臺灣博碩士論文加值系統

深層地質處置(deep geologic disposal)為國際間經過評估與研究認為最安全可行的用過核燃料最終處置措施。
本文以有限元素軟體ABAQUS進行以深層地質處置概念為基礎的處置場母岩熱傳導分析與處置罐圍壓分析。
使用參考瑞典SKB等相關文獻所提供的模型幾何、材料參數、初始條件及邊界條件建立具同等效力模型，利用代表體積單元概念建立設計參考圖進行數值分析，求得處置孔內峰值溫度並與文獻平行驗證，進而針對母岩熱傳導參數進行分析與文獻驗證。
並利用多處置孔模型進行母岩熱傳導係數「空間異質性」之熱傳導分析，研究均質與非均質母岩熱傳導係數之影響效應。
除上述熱傳導分析，本文參考台電與瑞典相關文獻建立處置罐模型，模擬處置罐在承受回脹壓力與冰川壓力負載環境下的圍壓分析，並進行模型及材料參數分析。

Deep geologic disposal is the most safe of nuclear fuel final repository that have been evaluated and studied internationally. Use the finite element software ABAQUS to simulate heat transfer analysis of the repository and the confining pressure analysis of the disposal canister.

Using the model geometry, material properties, initial conditions and boundary conditions provided by the Swedish SKB to establish an equivalent model. Using the representative volume unit concept to establish a Nomographic spacing-temperature chart for numerical analysis, to obtain the peak temperature in the deposition hole, and then analysis and review literature of the thermal conductivity parameters of the rock.

The multi-disposal hole model is used to analyze the thermal conductivity of the rock thermal conductivity coefficient "spatial variabiltiy" to study the effect of heat transfer coefficient of homogeneous and heterogeneous rock.

In addition to the above heat conduction analysis, this study refers to the Taiwan Power Company and Swedish related literature to establish a disposal canister model, simulate canister in the analysis of the swelling pressure, and carry out model and material property analysis.

摘要 I
ABSTRACT II
致謝 III
目錄 IV
圖目錄 VIII
表目錄 XI
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究動機與目的 2
1.3 研究主題與方法 2
1.4 論文內容 3
第二章 處置場配置與分析之相關文獻 4
2.1 用過核子燃料的最終處置 4
2.2 我國最終處置安全性之相關研究 5
2.3 各國處置場概念 7
2.3.1 瑞典 7
2.3.2 芬蘭 8
2.3.3 日本 10
2.4 我國處置設施未來規劃 12
2.5 國際文獻階段成果報告 13
第三章 熱傳導分析原理與等效模型模擬方法 16
3.1 前言 16
3.2 熱傳導理論與分析原理 16
3.2.1 熱傳導理論 16
3.2.2 熱傳分析原理 20
3.3 分析方法與理論說明 21
3.4 熱傳導分析模型理論 23
3.4.1 原始模型幾何介紹 24
3.4.2 材料參數 25
3.4.3 初始條件與邊界條件 27
3.5 熱傳導分析等效模型 29
3.5.1 模型型態介紹 29
3.5.2 緩衝材料及母岩熱傳導係數參數分析 30
第四章 設計參考圖與母岩熱傳導參數驗證 33
4.1 前言 33
4.2 設計參考圖之三方驗證 33
4.2.1 模型幾何介紹 33
4.2.2 結果對照 34
4.2.3 小結 36
4.3 母岩熱傳導參數驗證 36
4.3.1 模型幾何介紹 37
4.3.2 案例介紹 39
4.3.3 材料參數 40
4.3.4 初始條件與邊界條件 41
4.3.5 結果對照 41
4.3.6 小結 46
第五章 母岩空間異質性分析 47
5.1 前言 47
5.2 模型幾何介紹 47
5.3 材料參數 48
5.4 初始條件及邊界條件 51
5.5 案例介紹 51
5.6 分析結果 60
5.6.1 第一案例組分析比較 62
5.6.2 第二案例組分析比較 64
5.6.3 第三案例組分析比較 65
5.7 小結 66
第六章 處置罐圍壓分析 68
6.1 前言 68
6.2 處置罐圍壓分析與台電報告平行驗證 68
6.2.1 模型幾何介紹 68
6.2.2 材料參數 70
6.2.3 邊界條件 70
6.2.4 分析結果 70
6.2.5 處置罐幾何參數分析 72
6.2.6 處置罐材料參數分析 73
6.2.6.1 銅殼材料參數分析 74
6.2.6.2 鑄鐵材料參數分析 76
6.3 處置罐圍壓分析與瑞典SKB驗證 79
6.3.1 模型幾何介紹 79
6.3.2 材料參數 80
6.3.3 邊界條件 80
6.3.4 分析結果 81
6.4 挫曲與未挫曲處置罐行為比較 84
第七章 結論與建議 86
7.1 結論 86
7.2 建議 87
參考文獻 89

[1]SKB,“Strategy for thermal dimensioning of the final repository for spent nuclear fuel”,R-09-04,December 2009.
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