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【発明の名称】 放射性核種の処分施設からの漏出評価システム
【発明者】 【氏名】市村 鋭一

【氏名】高木 直行

【氏名】石田 久洋

【氏名】高瀬 敏郎

【氏名】堀内 伸剛

【氏名】牧 隆
【要約】 【課題】放射性廃棄物の処分場において、放射性物質が漏洩する状況の把握、及び放射性核種の処分施設からの漏出評価を高速に実施する事が出来る放射性核種の処分施設からの漏出評価システムを提供する。

【解決手段】放射性核種漏出率演算部１１は、放射性廃棄物処分場の評価する対象となる経過時間、核種のインベントリと核種源が存在する時間、核種の崩壊等に関する定数、核種源が存在する時間に基づいて、放射性核種漏出率を演算する。核種濃度演算部１２は、遅延係数、天然バリアの空隙率、天然バリアの真密度、実効拡散係数、ダルシー流速、人工バリアからの核種の漏出率、評価する対象となる核種の液相中核種濃度を演算する。被ばく線量演算部１５は、液層中各種濃度に基づいて放射性核種漏出率を演算し、演算した放射性核種漏出率と放射性核種線量換算係数とに基づいて、被ばく線量を演算する。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 天然バリア内に人工バリアが設けられ、該人工バリア内に放射性廃棄物を格納する放射性廃棄物処分場における前記放射性廃棄物中の放射性核種の漏出に関する評価を行うための放射性核種漏出評価システムであって、評価する対象となる経過時間をｔとし、核種のインベントリと核種源が存在する時間とに基づいて演算される演算結果をｆ(0)とし、核種の崩壊等に関する定数をηとし、核種源が存在する時間をＴとした場合に、【数１】

なる式に基づいて、放射性核種漏出率を演算する第１の放射性核種漏出率演算手段と、前記放射性核種漏出率演算手段が演算した演算結果を出力する出力手段と、を有することを特徴とする放射性核種漏出評価システム。
【請求項２】 前記第１の放射性核種漏出率演算手段は、安定同位体がなく、かつ、前記人工バリア中に核種沈殿がある場合に、前記廃棄物および該廃棄物の外周部に設けられる前記人工バリアと前記天然バリアの境界条件により定まる定数Ξをｆ(0)とし、ηを０とし、核種沈殿存在時間ＴSをＴとして放射性核種漏出率を演算することを特徴とする請求項１に記載の放射性核種漏出評価システム。
【請求項３】 前記第１の放射性核種漏出率演算手段は、安定同位体があり、かつ、前記人工バリア中に核種沈殿がある場合に、対象核種の崩壊定数λをηとし、核種沈殿存在時間ＴSをＴとし、前記放射性核種漏出率演算手段は、さらに、核種インベントリをＭ１０、安定同位体インベントリをＭ２０、崩壊定数をλとした場合に、ｍを【数２】

なる式によって演算し、Ξ÷ｍによって演算される演算結果をｆ(0)とし、放射性核種漏出率を演算することを特徴とする請求項１に記載の放射性核種漏出評価システム。
【請求項４】 前記第１の放射性核種漏出率演算手段は、安定同位体があり、前記人工バリア中に核種の沈殿形成がない場合に核種インベントリＭ１０と前記放射性廃棄物からの核種溶出時間Ｔgとに基づいて演算されるＭ１０÷Ｔgをｆ(0)とし、対象核種の崩壊定数λをηとし、前記放射性廃棄物からの核種溶出時間ＴgをＴとして、放射性核種漏出率を演算することを特徴とする請求項１に記載の放射性核種漏出評価システム。
【請求項５】 前記第１の放射性核種漏出率演算手段は、安定同位体がなく、前記人工バリア中に核種の沈殿形成がない場合に核種インベントリＭ１０と前記放射性廃棄物からの核種溶出時間Ｔgとに基づいて演算されるＭ１０÷Ｔgをｆ(0)とし、対象核種の崩壊定数λをηとし、前記廃棄物からの核種溶出時間ＴgをＴとして、放射性核種漏出率を演算することを特徴とする請求項１に記載の放射性核種漏出評価システム。
【請求項６】 遅延係数をＲf、前記天然バリアの空隙率をε、前記天然バリアの真密度をρ、実効拡散係数をＤc、ダルシー流速をＵD、前記人工バリアからの核種の漏出率をＦ（ｘ，ｔ）とし、【数３】

