| 研究課題/領域番号 |
22H00229
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
中区分22:土木工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 京都大学 (2023-2025)
愛媛大学 (2022) |
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研究代表者 |
安原 英明 京都大学, 工学研究科, 教授 (70432797)
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| 研究分担者 |
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), 教授 (30263958)
青柳 和平 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 幌延深地層研究センター, 研究職 (40636841)
緒方 奨 大阪大学, 大学院工学研究科, 助教 (50868388)
下茂 道人 公益財団法人深田地質研究所, その他部局等, 特別研究員 (90393694)
宮川 和也 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 核燃料サイクル工学研究所 BE資源・処分システム開発部, 研究副主幹 (90721225)
清水 麻由子 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 核燃料・バックエンド研究開発部門 地層処分研究開発推進部, 研究職 (10751191)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2026-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2025年度)
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| 配分額 *注記 |
42,120千円 (直接経費: 32,400千円、間接経費: 9,720千円)
2025年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2024年度: 12,350千円 (直接経費: 9,500千円、間接経費: 2,850千円)
2023年度: 11,440千円 (直接経費: 8,800千円、間接経費: 2,640千円)
2022年度: 12,480千円 (直接経費: 9,600千円、間接経費: 2,880千円)
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| キーワード | THMC連成 / 岩盤亀裂 / 透水特性 / 連成モデル / 透水挙動 / 岩石不連続面 / 連成数値シミュレーション / 透水試験 / トレーサー試験 / スーパーコンピュータ / 熱・水・応力・化学連成 / 連成数値シミュレータ / 亀裂性岩盤 / 透水・物質移行挙動 / 地層処分技術 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、高レベル放射性廃棄物の地層処分事業における廃棄体周辺岩盤の長期挙動予測を行える熱・水理・力学・化学連成のマルチフィジックスシミュレータを開発する。また、現場実験・モニタリングデータの再現解析を行い、シミュレータの妥当性・有用性を検証する。さらに、大規模な地下環境を超長期スパンで計算できるシステムを構築する。最終的に、シミュレータによる将来予測結果から、今後実施すべき現場モニタリングの具体的仕様について提案し、地層処分事業に資する成果をあげる。
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| 研究実績の概要 |
地層処分時に想定される深地層下における高圧力環境、廃棄体からの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を再現するために、熱輸送、地下水流動、応力変形、亀裂生成・進展、物質移行、地化学反応を一括処理する熱・水理・力学・化学連成数値シミュレータiPSACCを高度化した。3次元解析を実施できるようにシミュレータの拡張を行った。高度化したiPSACCを日本原子力研究開発機構のスーパーコンピュータに実装を試みた。実装については完了し、平易な問題を解かせることでシミュレータの動作確認を行った。実験的検討では、高温・高圧・高アルカリ・塩水環境下で実施できる透水試験装置を改良し、高温．高圧・塩水条件で透水試験を実施した。また、トレーサー試験装置を改良し、トレーサー試験を実施し装置の有用性を確認した。さらに、実験前後の岩石供試体を観察し、二次鉱物の沈殿を確認し、透水性・物質移行特性変化に及ぼす影響を評価した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
概ね当初の予定通り、数値解析モデルの高度化およびスーパーコンピュータへの実装ができている。実験の進捗もほぼ予定通りである。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和6年度は、解析モデルを高度化すること、また、スーパーコンピュータに実装したシミュレータの解析を実行し、地層処分環境を模擬した長期解析を実施する。また、室内試験では、トレーサー試験装置を改良し、実験結果を蓄積する。さらに、透水試験およびトレーサー試験のデジタルツインを試行する。
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