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杉田 裕; 青柳 和平; 窪田 健二*; 中田 英二*; 大山 隆弘*
JAEA-Research 2018-002, 72 Pages, 2018/06
JAEA-Research-2018-002.pdf:6.16MB
放射性廃棄物を地層処分する地下深部において立坑や坑道を掘削する場合、掘削時の応力再配分により立坑や坑道の周囲に掘削影響領域が発生する。掘削影響領域における岩盤特性の変化は、放射性核種の移行挙動にも影響すると考えられることから、その領域や経時変化の把握が重要となっている。そこで、掘削影響領域の長期挙動の評価を目的として、日本原子力研究開発機構が進めている幌延深地層研究計画において、深度140mの調査坑道を対象とした原位置試験を、電力中央研究所との共同研究の一部として実施してきている。本共同研究では、坑道壁面の観察やボーリング孔を利用した各種調査(地質調査, 弾性波トモグラフィ, 比抵抗トモグラフィ, 透水試験, 水分量計測, 孔内載荷試験, 内空変位計測等)の結果を総合的に評価することにより、掘削影響領域の範囲や掘削影響領域において生じた物理変化の要因、およびその経時変化を把握した。また、掘削影響領域の評価に適用した調査法で取得された計測データを分析することにより、掘削影響領域の経時変化に係る長期データの取得に向けた課題を明らかにした。
H and 
O of water in pores extracted by compression method; Effects of closed pores and comparison to direct vapor equilibration and laser spectrometry method中田 弘太郎*; 長谷川 琢磨*; 大山 隆弘*; 宮川 和也
Journal of Hydrology, 561, p.547 - 556, 2018/06
被引用回数：5 パーセンタイル：26.43(Engineering, Civil)高レベル放射性廃棄物地層処分の安全評価では、地下水シナリオは主要な評価対象の一つである。地下水の酸素・水素同位体比からは、地下水の起源や混合、移動などのプロセスを理解するために重要な知見を得ることができる。地上からのボーリング調査において、地下深部の低透水性の岩盤中の地下水を、掘削水の汚染などの影響を受けずに取得するためには、岩石コアに含まれる間隙水を取得する必要がある。この場合には、圧縮抽出により間隙水を抽出する手法が一般的であるが、段階的な圧縮過程により異なる塩分濃度の地下水が抽出されることがあることから、同位体比にも影響が見られる可能性が考えられる。本研究では、2種の天然の岩石から圧縮抽水し、水の同位体比の圧縮圧力に伴う変化とそのメカニズムについて議論した。さらに、同サンプルに直接蒸気平衡レーザー法(DVE-LS)を適用し、その結果と比較をした。その結果、圧縮抽水では、閉鎖空隙中の水の影響により、水素同位体比が圧力に伴い変化することが分かった。さらに、2種類の圧縮抽水試験を組み合わせることで、開放間隙と閉塞間隙の両方の水の同位体組成を推定可能であることを示した。また、閉鎖間隙の影響を受けない酸素・水素同位体比は、DVE-LSによって得られる値と良く一致した。このため、圧縮抽水とDVE-LSにより得られた水の酸素・水素同位体比の比較により、閉塞間隙と開放間隙の水の酸素・水素同位体比を推定可能であることが示された。
中田 弘太郎*; 長谷川 琢磨*; 大山 隆弘*; 石井 英一; 宮川 和也; 笹本 広
Geofluids, 2018, p.7823195_1 - 7823195_21, 2018/01
被引用回数：9 パーセンタイル：57.47(Geochemistry & Geophysics)高レベル放射性廃棄物地層処分の安全評価におけるシナリオの一つとして、地下水シナリオがある。地下水シナリオに基づく安全評価において、長期間にわたり地下水の移動が遅いことは重要な要因である。本研究では、透水性の低い堆積岩地域の一例として、北海道幌延地域に分布する新第三系の海成堆積岩である声問層と稚内層中の地下水の安定性について、塩素やヘリウムの同位体及び水の安定同位体を用いて調査・考察を行なった。その結果、稚内層の深部地下水は、約100万年前から始まった地層の隆起後も、天水の影響を受けることなく、安定に存在している可能性が示された。一方、声問層や稚内層浅部の地下水は、地層の隆起後、天水の影響を受けており、このことは地下水年代測定の結果からも支持された。本地域の様に、地層の圧密・続成作用を受けた厚い堆積層では、間隙水・結晶水の放出等の影響を受け、地下水の絶対年代を正確に推定することは難しい。しかし、本研究において検討した地下水年代測定の結果と地史との比較は、地下水の流動性に関わる概略的な評価(長期にわたる地下水の安定性の有無)を行う上で有効な手段であると考えられる。
野原 慎太郎*; 中田 英二*; 末永 弘*; 田中 姿郎*; 窪田 健二*; 大山 隆弘*; 近藤 桂二
日本応用地質学会平成25年度研究発表会講演論文集, p.129 - 130, 2013/10
日本原子力研究開発機構の幌延深地層研究センターにおける250m調査坑道内の西側調査坑道内において、坑道掘削から約1年11か月経過後に、水平方向のボーリングを6本(孔径66, 86mm、掘削長5.45
