会議参加記

原子力バックエンド研究

Vol.20 No.2Vol.xx No.x

「第５回 放射性廃棄物処分システムにおける腐食挙動の長期予測に関する国際ワークショップ」 会議報告
小林正人＊1
1 はじめに
放射性廃棄物処分システムにおける腐食挙動の長期予測に関する国際ワークショップ（International Workshop on
Long Term Prediction of Corrosion Damage in Nuclear Waste
Systems：LTC2013）は，原子力のバックエンド分野を構成する技術のうち，放射性廃棄物の長期貯蔵や最終処分に関わる処分容器等の腐食挙動や寿命予測に主眼を置いた国際会議である．現在地層処分を進めている諸外国では処分場候補地の環境が異なるため，各国の処分概念に応じた処分容器の候補材料に対する研究開発が進められている．本会
議はそれらに携わる各国の研究者や技術者の知見の交換，LTC2013 国際会議会場の様子共有，議論を目的として数年に一度開催されている．これまでに 2001 年 Cadarache（フランス），2004 年 Nice（フランス），2007 年 PennState Univ.（アメリカ），2010 年 Brugge

2 各セッションの概要（ベルギー）で開催され，5 回目となる今回は日本での開7 日の 9:30 からの Opening words では本会議の発起人の催となった．当初の予定の 2 倍を超える 64 件の講演申し込一人である Prof. D. Féron (CEA)，実行委員長の安住教授（北みがあり，急遽ポスターセッションを企画した．最終的に海道大学）から本会議の趣旨，概要が説明された．それに参加者は 13 ヵ国 64 名で，会議は大盛況であった．なお日

続いて口頭発表が行われた．口頭発表は 9 つのトピックス

本からの参加者は 33 名であった．

について 11 のセッションに分かれて行われた．以下に講演内容を簡潔に紹介する．

1.1 会議の概要（略称 LTC2013）
2.1

会議略称：LTC2013

Over view

開催期間：平成 25 年 10 月 6 日～10 日

日本における HLW・TRU 廃棄物の処分事業の実施主体

日welcome receptionである原子力発電環境整備機構（NUMO）より，処分概念，

7~9 日

Oral presentation, Poster Session

現在の研究の進捗等が紹介された．

10 日Technical Tour

6

処分容器の候補材料として各国で研究が進められている

主催：公益社団法人 腐食防食学会(JSCE)

炭素鋼，銅，チタン，Ni 基合金などの金属材料について，

支援：EFC (European Federation of Corrosion)

腐食挙動の長期予測の全体概要が紹介された．具体的な処

協

賛：一般社団法人 日本機械学会(JSME)

分環境として，酸化性／還元性雰囲気，緩衝材の存在，セ

一般社団法人 日本原子力学会
バックエンド部会(NUCE)
開催場所：旭川市大雪クリスタルホール

メント系材料の使用による高 pH 環境などが挙げられた．
同一材料においても各国の地質環境や処分概念の違いから着目する課題が異なることを共有した．

参加者国：Belgium(SCK･CEN)，Canada(NWMO)，China，Finland(VTT) ， France(CEA) ， Germany ，

2.2

Design ConceptJapan(NUMO, JNFL, JAEA)，New Zealand，

現在地層処分を進めている諸外国では，処分場候補地のRomania，Sweden(SKB)，Switzerland(NAGRA)，

環境が異なるため，各国の処分概念に応じた処分容器の候

U.K(NDA)，U.S.A

補材料に対する研究開発が進められている．高レベル放射※括弧内は主な参加機関．その他、大学、企

性廃棄物の処分容器の候補材料については，大きく分ける業等、多数の研究機関からの出席があった．と炭素鋼と銅が挙げられる．

発表件数：口頭発表 30 件，ポスター 28 件

炭素鋼の長期健全性は機械的／化学的な観点からの評価が重要である．工学技術は長期寿命の予測や設計・製作等に関わる工学的技術に頑健性を持たせる視点で開発が進めReport on “5th International Workshop on Long Term Prediction of Corrosion
Damage in Nuclear Waste Systems：LTC2013” by Masato KOBAYASHI(m-kobayashi@rwmc.or.jp)＊1 （公財）原子力環境整備促進・資金管理センター
Radioactive Waste Management Funding and Research Center〒104-0052 東京都中央区月島 1-15-7

