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論文

Characterizing the reactivation mechanisms of coseismic surface ruptures associated with the 2011 Mw 6.7 Fukushima-ken Hamadori earthquake in Japan through borehole hydromechanical testing

Guglielmi, Y.*; 青木 和弘; Cook, P.*; Soom, F.*; Cappa, F.*; 田中 遊雲

Tectonophysics, 819, p.229084_1 - 229084_22, 2021/11

 被引用回数:0 パーセンタイル:0.01(Geochemistry & Geophysics)

2011年Mw6.7の福島県浜通り地震に伴う地表断層の再活性化メカニズムについて、ボーリング孔への注水試験を実施し、検討した。本研究では、断層のリアクティベーションのために、2つの断層区間を選択した。1つは地震時に地表変位が現れた塩ノ平サイト、もう1つは地震時に変位しなかった区間である水上北サイトである。断層の上下を密閉したボーリング孔に注水を行うことで、断層を固定している断層面の有効応力を段階的に減少させ、断層を破壊させる。この断層が破壊している間に、ボーリング孔の変位,流体圧,注入流量を連続的にモニターした。取得したデータを水理-力学連成モデルを用いて解析し、断層の再活性化モードを検討した。その結果、塩ノ平サイトでは、純粋なダイラタントスリップ応答を示したが、水上北サイトでは、断層の高い摩擦強度、粘着力に関連した複雑な応答を示した。また、塩ノ平サイトのすべりの解析から、塩ノ平断層の摩擦がすべり速度に基づくクーロン破壊として合理的にモデル化され、室内試験で求めた摩擦係数と整合的であった。本研究では、同一断層系の2つのセグメント間で、断層の物理的性質や破断メカニズムに大きな違いがあることを明らかにし、大規模地震時の地表破断の影響等の地震ハザードをより適切に評価するための展望を開くことができた。

論文

Improved performance of wide bandwidth neutron-spin polarizer due to ferromagnetic interlayer exchange coupling

丸山 龍治; 山崎 大; 青木 裕之; 阿久津 和宏*; 花島 隆泰*; 宮田 登*; 曽山 和彦; Bigault, T.*; Saerbeck, T.*; Courtois, P.*

Journal of Applied Physics, 130(8), p.083904_1 - 083904_10, 2021/08

 被引用回数:1 パーセンタイル:0(Physics, Applied)

Ferromagnetic (FM) interlayer exchange coupling of ion-beam sputtered Fe/Ge multilayers was investigated by off-specular polarized neutron scattering measurements. We observed a monotonously growing correlation of magnetic moments in the out-of-plane direction with decreasing Ge thickness. The results of the Fe/Ge multilayers were used to invoke FM interlayer exchange coupling in a neutron polarizing supermirror in order to extend its bandwidth. Typically, the bandwidth is limited due to a Curie temperature close to room temperature of the thinnest Fe layers with less than 3 nm. We propose a modified layer sequence of the neutron polarizing supermirror, where the minimum Fe thickness was set to 3.5 nm whereas the Ge thickness was reduced. A performance test of the neutron polarizing supermirror showed that the FM interlayer exchange coupling contributed to the presence of the magnetization comparable to the bulk and resulted in a marked extension in the bandwidth.

