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眞田 幸尚; 卜部 嘉*; 御園生 敏治; 尻引 武彦; 中西 貴宏; 渡辺 勇輔; 鶴田 忠彦
Scientific Reports (Internet), 11(1), p.23175_1 - 23175_13, 2021/11
被引用回数：2 パーセンタイル：7.33(Multidisciplinary Sciences)2011年3月15日の福島第一原子力発電所(FDNPP)の事故後、大量の揮発性放射性核種が大気と水圏に放出された。堆積物中の放射性セシウムのモニタリングは、環境中の放射性セシウムの挙動と影響を評価するために重要である。この研究では、FDNPP周辺の表層堆積物中の放射性セシウムの分布を、曳航式ガンマ線検出システムからの定期的な調査データを使用して放射性セシウムマップとして視覚化した。
竹内 竜史; 尾上 博則; 村上 裕晃; 渡辺 勇輔; 見掛 信一郎; 池田 幸喜; 弥富 洋介; 西尾 和久*; 笹尾 英嗣
JAEA-Review 2021-003, 63 Pages, 2021/06
JAEA-Review-2021-003.pdf:12.67MB
日本原子力研究開発機構東濃地科学センターでは、高レベル放射性廃棄物の地層処分技術に関する研究開発のうち、深地層の科学的研究(地層科学研究)の一環として、結晶質岩(花崗岩)を対象とした超深地層研究所計画を進めている。本研究所計画では、2014年度に原子力機構改革の一環として抽出された三つの必須の課題(地下坑道における工学的対策技術の開発、物質移動モデル化技術の開発、坑道埋め戻し技術の開発)の調査研究を進めてきた。これらの必須の課題の調査研究については十分な成果を上げることができたことから、2019年度をもって超深地層研究所計画における調査研究を終了することとした。本報告書は、2019年度に実施した超深地層研究所計画のそれぞれの研究分野における調査研究,共同研究,施設建設等の主な結果を示したものである。
福田 健二; 渡辺 勇輔; 村上 裕晃; 天野 由記; 青才 大介*; 原 直広*
JAEA-Data/Code 2020-012, 80 Pages, 2020/10
JAEA-Data-Code-2020-012.pdf:3.55MB
日本原子力研究開発機構は岐阜県瑞浪市で進めている超深地層研究所計画において、研究坑道の掘削・維持管理が周辺の地下水の地球化学特性に与える影響の把握を目的とした調査研究を行っている。本データ集は、超深地層研究所計画において、2019年度に実施した地下水の採水調査によって得られた地球化学データおよび微生物データを取りまとめたものである。データの追跡性を確保するため、試料採取場所, 試料採取時間, 採取方法および分析方法などを示し、あわせてデータの品質管理方法について示した。
福田 健二; 渡辺 勇輔; 村上 裕晃; 天野 由記; 青才 大介*; 熊本 義治*; 岩月 輝希
JAEA-Data/Code 2019-019, 74 Pages, 2020/03
JAEA-Data-Code-2019-019.pdf:3.53MB
日本原子力研究開発機構は岐阜県瑞浪市で進めている超深地層研究所計画において、研究坑道の掘削・維持管理が周辺の地下水の地球化学特性に与える影響の把握を目的とした調査研究を行っている。本データ集は、超深地層研究所計画において、2018年度に実施した地下水の採水調査によって得られた地球化学データおよび微生物データを取りまとめたものである。データの追跡性を確保するため、試料採取場所, 試料採取時間, 採取方法および分析方法などを示し、あわせてデータの品質管理方法について示した。
福田 健二; 渡辺 勇輔; 村上 裕晃; 天野 由記; 林田 一貴*; 青才 大介*; 熊本 義治*; 岩月 輝希
JAEA-Data/Code 2018-021, 76 Pages, 2019/03
JAEA-Data-Code-2018-021.pdf:3.78MB
日本原子力研究開発機構は岐阜県瑞浪市で進めている超深地層研究所計画において、研究坑道の掘削・維持管理が周辺の地下水の地球化学特性に与える影響の把握を目的とした調査研究を行っている。本データ集は、超深地層研究所計画において、2017年度に実施した地下水の採水調査によって得られた地球化学データ及び微生物データを取りまとめたものである。データの追跡性を確保するため、試料採取場所、試料採取時間、採取方法および分析方法などを示し、あわせてデータの品質管理方法について示した。
岩月 輝希; 柴田 真仁*; 村上 裕晃; 渡辺 勇輔; 福田 健二
土木学会論文集,G(環境)(インターネット), 75(1), p.42 - 54, 2019/03
地下施設における吹付けコンクリート支保工が地下水水質に与える影響を明らかにするため、深度500mの花崗岩に掘削した坑道を閉鎖する実規模原位置試験を行った。閉鎖坑道内の水質観察、吹付けコンクリートの分析、それらに基づく水質再現解析の結果、Brucite, Ettringite, Ca(OH) 
, Gibbsite, KCO
, NaCO・10HO, SiO (a), Calciteの溶解・沈殿反応が水質に影響する主要反応であることが明らかになった。更に、坑道内に施工された吹付けコンクリートはCa(OH)に飽和した地下水(pH12.4)を約570m
