オールジャパンでとりくむ地層処分のいま,2; 地層処分に関する地質環境評価技術

三枝 博光*; 松岡 稔幸*; 丹羽 正和; 笹尾 英嗣; 早野 明

日本原子力学会誌ATOMO, 64(1), p.46 - 50, 2022/01

https://doi.org/10.3327/jaesjb.64.1_46

本発表では、地層処分の観点から考慮すべき日本の地質環境条件や地質環境を選定するための考え方や進め方、およびそれに必要な調査・評価技術の現状について紹介する。現状の地質環境の調査・評価技術とこれまでに蓄積してきた知見を有効に組み合わせることにより、わが国の多様な地質環境を対象に、地層処分に適した地質環境を選定することは基本的に可能であると考えられる。

Deposition of radiocesium on the river flood plains around Fukushima

三枝 博光; 大山 卓也; 飯島 和毅; 尾上 博則; 竹内 竜史; 萩原 大樹

Journal of Environmental Radioactivity, 164, p.36 - 46, 2016/11

https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2016.04.020

平成23年3月11日に発生した東北地方太平洋沖地震に伴う東京電力福島第一原子力発電所の事故によって環境中に大量の放射性物質が放出された。福島県内に残存する事故由来の放射性物質のうち放射性セシウムについて、水流によって移動することにより、除染済みエリアの線量率の再上昇を引き起こす可能性が懸念されている。特に、河川により下流域に移動した放射性セシウムが河川敷に堆積し、周辺環境の線量率を上昇させる可能性がある。以上のことから、この放射性セシウムの堆積挙動が線量率に与える影響を把握することが重要となる。本論では、河川における調査で取得されたデータに基づき、河川での放射性セシウムの堆積挙動について論じる。

結晶質岩における坑道閉鎖時の地質環境モニタリング技術に関わる情報収集

細谷 真一*; 山下 正*; 岩月 輝希; 三枝 博光; 尾上 博則; 石橋 正祐紀

JAEA-Technology 2015-027, 128 Pages, 2016/01

JAEA-Technology-2015-027.pdf:33.66MB

超深地層研究所計画で研究開発を進めている三つの必須の課題のうち、坑道埋め戻し技術の開発においては、地下施設閉鎖時・後の地質環境の回復能力等の評価、地質環境条件に応じた埋め戻し技術の構築、及び長期モニタリング技術の開発を実施することとしている。坑道埋め戻し技術の研究開発に資するため、先行して坑道の埋め戻しや、それに関わるモニタリングを実施している諸外国の結晶質岩中に建設された地下施設を対象として、坑道閉鎖に関わる制約条件、坑道周辺の地質環境条件、坑道閉鎖の方法・材料・工程、モニタリング方法の情報を収集・整理した。また、ヨーロッパ諸国で行われている坑道閉鎖試験やモニタリングに関わる国際プロジェクトについても情報収集・整理を行った。加えて、地下施設閉鎖に関わる計画立案、施工管理、モニタリング、安全評価に携わった実務経験を有する専門家にインタビューを行った。これらの情報収集・整理結果に基づき、瑞浪超深地層研究所における坑道全体を閉鎖する際の計画立案や施工管理、モニタリングに関わる考え方や留意事項、さらには坑道埋め戻し技術の開発における調査研究に関わる留意事項を整理した。

地震に伴う地下水圧の変化が地下水流動特性に与える影響; 東濃地域における事例

竹内 竜史; 露口 耕治*; 尾上 博則; 三枝 博光*; 別府 伸治

原子力バックエンド研究(CD-ROM), 22(2), p.37 - 52, 2015/12

https://doi.org/10.3327/jnuce.22.2_37

高レベル放射性廃棄物の地層処分では、地層処分システムの長期安全性を評価する上で、累積的・広域的な変化を引き起こす現象について考慮する必要がある。この現象の1つとして、地震に伴う地下水圧の変化が挙げられる。原子力機構が岐阜県東濃地域で実施する地下水圧の長期モニタリングでは、これまでに地震に伴う地下水圧の変化が観測されている。本稿では、地震に伴う地下水圧の変化に関する観測結果を整理するとともに、大局的な地下水流動特性に与える影響について考察を行った。その結果、地下水圧の変化が観測された地震のうち2003年十勝沖地震、2004年の紀伊半島沖の地震、2009年の駿河湾の地震に伴う地下水流動特性の変化は一時的なものであると推測された。一方で、2011年東北地方太平洋沖地震以降の地下水圧の変化については異なる傾向を示している可能性があり、今後も観測を継続する必要がある。また、地震に伴う地下水流動特性の変化を評価する上では、地下水圧の変化のみならず透水係数や動水勾配の変化にも着目することが重要であることを示した。

