ンタトピックス
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択一

目O

放射性廃棄物処分システムの安全評価

放射性廃棄物処分システムの 安全評価

1990 年Ⅱ月に OECD/NEA

び スイスの規制関係者がまとめた 報告書 (SKI‑主催で開催された「高レベル放射性廃棄物処分における 放射線防護及びノⅡ

安全規準に関するワークショップ」並びに10 月に開催された IAEA

TR‑g0Ⅱ5) にあ る 国 1 に示されている 期間についての大略のイメージが 一つの参考になる。
「生態圏の環境変化を 考慮すれば， その予測可1991 年の INWAC(国際廃棄物管理諮問委員会 ) サブバルーブに 提出された資料

能な期間は 10 。 午 程度と推定される。 地 圏の環境変を参考に安全評価の 基本的な事項について 解説す化を予測できる 期間は 10 。 午 オーダー程度。 サイト

る。 また，代表的な安全評価報告書等 ず取り上げられている主要各国の 安全評価シナリオを 紹介する。

を慎重に選べばそれ 以上予測できるかもl、 。 」

l . 安全評価の基本的問題

人間の生活様式㈲ 地層処分に関わる 時間枠について安全評価の前提として ，知れなとしている。

人間の生活様式，生態圏の環境及び 地圏の環境の 長期予測が必要となる。
これらの条件の 科学的に予測亡きる 期間をど う 考えるかが安全評価シナリオを 構築」 てい く上で重要 となる。
高レベル放射性廃棄物中には " 。 Pu, WND

地殻変動等 )

等 ln4年以上の長半減期の 放射性核種が 含まれており ，特に長期の問題は 避けられな。。 スウェーデン 及

0102104106

図 @処分システムの 安全評価に必要な 前提条件

期間 (午 )が予測できると 思われる期間

O一方，廃棄物中の 放射性核種の 量は時間が経過するに従って 減衰 し， 大きな影響が 生じる可能性も減るのず ，他国での異常事象の 発生確率の予測中に含まれる 放射性核種の 種類は必ずしも 同じではなく，直接上ヒ較できないので ，放射線学的及び化学的特性が 似かよった自然のアルファー 核種とに 高い水青度は要求されなくなる。

上ヒ英国 NRPB

旧土放射線防護局 ) ずは期間の経校 するこ ヒ にしたものであ る。 これも一つの 提案 ずあ るが， まだ国際的なコンセンサスとは 言い過に 伴って次のような 尺度で規制することを 提案難い。

している。

(3) 発生頻度の小さい 事象の影響評価

0 一 ln2 年 : 制度的管理が 残るので。 施設

ヒ同じ 被慎重に処分サイトの 選定を行っても ，断層，火ばく線量限度を 適用する。

小筆の 急 、 激な地殻変動を 完全に否定することはできない。 発生頻度が小さくても 影響の大きい 事象，

102 一 ln 。 年 : 生態圏は変わる 可能性があ るの ず，最大被ばくを 受ける個人ずはなく ，は評価する必要があ る。 しかし一般的に 起こりルグループを 想定し， リスク限度を 適用する。

得る事象と同じ 規準で規制する 必要はない。 被ばln ヒ l0 。 年 : 地 圏からの赦身刊生核種の定常的漏出

く線量をガン 発生確率でリスクに 換算し被ばくを制限することで 人類の安全を 保つ ヒ の考え方から，標準生態圏及び 人間社会を想定し ， リスの原因となる 事象の発生確率を 乗じてリスク ず 規制しょうという 考え方と，事象の 起こり得る程度

ク 限度を適用する。

を ランクづけして ，ln6 年以上 : ALARA,の影響が少ないシステムであそれに応じた 線量規準を設ける方法があ る。 先に述べた SKl‑TR‑g0:15

合理的に可能な 限り環境へることを 定・性的にでは次の提案をしている。

示す。
この提案のように ，処分場を閉鎖した 後の制度
胸管理の有効な 期間は数百年程度であ り，定量的な 安全評価がずきる 期間は数万年程度が 限界であ1 一10‑3 ソ年 : 通常事象として ，被ばく発生頻度

