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JP4453577B2 - Waste geological disposal facility - Google Patents
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Description

本発明は、廃棄物の地層処分に関するものであり、特に原子力発電から生じる放射性廃棄物の地層処分において、地下深部の安定した地層中に廃棄体を埋設処分するための処分施設形状に関するものである。   The present invention relates to geological disposal of waste, and more particularly, to geological disposal of radioactive waste generated from nuclear power generation, which relates to the shape of a disposal facility for burying waste in a stable geological formation in the deep underground. .

原子力発電から生じる放射性廃棄物のうち高レベル放射性廃棄物は、使用済核燃料の再処理工程で分離された液体廃棄物であり、放射能レベルが高いばかりでなく、長期間にわたって放射能を持ち続ける長寿命の放射性核種が数多く含まれている。そのため、このような高レベル放射性廃棄物は、ガラス原料と共にステンレス鋼製のキャニスターに溶かし込みガラス固化体として安定化処理し、冷却のため数10年間貯蔵した後、ガラス固化体が収納されたキャニスターをオーバーパックと称される厚肉鋼板製の密閉容器内に密閉収納するなどして廃棄体とし、この廃棄体を地下300m(法律により決定)より深い安定した地層中に埋設処分するようにしている。   Among the radioactive waste generated from nuclear power generation, high-level radioactive waste is liquid waste separated in the reprocessing process of spent nuclear fuel, and not only has a high level of radioactivity but also continues to have radioactivity for a long period of time. It contains many long-lived radionuclides. Therefore, such high-level radioactive waste is dissolved in a stainless steel canister together with glass raw materials, stabilized as a glass solidified body, stored for several decades for cooling, and then the canister in which the glass solidified body is stored. To be disposed of in a sealed container made of thick steel plate called overpack, and disposed of in a stable formation deeper than 300m underground (determined by law). Yes.

この放射性廃棄物の地層処分では、図7に示すように、廃棄体Aの周囲のベントナイト緩衝材などの人工バリアBと岩盤の天然バリアCとの多重バリアシステムにより、安全性を確保する方策を採っている。人工バリアBの役目は、廃棄体Aから天然バリアCへの核種放出率の低減であり、天然バリアCの役目は、生物圏への核種移行遅延である。   In this geological disposal of radioactive waste, as shown in FIG. 7, a measure to ensure safety is provided by a multi-barrier system of an artificial barrier B such as bentonite cushioning material around the waste A and a natural barrier C of the rock. Adopted. The role of the artificial barrier B is to reduce the release rate of the nuclide from the waste A to the natural barrier C, and the role of the natural barrier C is to delay the nuclide migration to the biosphere.

図8に示すように、核種は、人工バリアBから核種の濃度勾配に起因する拡散により緩衝材を経由して天然バリアCに放出されるため、核種放出率を低減するためには、濃度勾配が生じないようにする必要がある。例えば、放出された核種の濃度が希釈されないように、(1)岩盤中の地下水の流れが遅い場所の選定、あるいは(2)ある廃棄体により汚染された地下水が別の廃棄体の周辺に到達するような施設形状の設計などが考えられる。   As shown in FIG. 8, since the nuclide is released from the artificial barrier B to the natural barrier C via the buffer material by diffusion caused by the concentration gradient of the nuclide, the concentration gradient is used to reduce the nuclide release rate. It is necessary to prevent this from occurring. For example, to avoid diluting the concentration of released nuclides, (1) selection of a place where the flow of groundwater in the bedrock is slow, or (2) groundwater contaminated by one waste reaches the vicinity of another waste The design of the facility shape that can be considered.

また、天然バリアC中の核種は、動水勾配(地下水流動の駆動力)と岩盤の透水性により決定される地下水の流れと共に移行するため、核種移行を遅延させるためには、動水勾配が小さく岩盤の透水性が低い場所を選ぶ必要がある。例えば、(1)岩盤中の地下水の流れが遅い場所、あるいは(3)生物圏までの距離が遠い場所などが考えられる。   Moreover, since the nuclide in the natural barrier C moves with the flow of groundwater determined by the hydrodynamic gradient (driving force of groundwater flow) and the permeability of the rock mass, in order to delay the nuclide migration, It is necessary to select a small rock bed where water permeability is low. For example, (1) a place where the flow of groundwater in the bedrock is slow, or (3) a place far from the biosphere.

図9は、拡散による核種の緩衝材移行イメージを示したものであり、岩盤中の地下水の流れが遅く、地下水が汚染されていると、緩衝材中の核種の濃度勾配が小さくなり、核種放出率が小さくなる。一方、岩盤中の地下水の流れが速く、地下水が汚染されていないと、緩衝材中の核種の濃度勾配が大きくなり、核種放出率が大きくなる。   Fig. 9 shows the transition image of nuclide buffer material due to diffusion. If the flow of groundwater in the bedrock is slow and the groundwater is contaminated, the concentration gradient of nuclide in the buffer material becomes small and the nuclide release occurs. The rate is reduced. On the other hand, if the flow of groundwater in the bedrock is fast and the groundwater is not polluted, the concentration gradient of nuclides in the buffer material increases and the nuclide release rate increases.

