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

https://doi.org/10.1557/s43580-023-00528-y

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。

「令和元年度東濃地科学センター地層科学研究情報・意見交換会」資料集

西尾 和久*; 清水 麻由子; 弥富 洋介; 濱 克宏

JAEA-Review 2020-013, 59 Pages, 2020/08

JAEA-Review-2020-013.pdf:19.64MB

日本原子力研究開発機構東濃地科学センターにおいては、「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(以下、地層科学研究)を実施している。地層科学研究を適正かつ効率的に進めていくため、研究開発の状況や成果について、大学,研究機関,企業の研究者・技術者等に広く紹介し、情報・意見交換を行うことを目的とした「情報・意見交換会」を毎年開催している。本報告書は、令和元年11月20日に岐阜県瑞浪市で開催した「令和元年度東濃地科学センター 地層科学研究情報・意見交換会」で用いた発表資料を取りまとめたものである。

Progress in the geological disposal program in Japan

出口 朗*; 梅木 博之*; 植田 浩義*; 宮本 陽一; 柴田 雅博; 内藤 守正; 田中 俊彦*

LBNL-1006984 (Internet), p.12_1 - 12_22, 2016/12

https://doi.org/10.2172/1353043

我が国における高レベル放射性廃棄物の地層処分については、1999年に「第2次取りまとめ」として技術的信頼性が取りまとめられたが、その後10年以上が経過するとともに、東北地方太平洋沖地震などの自然事象が発生していることから、政府は、地層処分の技術的信頼性について、改めて最新の科学的知見を反映した再評価を行った。この再評価結果を受け、政府は、「特定放射性廃棄物の最終処分に関する基本方針」を変更し、国が「科学的有望地」を提示するとともに、国が調査への協力を自治体に申し入れることを定めた。原子力発電環境整備機構(NUMO)および関係研究開発組織(原子力機構および原子力環境整備センター)は、地層処分の技術的信頼性の向上のため研究開発を進めている。また、NUMOは、一般的なセーフティケースの構築を進めている。

Mineralogical changes and associated decrease in tritiated water diffusivity after alteration of cement-bentonite interfaces

山口 徹治; 澤口 拓磨; 塚田 学; 星野 清一*; 田中 忠夫

Clay Minerals, 51(2), p.279 - 287, 2016/02

https://doi.org/10.1180/claymin.2016.051.2.13

セメント硬化体を炭酸ナトリウム溶液に接触させて変質させる試験と、セメント硬化体とベントナイトを接触させて変質させる試験とを行った。変質に伴う物質移行特性の変化は、トリチウム水を透過拡散させて拡散係数の変化を検出することによって調べた。炭酸系の試験では、界面近傍における鉱物の変化に伴い、180日間に拡散係数が変質前の70%に低下した。セメントとベントナイトを接触させたケイ酸系の試験では、界面近傍における鉱物の変化に伴い、600日間に拡散係数が変質前の71%に低下した。粉砕したセメント硬化体とベントナイトを混合して変質させた既往の研究では、拡散係数が180日間に変質前の20%にまで低下したのに比較すると、本研究では反応面積が小さいので拡散係数の変化も小さくなった。炭酸系の実験では硬化体表面から0.55mmの範囲で拡散係数の変化が起こり、ケイ酸系の実験では界面から0.5mmの範囲で拡散係数の変化が起こったと評価された。この結果を、単純なモデルを用いて15年間に外挿したところ、フランスTournemire地下実験施設で観察された15年間にわたるセメント-粘土岩相互作用の特徴をよく再現した。このような知見は、実験データに信頼性を与えるとともに、実験に基づくデータやモデルを長期評価に用いる際の根拠の1つとなりうる。

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。

A Study of actinide decay chains on the environmental effect of a geologic disposal of rock-like oxide fuels and uranium-plutonium oxide fuels

木村 英雄; 高野 秀機; 室村 忠純

Journal of Nuclear Materials, 274(1-2), p.197 - 205, 1999/00

https://doi.org/10.1016/S0022-3115(99)00045-8

環境安全性の観点から、岩石型プルトニウム燃焼法の有用性を示すために、同様にプルトニウムリサイクルを前提とするMOX燃料の直接処分と比較評価を行った。評価解析は、ウラン燃料1トンに相当する使用済核燃料を花崗岩岩体に直接処分した場合について、地下水移行シナリオに基づいて実施し、飲料水摂取による個人被ばく線量を算出した。その結果、岩石型燃料の処分に起因する被ばく線量は、MOX燃料に比べ2桁以上低く、本燃焼法の優位性を確認することができた。

