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小川 大輝; 濱 友紀*; 浅森 浩一; 上田 匠*
物理探査, 75, p.38 - 55, 2022/00
地磁気地電流(MT)法電磁探査では、時系列を周波数スペクトルに変換することで得られる見掛比抵抗・位相曲線から、地下の比抵抗構造を把握する。短時間フーリエ変換に代わる新しいスペクトル変換手法として、窓関数に相当するウェーブレットを周波数に応じて拡縮し、広帯域の非定常信号の処理に適する連続ウェーブレット変換(CWT)がよく知られている。しかし、ウェーブレットの形状を決定する基底関数やパラメータには任意性がある。そのため、不適切なCWTの計算設定により自然電磁場の真の応答から乖離したスペクトルの値が算出されてしまう可能性があるが、時系列から周波数スペクトルに変換する際の数値誤差がMT法データ処理結果に与える影響が詳細に検証された例は無い。本研究では、0.001Hz-1Hz程度の帯域を対象とし、スペクトル変換に伴う数値誤差を抑制する観点から、MT法データ処理におけるCWTの最適な計算設定を検討した。その結果、提案する計算設定によるCWTを種々のMT法実データに適用することで、自然電磁場の真値を良く反映した見掛比抵抗・位相曲線が得られやすくなり、特に観測データのS/N比が低い場合にその優位性が示唆された。以上により、提案する計算設定は自然電磁場に対する時間・周波数両領域での分解能を良く両立でき、信頼性の高いMT応答を得るのに有効であることを確認した。
窪田 健二*; 青柳 和平; 杉田 裕
公益社団法人物理探査学会第138回(平成30年度春季)学術講演会講演論文集, p.51 - 54, 2018/05
高レベル放射性廃棄物の地層処分場建設に際しては、坑道掘削に伴う応力再配分により掘削影響領域が発生する。この領域は、廃棄体埋設後の核種の選択的な移行経路になることが想定されるため、掘削時および掘削後の挙動の理解が重要となる。本研究では、幌延深地層研究センターの深度140mおよび250mの調査坑道において実施した原位置試験結果について述べる。各深度の調査坑道における試験結果を比較したところ、掘削により割れ目が発達していた領域は、140m調査坑道で壁面から0.45m, 250m調査坑道で壁面から1.0mであった。一方、不飽和領域の発達は、140m調査坑道で壁面から1.0mであったのに対し、250m調査坑道ではほとんど発生していなかった。
柳澤 孝一; 林 俊夫*; 生沼 優*; 竹森 基*; 石川 貴則*; 岡谷 智一*; 西垣 誠*
社団法人物理探査学会第129回(平成25年度秋季)学術講演会講演論文集, p.287 - 288, 2013/10
湖沼・河川・海底等の堆積物からの放射線量の計測を目的とした測定器の開発を行った。湖底等の堆積物中については、拡散した放射性物質が雨水によって池や河川、湖沼などに集積され、局所的に高い放射線量を示すことが予想される。今回開発した放射線測定システムは、プローブと称する検出器を湖底等に着底した状態でけん引し
線測定を行う装置であり、広域的に放射線量を把握することができる。また、湖底の比抵抗が同時に測定可能であり堆積物の状況が推定できる。
鈴木 敬一*; 大沼 寛*; 竹上 弘彰; 高松 邦吉; 日野 竜太郎; 奥村 忠彦*
社団法人物理探査学会第129回(平成25年度秋季)学術講演会講演論文集, p.131 - 134, 2013/10
