Dynamics of radiocaesium within forests in Fukushima; Results and analysis of a model inter-comparison

橋本 昌司*; 田中 拓*; 小松 雅史*; Gonze, M.-A.*; 坂下 渉*; 操上 広志; 仁科 一哉*; 太田 雅和; 大橋 伸太*; Calmon, P.*; et al.

Journal of Environmental Radioactivity, 238-239, p.106721_1 - 106721_10, 2021/11

https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2021.106721

本研究は、福島の主に常緑針葉樹林内における放射性セシウムの移行について、複数の研究チームによるモデルを用いた解析を行い、比較を行うことで、モデルのパフォーマンスを分析したものである。また、落葉層の除去と樹木更新の2つの管理シナリオ、および落葉広葉樹林を対象とした補助シナリオについても比較、分析した。いずれのモデルも実測の放射性セシウム濃度の変化傾向などを再現できたが、事故から50年後の予測についてはばらつきが大きく、継続した調査、解析による評価が必要である。

断層ずれに伴う人工バリアの力学的挙動評価,2

齋藤 雄也; 棚井 憲治; 菊池 広人*; 平井 卓*; 西村 繭果*

JAEA-Research 2008-010, 35 Pages, 2008/03

JAEA-Research-2008-010.pdf:15.56MB

我が国の地層処分概念では、地震・活断層の影響等、地層処分システムに著しい影響を及ぼす可能性のある天然現象については、サイト選定によってその影響を避けることを基本としている。これに対し、万が一断層によるずれ変位が生じる場合を想定して、人工バリア性能の限界状態を把握することも重要であると考えられる。そのため、本研究では発生頻度,規模が小さいため事前調査で発見することが困難であるC級断層が人工バリアを直撃した場合を想定し、模型実験とシミュレーション解析を行い、人工バリアに及ぼす影響について検討してきた。本稿では、断層変位速度の影響を評価するため、速度を変えた実験を行い、実験データの拡充を図るとともに、シミュレーション解析の精度向上のための検討を行った。その結果、断層変位速度を100mm/sから1/10の10mm/sにした結果、緩衝材外周部で観測される土圧が20%程度減少することがわかった。また、数値解析においては、周辺岩盤の透水係数を適切に評価することが重要であることが明らかとなった。

A Study of mechanical effect of simulated fault movement on engineered barrier system

西村 繭果; 平井 卓*; 棚井 憲治; 油井 三和

Materials Research Society Symposium Proceedings, Vol.932, p.227 - 234, 2006/00

本研究の目的は、高レベル放射性廃棄物の地層処分において断層ずれが生じると想定したときの人工バリアにおける影響を明らかにすることである。研究の概略は次の通りである。(1)室内模型実験を実施して、せん断が生じたときの緩衝材の力学挙動を理解する。(2)実際の処分場における断層の影響を評価するための手法として数値解析手法を構築する。そこで本論分では、まず20分の1人工バリア模型を用いた室内試験を実施した。実験結果より、緩衝材の土圧上昇は間隙水圧の上昇によって生じることが明らかとなった。次に、模型実験を有限要素法によってシミュレーション解析を行った。解析についての検討結果より、緩衝材の外側への排水条件が緩衝材の土圧上昇挙動に影響を及ぼすことが明らかとなった。また、緩衝材の外側の透水性の境界条件を適切に設定して解析することによって、実験結果を概略表現できることが明らかとなった。

人工バリア等の設計検討および幌延の地質環境を条件とした原位置試験環境の検討

栗原 雄二; 油井 三和; 棚井 憲治; 川上 進; 杉田 裕; 谷口 直樹; 平井 卓

JNC TN8400 2004-006, 59 Pages, 2004/04

JNC-TN8400-2004-006.pdf:5.97MB

第2次取りまとめに示された人工バリア設計技術を幌延の地質環境へ適用するため以下の検討を行った。1)処分場全体の設計手順の構築、2)人工バリア設計に必要な地質環境項目の抽出、3)地質環境項目を得るための地質調査・試験項目の整理、4)幌延の地質環境を条件とした空洞安定性評価

