バックエンド対策及び再処理技術に係る研究開発 8 - 12 地質環境の長期変動を考慮して安全性を評価する －地層処分の安全評価における隆起侵食の影響評価技術の検討－ 処分場閉鎖時 閉鎖後の任意の時間 標高 ■平均標高の変化 ■起伏の変化 ■処分深度の減少 起伏 （高度分散量） 隆起侵食速度 下流部：0.1 mm/年 中流部：0.5 mm/年 上流部：1.0 mm/年 平均標高 酸化帯の範囲 侵食 処分場の位置 1.0E+04 頻度 1.0E+03 ＊ 300 µSv/年 隆起 処分場の位置 図 8-29 隆起侵食に伴う起伏の時間変化を考慮した処分 場の状態設定 隆起侵食とそれに伴う起伏の時間変化を既往の地形発達モ デルを用いて定量化することにより､ 処分場が地表付近に 到達する時期や地表に到達する廃棄体の数などのパラメー タを時間の関数として評価することが可能になりました。 線量 健岩部 ■影響を受ける廃棄体数 ■地質環境条件とそれらの時間変化・深度 依存性（e.g.水理特性，地球化学特性など） 1.0E+02 1.0E+01 （µSv/年） 1.0E+00 1.0E-01 1.0E-02 -11.0 -10.5 -10.0 -9.5 -9.0 -8.5 -8.0 -7.5 -7.0 透水量係数分布の対数平均値 （log （m2/s） ） 【中流部】 平均的な隆起侵食速度 不均一侵食 ＊ 斜 我が国では地層処分に対する線量基準が決まっていないため，ここではICRP Publication81で示されている放射線防護基準の目安値（300 µSv/年） を参照した 退 面 後 後 退 侵食幅 50∼100 m 面 斜 下方侵食 側方侵食 側方侵食 【下流部】 比較的遅い隆起侵食速度 面的侵食 【上流部】 比較的速い隆起侵食速度 線的侵食 （V字型侵食） 斜面 斜面 侵食幅 § 2000 m 側方侵食 谷の深さ 100∼700 m 側方侵食 下方侵食 図 8-31 隆起侵食による処分場の地表到達を想定した影響 評価結果 様々な地質環境条件を考慮するために透水量係数を変化させ､ 処分場に起因する人間への影響を評価しました。この結果、万 が一処分場が地表へ接近する場合でも、ICRP で示されている 放射線防護基準の目安値を下回ることが示されました。 谷の幅 200∼1200 m 図 8-30 河川の流域区分に応じた侵食形態の概念モデル 我が国は変動帯に位置しているため、高レベル放射性廃 棄物の地層処分では、長期にわたり安定な地質環境を選 定することが不可欠です。このため局所的かつ突発的な地 質環境の変動 （断層や火山活動） が想定される地域は綿密 な調査により回避されますが、我が国の幅広い地域で確 認されている緩慢な現象 （気候変動や隆起侵食） の影響に ついては、サイト選定で回避することが難しいため、その 影響をあらかじめ評価しておくことが重要です。このうち、 隆起侵食については、数 10 万年を超える継続性を考慮 すると、地下 300 m 以深に建設される処分施設と人間 の生活圏との離間距離が徐々に短縮し、極端な想定の帰 結として処分場が地表に接近することが考えられます。こ のため本研究では、隆起侵食の長期的な影響を考慮して 地層処分の安全性を評価するための技術を開発しました。 従来は、 隆起速度と侵食速度が等しいとの仮定のもと、 処分場が一定の速度で地表に接近し、地表に到達した時 点で処分場全体が平面的に一様に削剥されるという簡易 な仮定に基づく評価が行われていました。 しかしながら、 現実的には、隆起速度と侵食速度が異なるケースが多数 存在していることから､ これらを考慮したモデルを開 発し、評価に必要なパラメータを時間の関数として系統 的に設定できる手法を開発しました （図 8-29） 。 さらに、 処分場が地表に接近した際の評価技術として、 我が国の主要な侵食プロセスである河川侵食に着目し、 地形学の研究等に基づいて河川侵食の形態や隆起侵食速 度との関係などを流域区分ごとに整理しモデル化しまし た （図 8-30） 。これにより､ 従来のモデルに比べ、侵食 形態や処分場の地表到達までの時間を現象に則して評価 する事が可能となりました。本技術を用いて、遠い将来 に隆起侵食により処分場が地表に到達し､ 侵食により処 分場が削剥され放射性核種が人間環境に放出されるとい う想定のもと、廃棄物に起因する人間への影響を評価し ました。この結果、隆起侵食速度の速い河川上流部では 侵食量（処分場を削剥する量）が少ないため､ 人間環境 への放射性物質の放出量が少ないこと、一方幅広い領域 が一様に侵食される下流部では､ 処分場の削剥量が多 くなるものの、隆起侵食速度が遅いため処分場の地表到 達までの時間が長く、その間に多くの核種が崩壊するこ と､ 更に中流部では地表到達の時期も削剥量も上述の 2 ケースの設定を超えないことから、いずれのケースにお いても、国際放射線防護委員会 （ICRP） で示されている 放射線防護基準の目安値を下回りました （図 8-31） 。 ●参考文献 Wakasugi, K. et al., Bounding Analysis of Uplift and Erosion Scenario for an HLW Repository, Proceedings of 21st International Conference on Nuclear Engineering (ICONE 21), Chengdu, China, 2013, ICONE21-16724, 9p., in DVD-ROM. 原子力機構の研究開発成果 2014 107
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