高レベル放射性廃棄物の地層処分研究開発

自然被ばく線量

自然界に存在する放射性核種等からの被ばく線量について解説する。

土壌微生物群集によって誘引される炭素鋼腐食とそのメカニズムの解析

本研究では、土壌環境微生物を対象として腐食ポテンシャルおよびそのメカニズムについて知見を得るために、一般的な湖沼底泥を植菌源として炭素鋼とともに培養を行った。その結果、いずれの培養条件でも炭素鋼を腐食、減損する活性が見られ、特に有機物添加・汽水培地において硫酸還元活性、メタン生成活性とともに高い腐食活性が得られた。土壌埋設設備への微生物の腐食影響を適切に評価するためには、硫酸還元菌、メタン生成菌などの相互作用を踏まえた評価が必要と考えられる。

放射性廃棄物概論　第7回　地層処分システムの安全評価

連載講座『放射性廃棄物概論』の一環として、地層処分システムの安全評価に関する一般的な手法と、関連する最新の国際動向等について解説する。

Aspo Task Force on modelling of groundwater flow and transport of solutes
Task 7 - Groundwater flow and transport modelling of fracture system at regional, block, and single-fracture scale flow and transport, Olkiluoto

本報告書は、水理・物質移行モデルに関するエスポタスクフォースで 「タスク７」と呼ばれる、地下水流動と物質移行のモデル化研究の成果をとりまとめたものである。タスク７はフィンランドオルキルオトのサイト特性データセットに基づき構築された水理地質構造モデルの不確実性に注目し、サイト特性調査に基づく情報と性能評価の連携を示すことを目指している。タスク７の目的のひとつは、Posiva Flow Logによる情報が水理地質構造や性能評価に関連する水理挙動のモデルの不確実性の低減にどの程度活用できるかについて検討することにある。また、タスク７はオルキルオト全体を対象とした広域スケールから、母岩中のトンネルスケールまでの小さなスケールまでを対象としている。本タスクは、一連のPosiva Flow Logの情報を使い、水理データがそれぞれのスケールのモデル化で鍵となる水理地質構造モデルの更新や調整の方法とその有効性を示した。

Matrix diffusion and sorption of Cs⁺, Na⁺, I^- and HTO in granodiorite : Laboratory-scale results and their extrapolation to the in situ condition

結晶質岩中の核種移行評価においてマトリクス拡散と収着現象の理解は重要である。スイスのグリムゼル原位置試験場から採取した花崗閃緑岩試料を用いて、 Cs⁺, Na⁺, I^-とHTO(トリチウム水)の拡散・収着挙動が、透過拡散試験とバッチ収着試験により調査された。得られた実効拡散係数(De)は、Cs⁺, Na⁺, HTO, I^-の順となった。容量因子(α)と分配係数(K_d)も、同様の傾向を示した。Cs⁺, Na⁺に対する二重プロファイルは、試料表面部のK_dの増加によって解釈され、表面分析によって試料表面部の擾乱を受けた黒雲母鉱物の高い間隙率と収着容量の増加に起因することが確認された。二重プロファイルから得られたK_dは、バッチ収着試験で得られた粉砕試料のK_dの粒径サイズ依存性と関連付られた。グリムゼル試験場で実施された原位置長期拡散試験で得られた試験結果は、室内実験結果とそれらの原位置条件への外挿によって推定された移行パラメータによって良好に解釈された。

Robust disposal modules, or compact, highly engineered caverns could offer a more resilient alternative for disposal of spent nuclear fuel

東京電力福島第一原子力発電所事故における深層防護の十分に機能しなかったことを受けて、原子力施設の安全性について国際的な再評価が行われており、特に、低頻度で影響が大きい外的要因に耐えられる性能が着目されている。このような努力は、原子炉施設や他の地表の主要な原子力施設(再処理施設や中間貯蔵施設など)に傾注されているが、地下の地層処分に対しても有用である。閉鎖後の処分場は、超長期の時間スケールにおいて、大部分の外的要因からの影響を受けないと考えられているが、調査–建設–閉鎖まで百年オーダーの期間を要すると予想される操業段階の概念に対して特に重要となりえる論点が存在する。さらに、地層処分施設内に多量の放射性物質が包蔵されていることについて、一般公衆が不安を抱くことに対して、現実的に達成できる範囲で可能な限り安全な設計を考えることを確実なものとすることの価値は大きい。これを達成するために、原子炉施設ではすでに一般的なアプローチとして適用されているレジリエンスを考慮した設計を行うことが、安全を確実なものとするために有効である。本報では、低頻度で影響が大きい外的要因に対する地層処分施設の性能を向上させるためのレジリエンスとその適用について詳述する。特定の高放射性, 高発熱性廃棄物の場合に対してレジリエンス性を向上させる新たな処分概念を示すとともに、そのような設計に必要な研究開発について論ずる。