従来技術では、多重バリアシステムの機能を発揮できるように、上記の(1)と(3)を満足する放射性廃棄物の施設の「位置(場所)」については考慮していたが、上記の(2)を満足する施設の「形状」については特に考慮せず、図10に示すような規則正しいパネル形状が考えられていた。   In the prior art, the “location (location)” of the radioactive waste facility that satisfies the above (1) and (3) was considered so that the function of the multi-barrier system could be demonstrated. The “shape” of the facility satisfying 2) was not particularly considered, and a regular panel shape as shown in FIG. 10 was considered.

図10において、高レベル放射性廃棄物の地層処分施設50は、地上施設51と地下施設52とから構成されている。地下施設52は、地上と地下を結ぶ立坑や斜坑等のアクセス坑道53、地下深部に複数並列して水平に掘削形成された処分坑道54、これら処分坑道に接続される主要坑道55等から構成されている。処分坑道54は区画されて独立した水平な処分パネルに分割されており、処分サイトの地質環境条件等に応じて、分散配置や多層配置等の柔軟なパネルレイアウトが可能とされ、また建設・操業・閉鎖の主要な作業を独立・並行して実施できるようにされている。   In FIG. 10, a geological disposal facility 50 for high-level radioactive waste is composed of a ground facility 51 and an underground facility 52. The underground facility 52 is composed of an access tunnel 53 such as a vertical shaft or a tilt shaft connecting the ground and the underground, a disposal tunnel 54 formed by excavation horizontally in parallel in the deep underground, and a main tunnel 55 connected to these disposal tunnels. ing. The disposal tunnel 54 is partitioned and divided into independent horizontal disposal panels, and flexible panel layouts such as distributed layout and multilayer layout are possible according to the geological environmental conditions of the disposal site, and construction and operation are also possible.・ Major closure work can be carried out independently and in parallel.

また、処分坑道54における廃棄体の定置方式には、種々の方式が考えられているが、例えば、図11(a)に示すような処分孔竪置き方式、図11(b)に示すような処分坑道横置き方式がある。図11(a)では、天然バリアとしての岩盤C中に掘削形成された処分坑道54の底盤部から下に向って処分孔56を鉛直に掘削形成し、トンネル軸方向には所定の間隔をおいて多数形成し、この処分孔56内に人工バリアとして地下水や岩盤圧の影響を低減する緩衝材(ベントナイト等) Bを敷き詰めると共に、この緩衝材B中に竪にした廃棄体Aを埋設定置している。処分坑道54は埋め戻される。図11(b)では、処分坑道54内に緩衝材Bを敷き詰めると共に、この緩衝材B中に横にした廃棄体Aをトンネル軸方向に所定の間隔をおいて埋設定置している。   In addition, various methods are considered for placing waste in the disposal tunnel 54. For example, a disposal hole laying method as shown in FIG. 11 (a), as shown in FIG. 11 (b), and the like. There is a disposal tunnel horizontal installation method. In FIG. 11 (a), a disposal hole 56 is vertically drilled from the bottom of the disposal tunnel 54 formed in the rock C as a natural barrier, and a predetermined interval is provided in the tunnel axis direction. In this disposal hole 56, a buffer material (such as bentonite) B that reduces the influence of groundwater and rock pressure is laid as an artificial barrier, and the waste material A that is trapped in the buffer material B is buried. ing. The disposal tunnel 54 is backfilled. In FIG. 11B, the buffer material B is spread in the disposal tunnel 54, and the waste A lying in the buffer material B is buried in the tunnel axis direction at a predetermined interval.

また、本発明に関連する先行技術文献として特許文献1〜6がある。特許文献1の発明は、放射性廃棄物等の格納躯体周囲の止水充填法に関するものである。特許文献2の発明は、放射性廃棄物の地層処分における地下水移動の安全評価に関するものである。特許文献3の発明は、放射性廃棄物地層処分場のサイト選定および仕様選定のための意思決定支援システムに関するものである。特許文献4の発明は、廃棄物の処分施設から漏洩する特定有害物質をモニタリングする装置に関するものである。特許文献5の発明は、放射性核種の処分場から漏洩する核種漏洩量を評価するシステムに関するものである。特許文献6の発明は、高レベル放射性廃棄物貯蔵施設の地下水の流動を考慮し立坑の位置を設定するものである。
特開2003−185796号公報 特開2003−139894号公報 特開2003−43191号公報 特開2002−328065号公報 特開2002−277584号公報 特開2002−196098号公報
Moreover, there are Patent Documents 1 to 6 as prior art documents related to the present invention. The invention of Patent Document 1 relates to a method for filling with water stoppage around a housing case such as radioactive waste. The invention of Patent Document 2 relates to safety evaluation of groundwater movement in geological disposal of radioactive waste. The invention of Patent Document 3 relates to a decision support system for site selection and specification selection of a radioactive waste geological disposal site. The invention of Patent Document 4 relates to an apparatus for monitoring specific harmful substances leaking from a waste disposal facility. The invention of Patent Document 5 relates to a system for evaluating the amount of leakage of nuclide leaked from a radioactive nuclide disposal site. The invention of Patent Document 6 sets the position of a vertical shaft in consideration of the flow of groundwater in a high-level radioactive waste storage facility.
Japanese Patent Laid-Open No. 2003-185796 JP 2003-139894 A JP 2003-43191 A JP 2002-328065 A JP 2002-277484 A JP 2002-196098 A

