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[HCG21-P05] 高レベル放射性廃棄物等の処分地選定に係るボーリング調査技術の実証研究（6）コア試料を用いた室内試験の品質管理・品質保証
キーワード：放射性廃棄物、地層処分、ボーリング調査、室内試験
1. はじめに
原子力発電環境整備機構（以下， NUMO）と一般財団法人電力中央研究所（以下，電中研）は，既存の地質環境調査・評価技術の高レベル放射性廃棄物等の処分地選定調査への適用性の確認・最適化を図るために，2006年度より，電中研横須賀地区において大深度ボーリング実証試験を主体とする共同研究（以下，実証研究）を進めてきた。ここでは，これまで地層処分研究開発において事例のない新第三紀付加コンプレックス中の堆積岩類（葉山層群など）を対象として，大深度ボーリング実証試験（YDP-1～3孔）などにより各種データを取得し，地質環境モデルを構築・更新できることを確認した1）。一方，脆弱かつ膨潤性を有する葉山層群におけるコアロスや孔径拡大を低減するための掘削技術の最適化や，コア室内試験の品質管理・品質保証技術の整備などの課題を認識した。これらを解決するために，2019年度から2021年度にかけて，同地区において大深度ボーリング実証試験（YDP-4孔）を実施した。本報告では，電中研横須賀地区において実施したボーリング実証試験で取得したコア試料を用いた力学及び水理学的特性に関する室内試験を対象として，スイスの放射性廃棄物管理共同組合（以下，Nagra）との共同研究を実施した結果について報告する。具体的には，Nagraがサイト選定のための大深度ボーリング調査で適用している室内試験と本実証研究で実施したそれとを比較して，室内試験の手順や品質管理・品質保証手法を最適化するための技術的知見を拡充した。
2. 主な成果
コア試料を用いた力学試験（一軸圧縮試験，三軸圧縮試験）及び水理学的特性試験（透水試験，透気試験）に供するコア試料の選定基準として，試験の品質管理・品質保証の観点から，「各岩相を代表するコア試料を選定する（実際の地質状況を考慮せずに，一定間隔での採取は行わない）こと」，「粒度，鉱物，堆積構造などの岩石学的な観点から均質であること」及び「亀裂がないこと」については，Nagraと実証研究とで同様の基準を有することを確認した。
一方で，Nagraの大深度ボーリング調査プログラムでは，品質管理・品質保証の観点から，ボーリングコアの回収時点から生じる乾燥や溶存ガスの放出を避け，コアを原位置に近い状態に保持するために，事前に各室内試験のためのコア試料採取計画と優先順位を明確化している。また，現場で回収されたボーリングコアの状態に応じて迅速に判断が可能な体制を構築し，ボーリングコアの回収から室内試験に用いるコア試料の選定・保存までの経過時間の短縮化に取り組んでいることを確認した。また，Nagraでは，採取したコア試料の健全性を評価するために医療用X線CT画像を活用しており，それにより試験の供試体の品質確保が図られていることを確認した。さらに，実証研究で実施した透気試験は，含水比試験による炉乾燥後の供試体に対して実施しているが，この方法では，炉乾燥が供試体に不可逆的な変形を誘発し，透気試験に影響している可能性があることなどが示唆された。
3. まとめ
室内試験の手順や品質管理・保証手法を最適化するための技術的知見を拡充するために，Nagraとの共同研究として，力学及び水理学的特性に関する室内試験を対象に，YDP-4孔で取得したコア試料を用いて，Nagraがサイト選定のための大深度ボーリング調査で適用している室内試験と本実証研究において実施したそれとを比較した。その結果，コア試料の選定・保存までの経過時間の短縮化の方法や， X線CT画像を活用した試験供試体の品質管理，及びデータ品質を確保するための試験手順などの技術的知見を取得することができた。
文献
1) 近藤ほか（2014）：地層処分地選定のための地質環境調査技術の実証研究：調査段階に応じた地質環境モデルの構築と調査手法の適用性検討，地質学雑誌，120巻，12号，p. 447-471.