福島第一原子力発電所では、事故により核燃料が冷却できず溶融したため、燃料デブリが原子炉格納容器の下部に溜まっていると推定される。廃炉のためには、この燃料デブリを取り出す必要があるが、現時点でその大きさや場所は不明である。しかし、燃料デブリに含まれるウランやプルトニウムは密度が大きく、宇宙線ミュー粒子の吸収が大きくなることから、高密度の物質を容易に透過する宇宙線ミュー粒子を用いることで、非接触かつ非破壊状態で原子炉内部の可視化ができると考えられる。そこで、高温工学試験研究炉(HTTR)の原子炉格納容器の外側に5つの測定点を設け、1測定点あたり5方向の扇形測線を設定し、HTTRを透過した宇宙線ミュー粒子を計測した。その結果、原子炉格納容器内にある原子炉圧力容器に相当する位置で高密度領域が確認され、宇宙線ミュー粒子による非破壊検査技術の可能性を示すことができた。今後も、福島第一原子力発電所での実用化に向けて研究開発を進める予定である。
窪田 健二*; 近藤 桂二; 榊原 淳一*
社団法人物理探査学会第128回(平成25年度春季)学術講演会講演論文集, p.62 - 65, 2013/06
高レベル放射性廃棄物の地層処分の実施において、地下坑道の掘進に伴い生じる掘削影響領域を評価することは、処分の安全性を評価するうえで重要な課題の一つである。そこで、日本原子力研究開発機構の幌延深地層研究施設に掘削された、深度140m及び250m坑道の掘削前後に物理探査(比抵抗トモグラフィ及び音響トモグラフィ)の繰り返し測定を行い、掘削影響領域の広がりに関する評価を行った。本講演では、その概要について発表する。
相馬 宣和*; 及川 寧己*; 平野 享*; 松井 裕哉; 浅沼 宏*
物理探査, 66(2), p.69 - 83, 2013/04
本研究では、地下空洞内部から、簡便かつ安価に周辺の地下構造を評価する手法の確立を目的として、ボーリング掘削時に受動的に得られる弾性波を利用した地下イメージング方法を検討している。本稿では、日本原子力研究開発機構の瑞浪超深地層研究所の研究坑道において、力学調査目的の岩石コア採取時の掘削音の観測を行い、坑道周辺の3次元的な反射イメージングを試みた。その結果、掘削音の観測はボーリング作業の施工工程にほとんど影響せずに実施でき、坑道周辺の3次元反射イメージングが可能なことがわかった。
根木 健之; 梅田 浩司; 松尾 公一*; 浅森 浩一; 横井 浩一*; 大原 英史*
物理探査, 64(2), p.153 - 165, 2011/04
広帯域MT法探査では、1Hz以下の地球磁場変動を信号源とする周波数領域において、人工ノイズが多く含まれる関東以西で、高品質なデータを取得するためには、長期間に渡る観測が必要となる。また、人工ノイズにはコヒーレントなものが多く、信号との区別がつき難い。さらに長期間に渡る観測データから、これらを効率的に排除することは難しい。本稿では、根木ら(2009)にて提案したMT法スペクトル・データの加重スタッキング方法について、その実データに対する適用性を検証した。使用した実データはコヒーレントなノイズが卓越する能登半島北部から中部にかけての4測点である。本地域では、直流電車の漏洩電流による人工ノイズが卓越しているが、深夜は比較的静穏であるため、信号スペクトルによる真の測定値を推定しやすい。これらの測点において取得されたデータに対し、本加重スタッキング方法を適用した結果、人工ノイズが卓越している時間帯のデータの影響を極力低減することができた。以上より、本方法を用いることにより、従来の調査技術者による編集作業と比して、十分に効率的かつ効果的な編集作業が可能となるものと考えられた。
根木 健之; 梅田 浩司; 松尾 公一*; 浅森 浩一; 横井 浩一*; 大原 英史
物理探査, 63(5), p.395 - 408, 2010/10
MT法による地下深部の比抵抗構造探査を行う際には、解析結果とともに、調査によって測定されたデータの精度を客観的に評価し、さらにその品質に基づいて解析結果の信頼性を評価する必要性がある。その必要性から、本稿では、従来、調査者の経験とスキルに強く依存していた測定データの品質評価を客観的に行うことを目的として、「推定位相誤差」,「不連続性指標」,「エラーバー指標」を提案し、これらを数値化することにより、測定誤差量との関連性を検討した。その結果、「推定位相誤差」が測定誤差量との相関が極めて高いことが認められ、MT法測定データの測定誤差量を評価する際の有用なパラメータとして期待できる。さらに「推定位相誤差」,「不連続性指標」,「エラーバー指標」を総合的にまとめることで、客観的かつ安定的に、データの精度を評価する手法を提案した。
