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酒井 隆太郎; 宗像 雅広; 木村 英雄; 大岡 政雄*; 亀谷 裕志*
no journal, ,
放射性廃棄物地層処分の安全評価では、長期に渡る広域地下水流動の評価方法とその不確実性について検討しておくことが重要である。不確実性評価の研究の一環として、本研究では、広域地下水流動解析モデルに重要な水理パラメータである透水係数の不確実性について取り扱った。透水係数の試験結果を左右する要因としては、亀裂,間隙率などの材料特性や動水勾配,水質,温度など試験条件が挙げられ、長期的な地質・地下水環境変化を考慮したモデルでは、隆起・侵食による拘束圧変化からの亀裂の発生,低動水勾配下における動水勾配の変化によって、透水係数が1桁以上変化する可能性があることがわかった。また、海面変化による塩水/淡水交換を模擬した室内透水試験結果から、水質変化によって透水係数が初期値の0.6倍変化する可能性がある結果を得た。すなわち、長期的な地質・地下水環境の変化モデルでは、透水係数の時間変化を取り込むことで不確実性を軽減できるものと考えられる。
松本 一浩; 齋藤 雄也; 棚井 憲治
no journal, ,
処分場の設計フロー(手順化)に関しては、第2次取りまとめで示された設計の流れが提示されているものの、これまでの検討により、実際の設計においては、各設計項目との複雑な相互関係がある。このため、設計手法の明確化並びに合理化に関する検討を行い、一連の設計作業の全体像についてより具体化し、規制・事業に反映していく必要がある。平成17年度までに、処分場全体設計の具体的な手順に関する検討においては、処分孔竪置き方式における設計手順の検討並びに見直しを行っている。本検討では、今後の課題の一つである処分坑道横置き方式における処分場全体設計フローを構築していくために、処分方式の違いによる設計上の相違点・留意点について整理を行った。
中山 雅; 佐藤 治夫; 伊藤 誠二
no journal, ,
一般に、地下構造物の支保工としてセメント材料が用いられるが、セメント材料中に含まれる高アルカリ成分が地下水に溶出するため、高レベル放射性廃棄物処分場においては、条件によっては緩衝材や周辺岩盤を変質させる可能性がある。このような影響を緩和するため、原子力機構ではシリカフューム(SF)とフライアッシュ(FA)のポゾラン反応による低アルカリ化を指向したセメント(HFSC: Highly Fly ash contained Silica fume Cement)の開発を行っている。現在、幌延URLは深度140mの水平坑道を掘削中であり、その支保工として、HFSCを用いた吹付けコンクリートを施工している。本報告では原位置試験に際して実施した、HFSCを用いた吹付けコンクリートの初期性状について述べる。圧縮強度試験の結果から、HFSCを用いた吹付けコンクリートは幌延URLの設計基準強度を上回ることが確認され、HFSCが幌延URLにおいて施工可能であることが示された。
平賀 正人; 石井 英一; 新沼 寛明
no journal, ,
地下施設建設時の調査研究段階(第2段階)では、地上からの調査研究段階(第1段階)で構築した地下施設周辺の地質構造モデルの妥当性確認と更新を目的として、坑道内における壁面の地質観察などにより地層の分布や割れ目の連続性・連結性及び発達様式を三次元的に把握することとしている。本報告では、現在掘削している声問層中の詳細な割れ目の三次元分布について、三次元可視化ソフトを用いた解析のプロセスと、その結果の一例を紹介する。三次元可視化ソフトを用いた地質データの表示は、個々のデータの位置関係の把握を容易にするため、割れ目の連続性・連結性及び発達様式の解釈を容易にすることを確認した。今後も掘削の進捗に応じて地質データの入力を継続するとともに、湾曲面に対するスケッチ画像貼付の高精度化など、三次元可視化ソフトを用いた解析の高度化・効率化を図る。
向井 雅之; 島田 太郎; 田中 忠夫; 助川 武則; 中山 真一
no journal, ,
