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辻 智之; 杉杖 典岳; 佐藤 史紀; 松島 怜達; 片岡 頌治; 岡田 翔太; 佐々木 紀樹; 井上 準也
日本原子力学会誌ATOMO
, 62(11), p.658 - 663, 2020/11
日本原子力研究開発機構ではバックエンド関連の研究・技術開発として、原子力施設の廃止措置や安全で環境負荷低減につながる低レベル放射性廃棄物の処理処分技術開発と、地層処分の基盤的研究開発を進めてきた。これらバックエンドに関する原子力機構の研究・技術開発のうち、原子力施設の廃止措置や低レベル放射性廃棄物の処理処分技術開発の最前線を紹介する。
井上 準也; 増本 清*
土木学会論文集,A2(応用力学)(インターネット), 74(2), p.I_55 - I_64, 2019/01
本研究では、適切化手法を組み込んだ飽和・不飽和浸透流逆解析により多層地盤の不均質な浸透特性および境界条件を同時に推定するために飽和・不飽和浸透流逆解析プログラムを作成した。これを用いて、透水性の異なる3層からなる傾斜した多層地盤を想定した鉛直2次元数値実験を行った。数値実験では境界流量および飽和透水係数を未知パラメータとした。さらに、ノルム最小法の基準値による未知パラメータへの制約の強弱を調べるためにノルム最小項の重みを変えて逆解析を行った。その結果、ノルム最小法を使用することで、多層地盤の不均質な浸透特性および境界流量の一意解を逆解析により同時に推定可能であることを示した。
井上 準也; 増本 清*
no journal, ,
地下水流動モデル構築にあたり、直接計測困難な不均質な物性値を推定するために、多点非定常間隙水圧データを用いた逆解析を行うことによりモデリング精度の向上を図る試みがある。こうした逆解析では計算量や不適切性の問題に対処する必要があり、既にノルム最小法を適用することにより浸透特性を適切に推定できる可能性は示されている。しかし、浸透特性だけでなく、境界条件や初期条件について必ずしもわかっていないことがあり、これらを未知量として推定することが望まれる。そこで本研究では、傾斜した多層地盤を対象として、不飽和条件を考慮に入れた逆解析により、不均質な浸透特性および境界条件を同時に推定することを目的に、2次元鉛直モデルの数値実験を行った。数値実験の結果、ノルム最小法を利用しない場合、初期推定値からの変化がほとんどない一方で、ノルム最小法を使用した場合は、ある程度の地盤の不均質性を推定できた。これにより、観測情報不足により逆解析による推定が難しい場合においても、ノルム最小法を使用することによりある程度の推定が可能であることが示された。また、異なる初期推定値に対しても正解値が得られる場合があることが示された。
井上 準也; 増本 清*
no journal, ,
地下水流動モデル構築にあたり、直接計測困難な不均質な物性値を推定するために、多点非定常間隙水圧データを用いた逆解析を行うことによりモデリング精度の向上を図る試みがある。こうした逆解析では未知パラメータ数が増加すると,計算時間が膨大となるため複雑な地質構造の浸透特性を推定することが困難となる。しかし、準ニュートン法の勾配計算にadjoint法を組み込むことで逆解析の計算時間を高速化することが可能である。そこで、本研究では、飽和・不飽和浸透流に準ニュートン法とadjoint法を組み合わせた逆解析プログラムを作成し、数値実験によりプログラムの妥当性および効率的な飽和・不飽和浸透流逆解析の可能性を検討した。その結果、プログラムが正常に作動し、多数の未知パラメータに対して効率的に逆解析が可能であることが示された。
増本 清*; 井上 準也
no journal, ,
地下水シミュレーションでは、地下地盤における地質区分や物性値(透水性など)を反映させたモデル構築が課題となるため、キャリブレーションの一環として非定常水圧データを用いた逆解析による推定が試みられている。一般的に逆解析では、未知パラメータ数が観測データに比べて多い場合、不適切な逆問題となる。そこで、変数変換や感度調節、制約条件等による未知パラメータの設定が有効となるが、問題によって最適な組み合わせが変化するため様々な組み合わせ設定について検討する必要がある。本研究では、複数の未知パラメータ設定による逆解析を行い、制約条件(ノルム最小法およびスムージング法)の重みと未知パラメータの感度(スケーリングファクター)による影響を主として検討した。その結果、適切な未知パラメータ設定を行うことで水みち等の水理構造を逆解析により精度よく推定可能であることが示された。
井上 準也; 河野 亮太; 小原 義之; 富山 眞吾*; 増本 清*
no journal, ,
鳥取県と岡山県の県境付近に位置する人形峠環境技術センターでは、ウラン鉱山の坑水処理を行っている。本研究の対象となる夜次2号坑道では、地元自治体との協定で定めたられた排出基準値を超えた濃度のラジウムを含む坑水が発生しており、坑水量低減のための発生源対策が必要となっている。これまでの研究では、水文調査から降雨涵養量や周辺流域における地下水流動系を明らかにした上で、降雨浸透解析により降雨と坑水量の応答を再現した。引き続き本研究では、異なる2種類の解析コードを用いた比較検討を行い、解析コードによる差異の程度が明らかになったので報告する。
井上 準也; 増本 清*
no journal, ,
地下地盤の不均質な水理特性を推定する手法として観測データを用いた地下水流動逆解析が提案されている。こうした逆解析ではボーリング孔により観測された水圧データをマッチング対象とするケースが多い。しかし、鉱山を含む地域が対象となる場合、坑廃水処理の関係から水圧データだけでなく坑水流量データも充実していることが多い。そこで本研究では、坑水流量を浸出面流量として表現した場合における流量と圧力の同時マッチングによる逆解析手法を考案した。また、本手法を使用した数値実験により、(1)水圧のみのマッチング、(2)浸出面流量のみのマッチング、(3)水圧および浸出面流量の同時マッチングの3ケースについて比較検討を行った。実験の結果、同時マッチングにより推定精度が向上することが示された。
