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(1)比透水係数
JAEA-Research 2010-034
比透水係数は以下に示すように Irmay 式に代表される経験式(例えば、Irmay、1954; Wilfried、
2000)や van Genuchten 式(van Genuchten、 1980)を用いた関数により浸潤過程に伴う透水特性を表
現している。また、実験等に基づく飽和度や体積含水率に対する表データ(実効値)として定義す
ることも可能である。
(a)経験式
k
m
r
r � S
(3.3-25)
ここに、m は重み付けパラメータである。
(b) van Genuchten 式
�
1
1�
�
� � n � n
r 1 1
�
k � Se
�
1
�
� � Se
n�
� ,
� �
�
��
��
2
Se
� ��
r �
� 1 �
�
� � � n �
�s
��
r �� 1�
�� ��
- 13 -
1
1�
n
(3.3-26)
ここに、Se は有効飽和度、�r は残留体積含水率、�s は飽和体積含水率、n、�はパラメータ、
�はサクションである。
(c)実験等に基づく飽和度や体積含水率に対する表データ(実効値)
参考例として、表 3.3-1 に緩衝材に適用した体積含水率に対する比透水係数(藤﨑ほか、2008)
を示す。
表 3.3-1 表データとしての比透水係数
体積含水率 0.000 0.398 0.403
比透水係数 0.000 0.551 1.000
(2)温度勾配水分拡散係数
温度勾配水分拡散係数は温度や飽和度の依存性を考慮した以下の関数(経験式)が適用可能で
ある。
(a)核燃料サイクル開発機構(1999a)
D
T
� D
T 0 exp
�TT0�� �
�
� �T
�
�
�
� T0
�
(例えば、クニゲル V1 の場合;DT0=7.0×10 -12 m 2 s -1 ℃ -1 、�T=0.0、T0=10℃)
(b)Börgesson et al. (1999)
b � Sr
� �
S r � 0.
3 D T � DT
0 �sin
� �
� 0.
3 2 �
0. 3 � 0.
7
� S r
T DT
0
(3.3-27)
D � (3.3-28)