Diffusion model considering multiple pore structures in compacted bentonite

処分環境における圧縮ベントナイト中の核種の拡散係数や収着分配係数等の整合的な推定評価を目指し、原子力機構では統合収着・拡散モデル(ISDモデル)の開発を進めてきた。ISDモデルは、圧縮ベントナイト中の間隙水化学および核種の収着・拡散挙動を整合的に評価するモデルである。特にISDモデルの拡散パートは電気二重層理論と均質間隙モデルに基づいており、カチオンの過剰な実効拡散係数と細孔間隙でのアニオン排除を整合的に説明できる。現状のISDモデルは1価カチオン⁄アニオンの実効拡散係数をある程度定量的に評価できるが、多価カチオンや錯体形状の化学種に対しては実測データの再現性が悪い。モデルを改良するには、溶質・溶媒および粘土鉱物間の相互作用を分子レベルで高度化するとともに、不均質間隙構造を考慮したモデル化を進める必要がある。そこで本研究では、多重間隙構造を考慮して現状ISDモデルの高度化を検討した。多重間隙モデルによる解析の結果、実効拡散係数の塩濃度依存性が、現状の均質間隙モデルより緩和され、拡散モデルが改善されることがわかった。

瑞浪超深地層研究所における研究坑道掘削に伴って実施した壁面地質調査

日本原子力研究開発機構は、地層処分技術に関する研究開発のうち深地層の科学的研究(地層科学研究)の一環として、岐阜県瑞浪市において瑞浪超深地層研究所の建設を進めてきた。同研究所における調査研究の一環として、岩盤の地質学的不均質性や、物質の移行経路として重要な地質構造などを把握することを目的として、物理探査、ボーリング調査などからなる地質学的調査を実施している。本報では、特に地下の研究坑道において実施している壁面地質調査の手法の設定の背景と実施内容、並びに取得情報を活用した地質構造のモデル化などに関する研究事例を報告する。

周回坑道掘削時の内空変位計測結果に基づく初期地圧の推定

地下深部岩盤構造物の設計にあたっては、対象岩盤の力学特性や初期地圧の設定が重要である。しかし、その設定に用いるボーリング孔を用いた初期地圧計測は、その方法論、結果の評価法など詳細な議論が行われているものの、得られた結果のばらつきが大きく岩盤としての初期地圧を設定することは難しい。幌延の深地層研究施設では、深度350mの周回坑道の掘削時に多くの内空変位計測を行った。そこで、周回坑道の計測変位を用いて数百m四方の岩盤挙動に対応する初期地圧を推定した。推定結果はこれまでの初期地圧測定結果と整合するものであり、本手法により岩盤の初期地圧推定が可能であることが示された。

マルチ光計測プローブを用いた幌延深地層研究センターの立坑掘削損傷評価

日本原子力研究開発機構の幌延深地層研究センターにおいて、深度350m以深の立坑掘削時から掘削後の維持管理段階で掘削影響評価のための長期モニタリングを実施中である。計測ツールには、光式AEセンサ、光式間隙水圧センサおよび光式温度センサを1本のボーリング孔内に設置可能なマルチ光計測プローブを開発し利用した。AE、間隙水圧および温度を測定した結果、立坑壁面に近いほど変化は大きく、掘削の影響が明らかになった。また、AE震源位置標定解析結果から、立坑壁面1.5m未満までが掘削影響領域と評価した。

深度500m瑞浪超深地層研究坑道に設置する止水壁の設計

日本原子力研究開発機構は、岐阜県瑞浪市の瑞浪超深地層研究所において、高レベル放射性廃棄物の地層処分技術に関する研究開発のうち、深地層の科学的研究を実施している。研究所は2本の立坑と複数の水平坑道群からなる地下施設で、現在、深度500mまで掘削が進んでいる。深度500mの水平坑道における原位置試験のひとつとして、再冠水試験を実施している。再冠水試験は、斜坑でアクセスした延長約40mの坑道の入口に止水壁を設置して、坑道が地下水で冠水される際の周辺岩盤の挙動や地下水の水圧・水質の変化を観測するものである。止水壁には冠水時の遮水・耐圧機能が求められるとともに、将来の当該施設の閉鎖時のプラグの役割を担うことになる。本報告では、国内外の類似事例を参照して、止水壁の形状や材料について検討するとともに、構造解析や熱応力解析の結果及び計測計画を示す。