なる式に基づいて、評価する対象となる核種の液相中核種濃度Ｃ（ｘ，ｔ）を演算する核種濃度演算手段を有することを特徴とする放射性核種漏出評価システム。
【請求項７】 前記人工バリアからの核種の漏出率Ｆ（ｘ，ｔ）は、請求項１から請求項５に記載された第１の放射性核種漏出率演算手段によって演算された演算結果であることを特徴とする請求項６に記載の放射性核種漏出評価システム。
【請求項８】 前記廃棄体を埋め立ててからの経過時間ｔと前記放射性廃棄物からの核種溶出時間または核種沈殿存在時間であるＴの比較に基づいて、核種源がある場合に、前記核種濃度演算手段の演算結果である液相中核種濃度Ｃ（ｘ，ｔ）を用いて前記天然バリア間隙水中の放射性核種濃度Ｃ*（ｘ，ｔ）を、Ｃ*（ｘ，ｔ）＝Ｃ（ｘ，ｔ）とし、前記評価する対象となる経過時間ｔと前記放射性廃棄物からの核種溶出時間または核種沈殿存在時間であるＴの比較結果に基づいて、核種源がない場合に、前記核種の濃度演算手段の演算結果である液相中核種濃度Ｃ（ｘ，ｔ）を用いて、前記天然バリア間隙水中の放射性核種濃度Ｃ*（ｘ，ｔ）を【数４】

として前記天然バリア間隙水中の放射性核種の濃度を設定する放射性核種濃度設定手段を有することを特徴とする請求項６または請求項７に記載の放射性核種漏出評価システム。
【請求項９】 前記放射性核種濃度決定手段によって演算された前記天然バリア間隙水中の放射性核種濃度Ｃ*（ｘ，ｔ）を【数５】

なる式に代入して、放射性核種漏出率を演算する第２の放射性核種漏出率演算手段を有することを特徴とする請求項６から請求項８のうちいずれかに記載の放射性核種漏出評価システム。
【請求項１０】 前記第２の放射性核種漏出率演算手段によって演算された放射性核種漏出率と放射性核種線量換算係数とに基づいて、被ばく線量を演算する被ばく線量演算手段を有することを特徴とする請求項６から請求項９のうちいずれかに記載の放射性核種漏出評価システム。
【請求項１１】 請求項１から請求項１０のうちいずれかに記載された各演算手段によって演算された演算結果のうち、少なくとも１つの演算結果を出力する出力手段を有することを特徴とする請求項１から請求項１０のうちいずれかに記載の放射性核種漏出評価システム。
【請求項１２】 天然バリア内に人工バリアが設けられ、該人工バリア内に放射性廃棄物を格納する放射性廃棄物処分場における前記放射性廃棄物の放射性核種の漏出に関する評価を行うための放射性核種漏出評価方法であって、前記放射性廃棄物からの核種溶出時間、地下水流速、崩壊定数、核種溶解度、核種インベントリ、安定同位体インベントリ、天然バリア分配係数、人工バリア拡散係数、天然バリア拡散係数に基づいて、漏出率の演算を行う過程と、前記漏出率の計算を行う過程において演算された漏出率に基づいて、天然バリア間隙水中の放射性核種の特定位置、特定時間での濃度計算を行う過程と、前記濃度計算を行う過程において演算された前記天然バリア間隙水中の放射性核種の特定位置、特定時間における濃度から天然バリア当該位置、時間における放射性核種漏出率を演算する過程と、前記放射性核種漏出率と放射性核種線量換算係数とに基づいて、被ばく線量を演算する過程と、を行うことを特徴とする放射性核種漏出評価方法。
【請求項１３】 天然バリア内に人工バリアが設けられ、該人工バリア内に放射性廃棄物を格納する放射性廃棄物処分場における前記放射性廃棄物の放射性核種の漏出に関する評価を行うための放射性核種漏出評価プログラムであって、前記放射性廃棄物からの核種溶出時間、地下水流速、崩壊定数、核種溶解度、核種インベントリ、安定同位体インベントリ、天然バリア分配係数、人工バリア拡散係数、天然バリア拡散係数に基づいて、漏出率の演算を行うステップと、前記漏出率の計算を行うステップにおいて演算された漏出率に基づいて、天然バリア間隙水中の放射性核種の特定位置、特定時間における濃度計算を行うステップと、前記濃度計算を行うステップにおいて演算された前記天然バリア間隙水中の放射性核種の特定位置、特定時間における濃度から天然バリア当該位置、時間における放射性核種の漏出率を演算するステップと、前記放射性核種漏出率と放射性核種線量換算係数とに基づいて、被ばく線量を演算するステップと、をコンピュータに実行させることを特徴とする放射性核種漏出評価プログラム。
【請求項１４】 天然バリア内に人工バリアが設けられ、該人工バリア内に放射性廃棄物を格納する放射性廃棄物処分場における前記放射性廃棄物の放射性核種の漏出に関する評価を行うための放射性核種漏出プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、前記放射性核種漏出評価プログラムは、前記放射性廃棄物からの核種溶出時間、地下水流速、崩壊定数、核種溶解度、核種インベントリ、安定同位体インベントリ、天然バリア分配係数、人工バリア拡散係数、天然バリア拡散係数に基づいて、漏出率の演算を行うステップと、前記漏出率の計算を行うステップにおいて演算された漏出率に基づいて、天然バリア間隙水中の放射性核種の特定位置、特定時間での濃度計算を行うステップと、前記濃度計算を行うステップにおいて演算された前記天然バリア間隙水中の放射性核種の特定位置、特定時間における濃度から天然バリア当該位置、時間における放射性核種の漏出率を演算するステップと、前記放射性核種の漏出率と放射性核種線量換算係数とに基づいて、被ばく線量を演算するステップと、をコンピュータに実行させる放射性核種漏出評価プログラムを記録した記録媒体。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、放射性核種の処分場から漏洩する放射性核種漏洩量を評価するための放射性核種の処分施設からの漏出評価システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】放射性廃棄物の処分場は現在、国内外で地層処分型にて設計、運用が計画されている。例えば、図１に示すように、地層処分型処分場では、人工物（コンクリート、緩衝材等）で作られた放射性物質漏洩防止用の人工バリア２と、その外周を覆う天然バリア１（主に花崗岩等、硬く水の浸透の少ない比較的硬い岩盤）から構成される。ここに、安定化処理が施された放射性廃棄物である廃棄体４が埋設される。しかし、埋設された廃棄体は、地下水と接触するため徐々に腐食し溶解する。従って、埋設後、長期間経過すると廃棄体から放射性物質が漏洩する。そのため、処分場周辺への影響量を見積もるための評価システムの開発が以前より進められてきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の評価システム（プログラム）では、放射性物質が廃棄体から処分場周辺に運ばれる状況を出来るだけ詳細にプログラム上に表現し、処分場からの放射性核種の漏出を評価していた。そのため、差分法などの数値解析手法を用いたプログラムが開発されてきた。しかし、従来技術における方法では、数値解析手法を用いているため、適切な解析メッシュ、時間ステップの設定が計算毎に必要であり、作業が非常に煩雑となっていた。また、放射性廃棄物の地層処分の安全性評価は超長期の評価を行う必要があり、数値解析手法を用いた評価方法では計算時間及び計算機資源を大量に必要としていた。そのため、多くのシナリオを想定したパラメータスタディを実施するためには従来の方法を用いる事は不可能であった。本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、放射性廃棄物の処分場において、放射性物質が漏洩する状況の把握、及び放射性核種の処分施設からの漏出評価を高速に実施する事が出来る放射性核種の処分施設からの漏出評価システムを提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、本発明は、天然バリア内に人工バリアが設けられ、該人工バリア内に放射性廃棄物を格納する放射性廃棄物処分場における前記放射性廃棄物中の放射性核種の漏出に関する評価を行うための放射性核種漏出評価システムであって、評価する対象となる経過時間をｔとし、核種のインベントリと核種源が存在する時間とに基づいて演算される演算結果をｆ(0)とし、核種の崩壊等に関する定数をηとし、核種源が存在する時間をＴとした場合に、【数６】

