高レベル放射線廃棄物地層処分研究開発の進捗状況について (10-02-02-02)

＜本文＞
　わが国における高レベル放射性廃棄物の処分方策については、動力炉・核燃料開発事業団（現、日本原子力研究開発機構、以下、「動燃事業団」という。）を研究の中核として、原子力委員会の方針に基づき関係機関と協力しつつ研究開発を進めた結果として、1992年9月、わが国における地層処分の安全確保の技術的可能性を示す「高レベル放射性廃棄物地層処分研究開発の技術報告書−平成3年度−」（いわゆる第１次取りまとめ）をまとめ、原子力委員会に提出した。原子力委員会は、この技術報告書の内容を放射性廃棄物対策専門部会において検討した結果、1993年7月に、わが国における地層処分の安全確保を図っていく上での技術的可能性が明らかにされているとの評価を示すとともに、2000年前まで予定されている動燃事業団による第２次取りまとめ、国によるその評価等を通じ、研究開発の進捗状況を見極め、研究方策をさらに評価検討することが必要であるとした。以下にその要約を示す。
　なお、本報告を受け、処分予定地の選定と安全基準の策定や地層処分の事業化に向けての技術的拠り所となる技術報告「わが国における高レベル放射性廃棄物地層処分の技術的信頼性—地層処分研究開発第２次取りまとめ—」をまとめるなど、引き続き地層処分技術の信頼性向上や安全評価手法の高度化に向けた研究開発を実施している。高レベル放射性廃棄物処分の実施主体である原子力発電環境整備機構（NUMO）は、処分事業の安全な実施や経済性・効率性の向上などを目的とした技術開発を行うとされている。
１．地層処分研究開発の進展状況およびその妥当性
　地層処分の研究は、地層処分した高レベル放射性廃棄物の安全性を長期にわたり確保できることを具体的に示すことを目指し、重点項目として、・地質環境条件の調査研究、・処分技術の研究開発、・処分システムの性能評価研究の三領域を定めて開発を推進している。
（1）地質環境状況の調査研究
　「技術報告書」では、地球科学分野における情報およびデ−タを、地層処分の観点から体系的に整理するとともに、高精度と信頼性を有する地質環境デ−タを効率的に調査・収集するための調査技術・機器に関する開発状況を報告している。また、深部地質環境に関して、部分的な実測デ−タを提示するなど性能評価等に必要な情報が整備されつつあると報告している。
　以上により、地質環境に係る現在収集可能な広範囲の情報が、地質環境の特徴を示す基礎的デ−タとして、体系的かつ包括的に整理がされつつあると判断し、将来とも有効なものと評価する。
（2）処分技術の研究開発
　「技術報告書」では、人工バリアについて各種材料の適性比較および材料の選定を行い、処分施設の設計や施工の技術的可能性について基礎的検討を行った上、処分システムを例示している。また、人工バリアと処分施設の設計や施工等に関しては、既存技術を適用できる見通しを得たと報告するとともに、信頼性向上のための個々の要素技術の課題と今後の研究の進め方について言及している。
　以上により、人工バリアと処分場の設計・建設・施工等に必要な技術開発の方向性が具体化し、より高い信頼性を有する技術の確立を目指した研究開発課題が明確化したと評価する。
（3）性能評価研究
　「技術報告書」では、広範な地質環境条件が研究されており、概括的調査によれば、高レベル放射性廃棄物の深地層埋設処分の概念が有効であると結論している。一方、地域を特定した場合の自然現象の評価手法・評価技術の開発の重要性を指摘している。
　多重バリアシステムについては、幅広い地質環境条件を想定し、地下水の水質や流動特性、人工バリアの長期的健全性、人工バリアから溶出した放射性物質の移行を抑制する働き等の性能解析基本モデルを体系的に構築し、例示的性能評価を行った結果、人工バリアおよび処分場の地質環境条件に対応した適切な設計・施工により、多重バリアの長期的性能保持と安全確保が保証されると結論している。但し、適切な設計・施工に際しては、特にニアフィ−ルド（人工バリアおよびその近傍の地層を併せた領域）の精度のよい地質環境条件の評価が重要であると指摘している。
　以上により、多重バリアシステムの性能評価のための方法論と包括的解析手法が整備され、今後の方向性が明確化したと判断されるとともに、地層処分の安全確保上の技術的基盤がより明らかにされ、安全確保技術の具体化等が進んでいると評価できる。
