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論文

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。

論文

Gas entrainment allowance level at free surface and gas dynamics behavior of sodium-cooled fast reactor

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

Nuclear Engineering and Design, 241(5), p.1627 - 1635, 2011/05

 被引用回数:4 パーセンタイル:36.36(Nuclear Science & Technology)

ナトリウム冷却高速炉の1次系統内には、気泡もしくは溶存ガスの形態でガスが混入している。本研究では、自由液面からのガス巻込みの許容量について検討する。その際、炉心入口におけるボイド率を基準として、許容量を評価する。また、1次系統内の気泡・溶存ガス挙動を評価するために、フローネットワーク型の解析コード開発を行う。解析により、炉心入口ボイド率は、ガス巻込み発生を仮定した場合でも十分低いレベルに保つことができるという結果を得た。

論文

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。

報告書

東濃地域における地質環境の不確実性評価 -平成18年度-(委託研究)

戸井田 克*; 須山 泰宏*; 瀬尾 昭治*; 渥美 博行*; 尾方 伸久

JAEA-Research 2008-035, 89 Pages, 2008/03

JAEA-Research-2008-035.pdf:5.66MB

東濃地科学センターにおける地層科学研究では、地表から地下深部までの水理特性や地下水の地球化学特性を把握するために、各種の調査・検討を行っている。これらの研究では、調査の各段階において構築される各種モデルの不確実性をできるだけ定量的に記述し、それを効率よく低減する調査の進め方を明らかにすることが重要な課題である。一般に岩盤においては、それに伴う不確実性が均質な媒体に比較して大きいため、調査量と調査結果に含まれる不確実性との関係を評価することが極めて重要となる。この両者の関係を数学的に解析する手法の一つとして地球統計学的手法があり、これは地下に埋蔵する資源量の評価など他分野において用いられてきた実績がある。本研究では、地球統計学とファジー理論を応用し、不確実性を定量化し、その不確実性を低減するという新たなアプローチを考案した。平成18年度は、これまでに実施した2次元と3次元の地質構造のモデル化及び地下水流動解析結果を踏まえ、不確実性評価手法の体系化を行った。そして、体系化した手順に沿って一連の評価事例を整理した。また、本手法を効果的に活用できるように適用すべき原位置調査手法を提案するとともに、地質環境の不確実性の観点から地下施設設計時に考慮すべき事項を整理した。

報告書

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。

報告書

東濃地域における地質環境の不均一性評価 -平成16年度-(委託研究)

戸井田 克*; 須山 泰宏*; 森 孝之*; 稲葉 武史*; 笹倉 剛*; 渥美 博行*; 升元 一彦*; 小林 一三*; 岩野 圭太*; 古市 光昭*; et al.

JAEA-Research 2007-065, 210 Pages, 2007/09

JAEA-Research-2007-065-1.pdf:28.82MB
JAEA-Research-2007-065-2.pdf:42.37MB
JAEA-Research-2007-065-3.pdf:24.46MB
JAEA-Research-2007-065-4.pdf:48.78MB

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。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16年度は、平成17年度に行う研究成果の取りまとめに向け、これまで東濃地域で行われた調査結果に基づき、本手法の実用化に向けた評価・検討を行った。本研究成果を取りまとめると以下のようになる。(1)東濃地域の事例を対象とした統合化データフローを活用し、本手法を適用するための知識・情報を整理した。(2)これまでの課題であったパラメータの設定方法とスクリーニング方法を整備した。(3)適用事例を用いて評価・検討を行い、本手法の実用化の目処を得た。(4)本手法(確率的手法)とこれまでに適用されてきた決定論的手法との統合方法を整備した。

報告書

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。

報告書

東濃鉱山岩石コアの比誘電率計測

戸井田 克*; 渥美 博行*; 名児耶 薫*; 須山 泰宏*

JNC TJ7440 2005-070, 279 Pages, 2004/03

JNC-TJ7440-2005-070.PDF:22.63MB

東濃地科学センターでは,坑道周辺に生じる不飽和領域を把握する技術を確立するため,坑道近傍の間隙水圧計測,TDR法による計測,連続波レーダーといった異なる手法の原位置における適用性確認試験を実施し,結果を総合的に評価することを進めている。 地質情報が豊富なNATM坑道において,昨年度においてはNATM坑道壁面で地表連続波レーダー計測を実施し,また,本年度は,岩盤の含水量分布を比誘電率から推定するTDR法の適用性確認試験を実施した。本件は,これらの電磁波を用いた原位置計測結果を評価する基礎データを得るため,NATM坑道の壁面に掘削した試錐坑のコアを用いて室内比誘電率計測を行ったものである。この結果,原位置計測を行った堆積岩の誘電率は,40MHzの周波数において乾燥状態では4程度,自然状態では10$$sim$$40程度であることがわかった。また,岩石の間隙率を仮定することにより飽和度と比誘電率の関係を求め,これを基に坑道近傍の飽和度分布を推定することができた。

