2021年6月15日
更新

地層処分に適した地質環境の選定
およびモデル化
地層処分技術オンライン説明会（改訂した包括的技術報告書）
地質環境
2021年 6月 16日

原子力発電環境整備機構（NUMO）技術部
三枝 博光
P.0

セーフティケースの構造と報告書の構成との関係
1章

セーフティケースの作成の背景と目的
2章

地層処分の安全確保の基本的考え方

2章

サイト選定の
方針

処分場の
設計方針

閉鎖前の
安全評価方針閉鎖後長期の安全評価方針3章

4章 評価基盤5章

適した地質環境の選定技術
地質環境モデル

処分場の設計建設・操業・閉鎖技術

安全性を評価する手法，
モデル，解析コードおよびデータベース

安全評価

6章

5章
閉鎖前の安全評価

7章

マネジメント戦略

6章

品質保証計画など

7章

閉鎖後長期の安全評価

マネジメント基盤

品質マネジメントシステム
知識ベース，関係研究機関との連携など

7章

品質保証活動技術アドバイザリー委員会
タスクフォース
有識者ヒアリング

セーフティケースとしての統合，次段階へ向けた取り組み
背景と目的に対応した成果と信頼性に関する記述

サイト選定準備
技術開発計画など

OECD/NEA（2013）：’The nature and purpose of the post-closure safety cases for geological repositories’を参考に作成.

P.1

説明内容
(1) 目的(2) 論証構造(3) 各節の概要• 3.1節 地質環境が安全確保に果たす役割• 3.2節 地層処分に適した地質環境の選定プロセス• 3.3節 検討対象母岩のモデル化• 3.4節 将来における自然現象の発生可能性とその地質環境への影響• 3.5節 まとめと今後の取り組み(4) 日本原子力学会レビュー結果と改訂の要点

P.2

３章「地層処分に適した地質環境の選定およびモデル化」の目的
 包括的技術報告書作成の目的
 これまでに蓄積されてきた科学的知見や技術を統合して，地層処分の実施主体として，わが国の地質環境に対して安全な地層処分を実現するための方法を説明し，技術的な取り組みの最新状況として取りまとめる
 ３章の目的 わが国の地質環境に係る最新の科学的知見や技術開発成果に基づき，サイト選定における判断の基本的な考え方や調査・評価技術を体系的に整備していることを示す
 段階的に取得する地質環境情報を，処分場の設計および安全評価に係る取り組みの基盤となる検討対象母岩の地質環境モデルとして解釈・統合できる技術を保有していることを示すP.3

地質環境・地質環境特性
 地質環境：地層処分の観点から見た地下の環境であり，岩盤とそこに含まれる地下水などから構成
 地質環境特性：地層処分の安全確保において重要な地質・地質構造，岩盤の熱的・力学的な性質，地下水の地球化学的な性質，地下水の流動や物質の移行などの性質の総称

好ましい地下深部の地質環境特性
P.4

調査段階と空間スケールとの関係
文献調査の範囲

広域スケール：
処分場スケールの領域の地質環境特性に影響を与える自然現象を考慮する範囲（処分場スケールの領域を包含し，サイト調査において，涵
養域から流出域までの地下水の移行経路や分水嶺などの水理境界を包含する範囲）広域スケール（数十km）
補足的に概要調査を行う箇所

処分場スケール
（数km）
火山・火成
活動

気候変動

概要調査の範囲
精密調査の範囲

隆起・侵食

海水準
変動

パネルスケール（数百m）

Earthquake
断層活動

処分場スケール：
地下深部における閉じ込めの観点から好ましい地質
環境特性とその長期的な安定性を確認する処分場（候補母岩）とその近傍の地層・岩体を含む範囲

パネルスケール：
処分場スケールの領域において実際に処分区画を設置
し，母岩の核種移行・遅延特性や人工バリアの形状などに影響を及ぼす地質環境特性を詳細に評価する範囲

P.5

３章の論証構造
 サイト選定における判断の基本的な考え方や調査・評価技術を体系的に整備していることを示すための論拠
 地質環境に求められる要件が整理されている
3.1.1項

 各要件に影響を及ぼす要因が特定されている
 各要因に対するサイト選定上の対応方針が整備されている

3.1.2項

 わが国に地層処分に適した地質環境が存在する

3.1.3項 地層処分に適した地質環境を選定するための基本的な考え方が整備されている3.1節「地質環境が安全確保に果たす役割」

3.2.1項 サイト調査の項目や方法論が整備されている
 サイト調査の各段階の進め方が整備されている
 サイト調査に用いる調査・評価技術が整備されている
 サイト調査に必要な技術力を保有している

3.2.2項3.2節「地層処分に適した地質
環境の選定プロセス」

3.2.3項(3.3節)
P.6

３章の論証構造
 段階的に取得する地質環境情報を，処分場の設計および安全評価に係る取り組みの基盤となる検討対象母岩の地質環境モデルとして解釈・統合できる技術を保有していることを示すための論拠
 処分場の設計および安全評価の基盤となる母岩の地質環境モデル構築の進め方を明示できる

3.3.1項
3.3節「検討対象母岩のモデル化」

 わが国の多様な地質環境を類型化し，検討対象母岩を設定できる

3.3.2項 地下深部の地質環境の特徴を考慮し，段階ごとの詳細度に応じた
地質環境モデルを構築できる

3.3.3項 閉鎖後長期の安全評価において考慮すべき自然現象の影響を特定し，必要となる基盤情報を整理できる

3.4節「将来における自然現象の発生可能性とその地質環境への影響」

 3.1節～3.4節のまとめと，一連の検討を通じて特定した技術的課題やそれらに対する今後の取り組みについて・・・3.5節「まとめと今後の取り組み」
P.7

地質環境が安全確保に果たす役割
ー 閉鎖前の地質環境に求められる要件および影響要因 ー
 地層処分技術WG「中間とりまとめ[1]」・「とりまとめ[2]」を踏まえて，処分場の選定から建設・操業を経て閉鎖に至る一連の作業の安全確保を最優先にした合理的な実施の観点から要件を整理し，それに影響を及ぼす要因を特定[1] 総合資源エネルギー調査会（2014）：最新の科学的知見に基づく地層処分技術の再評価－地質環境特性および地質環境の長期安定性について－，総合資源エネルギー調査会 電力・ガス事業分科会 原子力小委員会 地層処分技術WG.
[2] 総合資源エネルギー調査会（2017）：地層処分に関する地域の科学的な特性の提示に係る要件・基準の検討結果（地層処分技術
WGとりまとめ），総合資源エネルギー調査会 電力・ガス事業分科会 原子力小委員会 地層処分技術WG.

