天然現象の発生が地層処分システム性能に与える影響についての概略的検討-サイトを特定しない段階での検討例-

牧野 仁史; 加藤 藤孝; 宮原 要

JNC TN8400 2000-033, 74 Pages, 2000/11

JNC-TN8400-2000-033.pdf:9.19MB

天然現象は地質環境の長期安定性に擾乱を与える可能性のある要因の一つであり、その発生の時期、頻度及び影響の形態などに関する不確実性を考慮することが必要であるため、将来において地層処分システムが天然現象の影響を被るものとあえて想定することにより、天然現象が地層処分システムの性能に与える影響を評価し、サイト選定に際して留意すべき天然現象とその影響について把握しておくことは重要である。このため、本検討では、地質環境の長期安定性に影響を与える可能性のある天然現象として、各国の例やわが国の特徴を踏まえた検討の結果抽出された、(1)隆起・沈降・侵食、(2)気候・海水準変動、(3)地震・断層活動、(4)火山・火成活動、の各天然現象について、それらの発生をあえて想定するとともに、それらが地層処分システムの性能に与える特徴的な影響に焦点をあてた検討を行った。その結果、変動シナリオに関しては、断層活動により地下水流れ及び核種移行の卓越的な経路となる断層が廃棄体を横切ることを想定した場合において、断層活動発生時期や断層内地下水流量の値によっては、最大線量が諸外国で提案されている安全基準やわが国の自然放射線レベルと同レベルとなる可能性のあることが示されたが、その他の天然現象については、最大線量が諸外国で提案されている安全基準を下回る結果が得られた。また、接近シナリオに関しては、地層処分起源の核種量ないしは核種フラックスが天然のものと比較可能なレベルである可能性が示唆された。これらの結果は、サイト選定に際して留意すべき天然現象とその影響についての情報として用いることができると考えられる。しかしながら、比較的簡単なモデル化を行うとともに、保守的な想定(条件)を組合せた評価の結果であるため、天然現象の影響が絶対値として大きいかどうかを直接的に判断するための情報として用いることには注意が必要である。

第四紀隆起/沈降量に関する調査

高野 豊治*; 布施 圭介*; 斎藤 晃*; 安田 賢哉*

PNC TJ7454 97-001, 536 Pages, 1997/03

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本報告書は、日本列島における地質環境の長期安定性に関する研究の一環として、日本列島の各地の第四系に関するデータを取りまとめたものである。本年度は、下北、三陸北部、佐渡、常磐、湘南、阪神西部、紀伊半島南部、高地・室戸、日向の9地域を体象として1/5万段丘区分図を作成し、平野周辺の段丘や第四紀層の分布や年代を整理し、第四紀における隆起・沈降量を算定した。また、酸素同位体ステージ1、5eおよびデータが豊富な場合にはステージ7以前の時期を対象にして、隆起・沈降量に読み替え可能な古海面高度の等値線図(1/20万)を作成した。その結果、以下のことが明らかとなった。1)大磯丘陵や室戸岬などの変動の激しい一部の地域を除いて、垂直変動量は1m/千年以下である。2)過去12万年間よりも最近6,000年間の方が変動速度が大きい3)変動基準の年代や酸素同位体編年に対象した海水準変動曲線に不確かさがある。なお、隆起・沈降運動の開始時期や変動速度を性格に把握するため、年代測定や分析用に100試料を採取した。

ニアフィールド現象の変遷に関する動的解析手法の開発(2)(概要)

