地層処分事業の安全確保方策の検討状況について
安全研究フォーラム２０１０
2010年2月23日
土 宏之
原子力発電環境整備機構（NUMO）

Nuclear Safety Research Forum Tokyo ,Japan 23 February 2010P.0

原子燃料のリサイクル
ウラン
燃料加工

高レベル放射性廃棄物
（約５％）
再処理

回収ウラン・プルトニウム（約９５％）

燃料

MOX燃料加工

使用済燃料

原子力発電

地層処分を行う
低レベル放射性廃棄物
Nuclear Safety Research Forum Tokyo ,Japan 23 February 2010P.1

放射性廃棄物の種類と処分の概要
発生場所

浅地中処分
放 射 能 レ ベ ルの 比 較 的 低 い
廃棄物

余裕深度処分
地層処分
地層処分

高レベル放射性廃棄物

浅地中処分

高レベル放射性廃棄物

浅地中
ピット処分

余裕深度処分余裕深度処分
地層処分(未定)TRU廃棄物2550

余裕深度処分浅地中処分

ウラン廃棄物

深さ[m]0 低100300

放射能レベル

放 射 能 レ ベ ルの 比 較 的 高 い
廃棄物

ＴＲＵ

発電所廃棄物放 射 能 レ ベ ルの 極 め て 低 い
廃棄物

廃棄物

再処理工場

処分方法
浅地中
トレンチ処分

処分例

ウラン廃棄物

再 処 理 工 場
・ MOX 燃 料
加工工場

発電所廃棄物ウ ラ ン 濃 縮工 場 ・ 燃 料
加工工場

低レベル放射性廃棄物

原子力発電所

種類

地層処分
地下300mより深い地層

高Nuclear Safety Research Forum Tokyo ,Japan 23 February 2010P.2

特定放射性廃棄物の区分
第一種
特定放射性廃棄物

ガラス固化体

第二種
特定放射性廃棄物（例）ハルエンドピース

放射能濃度が一定レベルを超えるもの

濃縮廃液等

廃銀吸着材

(断面)

硝酸系廃液
モルタル

細断

銀吸着材
排気ペレット

吸気

放射性のヨウ素を除去する吸着材

乾燥・ﾍﾟﾚｯﾄ化
硝酸系廃液の処理例

Nuclear Safety Research Forum Tokyo ,Japan 23 February 2010

P.3

処分施設のレイアウト例

内陸部の例

沿岸部の例
地上施設

地上施設

立坑

斜坑
立坑
立坑

斜坑

斜坑

斜坑

処分パネル

地下施設

(処分坑道の集合した区画)（地層処分低レベル放射性廃棄物）

地下施設（高レベル放射性廃棄物）

連絡坑道

地下施設
処分パネル
(処分坑道の集合した区画)（地層処分低レベル放射性廃棄物）

連絡坑道

地下施設
連絡坑道

（高レベル放射性廃棄物）

Nuclear Safety Research Forum Tokyo ,Japan 23 February 2010P.4

３段階の処分地選定過程
最終処分施設建設地の選定は３つのステップで実施
日本全国概要調査地区

精密調査地区

最終処分施設建設地

ボーリング調査等の実施

地下の調査施設での測定・試験等の実施

最終処分施設市町村からの応募

概要調査地区の選定

精密調査地区の選定

最終処分施設建設地の選定

調査対象：応募区域およびその周辺の地域
調査方法：文献調査
調査目的：地震等の自然現象による地層の著しい変動の記録がなく、かつ、将来にわたってそれらが生ずるおそれが少ないと見込まれること等の確認

調査対象：概要調査地区
調査方法：ボーリング調査、地表踏査、物理探査等（概要調査）
調査目的：最終処分を行おうとする地層およびその周辺の地層が安定していること、坑道の掘削に支障がないこと、地下水の水流等が地下施設に悪影響を及ぼすおそれが少ないと見込
まれること等の確認

調査対象：精密調査地区
調査方法：地上からの調査、地下の調査施
設での測定・試験等（精密調査）
調査目的：最終処分を行おうとする地層の物理的・化学的性質等が最終処分施設の設置に適していると見込まれること等の確認