茂田 直孝
最新の物理探査適用事例集, p.61 - 68, 2008/10
ウラン探査の歴史は浅いが、物理探査を駆使することにより、探査活動の開始からわずか50年ほどの間に多くの鉱床が発見された。効率的な探査のためには、多様なウラン鉱床とその周囲の岩石の物性や、地表条件等の地域特性を適切にモデル化し、それに基づいて探査フローを選択する必要がある。経済的価値の観点から最も重要と考えられてきた不整合関連型鉱床については、1990年代に動力炉・核燃料開発事業団により探査フローの新たな構築や改善が図られた。鉱床モデルと探査フローは、探査データの最新の解釈に基づき、さまざまな技術的な課題を克服しつつ、常に更新されるべきである。1990年代以降、鉱床発見効率(探査経費あたりの発見量)は著しく低下しており、モデルと探査フローの大幅な見直しが必要な状況と考える。
茂田 直孝
最新の物理探査適用事例集, p.257 - 264, 2008/10
高レベル放射性廃棄物の地層処分の安全性を担保するうえで、地質環境にはおもに二つの機能、すなわち、長期に渡る処分場の安定性及び、人工バリアの設置と天然バリアに適した特性が求められる。地層処分における地質環境調査では、地質環境に擾乱を与えることなく地下深部までの情報を取得可能な物理探査の果たす役割は大きい。原子力機構は、その前身の時代から、実際の地質環境への適用を通して体系的な地質環境調査技術の構築を進めており、その過程で物理探査についても、幾つかの重要な知見を得ている。
山中 義彰; 松岡 稔幸; 浅森 浩一; 太田 久仁雄
社団法人物理探査学会第119回(平成20年度秋季)学術講演会講演論文集, p.73 - 75, 2008/10
日本原子力研究開発機構では、資源エネルギー庁の委託事業「地質環境総合評価技術高度化開発」の柱として、調査計画の立案などを支援する次世代型サイト特性調査情報統合システム(ISIS:Information Synthesis and Interpretation System)の開発を行っている。ISISが必要とする地質環境調査・評価に関する「知識」(ノウハウや判断根拠)のうち、沿岸域の「知識」の体系化と信頼性を向上させるため、北海道幌延町の沿岸域をフィールドとした研究を開始した。これまでの物理探査の計画立案において重要視された地質構造の抽出のみならず地下水流動解析のためのデータ収集を目的とした測線計画を提案した。今後は、浅海域も含めた物理探査などの調査結果を取り入れ、地質環境のモデル化や地下水流動解析を繰り返し行うことにより、調査・評価技術の整備を図る計画である。
程塚 保行; 松岡 稔幸; 鶴田 忠彦; 山田 信人*; 石垣 孝一*; 山口 伸治*
社団法人物理探査学会第119回(平成20年度秋季)学術講演会講演論文集, p.61 - 64, 2008/10
地震波干渉法は、地表に設置された受振器群で地中からの振動を透過波として測定し、それらの相互相関処理を行うことにより、地上の反射法地震探査を実施した場合と同じ記録を取得することができる近年注目されている手法である。本手法は、地上の反射法地震探査のように測線上に等間隔で規則的な震源を必要とせず、従来の探査手法ではノイズとされていた微弱な振動を信号として利用することが可能であることから、震源の制約から地上において十分に反射法地震探査を実施できないケースの補完手法としての利用が期待できる。また、逆VSPの測定に利用すれば逆VSP反射断面の可視化領域(通常、受振器の孔口からの最大オフセット距離の半分)を通常の反射法地震探査断面の領域に広げることができる。そこで、本報では、現在、瑞浪超深地層地層研究所の建設工事に合わせて実施している逆VSP探査測線を利用して、建設工事で発生するさまざまな振動についてデータ取得を行い、各振動(震源)の反射イメージングの有効性について検討を行った。その結果、地震波干渉法を立坑の掘削工事振動を利用して実施する際には、ボーリング掘削振動と発破振動の利用が有効であり、それらを複数深度に渡って測定し利用することが最も効果的であることを確認した。
