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Soler, J. M.*; Kek
linen, P.*; Pulkkanen, V.-M.*; Moreno, L.*; Iraola, A.*; Trinchero, P.*; Hokr, M.*; 
ha, J.*; Havlov
, V.*; Trpko
ov, D.*; et al.
Nuclear Technology, 209(11), p.1765 - 1784, 2023/11
被引用回数：2 パーセンタイル：84.55(Nuclear Science & Technology)The REPRO-TDE test was performed at a depth of about 400 m in the ONKALO underground research facility in Finland. Synthetic groundwater containing radionuclide tracers (HTO, Cl-36, Na-22, Ba-133, Cs-134) was circulated for about four years in a packed-off interval of the injection borehole. Tracer activities were additionally monitored in two observation boreholes. The test was the subject of a modelling exercise by the SKB GWFTS Task Force. Eleven teams participated in the exercise, using different model concepts and approaches. Predictive model calculations were based on laboratory-based information concerning porosities, diffusion coefficients and sorption partition coefficients. After the experimental results were made available, the teams were able to revise their models to reproduce the observations. General conclusions from these back-analysis calculations include the need for reduced effective diffusion coefficients for Cl-36 compared to those applicable to HTO (anion exclusion), the need to implement weaker sorption for Na-22, compared to results from laboratory batch-sorption experiments, and the observation of large differences between the theoretical initial concentrations for the strongly-sorbing Ba-133 and Cs-134 and the first measured values a few hours after tracer injection. Different teams applied different concepts, concerning mainly the implementation of isotropic vs. anisotropic diffusion, or the possible existence of Borehole Disturbed Zones around the different boreholes. The role of microstructure was also addressed in two of the models.
sp
Hard Rock Laboratory (Sweden)Soler, J. M.*; Meng, S.*; Moreno, L.*; Neretnieks, I.*; Liu, L.*; Keklinen, P.*; Hokr, M.*; ha, J.*; Vetenk, A.*; Reimitz, D.*; et al.
Geologica Acta, 20(7), 32 Pages, 2022/07
被引用回数：3 パーセンタイル：66.93(Geology)亀裂性岩石中の地下水流動と物質移行のモデル化に関するSKBタスクフォースにおけるTask 9Bは、スウェーデンのエスポ岩盤研究所で実施された原位置長期収着・拡散試験(LTDE-SD)の試験結果のモデル化に焦点をあてたものである。10のモデリングチームによって、異なるモデル概念やコードを用いたモデル化が実施された。モデル化のアプローチは、(1)拡散方程式の解析解、(2)連続多孔質媒体中の数値計算モデル、(3)微細な不均質性(鉱物粒界,微細亀裂の分布等)を考慮した微細構造モデルの大きく3種に分類できる。異なるチームによるモデル化結果から、岩石や亀裂の表面の擾乱影響を含む岩石特性の不均質な分布、微細な亀裂の効果など、様々な異なるモデル概念の比較・評価がなされた。
Soler, J. M.*; Neretnieks, I.*; Moreno, L.*; Liu, L.*; Meng, S.*; Svensson, U.*; Iraola, A.*; Ebrahimi, K.*; Trinchero, P.*; Molinero, J.*; et al.
Nuclear Technology, 208(6), p.1059 - 1073, 2022/06
被引用回数：4 パーセンタイル：54.16(Nuclear Science & Technology)SKBタスクフォースは、亀裂性岩石中の地下水流動と物質移行のモデル化に関する国際フォーラムである。WPDE試験はフィンランドのオンカロ地下施設において実施された片麻岩中のマトリクス拡散試験である。複数の非収着性及び収着性のトレーサーを含む模擬地下水が試錐孔の試験区間に沿って注入された。タスク9Aは、WPDE試験で得られたトレーサー破過曲線に対する予測モデリングを行うことを目的とした。複数のチームが本タスクに参加し、異なるモデル化手法とコードを用いた予測解析を行った。この予測解析の重要な結論は、試錐孔の開口部における地下水流動に関連する分散パラメータにモデル化結果が大きく影響されることである。マトリクス拡散及び収着に関連する破過曲線のテール部に着目すると、異なるチーム間の解析結果の差異は相対的に小さい結果となった。
Soler, J. M.*; Keklinen, P.*; Pulkkanen, V.-M.*; Moreno, L.*; Iraola, A.*; Trinchero, P.*; Hokr, M.*; ha, J.*; Havlov, V.*; Trpkoov, D.*; et al.