閉鎖前の地質環境に求められる要件
母岩が第四紀の未固結堆積物ではないこと

影響要因
深度300m以上の深さにおける第四紀の未固結堆積物の
分布

地下施設の安全性や施工性に影響を及ぼす事象 地熱・温泉*，膨張性地山，山はね，泥火山，湧水，有が発生する可能性が小さいこと
害ガス，地震などの発生
地上施設の安全性を損なう事象が発生する可能
火砕物密度流，溶岩流，岩屑なだれなどの発生性が十分に小さいこと
地上施設の安全性に影響を及ぼす事象が発生す 軟弱地盤の分布，地盤の変形・変位，地震，津波，地する可能性が小さいこと
べり，土石流，洪水などの発生*地中から湧出する温・熱水
P.8

地質環境が安全確保に果たす役割
ー 閉鎖後長期の地質環境に求められる要件および影響要因 ー
 地層処分技術WG「中間とりまとめ」・「とりまとめ」およびIAEAの安全要件（SSR-5）を踏まえて，隔離および閉じ込めの基本概念を達成するための安全機能の長期的な維持の観点から要件を整理し，それに影響を及ぼす要因を特定
基本
概念

隔
離

閉
じ
込
め

安全機能

閉鎖後長期の地質環境に求められる要件

影響要因

自然現象の著しい 廃棄体を人間の生活環境に接近あるいは露出させる 火 山 ・ 火 成 活 動 ， 隆
影響からの防護 ような著しい影響を及ぼす自然現象が生じないこと
起・侵食

人間接近の抑制放射性物質の溶出抑制
および放射性物質の移行抑制

現在認められている経済的価値の高い鉱物資源が存
鉱物資源の存在
在しないこと熱環境：地温が低いこと

火山性熱水・深部流体の移動・流入水理場：地下水流動が緩慢であること

地震・断層活動，隆起・侵食

力学場：岩盤の変形が小さいこと

地震・断層活動

化学場：地下水は高pHあるいは低pHではない，酸 火山性熱水・深部流体化 性 雰 囲 気 で は な い ， 炭 酸 化 学 種 濃 度 * が 0.5 の移動・流入，地震・
mol/L以上とならないこと
断層活動，隆起・侵食*溶液中に溶存している無機炭素（炭酸塩，炭酸水素塩，炭酸，二酸化炭素）の合計の濃度
P.9地質環境が安全確保に果たす役割
ー 閉鎖前の影響要因に対するサイト選定上の対応方針 ー

 地層処分技術WG「とりまとめ」を踏まえるとともに，原子力関連施設や土木構造物などにおける既存の対策事例を参考に，閉鎖前の安全確保における影響の程度を考慮して対応の基本的な考え方を決定
地質環境に求められる要件

影響要因

対応の基本的な考え方

母岩が第四紀の未固結堆積 第四紀の未固結堆 深度300m以上の深さに第四紀の未固結物ではないこと
積物の分布
堆積物が分布する地域の除外
地上施設の安全性および地 地熱・温泉や地震 操業期間中の影響の程度・範囲の把握
下施設の安全性や施工性に などの発生，軟弱 影響を低減するための情報化施工技術
影響を及ぼす事象が発生す 地盤の分布，地盤の適用や地上施設の設置位置の検討
る可能性が小さいことの変形・変位など
地上施設の安全性を損なう 火砕物密度流，  操業期間中の影響範囲の把握
事象が発生する可能性が十 溶岩流，岩屑なだ  影響を回避するための地上施設の設置分に小さいことれなどの発生位置の検討

文献 概要 精密調査 調査 調査
広域
処分場

広域
処分場
パネル

広域
処分場

P.10

地質環境が安全確保に果たす役割
ー 閉鎖後長期の影響要因に対するサイト選定上の対応方針 ー
 閉鎖後長期の安全機能の維持の観点から，これまでに示された著しい影響などへの対応に加えて，緩慢・累積的な影響についても考慮して対応の基本的な考え方を決定
地質環境に求められる要件

影響要因

対応の基本的な考え方
 著しい影響が及ぶ範囲の除外
 適格性が劣る地質環境特性の範囲の除外

 廃棄体を人間の生活環境に接近あるいは露出させるような著しい影響を及ぼす自然現象 緩慢・累積的な影響に伴う地質環が生じないこと
火山・火成活動，境特性の長期変遷の把握
 地温が低いこと
火山性熱水・深部 影響を考慮した適切な工学的対策
 地下水流動が緩慢であること 流体の移動・流入，の検討
地震・断層活動，
 岩盤の変形が小さいこと
 安全評価 によ る 放射性物質の 溶
 地下水は，高pHあるいは低 隆起・侵食
出・移行抑制機能の長期的な維持
pHではない，酸化性雰囲気の確認ではない，炭酸化学種濃度が 放射性物質の溶出・移行抑制機能
0.5mol/L以上とならないことが期待できない場合は，選定候補からの当該範囲の除外
経済的価値の高い鉱物資源が存
鉱物資源の存在
在しないこと経済的に価値が高い鉱物資源が地下に存在する範囲の除外

文献 概要 精密調査 調査 調査
広域
処分場
パネル

広域
処分場
パネル

広域
処分場

P.11

地質環境が安全確保に果たす役割
ー 地層処分に適した地質環境の存在 ー 全国規模で収集した最新の科学的知見に基づき，わが国の地下深部に広く認められる
地質環境特性を整理
好ましい地質環境特性