7.83m)掘削した。掘削によって得られたコアには、浅部に複数のかみ合わせが良い割れ目が存在し、その深度は0.5m程度であった。また、一部粘土化した軟質部を含む破砕帯が確認され、その区間長は0.6から1.3m程度であった。ボアホールテレビカメラを用いて、ボーリング孔の孔壁観察を行って割れ目を同定した結果、最も多く割れ目が確認されたのは、破砕帯に位置する割れ目であり、全体の57%(N=97)を占める。また、深度0.5m以内に位置する割れ目は全体の18%(N=31)を占める。破砕帯に位置する割れ目は、走向がほぼEWで傾斜が70
Nの割れ目が卓越するのに対し、深度0.5m以内に位置する割れ目は、走向がN40EN62Eで傾斜が45N, 80N, 85Sであり、坑壁に対して概ね平行な方向であった。この区間の割れ目はかみ合わせが概ね良好であることから、坑道掘削による割れ目開口の可能性が示唆される。
2010年度天野 由記; 山本 陽一; 南條 功; 村上 裕晃; 横田 秀晴; 山崎 雅則; 國丸 貴紀; 大山 隆弘*; 岩月 輝希
JAEA-Data/Code 2011-023, 312 Pages, 2012/02
JAEA-Data-Code-2011-023.pdf:5.46MBJAEA-Data-Code-2011-023(errata).pdf:0.08MB
日本原子力研究開発機構幌延深地層研究センターでは、幌延深地層研究計画に基づきボーリング孔の掘削を伴う地上からの調査研究(第1段階)の一環として、平成13年度から表層水,地下水などの水質分析を行ってきた。分析の対象は、ボーリング孔から採取した地下水,掘削水,掘削リターン水,岩石コアからの抽出水,河川水及び雨水などである。また、平成18年度から幌延深地層研究計画における地下施設建設時の調査研究(第2段階)が進められており、立坑内の集水リング,立坑壁面湧水やボーリング孔などから地下水を採取し、水質分析を実施している。本報告書は、平成13年度から平成22年度までの水質分析データを取りまとめたものである。
中田 弘太郎*; 長谷川 琢磨*; 大山 隆弘*; 幡谷 竜太*; 笹本 広; 石井 英一; 宮川 和也
no journal, ,
高レベル放射性廃棄物地層処分の安全評価では、地下水シナリオは主要な評価対象の一つである。地層処分の安全性を確保する上で、長期間地下水が移動しにくいサイトを選定することは重要である。地下水が移動する要因の一つとして隆起・侵食や断層運動等の自然事象の影響が挙げられるが、評価対象地域の地質環境が長期間安定であれば、地下水滞留時間(地下水年代)は十分長いと期待される。本研究では北海道幌延地域を一例に、地下水年代と地質年代・地史を比較することで、どのようなことが推察可能か、またどのような課題が挙げられるかを検討した。北海道幌延地域に分布する稚内層・声問層を対象に、ヘリウム(He)によって評価された地下水年代と地質年代を比較した。このうち稚内層では、地質年代は2901300万年と推定され、地下水年代は2001200万年と評価された。両者の年代は類似し、隆起・沈降等の変遷を経た後も地下水は比較的安定に存在する可能性が示唆された。
伊藤 由紀*; 大山 隆弘*; 宮川 和也; 笹本 広
no journal, ,
地下深部の地質環境を調査・評価するための技術や手法の開発・高度化は、地層処分技術の信頼性を向上する上で重要である。電力中央研究所と日本原子力研究開発機構では、幌延深地層研究センターの地下施設を利用した共同研究の一環として、堆積岩中の深部地下水中に溶存する有機物(DOM)の物理化学的性質を把握するための調査技術開発を進めている。本研究では、幌延地域の堆積岩中地下水を一例に、深部地下水中の腐植物質を含むDOMの極性分画および3次元蛍光分析を行い、DOMの物理化学的特性と深度や塩分濃度との関係について考察することを目的とした。その結果、幌延地下水のDOMは、深度による腐植物質の相対量の差は小さいものの、深部ほどフルボ酸に富み、深度や塩分濃度により微生物影響の度合いが異なることが示唆された。
窪田 健二*; 大山 隆弘*; 末永 弘*; 野原 慎太郎*; 青柳 和平; 杉田 裕
no journal, ,
高レベル放射性廃棄物を地下深部に処分する際、坑道等の掘削に伴い掘削影響領域が発生する。掘削影響領域では、地圧や岩盤の強度との関係による岩盤の損傷(掘削損傷領域)、間隙水圧の低下や脱ガスの影響などによる水飽和度の低下(不飽和領域)などの変化が生じることが想定されている。これは、放射性核種の移行挙動に影響する可能性があることから、掘削影響領域の範囲や経時変化を把握することは重要である。本検討では、幌延深地層研究センターの140mおよび250m調査坑道において実施した比抵抗トモグラフィ調査、透水試験結果を基に、深度ごとの掘削影響領域の状態を検討した。結果として、140m調査坑道では、掘削損傷領域は壁面より約0.45mで、不飽和領域の範囲は壁面から約1mであった。それに対し、250m調査坑道では、掘削損傷領域は最大で1mであったのに対し、不飽和領域はほとんど発達していなかった。
窪田 健二*; 森藤 遥平*; 大山 隆弘*; 松井 裕哉
no journal, ,
本報告は、坑道掘削に伴う周辺岩盤の変化を把握するために、原子力機構幌延深地層研究センター地下施設において、坑道掘削後10年以上にわたって継続実施してきた比抵抗トモグラフィ調査結果等について報告する。
