報告書番号

N12001

タイトル（和文）

処分施設条件を考慮した締固めたベントナイトのガス移行特性評価

タイトル（英文）

Evaluation of gas migration characteristics of compacted bentonite considering in-situ conditions of disposal facility

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

放射性廃棄物処分施設においては，放射性核種の移行を抑止するためなどの理由により用いられる締固められたベントナイトは緻密であるため透気性が低く，地下深部の還元性環境下における金属廃棄物の腐食等により水素ガスが発生した際のガス圧上昇量とそれが排水・排気量ならびにバリア性能へ及ぼす影響を検討する必要がある．当所では既に室内実験によりガス移行現象のメカニズムを解明するとともにその数値シミュレーション手法を提案してきたが，処分施設周辺では，廃棄体に自重やセメント打継目などの存在により，初期応力やベントナイトへのガス流入の条件が室内実験とことなるため，そのことの影響を評価する必要がある．そこで，廃棄体の自重等により発生する応力が膨潤圧より大きい場合とセメント打継目などからガスが流入する場合を想定したガス移行試験を行うとともに当所で開発した力学連成気液2相流モデルによるガス移行解析プログラムに大破過発生の条件を導入し，試験結果の数値シミュレーションを実施した．その結果，いずれの場合も概ね良好にシミュレートできることがわかった．

概要 （英文）

In the current concept of repository for radioactive waste disposal, compacted bentonite will be used as an engineered barrier mainly for inhibiting migration of radioactive nuclides. Hydrogen gas can be generated inside the engineered barrier by anaerobic corrosion of metals used for containers, etc. If the gas generation rate exceeds the diffusion rate of gas molecules inside of the engineered barrier, gas will accumulate in the void space inside of the engineered barrier until its pressure becomes large enough for it to enter the bentonite as a discrete gaseous phase. It is expected to be not easy for gas to entering into the bentonite as a discrete gaseous phase because the pore of compacted bentonite is so minute.Therefore it is necessary to investigate the effect of gas pressure generation and gas migration on the engineered barrier, peripheral facilities and ground.CRIEPI already proposed an analytical method for simulating gas migration through the compacted bentonite using the model of two phase flow through deformable porous media.Though validity of the analytical code of CRIEPI was examined by comparing existing gas migration test results with the calculated results, further validation is needed because in situ conditions, such as stress conditions and boundary condition, are different from conventional laboratory gas migration tent.In this study, gas migration tests whose initial axial stress is larger than initial radial stress and gas migration tests whose gas inlet is small. Simulation of the test results is also conducted.Comparing the test results with the calculated results, it is revealed that the analytical code of CRIEPI can simulate gas migration behavior through compacted bentonite with accuracy.

報告者

キーワード