超深地層研究所計画 年度報告書(2014年度)

濱 克宏; 見掛 信一郎; 石橋 正祐紀; 笹尾 英嗣; 桑原 和道; 上野 哲朗; 大貫 賢二*; 別府 伸治; 尾上 博則; 竹内 竜史; et al.

JAEA-Review 2015-024, 122 Pages, 2015/11

JAEA-Review-2015-024.pdf:80.64MB

日本原子力研究開発機構東濃地科学センターでは、「地層処分技術に関する研究開発」のうち深地層の科学的研究(地層科学研究)の一環として、結晶質岩(花崗岩)を対象とした超深地層研究所計画を進めている。本計画は、「第1段階; 地表からの調査予測研究段階」、「第2段階; 研究坑道の掘削を伴う研究段階」、「第3段階; 研究坑道を利用した研究段階」の3段階からなり、2014年度は、2014年2月における深度500mステージの研究坑道の掘削工事の完了に伴い、超深地層研究所計画における深度500mまでの第2段階の調査研究を一旦終了し、これまで実施してきた各種モニタリングを含め、物質移動試験や再冠水試験等の第3段階の調査研究を進めた。本報告書は、2014年度に実施した調査研究、施設建設、共同研究等の成果を取りまとめたものである。

割れ目分布に起因した水理特性の不均質性を考慮した水理地質構造のマルチスケールモデル化手法開発に関わる検討

三枝 博光; 尾上 博則; 石橋 正祐紀; 田中 達也*; 鐙 顕正*; 橋本 秀爾*; Bruines, P.*

JAEA-Research 2015-011, 59 Pages, 2015/10

JAEA-Research-2015-011.pdf:49.44MB

割れ目系岩盤を対象とした高レベル放射性廃棄物の地層処分における地下水移行シナリオに基づく安全評価にあたっては、地下水流動特性の評価が重要であり、そのためには、地下水流動の卓越経路となる割れ目やその水理特性の空間分布を推定する必要がある。このことから、岩盤中の割れ目分布に起因した水理特性の不均質性を考慮した水理地質構造のマルチスケールモデル化手法を構築することを目的に、割れ目ネットワークモデルを適用した数十m四方程度の領域における三次元地質構造モデルおよび水理地質構造モデルを構築した。さらには、構築した割れ目ネットワークモデルに基づき、水理特性の空間的不均質性を考慮した連続体モデルを用いた数km四方程度の領域における水理地質構造モデルを構築した。これらの検討を通じて、調査データの種類や量に応じた割れ目ネットワークモデルを適用した地質構造モデルや水理地質構造モデルを構築するための方法論や、水理特性の空間的不均質性を考慮した連続体モデルによる水理地質構造モデルを構築するための方法論を提示した。

超深地層研究所計画(岩盤の水理に関する調査研究); 第2段階におけるサイトスケールの水理地質構造モデルの構築

尾上 博則; 小坂 寛*; 竹内 竜史; 三枝 博光

JAEA-Research 2015-008, 146 Pages, 2015/08

JAEA-Research-2015-008.pdf:76.46MB

日本原子力研究開発機構では、地層処分研究開発の基盤となる深地層の科学的研究の一環として、岐阜県瑞浪市において結晶質岩を対象とした超深地層研究所計画(以下、MIU計画)を進めている。MIU計画では、研究坑道の建設工程やこれに伴う調査研究の課題、対象、空間スケールなどの違いを考慮し、第1段階(地表からの調査予測研究段階)、第2段階(研究坑道の掘削を伴う研究段階)、第3段階(研究坑道を利用した研究段階)の3つの段階に区分して研究を進めている。本研究では、サイトスケール(研究所用地を中心とした2km四方の領域)の水理地質構造モデルの構築・更新に係る方法論の整備を目的として、第1段階および第2段階で取得されたデータを用いた地下水流動解析を実施し、水理地質構造モデルのキャリブレーションを実施した。その結果、研究坑道掘削前の地下水圧分布ならびに研究坑道掘削に伴う湧水量や地下水圧分布の変化を総合的に精度よく再現できる第2段階のサイトスケールの水理地質構造モデルを構築することができた。