なる式に基づいて、放射性核種漏出率を演算する第１の放射性核種漏出率演算手段と、前記放射性核種漏出率演算手段が演算した演算結果を出力する出力手段とを有することを特徴とする。
【０００５】また、本発明は、上述の放射性核種漏出評価システムにおいて、前記第１の放射性核種漏出率演算手段は、安定同位体がなく、かつ、前記人工バリア中に核種沈殿がある場合に、前記廃棄物および該廃棄物の外周部に設けられる前記人工バリアと前記天然バリアの境界条件により定まる定数Ξをｆ(0)とし、ηを０とし、核種沈殿存在時間ＴSをＴとして放射性核種漏出率を演算することを特徴とする。
【０００６】また、本発明は、上述の放射性核種漏出評価システムにおいて、前記第１の放射性核種漏出率演算手段は、安定同位体があり、かつ、前記人工バリア中に核種沈殿がある場合に、対象核種の崩壊定数λをηとし、核種沈殿存在時間ＴSをＴとし、前記放射性核種漏出率演算手段は、さらに、核種インベントリをＭ１０、安定同位体インベントリをＭ２０、崩壊定数をλとした場合に、ｍを【数７】

なる式によって演算し、Ξ÷ｍによって演算される演算結果をｆ(0)とし、放射性核種漏出率を演算することを特徴とする。
【０００７】また、本発明は、上述の放射性核種漏出評価システムにおいて、前記第１の放射性核種漏出率演算手段は、安定同位体があり、前記人工バリア中に核種の沈殿形成がない場合に核種インベントリＭ１０と前記放射性廃棄物からの核種溶出時間Ｔgとに基づいて演算されるＭ１０÷Ｔgをｆ(0)とし、対象核種の崩壊定数λをηとし、前記放射性廃棄物からの核種溶出時間ＴgをＴとして、放射性核種漏出率を演算することを特徴とする。
【０００８】また、本発明は、上述の放射性核種漏出評価システムにおいて、前記第１の放射性核種漏出率演算手段は、安定同位体がなく、前記人工バリア中に核種の沈殿形成がない場合に核種インベントリＭ１０と前記放射性廃棄物からの核種溶出時間Ｔgとに基づいて演算されるＭ１０÷Ｔgをｆ(0)とし、対象核種の崩壊定数λをηとし、前記廃棄物からの核種溶出時間ＴgをＴとして、放射性核種漏出率を演算することを特徴とする。
【０００９】また、本発明は、遅延係数をＲf、前記天然バリアの空隙率をε、前記天然バリアの真密度をρ、実効拡散係数をＤc、ダルシー流速をＵD、前記人工バリアからの核種の漏出率をＦ（ｘ，ｔ）とし、【数８】