現在考えられている放射性廃棄物の地層処分の施設形状には、前述の(2)の観点(ある廃棄体により汚染された地下水が別の廃棄体の周辺に到達するような施設形状の設計の観点)から人工バリアからの核種放出率を低減するような検討が全く行われていなかった。   The currently considered geological disposal facility configuration of radioactive waste includes the above-mentioned viewpoint (2) (designing the facility shape so that groundwater contaminated by one waste body reaches the periphery of another waste body). From the viewpoint, no study has been made to reduce the release rate of nuclides from the artificial barrier.

本発明は、上記課題を解決すべくなされたもので、放射性廃棄物等の地層処分施設において、地下水の流れを考慮して廃棄体からの核種等の放出を低減することができる廃棄物地層処分施設を提供することにある。   The present invention was made to solve the above problems, and in geological disposal facilities such as radioactive waste, waste geological disposal that can reduce the release of nuclides and the like from waste in consideration of the flow of groundwater To provide facilities.

本発明の請求項1に係る発明は、廃棄物地層処分場の地下の地盤中に廃棄体を埋設処分するための廃棄物地層処分施設であって、廃棄体が地下水の移行経路に沿って配置され、かつ、上流側よりも下流側に多く配置されていることを特徴とする廃棄物地層処分施設である。本発明は、特に高レベル放射性廃棄物の地層処分に有効に適用されるものである。その他の廃棄物の地層処分にも適用することができる。   The invention according to claim 1 of the present invention is a waste geological disposal facility for burying waste in an underground ground of a waste geological disposal site, wherein the waste is disposed along a migration path of groundwater And a waste geological disposal facility characterized in that it is disposed more downstream than upstream. The present invention is particularly effectively applied to geological disposal of high-level radioactive waste. It can also be applied to geological disposal of other waste.

本発明は、高レベル放射性廃棄物の地層処分の場合、前述の(2)の観点、即ちある廃棄体により汚染された地下水が別の廃棄体の周辺に到達するような施設形状の設計の観点から、廃棄体周囲の人工バリア(緩衝材)からの核種放出率を低減するような対策をとるために、対象となる領域において、上流側に配置した廃棄体から放出された核種を含む地下水が、下流側に配置した廃棄体を流れるような施設形態を構築するものである。   In the case of geological disposal of high-level radioactive waste, the present invention is based on the above-mentioned viewpoint (2), that is, the viewpoint of the design of the facility shape so that the groundwater contaminated with one waste reaches the periphery of another waste. Therefore, in order to take measures to reduce the nuclide release rate from the artificial barrier (buffer material) around the waste body, in the target area, the groundwater containing the nuclide released from the waste body placed upstream is The facility form that flows through the waste disposed on the downstream side is constructed.

図5に示すように、廃棄体Aから放出された核種は、移流・分散により下流側に流れていく。ここで、大き目のスケールで見た主流動方向の地下水の流れに沿っての流れを「移流」と、水みちが複雑で小さ目のスケールで見ると様々な方向に流れていく過程を「分散」と表現している。移流に分散が加わるため、核種は放射状に広がっていく。従って、本発明は、この下流側に廃棄体を順に配置していくことを基本とする。地下水の移行経路に沿ったラインが最も核種の濃度が高くなっているため、理想的な廃棄体の配置イメージは、図6に示すように、全廃棄体Aを地下水の移行経路に沿って配置するものである。   As shown in FIG. 5, the nuclide released from the waste A flows downstream by advection / dispersion. Here, the flow along the flow of groundwater in the main flow direction as seen on the large scale is referred to as “advection”, and the process in which the water flow is complicated and flows in various directions on a small scale is referred to as “dispersion”. It expresses. Because dispersion is added to the advection, the nuclides spread radially. Therefore, the present invention is basically based on arranging the wastes in this order on the downstream side. As the nuclide concentration is highest in the line along the groundwater transfer path, the ideal waste body layout image is shown in Figure 6 where all waste bodies A are placed along the groundwater transfer path. To do.

しかし、図6に示す方法は、処分場となる敷地の広さを考えると、非現実的なため、本発明では、敷地の広さを踏まえ、図1、図3に示すように、上流側の廃棄体より出た核種が移流・分散により分布する下流側に廃棄体を多く配置する施設形態とするものである。施設の形態は、廃棄体が上流側よりも下流側に多く配置される形態であればよく、種々の形態が考えられる。   However, since the method shown in FIG. 6 is unrealistic considering the size of the site to be a disposal site, in the present invention, based on the size of the site, as shown in FIGS. This is a facility configuration in which a lot of waste bodies are arranged on the downstream side where nuclides emitted from the waste bodies are distributed by advection and dispersion. The form of the facility only needs to be a form in which the waste body is disposed more downstream than the upstream side, and various forms are conceivable.

