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論文

Study on borehole sealing corresponding to hydrogeological structures by groundwater flow analysis

澤口 拓磨; 高井 静霞; 笹川 剛; 打越 絵美子*; 嶋 洋佑*; 武田 聖司

MRS Advances (Internet), 8(6), p.243 - 249, 2023/06

放射性廃棄物の中深度処分では、モニタリング用のボーリング孔内が適切に閉塞されているかを確認するための手法を事前に整備しておく必要がある。そこで本研究では、堆積岩地域を想定し、どのような埋戻し設計条件であればボーリング孔内が有意な移行経路とならないかを把握し、ボーリング孔閉塞に係る確認ポイントを明らかにするため、埋戻されたボーリング孔を有する水理地質構造に対する地下水流動解析を実施した。その結果、ボーリング孔や掘削損傷領域(BDZ)が移行経路とならないための条件として、ベントナイト系材料の透水係数を母岩と同等以下にすること、BDZにグラウトを充填することなどが示された。

報告書

地下水流動解析コードMIG2DF第2版の開発

高井 静霞; 木村 英雄*; 打越 絵美子*; 宗像 雅広; 武田 聖司

JAEA-Data/Code 2020-007, 174 Pages, 2020/09

JAEA-Data-Code-2020-007.pdf:4.23MB

計算コードMIG2DFは、放射性廃棄物地中処分の安全評価を目的とした多孔質媒体中における地下水流・核種移行解析コードとして、平成4年に第1版が開発された。MIG2DF第1版では、2次元(鉛直断面・水平面および軸対称3次元)の有限要素法によるモデルに対し、密度を考慮した飽和-不飽和地下水流解析及び核種移行解析を行うことが可能である。一方放射性廃棄物地中処分では、長期的な地質・気候関連事象として、サイトに応じた隆起・侵食による地形変化や、沿岸域においては海水準変動に伴う塩淡境界の変化による地下水流動への影響を合わせて考慮する必要がある。こうした事象に対する評価手法を整備するために、本グループではMIG2DF第1版に対する改良、および、非定常な地形変化に対応したMIG2DFによる解析を可能とするための外部プログラムの整備を行っている。これらの開発のうち、本報告書ではMIG2DF第1版を改良した第2版について、その構成・解法・使用方法・検証計算を示す。また本報告書では、整備したMIG2DFの複数の外部プログラムのうち、地下水流路解析コード(PASS-TRAC)、解析用データセット作成コード(PASS-PRE)、および、ポスト表示コード(PASS-POST)についても構成・解法・使用方法を示す。

口頭

核種移行へ影響を及ぼす隆起・侵食・海水準変動による地形変化評価の検討

島田 太郎; 打越 絵美子*; 高井 静霞; 武田 聖司

no journal, , 

放射性廃棄物を沿岸域に埋設処分する際、隆起・侵食や海水準変動による長期的な地形変化が、地下水流動場を変化させ、核種移行挙動を変動させる可能性がある。本報告では現在の地形をもとに将来の地形変化の不確実性を評価する一連の方法の枠組みを構築するとともに、原子力機構が開発している評価コードを用いて、沿岸集水域を対象に将来12.5万年後までの地形変化を評価した事例について紹介する。

口頭

将来の海水準変動の不確かさを考慮した長期的な地形変化評価

高井 静霞; 島田 太郎; 打越 絵美子*; 武田 聖司

no journal, , 

放射性廃棄物の処分において、隆起・侵食や海水準変動による地形変化は、地下水流動・地下環境の変化や埋設深度の減少を引き起こし、処分システムの機能を低下させる恐れがあるため適切な評価が必要である。地形変化の定量的な評価方法に、地形発達モデルに基づく数値シミュレーションがあるが、長期的な地形変化に対する実サイトでの検討例は少ない。また評価は過去の外挿を基本とするが、海水準変動については温室効果ガスの影響で過去の変動と異なる可能性が指摘されている。本報では、過去から現在の地形・地質データを基に現在までの地形変化を説明しつつ、将来十万年スケールの地形変化の評価手法を整理した。また氷河性地殻均衡に基づく諸外国の既往評価を踏まえ、グローバルな海水準変動を複数パターン設定した。これらを山地・河川・平野・海域から成る我が国の典型的な集水域に適用し、海水準変動の不確かさが将来の地形変化に与える影響を整理した。

口頭

将来長期の地形変化・海水準変動に伴う地下水流動への影響の解析的検討

高井 静霞; 島田 太郎; 打越 絵美子*; 武田 聖司

no journal, , 

放射性廃棄物の処分において、隆起・侵食や海水準変動による地形変化は、地下水流動・地下環境の変化や埋設深度の減少を引き起こし、処分システムの機能を低下させる恐れがあるため適切な評価が必要である。隆起・侵食は時間的・空間的に一様な変化ではなく、サイト特性に大きく依存し、その変化を反映した地下水流動の変化を把握する必要がある。また海水準変動については温室効果ガスの影響で過去の変動と異なる可能性が指摘されており、処分の安全評価では将来の不確かさを考慮した地形変化・海水準変動に伴う地下水流動場への影響を評価することが重要である。本報では、数値シミュレーションに基づく将来十万年スケール(海水準変動の1サイクル12.5万年)の地形変化評価を実施し、これに基づき非定常な地形変化・海水準変動を考慮した地下水流動解析を実施した。将来の不確かさが大きい海水準変動については、氷河性地殻均衡に基づく諸外国の既往評価を踏まえグローバルな海水準変動を複数パターン設定した。これらを山地・河川・平野・海域から成る我が国の典型的な集水域に適用し、地形変化・海水準変動が将来の地下水流動場に与える影響を整理した。

口頭

ボーリング孔が核種移行に及ぼす影響に係る解析的研究

澤口 拓磨; 高井 静霞; 打越 絵美子*; 武田 聖司

no journal, , 

放射性廃棄物の中深度処分では、モニタリング用のボーリング孔内が、核種の移行経路にならないように適切に埋戻されているかを確認する必要がある。本研究では、埋戻されたボーリング孔が、核種移行に影響を与える程度を把握するため、水理地質構造やボーリング孔に係る条件を変動させた地下水流動解析を実施した。その結果、粘土層で隔離された帯水層に1本の孔が存在し、その孔が高透水性の砂で埋戻された場合、孔周辺数十mを流れる地下水は孔に沿った流向に変化し、孔が存在しない場合の平均流速に比べて3倍程度大きくなった。一方、低透水性のベントナイトでボーリング孔が埋戻された場合、流向・流速は孔が存在しないケースと変わらなかった。また、孔間距離が20mである2本のボーリング孔が存在し、砂による埋戻しを想定した場合、孔間の領域や2本の孔を通る経路の流速が増加する結果となった。さらに、水理地質構造の違いがこのようなボーリング孔の存在によって懸念される地下水の流向/流速変化に与える影響を検討した。

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