瑞浪超深地層研究所・地下500mの世界を体験(1)

~「地層処分を考える」フィールドワーク~


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 これまで、「地層処分って何?(1)」で地層処分についてのあらましを、「地層処分って何?(2)」で、関西学院大学の野波寛教授による「誰がなぜゲーム」により、国民一人ひとりが当事者として考えることの重要性を、それぞれ発信した。今回は、地層処分技術に関する研究を進める、日本原子力研究開発機構東濃地科学センターの瑞浪超深地層研究所(以下、同研究所)でのフィールドワークを紹介しよう。関西経済連合会地球環境・エネルギー委員会が実施する、若い世代や女性を対象としたアクティブラーニングの一環として、地層処分事業の実施主体である原子力発電環境整備機構(NUMO)に協力いただき、同研究所の視察を実施し、その後専門家とのテーブル対話を含めたグループワークを行った。

(ⅰ) 瑞浪超深地層研究所の概要

 岐阜県瑞浪市にある同研究所は、中央自動車道の瑞浪ICより車で約3分、JR東海中央本線の瑞浪駅より車で約5分の場所に位置する(新幹線利用で東京から約3時間、大阪から約2時間)。岐阜県南東部のこのエリアは「東濃地域」と言われる、山に囲まれた緑豊かな地域で、木曽川や土岐川から形成されたなだらかな盆地が数多くあり、1,300年以上の歴史を持つ美濃焼など陶磁器の産地として知られ、日本で最も多くのウランが地下に賦存すると言われている。
 同研究所では、地下深度500mに及ぶ研究坑道を掘削し、主に結晶質岩(花崗岩)を対象とした研究を行っている。本研究の実施にあたっては、地元自治体と協定を締結し、放射性廃棄物を持ち込まないことや、将来にわたって研究所を処分場とはしないこと、地層科学研究の終了後は瑞浪市から借りている研究所用地を市に返還すること等を約束している。
 同研究所は、2003年から研究坑道の掘削工事を開始し、2014年に深度500mの研究坑道が完成した。ここでは、深度500mで地質環境を研究できる日本唯一の研究施設として、国内外の大学や研究機関に 研究坑道を広く開放、共同研究を実施するとともに、地層処分に関する国民との相互理解の場としての役割も担っている。

図1 瑞浪超深地層研究所研究坑道(出所:東濃地科学センター資料)

図1 瑞浪超深地層研究所研究坑道
(出所:東濃地科学センター資料)

 日本には、結晶質岩、堆積岩の大きく2つの岩種が分布しており、最終処分場が決まっていない状況においては、この2つの岩種の特徴を踏まえた分析が必要となる。そこで、北海道の幌延深地層研究センターでは堆積岩を対象とした研究を、瑞浪超深地層研究所では結晶質岩(花崗岩)を対象とした研究を、それぞれ進めている。研究所周辺の花崗岩は、およそ7,000万年前に、マグマが地下深部でゆっくり冷えて固まってできた岩石である。花崗岩は大きい結晶で構成され、耐久性が高い。「御影石」と言われ、建築材として広く用いられており、国会議事堂の外壁などにも使われている。
 花崗岩は、非常に多くの割れ目を包含し、この割れ目が地下水の通路となっており、割れ目の構造、分布、透水性を研究することは、非常に重要な課題となっている。深度300mでは低角度の割れ目が多いことに対し、深度500mでは割れ目密度が少ないというように、深度や場所等によって割れ目の角度や密度が異なる。
 地下水の水圧・水質のモニタリングも実施している。深度500mでは割れ目密度が低く、地下水が還元性(還元性の地下水中では金属が腐食し難く、物質が溶け難くなる)を示すなど、地下深部に期待される特徴を備えており、今後も深度500mでの研究を続けることとしている。
 超深地層研究計画では、計画全体を「地表からの調査予測研究(第1段階)」、「研究坑道の掘削を伴う研究(第2段階)」、「研究坑道を利用した研究(第3段階)」に区分しており、現在は第3段階の研究が進められており、研究坑道の見学を通じて概要を知ることが出来る。

(ⅱ) 研究坑道の見学 ~地下500mの世界~

 見学者は、つなぎ服を着て、ヘルメット、反射ベスト、軍手および安全長靴を身につけ、坑内PHSを携行し、安全装備を確認したうえで入坑する。キブルと言われる専用の10人乗りの工事用エレベーターに乗り、約5分ほどかけて地下深部へ降りる。その後、通常のビル8階分に相当する、92段のらせん階段を降りる。気温は年間通じて約20℃超だが、外の空気を送り込んでいるため、その影響を受けることになり、また年間を通じて湿度が高く、体感温度は異なる。

図2 キブル内の様子

図2 キブル内の様子

図3 らせん階段

図3 らせん階段

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