| 研究概要 |
高レベル放射性廃棄物等のエネルギー生成後の副産物を深地層下の岩盤内に隔離し,長期に渡りその性能を保証するためには,副産物隔離後の岩盤の水理学特性の経時変化を予測評価することが必要不可欠である.そこで本研究では,透水特性の経時変化に着目し,拘束圧及び温度を制御した単一の亀裂を有する泥岩の透水試験を実施し,透水特性の経時変化を観察すると共に,その変化に起因するメカニズムの解明を試みた.実験条件は,地下300m程度を想定して,拘束圧3MPaで,また温度は室温条件の20℃で透水実験を行った.さらに,透過水については蒸留水およびシリコーンオイルの2種類を採用した.蒸留水については,鉱物溶解を促進させるために使用し,シリコーンオイルについては,逆に鉱物溶解を起こさせない環境を模擬するために使用した.透水試験の結果,蒸留水を使用した場合,実験開始と共に透水性は低下していくことが確認された.一方,シリコーンオイルを使用した場合,透水性はほとんど低下せず定常状態を示した.これらの結果より,本実験で作用させた拘束圧(3MPa)および温度(20℃)条件では,透水性の低下は岩石を構成する鉱物の溶解現象に起因していると考えられ,力学的クリープの影響は小さいことが確認された.さらに,解析的な検討として,鉱物の溶解・拡散・沈殿の一連の機構を記述できる力学-化学連成モデルを改良し,実験結果の再現解析および拘束圧・温度条件を変化させた条件での予察解析を試みた.その結果,透水特性の変化は,作用する応力と温度に大きく依存し,90℃程度の温度条件でもその影響は大きいことが確認された.
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| 今後の研究の推進方策 |
拘束圧・温度・透過水pH環境を変化させた透水試験を実施し,精度の高い試験データを蓄積する.また,力学-化学連成解析モデルの改良を実施し,試験結果を再現するとともに,より精緻なモデルを開発する.
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