地層処分における安全確保の考え方について (2024年2月)

地層処分における安全確保の方策について、リスク要因の抽出、立地・設計による対策、これらに基づき構築した地層処分施設の安全性の確認について説明した。

講演再録:長期間を対象とした高レベル放射性廃棄物の管理におけるバリデーション・性能担保の考え方 (2023年12月)

高レベル放射性廃棄物の最終処分における長期間の安全性はセーフティケースによって説明される。セーフティケースの作成にあたっては様々な不確実性への対処が重要であり、安全評価に用いるモデルや計算コードの開発戦略について検証(verification)や確証(validation)という観点から論ずる。

Influence of re-saturation process considering differences in host rock of PEM for high level radioactive waste disposal THM analysis (2023年11月)

高レベル放射性廃棄物の処分にPEM方式(地上で人工バリアを組み立て、地下に搬送して定置する処分方式)を適用して設計した人工バリア及び周辺岩盤の状態変遷として、温度―水―応力連成解析を実施し、岩種が異なる場合の緩衝材の再冠水挙動について報告した。

北海道寿都町、神恵内村の文献調査について (2023年11月)

北海道寿都町、神恵内村における文献調査の状況を報告した。

Application of ICRP recommendations to the assessment of post-closure radiological safety in geological disposal (2023年11月)

包括的技術報告書における安全評価の枠組み(評価期間やシナリオ区分など)の考え方と安全評価の実施手順、および線量評価結果を報告した。

Assessment of soil-soil solution distribution coefficients of global fallout 237Np and 239Pu in Japanese upland soils (2023年10月)

PuおよびNpについて、高精度での土壌中微量分析法を確立することで、閉鎖後長期の安全性の評価における生活圏評価に必要な日本全国の畑地土壌の分配係数を初めて取得した。

オーバーパック溶接部の酸素吹込み条件における耐食性評価-板巻鋼管に関する検討- (2023年10月)

圧延鋼を用いて製作した板巻鋼管のオーバーパックへの適用性確認の一環として実施した、大気吹込み条件下における板巻鋼管溶接部の分極測定と浸漬試験の結果を報告した。

地層処分事業における金属腐食に関する技術開発の取組みについて (2023年10月)

国内外におけるオーバーパック等の腐食寿命評価の方法と評価結果について総括し、NUMOが取り組んでいる技術開発成果の概要と今後の計画について報告した。

長期腐食寿命評価技術検討委員会の取組みについて (2023年10月)

腐食防食技術の専門家で構成される委員会で検討しているオーバーパック等の長期腐食寿命評価技術について、4つの分科会(過渡期腐食、腐食評価モデル、微生物腐食、腐食試験技術)における成果の概要や今後、NUMOが取り組むべき課題について報告した。

圧縮ベントナイト中でのAl電極のアノード分極挙動への溶液pHの影響 (2023年10月)

酸化性環境での銅の防食方法として、銅に対して犠牲防食作用が期待できるアルミニウムで銅を被覆する方法を検討している。本件では、pHの異なる模擬地下水を浸潤させた圧縮ベントナイト中で分極測定を行い、不働態化が維持されるpH範囲を検討した。

地層処分環境でのFe/Cuのガルバニック腐食挙動 (2023年10月)

銅—炭素鋼複合オーバーパックの銅層が万一欠陥した場合に、炭素鋼素地の腐食が銅との接触でのガルバニック腐食によって促進される可能性について、圧縮ベントナイト中に埋め込んだ炭素鋼/銅対の電気化学測定の結果から考察した。

高レベル放射性廃棄物等の地層処分事業の近年の取組み (2023年10月)

日刊工業新聞社が出版している原子力産業と安全規制への内外動向の解説を行っている原子力年鑑において、日本における高レベル放射性廃棄物等の地層処分事業の近年の取組みについて寄稿した。

高レベル放射性廃棄物等の処分地選定における物理探査技術の現状 (2023年10月)

地層処分の概念や処分地選定調査の進め方,処分地選定のための物理探査に係る研究・技術開発の現状について報告した。

ガラス構造データを利用したガラス溶解モデルの開発 (2023年10月)

地下水によるガラス固化体の溶解速度を予測するモデルの改良に向けて、ガラスの組成及び構造情報を入力値として、ガラス成分の溶出量を予測する機械学習モデルを提案した。

分子動力学計算による含水ケイ酸塩ガラス中での水の拡散挙動モデリング (2023年10月)

