高レベル放射性廃棄物の地層処分研究開発

多様な処分概念に共通して利用可能な生活圏評価手法の整備

東京電力福島第一原子力発電所の事故により発生した放射性廃棄物（事故廃棄物）を安全かつ合理的に処分するためには事故廃棄物の特徴を考慮した適切な処分概念の構築が必要である。このような検討に資するため、既往の処分概念である地層処分、中深度処分、ピット処分、トレンチ処分等既存の処分概念の事故廃棄物処分への適用可能性の検討が行われている。処分概念の適用性評価においては、処分概念の違いによる影響が小さいと考えられる生活圏評価のシナリオ、モデル・パラメータを共通して利用する評価手法を整備することが可能である。本検討では、さまざまな処分概念において共通的に利用可能な生活圏共通モデル・パラメータセットの整備を目的とし、地下水移行シナリオを対象として、既往の処分概念における生活圏評価手法に基づきモデルの整備、パラメータ値の更新などを実施した。これらの検討に基づき、地下水移行シナリオに対して、処分概念に依らない生活圏共通モデル・パラメータセットを整備し、事故廃棄物の処分の適用性評価に用いるための線量への換算係数を算出した。

DECOVALEX-2019 Task C: GREET Intermediate Report

DECOVALEX-2019プロジェクト：タスクCでは、瑞浪超深地層研究所で実施している冠水試験の結果に基づいて、数値シミュレーションを用いた環境回復過程の予測手法の開発を行っている。この中間報告書では、タスクCの参加機関(原子力機構、サンディア国立研究所、リベレツ工科大学）により行われた、冠水坑道掘削による環境擾乱のモデル化と予測の結果を取りまとめた。坑道掘削中のトンネルヘの地下水流入量、水圧低下、トンネル付近のモニタリング孔での塩素イオン濃度の変動を予測課題として数値シミュレーションの開発を行った結果、現行のシミュレーション技術によってパイロット孔のデータに基づいて地下水流入量および水圧低下規摸を予測可能であることが示された。

幌延深地層研究計画における人工バリア性能確認試験　計測データ集（平成29年度）

幌延深地層研究計画は、堆積岩を対象に研究開発を実施しており、地層処分技術の信頼性向上や安全評価手法の高度化等に向けた研究開発を実施している。幌延深地層研究計画は、3つの段階に分けて実施しており、平成26年度からは第3段階の調査研究として、地下施設の350m調査坑道において、人工バリア性能確認試験を実施している。本試験は、処分孔竪置き方式を対象として実規模の人工バリアを設置し、実環境下において人工バリア定置後の再冠水までの過渡期の現象を評価する事を目的としている。具体的には、第2次取りまとめで示した処分概念が実際の地下で構築できることの実証、人工バリアや埋め戻し材の設計手法の適用性確認、熱-水-応力-化学連成挙動に関わる検証データの取得、である。本データ集は、検証データの取得状況について取りまとめ、計測データの散逸防止を図ることを目的としている。また、データの中には、原子力環境整備促進・資金管理センターとの共同研究において設置した、地中無線モニタリング装置によって取得されたものも含まれる。本データ集でのデータ収録期間は、平成26年12月から平成30年3月までである。計測は継続中であり、今後も随時データを取りまとめて公開する。

超深地層研究所計画における地下水の地球化学に関する調査研究　瑞浪層群・土岐花崗岩の地下水の地球化学特性データ集(2017年度)

日本原子力研究開発機構は岐阜県瑞浪市で進めている超深地層研究所計画において、研究坑道の掘削・維持管理が周辺の地下水の地球化学特性に与える影響の把握を目的とした調査研究を行っている。本データ集は、超深地層研究所計画において、2017年度に実施した地下水の採水調査によって得られた地球化学データ及び微生物データを取りまとめたものである。データの追跡性を確保するため、試料採取場所、試料採取時間、採取方法および分析方法などを示し、あわせてデータの品質管理方法について示した。

超深地層研究所計画における地下水の水圧長期モニタリング(2015～2016年度)

