地质环境长期安定性関研究(4).pdf

地質環境の長期安定性研究検討委員会第7回（2009年11月16日） 地質環境の長期安定性に関する研究 －全体計画に基づく研究課題及び反映先－ 独立行政法人 日本原子力研究開発機構 地層処分研究開発部門 平成21年11月16日 資料２ 1 地質環境の長期安定性研究検討委員会第7回（2009年11月16日） 【概要調査地区の選定】 当該文献調査対象地区； ‐地震等の自然現象による地層の著しい 変動の記録がない，将来にわたって生ず るおそれが少ないと見込まれる （地震，噴火，隆起，侵食その他） ‐第四紀未固結堆積物／鉱物資源 【精密調査地区の選定】 当該対象地層等； ‐自然現象による地層の著しい変動が 長期間生じていない ‐坑道掘削に支障がない ‐活断層・破砕帯・水流が地下施設への 悪影響を及ぼすおそれが少ないと見込 まれる ‐その他 最終処分法（H12での要件 【概要調査地区選定段階に おいて考慮すべき環境要件】 ‐地震・断層活動 （活断層の存在） ‐火山・火成活動 （第四紀火山の存在） ‐隆起・沈降・侵食 （著しい変動のおそれ） ‐第四紀未固結堆積層の存在 ‐鉱物資源の鉱床等の存在 ＜概要調査以降の検討項目＞ ‐気候変動・海水準変動 ‐地下水の流動特性 ‐地下水・岩石の地化学特性 ‐その他（山はね等の主に建設及び 操業時の安全性に係わるもの） 地層処分における重要な地質環境条件 地層処分における重要な地質環境条件 原子力安全委H14）での環境要件 2 地質環境の長期安定性研究検討委員会第7回（2009年11月16日） 【原子力政策大綱】【原子力政策大綱】（原子力委員会，平成17年10月11日） ・原子力機構は，研究開発の中核的機関として，処分事業や安全規制へ研究開発の 成果を反映するよう，地層処分技術の知識基盤を整備・維持 ・国及び研究開発機関等は，全体を俯瞰して総合的，計画的かつ効率的に進められる よう連携・協力するべき 【地層処分基盤研究開発調整会議】【地層処分基盤研究開発調整会議】（平成17年7月21日発足） 基盤研究開発の枠組み 基盤研究開発の枠組み 「高レベル放射性廃棄物の地層処分 基盤研究開発に関する全体計画」 （２００６）（２００８改訂） 資源エネルギー庁調査等 事業実施機関 地層処分基盤研究開発調整会議 ① 研究開発全体計画の策定 ② 研究開発の連携に関する調整 ③ 成果の体系化に向けた調整 計画等の 提示 成果提供 独）日本原子力 研究開発機構 （JAEA 実施主体 経済産業省 資源エネルギー庁 国の基盤研究開発 計画等の 提示 成果提供 規制支援機関 （独）原子力安全 基盤機構 ・原子力委員会 ・総合資源エネルギー調査会 原子力部会放射性廃棄物小委員会 放射性廃棄物処分技術WG 情報発信 ・原子力安全委員会 特定放射性廃棄物処分安全調査会 実施主体の 技術開発 （経済性・効率性） 国の規制支援研究 情報発信 大学等有識者意見 （地層処分基盤研究開発 検討評価委員会、等） ※発生者等の視点で電気事業者 や日本原燃が適宜参加 地質環境ＷＧ 工学技術ＷＧ 性能評価ＷＧ ＴＲＵ廃棄物ＷＧ 分野別ＷＧ 統合ＷＧ 規制機関 オブザーバー） 運営会議 原子力発電 環境整備 機構 （NUMO 経済産業省 原子力安全 ・保安院 3 地質環境の長期安定性研究検討委員会第7回（2009年11月16日） 全体目標地層処分の技術基盤の継続的な強化 フェーズ２フェーズ２フェーズ３フェーズ３ 第２次取りまとめ わが国における 地層処分の成立性 安定な地質環境の存在 工学技術と安全評価技 術の実現性 NUMO設立 ↓ 公募開始 ↓ 文献調査 H12年10月 H14年12月 第１段階 （地上からの調査） 第２段階 （坑道掘削時の調査） 第３段階 （地下施設での調査） 深地層の研究施設 地上からの地質環境調査 技術の体系的整備 幅広い地質環境を対象と した評価手法の整備 地上からの調査に関わる 技術基盤の確立 実際の地質環境へ適用可能 な評価手法の整備と工学的 実現性の提示 地下施設を活用した調査 に関わる技術基盤の確立 実際の地質環境を対象とした 体系的・合理的な 評価手法と工学技術等の実証 フェーズ１フェーズ１ ↓ 地上からの概要調査 ↓ 地上からの精密調査 地下施設での精密調査 ↓ 天然現象に関する 調査技術の体系化 天然現象の長期予測・ 影響評価手法の整備 「高レベル放射性廃棄物の地層処分基盤研究開発に関する全体計画」（2006）＜2008改訂＞ 基盤研究開発の全体計画における段階目標 基盤研究開発の全体計画における段階目標 4 地質環境の長期安定性研究検討委員会第7回（2009年11月16日） サイトの選定や安全規制に必要な調査技術や評価手法の整備 [ 実施側および規制側への研究成果の反映 ] ① 調査技術の開発・体系化 天然現象に関する過去の記録や現在の状況を調査するための体系的 な技術の整備 ② 長期予測・影響評価モデルの開発 将来の天然現象に伴う地質環境条件（熱，水理，力学，地球化学等）の 変化を予測・評価するための手法の整備 ●地震・断層活動 ●火山・地熱活動 ●隆起・侵食／気候・海水準変動 地質環境の長期安定性研究の課題（H17以降） 地質環境の長期安定性研究の課題（H17以降） 5 地質環境の長期安定性研究検討委員会第7回（2009年11月16日） 6 地質環境の長期安定性研究検討委員会第7回（2009年11月16日） 隆起・侵食 気候・海水準変動 隆起・侵食 気候・海水準変動 7 地質環境の長期安定性研究検討委員会第7回（2009年11月16日） 地上からの調査段階において，具体的な地域を対象として， 気候・海水準変動を考慮しつつ将来の地形変化及びそれに よる水理学的影響などの範囲を調査・評価できる手法を提示 する。 全体計画における達成目標（～H24頃） －隆起・侵食／気候・海水準変動－ 全体計画における達成目標（～H24頃） －隆起・侵食／気候・海水準変動－ 8 地質環境の長期安定性研究検討委員会第7回（2009年11月16日） 法定要件（概要調査） 最終処分を行おうとする地 層およびその周辺の地層に おいて，ボーリング，地表踏 査，物理探査，トレンチ掘削 を行い，自然現象による地 層の著しい変動が長期間生 じていないことを示す。 法定要件（概要調査） 最終処分を行おうとする地 層およびその周辺の地層に おいて，ボーリング，地表踏 査，物理探査，トレンチ掘削 を行い，自然現象による地 層の著しい変動が長期間生 じていないことを示す。 天然現象を考慮した地下水流動解析手法の開発 変動シナリオのパラメータの設定 天然現象影響評価技術 （東海 ｼｽﾃﾑ性能研究Gr） 海岸線の移動に関する事例研究 古気候の変化に関する事例研究 段丘を用いた隆起・侵食速度の調 査手法の整備 古地形を復元する調査技術の整備 温度指標を用いた隆起・侵食速度 の調査手法の整備 地形変化シミュレーション技術の開発 地殻変動や気候・海水 準変動が地下水流動に 与える影響は 過去から現在まで地形 はどのように変化してき たか 海水準変動に伴う地形 変化の特徴は 隆起・侵食速度はどの 程度であったか 気候変動に伴う地形変 化の特徴は 環境要件（概要調査） 隆起・侵食量が文献調査 から明らかでない場合，概 要調査以降の調査で，処分 施設及び廃棄体が地表近く に接近する可能性の有無を 検討する。隆起・侵食により 地下水の流動特性や水質 が変化し，放射性廃棄物が 漏出し，周囲の地質環境中 へ移行し易くなること等の影 響については，設計・施工・ 処分システム全体の安全性 能との関連も踏まえ，取り扱 いを審議。 環境要件（概要調査） 隆起・侵食量が文献調査 から明らかでない場合，概 要調査以降の調査で，処分 施設及び廃棄体が地表近く に接近する可能性の有無を 検討する。隆起・侵食により 地下水の流動特性や水質 が変化し，放射性廃棄物が 漏出し，周囲の地質環境中 へ移行し易くなること等の影 響については，設計・施工・ 処分システム全体の安全性 能との関連も踏まえ，取り扱 いを審議。 地形変化モデルの作成手法の整備 将来，地形はどのように 変化するのか 年度20102030 安全審査 基本指針 安全規制 国 処分事業 実施主体 文献調査概要調査精密調査 精密調査地区 の選定 最終処分施設 建設地の選定 安全 審査 安全審査指針 ・技術基準 概要調査地区 の選定 2020 気候・海水準変動 に関する調査技術 隆起・侵食等 に関する調査技術 地形変化モデル 9 地質環境の長期安定性研究検討委員会第7回（2009年11月16日） １．