報告書番号

N09020

タイトル（和文）

スウェーデン・ハードロック地下研究施設における高レベル放射性廃棄物処分のための国際共同研究（その10）－ベントナイトの膨潤挙動に伴う密度変化の数値解析による予測－

タイトル（英文）

CRIEPI and SKB Cooperation Report No.10 - Numerical prediction for the density variation of the bentonite with the progress of its swelling -

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

高レベル放射性廃棄物処分において人工バリア周辺に発生する熱・水・応力の連成挙動の予測評価は世界的に重要な課題と認識されており，スウェーデンSKBが主催する国際共同研究において上記の予測評価に使用する数値解析コードの検証・高度化を目指した「人工バリアタスクフォース」を実施している．その中で，縦置き処分孔を実スケールで模擬した原位置加熱浸透試験をベンチマーク問題として解析を実施した．それにより，当所の開発した解析コードLOSTUFのベントナイト膨潤モデル（拡散二重層理論に基づく膨潤評価式）において，体積弾性係数も膨潤評価式から設定することにより，ベントナイト密度の均質化を再現できた．さらにポアソン比を0.5に近い値とすることにより等方的な膨潤圧が発生し，応力の予測精度が改善した．またLOSTUFにより実スケールの人工バリア周辺での熱・水・応力連成挙動を概ね再現することができ，その予測性能を確認できた．

概要 （英文）

In a repository of high-level radioactive waste, complex thermal, hydraulic and mechanical (THM) phenomena will take place, involving the radiogenic heating from the vitrified waste, infiltration of ground water and swelling pressure in the buffer. The capability of modeling such coupled phenomena is of particular importance to the repository design and the safety assessment. CRIEPI has developed the THM coupling code LOSTUF for evaluating the phenomena that will take place around the engineered barrier system (EBS). In Task Force on EBS at the Aspo Hard Rock Laboratory International Joint Committee, CRIEPI makes efforts to verify the capability to model THM processes in both unsaturated and saturated bentonite buffer.
In this report, numerical results for Canister Retrieval Test (CRT) which is the full scale in-situ heating and infiltration test of EBS in the shaft deposition hole. Simulation on the canister mid-height and simulation of the entire CRT are conducted. In the comparison between measured data and numerical results, following conclusions are obtained: (1) the swelling model in LOSTUF can reproduce the homogenization of bentonite dry density after the saturation process, (2) calculated swelling pressures are isotropic and their values are in better agreement with measured data in the case where Poisson's ratio is approximately 0.5, (3) LOSTUF can reproduce the THM behavior around the full-scale EBS.

報告者

キーワード