なる式に基づいて、評価する対象となる核種の液相中核種濃度Ｃ（ｘ，ｔ）を演算する核種濃度演算手段を有することを特徴とする。
【００１０】また、本発明は、上述の放射性核種漏出評価システムにおいて、前記人工バリアからの核種の漏出率Ｆ（ｘ，ｔ）は、請求項１から請求項５に記載された第１の放射性核種漏出率演算手段によって演算された演算結果であることを特徴とする。
【００１１】また、本発明は、上述の放射性核種漏出評価システムにおいて、前記廃棄体を埋め立ててからの経過時間ｔと前記放射性廃棄物からの核種溶出時間または核種沈殿存在時間であるＴの比較に基づいて、核種源がある場合に、前記核種濃度演算手段の演算結果である液相中核種濃度Ｃ（ｘ，ｔ）を用いて前記天然バリア間隙水中の放射性核種濃度Ｃ*（ｘ，ｔ）を、Ｃ*（ｘ，ｔ）＝Ｃ（ｘ，ｔ）とし、前記評価する対象となる経過時間ｔと前記放射性廃棄物からの核種溶出時間または核種沈殿存在時間であるＴの比較結果に基づいて、核種源がない場合に、前記核種の濃度演算手段の演算結果である液相中核種濃度Ｃ（ｘ，ｔ）を用いて、前記天然バリア間隙水中の放射性核種濃度Ｃ*（ｘ，ｔ）を【数９】

として前記天然バリア間隙水中の放射性核種の濃度を設定する放射性核種濃度設定手段を有することを特徴とする。
【００１２】また、本発明は、上述の放射性核種漏出評価システムにおいて、前記放射性核種濃度決定手段によって演算された前記天然バリア間隙水中の放射性核種濃度Ｃ*（ｘ，ｔ）を【数１０】

