わが国における浅地中埋設処分深度に分布する岩石の力学特性に関するデータ

萩原 茂*; 坂本 義昭*; 武部 愼一; 中山 真一

JAERI-Data/Code 2004-004, 167 Pages, 2004/03

JAERI-Data-Code-2004-004.pdf:10.14MB

RI・研究所等廃棄物の処分場は、放射能濃度に応じて地表付近から地下利用に対して十分余裕を持った深度及び地下深部に設置される。処分場を建設する際には、対象となる地盤の物性やその場の応力状態に応じて、レイアウトや施工方法の最適化が図られる。このため、地盤の安定性の評価に用いる地盤工学的なデータが必要となり、これまでに東濃・釜石鉱山において取得したデータを含む地下1,000m程度までの岩石の物理・力学試験データ約2,000件が示されている。本報では、既存データで整備が不十分であった深度250m程度までの地盤の力学特性のうち、土木分野で指標として一般に用いられる一軸圧縮強さ及び超音波伝播速度を対象に、わが国の地質時代区分,地質構造区分に基づいて、結晶質岩,堆積岩,第四紀層を含む5グループ26種の詳細な岩種に区分し、公開文献等から非火山性堆積岩を主体に約5,700件余のデータを収集,整理した。

「高レベル廃棄物地層処分の技術的信頼性」批判に対する見解

増田 純男; 梅木 博之; 清水 和彦; 宮原 要; 内藤 守正; 瀬尾 俊弘; 藤田 朝雄

JNC TN1410 2000-008, 100 Pages, 2000/10

JNC-TN1410-2000-008.pdf:4.23MB

核燃料サイクル開発機構(以下、サイクル機構)が平成11年11月26日に原子力委員会に提出した「わが国における高レベル放射性廃棄物地層処分の技術的信頼性-地層処分研究開発の第2次取りまとめ-」(以下、第2次取りまとめ)に対し、『高レベル放射性廃棄物地層処分の技術的信頼性』批判(2000年7月20日)」と題するレポート(以下、批判レポート)が地層処分問題研究グループ(高木学校+原子力資料情報室)から公表した。批判レポートの記述内容には独断的な部分や誤解に基づくものも多々あることから、第2次取りまとめに関連した技術的な部分に対して、サイクル機構の見解を本報告書として取りまとめた。見解をまとめるにあたっては、批判レポートの第1章から第7章にわたって展開されている内容を対象とし、またそれらの関連性などを考慮して、本報告書を4つの章により構成することとした。第1章では「地質環境の長期安定性について」、第2章では「工学技術と深部坑道の安定性について」、第3章では「人工バリアの特性について」、第4章では「地下水シナリオに基づく安全評価について」として、それぞれ見解を述べた。本報告書に示した見解は、第2次取りまとめを構成する4つの報告書の記載内容に基づくものであり、関連箇所を引用する際には、それぞれ「総論レポート」、「分冊1」、「分冊2」、「分冊3」と略記した。

緩衝材の乾燥収縮特性

鈴木 英明*; 藤田 朝雄

JNC TN8400 99-016, 34 Pages, 1999/03

JNC-TN8400-99-016.pdf:14.8MB

高レベル放射性廃棄物の地層処分システムにおける人工バリアは、ガラス固化体、オーバーパック、緩衝材を基本として構成され、このうち、緩衝材には膨潤性粘土のベントナイトを高密度に締固めた圧縮ベントナイトを用いることが考えられている。圧縮ベントナイトは、地下水の浸潤にともない膨潤し、圧縮ベントナイト中の隙間や隣接する岩盤の割れ目への充填や、非常に低い透水性により地下水の移動を抑制する機能を有している。しかし、ガラス固化体が核種の崩壊により熱を発生するため、圧縮ベントナイトが乾燥し収縮やひび割れを生じた場合には、地下水の部分的な侵入など物質移動抑制の観点から人工バリアの密閉性の低下や機械的強度の低下などが懸念される。本報告書では、圧縮ベントナイトの乾燥収縮特性について報告する。土の収縮現象は、土が水分などの放出によってその体積を現象させることであり、干拓地の地表のひび割れなどは典型的な例である。収縮の程度には土の構造が大きく関与しており、粘性土の特徴的な物理化学的性質の中でも、収縮現象は膨潤現象と並んで基本的な特性のひとつである。実験では、圧縮ベントナイトの供試体を製作する際の初期含水比をパラメータに、乾燥によるひび割れの発生はほとんどないことが分かった。また、供試体の初期含水比が大きいほど、乾燥により体積変化が大きく、収縮限界、線収縮などの収縮定数は初期含水比に依存することが分かった。さらに、乾燥によって生じたひび割れや亀裂の機械的強度への影響を確認するため、乾燥前後の供試体の一軸圧縮強さを比較した。その結果、乾燥後のひび割れを持つ供試体の一軸圧縮強さ、およびE50は湿潤状態の供試体よりも大きく、乾燥によってひび割れが生じた場合でも機械的強度は低下しないことが分かった。