地下水によるガラス固化体の溶解挙動に影響を及ぼすガラス表面変質層の影響プロセスを把握するため、変質層の構造と変質層中を拡散移行する水分子の挙動との関係性について、分子動力学計算を用いた分析を行った。

約2.7〜4年の長期圧密試験によるベントナイトの二次圧密特性 (2023年9月)

既往試験におけるNa型ベントナイト・砂混合土の二次圧密加速挙動の解明に向けた要因分析結果とその対応、および2023年3月1日までに得られた試験開始から約2.7〜4年までの長期圧密試験データに基づくベントナイトの二次圧密挙動について報告した。

Predicting alteration layers volume for the glasses with various glass composition (2023年9月)

地下水によるガラス固化体の溶解速度を予測するモデルの改良に向けて、ガラスの組成及び構造情報を入力値として、ガラス変質量を予測する機械学習モデルを提案した。

Structure and Dynamics of Hydrous Silicate Gels by Molecular Dynamics Calculations (2023年9月)

地下水によるガラス固化体の溶解挙動に影響を及ぼすガラス表面変質層の影響プロセスを把握するため、変質層の構造と変質層中を拡散移行する水分子の挙動との関係性について、分子動力学計算を用いた分析を行った。

OVERVIEW OF THE JAPANESE RADIOACTIVE WASTE DISPOSAL PROJECT (2023年9月)

日本の地層処分事業の進捗の紹介として、近年の取組みとして寿都町と神恵内村で実施中の文献調査の進捗や包括的技術報告書の概要とOECD/NEAによるレビュー結果を報告した。

文献調査段階の評価の考え方(案)(最終処分法で定められた要件に照らした評価及び技術的観点からの検討) (2023年9月)

「文献調査段階の評価の考え方」(案)がWGの審議を経てほぼ固まったことから、その概要を専門家に向けて廃対課と共同で報告した。最終処分法で定められた要件に照らした評価及び技術的観点からの検討について内容を報告した。

先新第三紀付加体堆積岩類に関する地質環境特性データの拡充 (2023年9月)

神流川発電所地下トンネルにおいてボーリング試験及び地下水の採取・分析を行い、わが国の品質の保証された先新第三紀堆積岩類の地質環境特性データを拡充することにより、包括的技術報告書の技術的信頼性をより高めることができた。

共振器強化型吸収分光法に基づくメタン分子の近赤外振動回転遷移観測 (2023年9月)

ボーリング孔や地下坑道といった原位置で測定可能な地下水水質装置の開発を目指し、共振器強化型吸収分光法を用いて同位体分析装置を製作、メタン分子の近赤外振動回転遷移を観測し、得られたスペクトルの分析結果を報告した。

炭素鋼オーバーパックの電子ビーム溶接部における残留応力の溶接条件依存性 (2023年9月)

オーバーパックにおける応力腐食割れの要因となる溶接部の残留応力が、溶接条件によってどのように変化するかを調べるため、電子ビーム溶接を対象として、入熱量、溶接能率、溶接深さを変化させた時に溶接部に発生する残留応力の違いを調べた。

コンター法を用いたオーバーパック蓋部模擬溶接試験体の残留応力測定 (2023年9月)

オーバーパックにおける応力腐食割れの要因となる溶接部の残留応力について、コンター法(測定面を切断して切断面法線方向の残留応力の2次元マップを得る方法)を用いて実測するとともに、他の測定法による結果と比較することで実測値の妥当性を検証した。

地層処分におけるベントナイト研究 (2023年9月)

地層処分ではガラス固化体を金属製容器(オーバーパック)に封入後、その周囲にベントナイトを主成分とする緩衝材を施工する計画である。ベントナイトの膨潤性や収着性といった特性が長期間にわたり維持できるかを確認するため、国内外のベントナイトを対象としたナチュラルアナログ研究の取組みを紹介した。

高温、放射線照射がベントナイト中の微生物活性に及ぼす影響 (2023年9月)

処分場で想定される高温・放射線環境が、ベントナイト中に存在する微生物の代謝・増殖に与える影響について調査した。室内試験の結果、微生物の活性を抑制するには、熱・放射線と併せて、ベントナイトの密度を高めることが有効であることが明らかとなった。

スウェーデン・キルナ鉱山における鉄-ベントナイト相互作用に関するナチュラルアナログ研究 (2023年9月)

