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杉田 裕; 蔭山 武志*; 牧野 仁史; 新保 弘*; 羽根 幸司*; 小林 優一*; 藤澤 康雄*; 蒔苗 耕司*; 矢吹 信喜*
Proceedings of 17th International Conference on Computing in Civil and Building Engineering (ICCCBE 2018) (Internet), 8 Pages, 2018/06
本論文は、原子力機構が開発を進めている、地層処分場の設計を合理的に行う設計支援システム(Integrated System for Repository Engineering: iSRE)の開発状況について国際学会において発表するものである。本システム開発の基本的な考え方として、共通のデータモデルを介してプロジェクトの3次元モデル及び関連データを共有するCIM技術を利用している。本論文では、処分事業期間における設計の繰り返しに代表される工学技術についての情報管理の特徴に適合する設計支援システムとして、"iSRE"の機能の検討・設計とプロトタイプの構築、および処分事業で実際に想定される作業を模擬した試行を通じての機能確認について示した。その結果、工学技術に関する情報管理の基礎となり得ると考え検討・設計・試作したiSREのDB機能について、期待していた機能を発揮できる見通しを得るとともに、実用化に向けた課題を抽出した。
奥津 一夫*; 森川 誠司*; 高村 尚*; 羽根 幸司*; 田部井 和人*; 佐原 史浩*; 村上 武志*
JNC TJ8400 2003-050, 140 Pages, 2003/02
JNC-TJ8400-2003-050.pdf:3.13MB
ニアフィールド水理場の長期的変遷評価システムの構築に向けた検討として、このシステムの構成要素となる化学的/力学的変遷挙動解析システムを試作、またそれらの連成方法について検討した。
奥津 一夫*; 森川 誠司*; 高村 尚*; 羽根 幸司*; 田部井 和人*; 佐原 史浩*; 村上 武志*
JNC TJ8400 2003-049, 265 Pages, 2003/02
JNC-TJ8400-2003-049.pdf:7.88MB
ニアフィールド水理場の長期的変遷を評価システムの構築に向けた検討として、構成要素となる化学/力学解析システムを試作し、またそれらの連成方法について検討した。
奥津 一夫*; 森川 誠司*; 高村 尚*; 羽根 幸司*; 高瀬 博康*; DAVID SAVAGE*; 稲垣 学*
JNC TJ8400 2002-032, 115 Pages, 2002/02
JNC-TJ8400-2002-032.pdf:1.28MB
TRU廃棄物処分場の安全裕度を正確に把握し、より信頼性の高い性能評価を行うためには、バリア材料の変遷挙動を考慮したニアフィールド水理場の長期的変遷評価を可能とする評価システムの構築が必要である。本研究では、ニアフィールド水理場の長期的変遷評価システムの構築に向けた検討として、このシステムの構成要素となる化学的/力学的変遷挙動解析システムの基本仕様並びに全体システムの基本仕様の検討を行った。本年度の研究成果を以下に示す。(1)セメント系材料からの浸出液の影響としてニアフィールドで起こる化学的変遷並びにそれに伴い生じる水理学的変遷を評価するシステムの検討を実施した。本年度は、化学的変遷に関する各種プロセスについての文献調査と選択肢の抽出、モデルやデータについての不確実性の提示、予備的モデル化及び簡易解析ツールの作成と感度解析、システム評価モデル及び現象解析モデルにおいて考慮すべきプロセス及び対応する数学モデルの抽出、システム評価モデルの構築のためのソフトウェア構成の最適化、予備的なシステム解析モデルによる例題演習、モデル確証のための実験計画を提示した。