原子力発電環境整備機構（以下， NUMO）と一般財団法人電力中央研究所（以下，電中研）は，既存の地質環境調査・評価技術の高レベル放射性廃棄物等の処分地選定調査への適用性の確認・最適化を図るために，2006年度より，電中研横須賀地区において大深度ボーリング実証試験を主体とする共同研究（以下，実証研究）を進めてきた。ここでは，これまで地層処分研究開発において事例のない新第三紀付加コンプレックス中の堆積岩類（葉山層群など）を対象として，大深度ボーリング実証試験（YDP-1～3孔）などにより各種データを取得し，地質環境モデルを構築・更新できることを確認した1）。一方，脆弱かつ膨潤性を有する葉山層群におけるコアロスや孔径拡大を低減するための掘削技術の最適化や，コア室内試験の品質管理・品質保証技術の整備などの課題を認識した。これらを解決するために，2019年度から2021年度にかけて，同地区において大深度ボーリング実証試験（YDP-4孔）を実施した。本報告では，電中研横須賀地区において実施したボーリング実証試験で取得したコア試料を用いた力学及び水理学的特性に関する室内試験を対象として，スイスの放射性廃棄物管理共同組合（以下，Nagra）との共同研究を実施した結果について報告する。具体的には，Nagraがサイト選定のための大深度ボーリング調査で適用している室内試験と本実証研究で実施したそれとを比較して，室内試験の手順や品質管理・品質保証手法を最適化するための技術的知見を拡充した。
2. 主な成果
コア試料を用いた力学試験（一軸圧縮試験，三軸圧縮試験）及び水理学的特性試験（透水試験，透気試験）に供するコア試料の選定基準として，試験の品質管理・品質保証の観点から，「各岩相を代表するコア試料を選定する（実際の地質状況を考慮せずに，一定間隔での採取は行わない）こと」，「粒度，鉱物，堆積構造などの岩石学的な観点から均質であること」及び「亀裂がないこと」については，Nagraと実証研究とで同様の基準を有することを確認した。
一方で，Nagraの大深度ボーリング調査プログラムでは，品質管理・品質保証の観点から，ボーリングコアの回収時点から生じる乾燥や溶存ガスの放出を避け，コアを原位置に近い状態に保持するために，事前に各室内試験のためのコア試料採取計画と優先順位を明確化している。また，現場で回収されたボーリングコアの状態に応じて迅速に判断が可能な体制を構築し，ボーリングコアの回収から室内試験に用いるコア試料の選定・保存までの経過時間の短縮化に取り組んでいることを確認した。また，Nagraでは，採取したコア試料の健全性を評価するために医療用X線CT画像を活用しており，それにより試験の供試体の品質確保が図られていることを確認した。さらに，実証研究で実施した透気試験は，含水比試験による炉乾燥後の供試体に対して実施しているが，この方法では，炉乾燥が供試体に不可逆的な変形を誘発し，透気試験に影響している可能性があることなどが示唆された。
3. まとめ
室内試験の手順や品質管理・保証手法を最適化するための技術的知見を拡充するために，Nagraとの共同研究として，力学及び水理学的特性に関する室内試験を対象に，YDP-4孔で取得したコア試料を用いて，Nagraがサイト選定のための大深度ボーリング調査で適用している室内試験と本実証研究において実施したそれとを比較した。その結果，コア試料の選定・保存までの経過時間の短縮化の方法や， X線CT画像を活用した試験供試体の品質管理，及びデータ品質を確保するための試験手順などの技術的知見を取得することができた。
文献
1) 近藤ほか（2014）：地層処分地選定のための地質環境調査技術の実証研究：調査段階に応じた地質環境モデルの構築と調査手法の適用性検討，地質学雑誌，120巻，12号，p. 447-471.