諸外国での高レベル放射性廃棄物処分

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[size=160%]TSPA-LA （米国）[/size]

安全評価の方法論について

(ユッカマウンテン処分場の建設認可に係る許認可申請書 安全解析書： 2008年）

安全評価はどのように行っているのですか…

安全評価の進め方

TSPA(=Total system performance assessment)

トータルシステム性能評価とは、処分システムの多重バリアのバリアごとに安全性の閾値を設けるのではなく、処分システム全体で安全性を評価するアプローチ手法である。米国のユッカマウンテン最終処分場の場合、具体的な実施方法がNRCの規則によって規定されている。ユッカマウンテン最終処分場の安全評価においては、トータルシステム性能評価は、様々な条件の範囲にわたり処分システム全体の長期的な性能の定量的な見積りを行う一種の計算ツールの側面をもっており、サイトデータ及び物質試験データ、さらに広範囲に受け入れられた物理的、化学的原理に基づく複数の数値モデルの集合体を表している。TSPAモデルの開発には、処分システムの挙動に適用可能な、起こり得る全てのFEPのリストを編集し、選定されたFEPは幾つかのシナリオ・クラスに分類される。線量の見積りは、モンテカルロ法による確率論的手法によって計算され、線量の結果も確率論的に取り扱われる。


FEP

トータルシステム性能評価（TSPA）においては、処分場において起こりうる事象やプロセスの発生の可能性とその確率、線量への影響度、評価の信頼性（不確実性）を評価するために、ユッカマウンテンサイトにおける特徴、事象、プロセス（FEP）が検討された。

処分システムの長期的性能に関連する可能性があるFEPのうち、経済協力開発機構／原子力機関（OECD/NEA）の国際FEPデータベースのFEPリストの活用、初期FEPを特定するための専門家を交えたブレーンストーミング、プロジェクト特有のFEPを特定するための一般的論理ダイヤグラムの作成、国際FEPデータベースと関連付けるためのFEPの再検討により、374のFEPで構成される許認可申請用の包括的FEPリストが作成された。


シナリオ

包括的FEPリストから、連邦規則10 CFR Part 63の規定によって発生確率、影響度に基づきFEPをスクリーニングし、シナリオクラスに集約するとともに、更にそれらをスクリーニングすることにより最終的なシナリオクラスを設定している。

①閉鎖後の個人防護基準の評価シナリオ

閉鎖後の個人防護基準を考慮したシナリオクラスは、以下のように分類されている。初期破損シナリオクラス及び2つの破壊事象シナリオクラスは、事象の発生に注目して、各シナリオクラスが2つのモデル化ケースに区別されている。また、通常シナリオクラスは破壊的事象もしくは初期破損事象が発生しない場合の性能を記述する通常モデル化ケースと呼ばれている。シナリオクラスとその下位のモデル化ケースの一覧を以下に示す。

  1. 通常シナリオクラス
    • 通常モデル化ケース
  2. 初期破損シナリオクラス
    • ドリップシールド初期破損モデル化ケース
    • 廃棄物パッケージ初期破損モデル化ケース
  3. 破壊事象シナリオクラス - 火成活動シナリオクラス
    • 火成岩貫入モデル化ケース
    • 火山噴火モデル化ケース
  4. 破壊事象シナリオクラス - 地震シナリオクラス
    • 地震地動モデル化ケース
    • 地震断層変位モデル化ケース


②人間侵入に対する個人防護基準の評価シナリオ

人間侵入に対する個人防護基準の遵守に関しては、10 CFR Part 63に様式化したシナリオが規定されている。具体的には、水資源開発のための探査ボーリングが処分場の存在を知らずに実施され、ドリップシールドと廃棄物パッケージを貫通することとし、ボーリング孔が注意深く密封されずに劣化して、処分場よりも深い位置に存在する飽和帯に廃棄物パッケージから放出した核種が移行するとして評価することとなっている。

地下水防護基準の遵守に関しては、10 CFR Part 63で示される要件に基づいて、地下水中の溶存物質は10,000mg/L未満であり、3,000 acre-feetの水量でユッカマウンテン処分場からの移行経路上の代表的な地点（施設下流端から18km）を仮定して評価している。予測不能な事象として、廃棄物パッケージの早期破損、ドリップシールドの早期破損（1個もしくはそれ以上の破損確率：0.0166）、地震（発生確率：10-5から4.3×10-4回/年）がモデルケースで検討されている。


モデル

トータルシステム性能評価（TSPA）モデルは、

  • 上部天然バリア
  • 人工バリアシステム
  • 下部天然バリア

の3つのバリアに関連した特徴、特性、プロセスで構成される。

評価には、不確定な入力変数を任意にサンプリングし、その結果に基づき全てのサブモデルに対応する解析コードの計算を実施することにより、概念モデルを統合して管理するGoldSimコードが用いられている。

サブモデルには、例えば不飽和帯の移行に用いるFEHMコード、廃棄物パッケージの劣化現象を取り扱うWAPDEGコードなどの外部サブルーチンを動的DLLとして参照することができる。

GoldSimの計算結果から年間線量曲線の計算には、EXDOC_LAが用いられている。年間線量は、例えば平均値及び中央値の年間線量曲線として出力される。


不確実性の取り扱い

安全評価で適用されるシナリオで適用したFEPは、NEA国際FEPデータベースのFEPリストを検討することにより、シナリオで考慮するFEPの網羅性を確認している。

不確実性は、ユッカマウンテン処分場周辺の地質、環境の予測の中に存在し、TSPAでは、追加データや知見の取得によって低減できない偶発的不確実性と決定論的と信じられている、もしくは確率分布についての知見不足に由来する認識論的不確実性に区別している。

確率論的手法を用いるTSPAでは、データの不確実性と変動性は適切に取り扱って設定されることにより線量評価に取り込まれる。年間線量曲線は不確実性の信頼区間を考慮して表現される。10 CFR 63.114(a)(2)節では、TSPAでの入力パラメータは、データの不確実性と変動性を適切に取り扱って設定されることが規定されており、品質保証の一環として、

  • パラメータの表現が不確実性または変動性の主因を反映していることの確認
  • 健全な統計手法と解釈を使って確率分布が導き出されたことの検証
  • 確率分布が合理的かつ防衛可能であることの確証

を重点においた技術レビューを実施し、トータルシステム性能評価モデル／許認可申請のための解析」報告書に文書化している。この技術レビューでは、モデルの抽象化に関する事項も含まれている。また、TSPAコードの妥当性については、データベースに入力されたモデル、データの検証、TSPA内部でのサブモデル、抽象化の実行の検証について解析コードが検証されている。


sa/tspa-la/methodology.1299386702.txt.gz · 最終更新: 2011/03/06 13:45 (外部編集)