報告書番号

SS25007

タイトル（和文）

ベイズ推定法を用いたベントナイト系材料の巨視的透水係数の評価方法の提案－有効モンモリロナイト湿潤密度に基づく巨視的透水係数の評価－

タイトル（英文）

Evaluation method of the macroscopic permeability coefficient of bentonite-based materials using Bayesian inference - Evaluation of macroscopic permeability coefficient based on effective montmorillonite wet density -

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

背景
放射性廃棄物処分施設のベントナイト層には低透水性が期待されており、その指標として巨視的透水係数(層全体を代表する透水係数)が提案されている。施工後には巨視的透水係数が基準値を下回ることを確認する必要があるが、その実測はできないという問題がある。既報論文では、局所的な透水係数(微視的透水係数)の実測データに基づき、ベイズ推定法により巨視的透水係数の不確実性を定量化する方法を提案した。一方、施工時の性能確認において、時間を要する通水試験を現場施工と並行して実施することは必ずしも容易ではない。

目的
現場で比較的容易かつ非破壊で取得可能な有効モンモリロナイト湿潤密度からベイズ推定法によって巨視的透水係数を評価する方法を提案する。

主な成果
1. 有効モンモリロナイト湿潤密度を用いた巨視的透水係数評価方法の構築
微視的透水係数の代替入力データとして有効モンモリロナイト湿潤密度を用いて、巨視的透水係数をベイズ推定法によって評価する方法を構築した。本方法は、実測データの不確実性と、有効モンモリロナイト湿潤密度から微視的透水係数への換算式の不確実性を定量的に統合して扱い、巨視的透水係数の保守性を定量的に明示するものである。これによって、巨視的透水係数の推算値の保守性を明示したうえで、基準値の達成判定の説明性を向上することができる。

2. 有効モンモリロナイト湿潤密度を用いた巨視的透水係数評価の有効性
日本原燃㈱の試験施工で取得された有効モンモリロナイト湿潤密度と微視的透水係数の実測データ(各40点)を入力として、巨視的透水係数評価の試解析を実施した。その結果、有効モンモリロナイト湿潤密度を入力とした場合、わずかに不確実性が大きい結果となった。しかし、その差はオーダーの違いとして現れるほど大きくなく、基準値の達成判定という実務上の観点からは差がないものと考えられる。すなわち、有効モンモリロナイト湿潤密度から巨視的透水係数を評価して、基準値の達成判定を実施することは有効と言える。

3. 巨視的透水係数を評価するために用いる実測データを選択する際の留意点
巨視的透水係数評価に供する実測データ(微視的透水係数と有効モンモリロナイト湿潤密度)を選択する際の利点と欠点を整理した。実測データを選択する際には、施工・試験に要する時間および労力、実測方法(破壊・非破壊)や実測データ数等を総合的に考慮することが望ましい。

概要 （英文）

Bentonite layers are expected to be employed at radioactive waste disposal facilities. After construction, it is necessary to confirm that the permeability coefficient of the entire bentonite layer (macroscopic permeability coefficient) meets the criterion. However, directly measuring the macroscopic permeability coefficient is impossible. We have proposed a method to evaluate the uncertainty of the macroscopic permeability coefficient using Bayesian estimation, based on measured local permeability coefficient (microscopic permeability coefficient) data obtained during construction. However, conducting time-consuming permeability tests during on-site construction is not easy. Therefore, the present study focused on effective montmorillonite wet density as an alternative indicator of the microscopic permeability coefficient and proposed a Bayesian method to evaluate the uncertainty of the macroscopic permeability coefficient. This method quantifies not only the inherent uncertainty in the measured data for the effective montmorillonite wet density obtained during construction, but also the uncertainty inherent in the correlation equation between the effective montmorillonite wet density and the microscopic permeability, obtained beforehand using Bayesian regression. It then integrates these to estimate the uncertainty of the macroscopic permeability coefficient. This explicitly indicates the conservativeness (e.g., the 95th percentile) of the estimated macroscopic permeability coefficient used for comparison with the criterion.

報告者

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