なる式に代入して、放射性核種漏出率を演算する第２の放射性核種漏出率演算手段を有することを特徴とする。
【００１３】また、本発明は、上述の放射性核種漏出評価システムにおいて、前記第２の放射性核種漏出率演算手段によって演算された放射性核種漏出率と放射性核種線量換算係数とに基づいて、被ばく線量を演算する被ばく線量演算手段を有することを特徴とする。
【００１４】また、本発明は、上述の放射性核種漏出評価システムにおいて、請求項１から請求項１０のうちいずれかに記載された各演算手段によって演算された演算結果のうち、少なくとも１つの演算結果を出力する出力手段を有することを特徴とする。
【００１５】本発明は、天然バリア内に人工バリアが設けられ、該人工バリア内に放射性廃棄物を格納する放射性廃棄物処分場における前記放射性廃棄物の放射性核種の漏出に関する評価を行うための放射性核種漏出評価方法であって、前記放射性廃棄物からの核種溶出時間、地下水流速、崩壊定数、核種溶解度、核種インベントリ、安定同位体インベントリ、天然バリア分配係数、人工バリア拡散係数、天然バリア拡散係数に基づいて、漏出率の演算を行う過程と、前記漏出率の計算を行う過程において演算された漏出率に基づいて、天然バリア間隙水中の放射性核種の特定位置、特定時間での濃度計算を行う過程と、前記濃度計算を行う過程において演算された前記天然バリア間隙水中の放射性核種の特定位置、特定時間における濃度から天然バリア当該位置、時間における放射性核種漏出率を演算する過程と、前記放射性核種漏出率と放射性核種線量換算係数とに基づいて、被ばく線量を演算する過程と、を行うことを特徴とする。
【００１６】また、本発明は、天然バリア内に人工バリアが設けられ、該人工バリア内に放射性廃棄物を格納する放射性廃棄物処分場における前記放射性廃棄物の放射性核種の漏出に関する評価を行うための放射性核種漏出評価プログラムであって、前記放射性廃棄物からの核種溶出時間、地下水流速、崩壊定数、核種溶解度、核種インベントリ、安定同位体インベントリ、天然バリア分配係数、人工バリア拡散係数、天然バリア拡散係数に基づいて、漏出率の演算を行うステップと、前記漏出率の計算を行うステップにおいて演算された漏出率に基づいて、天然バリア間隙水中の放射性核種の特定位置、特定時間における濃度計算を行うステップと、前記濃度計算を行うステップにおいて演算された前記天然バリア間隙水中の放射性核種の特定位置、特定時間における濃度から天然バリア当該位置、時間における放射性核種の漏出率を演算するステップと、前記放射性核種漏出率と放射性核種線量換算係数とに基づいて、被ばく線量を演算するステップと、をコンピュータに実行させることを特徴とする。
【００１７】また、本発明は、天然バリア内に人工バリアが設けられ、該人工バリア内に放射性廃棄物を格納する放射性廃棄物処分場における前記放射性廃棄物の放射性核種の漏出に関する評価を行うための放射性核種漏出プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、前記放射性核種漏出評価プログラムは、前記放射性廃棄物からの核種溶出時間、地下水流速、崩壊定数、核種溶解度、核種インベントリ、安定同位体インベントリ、天然バリア分配係数、人工バリア拡散係数、天然バリア拡散係数に基づいて、漏出率の演算を行うステップと、前記漏出率の計算を行うステップにおいて演算された漏出率に基づいて、天然バリア間隙水中の放射性核種の特定位置、特定時間での濃度計算を行うステップと、前記濃度計算を行うステップにおいて演算された前記天然バリア間隙水中の放射性核種の特定位置、特定時間における濃度から天然バリア当該位置、時間における放射性核種の漏出率を演算するステップと、前記放射性核種の漏出率と放射性核種線量換算係数とに基づいて、被ばく線量を演算するステップとをコンピュータに実行させることを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態による放射性核種の処分施設からの漏出評価システムを図面を参照して説明する。図１は、地下埋設処分場について説明するための概念図である。この図１において、天然バリア１は、例えば、花崗岩、硬質岩盤等、堅く水の浸透の少ない比較的堅い岩盤である。人工バリア２は、天然バリア１に埋没されるように設置され、コンクリート材、耐腐食材料等によって構成され、放射線物質の漏洩を防止する。この人工バリア２は、例えば、図８に示すように、内部に放射性廃棄物である廃棄体４が埋め込まれ、この廃棄体４の外部に、オーバーパック３ａ、ベントナイト３が設けられる。この廃棄体４は、高レベル放射性廃棄物である場合、ガラスで固定化される。ベントナイト３は、例えば、粘土鉱物など透水性が極めて低い物質によって構成される緩衝材である。オーバーパック３ａは、例えば、鋼鉄製の構造物である。このような構成の廃棄体の処分場における放射線物質の漏洩の評価を行う放射性核種の処分施設からの漏出評価システムについて、以下、説明する。
【００１９】図２は、この発明の一実施形態における放射性核種の処分施設からの漏出評価システムの構成を示す概略ブロック図である。この図において、入力部２０は、外部の装置から出力される各種データを制御部２１に出力する。ここで、入力部２０は、例えば、キーボード、マウス等の入力デバイスであり、各種データが入力される。制御部２１は、装置各部の制御を行う。出力部２２は、制御部２１からの指示に応じて、演算部１０の演算結果を外部に接続されるコンピュータや演算装置に出力する。また、出力部２２は、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）や液晶表示装置等によって、演算結果を出力する。記憶部２３は、制御部２１からの指示に応じて各種データをメモリに記憶する。
【００２０】演算部１０は、制御部２１を介して入力部２０から入力される各種データに基づいて、各核種による被ばく線量を演算する。この演算部１０のうち、放射性核種漏出率演算部１１は、評価する対象となる経過時間をｔとし、核種のインベントリと核種源が存在する時間とに基づいて演算される演算結果をｆ(0)とし、核種の崩壊等に関する定数をηとし、核種源が存在する時間をＴとした場合に、【数１１】

なる式に基づいて、放射性核種漏出率を演算する。ここでは、放射性核種漏出率とは、単位時間あたりに人工バリアから天然バリアへ漏出する放射性核種の量を示すものである。このとき、放射性核種漏出率演算部１１は、図３に示すように安定同位体の有無と人工バリア２内の核種沈殿の有無とに応じて、核種のインベントリと核種源が存在する時間とに基づいて演算される演算結果をｆ(0)、核種の崩壊等に関する定数をηとし、核種源が存在する時間Ｔを設定して放射性核種漏出率を演算する。
【００２１】図３に示されるように、放射性核種漏出率演算部１１は、安定同位体がなく、かつ、人工バリア中に核種沈殿がある場合に、廃棄物４および廃棄物４の外周部に設けられる人工バリア２と天然バリア１の境界条件により定まる定数Ξをｆ(0)とし、ηを０とし、核種沈殿存在時間ＴSをＴとして、放射性核種漏出率を演算する。ここで、核種沈殿とは、計算対象核種の沈殿のことであり、核種沈殿存在時間とは、対象核種の沈殿が存在している時間のことを示すものである。また、放射性核種漏出率演算部１１は、安定同位体があり、かつ、人工バリア２中に核種沈殿がある場合に、対象核種の崩壊定数λをηとし、核種沈殿存在時間ＴSをＴとし、核種インベントリをＭ１０、安定同位体インベントリをＭ２０、崩壊定数をλとした場合に、ｍを【数１２】