生成する反応量を持つと見積もることができた。これにより坑道閉鎖後の長期的な化学影響の予測解析の確度が向上すると考えられた。
渡辺 勇輔; 林田 一貴; 加藤 利弘; 久保田 満; 青才 大介*; 熊本 義治*; 岩月 輝希
JAEA-Data/Code 2018-002, 108 Pages, 2018/03
JAEA-Data-Code-2018-002.pdf:6.53MB
日本原子力研究開発機構は岐阜県瑞浪市で進めている超深地層研究所計画において、研究坑道の掘削・維持管理が周辺の地下水の地球化学特性に与える影響の把握を目的とした調査研究を行っている。本データ集は、超深地層研究所計画において、2016年度に実施した地下水の採水調査によって得られた地球化学データ及び2014年度から2016年度の間に得られた微生物データを取りまとめたものである。データの追跡性を確保するため、試料採取場所、試料採取時間、採取方法及び分析方法などを示し、あわせてデータの品質管理方法について示した。
宗本 隆志*; 渡辺 勇輔; 林田 一貴; 岩月 輝希
no journal, ,
Fe(III)-(oxyhydr)oxides are ubiquitous in soil and groundwater systems and due to the large surface area and high sorption capacity, they play important roles in the biogeochemical cycles of trace elements. Ferrihydrite is a metastable with respect to stable Fe-oxides such as hematite and goethite. The transformation experiments of ferrihydrite have been conducted in the laboratory, but little in the natural groundwater. In order to understand the transformation behavior of ferrihydrite in natural groundwater systems, we conducted transformation experiments of ferrihydrite in granitic groundwater. Consequently, our results suggest the transformation of ferrihydrite was probably inhibited by the aqueous components contained in the groundwater.
岩月 輝希; 村上 裕晃; 渡辺 勇輔; 福田 健二
no journal, ,
セメント材料と地下水の相互作用プロセスを定量的に評価することを目的として、瑞浪超深地層研究所において坑道閉鎖模擬試験を行い、吹付けコンクリートの変質過程や変質量の考察を行った。その結果、1年間に坑道壁面から約0.5mm分の吹付けコンクリートが変質しポルトランダイトが溶脱したと仮定することで、地下水のアルカリ化を説明可能であることが分かった。
渡辺 勇輔; 福田 健二; 村上 裕晃; 岩月 輝希; 鈴木 庸平*
no journal, ,
地層処分事業においては、地下施設の建設・操業時の地下水の擾乱によって浅部の酸化的な地下水が深部に浸透し酸化的環境が広がる可能性がある。一方、地下の嫌気的な環境に広く生息する硫酸還元菌が酸化的な地下水中で安定な硫酸イオン(SO
)を硫化水素イオン(HS
)に還元することで地下深部の酸化還元状態を還元的に維持する可能性がある。本研究では花崗岩の地下水中に生息する硫酸還元菌の酸化還元緩衝能力を観察することを目的として、瑞浪超深地層研究所の地下研究坑道を利用した原位置微生物培養試験を実施した。その結果、硫酸還元菌の働きによって地下水中に還元的な環境が形成されることが確認された。
村上 裕晃; 渡辺 勇輔; 福田 健二; 岩月 輝希
no journal, ,
高レベル放射性廃棄物の地層処分では、施設閉鎖後の地質環境を想定して安全評価が行われるため、大規模地下施設の建設から閉鎖に伴い地下水の水圧・水質が変化する掘削擾乱領域は重要な研究課題であるが、地下施設の建設前から閉鎖後まで地下水モニタリングを行った事例は国内外において極めて少ない。我々は、瑞浪超深地層研究所の建設前から操業中に取得した地下水の水質・水圧変化に関するデータを用い、地下施設の閉鎖後モニタリングの留意点について検討した。地下施設の建設と操業の影響を受けて地下水の供給源が変化する地点では、地下施設閉鎖後の水圧回復に伴い、再び地下水の供給源が変化すると予想される。つまり、施設閉鎖後の地下水環境の回復過程を把握するためには、地下水の供給源が変化している地点を選び、対象となる地層の分布範囲を把握した上で閉鎖後モニタリングを行うことが重要であると言える。
高田 兵衛*; 大槻 あずさ*; 佐藤 俊*; 乙坂 重嘉*; 戸田 亮二*; 西川 淳*; 剣持 瑛行*; 石倉 明依*; 山田 萌々加*; 新開 祐介*; et al.
