| 研究課題/領域番号 |
21K04259
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分22030:地盤工学関連
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| 研究機関 | 足利大学 |
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研究代表者 |
西村 友良 足利大学, 工学部, 教授 (00237736)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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| キーワード | ベントナイト / 膨張 / 熱 / 塩水 / せん断強さ / クリープ / 不飽和土 / ガス圧 / 膨潤 / 強度 / 間隙圧 / 有効応力 / 高温 / 透水係数 / 高レベル放射性廃棄物施設 / 人工バリア / THMC挙動 / 安全予測 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究は高レベル放射性廃棄物施設の不飽和状態の人工バリアが塩化物イオンを含む浸透水による再冠水と廃棄体核種崩壊熱による安全性低下（危険性側の高まり）について検証する。
A 浸透水（塩水・イオン交換水）の化学的影響を考慮した高温を受けたベントナイトの膨潤変形性および難透水性の性能劣化の検証
B 高温を受けた不飽和ベントナイトのガス圧の影響や飽和ベントナイトの間隙水圧の発生によるベントナイトの有効応力の低下に関する研究報告は極めて限定的であり、実験結果の蓄積が急務。（膨潤浸透には塩水浸透を含む）
C 高温を受けた不飽和・飽和ベントナイトの強度・変形特性の検証（膨潤浸透には塩水浸透を含む）
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| 研究成果の概要 |
本研究は、人工バリアを構成するベントナイトおよび砂混合ベントナイトのThermal（T）-Hydro（H）-Mechanical（M）-Chemical（C）挙動から不飽和・飽和ベントナイトの品質性能低下、長期安定性低下が明らかである。温度変化・浸透水のイオン濃度との定量的関係は見出されていない。安全性予測には、熱物性、気液混合二相流物性、力学物性、浸透物性、変形特性などが必須であることから、系統立てた室内THMC挙動試験は見当たらないことから、力学挙動変化、変形特性、高温作用によるガス圧の発生を検証した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究は高レベル放射性廃棄物地下処分施設の人工バリア材・ベントナイトの不飽和状態と飽和状態のThermal（T）-Hydro（H）-Mechanical（M）-Chemical（C）挙動を数種の試験装置の開発を伴い室内試験を実施し明らかにした。熱的作用、浸透作用、化学的作用によるベントナイト砂混合体への力学特性、変形特性、ガス圧発生などに関する解析パラメータ設定に着目した。THMC挙動は連成挙動であることから明確な解析パラメータ抽出に至ることは困難であった。しかし、室内試験方法の手順などの貴重な情報を得ることができた。
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