なる式によって演算し、Ξ÷ｍによって演算される演算結果をｆ(0)とし、放射性核種漏出率を演算する。ここで、核種インベントリとは、計算対象核種の総量であり、安定同位体インベントリとは、計算対象核種の安定同位体の総量である。
【００２２】また、放射性核種漏出率演算部１１は、安定同位体がなく、かつ、人工バリア２中に核種沈殿がある場合に、廃棄物および該廃棄物の外周部に設けられる人工バリア２と天然バリア１の境界条件により定まる定数Ξをｆ(0)とし、ηを０とし、核種沈殿存在時間ＴSをＴとして放射性核種漏出率を演算する。
【００２３】また、放射性核種漏出率演算部１１は、安定同位体があり、人工バリア２中に核種の沈殿形成がない場合に核種インベントリＭ１０と廃棄体４に含まれる放射性廃棄物からの核種溶出時間Ｔgとに基づいて演算されるＭ１０÷Ｔgをｆ(0)とし、対象核種の崩壊定数λをηとし、放射性廃棄物からの核種溶出時間ＴgをＴとして、放射性核種漏出率を演算する。ここで、核種溶出時間とは、廃棄体が溶解するのに要する時間のことを示す。また、放射性核種漏出率演算部１１は、安定同位体がなく、人工バリア２中に核種の沈殿形成がない場合に、核種インベントリＭ１０と放射性廃棄物からの核種溶出時間Ｔgとに基づいて演算されるＭ１０÷Ｔgをｆ(0)とし、対象核種の崩壊定数λをηとし、廃棄物からの核種溶出時間ＴgをＴとして、放射性核種漏出率を演算する。
【００２４】核種濃度演算部１２は、遅延係数をＲf、天然バリア１の空隙率をε、天然バリア１の真密度をρ、実効拡散係数をＤc、ダルシー流速をＵD、人工バリアからの核種の漏出率をＦ（ｘ，ｔ）とし、【数１３】

なる式に基づいて、評価する対象となる核種の液相中核種濃度Ｃ（ｘ，ｔ）を演算する。ここで、人工バリアからの核種の漏出率Ｆ（ｘ，ｔ）は、放射性核種漏出率演算部１１によって演算された演算結果が用いられる。液相中核種濃度Ｃ（ｘ，ｔ）の単位は、例えば（ｍｏｌ／ｍ3）が用いられる。遅延係数とは、核種の移動が岩盤への吸着等によって遅れる割合を示す係数であり、遅延係数Ｒf＝１＋（（１−ε）／ε）ρＫdなる式によって算出される。実効拡散係数とは、単位時間あたりに単位面積を通過する核種の量を表す指標である。ダルシー流速は、単位時間あたりに単位面積を通過する地下水の量を表す指標である。
【００２５】さらに、核種濃度演算部１２は、廃棄体４を埋め立ててからの経過時間ｔと放射性廃棄物からの核種溶出時間または核種沈殿存在時間であるＴの比較に基づいて、核種源がある場合に、先に求めた液相中核種濃度Ｃ（ｘ，ｔ）を用いて、天然バリア１間隙水中の放射性核種濃度Ｃ*（ｘ，ｔ）を、Ｃ*（ｘ，ｔ）＝Ｃ（ｘ，ｔ）として天然バリア１間隙水中の放射性核種の濃度を設定する。また、核種濃度演算部１２は、経過時間ｔと放射性廃棄物からの核種溶出時間または核種沈殿存在時間であるＴの比較結果に基づいて、核種源がない場合に、先に求めた液相中核種濃度Ｃ（ｘ，ｔ）を用いて、天然バリア１間隙水中の放射性核種濃度Ｃ*（ｘ，ｔ）を【数１４】

として天然バリア１間隙水中の放射性核種の濃度を演算し、設定する。
【００２６】放射性核種漏出率演算部１４は、核種濃度演算部１２によって演算された天然バリア１間隙水中の放射性核種濃度Ｃ*（ｘ，ｔ）を【数１５】