論文

2011年福島県浜通りの地震で活動した塩ノ平断層と活動しなかった車断層の断層破砕帯の特徴

青木 和弘; 田中 遊雲; 吉田 拓海; 島田 耕史; 酒井 亨*; 亀高 正男*; 瀬下 和芳

応用地質, 62(2), p.64 - 81, 2021/06

塩ノ平断層は、2011年4月11日に発生した福島県浜通りの地震(Mw6.7)によって、いわき市田人町旅人滑石から石住綱木北西に至る約14kmの区間に出現した、北北西から南南東へ延びる地表地震断層である。車断層は、塩ノ平断層の南方5kmに認められる断層であり、この地震時に地表変位は現れていない。最近活動した断層の近くに、同様の走向を持ちながらも活動しなかった断層があることから、新たな断層活動性評価手法の可能性を探るため、塩ノ平断層で2ヶ所、車断層で1ヶ所を調査地点として選定した。本稿では、それぞれの地域でこれまで実施してきた調査のうち、野外地質調査・ボーリング調査・コア観察・XRD分析・同位体分析・流体包有物分析・透水試験の結果について報告する。断層破砕帯の地質・鉱物・透水性などの特徴として取りまとめられた3地点で得られた成果は、断層の活動性を検討するための基礎的なデータとして活用される。

論文

Improvement in sputtering rate uniformity over large deposition area of large-scale ion beam sputtering system

丸山 龍治; 山崎 大; 阿久津 和宏*; 花島 隆泰*; 宮田 登*; 青木 裕之; 曽山 和彦

JPS Conference Proceedings (Internet), 33, p.011092_1 - 011092_6, 2021/03

中性子偏極スーパーミラーは、熱及び冷中性子ビームを偏極するための光学素子であり、実機への応用には高偏極率であるとともに必要な外部磁場を小さく抑えること、即ち偏極スーパーミラーを構成する磁気多層膜が磁気的にソフトであることが重要である。本発表では、J-PARC MLFの共用ビームラインBL17等を用いて得られた偏極スーパーミラーの高偏極率化、及び磁気多層膜の軟磁性化を目指しこれを構成する多層膜特有の磁気特性の解明に関する成果について議論する。

論文

Fine-structure analysis of perhydropolysilazane-derived nano layers in deep-buried condition using polarized neutron reflectometry

阿久津 和宏*; 吉良 弘*; 宮田 登*; 花島 隆泰*; 宮崎 司*; 笠井 聡*; 山崎 大; 曽山 和彦; 青木 裕之

Polymers (Internet), 12(10), p.2180_1 - 2180_10, 2020/10

 被引用回数:1 パーセンタイル:7.89(Polymer Science)

A large background scattering originating from the sample matrix is a major obstacle for fine-structure analysis of a nanometric layer buried in a bulk material. As polarization analysis can decrease undesired scattering in a neutron reflectivity (NR) profile, we performed NR experiments with polarization analysis on a polypropylene (PP)/perhydropolysilazane-derived SiO$$_{2}$$ (PDS)/Si substrate sample, having a deep-buried layer of SiO$$_{2}$$ to elucidate the fine structure of the nano-PDS layer. This method offers unique possibilities for increasing the amplitude of the Kiessig fringes in the higher scattering vector (Qz) region of the NR profiles in the sample by decreasing the undesired background scattering. Fitting and Fourier transform analysis results of the NR data indicated that the synthesized PDS layer remained between the PP plate and Si substrate with a thickness of approximately 109 ${AA}$;. Furthermore, the scattering length density of the PDS layer, obtained from the background subtracted data appeared to be more accurate than that obtained from the raw data. Although the density of the PDS layer was lower than that of natural SiO$$_{2}$$, the PDS thin layer had adequate mechanical strength to maintain a uniform PDS layer in the depth-direction under the deep-buried condition.

論文

Development of high-polarization Fe/Ge neutron polarizing supermirror; Possibility of fine-tuning of scattering length density in ion beam sputtering

丸山 龍治; 山崎 大; 阿久津 和宏*; 花島 隆泰*; 宮田 登*; 青木 裕之; 武田 全康; 曽山 和彦

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 888, p.70 - 78, 2018/04

 被引用回数:3 パーセンタイル:39.5(Instruments & Instrumentation)

イオンビームスパッタ法で成膜されたFe/Si及びFe/Ge多層膜に対して、X線及び偏極中性子反射率、走査型透過電子顕微鏡と組み合わされたエネルギー分散型X線分光分析等のプローブによって層構造や局所元素分析を行った。その結果、Fe/Ge多層膜のGe層に含まれたスパッタリングガスであるArが含まれることにより、Ge層の散乱長密度が減少し、(-)スピンの中性子に対するFeとGeの散乱長密度のコントラストがほぼ消失し偏極中性子反射において高偏極率となることがわかった。Ge層に含まれるArは、成膜時においてAeがGeターゲットで後方散乱することに起因することが知られており、偏極スーパーミラーの高偏極率化に必要な(-)スピン中性子に対する散乱長密度コントラストを微調整する新たな手法となる可能性を示すものである。この結果を基に、Niの5倍の全反射臨界角をもつFe/Ge偏極スーパーミラーを成膜し偏極反射率測定を行った結果、(+)スピン中性子の反射率が0.70以上、偏極率はビームラインの偏極性能が正しく補正されている領域においては0.985以上という高い偏極率を達成した。

論文

断層面の形態観察に基づく断層活動性評価手法の検討

田中 義浩*; 亀高 正男*; 岡崎 和彦*; 鈴木 一成*; 瀬下 和芳; 青木 和弘; 島田 耕史; 渡邊 貴央; 中山 一彦

応用地質, 59(1), p.13 - 27, 2018/04

上載地層法が適用できない断層の活動性評価に資するため、活断層と非活断層の断層露頭で断層面の形態観察を実施し、断層活動性評価の指標を検討した。活断層としては五助橋断層の五助ダム上流露頭と六甲断層の船坂西露頭を、非活断層として六甲蓬莱峡のK地点を対象に、断層面の「連続性」,「切断関係」,「平滑性」に着目した。連続性は「断面形状の連続区間率測定」、切断関係は「周辺構造の切断率測定」を行った。平滑性については「断面形状の平面区間率測定」、「粗さ/うねり形状の測定」及び「写真解析による算術平均粗さ測定」という3種類の測定を行い、合計5つの測定手法を検討した。本研究結果から、「断面形状の連続区間率測定」、「周辺構造の切断率測定」、「断面形状の平面区間率測定」について、活断層と非活断層を見分ける識別基準値を有する可能性が示された。なお、引き続き、識別基準値の明確化とその検証のために測定事例の追加・検討、議論が必要である。

論文

Microscopic features of quartz and clay particles from fault gouges and infilled fractures in granite; Discriminating between active and inactive faulting

丹羽 正和; 島田 耕史; 青木 和弘; 石丸 恒存

Engineering Geology, 210, p.180 - 196, 2016/08

 被引用回数:10 パーセンタイル:54.94(Engineering, Geological)

断層ガウジの活動性の評価に資するため、ガウジの粒径分析と、電子顕微鏡(SEMおよびTEM)を用いた微小粒子の観察を行った。ガウジの粒径分布は、大局的には繰り返し活動している活断層のガウジの方が細粒粒子の割合が増加する。石英粒子のSEM観察では、活断層のガウジの方が新鮮な結晶面を残す粒子が多く見られた。一方、ガウジ中の粘土鉱物のTEM観察では、活断層ガウジの粒子の方が摩耗または溶食により円摩されている傾向がある。このような傾向が生じるのは、繰り返しの断層活動により、相対的に弱い粘土鉱物が摩耗または溶食の影響を大きく受けるのに対し、花崗岩岩片の破砕、細粒化の進行により新鮮な結晶面を持つ石英粒子がガウジに多く供給されたためと考えられる。

