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報告書

幌延深地層研究計画における坑道掘削(地下施設建設)時の調査研究段階(第2段階:深度350mまで)研究成果報告書

佐藤 稔紀; 笹本 広; 石井 英一; 松岡 稔幸; 早野 明; 宮川 和也; 藤田 朝雄*; 棚井 憲治; 中山 雅; 武田 匡樹; et al.

JAEA-Research 2016-025, 313 Pages, 2017/03

JAEA-Research-2016-025.pdf:45.1MB

幌延深地層研究計画は、高レベル放射性廃棄物の地層処分技術に関わる研究開発の一環として、日本原子力研究開発機構が北海道幌延町で進めているプロジェクトである。本報告書は、深度350mの研究坑道掘削終了までの期間(2005年4月から2014年6月)に行われた第2段階における調査研究の成果を取りまとめたものである。第2段階における深地層の科学的研究では、「地質環境調査技術開発」、「深地層における工学的技術の基礎の開発」、「地質環境の長期安定性に関する研究」を、地層処分研究開発では、「処分技術の信頼性向上」、「安全手法の高度化」を実施し、これらに加えて「地下施設の建設」、「環境モニタリング」を実施し、当初の目標どおりの成果を得た。「地質環境調査技術開発」では、坑道掘削中の地質環境の変化を把握するとともに、第1段階で予測した結果の妥当性を確認した。「深地層における工学的技術の基礎の開発」においては、地下施設の建設に適用した工学的技術の有効性を確認した。「地質環境の長期安定性に関する研究」ならびに地層処分研究開発の「処分技術の信頼性向上」と「安全手法の高度化」では、この期間の研究成果をまとめた。「地下施設の建設」では坑道掘削の実績を整理した。「環境モニタリング」では、環境調査などを継続し、地上及び地下施設の建設に伴う影響の低減を図る措置が適切であることを確認した。

論文

EM-ACROSS system and corresponding tensor transfer functions in diffusion field region

中島 崇裕; 國友 孝洋; 長尾 大道*; 熊澤 峰夫; 茂田 直孝

Handbook of Geophysical Exploration; Seismic Exploration, Vol.40, p.177 - 191, 2010/03

地下の電磁気的状態をモニタリングするための人工ソースを用いた探査手法を開発し、電磁アクロスと名づけた。この手法では使用する周波数帯に関係なく応用ができる。東濃地域に2方向の接地ダイポールにより送信するシステムを設置し、500Hz以下の拡散場領域での探査が行えるようになった。試験観測として、950m離れた受信点で観測をし、精密なテンソル伝達関数を取得することができた。この試験観測を1か月以上続け、降雨に対応した変動も見られた。

論文

Reliable measurement method to reveal a peculiar dielectric dispersion in wet rocks by means of ACROSS

松本 裕史*; 茂田 直孝; 熊澤 峰夫; 中島 崇裕

Handbook of Geophysical Exploration; Seismic Exploration, Vol.40, p.121 - 133, 2010/03

Precise and reliable method for complex dielectric permittivity measurement was developed using the data processing method of ACROSS(Accurately controlled Routinely Operated Signal System) and aids in electric circuit and electrode installation to reduce bias in measurement. By using the method, we succeeded to clarify that moist quartz grains and glass beads causes such strong dielectric dispersion that dielectlic permittivity increases in reciprocal proportion to frequency, and exceeds 1.0E5 at 1mHz. Loss angle was of the order of 1.0E-2 radian relatively independent to frequency, which suggests possibility that moist crust has significant dielectricity that can be detected by EM prospecting method in future.

論文

ウラン探査における物理探査

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。

論文

高レベル放射性廃棄物の地層処分における物理探査の役割と深地層の科学的研究における物理探査技術開発

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。

論文

Applying systematic geosynthesis methodology to surface-based investigation in "Horonobe URL Project", Japan

畑中 耕一郎; 茂田 直孝; 福島 龍朗

Proceedings of 2008 International High-Level Radioactive Waste Management Conference (IHLRWM 2008) (CD-ROM), p.101 - 108, 2008/09

幌延深地層研究計画における地上からの調査研究段階(第1段階)は、2001年3月に始まり、2005年度に修了した。第1段階の調査研究においては、地質環境統合化と繰り返しアプローチの考え方を導入し、幌延における研究所設置地区及びその周辺の地質環境の特性評価を行うとともに、それらの適用性を確認した。第1段階の成果については、2006年度に取りまとめ、2007年3月に公表した。本報告では、幌延深地層研究計画の第1段階で適用したステップワイズな調査研究における地質環境統合化手法と繰り返しアプローチの考え方と適用性について議論するとともに、その成果について取りまとめた。

報告書

幌延深地層研究計画における地上からの調査研究段階(第1段階)研究成果報告書; 分冊「深地層の科学的研究」

太田 久仁雄; 阿部 寛信; 山口 雄大; 國丸 貴紀; 石井 英一; 操上 広志; 戸村 豪治; 柴野 一則; 濱 克宏; 松井 裕哉; et al.

