ニアフィールド水理場の長期的変遷評価システム構築に関する研究II(概要)

奥津 一夫*; 森川 誠司*; 高村 尚*; 羽根 幸司*; 田部井 和人*; 佐原 史浩*; 村上 武志*

JNC TJ8400 2003-050, 140 Pages, 2003/02

JNC-TJ8400-2003-050.pdf:3.13MB

ニアフィールド水理場の長期的変遷評価システムの構築に向けた検討として、このシステムの構成要素となる化学的/力学的変遷挙動解析システムを試作、またそれらの連成方法について検討した。

ニアフィールド水理場の長期的変遷評価システム構築に関する研究(概要)

奥津 一夫*; 森川 誠司*; 高村 尚*; 羽根 幸司*; 高瀬 博康*; DAVID SAVAGE*; 稲垣 学*

JNC TJ8400 2002-032, 115 Pages, 2002/02

JNC-TJ8400-2002-032.pdf:1.28MB

TRU廃棄物処分場の安全裕度を正確に把握し、より信頼性の高い性能評価を行うためには、バリア材料の変遷挙動を考慮したニアフィールド水理場の長期的変遷評価を可能とする評価システムの構築が必要である。本研究では、ニアフィールド水理場の長期的変遷評価システムの構築に向けた検討として、このシステムの構成要素となる化学的/力学的変遷挙動解析システムの基本仕様並びに全体システムの基本仕様の検討を行った。本年度の研究成果を以下に示す。(1)セメント系材料からの浸出液の影響としてニアフィールドで起こる化学的変遷並びにそれに伴い生じる水理学的変遷を評価するシステムの検討を実施した。本年度は、化学的変遷に関する各種プロセスについての文献調査と選択肢の抽出、モデルやデータについての不確実性の提示、予備的モデル化及び簡易解析ツールの作成と感度解析、システム評価モデル及び現象解析モデルにおいて考慮すべきプロセス及び対応する数学モデルの抽出、システム評価モデルの構築のためのソフトウェア構成の最適化、予備的なシステム解析モデルによる例題演習、モデル確証のための実験計画を提示した。(2)ベントナイト系材料及びセメント系材料の化学的変質に伴う物理的特性の変化を考慮し、処分場の力学的変遷挙動を評価するシステムの検討を実施した。本年度は、処分場に超長期的に生じうる力学挙動の整理、評価対象とする事象の抽出、ベントナイト系材料の特性を十分考慮できる力学モデルの調査及びプロトタイプを提示した。さらに、力学的変遷挙動解析システムの基本構成を提示した。3)水理・化学連成の化学的変遷評価システムと力学的変遷評価システムを基本構成とし、これを連成させ、ニアフィールドの水理場の解析を実施するためのシステムの検討を実施した。今年度は水理・化学と力学との連成の考え方及びシステム全体の基本構成を提示した。

TRU廃棄物の処分概念の検討,3 (研究概要)

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

PNC-TJ1100-98-007.pdf:4.47MB

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。

高レベル廃棄物地層処分システムの設計研究, IV; 概要報告書, 昭和58年度

荒 弘重*; 福光 健二*; 飯塚 友之助*; 石井 卓*; 泉谷 泰志*; 今津 雅紀*; 櫨田 吉造*; 長谷川 誠*; 前田 政也*; 矢部 幸男*; et al.

PNC TJ199 84-04VOL1, 20 Pages, 1984/03

PNC-TJ199-84-04VOL1.pdf:0.88MB

地層処分場の処分ピットの間隔は小さいことが経済性や施設規模の面から望ましいが,固化体は発熱体なので許容上限岩盤温度に見合う間隔を設けなければならない。冷却貯蔵期間・埋設密度・岩盤熱物性が異なる場合について軸対象熱伝導解析と3次元熱伝導解析を行なって,許容上限岩盤温度を100とした場合の処分ピット間隔を次のように得た。・固化後30年貯蔵した後に埋設する場合:ピット間隔84m・固化後100年以上貯蔵した後に埋設する場合:ピット間隔2mさらに,施設のスケールファクター(1万本,2万本,4万本),岩盤の種類(硬岩,軟岩),冷却貯蔵期間(30年,100年,500年)を変えた中から6案の処分しせつ設計し,コストを概算した結果,固体化1本当りの処分コストは3600万本/本(貯蔵期間100年以上,硬岩の場合)から8000万円/本(貯蔵期間30年以上,軟岩の場合)と推定された。また,岩盤内空洞の地震時の被災例,観測例および安定性に対する解析的研究例について文献調査した結果,良好な岩盤に堀削した空洞の耐震性の高さが明らかとなった。なお,昭和55年58年度の研究開発成果について総括し,報告書は2分冊に分けて作成した。