緩衝材長期力学挙動評価モデルの検討

平井 卓; 棚井 憲治; 菊池 広人*; 重野 喜政*; 並河 努*; 高治 一彦*; 大沼 敏*

JNC TN8400 2003-034, 158 Pages, 2004/02

JNC-TN8400-2003-034.pdf:5.26MB

緩衝材に求められるオーバーパック支持性能や応力緩衝性能に関しては、「第2次取りまとめ」において、設定された仕様の人工バリアに対する安定性やオーバーパック作用応力の評価を行った。しかし、評価解析に用いられた長期挙動評価モデルは一般の粘性土における実績やパラメータ設定の容易さにより選定されており、膨張性のあるベントナイトを用いた緩衝材への適用性に関して十分な検討がなされていなかった。そこで、既存の評価モデルより緩衝材への適用性の高いモデルを再抽出するとともに、緩衝材の支持性能や応力緩衝性能に関する再評価をすることが必要と考えた。そこで、最初に一般の粘性土の力学挙動評価に対して実績のある既存の評価モデルを体系的に分類した後、適用性が高いモデル抽出した。次に緩衝材の室内要素試験結果を各モデルを用いてシミュレーション解析を実施し、抽出モデルの適用性検討とパラメータ選定を実施した。最後に、これらのモデルとパラメータを用いて、人工バリア中のオーバーパックの自重沈下とオーバーパックの腐食膨張の影響を解析により再評価した。その結果、抽出された関口-太田モデルと足立-岡モデルは、ほぼ同一の評価精度を有していることやモデルのパラメータは、圧密試験と三軸圧縮試験を同時に精度良く評価できるものを選定することが困難であり、人工バリア中の緩衝材の挙動を評価するためには、2種類のパラメータセットが必要なことなどが分かった。

断層ずれに伴う人工バリアの力学的挙動評価

平井 卓; 棚井 憲治; 菊池 広人*; 鈴木 英明*; 高治 一彦*; 大沼 敏*

JNC TN8400 2003-009, 56 Pages, 2003/03

JNC-TN8400-2003-009.pdf:7.22MB

「第2次取りまとめ」におけるわが国の地層処分概念では,地震・活断層の影響等,地層処分システムに著しい影響を及ぼす可能性のある天然現象については,サイト選定によってその影響を避けることを基本としており,基本的には人工バリアは壊れないものと考えられている。しかし、派生的なC 級断層など発生する確率が極端に低く影響も小さいと考えられるものについては,現状では発生を完全に予測することが困難である。そこで,このような断層が人工バリアを直撃するといった場合に、人工バリアがどのような影響を受けるかについて現象を明らかにし、安全裕度の幅を明らかにすることを目的とし、縮小模型試験とそのシミュレーション解析,さらに実規模モデルに対する解析を実施した。その結果、断層の変位速度が10cm/sec 以下では断層が直撃しても緩衝材厚さの80%程度の断層変位までは、緩衝材の緩衝効果により腐食していないオーバーパックは健全であることが明らかになった。

ヒノキ植栽木への放射性セシウムの移行吸収; 植栽当年の結果

平井 敬三*; 小松 雅史*; 赤間 亮夫*; 野口 享太郎*; 長倉 淳子*; 大橋 伸太*; 齋藤 哲*; 川崎 達郎*; 矢崎 健一*; 池田 重人*; et al.

no journal, , 

土壌から樹木への放射性セシウムの移行吸収とカリウム施肥による移行抑制効果の検討のため、福島県川内村のヒノキ新植地で長期モニタリング試験を開始した。福島第一原子力発電所事故当時はアカマツ・落葉広葉樹混交林で、第4次航空機モニタリング(2011年11月)による推定放射性物質沈着量は685k Bq m(Cs+Cs)である。2014年5月に8つの5050mプロットを設け、ヒノキ植栽後の8月にKとして100kg haのKClを施肥し、11月に苗木を採取した。8月の平均空間線量率(Sv h)は10cm高で1.18、1m高で0.94であった。土壌の平均Cs濃度(kBq kg)はリターで50.0、10-20cm深で0.1と下層へと低下した。またリターから20cm深までの存在量のうち58%がリター中に存在していた。11月に採取したヒノキ針葉の移行係数(土壌0-5cmに対する針葉のCs濃度[Bq Bq])は処理間に有意差はなかったが、土壌のCs濃度が8kBq kg以下では施肥区で小さい傾向にあった。