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報告書

処分環境下でのガラス変質に関するナチュラルアナログ研究(II)

二口 克人*; 廣木 峰也*; 桜本 勇治*

JNC TJ8400 2004-010, 33 Pages, 2004/02

JNC-TJ8400-2004-010.pdf:7.57MB

高レベル放射性廃棄物の地層処分に係わるナチュラルアナログ研究の一環として、火山ガラスの変質性状に関する調査を実施した。平成15年度の研究では、ボーリングコアの火山ガラスの変質データ、沸石合成の国内外の室内実験データを収集し、平成14年度の研究において収集された火山ガラスの沸石化にかかわる温度と有効被熱時間に関するデータに追加した。 その結果、天然事例と合成実験事例からガラスの斜プチロル沸石への転換のための活性化エネルギーとして、176.27kJ/molが得られた。

報告書

DH-2号孔への地下水長期観測システムの購入設置

若浜 洋*; 中田 充彦*; 廣木 峰也*; 二口 克人*; 岡田 秋夫*

JNC TJ7440 2003-004, 128 Pages, 2003/03

JNC-TJ7440-2003-004.pdf:15.57MB

広域地下水流動研究における地下水流動解析モデルのキャリブレーションおよび超深地層研究所計画における地下水流動に関するモデル化解析に資するため、DH-2号孔に地下水長期観測システムを設置した。DH-2号孔は、1993年に掘削された土岐花崗岩を仕上げ対象とする深度501mの孔井である。孔内には深度172mまで5インチのケーシング管が埋設され、以深は孔径が約100mmの裸孔である。孔内装置は、主として同心円状に配列された7本のPVC製スタンドパイプとこれらを覆うPVC製ケーシング、およびパッカーと幾つかのステンレス製部材から構成される。装置の観測可能区間は7区間である。装置設置後に、パッカーを水で加圧し、裸孔部に7観測区間を設定した。システムの長期使用を前提として、パッカー圧力を0.6MPa以上に維持するため、パッカー圧力を地上から管理できるようにした。パッカーはすべて、工場出荷前および現場施工前に耐圧試験を実施し、ケーシングの接合部分については、施工組み立て時に全数を耐圧検査して気密性を確認した。また、設置完了後に装置ケーシング内部の水位を低下させても、水位変動しないことから、ケーシングの遮水性能が保たれていることを確認した。各観測区間は、内径が約20mmのスタンドパイプを通じて地上に大気解放されており、区間圧力の測定のため、スタンドパイプ内に圧力センサーを設置した。採水は、水中ポンプにより各区間とも平均20cc/minで実施した。採水時にはスタンドパイプ間で圧力干渉が認められないことから、採水ラインの気密性も確認された。地上設備では、データロガーユニットにより、5分ごとに区間圧力および現地気圧の計測がなされている。このユニットは、無線伝送により計測データを遠隔収録することが可能である。なお、システム全体の駆動電力は、全てソーラ発電によりまかなわれている。

報告書

処分環境下でのガラス変質に関するナチュラルアナログ研究

二口 克人*; 桜本 勇治*; 廣木 峰也*

JNC TJ8400 2003-006, 50 Pages, 2003/01

JNC-TJ8400-2003-006.pdf:10.85MB

高レベル放射性廃棄物の地層処分に係わるナチュラルアナログ研究の一環として、火山ガラスの変質性状に関する調査を実施した。火山ガラスの埋没続成作用による変質に関して、温度、埋没時間、変質に関わる地下水の組成をキーワードとして文献調査を実施した。また火山ガラスについては、南関東において財団法人防災科学技術研究所によって実施された、地殻活動観測井(横浜孔)の掘削時に採取された三浦層群の火山灰に含まれる火山ガラスの変質について調査した。変質状況および変質条件を把握するために、火山灰の薄片観察、コアの希釈法で得られた水試料および横浜孔近傍の深部地下水の水質分析、そしてコアの微化石分析を実施した。薄片観察結果では、火山灰中のガラスは全て鉱物結晶に変質していることが認められた。希釈法で得られた間隙水の組成から、変質に関与した水はCl$$^{-}$$イオンに富むことが推定され、横浜孔近傍の深部地下水の組成は化石海水と天水起源の地下水との混合であることが判明し、これらのことから横浜孔の火山ガラスの変質に関与した水は化石海水的な水質であったことが確認できた。微化石分析の結果、調査対象の火山ガラスは3.65$$sim$$4.2Ma.の堆積年代であることが解り、三浦層群上部に相当することが確認できた。以上のことから、調査対象の火山ガラスは、環境温度が約70$$^{circ}$$Cで約50万年間の期間に化石海水的な地下水環境の下で、全てがモンモリロナイトおよび斜プチロル沸石に変質した天然事例と考えられた。

報告書

アルカリ性環境でのガラスおよびベントナイトの変質に関するナチュラルアナログ研究

二口 克人*; 桜本 勇治*; 廣木 峰也*

JNC TJ8400 2001-046, 61 Pages, 2002/02

JNC-TJ8400-2001-046.pdf:2.45MB

高レベル放射性廃棄物の地層処分に係わるナチュラルアナログ研究の一環として、火山ガラス及びベントナイトの変質性状に関する調査を実施した。火山ガラスについては、南関東において財団法人防災科学技術研究所によって実施された、地殻活動観測井の掘削時に採取された上総層群および三浦層群の凝灰岩に含まれる火山ガラスの変質について調査した。環境温度が約70$$^{circ}C$$と推定された条件下におかれた火山ガラスにはモンモリロナイトおよび斜プチロル沸石の生成が認められたが、50$$^{circ}C$$以下の条件下におかれた火山ガラスには変質が認められなかった。これらはいずれも約50万年間、化石海水的な地下水中での反応事例と考えられた。ベントナイトについては、北海道羅臼温泉付近に分布するアルカリ性の温泉湧出地付近の火成岩や堆積岩の変質状況について、水質と併せて調査した。現地調査の結果、変質生成鉱物としてモンモリロナイト、カオリナイト、モルデン沸石、明ばん石が認められた。また、現在もpHが9程度で90$$^{circ}C$$程度のNa+-Cl-型の温泉の湧出が複数確認できた。この温泉水は、溶存成分および水素・酸素安定同位体比の検討によって、天水起源の水が地層中を浸透する過程で塩分濃度が上昇し、熱源によって加熱されて湧出しているものと考えられた。また、灰長石-カオリナイト-モンモリロナイト-シリカ鉱物-水溶液の安定関係の検討から、これらの温泉水はモンモロナイトが安定である領域の組成を有している。

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