(2)ベントナイト系材料及びセメント系材料の化学的変質に伴う物理的特性の変化を考慮し、処分場の力学的変遷挙動を評価するシステムの検討を実施した。本年度は、処分場に超長期的に生じうる力学挙動の整理、評価対象とする事象の抽出、ベントナイト系材料の特性を十分考慮できる力学モデルの調査及びプロトタイプを提示した。さらに、力学的変遷挙動解析システムの基本構成を提示した。3)水理・化学連成の化学的変遷評価システムと力学的変遷評価システムを基本構成とし、これを連成させ、ニアフィールドの水理場の解析を実施するためのシステムの検討を実施した。今年度は水理・化学と力学との連成の考え方及びシステム全体の基本構成を提示した。
奥津 一夫*; 森川 誠司*; 高村 尚*; 羽根 幸司*; 高瀬 博康*; DAVID SAVAGE*; 稲垣 学*
JNC TJ8400 2002-031, 354 Pages, 2002/02
JNC-TJ8400-2002-031.pdf:5.13MB
TRU廃棄物処分場の安全裕度を正確に把握し、より信頼性の高い性能評価を行うためには、バリア材料の変遷挙動を考慮したニアフィールド水理場の長期的変遷評価を可能とする評価システムの構築が必要である。本研究では、ニアフィールド水理場の長期的変遷評価システムの構築に向けた検討として、このシステムの構成要素となる化学的/力学的変遷挙動解析システムの基本仕様並びに全体システムの基本仕様の検討を行った。本年度の研究成果を以下に示す。1)セメント系材料からの浸出液の影響としてニアフィールドで起こる化学的変遷並びにそれに伴い生じる水理学的変遷を評価するシステムの検討を実施した。本年度は、化学的変遷に関する各種プロセスについての文献調査と選択肢の抽出、モデルやデータについての不確実性の提示、予備的モデル化及び簡易解析ツールの作成と感度解析、システム評価モデル及び現象解析モデルにおいて考慮すべきプロセス及び対応する数学モデルの抽出、システム評価モデルの構築のためのソフトウェア構成の最適化、予備的なシステム解析モデルによる例題演習、モデル確証のための実験計画を提示した。2)ベントナイト系材料及びセメント系材料の化学的変質に伴う物理的特性の変化を考慮し、処分場の力学的変遷挙動を評価するシステムの検討を実施した。本年度は、処分場に超長期的に生じうる力学挙動の整理、評価対象とする事象の抽出、ベントナイト系材料の特性を十分考慮できる力学モデルの調査及びプロトタイプを提示した。さらに、力学的変遷挙動解析システムの基本構成を提示した。3)水理・化学連成の化学的変遷評価システムと力学的変遷評価システムを基本構成とし、これを連成させ、ニアフィールドの水理場の解析を実施するためのシステムの検討を実施した。今年度は水理・化学と力学との連成の考え方及びシステム全体の基本構成を提示した。
深沢 栄造*; 田中 益弘*; 山本 博之*; 平 和男*; 山本 正明*; 奥津 一夫*; 羽根 幸司*; 青柳 孝義*; 森川 誠司*; 古市 光昭*
PNC TJ1100 98-007, 60 Pages, 1998/02
TRU廃棄物は、高レベル放射性廃棄物と比較して発生量が多いが、発熱性があるものが少ないため、深地層中に大空洞を掘削して処分することが合理的である。またTRU廃棄物は、半減期が十万年以上の核種を含有するため、長期間にわたりこれを人間環境から隔離することが要求される。本研究では処分システムの長期健全性に係わる重要事象の検討と、大空洞処分技術の開発、及び設計研究を実施した。本年度の研究成果を以下に示す。1)平成7年度及び8年度に抽出・検討した事象について、漏れがないことを他研究の成果を踏まえて再検討した上で事象を整理した。また抽出された各事象に対する現状の知見、設計の考え方、課題・対応を整理し、今後の検討の方向性を明確にすることができた。