長期間の鉄-ベントナイト相互作用をナチュラルアナログによって傍証するため、スウェーデンのキルナ鉱山において発見された磁鉄鉱(炭素鋼の主な腐食生成物) とベントナイトが長期間接触している試料を対象に、観察や分析を行った。

締め固めたベントナイトから生成するコロイドの安定性に関する研究 (2023年9月)

処分場の閉鎖後長期の安全性に影響を及ぼす可能性がある緩衝材由来のコロイドについて、緩衝材から生成し、かつ地下水中に安定的に分散する地下水中の陽イオン濃度条件を明らかにした。

原位置調査データを用いたDFNモデルのコンディショニングに関する検討(その2) (2023年9月)

瑞浪超深地層研究所で取得された原位置データを用いた検討の結果、割れ目ネットワークモデルの割れ目分布をコンディショニングすることで、地下水流動解析による坑道湧水量やボーリング孔の区間水頭の分布傾向の再現性が向上することが示された。

原位置調査データを用いたDFNモデルのコンディショニングに関する検討(その1) (2023年9月)

瑞浪超深地層研究所で取得された原位置データを用いた検討の結果、坑道における割れ目のトレースマップなどの情報による割れ目ネットワークモデルのコンディショニングが、岩盤中の割れ目分布の再現性を向上させるための有効な手法であることを確認した。

PEM方式を適用したTRU等廃棄物の人工バリア設計(その3) (2023年9月)

TRU等廃棄物の処分にPEM方式(地上で人工バリアを組み立て、地下に搬送して定置する処分方式)を適用して設計したニアフィールド状態の変遷として、温度―水連成解析の結果を報告した。

PEM方式を適用したTRU等廃棄物の人工バリア設計(その2) (2023年9月)

TRU等廃棄物の処分にPEM方式(地上で人工バリアを組み立て、地下に搬送して定置する処分方式)を適用して設計した人工バリアのうち緩衝材の設計根拠として力学応答解析の結果を報告した。

PEM方式を適用したTRU等廃棄物の人工バリア設計(その1) (2023年9月)

TRU等廃棄物の処分にPEM方式(地上で人工バリアを組み立て、地下に搬送して定置する処分方式)を適用した場合の人工バリア及び地下施設の設計例(オーバーパック、緩衝材、及び埋戻し材)について報告した。

高レベル放射性廃棄物の地層処分における緩衝材の静的締固め試験(その2) (2023年9月)

緩衝材製作に係る国内産ベントナイトの締固め特性の把握を目的とし、大型プレス機を用いて要素サイズ(φ300、600 mm)の静的締固め試験を実施した。要素サイズ、3種類のベントナイト、締固め厚さ/直径比の違いが、成形圧力・密度分布・側圧等に及ぼす影響を把握することができた。

高レベル放射性廃棄物の地層処分における緩衝材の静的締固め試験(その1) (2023年9月)

緩衝材製作に係る国内産ベントナイトの締固め特性の把握を目的とし、20,000 kNの大型プレス機を用いて要素サイズ(φ300 mm)の静的締固め試験を実施した。圧力保持時間や載荷パターンの違いといった、載荷条件が緩衝材の締固め性に及ぼす影響は小さいことが分かった。

国内産ベントナイトの静的締固め特性に関する試験検討 (2023年9月)

国内産3種類のベントナイトに対して緩衝材の製作に係る締固め特性の把握を目的として、要素サイズ(φ50 mm)の静的締固め試験を実施し、最大100 MPaまでの成型圧に対するデータを取得した。

概要調査の段階におけるボーリング調査の実証(その3)―詳細な水理試験解析による水理パラメータの不確実性低減事例― (2023年9月)

低透水性岩盤を対象とした水理試験の解析において、理論式に基づく解析に加えて、水理試験終了後に簡易解析、標準解析、詳細解析を実施し、最適なフローモデルの選定および水理パラメータの不確実性評価を実施した。

概要調査の段階におけるボーリング調査の実証(その2)―大深度ボーリング孔で実施した脆弱層を対象とする水理試験― (2023年9月)

掘削泥水を用いて掘削したボーリング孔において単孔式水理試験を実施する場合には、掘削泥水の影響の考慮や掘削泥水除去による孔壁崩壊リスク等、試験方法の合理化を図る必要がある。本報告では、葉山層群を対象に実施した水理試験の結果について紹介した。

概要調査の段階におけるボーリング調査の実証(その1)―コア観察結果に基づく地質学的特徴― (2023年9月)