隆起・沈降・侵食等に関する調査技術 ・河成段丘を用いた内陸部における万年オーダーの隆起量の推定技術 ２．気候・海水準変動に関する調査技術 ・内陸小盆地堆積物を用いた万年オーダーの古気候変動の推定技術 ３．三次元地形変化モデルの開発 ・侵食・堆積に伴う大局的な地形変化をシミュレートする技術 ４．地質環境の変化を考慮した地下水流動解析手法の開発 ・地形変化を考慮した地下水流動解析 隆起・侵食／気候・海水準変動＜設定課題＞ 隆起・侵食／気候・海水準変動＜設定課題＞ 10 地質環境の長期安定性研究検討委員会第7回（2009年11月16日） 地震・断層活動地震・断層活動 11 地質環境の長期安定性研究検討委員会第7回（2009年11月16日）  地上からの調査段階において，具体的な地域を対象として， 活断層の分布を特定でき，断層の活動による周辺岩盤への 力学的，水理学的影響の主な範囲を調査・評価できる手法 を提示する。 力学的影響 断層活動に伴う地層の変形および岩盤の破壊など 水理学的影響 断層帯の透水構造の時空間変化に伴う地下水流動の変化など  活動性の低い活断層の疑いがある断層を抽出し，その活動 性を調査・評価できる手法を提示する。 活動性の低い活断層 活動間隔が長い，一回の活動における変位量が小さい などの理由で，地表に明瞭な変動地形を残さない活断層 全体計画における達成目標（～H24頃） －地震・断層活動－ 全体計画における達成目標（～H24頃） －地震・断層活動－ 12 地質環境の長期安定性研究検討委員会第7回（2009年11月16日） 天然現象影響評価技術 （東海 ｼｽﾃﾑ性能研究Gr） 法定要件（概要調査） 最終処分を行おうとする地層 およびその周辺の地層において， ボーリング，地表踏査，物理探 査，トレンチ掘削を行い，自然現 象による地層の著しい変動が長 期間生じていないことを示す。 法定要件（概要調査） 最終処分を行おうとする地層 およびその周辺の地層において， ボーリング，地表踏査，物理探 査，トレンチ掘削を行い，自然現 象による地層の著しい変動が長 期間生じていないことを示す。 環境要件（概要調査） 活断層の有無に関する判断が 文献調査できない場合は，概要 調査以降の調査において検討。 岩盤の破断等に伴う地下水移 行経路の形成や岩盤ひずみに よる地下水流動特性，水質変化 等の影響については，設計・施 工・処分システム全体の安全性 能との関連も踏まえ，取り扱い を審議。 地震・断層活動による地質環 境への影響は，活断層の有無 からだけでは判断できないこと を想定し，取り扱いを審議。 環境要件（概要調査） 活断層の有無に関する判断が 文献調査できない場合は，概要 調査以降の調査において検討。 岩盤の破断等に伴う地下水移 行経路の形成や岩盤ひずみに よる地下水流動特性，水質変化 等の影響については，設計・施 工・処分システム全体の安全性 能との関連も踏まえ，取り扱い を審議。 地震・断層活動による地質環 境への影響は，活断層の有無 からだけでは判断できないこと を想定し，取り扱いを審議。 断層活動に伴う地形 の変化は，どの程度 なのか 変動地形学的特徴が明 瞭でない活断層をどう やって認識するか 断層の伸長，分岐等の 発達履歴や幅は 変動シナリオのパラメータの設定 安全審査 基本指針 安全規制 国 処分事業 実施主体 文献調査概要調査精密調査 年度 精密調査地区 の選定 最終処分施設 建設地の選定 概要調査地区 の選定 断層の伸長・破砕帯の拡大等に 関する調査技術 201020302020 断層活動に伴う地形変化の シミュレーション技術 安全審査指針 ・技術基準 安全 審査 13 地形変化シミュレーションへの反映 将来の断層の活動性を どうやって認識するか 断層の発達履歴に 関する調査技術 断層の活動性に関 する調査技術 断層活動の影響評 価モデルの開発 DEMデータによる変動地形の自 動抽出技術 水素ガスを用いた断層の活動性 の調査技術 希ガス同位体を用いた変動地形 の不明瞭な活断層の調査技術 地質環境の長期安定性研究検討委員会第7回（2009年11月16日） 地震・断層活動＜設定課題＞ 地震・断層活動＜設定課題＞ １．