• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2018 年度 実績報告書

不飽和帯における人工バリア変質抑制機能を活用したコンパクト地層処分システムの創成

研究課題

研究課題/領域番号 16K14532
研究機関東北大学

研究代表者

新堀 雄一  東北大学, 工学研究科, 教授 (90180562)

研究分担者 千田 太詩  東北大学, 工学研究科, 講師 (30415880)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード原子力エネルギー / バックエンド / 放射性廃棄物 / 処分システム / 核種閉じ込め
研究実績の概要

課題1(飽和帯の同定および冠水期間を評価する数理モデル)、課題2(スメクタイトのイライト化の反応速度と冠水に至る速度(期間)の比較検討)および課題3(不飽和帯における廃棄体周囲温度の推移の評価)の検討を継続した。課題1では2次元的な不飽和の形成とその冠水に至る経過を室内実験および数値モデルにより検討し、数値モデルは実験結果をよく表すことを確認した。課題2では課題1の結果を踏まえイライト化にカリウムの供給はイライト化の反応速度に比較して十分に大きく、不飽和帯はカリウムの供給を制限するには至らないこと、課題3により不飽和帯の厚みが2.5mから15mに大きくなるに従って、最大で緩衝材最高到達温度が96℃から105℃となることが明らかになった。他方、課題4(イライトへのケイ酸の析出挙動の評価)において、処分場の構築に必要となるセメントによりpHの空間分布が生じ、過飽和となったケイ酸が処分場下流でイライトに析出し、その析出速度定数はNa型ベントナイトへの析出と同程度であり、塩濃度および温度上昇に伴って大きくなった。課題5(不飽和帯の変質抑制機能を考慮した廃棄体間隔)において課題1から4の成果を統合すると、不飽和帯はベントナイトのイライト化の原因になるカリウムの供給は抑えることはできないものの、埋め戻し領域の温度を上昇させてイライト化を進める一方、セメント利用によるケイ酸の再分配がイライトにも確認でき、その流路を閉塞する効果は温度上昇により顕著となった。つまり、ベントナイトの変質抑制効果は期待できないものの、ケイ酸の析出を含めた変質効果が核種の閉じ込めに寄与する。このことは、イライト化の抑制温度としての100℃以下という従来の制約条件を外すことを可能とし、例えば2つの廃棄体(縦置き)を重ねることもオプションとなる。その場合、廃棄体の必要面積を従来の44平方m/本(廃棄体間隔4.4m×坑道間隔10m)の半分までにコンパクト化する。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (6件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Estimation of Deposition Behavior of Supersaturated Silicic Acid around Geological Disposal Facility2019

    • 著者名/発表者名
      Shogo Tanaka, Yuichi Niibori, Taiji Chida
    • 雑誌名

      Proceedings of WM2019 (HLW, TRU, LLW/ILW, Mixed, Hazardous Wastes & Environmental Management)

      巻: Paper No. 19137 ページ: 1-6

    • 査読あり
  • [学会発表] 処分場周辺流動場を想定した過飽和ケイ酸の析出による透水性変化に関する基礎的研究2019

    • 著者名/発表者名
      田中 翔悟,小堤 健紀,千田 太詩,新堀 雄一
    • 学会等名
      日本原子力学会 2019年春の年会
  • [学会発表] Mgイオン共存条件における過飽和ケイ酸の析出挙動評価2019

    • 著者名/発表者名
      大向 諄,千田 太詩,新堀 雄一
    • 学会等名
      第4回次世代廃炉イニシアティブカンファレンス
  • [学会発表] 地下の処分環境に遍在する緑泥石および絹雲母への過飽和ケイ酸の析出挙動2019

    • 著者名/発表者名
      齋藤 聖史,千田 太詩,新堀 雄一
    • 学会等名
      第4回次世代廃炉イニシアティブカンファレンス
  • [学会発表] 地下処分場周辺流動場における過飽和ケイ酸の析出挙動の評価2018

    • 著者名/発表者名
      田中 翔悟,新堀 雄一,千田 太詩
    • 学会等名
      日本原子力学会「バックエンド部会」第34 回バックエンド夏期セミナー
  • [学会発表] 冠水条件における過飽和ケイ酸の析出挙動に関する基礎的検討2018

    • 著者名/発表者名
      大向 諄,笹川 剛,千田 太詩,新堀 雄一
    • 学会等名
      第14回量子エネルギー工学フォーラム
  • [学会発表] Mg共存下における過飽和ケイ酸の析出挙動の評価2018

    • 著者名/発表者名
      大向 諄,千田 太詩,新堀 雄一
    • 学会等名
      日本原子力学会 東北支部会 第42回研究交流会
  • [備考] 著書論文等ー 新堀 雄一

    • URL

      http://db.tohoku.ac.jp/whois/detail/a0f21740a16e2fd1eeab1f9ef0b882de.html

URL: 

公開日: 2019-12-27  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi