Quantifying the porosity of crystalline rocks by in situ and laboratory injection methods

Mri, A.*; Mazurek, M.*; 太田 久仁雄; Siitari-Kauppi, M.*; Eichinger, F.*; Leuenberger, M.*

Minerals (Internet), 11(10), p.1072_1 - 1072_17, 2021/10

https://doi.org/10.3390/min11101072

The porosity and pore geometry of rock samples from a coherent granodioritic rock body at the Grimsel Test Site in Switzerland was characterised by different methods using injection techniques. Results from in situ and laboratory techniques are compared by applying in situ resin impregnation techniques as well as rock impregnation and mercury injection under laboratory conditions. In situ resin impregnation of the rock matrix shows an interconnected pore network throughout the rock body, providing an important reservoir for pore water and solutes, accessible by diffusion. Porosity and pore connectivity do not vary as a function of distance to brittle shear zones. In situ porosity is about half the porosity value that was determined on rock samples in the laboratory. This could be due to that such samples were affected by artefacts created since core recovery. The extrapolation of laboratory measurements to in situ conditions requires great care and may not be feasible in all cases.

Groundwater/porewater hydrochemistry at Horonobe URL; Data freeze II; Preliminary data quality evaluation for boreholes HDB-1 to 8

國丸 貴紀; 太田 久仁雄; Alexander, W. R.*; 山本 肇*

JAEA-Research 2011-010, 52 Pages, 2011/06

JAEA-Research-2011-010.pdf:2.29MB

幌延深地層研究計画では、地質環境調査・評価において不可欠なツールの一つである品質マネジメントシステムの整備を進めている。これまでに地上からのボーリング調査(HDB-18孔)で取得された間隙水と地下水の地球化学データセットを対象に、国外のサイト特性調査において適用された地下水水質データの品質保証の手法に加え、新たに提案した間隙水水質データの品質保証の指針を適用して品質評価を実施した。その結果、過去に実施したHDB-911孔の品質評価の結果と同様に、9割以上のデータが低品質のカテゴリーに分類された。この主な原因として、品質評価に必要な情報が残されていないことが挙げられたことから、データ取得時の作業の品質管理を目的として「採水調査における現場品質マニュアル(第1版)」を作成した。これと併せて、サイト特性調査に必要な品質評価における基準の明確化に向けた取り組みも実施した。

Horonobe Underground Research Laboratory Project; Synthesis of phase I investigations 2001 - 2005, volume "Geoscientific research"

太田 久仁雄; 阿部 寛信; 國丸 貴紀

JAEA-Research 2010-068, 370 Pages, 2011/03

JAEA-Research-2010-068.pdf:47.73MB

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総合的な研究開発計画であり、第1段階「地上からの調査研究段階」における調査研究を2001年3月から2006年3月までの約5年間に渡って実施した。深地層の科学的研究では、幌延町内に主たる調査研究の実施領域である研究所設置地区を選定し、空中及び地表からのさまざまな調査研究の展開を通じて、地区・用地の選定における要件や条件にかかわる技術的知見を取得するとともに、堆積岩を対象とした地上からの調査・評価技術の整備を図った。また、坑道掘削前の深部地質環境を把握し、地下施設を安全に建設・維持するための設計・施工計画を策定するとともに、第2段階以降における調査研究の課題や方向性を具体化した。本報告書は、第1段階における調査研究によって得られた成果を網羅的に取りまとめたものである。ここで取りまとめた成果は、処分事業と安全規制の両面を支える地層処分技術の知識基盤として有効に活用されるものである。

地層処分知識マネジメントシステムの開発; 知と技の伝承への挑戦(会議報告)

能登屋 信; 笹尾 英嗣; 太田 久仁雄; 清水 和彦

JAEA-Conf 2010-004, 119 Pages, 2010/11

JAEA-Conf-2010-004.pdf:16.59MB

地層処分研究開発部門では、平成22年3月末に、第1期中期計画期間(平成17年10月22年3月)の研究成果取りまとめ(CoolRep H22)とともに、世界に先駆けて開発した知識マネジメントシステム(KMS)のプロトタイプを機構ホームページ上に公開した。これにより、地層処分にかかわる知識ベースへのアクセスを通じて、地層処分の安全性を支える論拠や知識を効率的に統合・利用することが可能となり、我が国の地層処分計画の着実な推進を支援するための方策が一段と強化された。このKMSプロトタイプ及びCoolRep H22の概要や活用方法などについて、最新の研究成果なども織り込みながら、より実践的なスタイルで紹介し、地層処分の関係者などから広くご意見をいただくために「地層処分知識マネジメントシステムの開発」にかかわる報告会を、平成22年6月16日に東京都江東区で開催した。本資料は、その概要を取りまとめたものである。

Development of comprehensive techniques for coastal site characterisation, 1; Strategic overview

太田 久仁雄; 天野 健治; 新里 忠史; Alexander, W. R.*; 山中 義彰*

Proceedings of 13th International Conference on Environmental Remediation and Radioactive Waste Management (ICEM 2010) (CD-ROM), p.123 - 132, 2010/10

https://doi.org/10.1115/ICEM2010-40056

地層処分システムの長期的な安全性の評価においては、地質環境の有する安全機能が長期に渡り維持されることを示すための解析結果や論拠の整備が不可欠である。このためには、まず対象とする地質環境特性の過去から現在に至る変遷の評価が重要であり、その結果に基づき、将来に渡る地質環境特性の変遷を考慮した安全機能の維持や両者の関係性が評価される。我が国においては、特に地形変化や気候・海水準変動に伴う沿岸域の地質環境特性の長期変遷の評価が重要であり、このための総合的な調査・評価技術の整備が課題となっている。原子力機構では、この観点から、北海道幌延町の沿岸域を事例とした取り組みを進めており、これまでに、沿岸域における地質環境特性の長期変遷を考慮した調査・評価の体系的な枠組みを示す「統合化データフローダイアグラム」を構築し、それに基づき沿岸域の地質環境を段階的に調査・評価するための方法論を整備した。今後、幌延町の沿岸域において進めている地質環境調査を通じて方法論の見直しを図っていく。

Development of comprehensive techniques for coastal site characterisation, 3; Conceptualisation of long-term geosphere evolution

新里 忠史; 天野 健治; 太田 久仁雄; 國丸 貴紀; Lanyon, B.*; Alexander, W. R.*

Proceedings of 13th International Conference on Environmental Remediation and Radioactive Waste Management (ICEM 2010) (CD-ROM), p.97 - 106, 2010/10

https://doi.org/10.1115/ICEM2010-40052

地層処分システムの長期的な安全性にかかわる信頼性を向上させるためには、地質環境の有する安全機能が長期にわたり維持されることを示すための調査・解析手法や論拠の整備が不可欠である。このためには、対象とする地質環境特性の過去から現在に至る変遷の評価が重要であり、その結果に基づいて、地質環境特性の変遷を考慮した安全機能の維持や両者の関係性が評価される。原子力機構では、沿岸域における地質環境特性の長期変遷を評価するための総合的な調査・解析・評価技術の整備について、北海道北部幌延町の沿岸域を事例として進めている。本研究では、幌延地域で過去に生じた気候・海水準変動や地殻変動の特徴とともに、それらを考慮して構築した幌延地域における地質環境の長期変遷に関する概念モデルを提示する。

Grimsel test site investigation phase IV; The Nagra-JAEA in situ study of safety relevant radionuclide retardation in fractured crystalline rock, 3; The RRP project final report

Alexander, W. R.*; Frieg, B.*; 太田 久仁雄

Nagra NTB 00-07, 105 Pages, 2009/11

http://www.nagra.ch/data/documents/database/dokumente/$default/Default%20Folder/Publikationen/NTBs%201994-2000/e_ntb00-07.pdf

