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太田垣 隆夫*; 石川 泰史*
JNC TJ8420 2000-016, 427 Pages, 2000/03
JNC-TJ8420-2000-016.pdf:18.18MB
(1)・英国BNFLでは核燃料サイクル施設から発生する中・低レベル廃棄物を処理する各施設の運転・建設計画を策定し、これを進めている。・放射性廃棄物の処理が計画されておりスイスのヴュレンリンゲン集中中間貯蔵施設(ZWILAG)では、受入廃棄物を処理し廃棄体にするとともに、除染により放射能レベルが低下できた廃棄物は、再利用される。・原子力発電所の廃止措置の費用削減を目的に、化学除染法が開発されている。・廃止措置に係わる被曝、廃棄物発生量、費用、これらを軽減するため、米国トロージャン発電所の廃止措置において原子炉圧力容器を解体せず、圧力容器そのものを輸送コンテナとして、この中に炉内構造物を入れたまま廃棄物処分場に搬出した。(2)米国・電力会社からDOE(エネルギー省)に対する使用済燃料の引き取りに関する訴訟について、連邦控訴裁判所は電力会社に対し、引き取りに関する契約に基づいて「救済措置」を要求すべきとの裁定を下した。・TRU廃棄物の処分施設であるWIPPへの廃棄物輸送禁止命令の申し立てについて、コロンビア特別区地方裁判所は、申し立てを棄却する裁定を下した。これにより、WIPPでの処分開始の見通しが立った。英国・Nirex社の計画を前保守党政権が却下しそして、英国内の廃棄物管理に関する組織の改編準備が進んだ。・BNFLの一部について民営化が決定された。フランス:・ムーズ県の粘土層を有する地域に対して、高レベル放射性廃棄物の地下研究所の建設・運転許可政令が発給された。・原子力規制体制の再編について、政府や議員により検討された。ドイツ・連立政権内で原子力政策の対立が続いていたが、原子炉の運転期間を制限することで政策内容について合意した。・コンラート処分場での中・低レベル廃棄物処分について、連邦政府の環境相と地元州の環境相が消極的なため、処分場の許可発給が遅れている。スイス・ヴュレンリゲン中間貯蔵施設(ZWILAG)の貯蔵施設について建設・運転許可が終了した。
佐藤 稔紀; 谷口 航; 藤田 朝雄; 長谷川 宏
JNC TN7400 99-011, 36 Pages, 1999/12
わが国における地下深部の岩盤が有する一般的な熱的および力学的性質を理解するため、文献調査および釜石鉱山と東濃鉱山における調査・試験によりデータを収集し、岩種ごとの物性の頻度分布や物性間の相関関係などについて検討した。その結果、岩石の熱物性および力学物性について、岩種ごとの頻度分布を把握した。また、従来より示唆されてきた物性間の相関関係との整合性が確認された。新第三紀堆積岩では深度の増加とともに一軸圧縮強度などが増加する傾向が認められた。岩盤の初期応力については、文献調査の結果を取りまとめ、鉛直応力は単位体積重量の勾配で線形近似できること、水平面内平均応力と深度の関係も線形近似できること、および、側圧係数(水平面内平均応力と鉛直応力の比)は浅部では大きな値を示し、震深度の増加に伴い、深度500m程度より深くなると1より小さい値に近づくことが認められた。
佐藤 治夫
JNC TN8400 99-064, 22 Pages, 1999/10
本研究では、拡散に及ぼす圧縮ベントナイトの間隙構造因子の影響を評価するため、非収着性のトリチウム水(HTO)を用いて以下に示す4種類の拡散実験を行った。(1)圧縮ベントナイトの圧縮方向をパラメータとした透過拡散実験[圧縮方向の影響](2)圧縮ベントナイト中の珪砂混合率をパラメータとした非定常拡散実験[珪砂混合率の影響](3)圧縮ベントナイトの初期粒径をパラメータとした非定常拡散実験[初期粒径の影響](4)圧縮ベントナイト中に単一亀裂がある場合の含水修復期間をパラメータとした非定常拡散実験[亀裂の影響](1)については、クニゲルV1とクニピアF(クニゲルV1を精製してNa型スメクタイトを95wt%以上にしたもの)を対象に、乾燥密度1.0と1.5Mg・m-3に対して実効拡散係数(De)を圧縮方向を変えて測定した。(2)については、クニゲルV1を対象に、見掛けの拡散係数(Da)を乾燥密度0.8,1.4,1.8Mg・m-3、珪砂混合率30と50wt%に対して測定した。(3)については、粒径が0.1
