地下坑道での調査データに基づく坑道周辺領域における水理地質構造モデルの構築,1

石橋 正祐紀; 尾上 博則; 澤田 淳; 渥美 博行*; 升元 一彦*; 細谷 真一*

第42回岩盤力学に関するシンポジウム講演集(CD-ROM), p.101 - 106, 2014/01

日本原子力研究開発機構は、岐阜県瑞浪市において地層処分技術に関する研究開発の一環として、超深地層研究所計画を進めており、結晶質岩における深部地質環境の調査・解析・評価技術の基盤の整備を目的の一つとして調査研究を実施している。本研究では、結晶質岩中の物質移動特性評価を行ううえで重要となるパラメータの抽出を目的として、原位置調査データに基づく研究坑道周辺領域(100mスケール)の水理地質構造モデルの構築、地下水流動解析、および粒子追跡解析を実施している。本稿では、地下坑道から取得したデータに基づき亀裂ネットワークモデルを構築した。さらに、調査データの解釈の違いが亀裂ネットワークモデル構築のためのパラメータに与える影響について検討を行った。

Rationalization of gas entrainment allowance level at free surface of sodium-cooled fast reactor

山口 彰*; 高田 孝*; 辰巳 栄作*; 伊藤 啓; 大島 宏之; 上出 英樹; 榊原 潤*

Proceedings of 7th International Topical Meeting on Nuclear Reactor Thermal Hydraulics, Operation and Safety (NUTHOS-7) (CD-ROM), 16 Pages, 2008/10

ナトリウム冷却高速炉の一次冷却系統内には、カバーガスの巻込み及び溶存と制御棒からのヘリウムガス放出によるガスが、溶存ガスもしくは気泡の形態で混入している。ガスは炉心反応度の擾乱や沸騰核の生成等を誘起する可能性があるため、安全の観点からガスを抑制する設計とすることが重要であり、ガス巻込みや気泡濃度に関する許容量を定める必要がある。本研究では、高速炉におけるガス巻込み許容量の検討と合理化として、ガス巻込みの影響を炉心入口ボイド率によって評価し、バックグラウンドのガス量を考慮することで受容できるガス巻込み量とガス濃度の提案を行う。そのために、プラント動特性解析コードVIBULの開発を行っており、本コードを用いて高速炉システム内の溶存ガスや気泡の濃度分布を評価する。コードを用いて気泡挙動を評価することでバックグラウンド気泡量が得られ、総気泡量がバックグラウンド量の105%以内に収まるという条件下において、設計における予備的なガス巻込み許容量が巻込み率と巻込み気泡径に関するマップとして導かれる。さらに、ガス抜き機構による気泡除去の成立性について調査を行った。

東濃地域における地質環境の不確実性評価; 平成17年度(委託研究)

戸井田 克*; 須山 泰宏*; 森 孝之*; 稲葉 武史*; 渥美 博行*; 田中 俊行*; 小林 一三*; 中嶌 誠門*; 尾方 伸久

JAEA-Research 2007-071, 159 Pages, 2007/09

JAEA-Research-2007-071.pdf:48.05MB

東濃地科学センターにおける地層科学研究では、地質環境特性を明らかにするために必要な調査・解析技術並びにその妥当性を評価する手法の開発を進めている。この研究では、岩盤の不均一性推定に伴う不確実性を定量的に把握するための手法を明らかにし、その不確実性を低減するための合理的な地質環境調査手法の確立を一つの大きな目標としている。平成17年度は、新たに掘削されたボーリング孔などのデータを用い、本評価手法をより高度化することを目指して、知識・情報の整理を進めるとともに、概念モデルの体系的整理と地下水流動解析を行い、本手法の実用化に向けた評価・検討を行った。また、地質環境の不確実性の評価結果を効果的に施設設計に反映するための情報抽出を試行した。本研究成果を取りまとめると、以下のようになる。(1)ボーリング調査により取得された割れ目本数と透水量係数との相関を整理し、NW方向の割れ目系が最も透水量係数との相関が高いことを示した。これは広域の応力場の影響を受けているものと考えられる。(2)概念モデルの体系的整理と地下水流動解析を行うことにより、地質環境の不均一性評価方法の検討手順を取りまとめた。(3)施設設計を高度化する情報として、「不確実性に応じた複数の設計オプションを保有すること」と、「地質環境の不均質性に応じた設計を行うこと」が重要であることを示した。