本発明の請求項2に係る発明は、請求項1に記載の廃棄物処分施設において、廃棄体が埋設処分される処分坑道を複数並設してなる処分ブロックが地下水の移行経路の上流側よりも下流側が広い平面形状または立体形状に形成されていることを特徴とする廃棄物地層処分施設である。   The invention according to claim 2 of the present invention is the waste disposal facility according to claim 1, wherein the disposal block formed by juxtaposing a plurality of disposal tunnels in which waste is buried is disposed upstream of the groundwater transfer path. Is a waste geological disposal facility characterized in that the downstream side is formed in a wide planar shape or three-dimensional shape.

これは、本発明の施設形態を具体化する場合の一例であり、例えば図2(b)に示すように、複数の処分坑道を有する平面的な処分ブロック(処分パネル)自体の形状を、廃棄体が上流側よりも下流側に多く配置されるような平面形状、例えば図1に示すような平面形状とする。この平面的な処分ブロックは、水平面(水平に対して傾斜させる場合もある)に配置してもよいし、鉛直面(鉛直に対して傾斜させる場合もある)に配置してもよい。あるいは、例えば図4(a)に示すように、上下空間を利用して処分坑道を立体的に並設した立体的な処分ブロックとし、この立体的な処分ブロックの形状を、廃棄体が上流側よりも下流側に多く配置されるような立体形状、例えば図3に示すような立体形状とする。   This is an example in the case of embodying the facility form of the present invention. For example, as shown in FIG. 2 (b), the shape of a flat disposal block (disposal panel) itself having a plurality of disposal tunnels is discarded. The planar shape is such that the body is arranged more downstream than the upstream side, for example, the planar shape as shown in FIG. The planar disposal block may be arranged on a horizontal plane (which may be inclined with respect to the horizontal) or may be arranged on a vertical plane (which may be inclined with respect to the vertical). Alternatively, for example, as shown in FIG. 4A, a three-dimensional disposal block in which disposal tunnels are arranged in three dimensions using upper and lower spaces, and the shape of the three-dimensional disposal block is disposed upstream of the waste body. A three-dimensional shape that is arranged more downstream than that, for example, a three-dimensional shape as shown in FIG.

本発明の請求項3に係る発明は、請求項1に記載の廃棄物処分施設において、廃棄体が埋設処分される処分坑道を複数並設してなる処分ブロックが地下水の移行経路の上流側よりも下流側に多く平面配置または立体配置されていることを特徴とする廃棄物地層処分施設である。   The invention according to claim 3 of the present invention is the waste disposal facility according to claim 1, wherein the disposal block formed by juxtaposing a plurality of disposal tunnels in which waste is buried is disposed upstream from the groundwater transfer path. Is a waste geological disposal facility characterized by a large number of planar arrangements or three-dimensional arrangements on the downstream side.

これは、本発明の施設形態を具体化する場合の他の例であり、例えば図2(c)に示すように、複数の処分坑道を有する平面的な処分ブロック(パネル)を、廃棄体が上流側よりも下流側に多く配置されるように、複数平面配置し、全体の形状が、例えば図1に示すような平面形状になるようにする。あるいは、例えば図4(b)に示すように、複数の処分坑道を有する平面的な処分ブロック(パネル)を、廃棄体が上流側よりも下流側に多く配置されるように、複数立体配置し、全体の形状が、例えば図3に示すような立体形状となるようにする。この場合も、平面的な処分ブロックは水平面に配列してもよいし、鉛直面に配列してもよい。また、平面的な処分ブロックは、通常の四角形等の処分パネルに限らず、図1のような形状の処分パネルを用いることもできる。   This is another example in the case of embodying the facility form of the present invention. For example, as shown in FIG. 2 (c), a flat disposal block (panel) having a plurality of disposal tunnels is disposed by a waste body. A plurality of planes are arranged so as to be arranged more on the downstream side than on the upstream side so that the overall shape becomes a planar shape as shown in FIG. Alternatively, for example, as shown in FIG. 4 (b), a plurality of planar disposal blocks (panels) having a plurality of disposal mine shafts are arranged in a three-dimensional manner so that the waste bodies are arranged more downstream than upstream. For example, the overall shape is a three-dimensional shape as shown in FIG. In this case, the planar disposal blocks may be arranged on a horizontal plane or a vertical plane. In addition, the planar disposal block is not limited to a regular rectangular disposal panel, and a disposal panel having a shape as shown in FIG. 1 can also be used.

なお、処分坑道は、高レベル放射性廃棄物の地層処分の場合、処分孔竪置き方式(図11(a)参照)、処分坑道横置き方式(図11(b)参照)などが用いられる。処分孔・処分坑道にはベントナイト緩衝材等の人工バリアが充填される。   In the case of the geological disposal of high-level radioactive waste, a disposal tunnel anchoring method (see FIG. 11 (a)), a disposal tunnel horizontal placement method (see FIG. 11 (b)), or the like is used. The disposal holes and disposal tunnels are filled with artificial barriers such as bentonite cushioning materials.