5mmと粉末状であるクニゲルV1より大きい、粒状ベントナイト(OT-9607)を対象に、Daを乾燥密度0.8,1.4,1.8Ma・m-3に対して測定した。(4)については、乾燥密度1.8Mg・m-3の含水飽和ベントナイトに人工的に貫通した亀裂を入れ、7または28日間再含水させ、Daを測定した。(1)については、クニゲルV1には全密度ともDeに圧縮方向依存性は見られなかったが、クニピアFでは、圧縮方向に対して直角方向からの方が軸方向からより大きなDeとなった。(2)のベントナイト中の拡散係数に及ぼす珪砂混合率の影響については、全乾燥密度ともDaに影響は見られなかった。(3)の拡散係数に及ぼす初期ベントナイト粒径の影響については、粒状ベントナイト(OT-9607)に対するDaが粉末状であるクニゲルV1の場合と全密度ともほぼ同じであり、ベントナイトの初期粒径の影響は見られなかった。(4)のベントナイト中の単一亀裂の修復特性については、Daに及ぼす亀裂の修復期間依存性や亀裂の影響は見られなかった。これらのことから、圧縮ベントナイト(クニゲルV1)の間隙構造は、ベントナイトの圧縮方向の影響、珪砂混合率の影響、及び初期粒径の影響を受けにくく、貫通した亀裂が発生した場合においても短時間で亀裂
小田 治恵; Arthur, R. C,*; 笹本 広; 柴田 雅博; 油井 三和; 根山 敦史*
JNC TN8400 99-079, 287 Pages, 1999/09
本報告書では、高レベル放射性廃棄物地層処分の研究開発をサポートする地球化学計算のための2種類の熱力学データベースについて報告する。一つは、SPRONS.JNCであり、この熱力学データベースは、SUPCRTモデル・ソフトウェアの中で考慮されている熱力学的な関係式を基にしており、SUPCRTソフトウェアを用いることで、広範囲にわたる圧力・温度条件(圧力:15000 bars,温度:01000
)下での鉱物、ガスおよび水溶液化学種の標準モル熱力学特性・部分モル熱力学特性を計算することができる。SPRONS.JNCは、195種類の鉱物・16種類のガスについて、25、1barの条件下での生成標準モルギブス自由エネルギー、生成標準モルエンタルピー、標準モルエントロピーおよび体積に関するデータを含むと共に、Maier-Kelly式による熱容量の温度依存式を適用した場合の各係数についても整備している。またSPRONS.JNCは、1147種類におよぶ無機・有機イオンや錯体について、25、1barの条件下での生成標準モルギブス自由エネルギー、生成標準モルエンタルピー、標準部分モルエントロピーおよびHelgeson-Kirkham-Flowers(HKF)式による温度依存に係わる係数も整備している。SPRONS.JNCは、1991年以降に公開された新たなデータや改訂されたデータを取り入れたものであり、他の同様な熱力学データベースの拡張版である。もう一つのデータベースは、PHREEQE.JNCであり、これは、地球化学計算コードである「PHREEQE」で用いることができる熱力学データベースである。PHREEQE.JNCは、鉱物の溶解反応、ガスの溶解反応、水溶液化学種を含む反応、酸化還元反応について、25、1barの条件下での平衡定数を算出できる様に反応エンタルピーあるいは平衡定数(log K)の温度依存に係わる各係数についても整備している。PHREEQE.JNCに含まれる平衡定数、反応エンタルピーおよび平衡定数の温度依存に係わる係数の全ては、SUPCRTソフトウェアおよびSPRONS.JNCを用いて計算されているので、PHREEQE.JNCとSPRONS.JNCは、同一の熱力学データベースである。またこれらの熱力学データベースに含まれる全てのデータは、基本的な熱力学の定義やSUP
太田 久仁雄; 中野 勝志; Metcalfe, R.; 池田 幸喜; 後藤 淳一; 天野 健治; 竹内 真司; 濱 克宏; 松井 裕哉
JNC TN7410 99-007, 44 Pages, 1999/08
None
笹本 広; 油井 三和; Arthur, R. C,*
JNC TN8400 99-033, 153 Pages, 1999/07