断層の発達履歴に関する調査技術 ・断層の伸長・破砕帯の拡大等に関する調査技術 ・ DEMデータによる変動地形の自動抽出技術 ２．断層の活動性に関する調査技術 ・水素ガスを用いた断層の活動性の調査技術 ・希ガス同位体を用いた変動地形の不明瞭な活断層の調査技術 ３．断層活動の影響評価モデルの開発 ・断層活動に伴う地形変化のシミュレーション技術 14 地質環境の長期安定性研究検討委員会第7回（2009年11月16日） 火山・地熱活動火山・地熱活動 15 地質環境の長期安定性研究検討委員会第7回（2009年11月16日）  地上からの調査段階において，具体的な地域を対象として， 第四紀火山・熱水活動の履歴や地下深部のマグマ・高温岩体 等の存在を確認するための体系的な調査技術を提示する。  安全評価基本指針等に資するため，日本海側，単成火山周 辺等において，新たな火成活動の発生する可能性を概括的 に評価できる手法を提示する。  地上からの調査段階において，構造運動から生じる深部流体 の分布やその特徴を把握するとともに，地殻変動や断層活動 等との関連性を概括的に把握できる手法を提示する。 全体計画における達成目標（～H24頃） －火山・地熱活動－ 全体計画における達成目標（～H24頃） －火山・地熱活動－ 16 地質環境の長期安定性研究検討委員会第7回（2009年11月16日） 17 法定要件（概要調査） 最終処分を行おうとす る地層およびその周辺 の地層において，ボー リング，地表踏査，物理 探査，トレンチ掘削を行 い，自然現象による地 層の著しい変動が長期 間生じていないことを示 す。 法定要件（概要調査） 最終処分を行おうとす る地層およびその周辺 の地層において，ボー リング，地表踏査，物理 探査，トレンチ掘削を行 い，自然現象による地 層の著しい変動が長期 間生じていないことを示 す。 環境要件（概要調査） 文献には存在しない （第四紀）火山の有無は， 概要調査以降の調査で 確認する。火山フロント より日本海側や単成火 山の周辺地域での新た な火山の発生の可能性， マグマによる地温上昇， 熱水対流の発生，地下 水の水質変化等の影響 について検討する。 環境要件（概要調査） 文献には存在しない （第四紀）火山の有無は， 概要調査以降の調査で 確認する。火山フロント より日本海側や単成火 山の周辺地域での新た な火山の発生の可能性， マグマによる地温上昇， 熱水対流の発生，地下 水の水質変化等の影響 について検討する。 物理探査の信頼性を向上さ せるためには 対象地域に第四紀火山は 存在しないのか 地震活動が静穏な地域で有 効な方法は 年度20102030 過去に著しい地温上昇・熱 水活動は生じていたか 新たな火成活動が起こる可能 性はどの程度なのか 新たな火成活動が生じたら地質環 境条件はどの程度変わるのか 非火山地帯でも地下に 高温物質が存在しない か ﾍﾞﾝﾄﾅｲﾄのｲﾗｲﾄ化のような低温（～ 100℃）の解析手法はあるのか 放射年代測定法が使えない試 料（変質，第四紀前半）は 天然現象影響評価技術 （東海 ｼｽﾃﾑ性能研究Gr） 非火山地帯の熱水活動の原因は何か RIPL法による編年手法 熱年代学的手法による熱履歴解析手法の整備 ベイズ法によるmultiple inferenceモデル熱・地下水理・希ガス等のシミュレーション技術の検討 三次元地震波ﾄﾓｸﾞﾗﾌｨｰ解析技術 三次元比抵抗解析技術 変動シナリオの発生の可能性の評価変動シナリオのパラメータの設定 地球化学ﾃﾞｰﾀによる評価手法の検討 U-Th/He年代測定ｼｽﾃﾑの構築 地球物理・化学的手法による熱源の推定技術 火山・熱水活動の長期 予測・影響評価モデル 構造運動による熱水活 動に関する基盤研究 地下深部のマグマ・高 温流体等の調査技術 第四紀の火山・地熱 活動等の調査技術 安全審査 基本指針 安全規制 国 処分事業 実施主体 文献調査概要調査精密調査 精密調査地区 の選定 最終処分施設 建設地の選定 安全 審査 安全審査指針 ・技術基準 概要調査地区 の選定 2020 地質環境の長期安定性研究検討委員会第7回（2009年11月16日） 火山・地熱活動＜設定課題＞ 火山・地熱活動＜設定課題＞ １．