Nuclear Safety Research Forum Tokyo ,Japan 23 February 2010P.5

段階的な技術的信頼性向上とセーフティーケース
公募

文献調査

概要調査

精密調査

申し入れ

補充文書
セーフティーケース1
NSC: 原子力安全委員会

法定報告書（精密調査地区選定時）

最終処分施設建設地選定上の考慮事項
法定報告書（最終処分施設建設地選定時）

処分場の概要と安全評価処分場の概要と安全評価

補充文書

補充文書

セーフティーケース２
NSC：安全審査基本指針

最終処分施設建設地の選定

処分場の概要精密調査地
区選定上の考慮事項

精密調査地区の選定

法定報告書（概要調査地区選定時）

概要調査地区の選定

概要調査地
区選定上の考慮事項

事業許可

セーフティーケース３
NSC：安全審査指針

Nuclear Safety Research Forum Tokyo ,Japan 23 February 2010

P.6

NUMOの技術開発の分担
NUMO の技術開発
合理化･効率化

成果の活用

安全性・信頼性の向上

ニーズの提示地層処分技術開発の役割分担（原子力政策大綱より）実用化・高度化基盤研究開発成果の実用化

体系化

実証

NUMO：処分事業の安全な実施や経済性および効率性の向上等を目的とする技術開発
研究開発機関；深地層の研究施設等を活用した，深地層の科学的研究，地層処分技術の信頼性向
上や安全評価手法の高度化等に向けた基盤的な研究開発

地層処分基盤研究開発調整会議
国の基盤研究開発

日本原子力研究開発機構(JAEA)
資源エネルギー庁調査等事業実施機関
Nuclear Safety Research Forum Tokyo ,Japan 23 February 2010

P.7

NUMOと国の基盤研究開発との連携
NUMO
事業の進展を踏まえた必要な技術の整理
事業化技術開発計画の策定
事業化技術の開発
研究開発の進捗･成果の確認

計画等の提示成果提供

地層処分基盤研究開発調整会議
国の基盤研究開発
日本原子力研究開発機構(JAEA)
資源エネルギー庁調査等事業実施機関
Nuclear Safety Research Forum Tokyo ,Japan 23 February 2010

P.8

国の基盤研究開発へのNUMOニーズの提示
目的：
原子力委員会政策評価部会の提言も踏まえ，NUMOがリーダーシップを発揮し地層処分を強力に推進する一環として，事業者の技術開発ニーズを改めて整理・公表し，国が実施する基盤研究開発計画等に反映させる

基本方針：
技術開発ニーズを体系的に整理
特に重大な意思決定を伴う「精密調査地区選定」時を対象にニーズを整理
公募方式ゆえに，地点が特定できない現状を踏まえて，比較的広く分布している地質環境条件を念頭に置く
精密調査地区選定時には，オーバーパック材料，定置方式などの絞込みの判断をすることを前提とする
サイト特有のニーズは、応募後に必要に応じて追加見直しすることを前提とする
Nuclear Safety Research Forum Tokyo ,Japan 23 February 2010

P.9

NUMOニーズ（案）の例 - 1/2｢工学的成立性提示｣から導出されたニーズ(案)の例(特に重要なもの)
人工バリア長期挙動・相互作用に関する知見整備（オーバーパックの腐食速度の再設定，溶接部の耐食性評価技術など）
人工バリアの代替技術（TRU廃棄体代替固化など）
人工バリアの製作・搬送定置の工学的実現性の向上に関する技術開発課題（人工バリア搬送・定置（PEM ，ブロック，ペレット方式）に関する要素技術の高度化など）地質環境の調査・評価技術 （沿岸及び海域における深部地質調査技術（既開発技術）の適用性確認及び実証など）

Nuclear Safety Research Forum Tokyo ,Japan 23 February 2010

P.10

NUMOニーズ（案）の例 - 2/2｢安全性の評価｣から導出されたニーズ(案)の例(特に重要なもの)
蓋然性＊に基づく性能評価シナリオに関する技術開発
地質環境の長期的変遷を考慮した性能評価に関する技術開発（地質環境の長期変遷を考慮した性能評価データ設定の標準化と検証）＊ ：起こりうる可能性，確からしさ｢地質環境の長期安定性評価｣から導出されたニーズ(案)の例(特に重要なもの)
超長期評価（10万年超）の考え方および方法論に関する検討