幌延における地層処分研究開発

幌延深地層研究センターでは、高レベル放射性廃棄物を安全に地層処分するための基盤的な研究開発として、平成13年3月より、幌延深地層研究計画を進めてきている。ここでは、幌延深地層研究計画の「地下施設での調査研究段階(第3段階)」で実施している地層処分研究開発の現状について報告する。

Web 3Dと時空間データベースを援用した地下空間開発支援システムの設計とその実装

地下空間開発の過程では、調査・計画・設計・施工の各ステージにおいて膨大な情報が収集される。地下空間の合理的設計・施工を実現するためには、これらの情報を適確に設計施工へとフィードバックすることが重要となる。また、構造物管理の面においてもこれらの情報はその基礎資料となるものである。しかしながら、実際に収集される情報量は余りにも膨大なため、個人の能力でこれらを管理することは不可能に近い。本論文では、WEB3DとRDBMSを援用して4次元仮想現実空間をPC上に構築し、この仮想現実空間内を自由に移動することで、この膨大な情報群を直感的に管理・処理することのできるシステムの基本構造を設計し、その実用性を検証した。

クラックテンソルによる現場スケールにおける透水係数の評価

本研究は、立坑掘削に伴う坑壁地質観察により得られた割れ目の長さの総和を壁面面積で除した割れ目頻度と、割れ目情報(長さ、方向、開口幅)からステレオロジーの概念を適用して推定した透水係数とは、現地の透水試験結果と高い相関性が得られたことから、坑壁地質観察から地盤の透水係数を簡便に予測する手法を提案する。適用にあたっては高品質の坑壁地質観察記録が重要であり、北海道幌延町において日本原子力研究開発機構が建設中の地下研究施設の立坑掘削時の記録を用い、クラックに関する情報を基に、立坑の3次元クラックテンソルと透水テンソルを推定し、近傍の深層ボーリング孔を用いた透水試験結果と比較した。

Formation and Geological Sequestration of Uranium Nanoparticles in Deep Granitic Aquifer

微生物による6価ウランの4価ウランへの還元固定法は、汚染水の安価な浄化方法として知られている。その反応は一般的に5ナノメーター以下のウラン粒子で起こる。本研究では、花崗岩中の割れ目を充填する炭酸塩鉱物において、4価のウランからなるコフィナイト粒子の観察を行った。その結果、普遍的な現象として微生物による炭酸塩鉱物の形成時に、炭酸塩鉱物と4価ウランナノ粒子の共沈が起こっている可能性が考えられた。このような現象は、放射性廃棄物の地層処分に関連して汚染水中の放射性核種やウランの長期隔離に寄与すると考えられる。

Far-field stress dependency of the failure mode of damage-zone fractures in fault zones; Results from laboratory tests and field observations of siliceous mudstone

断層のダメージゾーンにおける肉眼スケールの破壊様式(引張性⁄せん断性)は断層の水理特性に影響を与える。ダメージゾーンにおける破壊は断層沿いの応力集中に伴う局所的な差応力の増大あるいは有効垂直応力の低下によって引き起こされるとする想定とグリフィスクーロン理論に基づくと、広域応力場における有効中間応力が岩石の引張強度の2倍以下の場合に引張亀裂が断層から独占的に派生し得ることが示唆される。本研究では人工断層を入れた珪質泥岩供試体を用いて力学試験(非排水三軸試験と一軸試験)を行い、その断層端部に形成されるダメージゾーン亀裂の特徴と供試体に与えた有効中間応力とを比較した。その結果、上記の示唆と整合的な結果が得られた。同珪質泥岩中に発達するダメージゾーン亀裂のボーリングコア観察結果と現在の有効中間応力とを比較すると、同様の結果が得られた。実験室の圧裂引張試験より得られる引張強度は天然の歪速度下における長期的な強度としても用いることが可能であり、多数の引張亀裂を伴うよく連結し合った高透水性断層帯は有効中間応力が引張強度の2倍以下を経験したことのある岩盤領域にのみ発達し得ることが示唆される。