地下深部で広く認められる地質環境特性

地温が低いこと

火山地域などの高温異常域を除けば，地温勾配は3～5℃/100m程度

水理場

地下水流動が緩慢であること

動水勾配は0.001～0.01オーダー，透水係数は10-12 ～10-6m/sオーダーで深度とともに減少し，低透水係数の岩盤に伴って大きな動水勾配が発生

力学場

岩盤の変形が小さいこと

岩盤の圧縮強度や弾性率が大きく，長期的なクリープ変形量は設計で対応可能な範囲内

化学場

地下水は，高pHあるいは低pHではないこ
地下水は，pH6～9程度で還元性雰囲気が維持と，酸化性雰囲気ではないこと，炭酸化され，炭酸化学種濃度は最大0.1mol/L程度
学種濃度が0.5mol/L以上とならないこと

熱環境

P.12

地層処分に適した地質環境の選定プロセス
ー 基本的な考え方・進め方 ー 安全機能が長期にわたって維持される地質環境を適切に選定するために，「過去から現在までに生じた地質学的な事象やプロセスを正しく把握することにより，現在発生している地質学的な事象やプロセスの理解を深め，将来の地質学的な事象やプロセスを推測すること」を基本的な考え方としてサイト選定を段階的に進める。

① 火山・火成活動，火山性熱水・深部流体の移動・流入，地震・断層活動，著しい隆起・侵食，
第四紀未固結堆積物の分布，鉱物資源の存在により，明らかに適格性が劣ると判断される範囲を除外② 自然現象の著しい影響を回避したサイトにおいては，閉じ込めの観点から地質環境特性を評価して明らかに適格性が劣る範囲を除外③ 緩慢かつ累積的なプロセスが地質環境特性に及ぼす影響を考慮する必要があるため，過去から現在までの地質環境特性の時間的・空間的変遷を把握して，将来10万年程度を超えるような
長期にわたって閉じ込めの観点から好ましい地質環境特性が安定に維持されることを確認④ 特に将来10万年程度を超える期間においては，その発生可能性が極めて小さい場合であっても，処分場の安全機能に著しい影響を及ぼす可能性が想定される事象が想定される場合は，当該事象の発生とその地質環境への影響について，外挿や確率論による方法を組み合わせて評価したうえで，その不確実性の程度を把握
P.13

地層処分に適した地質環境の選定プロセス
ー 各段階における調査・評価の進め方 ー

文献調査の段階：応募等区域およびその周辺地域を対象に，自然現象の著しい影響の回避などの観点から，概要調査地区としての適格性が明らかに劣る範囲を除外するとともに，広域スケールの地質環境モデルを構築し，その結果を踏まえて
概要調査地区を選定
概要調査の段階：概要調査地区およびその周辺の地域において，一連の調査・評価を通じて概要調査地区としての適格性の評価結果の妥当性を確認するとともに，広域・処分場スケールの地質環境モデルを更新・構築し，地質環境特性とその長期変遷の評価に加え，環境影響や経済性の観点も考慮して精密調査地区を選定
精密調査の段階：精密調査地区において，地表から調査や地下調査施設での試験を通じて，候補母岩の特性に係る不確実性の低減とともに，処分場・パネル
スケールの地質環境モデルの詳細化を図り，閉鎖後長期の安全評価の結果を踏まえて候補母岩の地層処分への適性を確認

P.14

地層処分に適した地質環境の選定プロセス
ー 各段階における調査・評価の進め方 ー
データ解釈，モデル化・解析・評価

 地層処分に適した地質
環境の選定の基本的考
え方や，「繰り返しアプローチによる不確実性の低減」および「地質環境情報の統合化による処分場の設計および安全評
価との連携」といった方法論に基づき，各段階におけ る 地質環境調 査 ・
評価の進め方を提示
概要調査のフロー計画
調査 地質環境特性とその長期変遷の評価

処分場の設計
安全評価

概要調査計画の策定• 地表踏査• 水文調査• 微小地震観測• 物理探査• 浅層ボーリング調査
など

概
要
調
査

基盤情報および調査データの整理

文献調査における概要調査地区としての不適格範囲の除外結果の確認

広域的・概略的な地質環境特性とその長期変遷の把握• 第四紀火山の分布・活動性などの評価• 火山性熱水・深部流体の存在の評価• 活断層などの分布・影響範囲などの評価• 隆起・侵食量の評価• 鉱物資源の存在の評価• 第四紀未固結堆積物の分布の評価• 調査・評価すべき自然現象の影響や地質
環境特性・プロセスの再確認• 地質構造発達史の整理結果の更新

処分場の設計や安全評価の観点から影響の大きな不確実性を低減するために優先的に取得すべき地質環境情報（要求事項）の特定• 深層ボーリング調査• 高密度物理探査など

基盤情報および調査データの更新

精密調査地区としての適格性の評価• 火山・火成活動の活動性・影響範囲の評価• 火山性熱水・深部流体の流入の影響の評価• 地震・断層活動の活動性・影響範囲の評価• 隆起・侵食の速度・量などの評価• 未固結地山などの分布・力学特性の評価• 水みちなどの分布・水理特性の評価

意思決定

処分場概念の概略検討
結果の確認および更新• 地質環境モデル（広域スケール）の妥当性
確認・更新• 地質環境モデル（処分場スケール）の構築• 地質環境の長期変遷モデルの構築

概要調査計画の見直し

計画
調査
データ解釈，
モデル化・解析・評価

Geosynthesis

 自然現象の著しい影響の評価
 地下施設の建設や維持・管理に困難をきたす
要因や意図的でない人間侵入を誘発する可能性のある要因の評価

地下深部の地質環境特性とその長期変遷の把握• 地質環境モデル（処分場スケール）の妥当性
確認・更新地質構造・地質環境特性の三次元分布• 地質環境の長期変遷モデルの妥当性確認・
更新

処分場概念の構築• 人工バリアの概念設計• 処分施設の概念設計
安全評価

精密調査地区としての不適格範囲の除外
精密調査地区の選定

環境影響の回避・低減や経済性などの観点も加えた総合的な評価

精密調査計画の策定

処分場の設計や安全評価の観点から影響の大きな不確実性を低減するために優先的に取得すべき地質環境情報（要求事項）の特定

精密調査

P.15

地層処分に適した地質環境の選定プロセス
ー 地質環境調査・評価技術 ー

調査・評価技術 資源開発や建設工事などの分野で実績があり，関係研究機関などにより開発され適用性が確認された調査・評価技術について，
現状の技術レベル・課題を網羅
的に整理

