0幌延における地層処分研究開発

平成27年8月6日
国立研究開発法人日本原子力研究開発機構
バックエンド研究開発部門
幌延深地層研究センター 深地層研究部

藤田朝雄

平成24年10月8日撮影

幌延町における深地層の研究に関する協定書（抜粋）
平成12年11月：科学技術庁原子力局長立会いの下、サイクル機構と北海道及び幌延町との間で「幌延町における深地層の研究に関する協定（三者協定）」を締結•

第２条： 丙は、研究実施区域に、研究期間中はもとより研究終了後においても、放射性廃棄物を持ち込むことや使用することはしない。

•

第３条： 丙は、深地層の研究所を放射性廃棄物の最終処分を行う実施主体へ譲渡し、又は貸与しない。

•

第４条： 丙は、深地層の研究終了後は、地上の研究施設を閉鎖し、地下施設を埋め戻すものとする。

•

第５条： 丙は、当該研究実施区域を将来とも放射性廃棄物の最終処分場とせず、幌延町に放射性廃棄物の中間貯蔵施設を将来とも設置しない。

•第６条： 丙は、積極的に情報公開に努めるものとする。

•第１０条： 丙は、深地層の研究に当たっては、雇用その他を地元優先で行うなど地域振興に積極的に協力するものとする。
※丙：日本原子力研究開発機構（締結当時は、核燃料サイクル開発機構）
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幌延深地層研究計画スケジュール【全体の期間は，20年程度を考えています。】 「深地層研究所（仮称）計画」平成10年10月
年度
項目

H12H17

H21 H22
第1期中期計画

H26 H27
第2期中期計画

H30
第3期中長期計画

調査研究

第1段階
H13.3 調査開始

第2段階
第3段階

地上施設 地下施設

施設建設

研究管理棟・試験棟： H18.5.31 竣工
ゆめ地創館： H19.6.30 開館
国際交流施設： H21.10.17 開館

H17.11 掘削開始

第１段階 : 地上からの調査研究段階
第２段階 : 坑道掘削(地下施設建設)時の調査研究段階
第３段階 : 地下施設での調査研究段階
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幌延深地層研究計画の進め方
第１段階：地上からの調査研究

第２段階：坑道掘削時の調査研究

第３段階：地下施設での調査研究

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幌延町及び研究所設置地区
Horonobe○面積 574.27 ㎢（東京都２３区とほぼ同じ）○人口2,467人・1,279世帯（平成27年5月末現在）○基幹産業：酪農（約１万頭）

Sapporo研究所設置場所

Tokyo

幌延町全域
↓ 文献調査4区域（Ａ，Ｂ１，Ｂ２，Ｃ）↓ 文献調査、地表地質調査、物理探査
２区域（Ｂ１，Ｂ２）↓ ボーリング調査、詳細検討、インフラ整備状況等
1区域（Ｂ１）

Ｂ１区域

研究所設置地区のおおよその範囲

幌延町市街地
幌延駅

Ｃ区域

Ａ区域

Ｂ２区域
国土地理院1/50,000地形図（稚咲内、豊富、上猿払、天塩、雄信内、敏音知）を使用

幌延町全域から研究所設置地区（３ｋｍ×３ｋｍ） を選定
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地下施設の状況【立坑掘削状況】
換気立坑
西立坑

東立坑

140m調査坑道

250m調査坑道

東立坑： 掘削深度 380 m
換気立坑 ： 掘削深度 380 m
西立坑： 掘削深度 365 m【調査坑道掘削状況】
深度140m調査坑道 ： 掘削長 186.1 m
深度250m調査坑道 ： 掘削長 190.6 m
深度350m調査坑道 ： 掘削長 757.1 m

350m調査坑道

平成26年度までの掘削範囲※このイメージ図は、今後の調査研究の結果次第で変わることがあります。

深度350m西連絡坑道（平成27年7月2日撮影）

東立坑（平成26年6月10日撮影）
5深度350m調査坑道における原位置試験
オーバーパック腐食試験
初期地圧

テストピット挙動試験
水平坑道
掘削影響試験

物質移行試験
試験坑道1

水圧・水質モニタリング

試験坑道3
試験坑道4
試験坑道2

換気立坑
岩盤物性

低アルカリ性セメント
低アルカリ性グラウト

東立坑
水圧・水質モニタリング

試験坑道5
OP腐食試験
パイピング/エロージョン試験

人工バリア性能確認試験

立坑掘削影響西立坑※このイメージ図は、今後の調査研究の結果次第で見直すことがあります。
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試験坑道4（人工バリア性能確認試験（1/2））
人工バリア性能確認試験の目的【施工】
 「第2次取りまとめ」で示した処分概念が実際の地下環境で構築できることの実証
処分孔（模擬）の掘削方法の例示
緩衝材ブロックの定置方法の例示
オーバーパック（模擬）の定置方法の例示
埋め戻し材施工方法の例示
プラグ施工方法の例示、など【設計】
 幌延を事例とした設計手法の提示

