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邉見 光
原子力バックエンド研究(CD-ROM), 23(1), P. 113, 2016/06
日本原子力学会バックエンド部会誌「原子力バックエンド研究Vol.22, No.1」に掲載された研究論文「花崗閃緑岩,凝灰質砂岩試験片に対するヨウ素,スズの分配係数」が評価され、同部会平成27年度奨励賞を受賞した。今回の受賞に関する所感を同部会誌に寄稿する。
, Na, I
and HTO in granodiorite; Laboratory-scale results and their extrapolation to the in situ condition舘 幸男; 蛯名 貴憲*; 武田 智津子*; 斎藤 登志彦*; 高橋 宏明*; 大内 祐司*; Martin, A. J.*
Journal of Contaminant Hydrology, 179, p.10 - 24, 2015/08
被引用回数：29 パーセンタイル：74.23(Environmental Sciences)結晶質岩中の核種移行評価においてマトリクス拡散と収着現象の理解は重要である。スイスのグリムゼル原位置試験場から採取した花崗閃緑岩試料を用いて、Cs, Na, IとHTO(トリチウム水)の拡散・収着挙動が、透過拡散試験とバッチ収着試験により調査された。得られた実効拡散係数(De)は、Cs, Na, HTO, Iの順となった。容量因子(
)と分配係数(Kd)も、同様の傾向を示した。Cs, Naに対する二重プロファイルは、試料表面部のKdの増加によって解釈され、表面分析によって試料表面部の擾乱を受けた黒雲母鉱物の高い間隙率と収着容量の増加に起因することが確認された。二重プロファイルから得られたKdは、バッチ収着試験で得られた粉砕試料のKdの粒径サイズ依存性と関連付られた。グリムゼル試験場で実施された原位置長期拡散試験で得られた試験結果は、室内実験結果とそれらの原位置条件への外挿によって推定された移行パラメータによって良好に解釈された。
邉見 光; 山口 徹治; 飯田 芳久
原子力バックエンド研究(CD-ROM), 22(1), p.3 - 10, 2015/06
ヨウ素とスズは、地層処分の安全評価上重要な元素である。ヨウ素の分配係数として有意な値を期待できるのかどうかを見極めるために中性付近にてNaNO
濃度を0-0.5mol dm
の範囲で変化させて収着試験を実施した。誤差を評価して分配係数を求めた結果、凝灰質砂岩については、NaNO濃度0.5mol dmの条件を除きゼロではない有意な値を持ち、花崗閃緑岩については、NaNO濃度0.5mol dm以上の条件では有意な値を持つことが示された、スズについては、加水分解により生成する陰イオン種の増加とともに分配係数が著しく低下する可能性が考えられるため、高pH条件にて収着試験を実施した。花崗閃緑岩の分配係数はpH10.4で9.79
10
m
kg
となり、pH12.4で2.4610mkgの値となった。凝灰質砂岩については、pH12.4付近で花崗閃緑岩より1桁程度高い分配係数(約210mkg)が得られた。
三輪 敦志*; 高橋 奈緒*
JNC TJ7440 2000-014, 40 Pages, 2000/02
JNC-TJ7440-2000-014.pdf:17.73MB
本調査は,土岐周辺に分布する土岐花崗岩の地表露頭の岩石薄片試料について,偏光顕微鏡による薄片観察およびモード測定を実施し,既存情報とあわせて考察を行い,土岐花崗岩の岩相分布を把握することを目的として実施した。偏光顕微鏡観察結果およびモード測定の結果から,花崗岩の多くは,石英・カリ長石・斜長石をほぼ等量含むアダメロ岩を示し,含まれる有色鉱物の組み合わせにより,黒雲母のみ,黒雲母+白雲母,黒雲母+角閃石に分類される。これらを考慮すると土岐花崗岩は大きく分けて 1)黒雲母アダメロ岩,2)含白雲母黒雲母アダメロ岩,3)角閃石黒雲母花崗閃緑岩の3つのグループに分類される。石原・鈴木(1969)では野外での岩相変化(主に粒径と角閃石の含有)から土岐花崗岩を分類している。しかし,有色鉱物に白雲母を含む試料の記載がほとんどない。今回の調査によると,白雲母を含む試料は,土岐花崗岩体の西部に多く分布する特徴がわかった。また,有色鉱物に角閃石を含む試料は,従来,土岐花崗岩体北西縁部のみに分布するとされていたが,今回の調査では,岩体の東側にも分布する事が新たにわかった。
舘 幸男; 澁谷 朝紀; 佐藤 治夫; 柴田 雅博