火
山
・
火
成
活
動

現状の技術レベル・課題

第四紀火山からのマグマの移動の可能性・範囲に係る調査・評価技術

第四紀火山の活動特性や形成発達史の把握に係る地質学的手法や火山体の地下構造の把握に係る地球物理学的・地球化学的手法は整備
マグマの有無の把握に係る地球物理学的手法は陸域を対象に整備／沿岸部海域は適用性確認を通じた整備が課題
成層火山やカルデラなどの活動様式に応じたマグマの活動範囲に係る知見は限定的／知見の拡充が課題

火山（マグマ供給系）の新規発生の可能性・範囲に係る調査・評価技術

火山活動の時間的・空間的変遷の把握に係る地質学的手法や地下の地震
波速度・熱構造の把握に係る地球物理学的・地球化学的手法は整備
地殻・マントル内の高温領域の偏在性などを説明するモデルは整備／時間変化や持続性の評価に係るモデルの信頼性向上が課題

海上ボーリング掘削
海域調査
火
火山性熱水の熱的・水理学的・地球化学的な影響の調査・評価は地熱資
山
文献調査
概要調査（広域）概要調査（処分場）
精密調査（地上）性源分野で開発された技術の適用が可能 精密調査（地下）熱取得データ：
水
深部流体などの分布，化学・同位体組成の特徴と判定方法および断層・・
将来の熱水･流体による熱深ボーリングコア
構造線との関連性に係る知見は限定的／知見の拡充が課題
部
的・化学的影響の範囲・規流
反映先：深部流体などの有無や関連する地質構造の把握に係る地球物理学的手体
模に係る調査・評価技術の①自然現象の著しい影響：活断層および火山・火成活動の著しい影響の回避への情報提供
法は陸域を対象に整備／沿岸部海域は適用性確認を通じた整備が課題
移②地質環境特性：地質環境特性（地質・地質構造，水理地質構造，熱・物理・力学特性，地化学特性）に関
動・
深部流体の分布特性の把握，上昇経路としての断裂系の検出や影響の程流する情報の提供
入度や範囲の評価などを含む体系的な調査・評価技術の整備が課題
目的：
陸域における地形判読，測地観測，地表地質踏査，トレンチ調査，物理 地層処分における海上ボーリング孔掘削は，掘削で採取したボーリングコアを観察し，活断層による地探査，ボーリング調査などの個別技術は整備
層の擾乱，火山・火成活動による岩脈貫入や地質の変質等を把握し，それらの著しい影響を回避した上で，地質環境特性（地質・地質構造，水理地質構造，熱・物理・力学特性，地化学特性）に関する情報
地表で活断層が未確認の地域において発生した規模の大きな地震後に，を取得し，地層処分に適する地質環境であることの評価を行うことを目的として実施する。
上記の個別技術の組み合わせにより活断層を検出した事例を蓄積

 最新の技術的知見に基づき，個別技術について，取得デー
タ，反映先，目的，概要，手法，適用事例，有効性，技術的課題を調査技術シートに網羅
沿岸部海域における海底地形探査や音波探査などの個別技術は整備／
概要：
分解能の向上に向けた技術の高度化が課題
的に整理
活断層の分布および現在
 海上ボーリング掘削とは，海底下の地層や岩盤をサンプリングするために，海上に掘削用の台座または陸海域で整備された個別技術の組み合わせによる海陸接合部における地 から将来の活動性に係る台船を設置してボーリング掘削を行う手法である。
体系的な調査・評価技術の適用性確認が課題
震 総合的な調査・評価技術 海上ボーリング調査は，陸上とは異なり，海上に掘削の足場となる構造物が必要である。水深によって・地形的に不明瞭な活断層の分布・活動性の検出・評価に係る補完的な地
足場は異なる。図１に主な海上掘削用の足場を示す。海上ボーリング調査は，足場が必要なこと以外は，
断
球化学的手法は開発中／調査・評価事例の蓄積が課題
基本的に陸上ボーリングと同様の手法用いることが多い。
ただし掘削方法にいくつかの違いがみられる。
層
活断層の分岐・伸展や地質学的に古い時期に形成された断層の再活動に活 従来の海上ボーリング掘削では，ドリルパイプだけで掘り進み，海水を掘削孔に注入して掘り屑を海底
動係る調査事例，模型実験や数値解析などの結果に基づく評価は可能
面へ押し出すライザーレス掘削方式が用いられてきた。しかしこの手法では，孔壁の崩壊のため掘削深上載地層がない場合の断層の活動性に係る断層破砕帯内物質の鉱物学度が大きくとれない等の欠点があった。そこで陸上ボーリングと同様に，泥水循環により孔内の環境をコントロールしながら掘削を行うライザー掘削方式が用いられるようになってきた（図２）。ライザー方的調査や年代測定技術などは開発中／調査・評価事例の蓄積が課題
式では，海底から海上フロアまでが鉄管で繋がることから，ボーリング孔を利用する調査技術は陸上と断層破砕帯やプロセスゾーンの幅，分布・性状，水理・物質移動への影
断層運動に伴う水理学同様に適用できる。
的・力学的影響範囲に係る調査・評価技術

1

響や時間変化に係る知見を取得／知見の拡充が課題
活断層の影響範囲が評価された事例は限定的／調査・評価事例の蓄積を通じた技術の整備が課題

P.16

検討対象母岩のモデル化
ー 検討対象母岩の地質環境モデルの構築の進め方 ー 最新の科学的知見に基づき，処分場の設計および安全評価に係る一連の検討の基盤となる，現在の地下深部の地質環境の特徴を考慮した地質環境モデルを構築
わが国の地質環境に係る最新の科学的知見の収集① 検討対象母岩の設定／
地質環境の概念の提示

全国規模の地質環境情報② 地質構造のモデル化（広域～処分場～パネル）③ 水理地質構造のモデル化（広域～処分場～パネル）⑥ 地下水水質／熱的・力学的特性のモデル化
個別地域の地質環境情報⑤ 微細透水構造の概念モデル化④ 地下水流動解析（広域～処分場）