JAEA-Research 2007-044, 434 Pages, 2007/03

JAEA-Research-2007-044.pdf:54.58MB
JAEA-Research-2007-044(errata).pdf:0.08MB

幌延深地層研究計画は、北海道幌延町で進めている堆積岩を対象とした深地層の研究施設であり、第1段階「地上からの調査研究段階」,第2段階「坑道掘削時の調査研究段階」,第3段階「地下施設での調査研究段階」の3段階で20年程度かけて進めているプロジェクトである。本計画では、「深地層の科学的研究」と「地層処分研究開発」の二つの分野の研究開発を進めている。本報告書は、深地層の科学的研究について、第1段階における調査研究の成果を取りまとめたものである。本報告書では、「研究所設置場所の選定プロセス」,「研究所設置地区及びその周辺における調査研究」,「深地層における工学技術の基礎の開発」、及び「地下施設建設に伴う周辺環境への影響調査」に関する具体的な調査内容と結果を示し、第1段階における調査研究の目標に対する達成度を評価するとともに、今後の課題を明らかにした。また、本報告書でまとめた成果は、地層処分技術の知識基盤として整備されるばかりでなく、処分事業と安全規制の両面を支える技術基盤の強化を図っていくうえで、有効に活用されるものである。

報告書

Development of ACROSS (Accurately Controlled, Routinely Operated, Signal System) to realize constant monitoring the invisible Earth's interiors by means of stationary coherent elastic and electromagnetic waves

熊澤 峰夫; 國友 孝洋; 中島 崇裕; 鶴我 佳代子*; 羽佐田 葉子*; 長尾 大道*; 松本 裕史*; 笠原 順三*; 藤井 直之; 茂田 直孝

JAEA-Research 2007-033, 155 Pages, 2007/03

JAEA-Research-2007-033.pdf:11.04MB

本件は、アクロス(Accurately Controlled, Routinely Operated, Signal System)と呼ばれる新しい地下探査技術の開発に関する成果報告書である。アクロス研究は、1996年6月から2006年3月まで、陸域地下構造フロンティア研究プロジェクトとして、東濃地科学センターが主体となって行ってきた。アクロスは、地下の構造と物理的な状態とを探査あるいは監視するために考案された理論体系に基づいて、それを実現するためのさまざまな要素技術を一つの技術体系として統合したものである。本報告書では、東濃鉱山のテストサイトで行われたさまざまな研究を中心に紹介する。また、10年間に及ぶ開発成果を応用して、幌延深地層研究センターで地下の時間変化を捉えようとする「遠隔監視システムの開発」や静岡県における東海地震の想定震源域の常時監視研究などが進められている。アクロスの技術としての熟成は、日進月歩で進んでおり、地下の研究に加えて、建造物などのヘルスモニタリングへの適用なども開始されてきている。

報告書

高レベル放射性廃棄物地層処分にかかわる天然現象影響評価に関する研究計画書; 当面5か年の計画,H18年度版

川村 淳; 大井 貴夫; 牧野 仁史; 梅田 浩司; 新里 忠史; 安江 健一; 河内 進; 石丸 恒存; 瀬尾 俊弘; 蛯名 貴憲*; et al.

JAEA-Review 2006-039, 60 Pages, 2007/01

JAEA-Review-2006-039.pdf:7.39MB

本計画では、高レベル放射性廃棄物地層処分にかかわる地質環境の長期安定性研究から天然現象影響評価に関する研究を対象として、研究の必要性や反映の意義に基づいた目的と「我が国における高レベル放射性廃棄物地層処分の技術的信頼性; 地層処分研究開発第2次取りまとめ(第2次取りまとめ)」までに実施された研究成果,「高レベル放射性廃棄物の地層処分技術に関する知識基盤の構築(H17レポート)」までになされた研究成果とをまとめて、「研究とこれまでの経緯」として記述するとともに、今後の当面5年程度の計画を「フェーズ2における研究目的」,「研究内容」として記述し、それを実施するために必要となる天然現象に関する知見及び影響評価に必要となる個別現象にかかわる知見等を案としてまとめた。

報告書

International Conference on JNC Underground Research Laboratory Projects in Mizunami and Horonobe, Japan (2004) Part 1: International Conference on Geoscientific Study in Mizunami '04 (ICGM'04) -Record-

花室 孝広; 齊藤 宏; 浅森 浩一; 弥富 洋介; 鶴田 忠彦; 藪内 聡; 水野 崇; 佐藤 稔紀; 中司 昇; 茂田 直孝; et al.