多様な原子力施設で廃止措置が本格化する中、原子力機構安全研究センターでは、国による安全規制を支援する技術資料及びツールの整備のための研究を実施している。核燃料サイクル施設廃止措置の安全評価に関する研究では、安全評価のために必要な検討をとおし、原子炉施設を対象としたコードをベースに評価コードのプロトタイプを作成した。解体時の被ばく線量評価に関する研究では、原子力機構の施設からの汚染配管に対して切断作業を実施し、核種別の飛散率,粒径分布,フィルタの捕集効率の測定を行った。Co-60汚染の飛散率,フィルタの捕集効率等、取得されたデータは既存の推奨値が十分に保守的であることを示した。サイト解放に関する研究では、サイト解放の基準として、残存放射能濃度を解放後の利用シナリオから計算するためのコードの開発と、より現実的な被ばく評価ができるよう外部被ばくの照射ジオメトリ,内部被ばくの詳細評価に関する改良を行った。コードを使用し、代表的な再利用シナリオを設定した試計算を行った。
小尾 繁*; 江橋 健; 稲垣 学
no journal, ,
地層処分の性能評価においては、多様なシナリオに対応するためにパラメータの時間変化を考慮した核種移行解析を行う必要がある。例えば、第2次取りまとめにおける天然現象による仮想的シナリオの評価事例では、亀裂性岩盤を対象として、処分環境の変化をおもにパラメータの時間変化として表現し、MESHNOTEコード(人工バリア)及びTIGERコード(天然バリア)を用いて核種移行解析を実施した。一方、近年オブジェクト指向的な特徴を有する汎用的なシミュレーションソフトウェアが広く利用されてきており「GoldSim」はその代表的なものである。本検討では、地層処分基盤研究開発ユニットにおけるパラメータの時間変化を考慮した核種移行解析ツール開発の現状について取りまとめた。さらに、パラメータの時間変化を考慮した核種移行解析作業の効率化及び解析の品質向上を目的に、GoldSimを用いて構築したパラメータの時間変化を考慮した核種移行解析モデルの詳細についてまとめ、第2次取りまとめにおける天然現象影響評価解析で使用した核種移行解析コードとの解析結果の比較による検証を実施した。本検討でGoldSimを用いて構築した核種移行解析モデルは、人工バリア及び天然バリアの地質環境の時間的変化を考慮したシナリオへ適用することが可能であるとともに、他の解析コードとの連携(動的リンク)により機能を拡張させることが可能である。
板津 透; 加藤 智子; 稲垣 学; 鈴木 祐二*
no journal, ,
我が国における高レベル放射性廃棄物地層処分は、事業がサイト選定の段階を迎えつつあり、これまでのジェネリックな地質環境での評価から得られた方法論を個別の地域へ適用したサイトスペフィックな検討が第2次取りまとめ以降進められている。原子力機構は、生物圏評価において、具体的な地質条件を踏まえて核種挙動を推定し、その結果を評価に反映させる検討を始めている。本発表では、サイトスペフィックな段階で実施される「表層環境を考慮した生物圏評価手法」について、現在の検討状況を報告する。
松崎 達二; 岩月 輝希; 國丸 貴紀; 太田 久仁雄; 茂田 直孝
no journal, ,
沿岸域(海域-陸域)の地質環境調査評価技術の整備は、高レベル放射性廃棄物の地層処分技術に関する重要な研究開発の一つである。このため、北海道幌延地域において、沿岸域の地質環境特性の調査評価技術に関するプロジェクト(以下、沿岸域プロジェクトと表記)を平成19年度から進めている。沿岸域プロジェクトでは、沿岸域特有の地質環境特性を調査するための要素技術の開発とともに調査体系全体にかかわる知見を蓄積し、調査評価技術の信頼性向上と体系的な方法論の確立を目的とする。得られた沿岸域特有の経験的知見について、次世代型サイト特性調査情報統合システム(ISIS)へ反映していく。本発表では、沿岸域特有の調査評価技術に着目し、調査計画体系を整理した例を具体的に示し、今後の方針について述べた。
江橋 健; 川村 淳; 稲垣 学; 柴田 雅博; 千葉 保*
no journal, ,