られている．それらに基づく溶接や超音波探傷などの製作・非破壊検査に係わる技術，材料強度等を考慮した材料の選定等，現在の開発状況が紹介された．また銅－構造体の 2 重構造容器の代替として，被覆層を形成する新たな試
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みの事例が紹介された．これはコールドスプレーや電着法り，当日最後の講演であったにも関わらず参加者は興味深などで銅の薄い被膜を形成するものである．炭素鋼に比べく講演に聞き入っていた．て処分サイトでの水素発生を低減出来る等の潜在的な可能性を秘めるもので，今後の研究が期待される．

2.7

2.3

地質や遺跡からの出土品を対象としたナチュラルアナログ

Natural Analogue

処分容器の長期寿命予測を支持する１つの手法として，Modeling

酸化性雰囲気下での炭素鋼の腐食速度評価に対して，2がある．本セッションではそれらの事例や分析結果が報告層から成る保護性の被膜の成長と被膜の溶解を仮定したモされた．そして実験室での模擬試験，腐食のモデル化，考デ ル が 提 案 さ れ た ． ILW (Intermediate Level radioactive

古学の出土品の分析結果を比較し関連させる方法論が示さWaste)用処分容器材料であるステンレス鋼に対しては，Cl−れた．

を含む付着物下での孔食成長を表現する最適なモデルを構築することが共通の課題とされ，X-ray tomography を用い

2.8

Microbiological Corrosion

た相対湿度と塩濃度の作用についての評価や，有限要素解

粘土質環境下での鉄の腐食におけるバイオフィルムや微析による評価等からモデルの信頼性を向上させていた．

生物の代謝作用では，マグネタイトを主とする腐食生成物におけるバイオフィルムの存在が報告された．またインキ

2.4

Experimental Ⅰ Copper

コールドスプレーや電着法の製作試験や銅被覆の性状，製作した銅被覆の 3M NaCl 溶液での浸漬試験結果がカナュベーション条件と処分環境を比較した結果，バクテリアは腐食生成物に作用して腐食速度を上昇させることが示された．

ダの NWMO より報告された．還元性雰囲気下では 90 日経
過後も腐食が確認されず，酸素吹込み下では 30 日で粒状の2.9腐食生成物が確認された．

LLW in Japan

日本では，炉内構造物の余裕深度処分のための処分容器

銅上に生成する Cu2S 被膜の成長は[Cl−]や[Cl−]：[HS−]に材料として，炭素鋼が検討されている．処分容器は，セメ依存し，処分環境のように流動がない環境下では被膜は多ントと高圧縮ベントナイト環境下におかれるために，炭素孔質となることが示された．

鋼の腐食速度と膨張率に関する文献調査および実験的検討

スウェーデンの Äspö 島の地下 450 m に位置する Äspöが行われ，処分ステージの進行と腐食速度の妥当性が検証

Hard Rock Laboratory で実施されている小型試験体を使用された．また，局所腐食に関する実験も実施され，局所腐した試験の結果が紹介された．還元性雰囲気での Äspö 地

食の発生可能性は少ないことが示された．

下水環境では SRB (Sulphate reducing bacteria)の活発な活動が認められ，銅の腐食速度は 0.15μm y−1以下であることが3 その他示された．
3.1 ポスターセッション
2.5

Experimental Ⅱ Carbon steel in Alkali media

10 月 7 日の口頭発表後にポスターセッションが開催され安定な粘土層が存在し，湧水が少ない環境を処分場候補た．会場は軽食を取りながらのリラックスした雰囲気であ地としている国では，炭素鋼をアルカリ環境下で使用するり，活発な議論が交わされた．