JNC TN8400 99-088, 58 Pages, 1999/06
性能評価に用いるデータセットの信頼性を向上させることを目的として、性能評価上の重要核種の一つであり、かつ、実測データがほとんど存在しないパラジウムのベントナイト、花崗閃緑岩、凝灰岩中における収着・拡散挙動に関するデータを取得した。収着試験については、ベントナイト、花崗閃緑岩、凝灰岩を対象に、pH、イオン強度、液固比をパラメータとしてバッチ法により行った。Pdの分配係数として、10-1
102m3/kgの範囲の値が得られた。ベントナイトに対する分配係数は花崗閃緑岩、凝灰岩に比べ若干高く、花崗閃緑岩と凝灰岩では同程度であった。分配係数のパラメータ依存性はいずれの固相でも同様の傾向を示した。pH依存性については、pH5で最大の分配係数となり、pHの増加に伴い減少する傾向であった。イオン強度の影響は顕著ではなく、液固比については、液固比が高いほど分配係数は高くなる傾向であった。Pdの収着挙動はNi,Co等の2価の金属イオンのそれとは異なり、これらのデータをアナログとしてPdを評価することは不適切であることが示唆された。本試験条件下におけるPdの支配化学種は、熱力学計算から中性のPd(OH)2(aq)と予想された。Pdの分配係数は10-1102m3/kgと比較的高い値であり、中性化学種の収着性は高いことが示された。また、分配係数がpHの増加と共に減少する傾向にあることから、Pdの収着は固相表面のS-OH2+サイトとの反応により支配されている可能性が示唆された。拡散試験については、ベントナイトを対象に密度をパラメータとしてin-diffusion法により行った。薄膜拡散源モデルにより解析された見かけの拡散係数は10-1310-12m2/sのオーダーであり、ベントナイト密度の増加と共に減少する傾向であった。見かけの拡散係数から得られた圧縮ベントナイト中での分配係数は10-210-1m3/kgとなり、バッチ収着試験により得られた値よりも12オーダー低い値であった。しかしながら、分配係数と液固比との関係には相関が見られ、液固比が低いほど分配係数は低くなる傾向であった。
青木 和弘; 小出 馨*; 清水 功*; 吉田 英一; 荒木 龍介*; 澤田 淳; 藤田 朝雄
PNC TN1410 97-038, 307 Pages, 1996/04
釜石原位置試験第2フェーズは、地下深部の地質環境特性の詳細な把握とそこで起きる現象の理解、ならびに、調査試験技術の高度化と確立を目的として、本地域に広く分布する前期白亜紀の栗橋花崗閃緑岩を対象に平成5年度から実施されている。平成7年度は、第2フェーズの第3年目にあたる。平成7年度の主な実施内容および成果は、以下の通りである。1)Task1:深部地質環境特性の把握原位置試験場周辺の地質構造、力学特性、水理特性、地球化学特性の情報を取得するとともに、割れ目帯検出技術として流電電位法と流体流動電位法を実施し、これらの手法の有効性と適用限界について把握した。2)Task2:深部岩盤における掘削影響領域の評価試験坑道掘削前の事前調査の準備として計測坑道と調査用試錐孔の掘削、割れ目調査、予備計測、室内試験および予測解析を実施した。また、坑道周辺のREDOX状態調査では、水質モニタリング、解析コードの開発、室内試験を実施した。3)Task3:結晶質岩の水理・物質移行に関する研究収着およびマトリックス拡散に関しては、割れ目タイプC(断層破砕帯)を対象にした詳細な移行経路調査を行い、割れ目周辺の移行経路概念モデルを構築した。室内試験ではタイプBを対象としたバッチ式収着試験等を行い、充填鉱物部、赤色変質部および未変質部の各部分での収着能力を定量的に把握した。移流および分散に関しては、アクセス坑道より3本の試錐孔を掘削し、非収着性トレーサー試験対象領域全体の水理地質構造(透水性割れ目および高間隙水圧領域の位置・分析等)を把握した。4)Task4:人工バリア試験粘土系グラウト技術の適用性の検討としては、粘土グラウトが岩盤の透水係数を低下させる手段として有効であることを示した。熱-水-応力連成現象としては、岩盤特性調査として試験坑道より各種計測用の試錐孔を掘削し、BTVおよび岩芯観察を行った。また、直径1.7m、孔長5mの大口径試験孔を掘削し、孔内壁面の割れ目観察を行った。
H, 
Na and 
Cs diffusion in crystalline rock under real deep geological repository conditionsHavlov
, V.*; Martin, A. J.*; Siitari-Kauppi, M.*; 舘 幸男
