2021 Fiscal Year Annual Research Report
Development of coupled THMC numerical simulator and it application to geological disposal
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19H02237
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| Research Institution | Ehime University |
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Principal Investigator |
安原 英明 愛媛大学, 理工学研究科(工学系), 教授 (70432797)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岸田 潔 京都大学, 工学研究科, 教授 (20243066)
木下 尚樹 愛媛大学, 理工学研究科(工学系), 准教授 (30263958)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 熱・水・応力・化学連成 / 連成数値シミュレータ / き裂性岩盤 / 透水・物質移行挙動 / 地層処分事業 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
高レベル放射性廃棄物を岩盤内に隔離し、長期にわたり閉じ込め性能を担保するためには、廃棄体隔離後の亀裂性岩盤の透水・物質移行特性の経時変化を予察することが必須である。ところが世界中に現存する解析モデルでは、深地層下の高圧力環境、廃棄体放熱に起因する高温環境、セメント材料溶出に起因する高pH環境、海陸接合部の塩水環境という連成環境に起因する岩盤の透水・物質移行特性の変化を“確からしく”予測できない。そこで本研究では、岩石の亀裂を対象とし、応力、温度、空隙水pHおよび塩分条件を制御した長期透水試験を実施し、併せて、微視構造観察や空隙水の化学分析を行うことで、熱・水・応力・化学連成場における透水・物質移行特性の変性メカニズムを精査した。透水試験では、単一不連続面を持つ花崗岩を対象に塩水条件で連続透水試験を実施し、塩水が処分施設周辺岩盤の透水特性に与える影響を評価した。温度、拘束圧については高温高圧三軸透水試験機を用いて制御し、透過水については海水由来の塩類を含んだ模擬海水を使用した。本研究では、評価方法としてダルシ―則より導かれる三乗則を用いた。連続透水試験の結果から、20 ℃条件の透過率が約2オーダー減少しており、他の塩水条件に比べ減少量が大きくなることを示した。これは、模擬海水を由来とした二次鉱物が不連続面表面に沈殿したことが一因として考えられる。また、90 ℃条件では、20 ℃条件よりも減少量は小さく、約1オーダーの減少量であった。これは、温度作用により溶解物質の溶解度が上昇し、沈殿現象が抑制されたことが予想される。
また、長期変性メカニズムを記述可能な連成数値シミュレータを開発し、日本原子力研究開発機構が実施している深地層下での現場実験の再現解析を実施し、シミュレータの有用性を検証した。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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