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西塔 祐稀*; 石渡 翔丸*; 堀内 美里*; 西木 悠人*; 菊池 亮佑*; 大竹 翼*; 川喜田 竜平; 高山 裕介; 三ツ井 誠一郎; 佐藤 努*
資源・素材講演集(インターネット), 11(1), 7 Pages, 2024/03
地下を利用した様々な工学技術(地層処分、地下貯留、石油増進回収等)において、人工バリアや岩盤のセメンテーションが注目されている。しかし、どのような鉱物でどのようにセメンテーションが進行して、どのような物性に変化するのかについての理解は不十分である。それらの理解のためには、実験室でセメンテーションを再現すること、セメンテーション後の構造の変化や物性の変化を詳細に調べることが重要となる。そこで本研究では、難透水性のベントナイト(乾燥密度0.6Mg/m
)と、Na
SiO
溶液を用いて70
Cで浸漬および通水実験を行い、その後の内部構造、鉱物組成、透水係数の変化等を調べた。走査電子顕微鏡での観察結果から、浸漬および通水実験ともに、ベントナイトの空隙を埋めるようにナトリウムシリケート水和物(NSHあるいはNASH)が確認された。また、通水実験では、通水時間が長くなるにつれて透水係数の低下が認められた。本研究で示されたセメンテーション法やセメンテーション後の物性変化の詳細な検討法は、セメントとともに地下に設置されるベントナイトの物性変化や、貯留岩へのアルカリ攻法による帽岩への影響を調べる上で有用なものになると考えられる。
線を照射したエポキシ塗装鉄筋の電気的絶縁特性池谷 充*; 圷 陽一; 大川 慶直; 鈴木 偉之; 中越 章雄*; 堀内 誠*; 飯島 勇*
日本建築学会大会学術講演梗概集, 0, p.907 - 908, 1994/09
核融合実験炉コンクリート構造物は、強磁場の変動により誘導される電流の拡散防止、避雷設備の健全化への貢献、照射環境下での耐久性等を考慮した電気絶縁設計が必要となる。本報告は、電気絶縁鉄筋としてエポキシ塗装した鉄筋の線照射(200MGy)後の電気絶縁性能試験の報告である。線の照射で劣化したエポキシ塗膜の電気絶縁性能は、絶乾コンクリート中では、ほとんど影響なく見られたが、湿潤状態のコンクリート中では、10MGy程度の照射量から低下する傾向が見られた。しかしながら、その場合のインピーダンスは、0.1M
・cm
以上であり、十分な絶縁性能を持っていることが、確認された。
線照射による電気絶縁劣化試験圷 陽一; 大川 慶直; 鈴木 偉之; 篠田 吉央*; 中越 章雄*; 堀内 誠*
日本建築学会大会学術講演梗概集; 北陸, p.1043 - 1044, 1992/08
本研究は、核融合実験炉建家で考えられる鉄筋・鉄骨を流路とする電流による計測・制御機器の誤動作・機能障害及び鉄筋・鉄骨の電食等の電気的障害の防止のため、電気絶縁鉄筋によるコンクリート構造物の電気的絶縁化を目的とした一連の研究の一つである。核融合実験炉建家の設計段階で想定される線照射環境に於いて電気絶縁鉄筋の絶縁性能を調べるため、D19のエポキシ樹脂塗装鉄筋試験体と30mmのかぶり厚さを持つ鉄筋コンクリート試験体に線を照射し、照射前後でインピーダンスの計測を行った。エポキシ樹脂塗装鉄筋試験体は、約10MGyから絶縁劣化を生じたが、鉄筋コンクリート試験体は、約20MGyの照射量においても絶縁性に影響は、認められなかった。
圷 陽一; 大川 慶直; 堀内 誠; 辻 恒平*
コンクリート工学論文集, 3(1), p.65 - 76, 1992/01
本研究は、核融合実験炉建屋の電気的障害の防止を目的として、エポキシ樹脂塗装鉄筋の適用を検討し、その電気的絶縁性に関して実験を行ったものである。実験は、アルカリ溶液及びコンクリート中でのインピーダンス測定試験および絶縁破壊試験を行った。また、予想される劣化環境の試験として、機械的・電気的複合劣化試験、熱的劣化試験および化学的劣化試験を行った。あわせてコンクリートの付着性能試験、機械的継手部の絶縁性能試験および継手性能試験も行った。本研究より、エポキシ樹脂塗装鉄筋は、鉄筋交差部を絶縁化した従来の絶縁方法に比べ、絶縁性能が大きく供用期間中に考えられる。各種劣化環境においても十分な絶縁性能が維持されることを確認した。
圷 陽一; 大川 慶直; 堀内 誠*; 辻 恒平*
コンクリート工学年次論文報告集, 14(1), p.775 - 776, 1992/00