SKB TR-21-09, 204 Pages, 2021/11
Task 9C of the SKB Task Force on Modelling of Groundwater Flow and Transport of Solutes (Task Force GWFTS) was the third subtask within Task 9 and focused on (1) predictive and (2) back-analysis modelling of experimental results from the REPRO-TDE in situ diffusion experiment. The test was performed at a depth of about 400 m in the ONKALO underground research facility in Finland. Synthetic groundwater containing radionuclide tracers (HTO, Cl-36, Na-22, Ba-133, Cs-134) was circulated for about four years in a packed-off interval of the so-called injection borehole. Tracer activities were additionally monitored in two observation boreholes arranged as a right-angled triangle and located at about 0.1 m wall-to-wall from the injection borehole. Eleven modelling teams participated in the modelling exercise, using different model concepts and approaches. Three main types of models were applied: (1) An analytical solution to the diffusion-retention equations, (2) continuum-porous-medium-type numerical models, and (3) microstructure-based models. The predictive model calculations were based on laboratory-based information concerning porosities, diffusion coefficients and sorption partition coefficients available in the task description. Microstructural characterisation of rock samples was also available and used by the teams using microstructure-based models.
sp Hard Rock Laboratory in Sweden舘 幸男; 伊藤 剛志*; Gylling, B.*
Water Resources Research, 57(11), p.e2020WR029335_1 - e2020WR029335_20, 2021/11
被引用回数：2 パーセンタイル：16.48(Environmental Sciences)本論文では、エスポ岩盤研究所で実施された原位置長期収着・拡散試験(LTDE-SD)のデータセットを用いて、収着及び拡散パラメータを実験室から原位置条件へと条件変換する手法を構築した。亀裂表面と岩石マトリクスの表面近傍の不均質性は、表面近傍での高い間隙率,拡散及び収着特性と、その段階的な変化を仮定した概念モデルによって評価された。非収着性のCl-36と低収着性のNa-22のモデル化結果によって、表面近傍の5mmの擾乱領域における間隙率と拡散係数の変化を考慮した概念モデルの妥当性が確認された。また、これらの陽イオンと陰イオンの拡散係数は、典型的な陽イオン加速と陰イオン排除の傾向を示した。一方で、収着メカニズムの異なる高収着性トレーサー(Cs-137, Ra-226, Ni-63, Np-237)のモデル化結果から、粒径サイズと収着分配係数との相関関係と、その表面近傍の擾乱との関係から条件変換する手法の有効性が確認された。
sp HRL LTDE-SD experimentsSoler, J. M.*; Meng, S.*; Moreno, L.*; Neretnieks, I.*; Liu, L.*; Keklinen, P.*; Hokr, M.*; ha, J.*; Vetenk, A.*; Reimitz, D.*; et al.
SKB TR-20-17, 71 Pages, 2021/07
亀裂性岩石中の地下水流動と物質移行のモデル化に関するSKBタスクフォースにおけるTask 9Bは、スウェーデンのエスポ岩盤研究所で実施された原位置長期収着・拡散試験(LTDE-SD)の試験結果のモデル化に焦点をあてたものである。10のモデリングチームによって、異なるモデル概念やコードを用いたモデル化が実施された。モデル化のアプローチは、(1)拡散方程式の解析解、(2)連続多孔質媒体中の数値計算モデル、(3)微細な不均質性(鉱物粒界,微細亀裂の分布等)を考慮した微細構造モデルの大きく3種に分類できる。異なるチームによるモデル化結果から、岩石や亀裂の表面の擾乱影響を含む岩石特性の不均質な分布、微細な亀裂の効果など、様々な異なるモデル概念の比較・評価がなされた。
Soler, J. M.*; Neretnieks, I.*; Moreno, L.*; Liu, L.*; Meng, S.*; Svensson, U.*; Trinchero, P.*; Iraola, A.*; Ebrahimi, H.*; Molinero, J.*; et al.