What does hydraulic tomography tell us about fractured geological media? A field study and synthetic experiments

Japan Atomic Energy Agency conducted long-term, independent pumping tests in a fractured granite formation at the Mizunami Underground Research Laboratory site. During the tests, drawdowns were monitored at different depths along several deep boreholes. These tests become one of the few hydraulic tomographic survey conducted over thousands of meters in a fractured medium with a fault zone in the world up-to-date. We analyzed the drawdown-time data set associated with each pumping test independently, and then the data sets from all pumping tests jointly to derive the spatial distributions of K and Ss. These estimated distributions revealed some large-scale high K and low K zones. While the low K zones corroborated well with layers and fault based on geological investigations, there were no clear geological features can be related to the high K zones. In order to understand and substantiate these high and low K zones, we simulated a HT survey in a synthetic fractured aquifer, which bears similar geologic features, with exception that the hydraulic properties, fracture and fault distributions were known exactly. We found that the identified high K zones were related to fracture networks connected with pumping and observation locations of each pumping test.

Concentration and characterization of organic colloids in deep granitic groundwater using nanofiltration membranes for evaluating radionuclide transport

地下水中の有機コロイドの濃縮回収方法を確立するため、逆浸透膜を用いた従来法に加えて、ナノサイズの限外濾過手法について検討を行った。その結果、逆浸透膜法において濃縮に伴う溶存成分の析出が起こる試料に対して、ナノサイズの限外濾過手法を用いて、溶存成分を析出させずに濃縮する手法を構築できた。この手法を用いて、瑞浪超深地層研究所の地下水を濃縮、分析した結果、地下水中の有機コロイドが腐植化の進んだ有機物であることが明らかになった。

Grouting for reducing groundwater inflow into a gallery at 500m depth of the Mizunami Underground Research Laboratory, Japan

瑞浪超深地層研究所では、掘削工事における地下水の湧水量を低減するために岩盤グラウチングが主要技術として用いられてきた。本稿は、深度500mレベルの延長120mの坑道におけるグラウチング工事の概要について報告するものである。先行ボーリング調査を行い、主に超微粒子セメントによるプレグラウチングを行いつつ本坑道の掘削を完了した後は、坑道全体の湧水量が約200から220L⁄分であり、許容湧水量を満足した。その後、延長16mの区間において新設計(溶液型グラウトの適用、複合動的注入の適用、プレグラウトの外側範囲を改良ゾーンに適用)によるポストグラウト工事を実施した。その結果、これらの新しい設計が効果的であることが確認でき、対象区間の湧水量は35L⁄分から11L⁄分に減少した。今回の実積は、既存のグラウチング技術の高度化に役立つものであり、新しい設計技術がプレグラウトの段階から実施されていれば、更なる湧水抑制が可能であったと考えられる。

Formative mechanism of inhomogeneous distribution of fractures, an example of the Toki Granite, Central Japan

高レベル放射性廃棄物の地層処分において、割れ目ネットワークの理解は物質移動特性を評価する上で重要な課題である。本報告では、土岐花崗岩を事例として、割れ目の不均一な分布の成因を検討した。土岐花崗岩では、浅部に低角度および高角度傾斜の割れ目の多い部分があるが、深部では割れ目の数は減少し、高角度傾斜割れ目が卓越する。また、高角度傾斜割れ目の密度分布は不均一である。熱年代学および古地磁気学的研究からは花崗岩形成初期には冷却速度が速く、地磁気方位がばらつくことが明らかになった。これらのことから、花崗岩は急速冷却期に不均一に歪が分布し、その結果として脆性領域に達した際に歪分布に基づいて、不均一に割れ目が形成されたと考えられる。このことから、割れ目ネットワークの理解には、花崗岩冷却過程の理解が必要である。

Hydrochemical disturbances measured in groundwater during the construction and operation of a large-scale underground facility in deep crystalline rock in Japan

岐阜県瑞浪市の超深地層研究所において、深度500mまでの坑道掘削及び維持管理時の地下水の水理・化学変化の観測を行った。その結果、水位低下や深部地下水の湧昇に伴う地下水の水質変化とそのプロセスを把握することができた。また、観測結果から大規模地下施設を結晶質岩に建設する時の留意点を整理することができた。