釜石鉱山における原位置試験は、主に栗橋花崗岩閃緑岩を対象として行われた。栗橋花崗岩閃緑岩中の地下水の地球化学的調査により、主に以下の点が明らかになった。・地下水の起源は、降水である。・深部の地下水は、還元性である。・ほとんどの地下水にはトリチウムが検出されることから、これらの地下水の滞留時間は長くとも40年程度である。一方、KH-1孔の地下水にはトリチウムが検出されず、予察的な14C年代測定から、数千年程度の年代が示唆される様な、より古い地下水が存在すると推定される。・比較的浅部の地下水はCa-HCO3型であるが、より深部になるとNa-HCO3型になるような深度方向での水質タイプの変化が認められる。上記の様な地球化学的特性を示す栗橋花崗岩閃緑岩中の地下水に関して、地下水の起源と地下水-岩石反応の進展を考慮した地球化学平衡モデルをもとに、地下水水質のモデル化を試みた。その結果、土壌中での炭酸分圧の値、岩体中での以下の鉱物を平衡と仮定することで地下水のpH,Ehおよび主要イオン(Si,Na,Ca,K,Al,炭酸および硫酸)濃度について、実測値をほぼ近似することができた。・土壌中での炭酸分圧:logPCO2=-2.0・岩体中での平衡鉱物:玉随(Si濃度)、アルバイト(Na濃度)、カオリナイト(Al濃度)、方解石(Caおよび炭酸濃度)、マイクロクリン(K濃度)、黄鉄鉱(硫酸濃度、Eh)また、海外の専門家との議論により、釜石サイトにおける、より現実的な地下水変遷モデルを構築するためには、開放系での不可逆的な岩石-水反応に関して、反応経路モデルを用いたシステマティックなアプローチを適用することが必要であると考えられた。さらに、モデルの妥当性を示すためには、釜石サイトの地質情報に関して、より詳細なデータ(例えば、割れ目充填鉱物に関する詳細なデータ等)も必要である。
油井 三和; 笹本 広; Randolph C Arthu*
JNC TN8400 99-030, 201 Pages, 1999/07
原子力委員会が策定した我が国における地層処分計画によれば、核燃料サイクル開発機構は、高レベル放射性廃棄物地層処分の性能評価に関する第2次取りまとめを西暦2,000年前までに公表し、国へ提出することになっている(原子力委員会、1997)。本報告書では、高レベル放射性廃棄物地層処分システムの性能評価上重要となる地質環境条件の一つである地下水の地球化学的特性に関して、第1次取りまとめの考察に加え、実測値を基にした統計学的解析(2変量散布図)をもとに、幅広い地質環境を想定し、かつ性能評価上の重要性を考慮して、以下の仮想的な5種類のモデル地下水を設定した。・降水系高pH型地下水・降水系低pH型地下水・海水系高pH型地下水・海水系低pH型地下水・混合系中性型地下水 また、多変量に基づく実測地下水データの統計学的解析による地下水分類の妥当性の検討結果、実測値の信頼性、地下水水質形成に関する地球化学的根拠および資源のある地域を選定しないという我が国の処分コンセプトを踏まえ、上記5種類のモデル地下水に対して、地層処分システムの安全評価上設定する地下水水質としての優先順位を検討した。その結果、第2次取りまとめにおける以下の各性能評価解析ケースに対して、各々、以下のモデル地下水を選定した。・レファレンスケース地下水:降水系高pH型地下水・地質環境変更ケース地下水:海水系高pH型地下水 さらに、核燃料サイクル開発機構が開発した地下水水質形成モデルの概念について、海外の専門家と議論した。このモデルは、地下水の起源と地下水-岩石反応の進展を考慮した地球化学平衡モデルにより、深部の地下水水質を推測するものである。海外の専門家との間では、より現実的な地下水水質形成モデルを構築する上で重要な点について主に議論し、貴重な知見を得ることができた。
G M N BASTON*; J A BERRY*; M BROWNSWORD*; D J LLETT*; C M LINKLATER*; S W SWANTON*; Tweed, C. J.*
JNC TJ8400 99-078, 72 Pages, 1999/03
本報告書では、以下の3つの事項について報告する。強還元条件下の中性付近におけるプルトニウムの酸化状態測定の可能性を明らかにするために調査研究を実施した。その結果、溶解度が低いために溶液中のプルトニウムの直接測定は困難であるものの、適切な基質に吸着したプルトニウムの酸化状態確認はX線吸収分光法により行える可能性があることがわかった。強還元条件下において、プルトニウムの玄武岩、泥岩、砂岩へのバッチ吸着試験を実施した。試験には、岩石-脱イオン水平衡水摸擬液、岩石-海水平衡水摸擬液、およびこれらに炭酸塩を添加した溶液を用い、分配係数の溶液組成依存性を調べた。その結果、炭酸濃度の増加による分配係数の低下は認められなかった。上記のプルトニウムの玄武岩、泥岩、砂岩への吸着実験結果を解釈するために、酸化鉄が主要な吸着相であると想定した吸着モデルの開発を行った。モデル化はプルトニウム3価の吸着をもとの行われた。モデルにより予測される分配係数は実験結果と概ね適合するものであった。
