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論文

"Relative rates method" for evaluating the effect of potential geological environmental change due to uplift/erosion to radionuclide migration of high-level radioactive waste

江橋 健; 川村 淳*; 稲垣 学*; 小尾 繁*; 柴田 雅博; 板津 透; 仲島 邦彦*; 宮原 要; Apted, M. J.*

Materials Research Society Symposium Proceedings, Vol.1665, p.39 - 45, 2014/07

隆起・侵食が地層処分の安全機能に与える影響については、サイト選定によって回避することが基本であるものの、評価が超長期に渡ることに起因してその不確実性を完全に排除することができず、その影響を仮想的に評価する可能性がある。本研究においては、仮想的な堆積岩分布域を対象として、隆起・侵食に起因する地質環境条件の変化が地層処分の核種移行に与える影響について、より現実に即して評価するためのアプローチを例示した。このアプローチは、既存の概念モデル(モダンアナログ的な観点と地史に基づく外挿の考え方)を応用したものであり、隆起・侵食による地質環境条件の変化に関する組合せを効果的に抽出可能であることに加え、処分事業の初期段階のように情報が限られた段階における地質環境調査や隆起・侵食に関する将来予測に対して、有効なフィードバック情報となりうるものである。

報告書

Oxidation-Reduction reactions: Overview and implications for repository studies

笹本 広; 油井 三和; Randolph C Arthu*; Apted, M. J.*; 岩月 輝希

JNC TN8400 2001-019, 56 Pages, 2001/02

JNC-TN8400-2001-019.pdf:1.67MB

本報告書の目的は、特に高レベル放射性廃棄物の地層処分への関わり合いに着目し、酸化還元反応「redox」について調査・レビューを行うことである。概説としては、基本的理論や問題点および日本の高レベル放射性廃棄物地層処分におけるredox評価に関連する調査の提案について焦点をおいている。Redoxについてのより包括的な論述や多数の関連する問題点については、本報告書で引用した教科書等を見て頂きたい。日本における高レベル放射性廃棄物の地層処分研究に係わる第2次取りまとめ(H12)において、深部地質環境における強還元状態は、要所となる仮定である。深地層処分場からの多価の放射性元素(例えば、Tc、Se、U、Pu、Npなど)やその娘核種の浸出挙動は、酸化還元状態に鋭敏である。さらに、オーバーパックや緩衝材の様なバリア材料の性能は、酸化還元状態に影響を受けるかもしれない。この様な重要性から、本報告書では、サイト特性調査や処分場の性能評価をサポートするため、今後行うべき研究のトピックスについて以下の様にまとめた。・対象とするシステムのEhに関する概念モデルを完全にテストするためには、地下水および反応性のある鉱物について、微量元素や同位体に関する情報の取得や評価が必要になるであろう。・酸化還元反応における揮発性化学種(例えば、酸素や水素など)の重要性および処分場が設置される様な500m$$sim$$1000mという深度での高い圧力のため、redoxの調査を室内で行う上では、実際の処分条件下を模擬できる様な加圧機能を備えた試験装置が必要になるであろう。・酸化性地下水の浸入による酸化還元境界の潜在的な変化に対する処分システムの安定性(redox capacity:酸化還元能力)について実験的に確認しておくべきである。・潜在的な処分サイトに対し、redox index、およびredox kineticsを一体化した総括的な概念モデルを確立する必要がある。

報告書

Geostatistical Analysis of Groundwater Chemistry in Japan; Evaluation of the Base Case Groundwater Data Set

PATRICIA F SALTE*; 笹本 広; Apted, M. J.*; 油井 三和

JNC TN8400 99-023, 231 Pages, 1999/05

JNC-TN8400-99-023.pdf:63.86MB

本報告書は、高レベル放射性廃棄物地層処分システムの性能評価において重要となる地質環境条件の一つである地下水水質に関して、統計学的手法に基づき地下水タイプの分類を検討した内容をまとめたものである。これまでに、我が国における地下水水質を概略的に把握するため、既存の文献などから、約15,000件にのぼる地下水データが収集された。高レベル放射性廃棄物の地層処分において、地下水の化学的特性は、放射性元素の溶解度、核種の吸着挙動、オーバーパックの腐食、緩衝材(圧縮ベントナイト)の特性・挙動やその他の性能評価上重要な因子に影響を与えるため重要である。そのため、いくつかの典型的な地下水タイプへの分類を行うことができれば、ジェネリックな性能評価を行う上で、妥当なモデル・データを確立することができると考えられるため重要である。今回の検討では、約15,000件にのぼる地下水データをもとに、典型的な深部地下水タイプへの分類を試みるにあたり、統計学的手法の一つである主成分分析(PCA)を用いた。PCAは、因子分析や固有分析に類似した多変量解析法の一つであり、元の多くの変数から、より少ない変数でデータをデータを最大限に表示できる新たな成分(主成分)を導き出すことができる。また、PCAでは、導出された主成分をもとに、データセットの全ての変数を考慮しながら、データ間の類似性や差異を図示的に調べることができる。さらに、データ間の類似性を把握できる階層的クラスター分析(HCA)も主成分分析と共に用いた。HCAは、データのグルーピングを行い、デンドログラムの形で表示することができる。Pirouetteは、この様なPCA/HCA解析を行うことができる統計学的解析のためのソフトウェアパッケージである。約15,000件の地下水データセットから、採水深度や地下水温の情報を有するデータを選定し、7140件のデータが抽出された。次に、これらのデータから、我が国における平均的な地温勾配の値および採水深度の情報をもとに、温泉地域や地熱地域など地下増温率の高い地域のデータをスクリーニングした。その結果、880件のデータがスクリーニングされた。これらのデータは「火山シナリオ」解析用のデータセットとして位置づけた。一方、残ったデータについては、採水深度の情報をもとに、深度200m以浅/深度200m以深のデータセットに区分

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