DIPOLE TRACER MIGRATION AND DIFFUSION TESTS IN FRACTURED SEDIMENTARY ROCK AT HORONOBE URL

In-situ dipole tracer migration tests were conducted at the G.L.-250 m gallery of the Horonobe URL. Laboratory experiments were also conducted to determine the apparent diffusivity (Da) and sorption coefficients (K_d) of cesium and water (HTO) in the rock taken at the gallery to evaluate the performance of Wakkanai formation as natural barrier. The breakthrough curves of non-sorbing tracer (Uranine) obtained at the in-situ dipole tracer migration tests were well described by a dual-channel model in which one-dimensional advection dispersion was taken in account. This suggests that the tracers migrate through at least two different pathways in the fracture. The breakthrough curves also indicated that the peak concentration of the sorbing tracer (cesium) was much smaller than that of the non-sorbing tracer (Uranine), suggesting that the Wakkanai Formation has a high sorptive and low diffusive properties for cesium. The Da value obtained for cesium was about 3E-12 m²⁄s, which is significantly smaller than that of water (3E-10 m²⁄s), and the K_d value of cesium was determined to be about 5E-2 ml⁄g.

Current status of R&D activities and future plan of Mizunami Underground Research Laboratory

1996年に結晶質岩を対象とした深地層の研究施設計画として瑞浪市で開始した超深地層研究所計画は、3つの段階(第1段階: 地表からの調査予測研究段階、第2段階: 研究坑道の掘削を伴う研究段階、第3段階: 研究坑道を利用した研究段階)で進めてきた。現在、深度500mまでの研究坑道の掘削を完了し、第2段階の調査研究は一旦終了した。第3段階の調査研究は2010年から行っている。原子力機構は、これまでの調査研究の成果を、ウェブベースの報告書(CoolRepH26)として取りまとめた。今後、超深地層研究所計画では、地層処分の信頼性を向上するための基盤研究として、第3段階の調査研究を継続して進める。

歴史時代に噴出した同一火山由来の軽石層の同定：宮崎平野で見出された桜島文明テフラの例

既往文献の火山ガラス屈折率データからは識別が困難であった桜島の歴史時代の噴火(文明, 安永, 大正)軽石について、本研究では火山ガラスの水和部と未水和部とを区別して屈折率測定を行い、斜方輝石の屈折率も含めてそれぞれの軽石に違いがあることを見出した。一方、宮崎平野南部で掘削したコアに含まれる軽石濃集層に対して鉱物組成分析、火山ガラスの形態分類や屈折率測定、斜方輝石の屈折率測定、火山ガラスの主成分・微量元素同時分析、および炭質物の放射性炭素年代測定を行い、本研究による桜島歴史噴火軽石の分析と比較した結果、軽石濃集層は桜島文明テフラに対比されることが判明した。桜島文明テフラは、軽石の状態で宮崎平野南部まで到達していた可能性が高い。本研究における軽石濃集層の給源の同定結果は、宮崎平野における地震イベント堆積物の年代決定において重要な示準となりうる。

地球科学の原子力安全への貢献　（その1）地球科学からみた地殻流体と地層処分技術への応用

最新の地球科学の研究によって、火山地帯に限らず地殻中にはメルトや水などの地殻流体が存在することが明らかになった。これらの流体の存在によってレオロジーの空間的不均質が生じ、それに伴って大きな地震や地殻変動が生じる。そのため、地層処分において数万年以上に及ぶサイトの安定性を検討する際には、その地域の地殻流体の存在や起源を知ることは極めて重要となる。

黒島火山の活動時期の再検討と南西諸島火山岩のK-Ar年代の総括

火山の活動年代を明らかにすることは、将来の火山活動の場の予測に重要な情報を与える。筆者らはこれまでに南西諸島の島々の第四紀火山岩の年代測定を実施してきたが、今回新たに火山フロントよりやや北西側に位置する黒島におけるK-Ar年代値を得た。これらを含めて西南諸島の第四紀の火山活動の時空変化を解析した結果、西南諸島の火山活動は最近50万年に開始したことが明らかになった。なお、本稿は第2次取りまとめの際に作成した第四紀火山カタログの個別データの引用元として活用できる。

