２ 主要な研究成果
重点課題 - リスクの最適マネジメントの確立

放射性廃棄物処分の長期安全性評価技術の体系化
背景・目的

主な成果

原子力発電所の運転に伴って発生する低レ

本課題では、放射性廃棄物処分事業の円滑ベル放射性廃棄物の貯蔵容量が逼迫してきな推進に資する信頼性の高い処分技術を構築ており、浅地中ピット処分施設ならびに余裕深するため、低レベル放射性廃棄物処分の人工度処分施設の設置を遅滞なく進める必要があ

バリアのガス移行評価手法の開発と、吹付ける。また、高レベル放射性廃棄物については、コンクリートによる岩盤への影響を評価する。

国による将来の安全確保や調査地区の選定等

また、高レベル放射性廃棄物処分では、地質環の制度化、直接処分の検討が進められている。

境の調査・評価技術の適用性を確認する。

1

ベントナイト系 材 料 のガス移 行 評 価 手 法 の 確 立

余裕深度処分、浅地中ピット処分でそれぞに、それに基づくガス移行解析を行うため、力れ用いられる可能性のあるNa型ベントナイ

学連成気液2相流モデルに基づく解析コードト、Ca型ベントナイト混合土などのベントナイ

GasDeform2Dを開発し、試験結果のシミュ

ト系材料は透気性が低く、金属腐食等によるレーションを行ったところ、Na型ベントナイト

水素ガス発生時の挙動を評価する必要があの試験結果、Ca型ベントナイト混合土の試験る。そこで、密度や配合率を変化させたガス結果ともに精度良く再現できることがわかった

移行試験を各ベントナイト系材料に対して行（図１）[N23]。

い、ガス移行メカニズムを明らかにした。さら2

地下坑壁岩盤の風化と吹付けコンクリート由来のアルカリ成分による変質の分析

新第三紀の堆積岩の分布する地点におい20cmの深さまで間隙水のCa濃度とpHのて 、空 洞 掘 削 から約 5 年 経 過した 岩 盤 の 露上昇（pH10程度）が認められた。境界面近傍

出箇所と、コンクリート吹付け箇所で岩のブ

では、岩石を構成する非晶質相がコンクリー

ロック試料を採取し、風化とアルカリ影響のトからの 溶 脱 成 分と反 応し、カルシウムシリ状況を分析した。露出岩盤は壁面から約1.5ケート化合物（C-S-H）を生成することで、空隙～3cmの深さまで酸化により褐色化し、硫化が充填されていることを明らかにした（図2）

物量が減少していた。吹付けコンクリートに[N14010] 。以上の結果は、坑道周辺の地化学覆われた岩石は、コンクリートとの境界から環境の長期変遷の推定に資する。

3

処 分 地 の 選 定 調 査における不 確 実 性 の 低 減を考 慮した調 査 方 法＊

処分地の選定調査に必要となる地質環境のに対し、ボーリング調査と孔間調査・試験を併調査・評価技術の適用性の確認を、当所横須せて追加実施することにより、沖積層下の基賀地区を試験サイトとして進めてきた。これに盤地質の分布・性状、三浦層群の内部構造やより、深部地質環境を地表から調査・評価する基盤面構造、水理地質構造等を詳細に把握可ためのボーリング調査、物理探査等の適用性能であることを示し、地質環境の理解の向上を確認している 。さらに、地質環境特性把握に有用であることを確認した
（図3）
。

[1]

における不確実性を低減する目的で、既存孔＊ 本研究は原子力発電環境整備機構(NUMO)との共同研究で実施した。
［1］近藤浩文 他，
地質学雑誌，
120-12，447-471 (2014).
18

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図1 ガス移行試験結果の数値シミュレーション
Na型ベントナイトとCa型ベントナイト混合土ともに、ガス圧増大に伴う軸方向全土圧やガス流量（排気量またはガス有効浸透率）の実験結果と計算結果はほぼ一致し、当所が開発した数値解析コードによりガス移行現象を再現できる。

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重点課題

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70μm

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図2 界面近傍におけるCa濃度分布

コンクリートから溶脱したCaとOH - が岩盤火山ガラスの空隙中を移行し、火山ガラス表面および空隙中の粘土と反応することでカルシウムシリケート化合物（C-S-H）が生成し、緻密化する（図中岩石範囲の黄緑領域）。このため地下水による希釈効果とともに岩盤へのアルカリ成分の移行が抑制される。

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図3 電中研横須賀地区YDP-3～2孔間断面におけるボーリングおよび孔間調査・試験のまとめ
電 中 研 横 須 賀 地 区を試 験サイトとした地 質 環 境 の調 査・評 価 技 術 の 実 証 研 究での 段 階 的な調 査において、既存のボーリング孔（YDP-1,2孔）に対して、新 規ボーリング 調 査（ Y D P - 3 孔 ）と孔 間 調 査・試 験（ Y D P - 3 ～ 2 孔 間 で の 孔 間 透 水 試 験 等 ）を 追 加 で実 施 することにより、① 沖 積 層 下 の 基 盤 地 質 の 分
布・性状、②三浦層群の孔間での地質学的な連続性と水 理 的な異 方 性 、③ 葉 山 層 群 が 低 透 水 性で滞 留性の高い地下水（化石海水）が胚胎していること等が信頼性をもって把握可能となり、地質環境の理解の向上に有用であることを確認した。

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