no journal, ,
長期拡散プロジェクト(LTD)は、原位置条件でのマトリクス拡散に関する定量的な情報を得ることを目的とした、一連の実験からなる国際プロジェクトである。1回目の原位置拡散試験では、グリムゼル原位置試験場の未擾乱の岩石マトリクス中のボアホール中を、放射性核種(H, Na, Cs)を含むトレーサー溶液を循環させた。トレーサー溶液中の核種濃度の減衰曲線が定期的なサンプリングと分析によって観測された。800日後、拡散試験を終了し、ボアホールがオーバーコアリングされた。放射性核種を含んだボアホール周辺の岩石は切断され、岩石中の濃度プロファイルを測定することにより拡散深さが決定された。非収着性のHはマトリクス中に17cm程度拡散し、弱収着性核種のNaは7cm程度拡散した。収着性のCsは、数mm程度の予測に対して1.5cm程度拡散した。これらの分析結果をもとに、解析評価が実施された。
太田 良介*; 三津山 和朗*; 舘 幸男; 四辻 健治*; 佐藤 智文*; 佐藤 久夫*; Martin, A.*
no journal, ,
グリムゼル花崗閃緑岩を対象に、鉱物や間隙分布の不均質性を表現可能な核種移行モデルを開発し、不均質性が核種移行に及ぼす影響を評価するとともに、実測データとの比較からモデルの妥当性を確認した。
下岡 和也*; 小北 康弘; 齊藤 哲*
no journal, ,
本発表では、西南日本内帯、梶島の珪長質岩から見出したポイキリティック組織について、構成する鉱物の化学組成分析を行い、梶島の花崗岩類の形成過程について議論した。ポイキリティック組織は、等粒状組織を呈する岩相中にパッチ状に産し、カリ長石が融食縁を示す斜長石、球状の石英、自形半自形の黒雲母を包有する。球状石英は、CL像で粒の外形とは非調和な不定形のコアを観察できる。ポイキリティック組織部の黒雲母のコアはバイモーダルな組成を示す。ポイキリティック組織部の斜長石は、元素マップ図上で粒の外形とは非調和なコアが観察でき、コアとマントルリムで不連続な組成を示す。本研究でのポイキリティック組織と類似する組織は、ミグマタイトなどの部分溶融反応を経験した岩石で報告されている。鉱物中の不定形のコアや鉱物組成の不連続は部分溶融によるポイキリティック組織の形成を支持する。また、ポイキリティック組織内の球状石英を溶け残り鉱物とすると、原岩は石英を含む花崗閃緑岩やトーナル岩であると想定される。花崗閃緑岩質岩の相図上での温度条件推定からも、ポイキリティック組織に見られる晶出順を説明可能である。このことから、梶島に分布する花崗岩類は花崗閃緑岩/トーナル岩の部分溶融と、生成メルトの温度降下に伴う結晶化によって生じたことが示唆される。
深津 勇太; 赤木 洋介*; 佐藤 久夫*; 村山 翔太*; 石寺 孝充; 舘 幸男
no journal, ,
高レベル放射性廃棄物の地層処分において、岩盤中の割れ目は、放射性核種の主な移行経路として想定されている。割れ目中の核種は地下水の流れにより移行するが、割れ目の形状や性状が均一でないことから、その不均質性が移行挙動へ及ぼす影響の評価が課題である。これまでに原子力機構では、原位置試験場から採取した岩石の天然の割れ目を対象に、核種の移行挙動の理解及びモデル開発を進め、割れ目開口幅や割れ目表面近傍の変質層の重要性を示してきた。一方で、これまでに対象とした試料では数cm程度の移行評価にとどまり、より大きなスケールで想定される流路の選択性や連続性が移行挙動に及ぼす影響の評価が課題であった。本研究では、数十cm程度の移行距離を想定した大型の花崗閃緑岩の割れ目を対象に、トレーサー移行試験及びX線CT測定を実施した。それらの結果から、移行挙動に影響を及ぼすことが予想される割れ目の構造やトレーサーの流路の不均質性を調べた。
村山 翔太*; 深津 勇太; 石寺 孝充; 舘 幸男
no journal, ,
地層処分の安全評価において、岩盤中の放射性核種の移行挙動を予測するため、岩石の不均質性を考慮した核種移行の現象理解と移行モデルの開発は重要である。これまでに原子力機構では、スイスのグリムゼル花崗閃緑岩の割れ目を対象にした室内試験データを元に、割れ目表層からマトリクス部にかけて存在する変質層を考慮した移行モデルを構築し、変質層での収着と拡散の重要性を示してきた。本研究では、先行研究及び室内トレーサー試験の結果(本シリーズ発表1)に基づき、岩石割れ目の不均質性(割れ目中の充填物、割れ目表層の変質層、流路の制限)を考慮したモデルを構築して割れ目中の核種移行挙動を解析し、その不均質性が核種移行へ及ぼす影響を評価した。