Teleseismic shear wave tomography of the Japan subduction zone

将来の地層処分システムに重大な影響を及ぼす可能性がある地震・火山活動の潜在的なリスクや超長期の地殻変動を適切に評価するためには、その背景にあるプレートの沈み込みやそれに起因する流体及びマグマの生成・移動等のダイナミクスに関する理解が必要である。本研究では、遠地地震波形データから読み取った多量のS波相対走時残差を地震波トモグラフィー法に適用することにより、日本列島下のマントル遷移層までを対象とした高分解能三次元S波速度構造を初めて推定した。その結果、西南日本下には非地震性のフィリピン海スラブがマントル遷移層まで沈み込んでいることや、太平洋スラブの深部脱水に伴う流体の上昇が西南日本の火成活動やフィリピン海スラブの複雑な構造の形成に関与していることが明らかになった。

AMS Radiocarbon Dates of Pyroclastic-Flow Deposits on the Southern Slope of the Kuju Volcanic Group, Kyushu, Japan

九州、九重火山群の中央及び西側における噴火史を明らかにするため、火砕流堆積物の加速器質量分析による放射性炭素年代測定を行った。放射性炭素年代測定は、施設供用制度に基づきJAEA-AMS-TONOで行った。飯田火砕流堆積物の放射性炭素年代は、～5.35万年BPであり、白丹及び室火砕流のものは4.4～5万年BP以上及び3.5～3.9万年BPであった。これらの結果は、溶岩ドームの熱ルミネッセンス年代と一致し、熱ルミネッセンス及び放射性炭素年代法が、溶岩ドームの形成や火砕流の噴火過程を明らかにするために有用な手段となりうることを示した。また、これらの結果により、これらの噴火活動が15万年間で最も大きな噴火である飯田火砕流の後にあまり期間をおかず発生したこともわかった。

Changes in chemical composition caused by water–rock interactions across a strike-slip fault zone: case study of the Atera Fault, Central Japan

断層破砕帯における水-岩石反応に伴う化学組成変化について明らかにするため、本研究では、中部日本の阿寺断層の破砕帯露頭を対象に、断層岩の化学組成分析を行った。粘土鉱物や炭酸塩鉱物の安定同位体組成分析からは、破砕帯の断層ガウジが地表付近で形成されたことを示し、変形構造解析に基づく破砕帯の発達過程と整合的である。全岩化学組成分析の結果、本研究では、粘土鉱物の形成に伴うSi, Na, Kや軽希土類元素の減少、断層活動によって混入してきた玄武岩岩片の変質に伴う炭酸塩鉱物の沈殿、その炭酸塩鉱物との錯体形成に伴う重希土類元素の濃集を確認することができた。

Changes in optically stimulated luminescence components, thermoluminescence property and impurity content of natural quartz accompanied by thermal annealing treatment

第四紀後期の断層イベントの推定や10万年以上にわたる地殻変動を評価するために、年代測定技術を発展させることは重要である。光ルミネッセンス(OSL)年代測定法は、地質試料に普遍的に存在する鉱物を用いて幅広い年代を測定できることから、このような試料への適用が期待されている。石英を用いたOSL年代測定法では、ブリーチしやすい成分であるfast成分からの信号を用いることが望ましい(Wintle and Murray, 2006)。fast成分は照射や光ブリーチング、熱処理で感度が増加することが知られているが、そのメカニズムについては完全には分かっていない。一方で、天然石英の熱ルミネッセンス(TL)については、OSLと比べてよく知られている。Hashimoto (1986、1994)は、石英のTLが2つの異なるタイプの色(赤または青色TL)を示し、TLカラーと石英中の不純物量には密接な関係があると報告した。しかし、OSL成分とTL特性及び不純物量の関係については調べられていない。そこで本研究では、熱処理に伴う天然石英のOSL成分とTL特性及び不純物量の変化について調べた結果を報告する。

Effects of α-radiation on a direct disposal system for spent nuclear fuel -(1)review of research into the effects of α-radiation on the spent nuclear fuel, canisters and outside canisters

使用済燃料の再処理を経て生成するガラス固化体の地層処分だけでなく、使用済燃料そのものを深地層中に処分（直接処分）する可能性について、日本の地層処分計画において検討される可能性が出てきている。使用済燃料の直接処分においては、廃棄体中の放射濃度が高く、放射線による影響も高くなる。放射線による影響の可能性の具体例としては、キャニスターの腐食量が増える、放射線によって地下水が変質することで酸化性化学種が生成し還元型地下水が酸化される、使用済燃料の溶解速度が上昇するといったことが挙げられる。安全評価におけるα線による影響に特に注目し、本研究では使用済燃料、キャニスターおよびキャニスター外部におけるα線の影響に関する研究をレビューした。