以上のような構成の本発明において、高レベル放射性廃棄物の地層処分の場合、地下水の上流側に配置した廃棄体から放出された核種を含む地下水が下流側に配置した廃棄体の近傍を通過するため、汚染された地下水の存在により、廃棄体周囲の緩衝材中の核種の濃度勾配が小さくなり、下流側に配置した廃棄体からの核種放出率が低減される(図9参照)。さらに、下流側に多く廃棄体を配置することにより、汚染された地下水がより多くの廃棄体近傍を通過することになるため、全体としての核種放出率が低減される。なお、その他の廃棄物の場合も、同様に有害物質等の放出率が低減される。   In the present invention configured as described above, in the case of geological disposal of high-level radioactive waste, the groundwater containing nuclides released from the waste disposed upstream of the groundwater passes through the vicinity of the waste disposed downstream. Therefore, due to the presence of contaminated groundwater, the concentration gradient of nuclides in the buffer material around the waste body is reduced, and the release rate of nuclides from the waste body disposed on the downstream side is reduced (see FIG. 9). Furthermore, by disposing many waste bodies on the downstream side, contaminated groundwater passes through more waste bodies, so that the nuclide release rate as a whole is reduced. In the case of other wastes, the release rate of harmful substances is similarly reduced.

本発明は、以上のような構成からなるので、特に高レベル放射性廃棄物の地層処分において、次のような効果が得られる。その他の廃棄物においても、同様の効果が得られる。
(1)地下水の移行経路に沿って廃棄体を配置することで下流側に配置した廃棄体の核種放出率を低減することができ、さらに下流側に多く廃棄体を配置することで全体としての核種放出率を低減することができる。
(2)人工バリアからの核種放出率を減らすことが可能となるため、性能評価結果の安全性が高まる。
(3)人口バリアからの核種放出率を減らすことが可能となるため、これまで地層処分が成立できないような地質環境においても地層処分が可能となる。
(4)これまで地層処分が成立できないような浅めの深度においても地層処分が可能となるため、工期短縮・コスト削減につながる。
(5)被ばく線量を減らすための更なる努力を行っていることを示すことにより、地域住民の方々からの理解が得られやすくなる。
(6)人工バリアからの核種放出率を減らすことが可能となるため、地質環境特性の理解に含まれる不確実性が大きい場合においても、余裕を持った安全代を保有することが可能となる。
(7)不確実性に対する安全代が大きくなるため、不確実性低減のための調査量を低減することが可能となり、工期短縮・コスト削減につながる。
Since this invention consists of the above structures, the following effects are acquired especially in the geological disposal of a high level radioactive waste. The same effect can be obtained with other wastes.
(1) By arranging waste bodies along the groundwater transfer path, the nuclide release rate of the waste bodies arranged downstream can be reduced, and by placing many waste bodies downstream, the overall The nuclide release rate can be reduced.
(2) Since the release rate of nuclides from the artificial barrier can be reduced, the safety of performance evaluation results is enhanced.
(3) Since it becomes possible to reduce the nuclide release rate from the population barrier, geological disposal becomes possible even in geological environments where geological disposal cannot be established so far.
(4) Since geological disposal is possible even at shallow depths where geological disposal cannot be established so far, it will lead to shortened construction period and cost.
(5) By showing that further efforts are being made to reduce the exposure dose, it will be easier for local residents to understand.
(6) Since it is possible to reduce the nuclide release rate from the artificial barrier, even if the uncertainty included in the understanding of geological environment characteristics is large, it is possible to have a margin for safety .
(7) Since the safety allowance for uncertainties increases, it becomes possible to reduce the amount of investigation for reducing uncertainties, leading to shortened construction period and cost.

以下、本発明を図示する実施の形態に基づいて説明する。この実施形態は、高レベル放射性廃棄物の地層処分に適用した例である。図1は、本発明に係る地層処分施設の形態の平面的なタイプの種々の例を示したものである。図2は、図1の施設形態の具体化の例を示したものである。図3は、本発明に係る地層処分施設の立体的なタイプの種々の例を示したものである。図4は、図3の施設形態の具体化の例を示したものである。   Hereinafter, the present invention will be described based on the illustrated embodiment. This embodiment is an example applied to the geological disposal of high-level radioactive waste. FIG. 1 shows various examples of planar types of geological disposal facilities according to the present invention. FIG. 2 shows an example of the embodiment of the facility form of FIG. FIG. 3 shows various examples of the three-dimensional type of the geological disposal facility according to the present invention. FIG. 4 shows an example of the embodiment of the facility form of FIG.