Nuclear Safety Research Forum Tokyo ,Japan 23 February 2010

P.11

技術開発の体制
原子力安全委員会

原子力委員会基本政策

監督

9地質環境調査・評価
9人工バリア設計・製作
9施設･設備の設計・建設
9処分場操業・閉鎖
9性能評価，安全評価
情報交換
共同研究

原子力安全･保安院

資源エネルギー庁

ニーズの提示成果の提供

NUMO

実施に必要な技術開発

技術支援
指導

地層処分
基盤研究開発調整会議

ニーズの提示成果の確認

研究機関

技術開発、工事等の発注・実施

発生者としての技術開発（JAEA，電中研，産総研）

国の予算

基盤研究

大学

ｺﾝｻﾙﾀﾝﾄ･ﾒｰｶ･ｾﾞﾈｺﾝ

基礎研究

技術開発・設計・建設（JNFL，NAGRA，SKB， POSIVA など）

処分事業の実施・技術開発

規制左記の実施電力会社等

他の実施主体指針等

Nuclear Safety Research Forum Tokyo ,Japan 23 February 2010

P.12

第三者による評価･助言
国民理解促進などの課題に対し，国内外の有識者から評価・助言を得ながら，事業を推進
NUMO主催による国際会議の開催
ITM（国際テクトニクス会議）
成果の例：火成活動評価における確率論的評価

国内外の有識者によるNUMO活動に対する評価・助言
ITAC（技術アドバイザリー国際委員会）
DTAC（技術アドバイザリー国内委員会）
成果の例：公募関係資料（「処分場の概要」， 「概要調査地区選定上の考慮事項」）
技術報告書（ 「高レベル放射性廃棄物地層処分の技術と安全性」，「概要調査地区選定上の考慮事項の背景と技術的根拠」

Nuclear Safety Research Forum Tokyo ,Japan 23 February 2010

P.13

NUMOの技術開発スケジュール
国の基盤研究開発の成果を踏まえ，NUMOも必要な技術を整備し，事業を着実に推進
平成12年

処
分事業

現在▼

平成14年
公募開始
▼NUMO設立▼平成20年代中頃▼

概要調査地区選定▼

精密調査地区選定▼

文献調査

概要調査

平成40年前後▼ 平成40年代後半を目途に操業開始▼
処分施設
▼事業許可
建設地選定▼
建設･操業･精密調査
閉鎖

公募開始に対応
・概要調査地区選定上の考慮事項の設定
・事業の観点からの処分技術と安全性の検討 など

技
術の開
発

概要調査地区選定に対応＞＞＞

・文献調査支援ツールの整備
・文献情報に基づく処分場概念構築システムの整備 など

精密調査地区選定に対応＞＞＞

・精密調査地区選定上の考慮事項の設定
・地質環境調査技術・評価手法の体系化・実証
・処分場の設計・性能評価手法の高度化など最終処分施設建設地選定に対応

実証試験

長期事業の推進に対応
・建設・操業・閉鎖に係る重要課題の検討
・安全確保に向けた方策の整備
・要件管理システムの開発など

基盤研
究【深地層の研究計画】 幌延・瑞浪ほか

地上からの調査研究

坑道掘削時の調査研究

第２次取り
まとめ 【処分概念や地質環境条件等の研究対象】 東海ほか

ジェネリック

地下研究施設での調査研究
サイトスペシフィック

Nuclear Safety Research Forum Tokyo ,Japan 23 February 2010

P.14

技術開発の現状
現在進めている具体的な研究開発の主な事例

Nuclear Safety Research Forum Tokyo ,Japan 23 February 2010P.15

技術の高度化･実用化の例１ （地震･断層活動の評価技術の高度化）
内容；地下深部の耐震設計手法の確立，活褶曲※の評価手法の確立【地下深部の地震動特性の考え方】【2次元動的解析による地震時応答特性】

地上施設
堆積層
浅部岩盤

地下施設

原子力施設の耐震設計で対応
ＥＬ-500ｍ＋伝播特性
震源特性

地表最大加速度（ガル）

深部岩盤

地下深部特有の地震動評価・設計手法が必要

処分施設
処分施設
□ 5m × 5m

ＥＬ-1000ｍ

２０列 ×２段 の場
合【CTスキャンを用いた褶曲等の模型可視化実験】【波高増加率による活褶曲の判定】

主断層
褶曲による断層

断層の分岐

1kmあたりの波高増加率 (m/105年)

1000

波高増加率=H
L

５510 年
年
10100

波高Ｈ
波長Ｌ10Shinjo,
Niigata

210.10.1

1

10100

1000

波長(km)※活褶曲；層状の地層が波状に変形する褶曲運動が，現在まで進行して地形の変形として認められ，将来も活動する可能性があるもの
Nuclear Safety Research Forum Tokyo ,Japan 23 February 2010P.16