2)人工バリア材の体積変化に対するシステム健全性評価の一環として、人工バリア材料のうち、ベントナイトの周辺に空隙が発生したことを想定し、飽和ベントナイトの自己シール状況の把握と止水機能の確認及び体積変化後の密度分布変化を調べた。また、自己シール性確認実験を補完することを目的に飽和ベントナイト試料に対する膨潤試験を行った。これらの結果を基に、人工バリア材の体積変化に対するシステム健全性の評価を行った。3)処分システム閉鎖直後の状態を想定し、不飽和状態における底部ベントナイト層の変形挙動ならびに支持力評価を行った。また、平成7年度に実施した飽和状態における変形挙動に関しても再検討を行った。4)平成8年度の委託研究で調査した「大久保モデル」を用いて試解析を実施し、大空洞の処分システム成立性の見通しを検討した。5)ナトリウム型ベントナイト単体、カルシウム型に変質させたベントナイト単体、天然のカルシウム型ベントナイト単体およびカルシウム型に変質させたベントナイトにケイ砂を混合した材料に対し、飽和水酸化カルシウム水溶液を通水させた系で膨潤圧、透水係数を試験により取得した。6)これまで処分システム設計で考慮しているいくつかの処分方式に対し、数値解析法により空洞の安定性を評価した。解析結果により得られる変形、緩み領域を用いて構造的安定性の評価を行うことができた。
深沢 栄造*; 田中 益弘*; 山本 博之*; 平 和男*; 山本 正明*; 奥津 一夫*; 羽根 幸司*; 青柳 孝義*; 森川 誠司*; 古市 光昭*
PNC TJ1100 98-006, 434 Pages, 1998/02
TRU廃棄物は、高レベル放射性廃棄物と比較して発生量が多いが、発熱性があるものが少ないため、深地層中に大空洞を掘削して処分することが合理的である。またTRU廃棄物は、半減期が十万年以上の核種を含有するため、長期間にわたりこれを人間環境から隔離することが要求される。本研究では処分システムの長期健全性に係わる重要事象の検討と、大空洞処分技術の開発、及び設計研究を実施した。本年度の研究成果を以下に示す。1)平成7年度及び8年度に抽出・検討した事象について、漏れがないことを他研究の成果を踏まえて再検討した上で事象を整理した。また抽出された各事象に対する現状の知見、設計の考え方、課題・対応を整理し、今後の検討の方向性を明確にすることができた。2)人工バリア材の体積変化に対するシステム健全性評価の一環として、人工バリア材料のうち、ベントナイトの周辺に空隙が発生したことを想定し、飽和ベントナイトの自己シール状況の把握と止水機能の確認及び体積変化後の密度分布変化を調べた。また、自己シール性確認実験を補完することを目的に飽和ベントナイト試料に対する膨潤試験を行った。これらの結果を基に、人工バリア材の体積変化に対するシステム健全性の評価を行った。3)処分システム閉鎖直後の状態を想定し、不飽和状態における底部ベントナイト層の変形挙動ならびに支持力評価を行った。また、平成7年度に実施した飽和状態における変形挙動に関しても再検討を行った。4)平成8年度の委託研究で調査した「大久保モデル」を用いて試解析を実施し、大空洞の処分システム成立性の見通しを検討した。5)ナトリウム型ベントナイト単体、カルシウム型に変質させたベントナイト単体、天然のカルシウム型ベントナイト単体およびカルシウム型に変質させたベントナイトにケイ砂を混合した材料に対し、飽和水酸化カルシウム水溶液を通水させた系で膨潤圧、透水係数を試験により取得した。6)これまで処分システム設計で考慮しているいくつかの処分方式に対し、数値解析法により空洞の安定性を評価した。解析結果により得られる変形、緩み領域を用いて構造的安定性の評価を行うことができた。
荒 弘重*; 福光 健二*; 飯塚 友之助*; 石井 卓*; 泉谷 泰志*; 今津 雅紀*; 櫨田 吉造*; 長谷川 誠*; 前田 政也*; 矢部 幸男*; et al.