シーリング性能挙動に関する評価研究

戸井田 克*; 笹倉 剛*; 渥美 博行*; 升元 一彦*; 田中 俊行*; 須山 泰宏*; 小林 一三*

JNC TJ8400 2004-023, 146 Pages, 2005/02

JNC-TJ8400-2004-023.pdf:11.18MB

わが国の地質環境条件に適応し得るこれら閉鎖システムの確立に資するため,室内試験及び原位置試験を通じてこれらの性能に関連するデータの取得,および,これらのデータを活用し評価手法を確立することが必要である。サイクル機構とカナダAECLとの共同研究としてこれまで実施してきた,カナダAECLにおけるトンネルシーリング性能試験が最終段階に至り,シーリング性能に関する基礎データが取得された。本年度は,これまでに実施した試験の総合的なデータ整理・解釈,トレーサー試験結果に対する数値解析的検討・評価を実施した。また,堆積岩を対象としたトンネルシーリング性能の確認を行うための試験計画の概念設計を行った。

東濃鉱山における孔間レーダーおよび間隙水圧計測の実施

戸井田 克*; 渥美 博行*; 名児耶 薫*; 須山 泰宏*

JNC TJ7400 2005-057, 113 Pages, 2004/03

JNC-TJ7400-2005-057.PDF:20.78MB

本報告書は,複数の不飽和領域調査手法を同一の試験サイトで実施し,結果を相互に補間した評価事例を提示することを目的として,NATM坑道において孔間連続波データー,坑道壁面近傍の間隙水圧計測を行なった結果をまとめたものである。

東濃地域における地質環境の不均一性評価

戸井田 克*; 須山 泰宏*; 稲葉 武史*; 笹倉 剛*; 渥美 博行*; 田中 俊行*; 小林 一三*; 岩野 圭太*; 古市 光昭*

JNC TJ7400 2004-017, 521 Pages, 2004/02

JNC-TJ7400-2004-017.pdf:96.64MB

東濃地科学センター殿における地層科学研究では、地質環境特性を明らかにするために必要な調査・解析技術並びにその妥当性を評価する手法の開発を進めている。この研究では、岩盤の不均一性推定に伴う不確実性を定量的に把握するための手法を明らかにし、その不確実性を低減するための合理的な地質環境調査手法の確立を一つの大きな目標としている。本研究においては、これまでにファジー地球統計を基本とした不確実性解析手法を用い、調査の各段階で想定し得る(あるいは否定できない)モデルやパラメータの全体集合を考えることにより不確実性を定量化でき、調査結果に基づき蓋然性が低いと考えられる選択肢を絞り込むことによってその不確実性を低減できるという新たなアプローチを考案している。平成15年度は、これまで東濃地域で行われた調査結果に基づき、本手法を適用した地質構造モデルの構築と地下水流動解析を通して、不確実性解析手法としての適用性確認を行った。本研究成果を取りまとめると、以下のようになる。1.東濃地域の事例を用い、地質環境の不均一性推定に伴う不確実性を定量化することができた。2.感度解析を行うことにより、不確実性低減を目的とした調査計画への情報提供を行うことができた。3.適用事例を用いて不確実性解析手法としての方法論を構築できた。4.上記の結果により、本手法の適用性を確認すると共に、本手法の体系化としての課題を整理できた。

統計解析手法による地質環境の不均一性評価

戸井田 克*; 須山 泰宏*; 塩釜 幸弘*; 渥美 博行*; 阿部 泰典*; 古市 光昭*

JNC TJ7410 2003-004, 351 Pages, 2003/02

JNC-TJ7410-2003-004.pdf:47.52MB

東濃地科学センターにおける地層科学研究では、地質環境特性を明らかにするために必要な調査・解析技術並びにその妥当性を評価する手法の開発を目的として実施している。これらの研究では、調査の各段階において不均一性を有する地質環境特性の推定に含まれる不確実性を定量的に評価し、この不確実性を低減するための合理的な手法の確立を一つの大きな目標としている。これまでの研究においては、調査の各段階で想定し得る(あるいは否定できない)モデルやパラメータの全体集合を考えることにより不確実性を定量化でき、調査結果に基づき妥当性が低いと考えられる選択肢を消去することによってその不確実性を低減できるという新たなアプローチを考案した。平成14年度は、現時点で用いることができる情報により、瑞浪超深地層研究所用地を対象とした3次元の地質構造のモデル化から地下水流動解析を実施し、不確実性の程度を推定した。具体的には、地下水の平均流速等を評価指標とした現段階の調査量での不確実性の把握と、感度解析による不確実性要因の分析を行った。その結果、以下のことが明らかとなった。1)これまでに考案したvariabilityとignoranceを考慮した不確実性評価手法を、3次元領域まで拡張し、適用することができた。このことは、本アプローチの実用化への足がかりになると考えられる。2)設定した地下水流動に対する評価指標(移行経路、移行時間、及び流速)に対し、不確実性の程度(ばらつき)を評価することができた。このことは、性能評価を見据えた地下水流動評価を対象に本アプローチが適用できることを示唆していると考えられる。3)地下水流動に対する感度解析を実施することにより、感度が高い地質構造要素を抽出することができた。このことから、本不確実性評価手法を用い、今後の調査・研究計画立案を支援することが可能であることが分かった。