処分場の設計・安全評価のための地質環境モデルの提示

本報告書における検討対象母岩の地質環境のモデル化フロー
P.17

検討対象母岩のモデル化
ー検討対象母岩の設定（対象・評価項目の設定）ー① 処分場の選定に際して考慮すべき重要な地質学的事項に対応した地質の特徴を明確にする観点から，日本地質学会により区分された7岩種を対象
 第四紀堆積岩類，第四紀火山岩類，新第三紀堆積岩類，先新第三紀堆積岩類，新第三紀・先新第三紀火山岩類，深成岩類，変成岩類② 第四紀堆積岩類および第四紀火山岩類は，他の5岩種と比較して，処分場の母岩として対象となる可能性が相対的に低いと考えられることから検討対象から除外
 分布範囲が，科学的特性の提示に係る要件・基準のうち「深度300m以深まで更新世中期以降の地層が分布する範囲」を包含し，地表の第四紀火山岩類の80％以上が「第四紀火山の中心から15km以内」に分布③ 全国規模で収集した最新の科学的知見に基づき，処分場の設計および安全評価の観点から重要となる特性に着目して5岩種の特徴を整理
 処分場の設計：一軸圧縮強さ，熱伝導率，有効間隙率
 安全評価：水みちの構造，透水係数，有効間隙率④ 「第四紀火山の中心から15km以内」を除外した範囲を対象に，産総研「20万分の1
日本シームレス地質図」およびYasue et al. (2014) に基づき，地表，深度500m
および1,000mにおける5岩種の分布面積比率を推定
P.18

検討対象母岩のモデル化
ー検討対象母岩の設定（5岩種の特徴の整理）ー

地質時代

新第三紀

先新第三紀

新第三紀・
先新第三紀

新第三紀・
先新第三紀

岩種

堆積岩類

堆積岩類

火山岩類

深成岩類

変成岩類

地表分布面積比率 [％]

15

41

18

18

8

深度500m分布面積比率 [％]

15

40

15

20

10

深度1,000m分布面積比率 [％]

10

45

10

25

10

水みちの構造

粒子間隙
割れ目

割れ目
層理面

割れ目

割れ目
岩脈

割れ目
片理面

透水係数の代表値 [m/s]

2.9×10-7

4.7×10-7

2.1×10-7

5.5×10-8

4.3×10-8

有効間隙率の代表値 [％]25～27

3.5～6.8

5.4～7.9

0.8～1.5

1.2～6.8

熱伝導率の代表値 [W/mK]

1.6～1.8

1.4～1.5

2.4～2.5

2.8～2.9

3.3

一軸圧縮強さの代表値 [MPa]

9～28

74～90

92～106108～11055～66＊分布面積比率は，第四紀火山の中心から15km以内の範囲を除外した地質環境を対象に算出

P.19

検討対象母岩のモデル化
ー検討対象母岩の設定（特徴に基づく類型化）ー
 新第三紀堆積岩類および深成岩類：検討対象母岩に設定
 第２次取りまとめの検討結果などに基づくと，閉じ込めの観点から好ましい地質環
境特性を有すると推測され，JAEAの深地層の研究施設計画における最新の科学的知見からも支持
 先新第三紀堆積岩類：検討対象母岩に設定
 日本列島の形成においてその骨格をなす基盤岩として重要であり，地下深部の地質環境の半分程度を占めると推定され，同じ堆積岩ではあっても新第三紀堆積岩類とは異なる地質学的特徴
 新第三紀・先新第三紀火山岩類：深成岩類および先新第三紀堆積岩類と同様の対応可能
 処分場の設計の観点から深成岩類，安全評価の観点から先新第三紀堆積岩類と類似した特徴

 変成岩類：深成岩類および先新第三紀堆積岩類と同様の対応可能
 地表に分布する約89％が変成度の低い結晶片岩類および変成度の高い片麻岩類であり，結晶片岩類は先新第三紀堆積岩類，片麻岩類は深成岩類と類似し
た特徴
P.20

検討対象母岩のモデル化
ー検討対象母岩の設定（３岩種の設定）ー
地質時代

新第三紀

先新第三紀

新第三紀・
先新第三紀

新第三紀・
先新第三紀

岩種

堆積岩類

堆積岩類

火山岩類

深成岩類

変成岩類

地表分布面積比率 [％]

15

41

18

18

8

深度500m分布面積比率 [％]

15

40

15

20

10

深度1,000m分布面積比率 [％]

10

45

10

25

10

水みちの構造

粒子間隙
割れ目

割れ目
層理面

割れ目

割れ目
岩脈

割れ目
片理面

透水係数の代表値 [m/s]

2.9×10-7

4.7×10-7

2.1×10-7

5.5×10-8

4.3×10-8

有効間隙率の代表値 [％]25～27

3.5～6.8

5.4～7.9

0.8～1.5

1.2～6.8

熱伝導率の代表値 [W/mK]

1.6～1.8

1.4～1.5

2.4～2.5

2.8～2.9

3.3

一軸圧縮強さの代表値 [MPa]

9～28

74～90

92～106108～11055～66

 処分場の設計および安全評価の観点から重要な特徴に着目して類型化した3岩種（新第三紀堆積岩類，先新第三紀堆積岩類，深成岩類）を対象とした検討により，わが国の代表的な５岩種について対応可能
P.21