Nagra(スイス放射性廃棄物管理協同組合)と原子力機構では、亀裂性岩盤中での放射性核種の移行・遅延についての理解をさらに深めることを目的とした原位置試験研究を、スイスのグリムゼル原位置試験場において約10年間に渡って実施してきた。このうち「透水性割れ目開削プロジェクト」では、性能評価において重要ではあるものの、孔間トレーサー試験では破過の観測が困難な強収着性の放射性核種(U, Np, Euなど)を用いた世界初の原位置試験を試みた。具体的には、試験対象の透水性割れ目中に強収着性の放射性核種を注入した後、割れ目と放射性核種を物理的・化学的に固定して開削し、採取した岩石試料を用いて透水性割れ目中のフローフィールドの構造特性並びに放射性核種の挙動を直接的に評価した。本報告書は、同プロジェクトの最終フェーズ(19961998年)における実施内容とその成果を取りまとめたものである。

「地質環境総合評価技術高度化開発; 次世代型サイト特性調査情報統合システムの開発」平成19年度成果報告書(受託研究)

大澤 英昭; 太田 久仁雄; 濱 克宏; 澤田 淳; 竹内 真司; 天野 健治; 三枝 博光; 松岡 稔幸; 宮本 哲雄; 豊田 岳司; et al.

JAEA-Research 2008-085, 742 Pages, 2008/11

JAEA-Research-2008-085-1.pdf:26.22MB
JAEA-Research-2008-085-2.pdf:16.64MB
JAEA-Research-2008-085-3.pdf:28.27MB

本報告書は、経済産業省資源エネルギー庁から受託した平成19年度地層処分技術調査等委託費(地層処分共通技術調査:地質環境総合評価技術高度化開発)の平成19年度の成果を示すものである。

Grimsel test site phase VI, LTD WP 1; Predictive modelling for LTD monopole experiment

Mri, A.*; Soler, P.*; 太田 久仁雄; Havlov, V.*

Nagra NAB 07-42, 31 Pages, 2007/12

グリムゼル原位置試験フェーズ6・LTD(放射性核種のマトリクス拡散)プロジェクトは、原位置におけるマトリクス拡散の評価を目的として、HYRL(フィンランド),JAEA及びAIST(日本),NRI/RAWRA(チェコ),Nagra(スイス)によって進めている国際共同研究プロジェクトである。LTDプロジェクトはWP1-WP4の四つのタスクに分かれており、WP1では、単孔式の原位置拡散試験の実施に先立ち予測解析を実施した。この解析結果は、原位置試験のレイアウトや計画の検討にフィードバックされるだけでなく、試験結果との比較を通じて、長期に渡る拡散現象にかかわるモデル化の信頼性の確認に寄与するものである。この報告書は、予測解析で用いた概念モデルや解析コードの概要、及びマトリクス中のトレーサー濃度プロファイルと溶液中のトレーサー濃度の変化に関する予測結果をまとめたものである。

Tono Natural Analogue Project (TAP)

太田 久仁雄

Course Notes and Slides of Utilisation of Natural and Archaeological Analogues in Waste Disposal, 24 Pages, 2007/04

これまで約20年にわたって東濃ウラン鉱床を対象として、ナチュラルアナログ研究(TAP)を実施してきた。その結果、東濃ウラン鉱床は、約1千万年以上前に形成されてから、現在までに隆起・侵食や断層運動,海進・海退などの地質事象を繰り返し被ってきたにもかかわらず、堆積岩中に保存されており、その長期保存に収着,酸化還元反応,透水性などの要因が寄与したことが明らかになった。また、ウラン鉱床の地質学的変遷に伴うウランの移動・遅延にかかわるモデルを構築し、ウラン鉱床の長期保存に寄与する要因についても解析的に明らかにした。東濃地域におけるウラン鉱床の長期保存は、「場の安定性」に関する例証であり、それに寄与した要因やプロセスは、日本における処分場の安定性にかかわる要件のアナログとして考えることができる。このような要因やプロセスの把握は、変動帯に位置する日本における廃棄物処分の信頼性向上のために不可欠である。