外国における関連情報の調査を通じて検討した。これらの情報を基に、国内の使用済燃料を直接処分する場合の瞬時放出パラメータの導出を試みた。
長田 正信; 赤堀 邦晃*; 北村 暁; 舘 幸男; 近沢 孝弘*
no journal, ,
処分容器の閉じ込め機能喪失後に生じる使用済燃料から地下環境への放射性核種の瞬時放出挙動について、その評価指標のひとつである国内使用済燃料の核分裂生成ガス放出割合の導出手法を検討した。