線量規準で規制ln‑ ヒ 10‑,/ 年 : リスク規準で 規制10",,"年 以下 : 評価免除

ろ う との占ずは各国の規制関係者の 見解がぼぼ 一

この提案は ， 次のように解釈することができる。

致している。 また，数百万年以上の 定量的評価は。
生物の歴史や 地殻変動等による 物質移動を考える

数千年以内でも 普通に起きるような 事象は一般的に起きる事象』として被ばく線量規準で 規制する。と， ぽとんビ 意味がなりとの 考えが ‑ 般的であ る

それより低い 発生頻度と思われる 事象については

ようぜ

クリティカ

(2) 長期の安全牲を 示す方法
将 釆の人間の生活習慣や 生態圏環境を 正確に予測するこ ヒ はずきなく，現在と 同じとして評価することが一般に 行われている。 このことの意味は ，とになる。 数 万年間経過すればガラス 固化体の放将 釆の人間の被ばく 線量を評価するというより身，才能濃度は非常に 低くなるの て ，リスク限度を 超廃棄物から 地 圏を通過して 生態圏に漏出する 放射性核種の量を 現在の生物圏の 環境条件での 被ばくえるような事象ははとん ビ 考えられない。 地層の安定性についての 予測も時間の 経過に上ヒ倒 して詳線量に換算し ，将来の放射線的環境が 処分によっして 現在と変わらないことを 示すことにあ ると理解い 予測でなくてよくなる。

ボ ー ソング調査等で 廃棄物の一部を 知らないで取り出してしまう 危険・ l.
生がしばしば 問題となる。

した方が解りやすい。

SKl‑TR‑g0:15

北欧 5 ケ 田の規制関係者がまとめた 提案 書 では

では， 「地下資源のな い 場所を処分10 。 年程度以 ‑ピ 0 期間については ，地表の侵食によ場にすることず ，って土壌や岩石中の 自 鉄の アルファー核種が 生態圏に移行する 量と廃棄物に 起因する漏出量を 比較することを提案している。 アルファー核種のみをを少なくする。」また， 「制度的管理に関する全ての資料が失われた 後のことを考えた 場合でも，将来，ボーリング調査をするような 人は， そのこととりあげているのは ，に ょり， ビ のような影響があ るかを判断する 能力

自然の放射性核種と 廃棄物O

ボーリング調査等。 よるリスク

メⅡ

発生頻度の少なさに 応じ緩やかな 線量規準にしょぅとの考え方であ る。 線量の規準を lmS Ⅳ 年とすると，数千年間ではほとん ビ 発生しないような事象に対しては lSv/ 年の被ばく線量ずもよいこに，忠 、 われる。

表 @生態圏漏出主要核種の 被ばく線量換算係数
漏出核種の平均
被ばく線量

半減期(年 )

ネ支千重

C‑14Se‑79
S ‑90てノ㌔sv/Bq/年(SKB ， TR‑90:35)

5.73 日 03

@ .3

日・l4

6.50 日 04
2.80 日 0
1.50 日 06
2. 10 日 05
1.00 日 05
1.60 日 07
3.00 日 06
3.00 日 01
1.60 日 03
7.3 日 03
8.0 日 04
3.28 日 04
1.59 日 05
2.45E 05
7.04E 08
2.34E 07
4.47E 0g
2. 10 三 06
2,4%04
6.56 ヒ 03
l.4 Ⅰ 0@3.80 日 05
4.3@ 三 02

6.3

日・l4

2.2

日・l3

『

Zr‑93
Tc‑99
Sn‑126
1‑129
Cs‑135
Cs‑137
Ra‑226
Th‑229Th‑230
Pa‑231
U‑233
U‑234
U‑235
U‑236
U‑238
Np‑237
Pu‑239P Ⅰ 240
P 士 24l
P Ⅰ 242