実規模シーリングシステムに関する研究(III)概要

戸井田 克*; 塩釜 幸弘*; 渥美 博行*; 須山 泰宏*; 川端 淳一*; 伊藤 圭二郎*; 奥津 一夫*; 高村 尚*

JNC TJ8400 2003-023, 60 Pages, 2003/01

JNC-TJ8400-2003-023.pdf:2.48MB

わが国の地質環境条件に適応し得るこれら閉鎖システムの確立に資するため、室内試験及び原位置試験を通じてこれらの性能に関連するデータの取得、および、これらのデータを活用し評価手法を確立することが必要である。本年度は、カナダAECLにおけるトンネルシーリング性能試験で昨年度までに実施した4MPaまでの注水圧の試験に引続き、加熱の影響下における性能に関する試験を行うことから、取得されるデータおよびトレーサ試験結果のデータの整理、解釈、トレーサ結果の数値解析に関わる技術的検討、評価を行った。また、シーリングシステム性能評価手段構築のための情報整理を行った。

地質環境の不均一性評価における統計解析手法の適用性調査

戸井田 克*; 塩釜 幸弘*; 渥美 博行; 升元 一彦*; 安井 信吾*; 阿部 泰典*; 古市 光昭*

JNC TJ7440 2000-006, 137 Pages, 2000/02

JNC-TJ7440-2000-006.pdf:3.55MB

東濃地科学センターにおける地層科学研究では,地質環境の調査技術・調査手法を開発することを目的として,広域地下水流動研究,超深地層研究所計画を進めている。これらの計画では,主に地表から地下深部に至る花崗岩中の地下水の動きを対象にしており,そのための大きな課題は,できるだけ少ない調査量で高精度に地質環境を把握するための合理的手法を確立することである。統計解析手法は,地下に埋蔵する資源量の評価など他の分野において用いられてきた数学的な方法である。本業務ではこの手法を試錐データの解析に適用し,その有効性を確認した上で,この手法を取り入れた定量的地質環境モデルの構築を提示するものである。平成11年度には,以下の項目を実施した。1.限られた数量の実測データから得られた地質環境特性の空間的不均一性の情報に付随する不確実性を,定量的に評価する統計解析手法の明確化 2.東濃及び他地域の例における上記手法の試用及び適用性の調査 3.国内外の調査・検討事例の調査及びこれらとの比較による上記手法の合理性の確認 4.上記の統計解析手法を反映した定量的な地質環境モデル構築の要領案の作成

単結晶構造解析のベイズ推定による検証

鬼柳 亮嗣; 巽 一厳; 青木 裕之; 本武 陽一*; 大原 高志

no journal, , 

X物質中の原子配置は、物性研究や材料研究において最も基本的な情報の一つであり、それを決定する最も一般的な手法として、X線や中性子を用いた結晶構造解析がある。重元素と軽元素が共存するような物質に対しては、元素の重・軽に関わらず精度良くパラメータを決定するために、X線と中性子の元素に対する感度の違いを活かしたX線-中性子同時解析なども古くから行われている。結晶構造解析においては、構造モデル(原子位置など)を最小二乗法により推定する方法が一般的である。最小二乗法は、最尤点(残差自乗和を最小にするパラメータセット)を推定する最も汎用的な方法であるが、局所解に落ち入りやすいなど丁寧に扱わなければいけない部分がある。一方で、モデル推定を行う方法としてはベイズ推定も昔から利用されている。ベイズ推定は、推定パラメータの事前分布および測定データからパラメータの尤度分布(事後分布)を求める手法である。本研究ではX線や中性子を用いた単結晶構造解析について、ベイズ推定の観点から検証を行った。シミュレーションデータを用いた検証を行った結果、データの精度や組み合わせに依存し、解空間が多峰や単峰に変化することが示された。また、パラメータの事後分布は、プローブ(X線や中性子)の感度に対応した広がりを示すことが示された。