超深地層研究所計画は、「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」の3段階からなる、現在は、第3段階における調査研究を進めている。本計画の第3段階では、「研究坑道からの調査・研究による地質環境モデルの構築および研究坑道の拡張による深部地質の変化の把握」を目標の一つとしており、その一環として、地下水の水圧長期モニタリングを実施している。本報告書は、2015～2016年度に実施した地下水の水圧長期モニタリングデータを取りまとめたものである。

「平成３０年度 東濃地科学センター 地層科学研究 情報・意見交換会」資料集

日本原子力研究開発機構東濃地科学センターにおいては、「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（以下、地層科学研究）を実施している。地層科学研究を適正かつ効率的に進めていくため、研究開発の状況や成果について、大学、研究機関、企業の研究者・技術者等に広く紹介し、情報・意見交換を行うことを目的とした「情報・意見交換会」を毎年開催している。本報告書は、平成30年11月29日に岐阜県瑞浪市で開催した「平成30年度東濃地科学センター地層科学研究情報・意見交換会」で用いた発表資料を取りまとめたものである。

結晶質岩を対象とした長期岩盤挙動評価手法に関する研究(2)（共同研究）

坑道周辺の岩盤は、長期的にはクリープや応力緩和などの力学的な時間依存性挙動を示すことが知られており、その挙動を把握・評価できる技術の構築が地層処分の技術的信頼性向上のための課題の一つとなっている。上記を踏まえ、岩盤の長期挙動を把握・評価できる技術の確立に資するため、年単位を超えるような岩石の長期クリープ試験や、高レベル放射性廃棄物の地層処分において想定される常温から100℃程度の高温条件下での岩石の長期挙動を把握するための技術の開発等を実施し、想定される様々な条件下での岩石の長期挙動現象の特徴やその程度に関する実験的評価を行うことを目的とした研究を、共同研究として2016年度から開始した。2017年度は、田下凝灰岩のクリープ試験のこれまでの経緯をまとめるとともに、長期と短期のクリープ試験結果を比較し凝灰岩のクリープの現象論や機構について考察した。また、種々の含水状態のもとで、載荷速度と水飽和度が岩石の強度に与える影響について検討するとともに、圧縮応力下での岩石の変形・破壊および時間依存性挙動を再現できるコンプライアンス可変型モデルを一軸引張応力下へ適用するために改良した。

幌延深地層研究施設における掘削影響領域の評価（その1）　－深度140mを対象とした試験－　（共同研究）

放射性廃棄物を地層処分する地下深部において立坑や坑道を掘削する場合、掘削時の応力再配分により立坑や坑道の周囲に掘削影響領域が発生する。掘削影響領域における岩盤特性の変化は、放射性核種の移行挙動にも影響すると考えられることから、その領域や経時変化の把握が重要となっている。そこで、掘削影響領域の長期挙動の評価を目的として、日本原子力研究開発機構が進めている幌延深地層研究計画において、深度140mの調査坑道を対象とした原位置試験を、電力中央研究所との共同研究の一部として実施してきている。本共同研究では、坑道壁面の観察やボーリング孔を利用した各種調査（地質調査、弾性波トモグラフィ、比抵抗トモグラフィ、透水試験、水分量計測、孔内載荷試験、内空変位計測等）の結果を総合的に評価することにより、掘削影響領域の範囲や掘削影響領域において生じた物理変化の要因、およびその経時変化を把握した。また、掘削影響領域の評価に適用した調査法で取得された計測データを分析することにより、掘削影響領域の経時変化に係る長期データの取得に向けた課題を明らかにした。

超深地層研究所計画における地下水の水圧長期モニタリング（2013-2014年度）

超深地層研究所計画は、「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」の3段階からなる約20年の計画であり、現在は、第2段階および第3段階における調査研究を進めている。本計画の第2段階では、「研究坑道の掘削を伴う調査研究による地質環境モデルの構築および研究坑道の掘削による深部地質環境の変化の把握」を目標としており、その一環として、地下水の水圧長期モニタリングを実施している。本報告書は、2013～2014年度に実施した地下水の水圧長期モニタリングデータを取りまとめたものである。