Am‑241
Am‑243

2.5 日， l5
l.7 日 ‑l5
3.7 日 ‑l4
5.4日

3.9日・l4日・

l3

2.4『． @・l3‑12
l2日， l3
日 ‑l0
l@
l@
l2
日 ‑l2
日 ‑l2
l2

4.4
7.5
l .0
1.6
1.6
l.5
l.5
l.4
2.2日・

4.68E 07
2.02E
l0
3.4%
Ⅱ
9.06 日 10
6.5 Ⅰ l l
4.62 口 10
1.53 日 06
83 羽 l05.09 日 l4
1.33 日 05
3.54E 04

l.4%

日・日・， l2

l. lgE l l‑l2
日 ‑l4

3.39 日4.84Ell
7.5 旧 08日日

3.9日

4.2日 l2‑12・

7.37 ヒ 03

を 持ち合わせているだろう。
走って，現在の 人間活動を前提にした 評価は疑 い なく安全 側 てあ る。との考え方をとっている。
2. 生態圏に漏出した 放射性核種の 線量換算
遠 い将釆の放射線的環境を 現在と比較する 場合，将 来 ，環境条件が変化することを 考えると， サィ@ 固有の環境条件そのものであ ることは必ずしも必要ではなく ，その地域に類似する類型ィヒした標準的な環境条件を 使 方がよいと考えられる。
」

l.82E

3.5%

@

8.4%

ll07
l00
9.02 ヒ l0
6.3%
4.3%
l0
1 .53 日 06
@ .83 日 1004.72E

07

3.5 旧 08
5.99E 07l. l3E 06
1.00 日 09
6.62 口 08
3.39 口 06
8.34E 072.36 口 07
2.38 口 10
2.22E
l.20E l l
2.59E 0g7.66 日 08
2.59E 0g
3.32Ell

高レベル廃棄物中の 放射性核種の 量は表 1 の最古欄 に示した。
同報告書では ，自然放射能との 比較のために ，土壌及び水中の 自然放射能に 2 8 被ばくを同一条件で計算しており ，その結果を表 2 に示す。
表 2 自然放射性核種からの 被ばく線量
放射性核種土壌中平均 自然水中平均放射線被は濃度①q/kg@う

スウェーデン て ，標準的な生態圏の 環境 粂 Ⅰ牛をl0 。 午後

8.23 日 05
6.86 日 06
3. 17 日 08
1.58 日 06
2. l0E 07
2.36E 07l,67E l0

日・

4.3
7.9， 85)

3.25 日 06

日・

4.3(Project@ Gewahrl02午後『・三ィてヲ

廃棄物中の含有量
Wq/ キャニスター濃度(mBq/l@線量(Sv/ 年)

U.23850

7.3E‑0523450

8.4E‑05に 漏出したときの 被ばく線量を 計算した例があ る。

Th‑23050@.4 日 ‑06

ここずは標準的生態圏として ，湖及び井戸とそ

Ra‑22680， 3E‑04

Po‑210100

2.@ 三 ‑05

Pb‑210100

設定し ， 主な放射性核種について ，年間IBq が生態圏しれに隣接する 農場を想定し ， 99% が湖に。 1%が井戸に漏出したとしている。

・U.Z35

表 1 に示す計算結果からアルファー 核種は他の核種よりぼぼ 百倍影響が大きいことがわかる。 先に 述べたアルファー 核種のみで自然放射能と 比較する方法は賢明な 方法であ ることがわかる。 なお。
OPa‑231
Ac‑227
Ra‑2235.3 日 ‑04

0 50 50 50 5・

3.3 三 ‑o6．

4.3 日 ‑o5・

2.6 日 ‑05

・

， 7E‑06

SKB・TR‑90:35 1990)

リ

Assessment

条P oJect Gewahr

85「使用済燃料使用済燃料

カナディアンシールド

在苗岩地帯の 地下結晶質岩 (花嵐 岩 ) 地帯の地下約 500m に処

地下 l,200m

500 〜 l,000m分。

厚さ 25cm の鋳鋼製容器の地層にスイス北部の 花 嵩岩属に処分。に封人 し ，横坑道内に定置し，坑道内空間に緩衝材を充填する。

処分。
チタン製容器に 封人 し， れ，坑道の床に 掘削し坑道の床に掘削した 処 た処分 孔に l 本ずっ定分 孔に 定置し，周囲に置し周囲に緩衝材を 充
緩佳 材 (ベントナイト ) 填する。
を 充 損する。
銅製キャニスタ 一に入2, 処分概念