井上 準也; 増本 清*
no journal, ,
岡山県と鳥取県の県境付近に位置する人形峠環境技術センター(以後、センター)では人形峠鉱山の閉山措置に取り組んでおり、その一環として坑水の発生源対策を計画している。発生源対策を実施するにあたり、その評価や実施後の予測解析のために地下水理構造のモデル化およびキャリブレーションが必要となるが、情報量の少ない地下水モデルの構築は困難である。そこで実測データから水理構造を自動推定する逆解析(パラメータの最適化)が有用である。本研究ではセンターにおける実データを対象に実施した逆解析結果およびその結果を使用した現況再現解析結果について示す。
井上 準也; 小原 義之
no journal, ,
岡山県と鳥取県の県境付近に位置する日本原子力研究開発機構人形峠環境技術センター(以後、センター)では人形峠鉱山の閉山措置に取り組んでおり、その一環として坑水の発生源対策を計画している。発生源対策を実施するにあたり、その評価や実施後の予測解析のために地下水理構造のモデル化およびキャリブレーションが必要となる。キャリブレーションでは、実測データを再現可能なモデルとなるまで既存情報を基に水理構造および入力パラメータの修正を繰り返す。水理構造を自動キャリブレーションにより決定することは困難であるが、入力パラメータについては逆解析による最適化手法(自動キャリブレーション)が有用である。本報では人形峠鉱山を対象とした逆解析による入力パラメータの最適化およびその結果を使用した現況再現解析結果について報告する。
渡辺 勇輔; 寺島 元基; 松枝 誠; 小荒井 一真; 青木 譲; 井上 準也
no journal, ,
In the safety assessment of radioactive waste disposal, understanding the migration behaviour of radionuclides near the surface environment is important for assessing exposure in the biosphere. After radionuclides migrate from the subsurface to the biosphere via groundwater to aquatic environments such as well water and river water, their concentrations are controlled by dilution by surface water and adsorption to soil and sediments. A more realistic assessment of the amount of radionuclides emerging to the surface and their subsequent mobility and bio-transferability requires an understanding of the processes that groundwater may be subjected to immediately after emerging to the surface. At Ningyo-toge Environmental Engineering Center, JAEA in Okayama Prefecture, heavy metals such as U and As are leached by groundwater from a sedimentation site where residues after U extraction from uranium ore are disposed, and JAEA manages the quality of these waters and discharges them into an off-site river. The groundwater immediately after passing through the sedimentation site is considered to contain high concentrations of divalent iron, but during a certain period of storage iron oxidation forms iron hydroxide minerals, which are deposited in the mill tailing pond. In this study, this anoxic groundwater and the water that subsequently migrated to the mill tailing pond and in situ sediments were sampled to investigate the trace element compositions and mineral compositions of the sediments. The results showed that trace elements such as REEs, As and U in the groundwater after the upwelling decreased with change of redox condition of water. Geochemical modeling based on these results showed that changes in the concentrations of these elements can be explained by adsorption reactions on iron hydroxide produced by the oxidation of divalent iron present in groundwater.