牛尾 一博*; 安藤 康正*; 内野 守*; 久保田 和雄*
JNC TJ1420 2000-003, 1020 Pages, 1999/03
JNC-TJ1420-2000-003.pdf:110.99MB
平成11年11月、核燃料サイクル開発機構殿により「わが国における高レベル放射性廃棄地層処分の技術的信頼性-地層処分研究開発第2次取りまとめ-」が公表され、わが国における地層処分研究は新たな段階を迎えた。又、一般産業界においても環境対策関連などから様々の技術や材料の開発が進められており、かかる開発技術等の地層処分技術高度化への適用も考えられる.平成10年度より、地層処分システムへの適応性を検討することを目的として、一般産業界で開発された技術の調査をしている。本報告書は、平成11年度に実施した調査の内容を示すものである。平成11年度の調査においては、平成10年度実施の調査研究を踏まえて、一般産業界における材料開発の調査及び学会文献による高性能材料の詳細な調査を行い、抽出した材料の高レベル廃棄物の地層処分への適応性を検討した。
河村 秀紀*; 田中 達也*
PNC TJ1201 98-001, 95 Pages, 1998/03
高レベル放射性廃棄物の地層処分に関する第2次とりまとめにおいては、第1次とりまとめで示された人工バリアコンセプトに対し、より信頼性の高い合理的な人工バリアコンセプトを示すことが求められている。本研究では、これまでに公表された国内外の人工バリアコンセプトに関する文献調査・背景整理を行うとともに、経済性の観点からの定量的な評価を含めた総合評価を実施し、合理的な人工バリアコンセプト構築への方策(アプローチ)および今後の展開について検討した。本研究の対象とする項目は以下のとおりである。(1)人工バリアコンセプトに関する文献調査および背景整理(2)人工バリアコンセブトの特性評価(3)人工バリアコンセプトの経済性評価(4)深さの変化による処分費用の概略比較(5)総合評価による合理性の検討(2)のコンセプトの特性評価では、(1)で抽出した人工バリアコンセプトおよび定置形態にをベースに比較対象を設定し、長期の安全性、施工性、操業性、品質保証性等の観点から、特性評価を実施した。(3)の経済性評価では、第1次とりまとめで示された人工バリアコンセブト(H3)と現在検討中である第2次とりまとめに向けた人工バリアコンセプト(H3改案)を対象として、人工バリアー体当たりの概略コストを積算し、比較評価を行った。(4)の深さの変化による処分費用の概略比較では、上記の第2次とりまとめに向けた人工バリアコンセプト(案)をベースとして、建設費、操業費、閉鎖費について深度をパラメータとした相対比較を行った。(5)の合理性の検討では、(1)(4)の結果を踏まえた合理化への方策を提示した。
大久保 博生*
PNC TJ1222 96-005, 66 Pages, 1996/03
本年度は、まず、稀頻度事象の核種移行への影響解析フレームの全体像を明らかにするため、一例として、火成活動シナリオに対する計算ケースの想定並びに試解析を実施した。また、地震・断層シナリオ及び隆起・侵食シナリオに対するインフルエンス・ダイヤグラム上の境界条件への反映プロセスの検討を行った。次に、地下水シナリオに対する稀頻度事象の影響の重要度評価を行うため、専門家の知見を反映するための一般的な評価項目の検討、及び火成活動シナリオに対する具体的な専門家判断の必要項目を例示した。最後に、既存のデータベースシステムとの結合性を考慮したシナリオ自動展開ツールのビジュアル化機能の追加、さらに、リスク評価やFEPの階層的情報活用への本ツールの適用性についての概略的検討を行った。
大久保 博生*
PNC TJ1222 94-002, 60 Pages, 1994/03