ィ牛体︐
イ@
固分

KBS‑3(1983)

ラ 斗米(ユッカマウンテン )の不撲和膚に 処分，「スイスガ燃使用済燃料、化体
ガラス固Reportt(l985)

ベルギー

スウェーデン

斉用
イ吏

889

門 家の判断に頼るところが 多い。 既に。 多くの国で変動シナリオが 選定され国家的組織による 安全評価が行われているの ず ，今後わが国における 変動シナリオを 考える場合， これら報告書で 採用している処分概念及び 地質環境の違いを 十分考慮に入れて評価シナリオを 作成していくのが 実際的であ ると考えられる。
表 3 に主要各国が 検討している 処分概念と評価

7置付けとなって い る。 変動シナリオの 選定には 専ヵナダ㏄り返す。
⑧表層に貫通する 断層あ るいは水を通しやすい 層を 通って表層の 地下水流， 川 ， 湖 等に漏出し生態圏に広がる。
⑨飲料水，食物等の摂取及び 塵挨等の吸収に 2 0体内へ取り込む。
この基本的なシナリオに 影響を与える 要因による変動を評価しなければならない。 特に，長期の評価を行 う上ず変動シナリオの 取扱いが重要な 位

国

核種によっては 沈殿・ 再 溶解あ るいは 吸 脱着を繰G処

深 地層処分による 被ばく評価シナリオ

2nd@ Post ， Closure

ネ、 バダ の凝灰岩の地層〒

棄物容器と接触する。
②廃棄物容器が 腐食する。
③廃棄物容器の 密封が破られる。
④廃棄物から 放射性核種が 浸出する。
⑤浸出した核種が 緩衝村中に拡散する。
⑥周辺の岩盤へ 拡散，移流に2 0 移行する。
⑦岩盤の断層，割れ目または水を 通しやすい地層中を移流・拡散に 2 0 移行する。 ⑤ 一⑦の過程でUl.処分の対象口しことに着目した 評価方法 (例えばリスク 評価) が導入される。
通常シナリオずあ る地下水移行シナリオは 多くの場合次の事象系列が 基本となっている。
①地下水が処分場に 浸入し。 緩衝材 申を移行し廃等
圭ては異常シナリオと 考え ， ．発生確率が極めて低い"
一@‑‑@@@l@@いつ

廃棄物中の放射性核種が 生態圏に漏出する 経路は地下水に溶けて 移動するのが 主と考えられ ，火山の噴火。 断層活動等による 直接的な露出による 被ばくの可能性は 極めて少ないと 想定される。
前者は通常起こり 得るシナリオとして 被ばく線量を定量的に 評価し，後者の直接的な露出につい名告たり

勘 ず

8

きバる

ムのまてテすな
ス衰と伸介前オシ減提

ナ 金元が価シアのが龍とこ

女童のて

居処 廃閉

アの多中め
会 は抄込
処分乗 じ

2

地層てに地っ中・3

表3l. 通常ンナリオ、、"‑平@@目ィ面ンナlノオ

2. 変動シナリオ

I 地下水移行シナリオ

地下水移行シナリオ

地下水移行シナリオ

地下水移行シナリオ

・気象変化の 伴う水理
条件の変動
・新しい断層の 形成、地震・基本シナリオのパラメータの変動
・容器の早期破壊
・緩衝材の性能劣化

・スカンジナビアの 隆起
・初期キヤニスタ 破損
・酸化雰囲気の 変化・不撲和膚における 地・グラウティン グの 性

，コロイドの 形成

球 化学特性の変化、 流入水の変化
・コロイドの 形成

・ボーリング 調査

・基本シナリオのパラメータ変動
・上部地層への 井戸の掘削・気候変動・定性的評価 : 氷河，能 劣化，氷河期来襲による 気候 変化
・生活様式の 変化

火 u, 損石 ，地震，岩盤弱部変動， キャニス
タ一移動， シーリンク。

他

破損， その他

注)Sandia N. 」．の研究レポートで評価報告書ではない。

レポートで採用されている 評価シナリオの 概要を示す。 評価結果は通常シナリオに 関する限り，線量限度を何桁も 下回っている。 また，影響が 最大となるのは 10 。 年 以後の遠 い 将来であ るとの報告が多い。 評価の 1 例を図 2 に示す。