図1の平面図(または立面図)に示すように、地下深部の安定した岩盤の天然バリアC内に本発明の放射性廃棄物地層処分施設1が建設される。この地層処分施設1の形態は、上流側に配置した廃棄体から放出された核種を含む地下水が、下流側に配置した廃棄体を流れるように、地下水の移行経路に沿って配置され、かつ、上流側より出た核種が移流・分散により分布する下流側に廃棄体が多く配置されるような形態とされている。具体的な形態としては、多数の廃棄体で構成される平面的な処分区画の形状が三角形、台形、ホームベース型などを形成するようにし、上流側から下流側に向かって広がるように配置する。このような形態の地層処分施設1は、水平面あるいは水平に対して傾斜した平面に配置されるが、鉛直面あるいは鉛直に対して傾斜した平面に配置することもできる。   As shown in the plan view (or elevation) of FIG. 1, the radioactive waste geological disposal facility 1 of the present invention is constructed in a natural barrier C of a stable rock in the deep underground. The form of this geological disposal facility 1 is arranged along the groundwater transfer path so that the groundwater containing nuclides released from the waste disposed on the upstream side flows through the waste disposed on the downstream side, and The configuration is such that a large amount of waste is arranged on the downstream side where the nuclides from the upstream side are distributed by advection and dispersion. As a specific form, the shape of the flat disposal section composed of a large number of waste bodies is formed so as to form a triangle, a trapezoid, a home base type, etc., and arranged so as to spread from the upstream side toward the downstream side. . The geological disposal facility 1 having such a configuration is arranged on a horizontal plane or a plane inclined with respect to the horizontal, but can also be arranged on a vertical plane or a plane inclined with respect to the vertical.

図2(a)では、ベントナイト緩衝材等の人工バリアBで囲まれた廃棄体Aが、地下水の移行経路に沿って所定の間隔をおいて配置され、かつ、地下水移行経路に直交する水平方向の廃棄体数が下流側に向かって順次増加するように配置され、一つの平面的な処分区画が形成されている。このような平面的な処分区画を形成する具体的な方法としては、図2(b)に示すようなパネル形状による方法、図2(c)に示すような複数のパネルの配置による方法がある。   In FIG. 2 (a), the waste body A surrounded by an artificial barrier B such as bentonite cushioning material is disposed at a predetermined interval along the groundwater transfer path and is orthogonal to the groundwater transfer path. The number of waste bodies is arranged so as to increase sequentially toward the downstream side, and one flat disposal section is formed. As a specific method for forming such a flat disposal section, there is a method using a panel shape as shown in FIG. 2B, and a method using a plurality of panels as shown in FIG. 2C. .

図2(b)では、平面的な処分ブロックとしての処分パネル2自体の平面形状を例えば図1に示すような形状となるようにしている。処分パネル2は、地下水移行経路の直交方向に平行な複数の処分坑道3と、これら処分坑道3の端部を連結する主要坑道4から構成されている。   In FIG.2 (b), the planar shape of the disposal panel 2 itself as a planar disposal block is made into the shape as shown, for example in FIG. The disposal panel 2 includes a plurality of disposal tunnels 3 that are parallel to the orthogonal direction of the groundwater transfer path, and a main tunnel 4 that connects the ends of the disposal tunnels 3.

図2(c)では、処分パネル2を地下水の移行経路に沿って所定の間隔をおいて配置し、かつ、地下水移行経路に直交する水平方向のパネル数が下流側に向かって順次増加するように配置し、複数の処分パネル2が全体として例えば図1に示すような平面形状となるようにしている。処分パネル2は、処分坑道3と主要坑道4からなる通常の四角形等のパネルとしているが、図1に示すような形状の処分パネル2を用いることもできる。   In FIG.2 (c), the disposal panel 2 is arrange | positioned at predetermined intervals along the transition route of groundwater, and the number of horizontal panels orthogonal to a groundwater transition route increases sequentially toward a downstream side. The plurality of disposal panels 2 as a whole have a planar shape as shown in FIG. 1, for example. Although the disposal panel 2 is a normal quadrilateral panel composed of the disposal mine 3 and the main mine shaft 4, the disposal panel 2 having a shape as shown in FIG. 1 can also be used.

なお、廃棄体Aの定置方式には、従来と同様に、処分孔竪置き方式、処分坑道横置き方式などが用いられる。処分孔竪置き方式では、処分坑道3の底盤部から下に向って処分孔5を掘削形成し、トンネル軸方向には所定の間隔をおいて多数形成し、この処分孔5内に人工バリアとして地下水や岩盤圧の影響を低減する緩衝材(ベントナイト等) Bを敷き詰めると共に、この緩衝材B中に竪にした廃棄体Aを埋設定置する。処分坑道3は埋め戻される。処分坑道横置き方式では、処分坑道3内に緩衝材Bを敷き詰めると共に、この緩衝材B中に横にした廃棄体Aをトンネル軸方向に所定の間隔をおいて埋設定置する。なお、処分パネル2を鉛直配置とする場合には、処分坑道3を鉛直方向に多段に配置する方式、処分立坑竪置き方式などがある。   As a conventional method for placing the waste A, a disposal hole dredging method, a disposal tunnel horizontal placement method, and the like are used as in the past. In the disposal hole dredging method, disposal holes 5 are formed by excavating downward from the bottom of the disposal tunnel 3, and a large number of them are formed at predetermined intervals in the tunnel axis direction. A buffer material (such as bentonite) B that reduces the influence of groundwater and rock pressure is laid down, and the waste material A that is trapped in the buffer material B is buried. The disposal mine 3 is backfilled. In the disposal tunnel sideways system, the buffer material B is spread in the disposal tunnel 3, and the waste A lying in the buffer material B is buried at a predetermined interval in the tunnel axis direction. In the case where the disposal panel 2 is arranged vertically, there are a method in which the disposal mine shafts 3 are arranged in multiple stages in the vertical direction, a disposal shaft anchoring method, and the like.