地下水流動・物質移行モデルの妥当性確認手法の整備に係る検討事例,1; 全体概要

尾上 博則*; 石橋 正祐紀*; 江崎 太一*; 田川 陽一*; 田部井 和人*; 並川 正*; 羽根 幸司*; 三枝 博光*; 石田 圭輔*; 澤田 淳

no journal, , 

地下水の主要な水みちとなり得る割れ目の位置や透水性、その連続性が、亀裂性岩盤を対象とした水理地質構造モデルの妥当性を確認する上での重要な不確実性因子であることを、瑞浪超深地層研究所で取得されたデータを用いたモデル化・解析を通じて確認した。

地下水流動・物質移行モデルの妥当性確認手法の整備に係る検討事例,3; 割れ目のコンディショニング方法の違いが地下水流動評価に与える影響

並川 正*; 尾上 博則*; 江崎 太一*; 羽根 幸司*; 田川 陽一*; 石橋 正祐紀*; 田部井 和人*; 三枝 博光*; 石田 圭輔*; 澤田 淳

no journal, , 

割れ目ネットワーク(DFN)モデルを構築する際に、原位置調査結果に基づくモデルの調整(コンディショニング)を行うことは、より確からしいモデルの構築に有効な手法である。本検討では、コンディショニングの対象割れ目やそれらの連結性の解釈の違い が、地下水流動解析結果に与える影響について考察した。

地下水流動・物質移行モデルの妥当性確認手法の整備に係る検討事例,5; 割れ目のモデル化概念の違いが地下水流動・物質移行特性評価に与える影響

羽根 幸司*; 尾上 博則*; 石橋 正祐紀*; 江崎 太一*; 田川 陽一*; 田部井 和人*; 並川 正*; 三枝 博光*; 石田 圭輔*; 澤田 淳

no journal, , 

地下水流動・物質移行解析の結果に基づき、割れ目ネットワーク(DFN)モデルから等価不均質連続体(ECPM)モデルへの変換方法の違いや、DFNモデルとECPMモデルといった割れ目のモデル化概念の違いが、坑道湧水量や塩化物イオン濃度など の評価指標に与える影響について考察した。

A Study on development of a methodology to validate groundwater flow models in fractured rock

廣田 翔伍*; 尾上 博則*; 三枝 博光*; 石橋 正祐紀*; 田川 陽一*; 羽根 幸司*; 澤田 淳

no journal, , 

To develop a methodology for constructing and validating a hydrogeological model including hydraulic heterogeneities such fractures and faults and calculated groundwater flow, a study to model groundwater flow along 100m-scale discontinuous structure located around the 450m depth tunnel at the Aspo Hard Rock Laboratory was carried out. Hydrogeological models were constructed to describe groundwater flow along structures incorporating the concept of fracture intersection zones. The validity of the models was confirmed by using obtained data such as inflow rates into boreholes. During this modeling exercise, a pragmatic workflow for model construction and validation was proposed and developed.

地層処分エンジニアリング統合支援システム(iSRE)の開発,6; iSREの実用化に向けた機能の拡充

沼田 太郎*; 藤澤 康雄*; 小林 優一*; 杉田 裕; 蔭山 武志; 羽根 幸司*; 佐原 史浩*; 矢吹 信喜*; 蒔苗 耕司*

no journal, , 

本発表では、放射性廃棄物の地層処分のための工学技術の知識化ツールとして、百年程度の長期にわたる処分事業の各段階での情報や知識を管理・継承するとともに、蓄積・統合された情報を用いて合理的な処分場の設計を可能とする地層処分エンジニアリング統合支援システムの開発について報告する。本編は、iSREのプロトライプの実用化に向けた機能の拡充について報告する。

ボクセルファントムを用いた任意体格患者のCT診断に伴う臓器線量解析

佐藤 薫; 高橋 史明; 古場 裕介*; 小野 孝二*; 吉武 貴康*; 長谷川 隆幸*; 勝沼 泰*; 笠原 哲治*; 奥田 保男*; 仲田 佳広*; et al.

no journal, , 

国内でのCT診断による患者被ばく線量の計算を目的として、原子力機構が放射線医学総合研究所(量子科学技術研究開発機構: QST)等との共同研究の下で開発したwebシステムWAZA-ARIv2がQSTの公開サーバーで運用されている。WAZA-ARIv2では、日本人平均身長を有するBMIが18, 22, 28, 37相当の成人男女ファントムの臓器線量データに基づいた評価が可能である。今回、我々は、任意体格の成人患者の線量計算に対してもWAZA-ARIv2を適用できるように機能を拡張するため、開発した体格変形ファントムのボクセルの高さ及び水平方向の長さを調整することで、成人日本人の約99%が含まれる体格範囲(男性: 153-187cm及び41-89kg、女性: 140-170cm及び33-73kg)を模擬し、この範囲の体格変化が臓器線量に及ぼす影響を解析した。その結果、全身撮影条件で男性の肺線量は、身長の変動に関係なく4%以内となる一方、体重が40kgから90kgに増加した場合の減少率は36-47%であった。同様の傾向は甲状腺でもあり、体重変化に伴う皮下軟組織厚の変化が線量に対して大きな影響因子になることがわかった。