高瀬 博康*; 中安 昭夫*

PNC TJ1281 95-005, 68 Pages, 1995/02

PNC-TJ1281-95-005.pdf:1.76MB

昨年度の研究において開発した広義拡散方程式によるアプローチを踏襲し、・シナリオ・モデル・パラメータに含まれる多様な選択肢の存在という性能評価に含まれる主要な不確実性要因の全てについて、統一的な方法で体系的に感度解析を行う手法(動的解析法)の開発を更に進めた。より具体的には、単核種(崩壊連鎖は考慮しない)の分子拡散による移行について溶解・沈澱、吸着、コロイド生成等を瞬時平衡仮説により取り扱うものであった昨年度のモデルを発展させ、・3メンバーの崩壊連鎖・ケイ素の溶解、沈澱、及び移行挙動を考慮したガラス溶解・ガラス溶解とcongruent核種溶出・速度論的反応モデルによる安定相及び準安定相の溶解、沈澱・真性コロイド生成解離、及び分子拡散・真性コロイドの線形、可逆な捕捉(吸着)・真性コロイドの不可逆な捕捉(凝集等)・準安定相から安定相への固相-固相変化(結晶化)・ケイ素、鉄共沈による固化体近傍ケイ素濃度の低下とこれに起因するガラス溶解速度の増加といった核種移行挙動自体についての種々のシナリオ、モデルを取り込んだものとした。また、これに加えて、ニアフィールド環境条件の変化が核種移行の主要なパラメータである放射性元素の溶解度に及ぼす影響を解析することを可能とした。具体的には、環境変化を、1)時間的な変化のみ(位置依存性は無視)2)位置依存性(時間的な変化は無視)3)時間的な変化と位置依存性の両方を考慮という3つのレベルに区分して段階的にモデル化し、これによって引き起こされる核種移行への影響を定量的に検討可能なものとした。ここで、各レベルでの環境条件の取扱は、個別の事象を詳細にモデル化するのではなく、環境変化の時間・空間的なパターンを代表的な関数形で表現するShadow関数を用いた。以上の新たな手法・モデル開発に加え、その適用性を確認するために昨年度本研究で開発した汎用DAEソーバーSPADE上でプログラム化し、これを用いて核種移行挙動の各シナリオ、モデル及びパラメータ、さらに、・放射線分解による地下水peの変化・海水準変動によるニアフィールド水理の変化・隆起、侵食による地下水peの変化・seismic pumpingによる酸化性地下水の浸入といった環境変化に関してShadow関数に含まれるコントロールパラメータ(変化の範囲、程度等)を種々に変化させて感度解析を実施した。

Modeling of coastal landscape evolution during the last glacial-interglacial cycle; A Case study on the Kamikita coastal plain, NE Japan

高井 静霞; 三箇 智二*; 島田 太郎; 武田 聖司

no journal, , 

中深度処分の安全評価(評価期間~10年: 氷期・間氷期1サイクル)では、将来の長期にわたる地形変化の予測が不可欠である。沿岸域で将来の海水準変動の不確かさを考慮した評価を行うには、地形発達モデル(Landscape evolution models: LEMs)に基づく数値解析が有用と考えられる。しかし十万年スケールのLEMsの適用性は、沿岸域では検証されていない。原子力機構では、斜面域・河川域での土砂移動、テクトニクス、海域での堆積、気候・海水準変動、地質分布を考慮した、地形変化評価コード(JAEAsmtp)の開発を進めている。本研究では、本コードの最終氷期-間氷期サイクルにおける沿岸域の地形変化への適用可能性を検討した。対象地域は海成段丘(MIS5e, 7, 9)が広く分布する、上北地域(堆積岩地域)の一流域(解析範囲: 250km)である。はじめに、海成段丘およびボーリング・音波探査データに基づき、標高(現地形及び古地形)・隆起速度・沖積層厚分布を推定した。次に、実地形および土質試験データから、LEMsのパラメータ値(河川侵食及び地質の受食性)を推定した。最後に、MIS5e(12.5万年前)から現在までの地形変化をシミュレートした。評価の結果、JAEAsmtpに新たに漂砂を導入することで、現在の汀線位置・堆積厚分布(埋没谷深度)を再現できる可能性を確認した。

炉内等廃棄物の中深度処分に関する研究

山口 徹治

no journal, , 

環境安全研究ディビジョンの紹介に続き、炉内等廃棄物の中深度処分に関する安全規制の動向(ALARAの原則の適用等)を概説する。そして中深度処分を対象とする環境安全研究ディビジョンの研究(隆起・侵食及び海水準変動の影響評価手法、ベントナイト系人工バリアの長期変質現象のモデル化及びコード化等)について説明する。

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。

関東平野北部,思川・渡良瀬川流域におけるMIS6以降の地形発達過程と海成層・河成層の高度に基づいた地殻変動速度評価

館野 宏彰*; 須貝 俊彦*; 小松 哲也

no journal, , 

数万数十万年間の長期的な地殻変動は、地形・地質学的な手法によって推定される。具体的には、(1)海成段丘・海成層の現在の高度とそれらが形成・堆積した当時の相対的海水準の比高から求める方法、(2)類似した気候・海水準条件で形成された段丘や埋没谷の比高から求める方法がある。(1)の手法では、海水準が概ね定まるため、ほぼ正確な地殻変動量が求められるが、(2)の手法で用いる河床高度は、海水準変動のほか降水量や砕屑物供給量などによっても変化するため、必ずしも地殻変動量と同値になるわけではないと考えられる。しかし、内陸部の地殻変動量の推定手法は他にほとんどないため、(2)の手法で得られた値が、地殻変動量とどの程度異なるのかについての検討はあまり行われてこなかった。そこで本研究では、上記(1)と(2)の手法の比較が可能な場として、海成層と河成層が交互に堆積したと考えられる思川・渡良瀬川流域を事例対象地域にして、この点について検討した。本発表では、その検討結果について報告する予定である。