高レベル放射性廃棄物の地層処分において、将来に渡って現在のテクトニクスが継続すると仮定した場合に、既存断層の拡大・分岐・進展や新規断層の発生等に関する影響は、適切なサイト選定によりその発生が考えにくいと考えられる。一方、断層から離れた場所における岩盤の変位や地震動等に関する影響は完全に回避できないと考えられ、変動シナリオとして取り扱う必要がある。このため、具体的な地質環境の情報を活用しつつ、「地震・断層活動による処分環境条件の変化パターンを変動シナリオとして明らかにすること、抜き出したパターンに対する核種移行モデル・パラメータを整備し、解析を実施すること」が重要となる。本報においては、具体的な地質環境を対象とした影響評価に反映できるよう、堆積岩分布域における地下水シナリオを対象としたうえで、地震・断層活動の影響評価手法について例示的に検討した内容について報告する。
山本 陽一; 前川 恵輔; 横田 秀晴
no journal, ,
日本原子力研究開発機構(原子力機構)は、北海道幌延町で進めている幌延深地層研究計画の中で、新第三紀堆積岩分布域の地表から地下深部に至る地下水流動特性を把握する手法の信頼性向上を目的とした調査研究を実施している。表層水理調査では、表層部の水収支や地下水流動を把握するために、地形や地質区分などを考慮して流域を選定し、気象観測,河川流量調査及び地下水位観測,土壌水分観測,水質の観測等を行っている。これまでに積雪寒冷地域の特徴が観測されるとともに、観測結果から水文学的手法に基づく涵養量を試算した。また、涵養量の信頼性を評価することを目的に、表層部の水収支を精密に観測可能なライシメータを設置し観測を開始した。これまでの観測により、観測地点の土壌水分は60%以上の高い値であること、ライシメータ内外で土壌水分の変動特性が異なることが明らかになった。このことは観測地点の土壌では、水平方向に水分の供給が行われていることを示す。
前川 恵輔; 三枝 博光; 平賀 正人; 常盤 哲也; 小坂 寛
no journal, ,
我が国の多様な地質環境への対応を想定した地層処分システムの設計,安全評価を行ううえで、地下水流動評価に関する知見の拡充が必要となっていることを踏まえ、幌延地域の沿岸域を事例として、汎用的なモデル化・解析手法により、文献等既存情報に基づき地下水流動の現況を概括的に把握し、その作業の過程における判断根拠等の情報を整理した。本件を通じて、沿岸域を対象とした場合の地下水流動評価の流れや考え方,留意点などを示した。この成果は、今後の幌延地域の沿岸域での調査研究計画の立案における基礎的な情報とするとともに、処分事業などにおける調査・評価の検討に資する情報として提示する。
常盤 哲也; 新里 忠史; 前川 恵輔; 浅森 浩一; 阿部 寛信
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高レベル放射性廃棄物の地層処分研究開発では、地層処分システムの長期的な安全性に影響をもたらすことが想定される天然現象の発生様式や傾向及び天然現象による地質環境の変化について、数万年以上の期間で評価・予測するための手法を整備することが重要である。幌延深地層研究計画における長期安定性に関する研究では、幌延地域を事例として、地層処分にかかわる地質環境の長期的な挙動を把握するための調査・解析技術の整備を行っている。本研究の一環として、天然現象(海水準・涵養量変動及び隆起・沈降など)を考慮した水理場の変遷に関する解析と、断層運動に伴う力学的影響の推定に関する検討を行った。その結果、天然現象を考慮した水理場の変遷は、隆起部において淡水の侵入深度が浅くなることが示された。また、断層運動の力学的影響については、断層の東側での隆起と西側での沈降が認められた。
渕脇 博孝; 滑川 麻紀; 宗像 雅広; 木村 英雄
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地層処分の安全評価における地下水流動評価では、数10