HLW地層処分の安全評価において、稀頻度事象を考慮した地下水シナリオ作成のため、まず、H3レポート(1) で扱っている地下水シナリオ基本ケースの(1)基本的考え方/前提条件、(2)モデル、(3)データ、(4)各現象に及ぼし得る要因、をリストアップし、各現象に係る状態量、必要とされるモデル的取り扱い法の見通しを概略的に把握・整理した。次に、動燃事業団殿設定の102種類の各FEPに対し、1.関連要素、2.定量的概念、3.他のFEPへの直接的な影響、を各種情報に基づき整理表として検討・作成し、地下水シナリオ基本ケースで既に扱われているFEPとそうでないものを明らかにした。また、基本ケースで扱われていないFEPのうち、特に、火成活動を起点とするシナリオを具体的に作成した。最後に、基本ケースの各モデルにおける定量的諸量(初期条件、境界条件、パラメータ等)を各FEPとの関連性を念頭に明確化し、また、各FEPを個別に扱い得る決定論並びに確率論的モデルをサーベイ・整理した。さらに、作成した火成活動起点シナリオに対する地下水シナリオ解析・評価上の取り扱い方の概略的検討を行った。
not registered
PNC TJ1150 94-004, 26 Pages, 1994/03
高レベル放射性廃棄物の地層処分の性能評価において微生物の影響を調べるため、各種微生物のアルカリ性(pH)及び還元性環境(Eh)に対する耐性を実験的に調査するとともに、微生物への核種の吸着の研究手法の調査をすることを目的とした。ガスを発生して核種の移行を促進する可能性があるメタン生成細菌(MPB)と、鉄やコンクリートの腐食を促進させるといわれる硫黄酸化細菌(SOB)について、ファーメンタ(発酵容器)を用いて35度C(MPB)、30度C(SOB)で培養した。活性を示すEh領域は、MPBはpH=8でEh=-210-230mV以下、SOBはpH=7.5でEh=+200+240mV以上であった。 またSOBは、pH=8以上では増殖しなかった。また、異なるEhと高pHに対する硫酸塩還元細菌(SRB)、MPB、SOBの適応性を比較した。さらに、SRBとSOBの相互関係と放射性元素及び重金属の微生物への吸着挙動について調査、検討した。
鈴木 篤之*; 長崎*
PNC TJ1602 93-002, 75 Pages, 1993/03
高レベル放射性廃棄物の地層処分の性能評価を実施する場合、人工バリア中ならびに天然バリア中における核種、特にアクチニド核種の移行挙動の把握が重要となる。しかし崩壊系列を構成するアクチニド核種に対して、亀裂媒体中での崩壊系列を考慮した研究は十分にはなされてきていない。また、核種移行挙動に及ぼすコロイド粒子形成の重要性が指摘されてきているが、人工バリア中ならびに地下水中におけるアクチニド核種のコロイド粒子形成に関する知見も十分とはいえない。本研究では、亀裂媒体中において任意の長さの崩壊系列を考慮できる移行解析コードを開発し、そのコードを使用して天然バリアの有するバリアとしての性能を評価した。また、人工バリア中における移行が重要視されるAmについて、ベントナイト平衡水中におけるコロイド粒子形成挙動を明らかにするとともに、ベントナイトへの吸着に及ぼすコロイド粒子形成の影響についても解釈を加えた。
湯佐 泰久; 亀井 玄人; 新井 隆
PNC TN8410 91-007, 18 Pages, 1990/12
本研究は天然の類似試料の長期変質挙動を調べる事により、人工バリア材の長期耐久性を評価することを目的とする。I. 対象試料の選定:天然の歴史試料は古いほどさまざまな要因が重複し、その環境条件も複雑でかつ変化し、把握できにくくなる。また、変質期間に関する情報も得られにくくなる。したがって、比較的若い、単純な履歴の試料を研究することとした。II. 研究の構成:(1)変質現象の調査、(2)環境条件の把握、(3)(組成差や環境条件の差を比較するための)サポート実験、を本研究の構成とする。III. 調査例:人工バリア材、すなわち、(1)廃棄物ガラス、(2)オーバーパック、(3)緩衝材、(4)埋め戻し材、の耐久性評価のために、それぞれ、(1)玄武岩質ガラスの風化変質、(2)炭素鋼の土壌腐食、(3)熱(接触)変成作用によるスメクタイトのイライト化作用、(4)コンクリート構造材の化学的劣化、の研究を実施している。なお、本論文はCEC主催第4回ナチュラルアナログ ワーキンググループミーテング(1990年6月 Scotland Pitlochry)での発表をまとめたものであり、CEC report n0 EUR 13014 ENとして製本・公表される予定である。
not registered
PNC TJ1027 98-008, 74 Pages, 1987/09
貯蔵工学センター立地環境調査(深層ボーリング)における下記調査にかかわる写真を収録した。1)ボーリング,2)ボーリングコア硬度測定,3)ケーシング挿入,4)孔内検層,5)地下水水質分析,6)土質試験,7)風化試験。