no journal, ,
2021年10月7日から10月17日までの11日間ならびに2022年10月2日から13日の12日間の日程で、新青丸による福島沿岸海域において、研究航海を実施したので、その航海概要を報告する。この航海では2011年3月に起きた福島第一原子力発電所事故以降のフォローモニタリングという位置づけに加え、放射性核種の海洋における動態や生態系の環境応答に対する科学的理解を深めることの二点を目的としている。
萩原 大樹; 渡辺 勇輔
no journal, ,
河川水系に沈着した放射性セシウムは、鉱物に吸着後、水流により下流域に移動する。放射性セシウムを吸着する鉱物種の特定とその挙動の理解は、放射性セシウムの河川水への溶出や粘土鉱物への吸着による堆積挙動への影響等の評価の観点から重要である。本研究では、角閃石の結晶構造を調べ、放射性セシウムの吸着メカニズムの解明を目指す。
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。
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。
西 柊作*; 斉藤 拓巳*; 渡辺 勇輔; 宮川 和也
no journal, ,
高レベル放射性廃棄物の地層処分において、天然バリアには放射性核種の移行を遅延し、濃度を希釈する機能が求められる。地下水中に存在する天然有機物(NOM)は、核種と錯生成することで、その移行挙動を大きく変えることが知られている。表層環境のNOMについては、金属イオンとの錯生成を表すための機構論的なモデルが提案され、多様な環境条件の下で検証されてきたが、そうしたモデルを処分の安全評価で使用するためには、深部地下環境のNOMを類型化し、表層環境のNOMと比較することが必要である。本報告では、瑞浪超深地層研究所及び幌延深地層研究センターの両地下施設を用いて得られた深部地下環境のNOMについて、三次元蛍光測定から得られる励起蛍光マトリクスと多変量解析法の一つであるParallel Factor Analysisを用いて整理・類型化し、深度や地質条件、地下水の化学的性質との相関から、その多様性の起源を報告する。
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。
長谷川 琢磨*; 中田 弘太郎*; 富岡 祐一*; 太田 朋子*; 岡本 駿一*; 濱 克宏; 渡辺 勇輔; 岩月 輝希
no journal, ,
瑞浪超深地層研究所において複数の地下水年代測定を実施した。
Heはフラックスの寄与の異なるデータを収集できたことにより、フラックスの寄与を分離して、He年代を推定することができた。
Cは前処理方法を沈殿法からガス化法に変更することにより、大気の汚染を除去でき、精度良く評価できるようになった。これらから流出域の地下水年代は2万年程度であることを確認できた。さらに、水素・酸素同位体比が浅層地下水よりも低く、希ガス濃度から推定した涵養温度は7
Cと、現在の気温よりも7C程度低く、氷期に涵養したものと推定された。このように研究所周辺の地下水年代をC, He, 水素・酸素同位体比, 希ガス温度計という複数の方法を用いて、整合的に推定することができた。
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。
寺島 元基; 田籠 久也*; 渡辺 勇輔; 佐々木 祥人
no journal, ,
Elution of radiocesium (
Cs) from litter and its humus in Cs-contaminated forest can be a key process determining a discharge of Cs from forests into rivers around the Fukushima Daiichi Nuclear Power Station (FDNPS). Quantitative understanding of this process is then necessary for predicting the contamination situation in the future. However, chemical equilibrium modelling of Cs in the elution has not been addressed. The influence of solution conditions such as pH, coexisting cations, and dissolved organic matter (DOM) on the elution is still unclear. In this study, degree of the elution of Cs from litter (i.e., fallen leaves) or its humus in the contaminated forest near the FDNPS was evaluated by a batch method and was then compared with those from the calculation with NICA-Donnan model, assuming a ternary system of Cs, DOM, and solid organic matter (SOM).