報告書

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。

報告書

カナダシーリング性能共同研究の解析評価

戸井田 克*; 笹倉 剛*; 渥美 博行*; 須山 泰宏*; 小林 一三*; 川端 淳一*; 伊藤 圭二郎*

JNC TJ8400 2003-088, 254 Pages, 2004/02

JNC-TJ8400-2003-088.pdf:9.59MB

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,トレーサ試験結果に対する数値解析的検討・評価を実施した。また,シーリングシステム性能評価上重要となるプラグの解体サンプリングに関する具体的計画案について検討を実施した。

報告書

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:188.01MB

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。

報告書

東濃鉱山における連続波レーダーによる不飽和領域の計測

戸井田 克*; 須山 泰宏*; 名児耶 薫*; 渥美 博行*

JNC TJ7440 2003-001, 92 Pages, 2003/03

JNC-TJ7440-2003-001.pdf:5.66MB

東濃地科学センターでは、坑道周辺に生じる不飽和領域の現場計測手法の開発として、これまで岩盤の含水量分布の計測方法であるTDR(Time Domain Reflectmetry)法の検討を行ってきた。このTDR法に基づいたパッカー式プローブを製作し、昨年度は、東濃鉱山において、原位置適用試験を実施している。一方、近年実用化されつつある連続波レーダーは、堆積岩においても従来のレーダーに比べ透過度が大きく、電磁波速度構造から求められる含有量分布から不飽和領域の面的分布を把握できる特長を有している。本件は、TDR法の原位置計測結果を評価するための比誘電率等に関する情報を得るために、第2計測坑道において、孔間連続波レーダー計測とNATM坑道において地表連続波レーダー計測を実施したものである。その結果、以下のことが明らかとなった。1.孔間連続波レーダーによる比誘電率のトモグラフィ解析結果は、絶対値は異なるものの、変動の傾向としてTDR法の比誘電率解析結果と整合的であった。よって、絶対値の補正を行うことにより、孔間連続波レーダーをTDR法の孔間におけるデータ補間に適用することは、十分に可能であると考えられる。2.地表連続波レーダーを適用することにより、孔壁から岩盤内部の比誘電率に関する情報を取得することができた。このことから、地表連続波レーダーを用いて不飽和領域に資する情報を取得することは、可能であると考えられる。

報告書

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。

報告書

幌延深地層研究計画における地質環境モデルの体系化に関する検討

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 TJ5400 2003-003, 460 Pages, 2003/02

JNC-TJ5400-2003-003.pdf:81.56MB
JNC-TJ5400-2003-003(errata).pdf:0.08MB

本研究は、これまでに得られた地質環境データに基づき地質環境概念モデルを構築するとともに、その過程で得られたデータ取得からモデル化までの流れを総合的に整理するとともに、過程を体系化したものである。

報告書

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*

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。

報告書

実規模シーリングシステムに関する研究(III)

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*

JNC TJ8400 2003-022, 213 Pages, 2003/01

JNC-TJ8400-2003-022.pdf:13.05MB

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。

報告書

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

口頭

高速炉の原子炉容器自由液面からの巻き込み気泡の許容量に関する考察

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

no journal, , 

ナトリウム冷却高速炉主冷却系統内における不活性ガスに関するプラント動特性コード(VIBULコード)を用いて、上部プレナム自由液面でのガス巻き込み現象が炉心入口ボイド率に与える影響評価解析から得られた結果について報告する。

口頭

天然バリア中の地下水挙動評価技術

田中 真弓*; 戸井田 克*; 渥美 博行*; 瀬尾 昭治*; 中嶌 誠門*

no journal, , 

地層処分の技術開発に必要な、坑道周辺のゆるみ域における詳細な水理特性の評価技術として、鹿島建設が開発した連続波地中レーダーとゆるみ域透水試験装置を用いた間隙水圧測定を東濃鉱山内で適用した事例を紹介する。

口頭

割れ目ネットワークモデルによる地下水流動及び物質移動解析,3; 割れ目ネットワークモデルの適用に向けた調査の留意点

細谷 真一*; 瀬尾 昭治*; 中嶌 誠門*; 渥美 博行*; 石橋 正祐紀; 森川 佳太; 尾上 博則; 國丸 貴紀

no journal, , 

岩盤を対象として、割れ目の不均質性を考慮した地下水流動解析や物質移動解析を行う場合には、割れ目を確率論的にモデル化する割れ目ネットワーク(DFN)モデルが利用される。DFNモデルは多孔質連続体モデルと比較すると設定すべきパラメータが多いため、調査データとそのモデル化方法の不確実要因が解析結果に及ぼす影響を適切に見積ることが難しい。本研究では、日本原子力研究開発機構の瑞浪超深地層研究所で得られた調査データに基づいて、上述の不確実要因が地下水流動解析・物質移動解析結果に及ぼす影響を考察した。

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