検討対象母岩のモデル化
ー 地質環境モデル構築の基本的な考え方 ー 広域スケールでは，地形や海陸分布などを考慮したうえで地下深部の地質環境から表層環境までを対象とすることや，広域的な隆起・侵食などに起因する地形および地質構造の変化に伴う地質
環境特性の長期変遷についても概念化することが必要であるが，サイトを特定しない本報告書においては，サイトに固有の地形や表層環境を詳細にモデル化することや，サイトの地質環境条件に強く依存する地質環境特性の長期変遷を概念的にモデル化することは困難
 第四紀火山の中心から15 km以内の範囲，ならびに第四紀堆積岩類・火山岩類の分布範囲を除外したうえで，適切にサイト選定を行うことにより，地下深部に分布する検討対象母岩において，著しい隆起・侵食などの影響が及ぶことがなく，地層処分の観点から好ましい地質環境特性が長期にわたって維持されると仮定
 「第四紀火山の中心から15 km以内*」および「深度300 m以深まで更新世中期以降（約78万年前以降）の地層が分布する範囲」に該当する地質環境情報は，地質環境モデルの構築において除外 以下の範囲に該当する地質環境情報については地質環境モデルの構築に使用• 地質構造モデルおよび水理地質構造モデルの構築において考慮する「活断層に，破砕帯として
断層長さの100分の1程度の幅を持たせた範囲」• 地下深部の地質環境特性とは直接関連しない「将来10万年間で隆起と海水準低下による侵食
量が300 mを超える可能性が高いと考えられる地域」，「完新世（約1万年前以降）の火砕
流堆積物・火山岩・火山岩屑の分布範囲」および「技術的に採掘が可能な鉱量の大きな鉱物資源の存在が示されている範囲」* 「第四紀火山の中心から15 km以内」に該当する範囲は「約15°C/100 mより大きな地温勾配の範囲」および「地下水の特性として，pH4.8未満あるいは炭酸化学種濃度0.5 mol/L以上を示す範囲」をほぼ包含
P.22

検討対象母岩のモデル化
ー 空間スケールに応じたモデル化手法 ー 地下水流動場に影響を与える断層・割れ目の分布はDFNモデル，断層・岩相の違いによる透水不均質性は連続体モデルを適用し，入れ子構造になるようにモデル化
深成岩類

新第三紀堆積岩類

先新第三紀堆積岩類

50 km×50 km×3 km

30 km×30 km×2 km

40 km×40 km×3 km●地質構造モデル・断層（＞1 km）：確率論的DFN
広域 ●水理地質構造モデル
スケール ・連続体5 km×5 km×1.5 km●地質構造モデル
処分場 ・断層（1～10 km）：決定論的DFN
スケール ・断層・割れ目（＜1 km）：
確率論的DFN●水理地質構造モデル
・連続体
800 m×800 m×100 m●地質構造モデル
パネル ・断層・割れ目（＜1 km）：
スケール
確率論的DFN●水理地質構造モデル
・確率論的DFN●地質構造モデル・断層（＞1 km）分布：
確率論+決定論的DFN・岩相分布：連続体●水理地質構造モデル
・連続体
5 km×5 km×1 km●地質構造モデル・断層（1～10 km）：
決定論的DFN・岩相分布：連続体●水理地質構造モデル
・連続体
800 m×800 m×100 m●地質構造モデル・断層・割れ目（＜1 km）：
確率論的DFN●水理地質構造モデル
・連続体●地質構造モデル・断層（＞10 km）分布：決定論的DFN・断層（1～10 km）分布：
確率論+決定論的DFN・岩相分布：連続体●水理地質構造モデル
・連続体
5 km×5 km×1.5 km●地質構造モデル・断層（1～10 km）：
確率論+決定論的DFN・岩相分布：連続体●水理地質構造モデル
・連続体
800 m×800 m×100 m●地質構造モデル・断層・割れ目（＜1 km）：
確率論的DFN●水理地質構造モデル
・確率論的DFN
P.23

検討対象母岩のモデル化
ー 地質環境モデルの構築に使用したデータの種類 ー 調査段階ごとに情報の質・量が異なることを考慮し，広域スケールでは主として全国規模で収集した地質環境情報，処分場～パネルスケールでは深地層の研究施設で取得された地質環境情報を活用
モデル

パラメータ

広域スケール

処分場スケール

パネルスケール（数十km×数十km）（5km×5km）（800m×800m）

全国規模の地質図・公開文献
深地層の研究施設のデータ

断層・割れ目の長さ・密度
地質構造
モデル

断層・割れ目の走向・傾斜

全国規模の地質図・公開文献
深地層の研究施設のデータ

堆積岩の岩相・分布・構造

水理地質
構造モデル

深地層の研究施設のデータ

全国規模の地質図・公開文献

各地層の透水係数

全国規模のデータベース
深地層の研究施設のデータ

深地層の研究施設のデータ断層（長さ1km以上）の透水係数

全国規模のデータベース－

断層・割れ目（長さ1km未満）の透水量係数－

深地層の研究施設のデータ＊先新第三紀堆積岩類：全国規模で収集した地質環境情報のみ

P.24

検討対象母岩のモデル化
ー 地質環境の概念モデルおよび地質構造モデル ー 深成岩類の例
被覆堆積岩層淡水・塩水混合域
海上部割れ目（風化）帯 第四紀堆積物
地下水流動100～200m
100～200m

花崗岩
活断層

活断層

設定した地質環境の概念モデル

Z [m]
Z [m]
Z [m]

X [m]

X [m]

X [m]

Y [m]

（50 km×50 km）

広域スケール断層（長さ10 km以上）
断層（長さ1～10 km）

Y [m]（5 km×5 km）

処分場スケール

断層・割れ目セット1
断層・割れ目セット2
断層・割れ目セット3

Y [m]（800 m×800 m）

パネルスケール
P.25

検討対象母岩のモデル化
ー 地質環境の概念モデルおよび地質構造モデル ー 新第三紀堆積岩類の例
被覆堆積岩層（第四紀堆積岩類）

淡水・塩水混合域
海

数十m

地下水流動
基盤花崗岩

活断層
基盤堆積岩（古第三紀堆積岩類）

活断層

設定した地質環境の概念モデル

Z [m]
Z [m]
Z [m]

X [m]

X [m]

X [m]

第四紀層
Y [m]
上部泥岩層
下部泥岩層 （30 km×30 km）

広域スケール

砂岩泥岩互層
砂岩層

Y [m]

礫岩層
基盤岩 （5 km×5 km）

処分場スケール

断層・割れ目セット1
断層・割れ目セット2
断層・割れ目セット3

Y [m]（800 m×800 m）

パネルスケール
P.26

検討対象母岩のモデル化
ー 地質環境の概念モデルおよび地質構造モデル ー 先新第三紀堆積岩類の例
スラスト
第四紀堆積物数十m

淡水・塩水混合域

地下水流動

海

設定した地質環境の
概念モデル

Z [m]
Z [m]
Z [m]