PNC TJ199 84-04VOL1, 20 Pages, 1984/03
PNC-TJ199-84-04VOL1.pdf:0.88MB
地層処分場の処分ピットの間隔は小さいことが経済性や施設規模の面から望ましいが,固化体は発熱体なので許容上限岩盤温度に見合う間隔を設けなければならない。冷却貯蔵期間・埋設密度・岩盤熱物性が異なる場合について軸対象熱伝導解析と3次元熱伝導解析を行なって,許容上限岩盤温度を100
とした場合の処分ピット間隔を次のように得た。・固化後30年貯蔵した後に埋設する場合:ピット間隔8
4m・固化後100年以上貯蔵した後に埋設する場合:ピット間隔2mさらに,施設のスケールファクター(1万本,2万本,4万本),岩盤の種類(硬岩,軟岩),冷却貯蔵期間(30年,100年,500年)を変えた中から6案の処分しせつ設計し,コストを概算した結果,固体化1本当りの処分コストは3600万本/本(貯蔵期間100年以上,硬岩の場合)から8000万円/本(貯蔵期間30年以上,軟岩の場合)と推定された。また,岩盤内空洞の地震時の被災例,観測例および安定性に対する解析的研究例について文献調査した結果,良好な岩盤に堀削した空洞の耐震性の高さが明らかとなった。なお,昭和55年58年度の研究開発成果について総括し,報告書は2分冊に分けて作成した。
赤羽 恵一*; 小野 孝二*; 奥田 保男*; 佐藤 薫; 高橋 史明; 伴 信彦*; 島田 義也*; 遠藤 章; 甲斐 倫明*
no journal, ,
原子力機構では、放射線医学総合研究所(放医研)等との共同研究により、CT撮影時の患者の線量を評価するシステムWAZA-ARIを開発した。WAZA-ARIは、平均的成人日本人男性(JM-103)及び女性(JF-103)ファントム、フロリダ大学が開発した4才女児ファントムを用いてPHITSコードで計算した臓器線量データに基づき、患者の被ばく線量を評価する。放医研のwebサーバーにインストールされたWAZA-ARIについては、平成24年12月より試験運用を開始した。WAZA-ARIには撮影条件の入力画面の他、ユーザー認証機能が付加されており、今後の本格運用においては、放医研の医療被ばくデータベースに線量の計算結果とその入力条件、CT被ばくの頻度といった情報を蓄積することが可能である。特に、この機能をWAZA-ARIを改良して様々な体格や年齢の患者の線量を計算可能としたWAZA-ARI2に持たせることにより、他の放射線診断と比較して被ばく線量の高いCT被ばくにおける防護に対して、有益なデータベースが与えられることが期待される。
古場 裕介*; 仲田 佳広*; 松本 真之介*; 赤羽 恵一*; 小野 孝二*; 佐藤 薫; 高橋 史明; 遠藤 章; 島田 義也*; 甲斐 倫明*
no journal, ,
CT撮影は有益な診断法である一方で、撮影に伴う被ばく線量が比較的高い。そのため、被ばく線量の実態の把握に加えて、特に若年層の患者に対する過剰な被ばくを防止することが課題となっている。そのため、原子力機構では、大分県立看護科学大学、放射線医学総合研究所との共同研究において、CT撮影による患者被ばく線量評価システムWAZA-ARIの機能拡張版であるWAZA-ARI v2を開発し、平成27年1月より本格的な運用を開始した。WAZA-ARIv2では、利用者がブラウザ経由の簡単な操作により入力した患者情報(性別、年齢: 0才, 1才, 5才, 10才, 15才, 成人, 肥満度: 小柄, 平均, 大柄, 特大柄)に基づいて、患者体型を詳細に考慮した被ばく線量が正確に計算される。またWAZA-ARIv2では、利用者の協力のもとで撮影条件や被ばく線量を登録・データベース化する機能が付与されている。今回の本格運用開始により、利用者は国内全体の被ばく線量分布と自身が登録した線量を比較することが可能になることから、WAZA-ARIv2はCT撮影時の患者被ばく線量の管理・最適化に大きく寄与すると期待される。本発表では、新たに開発したWAZA-ARIv2のシステムの特徴及び将来の運用計画について報告する。
古場 裕介*; 松本 真之介*; 仲田 佳広*; 笠原 哲治*; 赤羽 恵一*; 奥田 保男*; 佐藤 薫; 高橋 史明; 吉武 貴康*; 長谷川 隆幸*; et al.
no journal, ,
日本国内におけるCT装置の数は多く、日本人のCT被ばく線量は世界的にも高いと考えられている。そのため、個々の患者における撮影条件や被ばく線量を適切に管理することが求められている。そこで、原子力機構では、大分県立看護科学大学、放射線医学総合研究所との共同研究において、CT撮影による被ばく線量評価システムWAZA-ARIの開発を進めている。平成27年1月より本格運用を開始した最新版のWAZA-ARIv2では、CT撮影における標準的な管電圧(120kV)の被ばく線量評価が可能である。一方、近年、放射線感受性の高い小児患者に対する撮影や画像コントラスト向上のための低管電圧撮影が増加しており、これらの撮影条件時の被ばく線量評価の必要性が増加している。そこで本研究では、低管電圧条件でのCT撮影により発生するX線特性を実測データに基づいてPHITSのusrsors.fファイル上に線源情報として定義し、臓器線量の管電圧依存性を調べた。本発表では、新たに評価した80kVの管電圧での撮影時に発生するX線のエネルギースペクトル及び臓器線量の特性について報告する。
小野 孝二*; 古場 裕介*; 松本 真之介*; 仲田 佳広*; 奥田 保男*; 赤羽 恵一*; 佐藤 薫; 高橋 史明; 吉武 貴康*; 長谷川 隆幸*; et al.