地下深部のマグマ・高温流体等の調査技術 ・MT法による深部比抵抗構造の調査技術の高度化 ・地球物理・地球化学的アプローチによるマグマ・高温流体の調査技術 ２．第四紀の火山・地熱活動等の調査技術 ・RIPL法による火山活動史の編年技術 ・（U-Th/He年代測定システムの開発 ３．火山活動の長期予測モデルの開発 ・ベイズ法による地球物理データを考慮した火山発生の確率モデルの開発 ４．熱水活動の影響評価モデルの開発 ・magma2002による火山下の温度・地下水理のシミュレーション技術 ５．構造運動による熱水活動に関する基盤研究 ・非火山地帯の熱水活動のメカニズムの解明 ・熱年代学的アプローチによる非火山地帯の熱水活動の熱履歴解析 18 地質環境の長期安定性研究検討委員会第7回（2009年11月16日） 今後の研究開発今後の研究開発 19 地質環境の長期安定性研究検討委員会第7回（2009年11月16日） 文献 調査 概要 調査 安全審査 基本指針 概要調査地区 の選定 地層処分に対する国民各層の理解 安全審査指針 ・技術基準 精密 調査 安全 審査 深地層の 研究施設計画 深地層の 研究施設計画 年度201020202030 H17取りまとめH17取りまとめ 第1段階成果取りまとめ第1段階成果取りまとめ 地層処分技術の信頼性向上と安全評価手法の高度化・知識ベースの開発 取りまとめ取りまとめ 地上からの調査研究 （第1段階） 坑道掘削時の調査研究 （第2段階） 地下施設での調査研究 （第3段階） 安全規制 国 処分事業 原環機構 NUMO 原子力 機構 精密調査地区 の選定 最終処分施設 建設地の選定 研究開発成果の段階的な取りまとめと反映研究開発成果の段階的な取りまとめと反映 研究開発成果の段階的な取りまとめと反映研究開発成果の段階的な取りまとめと反映 H22取りまとめH22取りまとめ （CoolRep（CoolRep 20 地質環境の長期安定性研究検討委員会第7回（2009年11月16日） JAEA KMS 本文 カーネル（成果の要約） -性能評価 -処分場の工学技術 -深地層の科学的研究 -知識マネジメントシステム -品質マネジメントシステム CoolRep 知識ベース -データベース -技術報告書 -ノウハウ、など 知識マネジメント機能 -推論 -討論 -検索 -知識獲得 - ・・・ 知識の提供知識の参照 ユーザー コミュニケーション（双方向 性とマルチメディア性） -最新の研究開発ダイジェ スト（要約とカーネル） -ビデオやCG -専門家への質問 - ・・・ 専門的知識利用 -知識ベースの利用 -討論への参加 -品質確認 - ・・・ ホーム 知識マネジメントシステムと研究開発成果報告書 （CoolRep H22取りまとめ） 知識マネジメントシステムと研究開発成果報告書 （CoolRep H22取りまとめ） 知識マネジメントシステムと研究開発成果報告書 （CoolRep H22取りまとめ） 知識マネジメントシステムと研究開発成果報告書 （CoolRep H22取りまとめ） 21 地質環境の長期安定性研究検討委員会第7回（2009年11月16日） ＜地質環境の長期安定性に関する研究開発＞ ・地質環境の変化を予測・評価するための技術基盤の整備 （知識ベースへの入力情報となる研究開発の着実な実施） ●中期目標期間における研究開発成果の取りまとめ ・知識マネジメントシステム（JAEA KMSプロトタイプ）とリンクした包括的な 報告書“CoolRep H22”の公開（H.22年3月末予定） ・継続的な知識ベースの拡充・更新、マネジメント機能の強化 処分事業と安全規制の段階的な進展を支える知識基盤の維持・強化 （地層処分技術の信頼性・安全性の向上） ●「地層処分研究開発・評価委員会」による外部評価 「国の研究開発評価に関する大綱的指針」及び「文部科学省における研究及び開発に関す る評価指針」，並びに同機構の「研究開発課題評価実施規程」等に基づき，関連分野の専 門家を中心とした外部有識者から構成される委員会において，計画的に外部評価を受ける。 今後の予定今後の予定 今後の予定今後の予定 22