100km程度の広い領域における環境条件の変化が、処分施設周辺の流動状況に影響を及ぼす可能性を考慮する必要がある。原子力機構では、地層処分の安全評価手法整備の一環として、地質学的,気象学的,水文学的現象が複雑に影響する条件下での広域を対象とした長期地下水流動解析コードの開発・整備を実施してきた。本解析コードの開発目的は、隆起・侵食・沈降現象等による地形変化の影響や海面変化・降雨量の変化などの長期的な環境条件の変化が、深部の地下水流動にどのような影響を与えるのかを定量的に把握することである。本解析システムの特徴は、隆起侵食現象等の地形変化,海面変化,気候変化等の調査結果を取り込み,天然現象等の長期的な環境変化による深部地下水流動への影響を定量的に評価できることである。しかしながら、将来の海底地形,河川位置等現在の知見だけでは想定・解決できない技術的課題も多い。今後は、この将来の地形変化,気候変化等に関する情報・知見を整備し、これら外的要因の影響下でも確度の高い評価が行えるように広域地下水流動解析手法の整備・検証を実施していく必要がある。
滑川 麻紀; 松葉 久; 宗像 雅広; 木村 英雄
no journal, ,
高レベル放射性廃棄物の地層処分における安全評価では、広域に渡る長期的な地下水流動の評価が重要となる。本研究では、安全評価における地下水流動系に影響を与える水文地質学変化事象に関する調査を進めており、解析モデルのための関連情報,文献,データの収集を通してデータベース化を行っている。このデータベースは、安全規制における安全評価、特に地下水流動評価における調査事例や観測データ等を検索し、安全規制にかかわる判断材料を網羅的に表示できる。
藪内 聡; 國丸 貴紀; 横田 秀晴; 山本 陽一; 前川 恵輔; 石井 英一; 平賀 正人
no journal, ,
幌延深地層研究計画では、ボーリング孔を用いた地下水の長期モニタリングにより、地下施設の建設(坑道掘削)が地下水の水圧に与える影響を把握するための研究を行っている。換気立坑では掘削が稚内層浅部の高透水性ゾーンに達した時点から湧水量の増加が確認された。さらに、この影響と考えられる地下水の水圧低下が立坑近傍のモニタリング孔で確認され、この高透水性ゾーンは立坑周辺の数100mの範囲に連続性をもって分布していると考えられる。一方、研究所設置地区周辺を対象として水理地質構造モデルを構築し、立坑の掘削に伴う立坑への湧水量変化などの予測解析を行っている。稚内層中の高透水性割れ目の分布を確率論で与えた複数のモデルによる予測解析結果を検討したところ、湧水量やその経時変化は坑道と交差する高透水性割れ目の数や深度によって大きく変動することがわかった。坑道掘削時に得られる坑道壁面などで観察される割れ目分布などの情報を反映することにより、湧水量や水圧などの実際の観測結果をより整合的に説明できる可能性があると考えられる。
真田 祐幸; 杉田 裕; 大丸 修二; 松井 裕哉; 柏井 善夫*
no journal, ,
幌延深地層研究計画の第2,3段階では地上からの調査研究段階によって検討した坑道周辺の掘削影響の評価や設計の妥当性の検討において、坑道周辺の長期的な変形挙動を把握することが重要となる。従来型の電気式地中変位計は数年に渡る使用では絶縁不良を生じるなど長期的な計測が困難であった。また、岩盤へのインパクトが小さい小口径のボーリング孔では多段化できないという問題があった。本報告では小口径で長期耐久性を有し、多段かつ高い精度での計測を可能にするために、光ファイバーを使用した地中変位計の開発を実施した。恒温槽内にて変位,温度を変化させた室内検定試験を行い、ブラッグ波長の変化量との対応関係を整理し、校正式の算出と測定精度の検証を行った。その結果、測定精度は測定範囲の0.5%又は1/100mmと今回設定した測定精度をおおむね満たしていた。変位計の性能の確認のために行った原位置性能確認試験結果から、ブラッグ波長の変化量から算出した変位は、実際に与えた変位量と比較的良い一致を示した。作業性や作業時間については、通常用いられる電気式の地中変位計と同程度であり、原位置での実現可能性を確認することができた。
井尻 裕二*; 羽出山 吉裕*; 名合 牧人*; 里 優*; 佐ノ木 哲*; 國丸 貴紀; 杉田 裕