JNC-TN7400 2004-010, 173 Pages, 2004/12

JNC-TN7400-2004-010.pdf:41.03MB

サイクル機構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として、東濃地科学センターの結晶質岩を対象にした超深地層研究所計画、幌延深地層研究センターの堆積岩を対象にした幌延深地層研究計画という2つの深地層の研究施設計画を進めてきている。これら2つの深地層の研究施設計画が、その第1段階である地上からの調査研究段階から第2段階である地下施設を建設しながら行う調査研究段階へと差し掛かるのを機に、「深地層の研究施設計画に関する国際会議」を開催した。これは、これら2つの深地層の研究施設計画やその成果を広く内外の研究者、研究機関や地元の方々にお伝えするとともに、海外の先行事例のご紹介をいただき、これらをもとに参加いただいたそれぞれの分野の研究者の方々にご議論いただき、その成果を今後の計画に反映していくことを目的としている。会議は 2 部構成とし、第1部「瑞浪地層科学研究国際会議' 04」は東濃地科学センターが進めている超深地層研究所計画とその周辺領域を対象とした広域地下水流動研究をテーマとし、10月21?22日 に瑞浪市総合文化センターにおいて開催した。第2部「幌延深地層研究計画国際ワークショップ」は幌延深地層研究センターが進めている幌延深地層研究計画をテーマとし、10月25?26日に幌延町公民館において開催した。本技術資料は、第1部「瑞浪地層科学研究国際会議' 04」のプログラム、報告の要旨、発表資料に加え、パネルディスカッションおよび座長総括の内容を取りまとめたものである。

論文

A Dense seismic array for acquisition of high quality in the ACROSS observation

鶴我 佳代子; 國友 孝洋; 羽佐田 葉子; 熊澤 峰夫; 茂田 直孝; 笠原 順三

1st IWAM (IWAM04), 116 Pages, 2004/08

None

論文

Evaluation of a dense seismic array for the acquisition of high quality data in the ACROSS observation

鶴我 佳代子; 國友 孝洋; 羽佐田 葉子; 熊澤 峰夫; 茂田 直孝; 笠原 順三

AGU 2004 Fall Meeting (2004/12/13-2004/12/17), 0 Pages, 2004/00

われわれは、ACROSSという線形系の伝達関数を取得するための総合的な計測システムを用いた、地下深部の地震発生場の常時能動監視のための技術・方法の開発に取り組んでいる。このACROSS送信と受信点アレイによる観測を組み合わせることで、高いS/N比(つまり、調査対象とする情報(S)と雑音(N)との比)、高いS/B(情報(S)とバイアス(B)との比)の伝達関数を得ることができる。本研究は、我々が構築した稠密地震観測アレイの概要について紹介するとともに最新のデータ解析の結果を報告するものである。

論文

Development of EM-ACROSS and observed transfer function using this system

中島 崇裕; 國友 孝洋; 長尾 大道; 熊澤 峰夫; 茂田 直孝

2004 Fall Meeting Program and Abstract, S33B-1096, 0 Pages, 2004/00

電磁波によって地下を見る方法としての電磁アクロスを東濃地科学センターにて開発してきた.この装置を用い、数百Hz以下の周波数帯における送受信試験を1年間以上に亘り連続試験観測を行った.平均値からは、地下構造に関する情報を含む伝達関数がよい精度で求められ、地下物性の見積もりにおいてもすでに報告されている数値と相補的な値が得られた。また1ヶ月間の観測結果からは,降雨に相関した変動が見られた.

論文

電磁アクロス概論

中島 崇裕; 熊澤 峰夫; 茂田 直孝; 國友 孝洋; 長尾 大道; 松本 裕史*

月刊地球号外 総特集; 地球内部のアクティブ・モニタリング : 4D地球内部診断を目指して, (47), 174 Pages, 2004/00

電磁波によって地下を見る方法としての電磁アクロスを紹介する.電磁波には弾性波の場合と異なった固有の特徴がある.電磁アクロスでの探査の流れと東濃地科学センターで行っている開発との関係を示し,最後に地殻内部の探査可能性について言及する.

論文

拡散を考えるような電磁場の場合の電磁アクロスの試験観測

中島 崇裕; 國友 孝洋; 長尾 大道; 熊澤 峰夫; 茂田 直孝

月刊地球号外 総特集; 地球内部のアクティブ・モニタリング : 4D地球内部診断を目指して, (47), 179 Pages, 2004/00

数百Hz以下の周波数帯における電磁アクロスの観測体制の紹介と,その試験観測結果を報告する.試験観測では,地下構造に関する情報を含む伝達関数がよい精度で求められた.また1ヶ月間の観測結果からは,降雨に相関した変動が見られた.