なる式に代入して、放射性核種漏出率を演算する。ここでいう放射性核種漏出率は、単位時間あたりにどれだけ放射能が漏れ出すかを示すものであり、例えば、（Ｂｑ／ｙ）なる単位で表される。
【００２７】被ばく線量演算部１５は、放射性核種漏出率演算部１４によって演算された放射性核種漏出率と予め設定される放射性核種線量換算係数とに基づいて、被ばく線量を演算する。被ばく線量演算部１５は、放射性核種漏出率と放射性核種線量換算係数との積を被ばく線量として演算する。ここで、放射性核種線量換算係数は、単位時間あたりにどれだけ被ばくするかの量を示すものであり、例えば、（Ｓｖ／ｙ／（Ｂｑ／ｙ））なる単位で表され、放射性核種漏出率から被ばく線量を算出するために用いられる。
【００２８】次に、図２の構成における放射性核種の処分施設からの漏出評価システムの動作について、図面を用いて説明する。まず、図４を用いて、放射性核種の処分施設からの漏出評価システムの動作の手順について説明する。図４は、放射性核種の処分施設からの漏出評価システムの動作の手順を説明するためのフローチャートである。まず、入力部２０は、外部から入力される入力データの読み込みを行い（ステップＳ１）、入力された入力データを制御部２１に出力する。制御部２１は、入力部２０から入力データが出力されると、この入力データを記憶部２３に記憶するとともに、演算部１０に出力する。演算部１０の放射性核種漏出率演算部１１は、制御部２１から出力される入力データに基づいて、人工バリア２から天然バリア１への放射性核種の漏出率の演算を行う（ステップＳ２）。
【００２９】次に、演算部１０は、演算された漏出率と入力データに基づいて、天然バリア１中の核種濃度および放出フラックスの算出を行い（ステップＳ３）、間隙水中核種濃度、核種放出フラックスの演算を行う（ステップＳ４）。ここで、フラックスとは、経過時間ｔにおける核種の漏出量のことである。そして、演算部１０は、被ばく線量を演算する（ステップＳ５）。以上の手順に基づいて、放射性核種の処分施設からの漏出評価における演算を行う。
【００３０】次に、図４のステップＳ１からステップＳ５における放射性核種の処分施設からの漏出評価システムの動作についてさらに詳細に説明する。図５は、核種漏出率演算部１１が演算を行う手順を説明するためフローチャートである。まず、入力部２０は、外部から放射性廃棄物からの核種溶出時間Ｔg、ダルシー流速Ｕd、評価する場所を示す評価位置ｘ、評価対象となる経過時間ｔ、ベントナイト外側流速Ωが入力データ１として入力され（ステップＳ１１）、崩壊定数λ、割当溶解度Ｃ*、核種インベントリＭ１０、安定同位体インベントリＭ２０、天然バリアへの分配定数Ｋd、実効拡散係数Ｄeが入力データ２として入力されると、入力された各データを制御部２１に出力する。制御部４０は、入力部２０から入力される各データを記憶部２３に一時記憶した後、演算部１０に出力する。演算部１０は、制御部２１から出力される各データを読み込み（ステップＳ１３）、各データをメモリ内に一時保持する。
【００３１】次に、演算部１０は、ステップＳ１２における安定同位体Ｍ２０のインベントリの有無に基づいて、安定同位体が存在するか否かを検出する（ステップＳ１４）。安定同位体が存在する場合、演算部１０は、人工バリア２中に核種の沈殿形成があるか否かを検出する。人工バリア２中に核種の沈殿形成がある場合、すなわち、（Ｍ１０＋Ｍ２０）÷Ｔg−Ξ＞０である場合、制御部２１は、放射性核種漏出率演算部１１によって、対象核種の崩壊定数λをηとし、核種沈殿存在時間ＴSをＴとし、核種インベントリをＭ１０、安定同位体インベントリをＭ２０、崩壊定数をλとし、Ξ÷ｍによって演算される演算結果をｆ(0)としてパラメータを設定し（ステップＳ１６）、人工バリア２からの放射性核種漏出率を演算する（ステップＳ１８）。ここで、Ξは、人工バリア２と天然バリア１の境界条件により定まる定数が用いられる。
【００３２】一方、ステップＳ１５において、人工バリア２中に核種の沈殿形成がない場合、すなわち、（Ｍ１０＋Ｍ２０）÷Ｔg−Ξ≦０である場合、放射性核種漏出率演算部１１は、核種インベントリＭ１０と廃棄体４に含まれる放射性廃棄物からの核種溶出時間Ｔgとに基づいて演算されるＭ１０÷Ｔgをｆ(0)とし、対象核種の崩壊定数λをηとし、放射性廃棄物からの核種溶出時間ＴgをＴとして、パラメータを設定し（ステップＳ１７）、放射性核種漏出率を演算する（ステップＳ１８）。
【００３３】他方、ステップＳ１４において、安定同位体が存在しない場合、放射性核種漏出率演算部１１は、核種の沈殿形成があるか否かを検出する（ステップＳ１９）。核種の沈殿形成がある場合（Ｍ１０÷Ｔg−Ξ＞０）、放射性核種漏出率演算部１１は、廃棄物および該廃棄物の外周部に設けられる人工バリア２と天然バリア１の境界条件により定まる定数Ξをｆ(0)とし、ηを０とし、核種沈殿存在時間ＴSをＴとしてパラメータを設定し（ステップＳ２０）、放射性核種漏出率を演算する（ステップＳ１８）。
【００３４】一方、核種の沈殿形成がない場合（Ｍ１０÷Ｔg−Ξ≦０）、放射性核種漏出率演算部１１は、核種インベントリＭ１０と放射性廃棄物からの核種溶出時間Ｔgとに基づいて演算されるＭ１０÷Ｔgをｆ(0)とし、対象核種の崩壊定数λをηとし、廃棄物からの核種溶出時間ＴgをＴとしてパラメータを設定し（ステップＳ１７）、放射性核種漏出率を演算する（ステップＳ１８）。これにより、緩衝材であるベントナイト３から天然バリア１に流れ出す放射性核種の漏出率が算出される。すなわち、廃棄体４とオーバーパック３ａが腐食などにより溶解する場合に、ベントナイト３中に放射性核種が流れ出し、このベントナイト３内に核種沈殿が形成され、このベントナイト３から天然バリア１に流れ出す放射性核種の漏出率が算出される。
【００３５】次に、ステップＳ１８において演算された放射性核種漏出率を用いて、天然バリア１中の核種濃度および放出フラックスを演算する手順について図６のフローチャートを用いて説明する。核種濃度演算部１２は、ステップＳ１８において演算された放射性核種漏出率が放射性核種漏出率演算部１１から出力されると、評価対象となる経過時間ｔと核種源が存在する時間Ｔとに基づいて、核種源が存在しているか否かを検出する（ステップＳ２１）。核種源がある場合、すなわちｔ−Ｔ≦０である場合、核種濃度演算部１２は、演算すべき評価位置と経過時間との間隙水中の放射性核種濃度Ｃ*（ｘ，ｔ）を演算する場合に、液相中核種濃度Ｃ（ｘ，ｔ）を以下に示す式に代入して微分方程式を解くことにより演算する（ステップＳ２２）。
【数１６】