緩衝材特性に影響をおよぼす要因の検定-高レベル廃棄物処分における緩衝材の開発-

雨宮 清*

PNC TN8410 90-005, 39 Pages, 1990/02

PNC-TN8410-90-005.pdf:0.66MB

止水性,機械的安定性など多くの性能が要求される緩衝材の候補材料としては,Na-ベントナイトが有望と考えられ,これに製作性や熱伝導性を向上させる目的でケイ砂の混合も検討されている。今回は,緩衝材の特性調査のための詳細なパラメータ試験に先立ち,Na-ベントナイトを主原料とし,これにケイ砂を混合した場合の緩衝材特性に影響をおよぼす要因を明らかにする試験を実施した。試験は実験計画法に基づき行った。実験因子は(ケイ砂混合率),(間隙率),(含水比),(ケイ砂粒度)とし2水準で,成型圧力,熱伝導率,一軸圧縮強度,ヤング率,透水係数を測定した。その結果,(ケイ砂混合率),(間隙率),(含水比)は,緩衝材の製作性や熱的・機械的・水理的特性に有意な影響を与えること,(間隙率)と(ケイ砂混合率)および(含水比)との間に交互作用が存在することが明らかになった。

高温ガス炉用黒鉛の機械的性質に及ぼす高温照射効果

奥 達雄; 衛藤 基邦; 藤崎 勝夫

JAERI-M 7647, 20 Pages, 1978/04

JAERI-M-7647.pdf:0.6MB

この報告は、高温ガス炉用各種黒鉛の応力-ひずみ関係、ヤング率、引張強さ、曲げ強さおよび圧縮強さに及ぼす200-300Cおよび500-1400Cおける照射効果と照射前後の黒鉛の破壊基準および破壊までのひずみエネルギー等を検討した結果をまとめたものである。得られた主な結論は次の通りである。(1)ヤング率、引張および曲げ強さは照射量に対して互いに類似した傾向を示した。(2)圧縮強さの照射量依存性は、照射温度および黒鉛の銘柄に大きく依存して異なる傾向を示した。(3)曲げひずみエネルギーは照射量の増加にともない照射温度が低いときは減少し、照射温度が高いときは増加する傾向にある。(4)曲げの破壊基準は定エネルギー説および定ひずみ説のいずれとも合致しなかった。しかし、一般に照射温度の増加にともない定エネルギー説に近い関係から定ひずみ説に近い関係へ移行していく傾向が見られた。

The Effect of compressive prestressing on the mechanical properties of some nuclear graphites

奥 達雄; 衛藤 基邦

Carbon, 11(6), p.639 - 647, 1973/06

https://doi.org/10.1016/0008-6223(73)90331-X

数種の原子炉用黒鉛のヤング率、引張強さ、圧縮強さに及ぼす圧縮予応力の影響を検討した。室温引張、圧縮強さについては10~10secの範囲のひずみ速度の影響も調べた。圧縮予応力の増加にともないヤング率と引張強さは減少することが明らかとなった。しかし、圧縮強さは予応力およびひずみ速度によってほとんど変化しなかった。予応力の増加にともなうヤング率の減少の原因としては、予応力の増加にともなう転位密度の増加とクラックの生成伝播の二つが考えられるが、予応力の増加にともないクラックが顕微鏡的に直接観察されることと、クラック生成にもとづくヤング率への寄与に対する計算結果との対応から、ヤング率の減少はクラックの生成、伝播によってよく説明できるように思われる。