次に、図3、図4は、平面だけではなく、上下空間を利用するようにしたものである。この場合も、平面タイプと同様に、地下深部の安定した岩盤の天然バリアC内に立体形状の放射性廃棄物地層処分施設1が建設される。この地層処分施設1の形態も、図1と同様に、上流側に配置した廃棄体から放出された核種を含む地下水が、下流側に配置した廃棄体を流れるように、地下水の移行経路に沿って配置され、かつ、上流側より出た核種が移流・分散により分布する下流側に廃棄体が多く配置されるような形態とされている。具体的な形態としては、図3に示すように、多数の廃棄体で構成される立体的な処分区画の形状を円錐、円錐台などとし、上流側から下流側に向かって広がるように配置する。   Next, FIGS. 3 and 4 show not only a plane but also an upper and lower space. In this case as well, the three-dimensional radioactive waste geological disposal facility 1 is constructed in the natural barrier C of the stable rock in the deep underground, as in the flat type. Similarly to FIG. 1, the geological disposal facility 1 is configured along the groundwater transfer path so that the groundwater containing nuclides released from the waste disposed on the upstream side flows through the waste disposed on the downstream side. In addition, a lot of waste bodies are arranged on the downstream side where nuclides emitted from the upstream side are distributed by advection and dispersion. As a specific form, as shown in FIG. 3, the shape of a three-dimensional disposal section composed of a large number of waste bodies is a cone, a truncated cone, etc., and is arranged so as to spread from the upstream side toward the downstream side. .

この立体タイプの場合も、上記のような立体的な処分区画を形成する具体的な方法としては、図4(a)に示すような立体的な処分ブロックによる方法、図4(b)に示すような複数のパネルの配置による方法がある。   Also in the case of this three-dimensional type, as a specific method for forming the three-dimensional disposal section as described above, a method using a three-dimensional disposal block as shown in FIG. 4 (a), shown in FIG. 4 (b). There is a method by arranging a plurality of panels.

図4(a)では、ベントナイト緩衝材等の人工バリアBで囲まれた廃棄体Aが、地下水の移行経路に沿って所定の間隔をおいて配置され、かつ、地下水移行経路の直交する水平方向の廃棄体数が下流側に向かって順次増加するように配置され、さらにこれを上下方向に所定の間隔をおいて複数段で配設することにより、一つの立体的な処分ブロック10を形成している。具体的には、例えば図2(b)に示すような処分パネル2を複数段配置することにより、図3に示すような形状の立体的な処分ブロック10を形成することができる。   In FIG. 4A, the waste body A surrounded by the artificial barrier B such as bentonite cushioning material is disposed at a predetermined interval along the groundwater transfer path, and the horizontal direction orthogonal to the groundwater transfer path The number of waste bodies is arranged so as to increase sequentially toward the downstream side, and further arranged in a plurality of stages at predetermined intervals in the vertical direction to form one three-dimensional disposal block 10. ing. Specifically, for example, by disposing a plurality of disposal panels 2 as shown in FIG. 2B, a three-dimensional disposal block 10 having a shape as shown in FIG. 3 can be formed.

図4(b)では、処分パネル2を地下水の移行経路に沿って所定の間隔をおいて配置し、かつ、地下水移行経路の直交する鉛直方向または水平方向のパネル数が下流側に向かって順次増加するように配置し、複数の処分パネル2が全体として例えば図3に示すような立体形状となるようにしている。この場合も、処分パネル2は、処分坑道3と主要坑道4からなる通常の四角形等のパネルとしているが、図1に示すような形状の処分パネル2を用いることもできる。   In FIG.4 (b), the disposal panel 2 is arrange | positioned at predetermined intervals along the groundwater transfer path | route, and the number of the vertical or horizontal panels orthogonal to a groundwater transfer path | route is sequentially toward downstream. It arrange | positions so that it may increase, and it is made for the some disposal panel 2 to become a solid shape as shown, for example in FIG. 3 as a whole. Also in this case, the disposal panel 2 is a normal quadrilateral panel composed of the disposal tunnel 3 and the main tunnel 4, but the disposal panel 2 having a shape as shown in FIG. 1 can also be used.

以上のような構成の地層処分施設において、サイトの地質環境評価の一環で行われる地下水流動解析結果を適用して概略の配置計画を立てた後に、従来の設計方法において上記の施設形態を決定することができる。また、施工は従来の立坑・斜坑・トンネル掘削技術や埋め戻し技術を活用することにより十分に可能である。   In the geological disposal facility configured as described above, after applying a groundwater flow analysis result that is performed as part of the geological environment evaluation of the site, an outline layout plan is made, and then the above-mentioned facility form is determined by the conventional design method be able to. In addition, construction is sufficiently possible by utilizing conventional shaft / tilt / tunnel excavation technology and backfill technology.

