報告書番号

N05028

タイトル（和文）

高レベル放射性廃棄物処分地下施設の長期挙動予測評価プログラムの開発 -緩衝材膨潤評価式の数値モデル化と熱・水・応力連成解析スキームの構築-

タイトル（英文）

Development of a numerical code for the prediction of the long-term behavior of the underground facilities for the high-level radioactive waste disposal

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のニアフィールドでは，長期にわたり，廃棄体からの発熱，緩衝材の膨潤など熱・水・応力の連成に伴う複雑な現象が発生する。その現象を数値解析により評価することは，処分施設の合理的な設計・安全評価のために重要である。 上記の目的に資するため，拡散二重層理論に基づく膨潤挙動評価式を用いた数値モデルを提案し，それを含んだ熱・水・応力連成の解析スキームを構築した。提案したモデルは，膨潤圧試験および膨潤変形試験で観察された応力･変形挙動をともに再現することができた。また，開発した連成解析コードを湿潤ベントナイトの室内ヒーター試験に適用したところ，温度勾配およびそれに伴う飽和度，間隙率の変化を再現することができ，解析コードの基礎的な機能が確認された。 今後は，より条件の制御された室内試験，実規模の原位置試験に解析コードを適用し，解析機能の更なる検証および高度化を行う。

概要 （英文）

Complicated phenomena originated by thermo-hydro-mechanical coupling behavior will occur in the near-field of geological disposal of nuclear waste. Development of a numerical evaluation method for such phenomena is important in order to make a reasonable repository design and a safty assessment. In order to achieve the objective above, a numerical model using the equations which can evaluate the swelling characteristics of buffer materials based on the diffusive double layer theory is proposed, and a numerical scheme for the thermo-hydro-mechanical copled analysis including the swelling model is cunstructed. The proposed swelling model can reproduce the behavior observed during both swelling pressure tests and swelling deformation tests. When the developed numerical code is applied to the laboratory heater test using a bentonite specimen, it can reproduce the thermal gradient, the distribution of saturation rate, and the variation of porosity. The developed numerical code will be applied to well-controlled laboratory tests and full-scale in-situ tests in the future work. In order to apply to the various geochemical conditions around the engineered barrier, chemical component will be coupled to the present numerical code.

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