Groundwater flow modeling focused on the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant site

三枝 博光; 尾上 博則; 小橋 昭夫; 渡辺 将久

Proceedings of 23rd International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-23) (DVD-ROM), 7 Pages, 2015/05

東京電力福島第一原子力発電所では、汚染水に関わる問題に直面している。現在、地下水が地下建屋に流入することにより発生する汚染水が連続的に増加している。このことから、発電所敷地内の地下水の流動状態を理解するとともに、地下水を汚染源に近づけないための対策工の効果を予測することが重要である。対策工としては、地下建屋を囲むように設定する陸側遮水壁や、地下建屋の海側に設置する海側遮水壁、さらには地下水の揚水が計画されている。以上を踏まえ、本研究では、計画されている対策工の効果を推定するために地下水流動モデルの構築を行った。具体的には、地下水の涵養域や流出域、地下水の主流動方向、地下建屋への地下水流入量について、対策工を設置する前後の状態を推定した。その結果、計画されている対策工は、地下建屋への地下水流入量を低減するために有効であるとともに、海への汚染地下水の流出を抑制する効果があることを示した。

瑞浪超深地層研究所における再冠水試験計画;支保工や埋戻し材の地質環境への影響評価を目的とした力学・水理連成挙動の予察解析

高山 裕介; 佐藤 稔紀; 尾上 博則; 岩月 輝希; 三枝 博光; 大貫 賢二

第43回岩盤力学に関するシンポジウム講演集(CD-ROM), p.313 - 318, 2015/01

日本原子力研究開発機構東濃地科学センターでは、結晶質岩を主な対象とした深地層の科学的研究を実施している。その一環として、瑞浪超深地層研究所の深度500m研究アクセス北坑道において、坑道の冠水に伴う力学・水理・化学特性の長期変化を複合的に把握する技術の開発を目的として、坑道規模の複合試験(再冠水試験)を実施している。本研究では、坑道冠水に先立ち、坑道内で使用する支保工や埋戻し材(コンクリートや粘土(ベントナイト材料))が周辺岩盤へ与える影響を予察的に推定するための、力学・水理連成現象の解析を実施した。本解析結果は、連成現象を把握するための観測機器の配置や、坑道内で使用する坑道の埋戻し材料の仕様等を決定する際の参考にする。

超深地層研究所計画 年度計画書(2014年度)

濱 克宏; 見掛 信一郎; 西尾 和久; 笹尾 英嗣; 三枝 博光; 岩月 輝希; 池田 幸喜; 佐藤 稔紀; 大澤 英昭; 小出 馨

JAEA-Review 2014-035, 34 Pages, 2014/10

JAEA-Review-2014-035.pdf:44.83MB

日本原子力研究開発機構東濃地科学センターでは、地層処分技術に関する研究開発のうち深地層の科学的研究(地層科学研究)の一環として、結晶質岩(花崗岩)を対象とした超深地層研究所計画を進めている。本計画は、「第1段階; 地表からの調査予測研究段階」、「第2段階; 研究坑道の掘削を伴う研究段階」、「第3段階; 研究坑道を利用した研究段階」の3段階からなる。2014年度は、2014年2月における深度500mステージの研究坑道の掘削工事の完了に伴い、超深地層研究所計画における深度500mまでの第2段階の調査研究を一旦終了し、これまで実施してきた各種モニタリング等を含め、物質移動試験や再冠水試験等の第3段階の調査研究を進めていく。本計画書は、2010年に改訂した「超深地層研究所地層科学研究基本計画」、2012年度から2013年度に実施した第3段階における調査研究計画の策定に向けた検討結果および2013年度の調査研究の進捗を踏まえて、2014年度の超深地層研究所計画の調査研究計画、施設建設計画、共同研究計画などを示したものである。