報告書

情報セキュリティ教育教材集

矢城 重夫; 青木 和久; 佐藤 智彦; 丹治 和拓

JAEA-Review 2013-038, 123 Pages, 2014/01

JAEA-Review-2013-038.pdf:23.19MB

業務のIT化の進展は著しく、ITインフラ(ネットワーク環境や情報システム)は業務推進のライフラインとしてなくてはならないものとなった。一方、ITインフラを取り巻く環境の変化に伴いサイバー攻撃の脅威がグローバル化し、各種情報システムへの不正アクセスやウイルス感染、Webサイトの改ざん等の情報セキュリティインシデントが急増、業務に係わる機微情報の漏えいやシステムの破壊等、情報セキュリティ上のリスクが高まっている。日本原子力研究開発機構においても情報セキュリティに関する対策は重要課題となっており、システム計算科学センターでは、情報セキュリティ上の脅威から情報資産を守るため、(1)情報セキュリティ関連規程類の整備、(2)情報セキュリティ機器の整備・運用、(3)情報セキュリティ教育の実施、を三位一体として取り組んでいる。本報告書は、情報セキュリティ対策の取り組みの一つである情報セキュリティ教育について、eラーニングにより実施している内容を教材集としてまとめたものである。

論文

Occurrence and potential activity of denitrifiers and methanogens in groundwater at 140 m depth in Pliocene diatomaceous mudstone of northern Japan

勝山 千恵*; 梨本 裕晃*; 永翁 一代*; 石橋 朋剛*; 古田 一期*; 木下 剛*; 吉川 英樹; 青木 和弘; 浅野 貴博*; 佐々木 祥人; et al.

FEMS Microbiology Ecology, 86(3), p.532 - 543, 2013/12

 被引用回数:11 パーセンタイル:33.13(Microbiology)

嫌気性微生物活性は地下環境に影響を与える。本研究では140mの深度の2つのボアホールから低酸素濃度の地下水を採取し脱窒菌とメタン生成菌の活性について調査した。脱窒菌活性は$$^{15}$$Nをトレーサとしてボアホール環境にて測定し、メタン生成菌については16S rRNAの遺伝子解析により存在を確認した。メタンの安定同位体の分析値から溶存メタンは微生物活用由来であることが分かったが、本メタン生成菌の培養中には発生が確認できなかった。地下140m深の地下水中には酸素が含まれておらず、Ehが-144から6.8mVを示し、脱窒菌の活性が有意な環境であることが分かった。

論文

Investigation and research on depth distribution in soil of radionuclides released by the TEPCO Fukushima Dai-ichi Nuclear Power Plant accident

佐藤 治夫; 新里 忠史; 天野 健治; 田中 真悟; 青木 和弘

Materials Research Society Symposium Proceedings, Vol.1518, p.277 - 282, 2013/10

平成23年3月11日に発生した東北太平洋沖地震によって東京電力福島第一原子力発電所の事故が発生した。4月初旬までに$$^{137}$$Csで1.2-1.5$$times$$10$$^{16}$$Bq、I-131で1.5-1.6$$times$$10$$^{17}$$Bq放出されたと推定されており、それらは福島県を中心に土壌表面や森林などに沈着した。本調査は文部科学省が進める放射線量率や放射性物質によって汚染された土壌の分布マップを作成するための調査の1つとして実施したもので、事故から3か月後の深度方向の分布状況についてジオスライサー調査を実施した。調査は、二本松,川俣町,浪江町の11地点で行った。$$^{134}$$Cs, $$^{137}$$Cs, $$^{rm 129m}$$Te, $$^{rm 110m}$$Agが検出され、$$^{134}$$Csと$$^{137}$$Csはすべての調査地点で、$$^{rm 129m}$$Teと$$^{rm 110m}$$Agは空間線量率が高いエリアで検出された。地表面土壌については多くの地点で沈着量の99%以上は表層10cm以内に存在した。一方、元農地と推定される土壌は地表面土壌よりも深い位置まで検出される傾向であるものの、沈着量の99%以上は表層14cm以内であった。表層付近の濃度分布から求めた見掛けの拡散係数D$$_{rm a}$$は、すべての核種について元農地と推定される土壌(D$$_{rm a}$$=0.1-1.5$$times$$10$$^{-10}$$m$$^{2}$$/s)の方が地表面土壌(D$$_{rm a}$$=0.65-4.4$$times$$10$$^{-11}$$m$$^{2}$$/s)よりも大きく、多くの拡散係数はD$$_{rm a}$$=10$$^{-11}$$(m$$^{2}$$/s)付近であった。バッチ法によりCsとIに対する分配係数Kdも取得しており、K$$_{rm d}$$とD$$_{rm a}$$との関係を総合すると、濃度分布の形成は雨が降った際の移流による分散の効果が支配的であったと考えられる。

