高レベル放射性廃棄物処分に関する安全研究の概要; 安全研究の経緯と今後の進め方

園部 一志

JAEA-Review 2008-001, 37 Pages, 2008/03

JAEA-Review-2008-001.pdf:3.17MB

高レベル放射性廃棄物の安全研究は、国が行う安全基準,指針類の策定への寄与等を目的に、国内の研究機関の間で進められてきた。日本原子力研究開発機構においても、これまでにその前身である旧法人(動力炉・核燃料開発事業団,日本原子力研究所,核燃料サイクル開発機構)の頃から、精力的に進めてきており、得られた成果は、高レベル放射性廃棄物の処分にかかわる安全規制の基本的考え方の策定などの検討に反映されている。高レベル放射性廃棄物を取り巻く情勢は、安全規制と事業化に関する展開が同時に進んでおり、これらを支える研究開発の成果はそれらへの反映が求められる。これらの状況を踏まえ、日本原子力研究開発機構の前身である動力炉・核燃料開発事業団、核燃料サイクル開発機構では、処分事業と安全規制の両者に反映させることを視野に入れ、高レベル放射性廃棄物の地層処分技術に関する研究開発を進めてきた。ここでは、安全研究に着手した旧法人に遡り現在に至るまでの間、国の動向なども交え、高レベル放射性廃棄物に関する安全研究の方針,計画,成果を整理するとともに、今後の進め方について検討を加えた。

日本原子力研究開発機構における廃棄物処分分野の安全研究の概要; 平成13年度平成17年度,高レベル放射性廃棄物

梅木 博之; 大澤 英昭; 園部 一志; 宮本 陽一

第5回安全研究成果報告会講演録集; 放射性廃棄物の地層処分について, p.5 - 29, 2006/03

サイクル機構(現、日本原子力研究開発機構)は、国の方針に基づいて高レベル放射性廃棄物地層処分研究の全体計画を作成している。その中で、全体計画にしたがって進める研究開発の成果は、事業の推進,安全規制の策定に資する共通の技術的基盤となることを目指している。特に安全規制の策定に資するという観点からは、上述した安全研究年次計画に応えるものでなければならない。このことを念頭に、年次計画に対応して安全研究計画を作成し、全体計画に沿って進められる研究開発の成果を安全研究という視点で捉えることが可能となるようにした。本稿では、サイクル機構が進めた高レベル放射性廃棄物の地層処分の研究開発について、安全研究としてどのように体系づけられているかを説明したうえで、設定された各個別課題の内容,成果の概要を示す。

実規模ガラス固化体の浸出試験(2)

園部 一志; 石黒 勝彦

PNC TN8410 92-114, 85 Pages, 1992/03

PNC-TN8410-92-114.pdf:4.03MB

クラックの存在量が既知の大型模擬ガラス固化体を用いて静的及び動的(回分式流水)条件下で浸出試験を実施した。試験試料には、キャニスタに充填された実規模模擬ガラス固化体(410mmxH1300mm)を厚さ約230mm程度に輪切り状に切断し、内在するクラック量を測定したものを用いた。浸出条件は、98度C、蒸留水系とし、静的条件では、共存物が無い場合と圧縮ベントナイトを共存させた系での実験を行った。また、動的条件では、共存物が無い状態で、毎日21.6lの浸出液(蒸留水)の交換を行う回分式流水条件下で行った。試験期間は、いずれも90日間とし、浸出後に浸出液、ガラス表面変質層の組成分析等を実施した。その結果、ベントナイトを共存させない系でのガラスサンプルからの主要成分の静的/動的条件における浸出挙動は、従来の小型試料の試験結果や浸出モデルでその傾向を説明できるものであった。ベントナイト共存系の浸出試験で、ベントナイト成分と重複しない溶出成分は、ホウ素のみが検出されたが、その濃度の時間的変化は、圧縮ベントナイト中のホウ素の拡散を考慮してほぼ説明できるものであった。また、内在するクラック表面の走査型電子顕微鏡観察及びニ次イオン質量分析装置による分析の結果、クラック表面の平均浸出速度は、いずれの浸出条件においても外表面部の浸出速度の約0.6%であった。また、既に前報で報告した実規模ガラス固化体の360日間の浸出試験結果と比較すると、クラック表面の変質層の厚みは同程度であり、90日以降の浸出速度はそれまでの平均浸出速度よりも更に小さいことが示唆された。3つの試験条件において、クラック部の表面変質層は、動的条件 静的条件 ベントナイト共存条件の順に厚く、クラック部の液交換が僅かながらもこの順に大きいことが推察された。観察されたクラック部での浸出抑制現象は、高S(ガラスの表面)/V(溶液の体積)環境におけるSi成分の溶解度による溶出制限効果によって定性的に説明することができた。

実規模ガラス固化体の浸出試験

園部 一志; 石黒 勝彦

PNC TN8410 90-068, 71 Pages, 1990/07

PNC-TN8410-90-068.pdf:5.93MB

目 的 1)実規模ガラス固化体の浸出挙動を把握する。2)ガラス固化体に内在するクラックが全体の浸出に及ぼす影響を評価する。方法及び結果実規模ガラス固化体の浸出挙動を把握するため、大型静的浸出試験装置を製作し、98Cの蒸留水中で360日間の静的浸出試験を実施した。試験試料には、ガラス溶融炉で溶融したガラスを鋼製キャニスタに充填したもの(410mmH620mm)を用いた。また、比較のため、約1/17スケ-ルのキャニスタに充填したガラスについても同様の試験を行った。その結果、実規模ガラス固化体からの主要成分の溶出量は、ミニスケ-ルガラスと同程度であり、試験後の固化体表面状態にも顕著な差がないこと。また、実規模ガラス固化体に内在していたクラックの総表面積は20.8平方mで上部鋳込み面の約160倍と評価されたが、クラックの幅が極めて小さいため、静的環境下ではクラック内の水の移動が少ないことから、クラックからの浸出量は全体の約32%程度であることがわかった。 結 論 1)実規模ガラス固化体とミニスケ-ルガラスの浸出挙動は同様なものであり、これまでの実験質規模との挙動とも矛盾しないことがわかった。さらに、浸出機構についても、浸出後期の過程を皮膜中の硅素(Si)の拡散律速でほぼ説明できることを示した。2)実規模ガラス固化体に内在するクラック全体の浸出に与える影響は、表面積の増加割合に比べ極めて少ない。これは、微細なクラック内(最大: 0.5mm)に水が侵入してもガラスと反応する水の量に対するガラスの表面積の比(SA/V比)大きく、しかも水の動きがほとんどないことに起因する浸出成分の飽和による抑制効果が働いたためと考えられていた。