本論文は、同名表題で「コンクリート工学論文集」、Vol.3,No.1に採択された論文を第14回コンクリート工学年次講演会で発表するため、内容を要約縮小し、「コンクリート工学年次論文報告集Vol.14」に投稿したものである。本論文は、核融合実験炉建家の電気的障害の防止を目的とした電気絶縁鉄筋を検討し、その電気的絶縁性に関して実験を行なったものである。従来の絶縁方法に比べ絶縁性能が大きく、供用期間中においても十分な絶縁性能を維持することを明らかにした。また本絶縁方法は、高度情報化や計測制御システムの高度化に伴い、インテリジェントビル、磁気浮上式鉄道等のコンクリート構造物の電気絶縁対策にも適用できるものと考えられる。
圷 陽一; 大川 慶直; 堀内 誠*; 辻 恒平*
Transactions of the Japan Concrete Institute,Vol. 14, p.217 - 230, 1992/00
本研究は、核融合実験炉建家で考えられる鉄筋・鉄骨を流路とする電流による計測・制御機器の誤動作・機能障害及び鉄筋・鉄骨の電食等の電気的障害の防止のため、電気絶縁鉄筋を検討し、その電気絶縁性に関して実験を行い、従来の絶縁方法に比べ絶縁性能が大きく、供用期間中においても十分な絶縁性能を維持することを明らかにしたものである。本論文は、すでに「コンクリート工学論文集VoL.3,No.1」に発表したものであるが、ITER(国際熱核融合実験炉)建家の電気絶縁化設計を行うにあたり、広く世界のコンクリート工学専門家の意見を伺うために、英文論文集として、世界の主要大学、研究所に送付される本論文集に投稿したものである。
柴沼 清; 本多 力*; 金森 直和*; 寺門 拓也*; 大川 慶直; 細渕 英夫*; 多田 栄介; 小泉 興一; 松岡 不織*; 西尾 敏; et al.
JAERI-M 91-080, 357 Pages, 1991/06
国際熱核融合(ITER)の概念設計は1988年に始まり、1990年12月を以て3年間に渡る共同設計活動を終了した。特別チームは主に炉構造、組立保守、炉建屋、プラントを担当した。この報告書は、ITERの概念設計の内、炉構造、遠隔保守及び炉建屋に対する日本のコントリビューションをまとめたものである。炉構造では溥肉真空容器構造設計、電磁気解析、ブランケット固定概念、クライオスタット構造、ポート及び周辺機器配置及びサービスラインレイアウト、遠隔保守では全体保守概念、炉内ハンドリング装置、炉外ハンドリング装置の設計解析及び関連したR&Dによる設計への反映、炉建屋は機器配置および保守時の物流を考慮した設計とその解析である。
菊池 亮佑*; 堀内 美里*; 西塔 祐稀*; 石渡 翔丸*; 西木 悠人*; 佐藤 努*; 高山 裕介; 三ツ井 誠一郎
no journal, ,
高レベル放射性廃棄物の地層処分では、廃棄物の周囲に緩衝材として膨潤性粘土を利用することが不可欠である。緩衝材は、十分な膨潤圧と自己シール性、低透水性を長期間維持する必要があり、ベントナイト緩衝材の主成分であるモンモリロナイトが様々な環境条件下での長期にわたって健全に保たれることが重要である。変質過程の一つとして、シリカなどの二次鉱物の析出による粘土のセメンテーションが懸念されている。本研究では、セメンテーションを被ったベントナイトのアナログとなりうる、天然のベントナイト原鉱石について、特に固結したベントナイトの微細構造に着目して調査した。山形県の月布鉱山からベントナイト原鉱石を採取し、観察に供した。このベントナイトについては火山灰の続成作用によって形成されたと考えられている。完全乾式研磨法によって、ベントナイト原鉱石のオリジナルの微細組織をよく示す平滑な面を形成することで、通常の岩石の観察と同じように岩石学的な議論が可能となった。ベントナイト原鉱石には粗粒な石英以外に、数ミクロンからサブミクロンサイズの微細なシリカが普遍的に観察される。分布に着目すると、微細なシリカが不連続状・短鎖状・クラスター状になっていることが特徴的である。こうした分布は閉鎖的な続成過程中での低いシリカの移動性によって形成されたことを示唆する。微細なシリカとモンモリロナイトを含む部分について、収束イオンビーム装置による切り出しを行い、透過型電子顕微鏡(TEM)による観察を実施した。TEM観察ではモンモリロナイト端面と微細なシリカが直接接合する組織を示した。本研究で見られるようなモンモリロナイト端面が石英と接合する組織は、物理的混合ではなく、続成過程において自生の石英が形成される際に構築された組織であると解釈される。こうしたモンモリロナイト端面のシリカによる被覆は層間への水のアクセスや自由な膨潤を妨げ、膨潤圧の低下を招いている可能性が示唆される。