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高精度傾斜計は、地盤の水平度を高精度で確認するために開発された技術であり、地熱開発分野における人工破砕帯のモニタリングなどに適用されるように、地表部での計測から地下深部の岩盤挙動の把握を可能とするものである。地層処分場で地下施設を建設すると、坑道掘削そのものに起因する岩盤の変形や坑道掘削後の地下水流動の変化による岩盤の変形が生じることとなるが、このような岩盤の変形挙動を高精度傾斜計で捉えることができれば、深層ボーリングなどで地下を擾乱することなく、調査やモニタリングの効率化が可能となる。幌延深地層研究計画では、高精度傾斜計を用いた岩盤・地下水挙動のモニタリング手法の開発を行っており、立坑の周囲に高精度傾斜計を9点設置し、立坑掘削に伴う傾斜計測を行っている(その他にバックグラウンドの挙動を計測するために立坑から約900m離れた地点に1点設置している)。高精度傾斜計による計測及び三次元応力-水連成挙動のシミュレーション解析の結果から、立坑掘削に伴う岩盤変形のみならず、立坑掘削によって生じた地下水流れに起因する岩盤の変形をも捉えていることが明らかとなった。
宗像 雅広; 木村 英雄; 酒井 隆太郎; 滑川 麻紀; 渕脇 博孝
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日本原子力研究開発機構では、高レベル廃棄物処分施設の立地選定段階でのレビューや安全審査時において、妥当かつ合理的な技術的判断を行うために必要な安全評価手法を開発している。長期的評価の観点から、水文地質学的変化による影響を考慮した広域地下水流動評価手法を開発し、地下水流動評価における技術的留意点の把握を進めた。平成20年度は、隆起・侵食現象,海面変化等の天然現象による、地下深部の流動状況の将来における変化を定量的に推定するため、海域を含んだ地質構造モデルを作成、その後、解析的な検討を実施した。その結果、現在地形による解析と将来地形による解析結果とを比較することで、地下水の流動方向が大きく異なる可能性があることに留意すべきであることがわかった。
仙波 毅; 宮本 哲雄; 藪内 聡; 松岡 稔幸; 浅森 浩一; 山中 義彰*
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地質環境調査評価情報の分析・整理として、沿岸域を対象とした物理探査とボーリング孔での検層技術に関するノウハウや判断根拠などの知見を収集するために、その先行事例を数多く有している、フィンランド,スウェーデン,英国の三か国を対象に情報収集を行った。収集した知見と幌延・瑞浪URLでの経験を踏まえて、物理探査に関するタスクフロー(地質環境を対象として個々の物理探査手法のデータの流れを示したもの)を構築した。
阿部 寛信; 下山 正; 山崎 雅直*; 佐ノ木 哲*
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地下施設建設時及び地下施設運用時の火災時の防災システムの構築に資するため、地下研究施設の通気挙動を実験により明らかにし、また、通気解析手法の妥当性を検証することを目的として、地下研究施設を模擬した室内立坑火災実験を実施した。実験の結果、火災で発生する浮力による火災ガスの逆流現象や通気主流の逆転現象、水平坑道の風門を開閉した場合の通気挙動を把握することができた。また、通気解析プログラム(風丸)及び流体解析プログラム(M-CFD)を連成解析し、定量的に火災時の通気挙動の解析が可能となる解析システムを構築し、火災実験と同様の条件でシミュレーションを実施し、実験結果との比較を行うことにより、解析システムの検証を実施した。その結果、火災実験で把握した坑道内の通気挙動や温度上昇などの諸現象を再現することができた。また、地下施設を想定した3本立坑モデルを作成し、火災発生時の通気挙動を解析した。その結果、火源が水平坑道下段の換気立坑寄りにあるケースでのみ、両主立坑の一部に火災ガスの流入が見られるが、それ以外のケースでは、火源から離れた水平坑道及び主立坑への火災ガスの流入の可能性が小さいことが示唆された。