廃棄物・環境安全研究グループ

放射性廃棄物の安全管理に資するため、福島第一発電所(1F)の事故で発生した汚染物を含む廃棄物等の処分及び原子力施設の廃止措置に係る安全評価手法を確立し、公衆や作業者への影響を定量化できるようにするとともに、安全機能が期待される材料の長期的な性能評価モデル・評価手法を構築することを目指しています。

廃棄物・環境安全研究グループでは、原子力規制庁や内外の関係機関との連携を図りつつ、下記の3つのテーマの研究を進めています。

  1. 放射性廃棄物処分の安全評価に関する研究
  2. 原子力施設の廃止措置に関する研究
  3. 福島第一原子力発電所(1F)廃止措置に向けた研究
3つのテーマ画像

Ⅰ.放射性廃棄物処分の安全評価に関する研究

(1)天然バリア

天然バリアとは、処分場周辺の地下環境が持つ物質を閉じ込める機能のことで、物理的隔離(地上の生活圏からの隔離)と移行抑制(地下水流速が遅いこと・収着・還元性)の2つがあります。将来数万年スケールの評価では、これらの機能に影響を及ぼす様々な自然事象を考慮する必要があります。我々は、自然事象に伴う影響に関する科学的・技術的知見の整備を行っております。

【主な研究テーマ】

  • 隆起・侵食および気候・海水準変動を考慮した地形変化評価・地下水流動・核種移行解析
  • 派生断層の成長に対する処分施設周辺の地下水流動・核種移行への影響評価
  • 核種移行への熱影響が考えられるマグマ滞留時間推定

【最新の研究概要】

派生断層(分岐断層およびバックスラスト)の成長に対する周辺の地下水流動への影響を評価しました。

(2)人工バリア

●ベントナイト系人工バリア

ベントナイト系人工バリアには、放射性核種の漏出を抑制する機能として低透水性等が期待されていますが、周囲に用いられるセメント系材料から溶出するアルカリ成分によってモンモリロナイト(ベントナイトの主成分)が溶解し、その機能が劣化することが懸念されております。我々は、事業者が行う当該バリアに係る性能評価の妥当性を判断するため、ベントナイト-セメント相互作用で起こる変質(鉱物反応)及びそれに伴う物質移行特性の変遷に関する科学的・技術的知見の整備を行っております。

●セメント系人工バリア

セメント系人工バリアには、放射性核種の漏出を抑制する機能として低拡散性や収着性等が期待されています。放射性核種の低拡散性や収着性を評価する上では、セメント硬化体の空隙構造を把握することが重要となります。我々は、事業者が行う当該バリアに係る性能評価の妥当性を判断するための科学的・技術的知見の整備として、セメント硬化体を構成する主要鉱物であるカルシウムシリケート水和物(C-S-Hゲル)中の細孔に注目し、研究を行っております。

(3)核種移行

長半減期核種を含む放射性廃棄物の処分では、長期の間に核種が処分場から漏出し、地下水の流れに沿って生活環境に移行することが想定されます。この移行過程において、人工バリア中では、核種の沈殿や鉱物への収着、地下水流を止水することによる遅い水の動き(拡散)により遅延が生じます。さらに天然バリア中でも鉱物への収着により遅延を生じることから、核種の減衰による生活環境での被ばく線量の低下が期待されます。このような遅延過程を考慮した被ばく線量の評価には、核種の溶解度、拡散係数、収着分配係数といった核種移行パラメータが必要であるため、実験的データ取得やモデル構築により現象を理解し、パラメータ設定のための科学的・技術的知見を整備しています。

(4)モニタリング

中深度処分では、埋設終了から廃止措置の開始まで期間(300~400年間)は、廃棄物埋設地からの放射性物質の異常な漏えいを監視・測定するためのモニタリング設備の設置が求められています。また、モニタリング設備が人工バリア及び天然バリアの機能を著しく損なうことがないこと、モニタリング設備の撤去に際して放射性物質が移行しやすい経路が生じないよう撤去、閉鎖を行うこと等を考慮した設計がなされることが重要となります。我々は、モニタリングに使用されたボーリング孔及び周辺岩盤について、適切に閉鎖されていることを確認するために必要となる科学的・技術的知見の整備を行っております。

Ⅱ.原子力施設の廃止措置に関する研究

廃止措置終了確認においては、終了後に敷地を利用する公衆の被ばく線量が基準以下となることを確認できるように、サイト特性を反映した放射能分布評価を行い、被ばく線量を評価できる方法論及びコードシステムの作成を進めています。

Ⅲ.福島第一原子力発電所(1F)廃止措置に向けた研究

1F事故廃棄物を含め、放射性廃棄物の処分に際しては、廃棄物中に含まれる放射性核種の種類や濃度を把握する必要があります。多様な測定・分析法で得られた分析値に対して妥当性を評価するために、分析法ごとの適用範囲や留意点について調査しています。

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