ことも検討されている．アルカリ環境下では炭素鋼は全面腐食および SCC (Stress corrosion cracking)に対して良い耐久性を示す．しかしながら，硫化物の存在や容器に錆層が予め付着している場合は耐食性を損なう可能性があり，セメント製造時に混入する鉄粉により水素ガス発生の評価が難しくなることが示された．
2.6

Experimental Ⅲ Carbon steel, Stainless steel

英国の ILW 用処分容器はオーステナイト系や 2 相系ステンレス鋼の使用が検討されており，NaCl や MgCl2 等の付着による SCC が懸念されている．これに対して微細な初期き裂の検出に有効な手法である in-situ の DIC (Digital Image
ポスターセッション会場の様子Correlation)により，き裂進展におよぼす相対湿度と塩の種類の関係が示された．
中国の地層処分における炭素鋼の腐食検討事例が，3.2

BanquetUniversity of Science and Technology Beijing の Prof. K. Gao よ10 月 9 日のセッション終了後，旭川の名所の 1 つであるり報告された．中国での処分場候補の１つである Beishan

旭山動物園を散策した．その後動物園内にあるレストランの地下水組成や，その環境下での市販材の試験結果が紹介

にて Banquet が催され，北海道の味覚に舌鼓を打ちながら，された．中国の処分事業についての情報が少ないこともあ研究者間の交流を深めた．
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会議報告

地層処分実規模試験施設でのデモ風景

幌延−250m 地下調査坑道の視察の様子

5 おわりに4 テクニカルツアー

本会議は処分容器の腐食を主とした長期健全性評価に特4.1 幌延深地層研究センター
会期最終日の 10 月 10 日は原子力機構幌延深地層研究セ化したものであり，諸外国で当該研究開発に携わる研究者ンターを視察した．この施設は高レベル放射性廃棄物の地が一堂に会する極めて貴重な場である．よって処分容器の層処分技術に関する研究開発として地層科学研究や地層処腐食に関わる研究開発動向の把握および最新知見に関する分研究開発を行う我が国で唯一の場所であり，この施設の意見・情報交換を行うには最適の場所である．今回は研究視察は本会議の目玉であった．旭川市を早朝に出発しバスが先行する欧州から遠く離れた日本での開催にも関わらず，に揺られること約 4 時間，幌延町にある当該施設に到着し多くの講演申込みや参加者があったことからも，本分野にた．視察場所は地下−250 m に位置する調査坑道と地上 PR対する意識や興味の高さが伺える．今回で 5 回目となる本施設であるゆめ地創館，および併設された地層処分実規模会議は常連の参加者が多く，また対象としている分野が共試験施設（原環センター）である．−250 m の地下調査坑道有されているため，coffee break や昼食の間にも随所で意見へ工事用エレベーターで降り，施設の説明や原位置で実施交換が行われていた．この様な会議に参加出来たことは当されている調査研究について説明を受けた．

該研究に携わる者として非常に有意義なものである．

4.2 地層処分実規模試験施設も百年近い長期間にわたって実施される．また対象となる放射性廃棄物の処分事業は人類共通の課題であり，事業地層処分実規模試験施設では，実規模スケールの緩衝材

技術分野も地質，土木，材料，社会科学などと非常に多岐ブロックやオーバーパックが展示されており，定置概念のにわたる．次回は 2016 年にカナダのトロントで開催の予定

1 つである竪置きブロック方式を実感することが出来た．

である．本会会員の皆様にも是非ご参加いただき，ご自身さらに定置試験装置による模擬緩衝材ブロックの定置試験の専門分野からの意見や，腐食の分野からのフィードバッが実演され，工学技術の開発状況を理解することが出来た．

クを受けていただきたいと考える．

本会議参加者集合写真（大雪クリスタルホール中庭にて）
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