（4）総合的評価
　「技術報告書」では、・人工バリアと処分施設の設計・施工等に必要な技術については、基本的に既存の技術が適用できること、・多重バリアシステムの性能については、ニアフィ−ルドの性能評価を中心とした包括的解析手法が整備されたこと、変動幅を考慮しつつ例示的に想定した地質環境条件について解析した結果、人工バリアおよび処分施設を地質環境に対応して適切に設計し施工すれば、多重バリアシステムの性能を長期的に保持できることが報告されている。
　以上により、地層処分の研究開発は、「重点項目とその進め方」に沿って適切かつ着実に進められ、かつ、地層処分の安全確保に関して多重バリアシステムの有効性を示唆する知見が得られ、また、具体的な地層処分技術的方法が明確になってきていることを考慮し、概ね妥当なものと総合的に評価する。
２．地層処分研究開発に関する今後の課題等
　今後の展開については、「技術報告書」に示された研究開発の成果に基づき、特に、深部地質環境を適切に把握するための調査・研究を行い、より高度で信頼性の高い人工バリアや処分場の設計・施工等の技術開発を進めるなど、ニアフィ−ルドの性能評価と多重バリアシステムの一層の向上を図りながら、さらに研究開発を推進する必要がある。
（1）地質環境条件の調査研究
　長期にわたる安全性の確保にとって重要な地質環境条件に焦点を当て、地下深部における地質構造、地層・岩石の分布、岩盤物性、水理地質特性、地下水の地球科学特性等について、調査・計測技術や機器の開発・改良を進め高信頼性デ−タの充実を図る。
　また、火成活動、地震活動、断層活動、隆起・浸食、気候変動、海面変化等の自然現象については、活動の履歴を調査するとともに、個別的および総合的に自然減少を捉えて多重バリアシステムに与える影響を評価する。また、地域性がある火成活動等の自然現象については、地域性を考慮した評価手法・技術の開発を進める。その他、治山事業、資源開発等の大規模な人間生活が地球環境に与える影響等についても検討する。
（2）処分技術の研究開発
　人工バリアについては、研究開発要件を明確にした上で、より信頼性の高い人工バリアの開発を重点的に行う。オ−バ−パックに関しては、炭素鋼の長期的耐久性に係る研究を続けるとともに、チタン等の炭素鋼以外の材料について検討する。また、オ−バ−パックの溶接の健全性を含めた設計・製作に係る検討を進める。緩衝材については、粘土材料（ベントナイト）並びに他の新材料を含めた上で、より幅広い特性調査と施工法の検討を行う。施工法については、性能の確保上、大型試験の実施等が必要である。処分場の設計・建設・操業等に関する技術開発については、種々要素技術に基づいた総合的な解析技術、調査技術、施工技術等の一層の向上を図る。さらに、厳しい状況下の安全性確保試験や坑道等の空洞の長期安定性について検討する。
（3）性能評価研究
　ニアフィ−ルドの性能評価と多重バリアシステムの信頼性向上のため、解析モデルや手法の改良・開発およびその妥当性の確認を進め、解析に用いるデ−タの信頼性を確保する必要がある。また、動燃事業団の地層処分性能評価研究施設等を活用し、解析に必要な放射性物質の基本的なデ−タの充実・整備を図る必要がある。一方、長期現象の科学的把握のためのナチュラルアナログ研究を引き続き実施するとともに、地球化学反応における速度論的考察を行うことが重要である。
（4）共通的課題と今後の進め方
　地質環境条件をより精緻に把握し、技術の高度化を図り、解析手法の精度向上を図るなど、より信頼性の高い成果を求めて研究施設・設備の充実、人材の育成等を進める。また、動燃事業団は、第二次「技術報告書」を取りまとめ、国の評価等を通じて、研究開発の進捗状況を見極め、研究方策をさらに評価検討する必要がある。
　地層処分研究開発は、今後とも、動燃事業団を中核に、国立試験研究機関、大学の協力、関連民間技術の活用および国際協力の効率的推進を図っていく必要がある。
（前回更新：1996年3月）

＜参考文献＞
（1）科学技術庁原子力安全局（編）：原子力安全委員会月報、通巻第126号（第12巻第3号）、大蔵省印刷局（1989年6月）
（2）科学技術庁原子力局（監修）：原子力ポケットブック 1994年版、（社）日本原子力産業会議（1994年3月）