SKB R-17-10, 153 Pages, 2019/01
SKBタスクフォースは、亀裂性岩石中の地下水流動と物質移行のモデル化に関する国際フォーラムである。WPDE試験はフィンランドのオンカロ地下施設において実施された片麻岩中のマトリクス拡散試験である。複数の非収着性及び収着性のトレーサーを含む模擬地下水が試錐孔の試験区間に沿って注入された。タスク9Aは、WPDE試験で得られたトレーサー破過曲線に対する予測モデリングを行うことを目的とした。複数のチームが本タスクに参加し、異なるモデル化手法を用いた予測解析を行った。この予測解析の重要な結論は、試錐孔の開口部における地下水流動に関連する分散パラメータにモデル化結果が大きく影響されることである。マトリクス拡散及び収着に関連する破過曲線のテール部に着目すると、異なるチーム間の解析結果の差異は相対的に小さい結果となった。モデル化結果は、最終的に実測された破過曲線と比較された。
舘 幸男; 伊藤 剛志*; 赤木 洋介*; 佐藤 久夫*; Martin, A. J.*
Water Resources Research, 54(11), p.9287 - 9305, 2018/11
被引用回数：5 パーセンタイル：25.66(Environmental Sciences)亀裂性結晶質岩中の放射性核種移行に対する割れ目表面の変質層の影響が、スイスのグリムゼル試験場の単一亀裂を有する花崗閃緑岩試料を用いた室内移行試験、表面分析、モデル化を組み合わせた包括的なアプローチによって調査された。5種類のトレーサーを用いた透過拡散試験,バッチ収着試験,通液試験を含む室内試験によって、移行遅延の程度はHDO, Se, Cs, Ni, Euの順に大きくなること、割れ目表面近傍に拡散に対する抵抗層が存在すること、拡散において陽イオン加速と陰イオン排除の効果が重要であることが確認された。X線CT及びEPMAによる観察から、割れ目周辺の鉱物分布の微視的な不均質性が把握された。これらの知見に基づき、風化したバーミキュライト層、配向した雲母層、マトリクス部から構成される3層モデルを構築し、それぞれの層の間隙率、収着・拡散パラメータを与えることで、通液試験で得られた全てのトレーサーの破過曲線と割れ目近傍のトレーサー濃度分布を良好に解釈することができた。
坂中 章悟*; 吾郷 智紀*; 榎本 収志*; 福田 茂樹*; 古川 和朗*; 古屋 貴章*; 芳賀 開一*; 原田 健太郎*; 平松 成範*; 本田 融*; et al.
Proceedings of 11th European Particle Accelerator Conference (EPAC '08) (CD-ROM), p.205 - 207, 2008/06
コヒーレントX線,フェムト秒X線の発生が可能な次世代放射光源としてエネルギー回収型リニアック(ERL)が提案されており、その実現に向けた要素技術の研究開発が日本国内の複数研究機関の協力のもと進められている。本稿では、ERL放射光源の研究開発の現状を報告する。
山本 正弘; 清水 正亜; 中村 博雄; 高津 英幸; 西郷 奉素*; 太田 充; 吉川 允二; 伊藤 吉保*; 佐藤 弘*; 唐津 義憲*; et al.