no journal, ,
医療において、CT撮影は有益な診断方法として利用されている。その一方で、撮影に伴って生じる被ばく線量は患者の体型に依存して変化する。したがって、CT撮影による被ばく線量を正確に評価するためには、個々の患者体型の違いを考慮することが必要となる。そこで、原子力機構では、大分県立看護科学大学、放射線医学総合研究所との共同研究において、CT撮影による被ばく線量評価システムWAZA-ARIの機能拡張版であるWAZA-ARIv2を開発し、平成27年1月より本格運用を開始した。WAZA-ARIv2では、利用者が入力した患者の性別、年齢(0才, 1才, 5才, 10才, 15才, 成人)、肥満度(小柄, 平均, 大柄, 特大柄)等の情報に基づいて、患者の体型を詳細に考慮した被ばく線量評価が可能である。今後、さらにWAZA-ARIv2の機能拡張を進め、低管電圧条件や80列以上のマルチスライスCT装置を用いた撮影時の被ばく線量評価についても可能にする計画である。本発表では、体型の違いを詳細に考慮して患者の被ばく線量を評価することが可能なWAZA-ARIv2のシステム及び将来計画ついて報告する。
吉野 博之*; 藤澤 康雄*; 小林 優一*; 杉田 裕; 蔭山 武志; 羽根 幸司*; 佐原 史浩*; 矢吹 信喜*; 蒔苗 耕司*
no journal, ,
放射性廃棄物の地層処分のための工学技術の知識化ツールとして、百年程度の長期にわたる処分事業の各段階での情報や知識を管理・継承するとともに、蓄積・統合された情報を用いて合理的な処分場の設計を可能とする地層処分エンジニアリング統合支援システムの開発について報告するものである。本編は、支援システムの開発状況について報告する。
羽根 幸司*; 佐原 史浩*; 杉田 裕; 蔭山 武志; 藤澤 康雄*; 吉野 博之*; 小林 優一*; 矢吹 信喜*; 蒔苗 耕司*
no journal, ,
本要旨は、放射性廃棄物の地層処分のための工学技術の知識化ツールとして、百年程度の長期にわたる処分事業の各段階での情報や知識を管理・継承するとともに、蓄積・統合された情報を用いて合理的な処分場の設計を可能とする地層処分エンジニアリング統合支援システムの開発について報告するものである。本編は、iSREの試運用の概要と抽出された課題について報告する。
佐藤 薫; 高橋 史明; 古場 裕介*; 小野 孝二*; 吉武 貴康*; 長谷川 隆幸*; 勝沼 泰*; 笠原 哲治*; 奥田 保男*; 仲田 佳広*; et al.