102
図2l0 l10'l0 5l0 6

l0 Jl0 @

容器の破損後の 時間 (年 )スイスにおける 被ばく線量評価 例 (P COieCtGeWah「， 85)「OSA 「 llRUl989)

ガラス固化体ベルギ一の北東部モルの地下約 230m の粘土層 (ブームクレイ ) に処分。
高レベル廃棄物を 単独で処分する方法と 中レ
ベル廃棄物を 一緒に処分する方法を 検討中
地下水移行シナリオ

・処分場直近の井戸塀
リ小向巾

・気候が変化及び 降水量変化
・氷河来襲による 粘土層上部の地下水流変化
・断層の生成・粘土層下部に到達するボーリング 掘削

表4
米国 (NUREG,0782)

ス， 濯潮 土からの放射線やダストの吸入

地下水の浸透により 核種が
河 Jll
水に混入して 被ばく・河川水の飲用・魚の摂取
・飼育された 畜産物の摂取

・栽培飼育された 農畜産物の摂取へ

Sv/ 午を居ィ主

種々構造物の 建設で施設を掘削して被ばく・掘削土からの 放射線・掘削土からのダスト 吸入、ンナリオ

オ

のりへさい場合に分けて評価し ，発生頻度のⅡ さい

家屋の建設で 廃棄物を掘削して被ばく (500午後 )・掘削土からの 放射線・掘削土からのダスト 吸入
・ダストの沈着した 農作物の摂取
上記の住宅に 居住して被ばく・掘削土からの 放射線・掘削土からのダスト 吸入

めり
農ナ

限度やリスク 限度を使っている。 このやり方は 国によってまちまちずあ る。
わが 国 ずは一般的に 起こり得る場合と 発生頻度

オ

ランクづけして 異なる線量

又Ⅰ

重要度が変わるとともに 評価パラメータが 変わる。
表 4 に各国の安全評価事例にみられる 被ばくシナリオを一覧表にまとめた。 表にはシナリオのみを記載したが，実際の評価に当たってはそれぞれのル

建ナ
管理期間以後の人間侵入に伴う被ばくシナリオ オ

構造や自然環境条件の 違いに応じ ， 被ばく経路の目安被ばく線量 0 ． Olm

一 03

地下水、ンナリオ，サイト固有のデータであ ることが重要となる。 また，評価シナリ
オの設定に当たっては 人間の行為を 中心に組み立てられる。
被ばくが生じる 発端から，次の 2 つのシナリオに大別される。
人間侵入 : 建設工事，井戸掘削等に 2 0 ，処分施
設あ るいは周辺の 地下の構造を 変化させ，放射性物質で汚染した 水や土壌を介して 被ばくする。
地下水移行 : 処分施設から 放射性核種が 漏出し地中を地下水によって 移動し，人間の 生活環境に入 ることに伴って 被ばくする。
このような シナソオ を基本にして ，処分施設の場合については ，クリ
期間

浅地中処分では 期間が短 い ので，生態圏及び 地圏は変化しないことを 前提とするのが 普通であ る。

発生確率を考慮して ，︑ノ 視
ⅡⅡ
曲皿

降雨の浸透により 核種が地下水に混入して 被ばく・井戸水や地表水の 飲用述べる。

昔しく超えなければよいとしている。
(中小十泊 八)侵入井戸、ンナリオ

日本 (六ケ 折中請書 )・コンクリートピット ，モルタル充填
・地下水位以深への 処分
・管理期間300年・地下水位以浅への 処分
・制度的管理期間 l00 年

件が変わる。 しかし，管理の 継続期間の安全評価
は再処理施設等の 核燃料施設の 安全評価と原則的な 点は同じであ る。 ここでは管理終了後について生態圏の環境データについては