日本原子力学会誌, 20(4), p.258 - 272, 1978/04
被引用回数：6原研で建設が開始された臨界プラズマ試験装置(JT-60)の真空容器は主半径約3m、小断面長径3m、短径2.3mの卵形状であり、厚肉リングとベローズが交互に配された複合体である。プラズマを閉じ込めるための真空容器は到達真空圧力1
10
torrを目的とする世界にも例のない大型の容器である。真空容器は最高運転温度400
Cの下で、大気圧、電磁力、熱膨張などによる応力及びプラズマからの高熱負荷などを繰返し受ける。また真空容器はプラズマ電流立ち上げ条件から1.3m
以上の電気抵抗を有する必要がある。これらのきびしい条件から強度解析、使用材料の検討、超高真空対策のための表面処理法、容器及び各構成機器の製作技術などの開発が必要となった。これらの諸問題解決のため、各種調査、各種モデル製作及びこの製作モデルを使用して実施した試験等の結果、それぞれについて良好な結果が得られ、実機製作の見通しが着いた。
吉川 英樹; 佐々木 祥人; 伊藤 剛志; 天野 由記; 岩月 輝希
no journal, ,
地下水化学に対する微生物活動による影響を評価するためのPHREEQC-2を用いた微生物影響評価解析手法に必要な,微生物増殖パラメータについてデータベース化を行った。原位置試験解析に利用した各パラメータの選定についてデータベースを用いた検討結果を示す。
長岡 亨*; 中村 孝道*; 佐々木 祥人; 浅野 貴博*; 伊藤 剛志*; 天野 由記; 岩月 輝希; 吉川 英樹
no journal, ,
地下水の酸化還元状態は放射性核種の移行挙動やバリア材の腐食に影響する可能性があることから、地層処分施設近辺の地下水の変化を調べることは重要である。そこで、ジャーファーメンターを用いて深地層から採取した堆積岩と地下水の酸化還元反応に対する微生物群集の応答を調べた。初期に空気に曝露して酸化状態にした後に空気を遮断し、処分場の掘削、廃棄物の運搬、埋め戻し時を模擬した条件で行った。試験期間中は溶液中の酸化還元電位,溶存酸素濃度, pHや溶存イオン種,酸可溶鉄,ヘッドスペース中のガスの測定を行った。また酸化還元状態の変化に伴う微生物叢の変化を調べるために、懸濁液中の微生物のDNAを抽出し、PCR-DGGE法による解析を行った。懸濁液の酸化還元電位は空気の曝露を遮断した後は+100mVから-600mVまで低下した。またPseudomonas属細菌による好気呼吸、Shewanella属による鉄還元や、水素発酵などの逐次的な最終電子受容プロセスが見られた。これらの結果は微生物活動が地層処分施設における地球化学変化に影響を与えることを示した。
伊勢 孝太郎; 伊藤 剛志; 天野 由記; 吉川 英樹
no journal, ,
COLFRAC-mrlは、2次元の亀裂の入った多孔質媒体中でのコロイドによって促進される溶質の移行を解析することが可能なコードである。本解析では、第2次とりまとめで天然バリアとして取り扱われている母岩部分の100mを対象とし、マトリックス拡散深さは0.1mとしていることから1000.2mの領域の中央に亀裂を通した平行平板中のバイオコロイドの移行を解析対象とした。亀裂中の地下水流速は保守的に第2次取りまとめの最大値である50m/yとし、亀裂の開口幅を1.1810
mとした。また、地下水中の微生物量としては10
cells/L程度の微生物が存在しているものとした。これら微生物の亀裂中でのフィルトレーションは保守的に起こらないとした。微生物のKdとしては菌体への吸着に関する文献値から算出したものを基本ケースとして10倍, 1/10倍とした系にて感度解析を行った。これらの感度解析の結果、微生物が10程度に存在した場合に微生物による核種移行の促進される可能性が示された。
遠藤 貴志; 天野 由記; 根本 一昭; 伊藤 剛志; 舘 幸男
no journal, ,
地下環境における微生物コロイドの核種移行影響評価技術開発を目的として、北海道幌延町において地下水を採取し、地下水中の全コロイドおよび微生物コロイド密度に関するデータを取得した。また、嫌気的条件下にて希土類元素の収着試験を行い、全コロイドに対する元素の収着特性を評価するとともに、微生物と元素の相互作用について考察した。
舘 幸男; 四辻 健治; 伊藤 剛志; 陶山 忠宏
no journal, ,
統合収着・拡散モデルが圧縮モンモリロナイト中に複数のSr化学種(2価陽イオンのSr
及び中性のSrSO
(aq))が共存する系へ適用された。3種類のNa
SO溶液(0.05, 0.1, 0.5M)で飽和させた圧縮Na型モンモリロナイト(乾燥密度800kg/m