松岡 稔幸; 程塚 保行; 鶴田 忠彦; 石垣 孝一*; 山田 信人*; 山口 伸治*
社団法人物理探査学会第119回(平成20年度秋季)学術講演会講演論文集, p.65 - 67, 2008/10
地上反射法地震探査や通常のVSP探査等の地上発振型の探査においては、社会的・環境的な要請から特に震源の選択において制約が生じ理想的な探査を実施できないケースが少なくない。一方、「孔内発振-地上受振」型のボーリング孔を利用した逆VSP探査では、地上で震源を必要としないことから地上における測定レイアウトに関する制約は小さくなるものの、ボーリング孔壁の崩壊を避ける必要性などから、孔内における震源の規模が制約されるため、精度の高いデータ取得を行うには限界がある。瑞浪超深地層研究所のように地下に構造物を設置する場合には、掘削工事等に伴う振動を震源として利用することにより、前述の2つの課題の制約を受けることなく、精度の高い探査の実施を期待することができる。そこで、地下構造物周辺の地質構造を三次元的に把握する手法の開発を目的として、立坑掘削工事振動を利用した逆VSP探査を実施した。その結果、既存の反射法地震探査と同様に、逆VSP探査においても堆積岩中及び花崗岩上面などに対応した明瞭な反射イベントを抽出することができ、地質構造を推定できることが確認された。このことから、逆VSP探査は、制約を受けることの多い地上の反射法地震探査を補完し(特に未調査領域やより深部の地質構造に関する情報の補完)、地下の構造物周辺における地質構造を三次元的に把握するうえで有効な手法であると考えられる。
根木 健之; 梅田 浩司; 浅森 浩一
社団法人物理探査学会第118回(平成20年度春季)学術講演会論文集, p.198 - 201, 2008/05
地磁気地電流法(以下、MT法)は、地下数十mから数十km程度の地下深部までの電気伝導度を調査する手法であり、従来から地熱資源開発,金属資源探査,石油探査,地震・火山防災等の分野で用いられており、その有効性が広く認められている。しかしながら、MT法は自然電磁波を信号源としているため、社会活動に伴う電気的ノイズの多い地域において、安定して高品質なデータを取得することが難しい。このため、現状として、このような地域では、データに含まれるノイズに起因して、何らかの不確実性を伴った比抵抗構造解析を行うこととなる。本稿では、MT法2次元インバージョン解析における入力データのノイズが、解析結果に与える影響について検討するとともに、比抵抗構造の不確実性を評価する基準について検討した。その結果、MT法における2次元インバージョン解析結果が最も影響を受けやすいデータのノイズは、見掛比抵抗及び位相差曲線の歪みであることがわかった。また、比抵抗構造の不確実性を評価する基準については、解の収束性と、解の一意性をもとに、解析結果の不確実性指標を提案するとともに、モデル計算及び実データによる本指標の適用性の検討を行い、本指標が、2次元解析断面の不確実性を評価する指標の一つと成り得るものであることを示した。
根木 健之; 梅田 浩司; 松尾 公一*; 浅森 浩一
社団法人物理探査学会第117回(平成19年度秋季)学術講演会講演論文集, p.195 - 198, 2007/10
本研究では、MT法スペクトル・データのスタッキングにおいて、従来、熟練技術者が行ってきた目視スタッキングの流れを取り入れたスタッキング・ルーチンを開発した。本ルーチンを極めて低品質な実データに適用した結果、熟練技術者によるマニュアル・スタッキング以上の品質を持つスタッキング結果を短時間で出力し、その実用性と有効性が認められた。このことから、本スタッキング・ルーチンは、ノイズレベルが極めて高い地域におけるMT法においても、迅速・安定に品質の向上が見込まれる実用的かつ効果的なデータ処理手法として期待される。