論文

ACROSSによるACROSSのための地震計

鶴我 佳代子; 熊澤 峰夫; 國友 孝洋; 茂田 直孝

月刊地球号外 総特集; 地球内部のアクティブ・モニタリング : 4D地球内部診断を目指して, (47), 34 Pages, 2004/00

ACROSSは線形力学系の優れた評価・計測法である。地下の構造と状態の能動的監視観測の質的レベルを上げるには、ACROSSの手法に加えて安定で信頼のおける地震計の稠密アレイが必要だ。それには、信頼性が高い安定で安価な地震計を確保しなければならない。このような現実的な問題に対する解決の道を、地震計のアクロスによる校正法が与える。

論文

高品質信号取得のためのACROSS稠密地震観測アレイ

鶴我 佳代子; 國友 孝洋; 羽佐田 葉子; 熊澤 峰夫; 茂田 直孝; 笠原 順三

月刊地球号外 総特集; 地球内部のアクティブ・モニタリング : 4D地球内部診断を目指して, (47), 95 Pages, 2004/00

コヒーレントな波動を能動的に使うACROSSがもつ高い潜在力を最大限に活用するには、稠密地震観測アレイをルーチンで運用できるようにすることである。そこで本報告では、正方稠密面アレイの構築とその試験観測、および試験的データ解析の一例を紹介し、我々が目指すべき観測システムを提案する。

論文

Long-Term Operation of EM-ACROSS and Derived Transfer Function in the Diffusion Field Region

中島 崇裕; 國友 孝洋; 長尾 大道; 熊澤 峰夫; 茂田 直孝

International Workshop on Active Monitoring 2004, p.148 - 151, 2004/00

数百Hz以下の周波数帯における電磁アクロスを1年間以上に亘り連続試験観測を行ったのでその試験観測結果を報告する.試験観測では,地下構造に関する情報を含む伝達関数がよい精度で求められた.また1ヶ月間の観測結果からは,降雨に相関した変動が見られた.

論文

Overview of EM-ACROSS and its development

中島 崇裕; 熊澤 峰夫; 茂田 直孝; 國友 孝洋; 長尾 大道; 松本 裕史*

International Workshop on Active Monitoring 2004, p.100 - 103, 2004/00

電磁波によって地下を見る方法としての電磁アクロスを紹介する.弾性波の場合と異なり,電磁波には周波数によって拡散的に振る舞ったり波動的に振る舞うという特徴がある.電磁アクロスでの探査の流れと現在東濃地科学センターで行っている開発との関係を示し,最後に地殻内部の探査可能性について言及する.

報告書

地層処分技術に関する研究開発報告会 -処分技術の信頼性を支える基盤の強化に向けて-

舘 幸男; 福島 操; 茂田 直孝; 山崎 真一; 石川 博久; チャップマン*

JNC-TN1400 2002-019, 41 Pages, 2003/02

JNC-TN1400-2002-019.pdf:4.2MB

核燃料サイクル開発機構(以下、サイクル機構)が平成11年に公表した「第2次取りまとめ(サイクル機構、1999)」を技術的な拠り所として、平成12年には、「特定放射性廃棄物の最終処分に関する法律(以下、最終処分法)」の成立、実施主体である原子力発電環境整備機構(以下、原環機構)の発足、「高レベル放射性廃棄物の処分に係る安全規制の基本的考え方について(第1次報告)(原子力安全委員会、2000)」の公表など、処分事業や安全規制の大枠が整備され、わが国の地層処分計画は事業化段階へと踏み出した。今後は最終処分法に基づき、原環機構を主体とする処分事業が、概要調査地区の選定、精密調査地区の選定、最終処分施設建設地の選定と段階的に進められる。また、事業の進展にあわせて、安全審査基本方針、安全審査指針、処分場の技術基準といった安全規制に関連する指針・基準の策定が進められることになっている。概要調査地区の選定に向けた大きな一歩として、平成14年12月に原環機構により「高レベル放射性廃棄物の最終処分施設の設置可能性を調査する区域」の公募が開始され、「処分場の概要」や「概要調査地区選定上の考慮事項」などの資料が公開された。また、これに先立ち同年9月に原子力安全委員会より「高レベル放射性廃棄物処分の概要調査地区選定段階において考慮すべき環境用件について(原子力安全委員会、2002)」が公表された。サイクル機構では、わが国の地層処分計画が事業化段階へと進展した状況を踏まえ、新たな「全体計画(サイクル機構、2001)」を策定して研究開発を進めている。本稿では、サイクル機構の研究開発の役割と目標・課題など「全体計画」の概要と、新地層の研究施設計画を中心とした研究開発の進捗状況や今後の展開について報告する。

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