技術の高度化･実用化の例２（建設･操業システムの高度化）
内容；廃棄体定置方法の比較検討，低アルカリ性セメントの処分施設への適用性検討【PEM (Prefabricated EBS Module) による坑道内定置方式の評価】［処分孔竪置き］［処分坑道横置き］

地上施設
にて製作

廃棄体
緩衝材
外容器

現地施工ブロック型

現地施工ペレット型

ＰＥＭ型（カプセル輸送システムとの組合せの例）【低アルカリ性セメントを用いた地下施設施工技術】
ベントナイトプラグ

低アルカリ環境下で腐食が懸念される鉄筋の代替材料として、炭素繊維構造材を使用した
実験(試験体製作状況)

支保工，プラグ等への利用に関する共同研究

コンクリートプラグ ＮＵＭＯ，電中研
支保工
亀裂

オーバーパック

グラウト
グラウトへの適用性に関する共同研究

ベントナイト緩衝材

ＮＵＭＯ，ＳＫＢ（スウェーデン），ＰＯＳＩＶＡ（フィンランド），Ｎagra（スイス）

Nuclear Safety Research Forum Tokyo ,Japan 23 February 2010P.17

技術の高度化･実用化の例３（３次元核種移行解析による設計検討）
内容；詳細な挙動をシミュレーション可能な3次元の核種移行解析コードを新たに開発し，処分場設計条件の違いによる性能への影響を検討【廃棄体定置方式の違いの影響】
1.0E+06

1.0E+06
1.0E+05

Cs-135の移行率 [Bq/y]

Cs-135の移行率 [Bq/y]

1.0E+05
1.0E+04

EBSNBS1.0E+03
1.0E+02
1.0E+01
1.0E+00
1.0E-01
1.0E-02［処分孔竪置き］

1.0E-03
1.0E+01

1.0E+04
1.0E+03EBSNBS

1.0E+02
1.0E+01
1.0E+00
1.0E-01
1.0E-02

1.0E+02

1.0E+03

1.0E+04

1.0E+05

1.0E+06

1.0E+07［処分坑道横置き］

1.0E+08

時間 [y]

1.0E-03
1.0E+01

1.0E+02

1.0E+03

1.0E+04

1.0E+05

1.0E+06

1.0E+07

1.0E+08

時間 [y]【プラグによる止水効果の影響】
断層

1.E-01規格化した移行率の最大値 [1/y]断層

規格化した移行率の最大値 [1/y]1.E-01
1.E-02
1.E-03
1.E-04
1.E-05
1.E-060102030405060708090

坑道方向位置[m]平断面での流速分布

1.E-03EBSNBS
1.E-04EBSNBS

1.E-05

1.E-06は断層を示す1.E-07
1.E-083次元モデル

1.E-02断層のみ（プラグなし）

100

は断層を示す1.E-07はプラ グを示す

1.E-080102030405060708090100

坑道方向位置[m]

断層と坑道の交差部にプラグを設置※EBS (Engineered Barrier System)；放射性物質を閉じ込めて生活環境から隔離する人工の障壁。ガラス固化体・オーバーパック・緩衝材の総称
NBS (Natural Barrie System)；放射性物質を閉じ込める天然の障壁。安定で地層処分に好ましい条件を持つ地下深部の岩盤
Nuclear Safety Research Forum Tokyo ,Japan 23 February 2010P.18

技術の高度化･実用化の例４（要件管理システムの開発）

要件管理業務のモデル化

海外実施主体との情報交換•段階的な処分事業に適した要件管理業
務の方法論の概念化•ＮＵＭＯの意思決定・業務プロセスのモデル化•ＲＭＳ国際情報交換会を主催し，各国の実施主体と要件管理について情報交換（2010年1月26日）

電子コンテンツの整備

NUMO-RMSの開発•「サイト選定段階の処分場の設計」に関連する業務・要件のコンテンツ整備•JAEA-KMS等の基盤研究開発成果のコンテンツとしての試行的な登録•段階的な事業に適した独自システム•事業管理をサポートする拡張機能搭載

参加機関
NUMO, SKB, POSIVA,ONDRAF/NIRAS,Nagra，国内関係機関

RWMC(2005)