なお、以上は放射性廃棄物の地層処分場に適用した場合について説明したが、その他の廃棄物の地層処分にも適用することができる。   In addition, although the above demonstrated the case where it applied to the geological disposal site of radioactive waste, it is applicable also to the geological disposal of other waste.

本発明に係る地層処分施設の形態の平面的なタイプの種々の例を示す平面図である。It is a top view which shows the various examples of the planar type of the form of the geological disposal facility which concerns on this invention. 図1の施設形態の具体化の例を示したものであり、(a)は施設形態のイメージを示す斜視図、(b)はパネル形状で具体化した例の平面図、(c)は複数のパネルで具体化した例の斜視図である。FIG. 2 shows an example of the embodiment of the facility form in FIG. 1, (a) is a perspective view showing an image of the facility form, (b) is a plan view of an example embodied in a panel shape, and (c) is a plurality. It is a perspective view of the example materialized with this panel. 本発明に係る地層処分施設の立体的なタイプの種々の例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the various examples of the three-dimensional type of the geological disposal facility which concerns on this invention. 図3の施設形態の具体化の例を示したものであり、(a)は施設形態のイメージを示す斜視図、(b)は複数のパネルで具体化下例の斜視図である。FIGS. 3A and 3B show examples of implementation of the facility form of FIG. 3, in which FIG. 3A is a perspective view showing an image of the facility form, and FIG. 核種の移流・分散のイメージを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the image of advection and dispersion | distribution of a nuclide. 本発明にかかる地層処分施設における廃棄体の理想的な配置イメージを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the ideal arrangement image of the waste body in the geological disposal facility concerning this invention. 高レベル放射性廃棄物の多重バリアシステムを示す鉛直断面図である。1 is a vertical cross-sectional view showing a multi-barrier system for high-level radioactive waste. 図7における核種の移行原理を示す鉛直断面図である。FIG. 8 is a vertical sectional view showing the nuclide migration principle in FIG. 7. 拡散による核種の緩衝材移行を示す鉛直断面図とグラフである。It is the vertical sectional view and graph which show the buffer material transfer of the nuclide by diffusion. 従来一般の高レベル放射性廃棄物の地層処分施設とパネルを示す部分断面斜視図である。It is a partial cross section perspective view which shows the geological disposal facility and panel of a conventional general high level radioactive waste. 高レベル放射性廃棄物の地層処分における廃棄体の定置方式の例を示す部分断面斜視図である。It is a fragmentary sectional perspective view which shows the example of the placement method of the waste body in the geological disposal of a high level radioactive waste.

符号の説明Explanation of symbols

A…廃棄体
B…人工バリア(ベントナイト緩衝材)
C…天然バリア(岩盤)
1…廃棄物地層処分施設
2…平面的な処分ブロック(処分パネル)
3…処分坑道
4…主要坑道
5…処分孔
10…立体的な処分ブロック
A ... Waste B ... Artificial barrier (bentonite cushioning material)
C ... Natural barrier (bedrock)
1 ... Waste geological disposal facility 2 ... Flat disposal block (disposal panel)
3 ... Disposal tunnel 4 ... Main tunnel 5 ... Disposal hole 10 ... Three-dimensional disposal block

Claims (3)

廃棄物地層処分場の地下の地盤中に廃棄体を埋設処分するための廃棄物地層処分施設であって、廃棄体が地下水の移行経路に沿って配置され、かつ、上流側よりも下流側に多く配置されていることを特徴とする廃棄物地層処分施設。   It is a waste geological disposal facility for burying waste in the underground ground of a waste geological disposal site, where the waste is disposed along the groundwater transfer path and downstream from the upstream side. Waste geological disposal facility characterized by a large number of locations. 請求項1に記載の廃棄物処分施設において、廃棄体が埋設処分される処分坑道を複数並設してなる処分ブロックが地下水の移行経路の上流側よりも下流側が広い平面形状または立体形状に形成されていることを特徴とする廃棄物地層処分施設。   The waste disposal facility according to claim 1, wherein a disposal block formed by juxtaposing a plurality of disposal tunnels in which waste is buried is formed in a planar shape or a three-dimensional shape having a wider downstream side than an upstream side of a groundwater transfer path. Waste geological disposal facility characterized by being. 請求項1に記載の廃棄物処分施設において、廃棄体が埋設処分される処分坑道を複数並設してなる処分ブロックが地下水の移行経路の上流側よりも下流側に多く平面配置または立体配置されていることを特徴とする廃棄物地層処分施設。
2. The waste disposal facility according to claim 1, wherein a plurality of disposal blocks formed by juxtaposing a plurality of disposal tunnels in which waste is buried are arranged in a plane or three-dimensionally downstream from the upstream side of the groundwater transfer path. A waste geological disposal facility characterized by
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