電中研レビュー第 55 号

● 目次

原子燃料サイクルバックエンド技術の信頼性向上に向けて
巻頭言

2-4-2

東海大学工学部原子力工学科 教授 大江俊昭 …2

電力中央研究所「原子燃料サイクルバックエンド研究」のあゆみ ………3
はじめに第Ⅰ部
第1章

常務理事

横山

速一 …6

原子燃料サイクルバックエンド研究の全体像……………………………………7
原子燃料サイクルバックエンド研究の取組みについて…………………………71-1

原子燃料サイクルバックエンドをめぐる…
我が国の動向………………………………… 8
1-1-1 放射性廃棄物処分対策…………………… 8
1-1-2 使用済燃料等の輸送・貯蔵……………… 91-2 電力中央研究所におけるバックエンド…
研究の取組み………………………………… 10
1-2-1 放射性廃棄物の処理・処分……………… 10
1-2-2 使用済燃料等の輸送・貯蔵……………… 13
1-2-3 電力中央研究所における基盤技術の…
開発………………………………………… 14
1-2-4 電力中央研究所における国際研究…
協力………………………………………… 15
1-2-5 本レビューの構成と内容………………… 15

第 Ⅱ 部 放射性廃棄物処理・処分技術 ………19
第 2 章 地質地下水環境調査評価技術 ………192-1 地質環境長期安定性評価技術……………… 20
2-1-1 隆起・侵食評価技術……………………… 20
2-1-2 火成活動評価技術………………………… 22
2-1-3 活断層周辺地盤の変形評価技術………… 24
2-2 地質地下水環境特性調査評価技術………… 25
2-2-1 コントロールボーリング掘削・調査…
技術………………………………………… 25
2-2-2 地下水年代測定技術……………………… 27
2-2-3 地下水流動解析技術……………………… 292-2-4 物理特性情報の変換解析技術…………… 312-3 ニアフィールドの地質・地下水・溶質…
移行特性の調査技術………………………… 33
2-3-1 坑道掘削影響領域評価技術……………… 33
2-3-2 原位置トレーサ試験による溶質移行…
特性評価技術……………………………… 33
2-4 天然バリア中の地化学・微生物影響調査・…
評価技術……………………………………… 36
2-4-1 地下岩盤の地化学環境調査技術………… 36

処分環境における微生物影響評価技術…
……………………………………………… 37
2-5 概要調査における調査・評価手法の体系化…
………………………………………………… 38
2-5-1 概要調査の調査 ･ 評価フローの構築…… 38

第3章

施設 / 材料特性評価技術 ……………453-1

処分環境を考慮したベントナイト特性…
評価技術……………………………………… 46
3-2 セメント系材料の長期耐久性試験・評価…
技術…………………………………………… 51
3-2-1 余裕深度処分におけるセメント系…
材料の長期耐久性評価に向けた…
純水および計画サイト地下水模擬…
溶液を用いた溶脱挙動の把握…………… 51
3-2-2 高温負荷による普通・低熱ポルト…
ランドセメント硬化体の細孔構造…
変化とイオン拡散性に及ぼす影響…
……………………………………………… 52
3-3 ベントナイト長期挙動試験・評価技術…… 54
3-4 処分場の品質管理技術……………………… 56
3-5 新しい人工バリア材料開発………………… 58
3-5-1 高耐久性高結晶型コンクリートの…
溶脱耐久性評価…………………………… 58
3-5-2 アルカリ環境下でのサポナイトの…
溶解速度…………………………………… 60
3-6 地下空洞の長期安定性評価技術…………… 61
3-6-1 ボーリングコアによる岩盤評価…
技術………………………………………… 61
3-6-2 ニアフィールド岩盤の計測 ･ 評価技術…
……………………………………………… 63
3-6-3 熱 - 水 - 応力３連成解析技術… ………… 65

第4章

安全評価手法 …………………………69

4-1

人工バリア長期挙動評価技術（ガラス・…
セメント・粘土）… ………………………… 70
4-1-1 セメント水和物の変質モデル開発……… 70
4-1-2

化学平衡・物質輸送連成計算コードの…
開発………………………………………… 71
4-1-3 ガラス固化体処分時影響評価…………… 74
4-2 ニアフィールド中の核種移行評価技術…… 75
4-2-1 セメント系材料の核種収着挙動の評価…
……………………………………………… 75
4-2-2 セメント系材料バリア中の核種拡散…
による移行抑制効果……………………… 76
4-2-3 セメント硬化体中での微量元素拡散…
挙動測定への LA-ICP-MS の適用……… 77

