再冠水過程のダイナミクスに基づく地層処分システムのコンパクト化

• 研究課題/領域番号: 25630425
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 原子力学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 新堀 雄一 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90180562)
• 研究分担者: 千田 太詩 東北大学, 大学院工学研究科, 助教 (30415880)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2015年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2014年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2013年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: 地層処分 / 放射性廃棄物 / 原子力エネルギー / 不飽和帯 / 冠水過程

研究成果の概要

本研究では、地層処分システムのコンパクト化を目的として、マイクロフローセルや充填層を用い、また、セメントの溶出による高アルカリ地下水の存在をも想定し、再冠水過程の特徴を整理した。その結果、再冠水過程は、液相への気相の物質移動速度ではなく、液相側に溶け込むガス成分の拡散や地下水流による液相自体の置換に大きく依存することが明らかになった。また、残留している気相を考慮した地下水流速の分布を設定し、地層処分のガラス固化体１本当たりの必要面積を数値解析により求め、地層処分の占有面積が従来の設定されている面積より1割程度小さくなる場合を示すとともに、今後の課題を整理した。

研究成果

• [雑誌論文] Migration Rates of Some Cations in Unsaturated Layer around the Near-Surface Disposal Facilities of Radioactive Wastes (2016)
  • 著者名/発表者名: Takenori Ozutsumi, Yuichi Niibori, Taiji Chida
  • 雑誌名: Proceedings of WM2016 (HLW, TRU, LLW/ILW, Mixed, Hazardous Wastes & Environmental Management) 巻: Paper No. 16116 ページ: 1-8
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Double porosity model to describe both permeability change and dissolution processes (2015)
  • 著者名/発表者名: Yuichi Niibori, Hideo Usui, Taiji Chida
  • 雑誌名: Mechanical Engineering Journal 巻: 2 号: 5 ページ: 15-00210-15-00210
  • DOI: 10.1299/mej.15-00210
  • NAID: 130005103833
  • ISSN: 2187-9745
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Influences of Temperature on Permeability Changes of Flow-paths Altered by Highly Alkaline Ca-rich Groundwater (2015)
  • 著者名/発表者名: Taiji Chida, Daiki Kurata, Yuichi Niibori, Hitoshi Mimura
  • 雑誌名: Proceedings of WM2015 (HLW, TRU, LLW/ILW, Mixed, Hazardous Wastes & Environmental Management 巻: Paper No.15192 ページ: 1-7
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Estimation of Permeability Changes due to Contact with Highly Alkaline Ca-rich Solution by Micro Flow-Cell of Granite Chip (2014)
  • 著者名/発表者名: Daiki Kurata , Taiji Chida, Yuichi Niibori, Hitoshi Mimura
  • 雑誌名: Proceedings of WM2014 (HLW, TRU, LLW/ILW, Mixed, Hazardous Wastes & Environmental Management 巻: Paper No. 14094 ページ: 1-9
  • 査読あり
• [学会発表] カラム充填層を用いた地下水不飽和帯における核種遅延効果の評価 (2015)
  • 著者名/発表者名: 小堤健紀，新堀雄一，千田太詩
  • 学会等名: 日本原子力学会秋の大会
  • 発表場所: 静岡県静岡市（静岡大学）
  • 年月日: 2015-09-09
• [学会発表] カラム充填層を用いた再冠水に伴う不飽和条件変動場における物質移行の評価 (2015)
  • 著者名/発表者名: 根本 匠，小堤健紀，千田太詩，新堀雄一
  • 学会等名: 日本原子力学会秋の大会
  • 発表場所: 静岡県静岡市（静岡大学）
  • 年月日: 2015-09-09
• [学会発表] 不飽和層を伴う浅地中貯蔵および処分システムにおけるセシウム等陽イオンの移行速度 (2015)
  • 著者名/発表者名: 小堤健紀，新堀雄一，千田太詩
  • 学会等名: 日本原子力学会第31回「バックエンド」夏季セミナー
  • 発表場所: 北海道旭川市（道北経済センタービル）
  • 年月日: 2015-08-05
• [学会発表] 地下水によって飽和されていない条件における遅延効果の変化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 小堤健紀, 新堀雄一, 千田太詩, 三村均
  • 学会等名: 日本原子力学会秋の大会
  • 発表場所: 京都府京都市（京都大学）
  • 年月日: 2014-09-08 – 2014-09-10
• [学会発表] 水酸化カルシウム水溶液流動場における花崗岩表面の変質過程の評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 倉田大輝、千田太詩、新堀雄一、三村均
  • 学会等名: 日本原子力学会バックエンド部会第29回「バックエンド」夏季セミナー
  • 発表場所: 福島市