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論文

Characterizing the permeability of drillhole core samples of Toki granite, central Japan to identify factors influencing rock-matrix permeability

久保 大樹*; 松田 典大*; 柏谷 公希*; 小池 克明*; 石橋 正祐紀; 鶴田 忠彦; 松岡 稔幸; 笹尾 英嗣; Lanyon, G. W.*

Engineering Geology, 259, p.105163_1 - 105163_15, 2019/09

 被引用回数:3 パーセンタイル:46.37(Engineering, Geological)

花崗岩基質部の浸透率は主にマイクロクラックに規制される。本研究は土岐花崗岩を対象に、基質部の浸透率を支配する要因の特定を目指して、ボーリングコア試料の浸透率を、窒素ガス圧入式パーミアメータを用いて測定した。その結果、浸透率は断層帯や割れ目の多い場所で高く、弾性波速度と明瞭な相関が認められた。また、浸透率の特徴は、試料のマンガン/鉄比によって2つのグループに区分できることから、岩相が浸透率を規制する要因の一つであることが分かった。さらに、浸透率はケイ素と負の相関、カルシウムと正の相関があり、ケイ酸塩鉱物の溶解や炭酸塩鉱物の沈殿が浸透率に影響を及ぼしていることが明らかになった。このことから、断層活動に加えて、熱水活動が浸透率を規制する要因であると考えられた。

論文

カルシウムイオン濃度が異なる水中に保存した岩石での鉱物析出

奈良 禎太*; 桑谷 隆太*; 河野 勝宣*; 佐藤 稔紀; 柏谷 公希*

材料, 67(7), p.730 - 737, 2018/07

岩盤中のき裂の閉塞を考えることは、放射性廃棄物地層処分を考える上で有意義である。そこで本研究では、カルシウム分を含む水中環境に1ヶ月保存した岩石表面に鉱物が析出するかどうかを調べることとした。特に、カルシウムイオン濃度の異なる環境下に岩石を保存した場合、岩石表面への鉱物析出がどのように異なるかについて調べた。その結果、鉱物の析出が確認でき、その析出量は水中のカルシウムイオン濃度に依存することが分かった。また、花崗岩に比べて砂岩ではより多くの鉱物析出が起こることも示された。本研究の結果より、鉱物の析出による岩石内のき裂修復の可能性が示されたと考えられる。

論文

Cross-checking groundwater age by $$^{4}$$He and $$^{14}$$C dating in a granite, Tono area, central Japan

長谷川 琢磨*; 中田 弘太郎*; 富岡 祐一*; 後藤 和幸*; 柏谷 公希*; 濱 克宏; 岩月 輝希; 國丸 貴紀*; 武田 匡樹

Geochimica et Cosmochimica Acta, 192, p.166 - 185, 2016/11

 被引用回数:5 パーセンタイル:66.75(Geochemistry & Geophysics)

岐阜県東濃地域に分布する花崗岩中の地下水について、$$^{4}$$He法および$$^{14}$$C法を利用した年代測定を行った。6本の深度1000m級のボーリング孔を利用して合計30区間から地下水試料を採取した。地下水の流動経路に沿って、$$^{4}$$He濃度は増加し、$$^{14}$$C濃度は減少する傾向があり、両者から推定される年代値には線形相関が認められた。このような複数の指標を利用して年代測定を行うことにより、信頼性の高い年代値が取得できると考えられる。

口頭

電力中央研究所-日本原子力研究開発機構共同研究; 瑞浪超深地層研究所周辺の水理・物質移動特性評価に関する研究

長谷川 琢磨*; 中田 弘太郎*; 富岡 祐一*; 後藤 和幸*; 柏谷 公希*; 濱 克宏

no journal, , 

地下深部における地下水の流速は、高レベル放射性廃棄物の地層処分における安全評価において重要な項目の一つである。一般に地下深部での地下水流速は非常に遅く、直接計測が困難である。このため、地下水中に溶存した放射性物質などに着目した地下水年代測定法が有効である。地下水年代測定法を天然の環境において適用するには幾つかの課題がある。例えば、$$^{14}$$C年代測定では、炭酸塩鉱物の溶解,有機物の分解などによりC同位体比が変化するため、これを補正する手法の構築が必要となる。本研究は、電力中央研究所との共同研究として、$$^{4}$$He及び$$^{14}$$Cなどによる地下水年代測定を実施し、両者の結果の相互比較などを行った。