山田 信人*; 石垣 孝一*; 山口 伸治*; 成田 憲文*; 松岡 稔幸; 程塚 保行; 松岡 俊文*
社団法人物理探査学会第117回(平成19年度秋季)学術講演会講演論文集, p.146 - 148, 2007/10
地震波干渉法は、地表に設置された受振器群で地中からの雑信号を透過波として測定し、それらの相互相関処理を行うことにより、ある受振器を震源とした合成波形記録を、全受振点において得る手法である。日本原子力研究開発機構(JAEA)では、これまでに同研究所内の立抗掘削時の発破信号を利用した地震波干渉法を行い、同測線で実施された既存の反射法地震探査と整合的な結果が得られた。本研究では、長時間取得した微動記録に地震波干渉法を適用した。
長谷川 健; 松岡 稔幸; 結城 洋一*
社団法人物理探査学会第116回(平成19年度春季)学術講演会論文集, p.159 - 162, 2007/05
土岐花崗岩の分布域を対象に空中電磁法調査を実施した。土岐花崗岩を不整合で覆っている瑞浪層群及び瀬戸層群の比抵抗は数十
mであるのに対し、土岐花崗岩の比抵抗は健岩部で5000m程度であり、そのコントラストは非常に大きい。従来の見掛比抵抗の計算方法では、このような大きなコントラストを正しく表現できないことが明らかになったので、新たに見掛比抵抗の計算方法を考案し、データの再処理を行った。その結果、瑞浪層群及び瀬戸層群の層厚が薄く土岐花崗岩の深度が浅い部分と、両層群の層厚が厚く、土岐花崗岩の深度が深い部分を明瞭に区分することができた。
長谷川 健; 松岡 稔幸; 結城 洋一*
社団法人物理探査学会第116回(平成19年度春季)学術講演会論文集, p.163 - 166, 2007/05
土岐花崗岩の分布域を対象に空中磁気探査及び空中放射能探査を実施した。空中磁気探査のデータに対し陰影処理を行った結果、土岐花崗岩の磁化率は岩体全体で一様ではなく、土岐花崗岩のうちでも比較的高い磁化率を持つ部分の輪郭を掴むことができた。また、空中放射能探査の結果から、土岐花崗岩は高U異常を示す部分,高Th異常を示す部分及びその中間の性質を示す部分に大別できることが明らかになった。なお、瑞浪層群及び瀬戸層群の層厚が薄く土岐花崗岩の深度が浅い部分,土岐花崗岩のうちでも比較的高い磁化率を持つ部分,高U異常を示す部分が互いに対応している。このことから、土岐花崗岩のある種の物性が空間的に不均質であり、土岐花崗岩が幾つかのブロックから構成されていることが示唆される。
吉村 公孝*; 坂下 晋*; 大久保 秀一*; 山根 一修*; 瀬谷 正巳
社団法人物理探査学会第115回(平成18年度秋季)学術講演会論文集, p.209 - 212, 2006/10
高レベル放射性廃棄物地層処分地域における電磁法探査をより高度化するために3次元MTインバージョン解析の開発が行われている。原環センター(RWMC)では、その適用性を確認するために2005年に北海道幌延の低比抵抗地域で適用試験を行った。その結果、1mより低い比抵抗領域での3次元MTインバージョン解析では、地下水中の塩分濃度の影響の大きいことがわかった。
藪内 聡; 渡辺 俊樹*; 松岡 俊文*; 芦田 譲*
物理探査, 55(5), p.375 - 385, 2002/00
試錐孔間の物性値を数値的に求める調査法として、走時トモグラフィに代わるより高分解能なフルウェーブトモグラフィ(FWT)が実用化されると、地下構造調査の分解能向上ならびに物性値評価の精度向上が期待できる。FWTはまだ研究段階にあり、本研究では実用にあたっての問題点について検討し、その結果をふまえ、FWTを実データに適用した結果を提示し解析結果の特徴および精度について記述する。実データに適切な前処理を施すことにより、FWTの実データへの適用は十分可能であることが結論として得られた。