論文

Impacts of thermo-hydro-mechanical experiments on the microbial activity in compacted bentonite at the Kamaishi Mine, northeast Japan

青木 和弘; 杉田 裕; 千々松 正和*; 田崎 和江*

Applied Clay Science, 47(1-2), p.147 - 154, 2010/01

 被引用回数:3 パーセンタイル:12.74(Chemistry, Physical)

岩手県の釜石鉱山においてベントナイト及び周辺岩盤(花崗閃緑岩)における微生物活動を調査した。母岩に関して、花崗閃緑岩の深部地下水の細菌及び可視微生物の全菌数が算出できた。また、硫酸還元菌,脱窒菌の存在も確認された。緩衝材の原位置での性能を試験する人工バリア試験という熱-水-応力連成試験を実施した。加熱フェーズ後と冷却フェーズ後にベントナイトのサンプルを取得し、天然の微生物が模擬処分環境で存在するか微生物分析を行った。試験の結果、従属栄養生物が存在するものの、含水比の小さいヒーターの周辺のベントナイト中では存在しないことが確認された。これは、処分後の廃棄体の温度が高い期間の廃棄体周辺では微生物の活動が極端に制限されることを示している。このような知見は、高レベル放射性廃棄物地層処分における微生物の影響の評価に有用である。

報告書

地層処分における微生物影響評価に関する研究,2(共同研究)

栃木 善克; 吉川 英樹; 青木 和弘; 油井 三和; 浅野 貴博*; 本條 秀子*; 萩沼 真之*; 川上 泰*; 鈴木 和則*

JAEA-Research 2008-025, 55 Pages, 2008/03

JAEA-Research-2008-025.pdf:8.55MB

本報告では、(独)日本原子力研究開発機構及び(財)産業創造研究所による共同研究「地層処分における微生物影響評価に関する研究」の平成18年度における成果をまとめた。同研究は、地層処分場のバリア性能に及ぼす微生物活動の影響評価技術を高度化し、処分技術の信頼性向上に資することを目的として実施した。数値解析コード(MINT)による解析に供することを目的として、幌延深地層研究センターの調査フィールドに設けた地下水化学・微生物影響評価目的の観測井から地下水・岩石試料を採取し、地下水組成・微生物量の安定性を評価するための解析を実施した。解析の結果、地下水化学・微生物量への影響は比較的低いことを示唆する結果が得られた。特に、溶存メタン・メタン生成菌・硫酸還元菌(SRB)及び硫酸イオンにその傾向が見られることから、評価対象の掘削井は浅い環境にもかかわらず、微生物共存によって低い酸化還元電位の環境が安定であることを示唆するものである。

報告書

地層処分における微生物影響評価に関する研究,1(共同研究)

栃木 善克; 吉川 英樹; 青木 和弘; 油井 三和; 本條 秀子*; 萩沼 真之*; 川上 泰*; 鈴木 和則*

JAEA-Research 2007-010, 51 Pages, 2007/03

JAEA-Research-2007-010.pdf:4.82MB

本報告では、日本原子力研究開発機構及び産業創造研究所による共同研究「地層処分における微生物影響評価に関する研究」の平成17年度における成果をまとめた。同研究は、地層処分場のバリア性能に及ぼす微生物活動の影響評価技術を高度化し、処分技術の信頼性向上に資することを目的として実施した。平成17年度は、幌延深地層研究センターの調査フィールドに設けた新規の観測井を利用した地下水・岩石試料採取と化学分析、並びに微生物影響を考慮した数値解析コード(MINT)を使用して既存の観測データを用いた感度解析を実施した。前者の成果として、水質・微生物代謝活性等の分析を行い、数値解析コードに反映・活用するためのデータを取得したことが挙げられる。後者では、既存の測定データを初期値として感度解析を行い、微生物影響による地下水水質の変化や、地下水水質の変動による微生物活動への影響を評価するための結果を得ることができた。