X [m]

X [m]

X [m]

スラスト
断層

Y [m]

（40 km×40 km）

広域スケール

泥岩優勢基質
砂岩優勢基質
チャート岩塊Y [m]（5 km×5 km）

処分場スケール

断層・割れ目セット1
断層・割れ目セット2
断層・割れ目セット3

Y [m]（800 m×800 m）

パネルスケール
P.27

検討対象母岩のモデル化
ー 地質構造モデル構築のパラメータの設定 ー 新第三紀堆積岩類の例
 「第四紀火山の中心から
半 径 15km 以 内 」 を 除外した範囲において，新第三紀堆積岩類分布域の約70％を対象に地質図幅の判読などにより各パラメータの値を設定

褶曲構造➊波長，➋波高➌軸長，➍軸方位

断層（割れ目）➊分布密度，➋長さ➌走向，➍傾斜
➌

➋
➊ Ａ ➌
➊ Ｂ

断層

➊
➍
➋

➍

➊ Ｃ

➋

➊ Ｄ
岩相

水平
構造

褶曲構造

単斜構造

➊
➌

地層
➊層厚（岩相Ａ～Ｄ）➋傾斜（単斜構造）

➋
➊

地質構造
➊分布長（水平構造）➋分布長（単斜構造）➌分布長（褶曲構造）

モデル入力パラメータ
褶曲

単斜 褶曲

単斜

波高

傾斜
波長

産総研5万分の1地質図「豊富」

地質構造，褶曲波長・波高，地層傾斜P.28

検討対象母岩のモデル化
ー 地質構造・水理地質構造モデルおよび地下水流動解析 ー 広域スケールにおける新第三紀堆積岩類の例

Z [m]

X [m]

Y [m]

三次元地質構造モデル

第四紀層上部／下部泥岩層
砂岩泥岩互層
砂岩層
礫岩層
基盤岩類

 新第三紀の広域応力場の変遷に伴う地層の傾動や褶曲構造などの地質構造の発達史および断層の形成順序を考慮

動水勾配0.05

X [m]処分場スケールの領域（5km×5km）

Y [m]移行時間（千年）
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90100

ダルシー流速分布に基づく移行時間分布
 全国を対象とした地下水流動解析および深地層の研究施設における地質環境調査により導出された動水勾配（0.003～
0.04）よりも保守的な動水勾配（0.05）となるように固定水
頭境界を設定し，直交2方向で地下水流動解析を実施

Z [m]

X [m]

透水係数
（m/s）の対数値

 処分場スケールの領域は，移行時間が相対-8 -7.5 -7 -6.5 -6 -5.5 -5
的に大きい領域から，複雑な地質構造を対象
三次元水理地質構造モデルとした処分場の設計および長期安全性の確保
 異なる岩相の分布などによる水理学的特性の不均質性やの検討を目的として選定
断層の透水異方性が顕著ではないという調査事例を考慮
Y [m]

P.29

検討対象母岩のモデル化
ー 微細透水構造概念モデル ー 地質環境調査などの事例に基づき，検討対象母岩中の放射性核種の移行・遅延を支配する微細透水構造（数cm～数十cmスケール）の概念モデルを構築
5-20 10-20

5-10
開口チャンネル

開口チャンネル基質
母岩起源粘土・岩片

5-90
5-300

破砕部

基質

15-20
5-10

割れ目充填鉱物

移流

マトリクス拡散マトリクス拡散[mm]

深成岩類（Ota et al., 1999）

[mm]

移流

移流

新第三紀堆積岩類

先新第三紀堆積岩類（杉山ほか，2003）（Ono et al.，2016）

P.30

検討対象母岩のモデル化
ー モデル水質の設定 ー 閉鎖後長期の安全性の評価においては，品質保証された地下水水質データセットに基づく検討が不可欠であることから，品質保証された地下水水質データを選定
新第三紀堆積岩類 低Cl-濃度地下水
0.1

1

10

Cl濃度 [mg/L]
100

1,000

10,000100,0000 新第三紀堆積岩類については，
深 度 300m 以深 に 胚 胎 す る
地下水と同様の特徴（還元新第三紀堆積岩類
高Cl 濃度地下水性雰囲気，長期間にわたり滞留）を有する低Cl- 濃度地下
水を設定

300
地表からの深度 [m] 深成岩類の地下水および新第三紀堆積岩類の高Cl-濃度
地下水の水質データを選定

500

-

1,000

深成岩類
低Cl-濃度地下水

1,500● 深成岩類● 新第三紀堆積岩類● 先新第三紀堆積岩類選定したデータ

深成岩類
高Cl-濃度地下水

 先新第三紀堆積岩類については，地下水水質の幅や鉱物組成などの類似性を考慮し，
新第三紀堆積岩類の地下水
水質データを設定

P.31

将来における自然現象の発生可能性
ー 第四紀の火山・火成活動に係る知見 ー
 火山の分布・活動は海洋
プレートの沈み込みに対応しており，火山フロントの位置は過去数百万年間にわたって安定 東北日本の前弧域および四国地方では，少なくとも過去数百万年間にわたって火山・火成活動が発生していないことを確認

沼沢：約11万年前 砂子原：50～20万年前

背弧域における火山活動（山元，2011を編集）

 火山フロントの背弧域では，火山活動域とそれ以外の領域とが識別可能 過去数十万年間において，10万年間以上にわたり火山が存在していなかった地域においても，火山の新規発生事例を確認
 東北日本の前弧域および四国地方では，将来10万年程度を超える期間において，火山・火成活動が閉鎖後長期の安全性に影響を及ぼす可能性は極めて小さいと推測
 火山フロントの背弧域では，将来10万年程度を超える期間において，火山の新規発
生を想定
P.32

将来における自然現象の発生可能性
ー将来の火山・火成活動の発生可能性に係る知見 ー 将来10万年程度を超える期間における火山の新規発生をITM‐TOPAZ手法などを用いて確率論的に評価