口頭

放射性廃棄物の地層処分に係る萌芽的・基礎的研究; 断層に生成した粘土鉱物への陽イオン収着特性

渡辺 勇輔; 柏谷 公希*

no journal, , 

高レベル放射性廃棄物処分の安全評価では、廃棄体に含まれる放射性核種が地下水とともに移行し、生物圏に悪影響を与えるとする地下水シナリオが重要な評価対象となる。断層近傍に形成した破砕帯は地下水の主要な流動経路となりうる。また、断層内部の鉱物組成は、変質により健岩部とは異なっている。断層に至った放射性核種は、断層内の変質鉱物への収着などの相互作用を行いながら、断層を支配的な経路として地質環境中を移行すると考えられるが、変質鉱物との相互作用は詳細にはわかっていない。本研究では、瑞浪超深地層研究所深度300m坑道内で採取された断層活動によって変質した岩石試料に対してEuとCsの収着実験を実施し、断層近傍の岩石の陽イオン収着特性を調べた。同様に未変質の花崗岩試料に対して収着試験を行い、両者を比較することで断層変質による収着挙動への影響を調べた。未変質への花崗岩に対する収着では黒雲母への収着挙動が支配的であるのに対し、断層変質を受けた試料ではイライトやモンモリロナイトなどの二次的に生成したと考えられる粘土鉱物への収着が支配的になることが分かった。

口頭

断層活動によって変質した岩石への陽イオン収着特性

渡辺 勇輔; 柏谷 公希*

no journal, , 

花崗岩中に形成した断層周辺の岩石試料を用いたCsとEuの収着試験を実施し、健岩部と断層周辺の変質部における陽イオン収着特性の違いについて考察を行った。変質部では未変質部と比較してイライトやスメクタイトが多く含まれており、CsとEuはこれらの鉱物への収着挙動が支配的であることが示唆された。一方、未変質部ではイライトやスメクタイトは少なく、黒雲母への収着挙動が支配的であることが示唆された。

口頭

Sorption behaviors of Cs and Eu onto altered rock formed around fault

渡辺 勇輔; 柏谷 公希*

no journal, , 

断層活動によって生成した花崗岩中の割れ目帯(ダメージゾーン)は、地下水の選択的な流動経路となりうる。またダメージゾーンでは地下水と岩盤との水-岩石反応によって粘土鉱物が生成し割れ目を充填、もしくは表面を覆っており、断層中を地下水とともに移行する核種はこれらの鉱物と収脱着等の相互作用を行いながら移行すると考えられる。本研究では、花崗岩岩盤中に生成した変質岩石の元素収着特性を明らかにすることを目的として瑞浪超深地層研究所深度300m坑道内で採取された岩石試料を用いてEuとCsの収着試験を実施した。試験の結果、断層の影響を受けていない健岩部と断層周辺部ではEuの収着特性が異なることが確認された。

口頭

仮想水理地質モデルを用いた核種移行に関する断層のバリア機能評価

青木 月丸*; 柏谷 公希*; 渡辺 勇輔; 小池 克明*

no journal, , 

断層は、石油・ガスや地下水などの移動を抑制する地質構造として働く場合があることが知られている。このようなバリア機能を有する断層に囲まれたコンパートメント構造内の領域では、地下水流動や物質移行が抑制される可能性があるが、コンパートメント構造が有する物質移行の抑制効果に着目し、支配的な水理特性や物質移行特性などについて検討した例は限られる。そこで本研究では、コンパートメント構造を含む仮想的な水理地質モデルを用いて、地下水流動解析と断層における収着を考慮した反応輸送解析を行うことで、断層およびコンパートメント構造上部を水平に覆う難透水層の有無や、断層周辺に分布する鉱物の収着特性が、断層周辺の地下水流動および物質移行に及ぼす影響について検討した。その結果、低透水性のガウジを有する断層と水平な難透水層に囲まれた領域では物質移行が抑制され、断層における収着を期待できる場合にはその抑制の効果がさらに大きくなることが明らかとなった。

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