そして、核種濃度演算部１２は、演算された液相中核種濃度Ｃ（ｘ，ｔ）を放射性核種濃度Ｃ*（ｘ，ｔ）として設定し、放射性核種漏出率演算部１４に出力する。
【００３６】放射性核種漏出率演算部１４は、核種濃度演算部１２から出力される放射性核種濃度Ｃ*（ｘ，ｔ）とを【数１７】

に代入し、経過時間ｔにおける評価位置ｘの放射性核種漏出率（ＦＬＵＸ（ｘ，ｔ））を演算し（ステップＳ２３、ステップＳ２４、ステップＳ２９）、演算結果を被ばく線量演算部１５に出力する。被ばく線量演算部１５は、放射性核種漏出率演算部１４から出力される放射性核種漏出率と線量換算係数との積を演算し（ステップＳ２５）、演算結果を被ばく線量として出力部２２に出力する。ここで、線量換算係数は、核種に応じて、例えば、図７に示されるような値が用いられる。出力部２２は、被ばく線量演算部１５から出力された被ばく線量を表示装置に表示する（ステップＳ２６）。
【００３７】一方、核種濃度演算部１２は、ステップＳ２１において、核種源がない場合、すなわちｔ−Ｔ＞０である場合、演算すべき評価位置と経過時間との放射性核種濃度Ｃ*（ｘ，ｔ）を演算する場合に、液相中核種濃度Ｃ（ｘ，ｔ）を以下に示す式に代入して微分方程式を解くことにより演算する。
【数１８】

そして、核種濃度演算部１２は、演算された液相中核種濃度Ｃ（ｘ，ｔ）を【数１９】

に代入して、放射性核種濃度Ｃ*（ｘ，ｔ）を演算し、放射性核種漏出率演算部１４に出力する（ステップＳ２７）。
【００３８】放射性核種漏出率演算部１４は、核種濃度演算部１２から出力される放射性核種濃度Ｃ*（ｘ，ｔ）と【数２０】

を用いて演算する（ステップＳ２８、ステップＳ２４、ステップＳ２９）。そして、放射性核種漏出率演算部１４は、演算結果を被ばく線量演算部１５に出力する。被ばく線量演算部１５は、放射性核種漏出率演算部１４から出力される放射性核種漏出率と線量換算係数との積を演算し（ステップＳ２５）、演算結果を被ばく線量として出力部２２に出力する。出力部２２は、被ばく線量演算部１５から出力された被ばく線量を表示装置に表示する（ステップＳ２６）。
【００３９】なお、上記実施形態における出力部２２は、被ばく線量演算部１５の演算結果を出力する場合について説明したが、必要に応じて、放射性核種漏出率演算部１１、核種濃度演算部１２、放射性核種漏出率演算部１４の演算結果のうち、すくなくともいずれかの演算結果を演算部１０から制御部２１を介して取得し、出力するようにしてもよい。
【００４０】また、図１における演算部１０の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより放射性核種の処分施設からの漏出評価の演算を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
【００４１】また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フロッピー（登録商標）ディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
【００４２】以上、この発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【００４３】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば、第１の放射性核種漏出率演算手段と、核種濃度演算手段と、放射性核種濃度設定手段と、第２の放射性核種漏出率演算手段と被ばく線量演算手段とを設け、被ばく線量を演算するようにしたので、被ばく線量を簡単にかつ速く算出することができ、放射線物質が漏洩する場合を予測することができる。
【出願人】 【識別番号】０００００３６８７
【氏名又は名称】東京電力株式会社
【識別番号】０００００６２６４
【氏名又は名称】三菱マテリアル株式会社
【出願日】 平成１３年３月１４日（２００１．３．１４）
【代理人】 【識別番号】１０００６４９０８
【弁理士】
【氏名又は名称】志賀 正武 （外６名）
【公開番号】 特開２００２−２７７５８４（Ｐ２００２−２７７５８４Ａ）
【公開日】 平成１４年９月２５日（２００２．９．２５）
【出願番号】 特願２００１−７２８５６（Ｐ２００１−７２８５６）