)中において、Srの実効拡散係数及び分配係数が、透過拡散法によって取得された。実効拡散係数と分配係数のいずれも塩濃度とともに急減に減少する傾向を示した。複数化学種が共存するSrの実効拡散係数は、PHREEQCによる反応移行計算との比較に基づき、2つの化学種の存在割合とそれらの実効拡散係数を考慮した重み付け調和平均として決定された。結果として、実効拡散係数の傾向性は、複数の化学種の寄与を考慮したISDモデルによって定量的に表現できた。イオン交換反応を考慮した熱力学的収着モデルによって、分配係数の塩濃度依存性も説明可能であることを確認した。
伊藤 剛志; 舘 幸男; 根本 一昭; 戸村 努; 赤木 洋介*
no journal, ,
堆積岩割れ目中における核種移行モデルの確証に資するため、幌延深地層研究所から採取した単一割れ目を含む泥岩試料を対象に実施した重水, セシウム, ヨウ素等をトレーサーとした低流量通液試験結果について、拡散試験等から得られた収着・拡散特性、マトリクス中の濃度プロファイル、割れ目の不均質構造等の情報をもとに、流れの不均質性を考慮したモデルによる解釈を試みた。
伊藤 剛志; 舘 幸男
no journal, ,
花崗岩割れ目中における核種移行モデルの確証に資するため、スイスグリムゼル原位置試験場から採取した単一割れ目を含む花崗閃緑岩試料を対象に実施した定流量通液試験結果について、拡散試験等から得られた収着・拡散特性、割れ目及びその近傍の鉱物・間隙分析の情報をもとに、割れ目からマトリクスにかけての不均質構造や割れ目中の流れの不均質性等を考慮したモデル解釈を試みた。
Soler, J. M.*; Lfgren, M.*; Nilsson, K.*; Lanyon, G. W.*; Gylling, B.*; Vidstrand, P.*; Neretnieks, I.*; Moreno, L.*; Liu, L.*; Meng, S.*; et al.
no journal, ,
GWFTSタスクフォースは、亀裂性岩石中の地下水流動と物質移行のモデル化を対象とした国際フォーラムである。WPDE試験はフィンランドのオンカロ地下施設において実施された片麻岩中のマトリクス拡散試験である。複数の非収着性及び収着性の放射性トレーサーを含む模擬地下水が試錐孔の試験区間に沿って注入された。タスクフォースのタスク9Aは、WPDE試験で得られたトレーサー破過曲線に対する予測モデリングを行うことを目的とした。複数のチームが本タスクに参加し、異なるモデル化手法を用いた予測解析を行った。この予測解析の重要な結論は、試錐孔の開口部における地下水流動に関連する分散パラメータにモデル化結果が大きく影響されることである。マトリクス拡散及び収着に関連する破過曲線のテール部に着目すると、異なるチーム間の解析結果の差異は相対的に小さい結果となった。
深津 勇太; 伊藤 剛志*; 舘 幸男; 石田 圭輔*; Martin, A.*
no journal, ,
高レベル放射性廃棄物の地層処分の安全評価において、室内試験によって構築された結晶質岩マトリクス中の核種移行モデルとパラメータの実際の地下環境下での適用性を確認することは重要な課題である。本研究では、スイスグリムゼル試験場での原位置長期拡散(Long-Term Diffusion: LTD)試験において、注入孔のトレーサー減衰データ、観測孔の破過データ及び岩石中の濃度プロファイルを取得するとともに、原位置試験と同じ岩石を用いた室内拡散試験データから、トレーサー試験孔の掘削時に生じる岩盤へのダメージ領域(Borehole Damaged Zone: BDZ)の影響や間隙率の差異を補正して原位置パラメータを推定する手法を適用した原位置試験結果の解析を行い、その適用性を評価した。
舘 幸男; 伊藤 剛志; 赤木 洋介*; 佐藤 久夫*; Martin, A. J.*
no journal, ,
亀裂性結晶質岩中の放射性核種移行に対する亀裂表面の不均質性の影響が、スイスのグリムゼル試験場の単一亀裂を有する花崗閃緑岩試料を用いた室内移行試験、表面分析、モデル化によって調査された。亀裂とマトリクス部におけるトレーサー移行挙動が透過拡散試験や通液試験を含む一連の室内試験により評価された。X線CT及びEPMAによる観察から、亀裂の開口幅や連続性、及び亀裂近傍の鉱物分布の不均質性が定量的に把握された。これらの知見に基づき、風化したバーミキュライト層、配向した雲母層、マトリクス部から構成される不均質な亀裂表層モデルを適用することによって、トレーサーの破過曲線を解釈することができた。