2019〜2022年に電中研横須賀地区で実施したボーリング実証試験では、膨潤性を有し破砕組織が発達した葉山層群の分布を確認した。ここでは、コア観察などを通じて得られた地質学的特徴や産状などについて報告した。

大深度ボーリングケーシングに敷設した光ファイバケーブルによる地質環境モニタリング (2023年9月)

ボーリング孔に設置したケーシングパイプに光ファイバセンサケーブルを敷設し、注入した水温に応じた温度変化および加圧量に応じて変化するひずみ変化を捉えることが可能であることを確認した。

ベントナイトペレットの充填性および止水性能の確認 (2023年9月)

ボーリング孔の閉塞材料の候補の一つであるベントナイトペレットの充填性および止水性能を評価するために3種類の異なる粒径のペレットを準備し、充填性試験および透水試験を実施した結果について報告した。

低アルカリ性を有するセメント系材料の高温環境下における硬化物性に関する一考察 (2023年9月)

ボーリング孔の閉塞技術に係る検討として、新規開発された低アルカリ性を有するセメント系材料を用いた水中不分離性コンクリートを対象に、高温環境下における強度特性、鉱物組成等について評価した結果について報告した。

セメント系材料の状態設定に用いる反応輸送解析モデルの妥当性確認 (2023年9月)

TRU廃棄物の処分に用いられるセメント系材料中の核種移行評価のため、セメント系材料の状態変遷の評価に用いる反応輸送解析モデルの妥当性確認を目的として、セメント系材料試料を一定期間浸漬した試験の結果と解析結果との比較を行った。

地表近傍の環境の空間分布を反映した生活圏評価モデルの構築 (2023年9月)

本検討では、仮想的対象地域における地下浅層を含む地表環境の特徴の空間分布を反映した生活圏評価モデルを構築した。国際的な生活圏評価の方法論(BIOMASS)に従い、核種移行経路や核種移行プロセス、人間の生活様式、被ばく経路等を記述として整理したうえで生活圏評価モデル構築を行った。

原位置試験データを用いた再冠水過程の熱-水-化学連成現象のモデル開発 (2023年9月)

国際プロジェクトFull-scale Engineered Barriers Experiment(FEBEX)で実施された人工バリアに関する室内試験及び原位置試験を対象に熱-水-化学連成解析を行い、解析評価への影響が大きい入力パラメータについて報告した。

地層処分システムの空間的不均質性および時間変遷に応じた核種移行評価技術の構築 (2023年9月)

地層処分システムにおける構成要素の形状といった特徴の違いや時間変遷を考慮して、廃棄体から生活圏 までの核種の移行挙動を現実的かつ定量的に評価するための地下水流動・粒子追跡解析技術を構築した。

シリカ溶存溶液条件での模擬ガラス固化体P0798の溶解速度評価:長期挙動 (2023年9月)

ガラス固化体の地下水への溶解挙動に及ぼす溶存Si濃度およびガラス表面変質層の影響を把握するため、溶液条件(pH、溶存Si濃度)・温度・反応時間をパラメータとしたガラスの溶解試験を行い、溶解速度と表面の変質状態を評価した。

地下水流動・物質移行モデルの妥当性確認手法の整備に係る検討事例(5)割れ目のモデル化概念の違いが地下水流動・物質移行特性評価に与える影響 (2023年9月)

本検討では、水理地質構造モデルの構築過程に内在する不確実性として、等価不均質連続体モデルの構築方法の違いや割れ目のモデル化概念の違いに着目したモデル化・解析を行い、それらの不確実性が坑道湧水量や坑道周辺の塩化物イオン濃度に与える影響について考察した。

地下水流動・物質移行モデルの妥当性確認手法の整備に係る検討事例(4)割れ目ネットワークモデルに基づく等価不均質連続体モデルの構築 (2023年9月)

本検討では、水理地質構造モデルの構築過程に内在する不確実性として、等価不均質連続体モデルの構築方法の違いに着目したモデル化・解析を行い、その不確実性が割れ目ネットワークモデルにおける透水性分布の再現性に与える影響について考察した。

地下水流動・物質移行モデルの妥当性確認手法の整備に係る検討事例(3)割れ目のコンディショニング方法の違いが地下水流動評価に与える影響 (2023年9月)

本検討では、水理地質構造モデルの構築過程に内在する不確実性として、調査データに基づく割れ目のコンディショニング方法の違いに着目したモデル化・解析を行い、その不確実性が坑道湧水量や坑道周辺の全水頭分布の解析結果に与える影響について考察した。