3.0m

7.3m

ｺﾝｸﾘｰﾄﾌﾟﾗｸﾞ

地上へ
計測室

坑道の埋め戻し・
注水管

給水装置

計測ケーブル

4.2m

模擬ｵｰﾊﾞｰﾊﾟｯｸ
緩衝材

2.4m

緩衝材の設計手法の適用性の確認
掘削土（ズリ）を用いた埋め戻し材の特性データの取得、設計手法の例示
コンクリートプラグの設計手法の例示、など【計測】
 熱－水－応力－化学連成現象を評価するための検証データの取得（再冠水までの過渡期を対象）
緩衝材：膨潤挙動、膨出挙動、浸潤挙動、含水比分布、温度分布、など
埋め戻し材：浸潤挙動、含水比分布
オーバーパック（模擬）：腐食挙動、など

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試験坑道4（人工バリア性能確認試験（2/2））
緩衝材の設置真空把持

坑道の埋め戻し転圧締め固め模擬オーバーパックの設置

ブロック設置

コンクリートプラグ・加熱試験

平成27年1月15日から
注水，加熱，測定を開始
測定を継続中8

試験坑道3（オーバーパック腐食試験）
注水

コンクリート支保
緩衝材・計測器設置状況
発熱部

模擬オーバーパック
計測器：6断面に配置• 腐食電位計：12点)
・水分計：6点• pH計：6点・温度計：6点• 白金電極：6点
腐食電位計

pH計

白金電極

コンクリート支保内への設置状況

温度計

11cm

30cm
計測器配置の例

平成26年11月12日から
注水，加熱，測定を開始
測定を継続中水分計
試験実施状況

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単一割れ目を対象とした物質移行試験 堆積岩中の割れ目内の物質移行特性を把握することを目的にトレーサー試験を実施。
 非収着性トレーサー（ウラニン、ヨウ素、重水）を用いて、複数の試験区間、試験条件下でのトレーサー試験を実施し、割れ目内の物質の移行経路に関する情報を取得。
 非収着性トレーサー試験結果を踏まえ、収着性トレーサー（Cs、Eu、Mo、Ni）を用いたトレーサー試験を実施し、割れ目内の収着・拡散特性を評価。

ボーリング掘削

トレーサー試験装置の設置

蛍光染料の調整

岩盤

試験装置概要試験孔の配置状況10健岩部を対象とした物質移行試験 堆積岩中の岩盤マトリクス及び人工バリア中の物質移行特性を把握することを目的にトレーサー試験（拡散試験）を実施。
 非収着性トレーサー（ウラニン、ナフチオン酸ナトリウム、ローダミン、ヨウ素、重水）及び収着性トレーサー（Cｓ、Sr、Eu、Co、Ce、Mo、Ni）を用いた拡散試験を実施。
 拡散試験終了後、コア試料を取得し、室内試験にてマトリクス拡散の程度を評価。

ボーリング削孔

緩衝材設置状況

試験装置概要（緩衝材の有無、孔径の違いによる岩盤への拡散挙動の違いを評価）
サンプリング試料
サンプリング状況

11低アルカリ性セメント・グラウト
250ｍ調査坑道の吹付けに使用された HFSC の配合(BB:高炉セメント)
単位量(kg/m3)
水結合 細骨材配合材比率
結合材
水
細骨材
粗骨材
混和剤
(％)
(％)
OPC
SFFA
HFSC
35.060.2175200100
2009456385.25
BB40.055.7
17040025990
8022.40
OPC:普通ポルトランドセメント、SF:シリカフューム、FA:フライアッシュ

設計条件
支保工の設計強度:≥ 36 N/mm2 (吹付け)≥ 60 N/mm2 (覆工)グラウトの改良目標:.
以下のチェック孔の数
0.5
チェック孔の総数
1Lu≒1.3×10-7m/sec

250ｍ調査坑道の吹付けに使用された HFSC28 日材齢強度
地上での試験
地下での試験
設計基準強度(N/mm2)(N/mm2)(N/mm2)
HFSC吹付けコア
45.9
41.2
36.0
BB吹付けコア51.1
強度の値は、3回の試験の平均値

12続きはWebで！
JAEA 幌延（調査研究の状況）
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幌延深地層研究計
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（毎週金曜日更新）（地下施設の工事状況）
毎週更新（地下施設の管理状況）
メタンガス濃度、排水量等
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