幌延深地層研究計画における稚内層中の割れ目帯を対象とした物質移行試験　－ボーリング調査および物質移行試験データ集－

日本原子力研究開発機構は、北海道幌延町において、深地層の研究施設を活用した地層科学研究および地層処分研究開発を実施しており、このうち地層処分研究開発の一環として、泥岩中に分布する割れ目や岩石マトリクスを対象とした原位置トレーサー試験を実施している。本報告では、割れ目帯を対象に実施した原位置トレーサー試験とトレーサー試験に関わるボーリング調査結果の取りまとめを行った。

超深地層研究所計画　年度計画書（2018年度）

日本原子力研究開発機構（以下、原子力機構）東濃地科学センターでは、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（地層科学研究）の一環として、結晶質岩（花崗岩）を対象とした超深地層研究所計画を進めている。本研究所計画では、2014年度に原子力機構改革の一環として抽出された三つの必須の課題（地下坑道における工学的対策技術の開発、物質移動モデル化技術の開発、坑道埋め戻し技術の開発）の調査研究を進めている。本計画書は、2015年に改訂した「超深地層研究所地層科学研究基本計画」および 「超深地層研究所計画における調査研究計画－第3期中長期計画における調査研究計画－」に基づき、2018年度の超深地層研究所計画の調査研究計画、施設計画、共同研究計画などを示したものである。

地質環境の長期安定性に関する研究　年度報告書（平成29年度）

本報は、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の一環として実施している地質環境の長期安定性に関する研究について、第3期中長期目標期間（平成27年度～平成33年度）における平成29年度に実施した研究開発に係る成果を取りまとめたものである。第3期中長期目標期間における研究の実施にあたっては、最終処分事業の概要調査や安全審査基本指針等の検討・策定に研究成果を適宜反映できるよう、(1)調査技術の開発・体系化、(2)長期予測・影響評価モデルの開発、(3)年代測定技術の開発の三つの枠組みで進めている。本報告では、それぞれの研究分野に係る科学的・技術的背景を解説するとともに、主な研究成果及び今後の課題等について述べる。

第30回「タンデム加速器及びその周辺技術の研究会」報告集

本報告書は平成29年7月6日～7日で実施した、第30回「タンデム加速器及びその周辺技術の研究会」の発表内容をまとめたものである。本研究会は日本原子力研究開発機構　東濃地科学センターが主催し、全国各地の静電加速器施設関係者及びビーム利用研究者、また企業関係者等の計97名の参加があった。研究会の目的は、静電加速器に携わる技術者と研究者が情報交換を通して、加速器技術や関連研究の発展に資することであり、講演とポスター発表により、加速器施設の現状、技術開発、応用研究等について33件の発表が行われた。

地質環境の長期安定性に関する研究　年度報告書（平成28年度）

本報は、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の一環として実施している地質環境の長期安定性に関する研究について、第3期中長期目標期間（平成 27年度～平成 33年度）における平成28年度に実施した研究開発に係る成果を取りまとめたものである。第3期中長期目標期間における研究の実施にあたっては、最終処分事業の概要調査や安全審査基本指針等の検討・策定に研究成果を適時反映できるよう、(1)調査技術の開発・体系化、(2)長期予測・影響評価モデルの開発、(3)年代測定技術の開発の三つの枠組みで進めている。本報では、それぞれの研究分野に係る科学的・技術的背景を解説するとともに、主な研究成果及び今後の課題等 について述べる。

海陸境界付近の断層の分布・特徴、及びその調査・評価技術に関する知見の整理

四方が海で囲まれているわが国では、沿岸部において地層処分のサイト選定に係る調査が必要となる可能性が考えられる。このうち断層運動に関する調査技術については、陸域での調査に加え、音波探査や海上ボーリングなどの海域での調査についてもそれらの適用性を検討することが求められる。また、沿岸部における地層処分の安全評価のためには、海陸境界付近での断層運動に関する調査・評価技術の整備に加え、わが国の沿岸部における断層の分布や特徴についての情報が十分に整理されていることも重要である。そこで本報告書では、海陸境界付近の断層に対する既存の調査技術の適用性評価、及びわが国の沿岸部の断層運動に関わる特徴の整理のための基礎情報とする目的で、海陸境界付近の断層の分布・連続性や活動性・活動時期に関する調査・研究事例と最新技術に関する情報を収集して取りまとめた。