地下水流動・物質移行モデルの妥当性確認手法の整備に係る検討事例(2)低透水性割れ目のモデル化方法の違いが地下水流動評価に与える影響 (2023年9月)

本検討では、水理地質構造モデルの構築過程に内在する不確実性として、低透水性割れ目の取り扱い方法に着目したモデル化・解析を行い、その不確実性が坑道湧水量や坑道周辺の水頭分布の解析結果に与える影響について考察した。

地下水流動・物質移行モデルの妥当性確認手法の整備に係る検討事例(1)全体概要 (2023年9月)

瑞浪超深地層研究所で取得された原位置データを用いたモデル化・解析を通じて、地下水の主要な水みちとなり得る割れ目の位置や透水性、その連続性が、割れ目系岩盤を対象とした水理地質構造モデルの妥当性を確認する上での重要な不確実性因子であることを確認した。

Current status of the geological disposal programme and an overview of the safety case at pre-siting stage in Japan (2023年8月)

わが国の地層処分事業の現状として、サイト選定プロセスや北海道寿都町及び神恵内村において実施中の文献調査の状況を紹介するとともに、特定のサイトを対象としないセーフティケースとしてNUMOが2021年に公表した包括的技術報告書の概要について報告した。

農耕地土壌における塩素の土壌-土壌溶液間分配係数について (2023年7月)

閉鎖後長期の安全性の評価に関わり、生活圏評価のパラメータの設定に必要な、日本国内の様々な水田土壌および畑地土壌を対象とする塩素の収着分配係数に関するデータを取得した。

銅複合オーバーパックへの摩擦攪拌接合適用に向けた検討 (2023年7月)

銅コーティングオーバーパックの蓋接合技術の一つとして、銅の摩擦攪拌接合の技術開発を進めた。2枚の銅の平板を突き合わせて、異なる回転速度、接合速度において摩擦攪拌接合試験を行い、欠陥の有無、強度、耐食性を比較した。

高レベル放射性廃棄物用処分容器へのアルミニウム被覆の適用に関する基礎的研究 (2023年6月)

酸化性環境での銅と炭素鋼の異種金属接触の発生可能性を低減する方法として、銅に対して犠牲防食作用が期待できるアルミニウムで銅を被覆する方法を検討している。本件では、地層処分環境での銅とアルミニウムの電気化学測定結果を報告した。

先新第三紀の付加体堆積岩類における地質環境特性データの拡充 (2023年5月)

先新第三紀の付加体堆積岩類の岩盤を対象にボーリング試験及び地下水の採取・分析を実施し、品質が保証された地質環境特性データを同一の地質環境から取得し、先新第三紀堆積岩類の地質環境特性データを拡充した。

高レベル放射性廃棄物等の処分地選定に係るボーリング調査技術の実証研究(6)コア試料を用いた室内試験の品質管理・品質保証 (2023年5月)

電中研横須賀地区において実施したボーリング実証試験で取得したコア試料を用いた室内試験を対象に、スイスNagraが適用している室内試験と比較して、室内試験の手順や品質管理・品質保証の手法を最適化するための技術的知見を拡充した。

高レベル放射性廃棄物等の処分地選定に係るボーリング調査技術の実証研究(4)岩盤の物理・力学・熱特性等の調査・評価技術 (2023年5月)

電中研横須賀地区において実施したボーリング実証試験で取得したコア試料を用いて、処分場設計に必要なデータを取得するための室内試験に関する手法及び課題を検討した。その結果、多くの試験では軟弱な泥質岩であっても既往の手法が適用可能であり、有効であることが確認できた。

高レベル放射性廃棄物等の処分地選定に係るボーリング調査技術の実証研究(2)膨潤性を示す破砕質泥岩のボーリング孔掘削・試験 (2023年5月)

電中研横須賀地区における実証研究で実施した膨潤性を示す破砕質泥岩のボーリング孔掘削において、孔壁の安定性をより高めるためシリケート泥水を適用した結果、これまでと比較して、孔径拡大率を10%程度抑制できた。また、掘削泥水が地質環境特性データに与える影響についても併せて確認した。

高レベル放射性廃棄物等の処分地選定に係るボーリング調査技術の実証研究(1)研究計画策定とマネジメント (2023年5月)

概要調査に向けて既存技術の信頼性をより高めるため、2016年度より、電中研横須賀地区において、大深度ボーリング試験を中心とする実証研究を実施し、計画立案及びマネジメントに関する経験・知見を蓄積することができた。