チ

くレ分
ト処積め

施設形態えることがあ るので，評価シナリオ 設定の前提条

5m 覆土あ るいは侵入バc@ass c)
リアリ位ク水・4ム 国 (Chapuis& Guetat l984)

英国 (NRPB.Rl6l)

ノコ︑地下・素掘りトレンチ

法 地中処分による 被ばく評価シナリオ

以被深へ
一ト

浅 地中処分の安全評価シナリオ
浅地中処分ずは 管理に信頼がおけらと 考えられる期間内に廃棄物中の 放射能が減衰して 充分低い濃度になる廃棄物のみが 対象となる。 放射能の減衰や人工バリアの 信頼性に応じ。 管理の仕方を 変4.

洪水や濯 湖 で核種が跡地の表土に移行して 被ばく・表土からの 放射線・表土からのダスト 吸入
・魚の摂取・牛乳，肉 ，野菜の摂取

地下水の浸透により 核種が地表水に移行して 被ばく・魚類の摂取
・沢水の飲用道路の建設工事で 施設を掘削して被ばく (300年後 )，掘削土からの 放射線・掘削土からのダスト 吸入

住宅の建設で 跡地を掘削して被ばく (一般的， 300 午後 )地下散階建物の 建設で施設を掘削して被ばく (頻度 小，300 午後 )・掘削土からの放射線・掘削土からのダスト 吸入

廃棄物が露出した 跡地に居住して被ばく (300年後 )・跡地からの 放射線・跡地からのダスト 吸入

上記の住宅に 居住して 彼は・

濯潮 土からの放射線やダストの吸入・栽培飼育された 農畜産物の摂取

・掘削土からの放射線・掘削土からのダスト 吸入

施設が劣化した 砂を使った家屋に居住して 被ばく (@000午後 )・家屋壁からの 放射線
上記の住宅に 居住し，農耕して被ばく・掘削土からの 放射線・掘削土からのダスト 吸入
・栽培飼育された 農畜産物の摂取

核種が移行した 跡地の表土で 農耕して被ばく・栽培飼育された 農畜産物の摂取施設が劣化した 砂で酪農 し(l000年後 )・牛乳の摂取て 被ばく

処分区域下流 端 に掘った井戸を利用して 被ばく (500年後 )・井戸水の飲用・処分区域下流 端 に掘った井(頻度小，300 年後 )・井戸水の飲用
戸を利用して 被ばく濯潮 土からの放射線やダストの吸入・栽培飼育された 農畜産物の摂取OOセンタ一の うごき
平成 3 年度調査研究受託状況
平成 3 年度の事業として ，平成 3 年 9 月 1 日以降 11 月末までの間に ， 次の受託契約が 行われました。

調査研究課題

委託元
科学技術庁

契約年月日 l・天然バリア 安全性実証試験

3 . 9 . 20・放射性廃棄物の 処理処分に関する 広報・アルファ廃棄物処分基準整備調査，放射性廃棄物の 情報管理に関する 調査研究
，高レベル放射性廃棄物の 処理処分に関する 広報

3 . 9 . 26

通商産業省

・低レベル放射性廃棄物施設貯蔵 安全性実証試験

3. 9. 3

電力各社等

・低レベル放射性廃棄物の 基準整備に関する 研究・放射能濃度に 応じた合理的処分技術の 研究
・低レベル放射性廃棄物の 輸送に関する 研究・金属等廃棄物の 再利用方策の 検討・廃棄体の埋設処分への 適合性評価

3. 9. 13 . 9 . l2

・高レベル放射性廃棄物等の 海洋底下処分における 安全評価に係る調査

3,

日本原子力研究所
動力炉，核燃料開発事業団

O5課
弗囲ロO
方5一04番803‑3

国田Ⅰ
財〒Ⅱ編集発行に関する調査研究・高レベル放射性廃棄物処理処分に対する高度基盤技術の 適用

3.

10

3.

10 ．

・

1233 . 1 1. 22

3.
3.

1010・・

7163 . 1 1. 25
9.

23.l0ノ㌔