no journal, ,
国内での医療機関におけるCT診断による患者の被ばく線量計算での適用を目的として、原子力機構が放射線医学総合研究所(現:量子科学技術研究開発機構)等との共同研究の下で開発したシステムWAZA-ARIv2が2015年1月以降、量子科学技術研究開発機構の公開サーバーで運用されている。WAZA-ARIv2では、成人については平均的体格に加えて、胸囲, 腹囲, 臀囲の平均値に対して-2
, +2, +5の変動を持たせた3つの体格の被ばく線量計算が可能である。一方、同じ成人でも身長は分布を持つため、発表者が開発した体格変形ファントムのボクセルサイズを高さ方向については-1613%、水平方向については-105%増減させることで、身長を150, 160, 170, 180, 190cmにBMIを18, 22, 28, 37に調整し、CT診断に伴う臓器線量を解析した。その結果、肺及び唾液腺の線量は身長の増加に伴って減少した。また、BMIの増加に伴う肺線量の減少率は、唾液腺線量の減少率よりも大きかった。以上の結果は、唾液腺が位置する頭部の皮下軟組織厚は、肺が位置する胸部よりも薄く、CT装置からの放出X線に対する遮蔽効果が小さいことが原因である。
沼田 太郎*; 藤澤 康雄*; 小林 優一*; 杉田 裕; 蔭山 武志; 羽根 幸司*; 佐原 史浩*; 矢吹 信喜*; 蒔苗 耕司*
no journal, ,
本発表では、放射性廃棄物の地層処分のための工学技術の知識化ツールとして、百年程度の長期にわたる処分事業の各段階での情報や知識を管理・継承するとともに、蓄積・統合された情報を用いて合理的な処分場の設計を可能とする地層処分エンジニアリング統合支援システムの開発について報告する。本編は、iSREのプロトライプの実用化に向けた機能の拡充について報告する。
羽根 幸司*; 佐原 史浩*; 杉田 裕; 蔭山 武志; 藤澤 康雄*; 沼田 太郎*; 小林 優一*; 矢吹 信喜*; 蒔苗 耕司*
no journal, ,
本発表は、放射性廃棄物の地層処分のための工学技術の知識化ツールとして、百年程度の長期にわたる処分事業の各段階での情報や知識を管理・継承するとともに、蓄積・統合された情報を用いて合理的な処分場の設計を可能とする地層処分エンジニアリング統合支援システムの開発について報告するものである。本編は、iSREの試運用の概要と実用化に向けた課題について報告する。
佐藤 薫; 高橋 史明; 古場 裕介*; 小野 孝二*; 吉武 貴康*; 長谷川 隆幸*; 勝沼 泰*; 笠原 哲治*; 奥田 保男*; 仲田 佳広*; et al.
no journal, ,
国内でのCT診断による患者被ばく線量の計算を目的として、原子力機構が放射線医学総合研究所(量子科学技術研究開発機構: QST)等との共同研究の下で開発したwebシステムWAZA-ARIv2がQSTの公開サーバーで運用されている。WAZA-ARIv2では、日本人平均身長を有するBMIが18, 22, 28, 37相当の成人男女ファントムの臓器線量データに基づいた評価が可能である。今回、我々は、任意体格の成人患者の線量計算に対してもWAZA-ARIv2を適用できるように機能を拡張するため、開発した体格変形ファントムのボクセルの高さ及び水平方向の長さを調整することで、成人日本人の約99%が含まれる体格範囲(男性: 153-187cm及び41-89kg、女性: 140-170cm及び33-73kg)を模擬し、この範囲の体格変化が臓器線量に及ぼす影響を解析した。その結果、全身撮影条件で男性の肺線量は、身長の変動に関係なく
4%以内となる一方、体重が40kgから90kgに増加した場合の減少率は36-47%であった。同様の傾向は甲状腺でもあり、体重変化に伴う皮下軟組織厚の変化が線量に対して大きな影響因子になることがわかった。
羽根 幸司*; 尾上 博則*; 石橋 正祐紀*; 田部井 和人*; 並川 正*; 田川 陽一*; 三枝 博光*; 石田 圭輔*; 藤崎 淳*; 澤田 淳
no journal, ,
割れ目ネットワークモデルの水理学的パラメータを推定する際の低透水性割れ目のモデル化の有無が、モデル化対象割れ目の平均的な透水性の設定値に数桁の違いを及ぼす不確実性因子であることを、瑞浪超深地層研究所で取得されたデータを用いたモデル化・解析を通じて確認した。
江崎 太一*; 石橋 正祐紀*; 田川 陽一*; 並川 正*; 羽根 幸司*; 升元 一彦*; 尾上 博則*; 三枝 博光*; 石田 圭輔*; 藤崎 淳*; et al.
no journal, ,
割れ目分布の不均質性を統計的に表現可能な割れ目ネットワーク(DFN)モデルは、割れ目が主な地下水移行経路となる岩盤の地下水流動特性の評価に適用される。本報では、瑞浪超深地層研究所で取得された割れ目の観測情報に基づいて、DFNモデルのコンディショニングを実施した結果を報告する。