4-2-4セメント水和物からのコロイドの…
発生とその特性評価……………………… 784-3 長期の放射性廃棄物処分における…
不確実性評価技術…………………………… 804-3-1 リスク論的安全評価手法の開発………… 804-3-2 放射性廃棄物処分事業の体系的な…
品質保証概念の提案……………………… 83
4-3-3 放射性廃棄物処分における「技術的…に最善の手段（BAT）」の考え方の…
適用………………………………………… 83

第5章

関連技術 ………………………………875-1 プラズマ溶融処理技術……………………… 885-1-1 プラズマ溶融処理の特長………………… 885-1-2 プラズマ溶融技術の低レベル放射性…
雑固体廃棄物処理への適用性評価……… 885-1-3 Cs（セシウム）捕捉率の推定手法… … 88
5-1-4 アスベスト廃棄物の無害化・再資源化…
……………………………………………… 89
5-2 減圧アーク除染技術………………………… 90
5-2-1 減圧アーク除染技術とその特長………… 90
5-2-2 減圧アーク除染技術の除染性能………… 91
5-3 検認技術……………………………………… 92
5-3-1 大型廃棄体中の放射能濃度分布…
評価手法の開発…………………………… 92

第 Ⅲ 部 使用済燃料等の輸送・貯蔵技術 ……95
第 6 章 金属キャスク貯蔵技術 ………………95
6-1 密封評価……………………………………… 96
6-1-1 航空機エンジンの衝突に対する…
閉じ込め性能評価………………………… 96
6-1-2 取扱中の落下事故に対する密封性能…… 976-1-3 長期密封性能の評価……………………… 99
6-2 除熱評価…………………………………… 101
6-2-1 貯蔵施設の除熱模型試験方法の提案…… 101
6-2-2 キャスクの伝熱特性検討ならびに…
除熱性能の改善………………………… 103

第7章
7-1

コンクリートキャスク貯蔵技術 …107

キャニスタの応力腐食割れ（SCC）に…
対する評価および対策…………………… 108
7-1-1 SCC に対する長期健全性評価… …… 108
7-1-2 SCC 対策に資する気中塩分量評価…… 111
7-1-3 SCC 対策に資する塩分流入低減装置…の開発…………………………………… 113
7-2 耐震評価…………………………………… 115
7-2-1 実物大コンクリートキャスク耐震試験…
…………………………………………… 115
7-2-2 地震時安定性評価手法の提案………… 116

7-3 遮へい評価………………………………… 116
7-3-1 キャニスタ表面目視…………………… 117
7-3-2 キャスク表面状態の経年変化………… 117
7-3-3 遮へい性能……………………………… 117

第8章

ボールト貯蔵およびトンネル貯蔵技術………………………………………… 119

8-1
8-2

浅地下ボールト貯蔵……………………… 120
トンネル貯蔵施設の熱流動解析………… 121

第9章

燃料健全性評価… ………………… 125

9-1

使用済燃料の線源評価とペレットの酸化…
挙動評価…………………………………… 126
9-1-1 燃料の諸元と計算方法………………… 126
9-1-2 使用済燃料の核種生成量と実測値…との比較………………………………… 126
9-1-3 感度解析を用いた生成量計算精度の…
向上方法の提案………………………… 126
9-1-4 まとめ…………………………………… 128
9-2 乾式貯蔵時の使用済燃料健全性評価…… 128
9-2-1 燃料被覆管軸方向の水素の再分布…… 128
9-2-2 燃料ペレットの酸化挙動……………… 129
9-2-3 まとめ…………………………………… 130第10章

輸送技術… ………………………… 131

10-1輸送キャスク緩衝体用木材の高温圧潰…
特性……………………………………… 132
10-1-1 目 的………………………………… 132
10-1-2 緩衝材の圧縮試験…………………… 132
10-1-3 緩衝材の吸収エネルギーの温度・…
ひずみ速度依存性…………………… 133
10-1-4 既存のキャスクへの影響評価……… 133
10-2 輸送容器密封ゴムシールの耐久性試験・…
評価……………………………………… 133
10-3 海上輸送における仮想海没時の環境…
影響評価………………………………… 135

第 Ⅳ 部 まとめ… …………………………… 139
第11章 研究成果の反映と今後の展望… … 13911-1 研究成果の反映………………………… 140
11-1-1 低レベル放射性廃棄物処分………… 14011-1-2 高レベル放射性廃棄物処分………… 141
11-1-3 使用済燃料等の輸送・貯蔵技術…… 14211-2 まとめと今後の展望…………………… 142

おわりに地球工学研究所長

金谷守 …145

執筆分担… ………………………………………146