論文

Preliminary results of surface-based investigation at the Horonobe url site, Japan

山崎 眞一; 福島 龍朗; 青木 和弘

Proceedings of 2nd International Meeting on Clays in Natural and Engineered Barriers for Radioactive Waste Confinement, p.59 - 60, 2005/03

海洋島玄武岩との地球化学的近似性から北西九州玄武岩類は深部マントルからのマントルプルームによって生じたと考えられている。しかし、この仮説は未分化北西九州玄武岩の主成分元素および適格微量元素組成からは指示されない。Mg-Fe-Ni組成はMgOを10-6wt.%含む北西九州玄武岩が未分化マグマであることを示している。また、ノルムquartz-olivine-Jd+CaTs 組成は未分化北西九州玄武岩マグマが1GPaで生じたことを示している。ペリドタイトの部分溶融実験によれば、MgO=10-6 wt.%の部分溶融液のこの圧力での温度は1200-1270 $$^{circ}C$$である。得られた、発生条件はMORBおよび沈み込み帯玄武岩と同様であり、北西九州玄武岩が比較的浅いマントル対流によって生じたことを示している。

論文

Developing a remote monitoring system using ACROSS in Horonobe Underground Research Laboratory

津久井 朗太*; 新里 忠史; 青木 和弘; 福島 龍朗; not registered

International workshop on "Active Monitoring in the Solid Earth Geophysics", 0 Pages, 2004/07

None

論文

Developing a remote monitoring system using ACROSS in the Horonobe Underground Research Laboratory

津久井 朗太; 新里 忠史; 青木 和弘; 福島 龍朗

Proceedings of 1st International Workshop on Active Monitoring in the Solid Earth Geophysics (IWAM 2004), 0 Pages, 2004/07

None

論文

Influence of bacteria on deep groundwater in relation to geological disposal

青木 和弘

Proceedings of 4th International Symposium on Advanced Science Research (ASR 2004), 0 Pages, 2004/00

スウェーデンAspo地下研の岩石と微生物を用いて、微生物活動が地下水の地球化学的性質に影響を与えているかどうかの試験を行った。これらの試験から微生物活動が貧栄養下でも岩石ー水反応に影響を及ぼしていることが明らかになった。また、釜石鉱山内で実施した熱ー水ー応力連成試験においては、含水率が12%を下回ると微生物活動がなくなることが明らかになった。このような知見は、高レベル放射性廃棄物の地層処分における微生物活動の潜在的影響を評価するのに有効であると考えられる。

論文

エントリー国際ワークショップ「ENTRY2003」-2003年10月22$$sim$$24日開催-

亀井 玄人; 石川 博久; 油井 三和; 内田 雅大; 青木 和弘

サイクル機構技報, (21), p.95 - 98, 2003/12

処分研究部主催で標記国際ワークショップを開催した。本資料はその主旨、概要を示したものである。概要には全体講演、招待講演及び及び個別セッションの内容を含む。

論文

Underground research laboratories in Japan; What are the important factors for facilities design?

佐藤 稔紀; 見掛 信一郎; 坂巻 昌工; 青木 和弘; 山崎 眞一; 茂田 直孝; 武田 精悦

9th International Conference on Environmental Remediation and Radioactive Waste Management (ICEM '03), p.1333 - 1339, 2003/00

瑞浪超深地層研究所計画と幌延深地層研究所計画の現状について、特に施設の設計と建設について紹介する。

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