Nuclear Safety Research Forum Tokyo ,Japan 23 February 2010

P.19

2010年技術レポート - 背景
2000年時JNC第2次取りまとめ公表
特廃法の制定NUMO設立設置可能性を調査する地域の公募開始

諸外国の事業の進展「文献調査の開始」に向けた取り組み

特廃法の改正国内外技術開発の進展

地層処分低レベル放射性廃棄物の実施主体

炉規法等の整備

現在（NUMO）
事業の推進
立地広報支援に活用

2010年技術レポート（仮称）
Nuclear Safety Research Forum Tokyo ,Japan 23 February 2010

他
P.20

2010年技術レポート – 目的
処分実施主体としての技術的信頼性を確保することにより，地域の理解を得ながら事業の推進を目指し，実施主体としての安全確保構想の明示 …先行して2009年度に提示
安全性の確保方策の明示
安心に係わる技術的事項のNUMOの方針の明示

安全確保構想を支える地層処分技術の信頼性向上の提示
2000年以降のNUMOの技術開発および国の基盤研究開発の進展を踏まえ，地層処分技術の信頼性向上を提示

Nuclear Safety Research Forum Tokyo ,Japan 23 February 2010P.21

レポートの体系
平易

NUMOマニフェスト

技術レポート群実現に向けて実現に向けて
NUMOの取り組み
NUMOの取り組み

2010年技術レポート 広報版
広報版
2010年技術レポート

リーフレット

パンフレット

内容の詳細度

広報活動を支援出来る内容を抽出
2010年技術レポート 要約版
要約版
2010年技術レポート

技術に係わる理念の具体化

要約版

要約

詳細

安全確保構想2009
安全確保構想2009

反映

2010年技術レポート
2010年技術レポート
本冊

レポート

安全確保構想安全確保構想技術の進展
技術の進展

2009年度
2010年度Nuclear Safety Research Forum Tokyo ,Japan 23 February 2010P.22

「安全確保構想2009」の構造
第１章 はじめに第２章 地層処分事業における安全確保の考え方
安全な地層処分の実施

安全確保の目標

安全確保策

閉鎖後長期の安全確保

各事業段階の安全確保① 適切なサイト選定と確認① 放射線安全の確保

②
③

②
③

処分場の設計・施工等の適切な工学的対策
地層処分システムの長期安全性の評価

一般労働安全の確保
周辺環境の保全

第３章 安全確保策を事業に展開するための方針と方策
方針

実施方策

方針１

3.1

安全性を繰り返し確認しながら，段階的に事業を推進する
方針２

z 事業全体を俯瞰した計画の策定
z 閉鎖後長期安全性の繰り返しの確認
z 事業期間中の安全対策と環境保全

3.2

信頼性の高い技術を用いて事業を推進
する

z 計画的な技術の整備
z 技術に関する品質保証の的確な実施
z 原環機構の組織及び国内外協力体制の整備

3.3

方針３

安全性への信頼感醸成へ向けた技術的取組みを行いながら事業を推進する

z 安全性に対する国民や地域住民との相互理解に基づく事業の推進
z 安全性及び技術の信頼性に関する情報提供と事業の透明性確保
z 将来に向けた環境整備

第４章 方策の具体的展開
4.1
安全確保に向けた
ロードマップ
4.2
技術開発，品質保証，組織・体制整備の現状と展望
4.3
技術情報の提供と透明性確保のための取り組みの例

第５章 おわりに
付録 2000年以降の地層処分技術の整備状況
Nuclear Safety Research Forum Tokyo ,Japan 23 February 2010

P.23

NUMO2010年技術レポート作成スケジュール（案）
２００９年度

報告会等「安全確保構想2009」

２０１０年度「安全確保構想2009」 国際ワーク
報告会▽
ショップ▽

２０１１年度

本報告会▽中間報告会＆▽シンポジウム「安全確保構想2009」
完成▽
原子力学会
レビュー ▽レビュー報告書

ドラフト作成修正「2010年技術レポート」
完成▽「2010年技術レポート」

第三者レビュー

▽レビュー報告書

ドラフト作成修正
広報版

Nuclear Safety Research Forum Tokyo ,Japan 23 February 2010

P.24

まとめ
9文献調査の準備は完了－新知見により信頼性向上－
9地層処分事業とその安全性に関する国民の理解を得て事業の推進に資するため，2010年技術レポートを作成･公表
9段階的に研究開発や技術開発を推進していくとともに、国民へは、それらの全体像を示し、技術的課題に対する取組の進捗状況や将来の見通し等を分かりやすく説明
9地層処分を行う事業主体としての技術の継承，また，技術開発を計画的・継続的に実施していく上で，中期的な視点を持って人材の確保・育成を実施

Nuclear Safety Research Forum Tokyo ,Japan 23 February 2010

P.25

ご静聴ありがとうございました
www.numo.or.jp/
Nuclear Safety Research Forum Tokyo ,Japan 23 February 2010

P.26