岩石型及びMOX使用済核燃料地層処分の環境影響評価

木村 英雄; 松鶴 秀夫; 高野 秀機; 室村 忠純

JAERI-Research 97-049, 25 Pages, 1997/07

JAERI-Research-97-049.pdf:1.42MB

使用済岩石型プルトニウム燃料は、一般軽水炉の使用済燃料や再処理を伴う高レベル放射性廃棄物と同様に、地層処分されるものと考えられる。ここでは、環境安全性の観点から、岩石型プルトニウム燃焼法の有用性を示すために、同様にプルトニウムリサイクルを前提とするMOX燃料の直接処分と比較評価を行った。評価解析は、ウラン燃料1トンに相当する使用済核燃料を花崗岩岩体に直接処分した場合について、地下水移行シナリオに基づいて実施し、飲料水摂取による個人被ばく線量を算出した。その結果、岩石型燃料の処分に起因する被ばく線量は、MOX燃料に比べ2桁以上低く、本燃焼法の優位性を確認することができた。

Methodology of safety assessment and sensitivity analysis for geologic disposal of high-level radioactive waste

木村 英雄; 高橋 知之; 島 茂樹; 松鶴 秀夫

Journal of Nuclear Science and Technology, 32(3), p.206 - 217, 1995/03

https://doi.org/10.3327/jnst.32.206

高レベル廃棄物地層処分の可能性を検討するため、決定論的地層処分安全評価手法の中間バージョンを開発した。本手法で用いられた評価シナリオは、処分システムの性能が確立論的事象によって影響を受けないと仮定した通常シナリオに基づいている。本計算コードシステム(GSRW)はサイトスペシフィックな詳細モデルではなく、人工バリアからの核種漏出、地層中核種移行、生態圏中核種移行及び被曝線量を解析するサブモデルから構成された簡略モデルである。このモデルの入力パラメータの重要性を検討するために、GSRWコードにDA手法に基づく自動感度解析手法を適用し、評価解析を行った。本論文はこのうち安全評価及び自動感度解析手法について報告する。

International Atomic Energy Agency co-operated research programme on the safetyassessment of near-surface radioactive waste disposal facilities(NSARS) results for test case 1(earth trench case)

高橋 知之; 加藤 和男; 木村 英雄; 松鶴 秀夫

JAERI-M 91-216, 31 Pages, 1992/01

JAERI-M-91-216.pdf:0.77MB

本報告書は、「放射性廃棄物浅地層処分施設の安全評価」に関するIAEA協力研究プログラムで提案された最初の標準問題、テストケース1に関する解析結果を取りまとめたものである。なお、ここで使用した解析手法、並びに侵入シナリオの概念についても記述した。テストケース1では、2種類の異なる処分方式、即ちトレンチ処分及びコンクリートピット処分が定義され、2種類のシナリオ、即ち地下水シナリオ及び侵入シナリオが定義されている。本研究では、トレンチ処分方式を対象に、施設からの放射性核種の放出、不飽和層における放射性核種の垂直方向移行、飽和層における放射性核種の水平方向移行、飲料水経路による人間への被曝線量、建設及び居住・農耕サブシナリオによる侵入者への被曝線量について解析を行った。解析結果は、テストケース1においてIAEAにより指定された標準形式に基づいて示した。

放射性廃棄物の陸地保管・処分に関する安全性研究 -砂層におけるCoおよびCsの分布と移動-

武部 愼一; 松鶴 秀夫; 和達 嘉樹

JAERI-M 7642, 15 Pages, 1978/04

JAERI-M-7642.pdf:0.34MB

通気層中の放射性核種の移動を評価するため、カラム内の通気状態砂層にCoおよびCsを含む水溶液を流下させ、CoおよびCsの砂層中分布比および移動速度を種々の実験条件下で調べた。この結果、Co、Csの双方のkd'(見掛けの分配係数)は、酸性において大きいが、中性およびアルカリ性においては小さい。分布比は、一般に流下させたCo、Csの殆どが溶液の酸性度にほぼ無関係に砂層表面に付くことを示している。井上らによって提案された式によれば、CoおよびCsの砂層中移動速度は、中性およびアルカリ性において大きいが、水の移動速度に比べるとさらに小さな値である。

Reduction and resource recycling of high-level radioactive wastes through nuclear transmutation; Impact of nuclear transmutation on disposal of high-level radioactive waste

西原 健司; 牧野 仁史; 小尾 繁*

no journal, , 

ImPACTプロジェクトでは、他プログラムで行われているマイナーアクチノイド(MA)の核変換に加えて、長寿命核分裂生成物(LLFP)の核変換が開発されている。MA, LLFP, 発熱性核分裂生成物(Sr-90, Cs-137)が高レベル廃棄物(HLW)から除去された場合、HLWの処分に対する劇的な効果が期待できる。本研究では放射性核種の輸送解析により、(1)核変換後の廃棄物を従来HLW用に設計された地層処分場に処分、及び、(2)核変換後の廃棄物を使用済燃料集合体のハル・エンドピース等の低レベル放射性廃棄物用に設計された余裕深度処分場に処分した場合の効果を評価した。結果として、(1)の解析では公衆被ばく線量の低減が見られ、(2)の解析では被ばく線量は十分に小さかった。