プロジェクト・リスク

 火山フロントの背弧域において，「第四紀火山の中心から半径15km以内」を除外した範囲の100km2領域における火山の新規発生の確率は，1年あたり最大でも1×10-6程度■ 低：全てのモデルの発生確率が10-8/年未満■ 中：全てのモデルの発生確率が10-7/年以下で，■ 中：10-8/年を超えるモデルが一つ以上■ 高：発生確率が10-7/年を超えるモデルが一つ以上
100万年間の火山の発生確率に基づく
プロジェクト・リスク（NUMO，2017を編集）
P.33

まとめ
 わが国の多様な地質環境に適用可能な，地層処分に適した地質環境の選定に係る基本的な考え方や実践的な方法論，調査・評価の技術基盤の整備について，第２次取りまとめ以降の着実な進展を提示
 段階的に取得する地質環境情報を地質環境モデルとして整合的に解釈・統合する技術を保有し，これを展開することが可能
 本報告書の取りまとめを通じて特定された技術的課題および国の審議会などで提示された技術的課題を概要調査の的確な実施の観点から網羅的に整理
 第２次取りまとめからの大きな進展• 地層処分の観点から重要となる特徴を考慮して，堆積岩を新第三紀堆積岩類および先新第三紀堆積岩類に分類し，３岩種の検討対象母岩を設定• 地下深部で実際に取得された地質環境情報に基づき，地下深部の地質環境の特徴を考慮して，詳細度を変えた地質環境モデルを構築
 NUMOは，段階的に進めるサイト選定における地質環境調査・評価および地質環境
情報の解釈・統合を通じた地質環境モデルの構築を的確に実施し，この結果に基づく処分場の設計および安全評価の繰り返しにより，地層処分に適した地質環境の選定を可能とする技術基盤を整備
P.34

今後の取り組み
 本報告書の取りまとめを通じて特定された技術的課題および国の審議会などで提示された技術的課題を網羅的に整理し，概要調査を的確に実施する観点（調査・評価技術の信頼性の向上や実証的な取り組みを通じた高度化）から今後の課題を具体化
分類課題
 火山・火成活動の発生および影響の評価技術の高度化

自然現象の発生とその  深部流体の移動・流入に係る現象理解および影響の評価技術の整備
影響に係る今後の取り  地震・断層活動の活動性および影響の調査・評価技術の高度化
組み 地形・地質学的情報に基づく隆起・侵食の調査・評価技術の高度化
 長期的な自然現象の発生可能性とその地質環境への影響に係る評価技術の高度化
 水みちの水理・物質移動特性の評価技術の整備

地質環境特性とその長  沿岸海底下の地質環境特性の調査・評価技術の整備
期変遷に係る今後の取 地質環境特性の長期変遷のモデル化技術の高度化
り組み ボーリング孔における体系的な調査・モニタリング・閉塞技術の整備
 自然現象の発生とその影響に係る科学的知見の蓄積

サイト調査のための技  地質環境特性とその長期変遷に係る科学的知見の蓄積
術基盤の強化に係る今  地質環境調査・評価技術に係る技術的知見の拡充
後の取り組み 品質マネジメントシステムの拡充
 実践的な経験の蓄積
P.35

日本原子力学会レビュー結果と改訂の要点
 レビューの結果 幅広い地質環境データの収集・整理の結果に基づき，地層処分の観点から，わが国の多様な地質環境が具体的に類型化されるとともに，３種類の検討対象母岩の代表的な地質環境モデルとして例示されたことに加えて，地質環境モデルの構築技術が具体的に示されたことは，サイトが特定されていない段階における第２次取りまとめ以降の着実な進展として高く評価できる
 包括的技術報告書第３章の上記二つの個別目標である「わが国の地質環境に係る最新の科学的知見や技術開発成果に基づき，サイト選定における判断のための基本的な考え方や調査・評価技術を体系的に整備していることを示す」および「段階的に取得する地質環境情報を，処分場の設計および安全評価の基盤となる検討対象
母岩の地質環境モデルとして解釈・統合できる技術を保有していることを示す」は，レビューの視点に照らして十分な水準に達しており，今後サイト選定を進めるための技術基盤として高く評価できる
 他方，わが国の自然現象および地質環境特性や地質環境調査・評価技術等に係る広範な情報を網羅しているが故に，記述内容の論理性，客観性，可読性の観点で改善が望まれる点が存在する

P.36

日本原子力学会レビュー結果と改訂の要点
 レビューコメントを受けた改善
 本編および付属書のレビュー版での記述内容を，論理性，客観性，可読性の観点で精査し，記述の改善や説明の拡充などを実施するとともに，関連事例や引用文献のさらなる拡充を図り，技術的根拠の補強を実施
 例えば• 地層処分の原理，地質環境の長期安定性の考え方（一般的な地質学で考える時間・空間スケールとの違い）など，第２次取りまとめで既に示されている地層処分の基本的な考え方について，変動帯に位置するわが国にとって重要な議論であることを考慮し，付属書を追加• 地質環境モデルを構築する際の前提条件を明確化するために，目次構成を見直し，説明を拡充• 断層や岩盤の割れ目の情報を地質環境モデルとして表現する手法の妥当性を示す根拠として，事業が先行するフィンランドやスウェーデンにおける地質環境モデル作成の方法・結果，規制機関によりその妥当性を確認している事例を追加

P.37

ご清聴ありがとうございました

P.38

「地質環境」説明資料の修正履歴
2021年6月10日修正
該当頁

修正前

修正後

3.2節 地質環境に適した地質環境の選定プロセス

3.2節 地層処分に適した地質環境の選定プロセス

3.4節 将来における自然現象の発生可能性

3.4節 将来における自然現象の発生可能性とその地質環境への影響

p.4

地質環境特性は，地質・地質構造・・・

地質環境特性：地層処分の安全確保において重要な地質・地質構造

p.6

3.2節「好ましい地質環境の選定プロセス」

3.2節 「地層処分に適した地質環境の選定プロセス」

p.7

3.4節「将来における自然現象の発生可能性」

3.4節 「将来における自然現象の発生可能性とその地質環境への影響」

p.13～16

地質環境に適した地質環境の選定プロセス

地層処分に適した地質環境の選定プロセス

p.2

p.39

「「地質環境」説明資料の修正履歴」のスライドを追加

P.39