Consideration of the oxide particle-dislocation interaction in 9Cr-ODS steel

井尻 佑太*; 大野 直子*; 鵜飼 重治*; Yu, H.*; 大塚 智史; 阿部 陽介; 松川 義孝*

Philosophical Magazine, 97(13), p.1047 - 1056, 2017/02

https://doi.org/10.1080/14786435.2017.1288942

室温でのTEM内引張その場観察により、9Cr-ODSフェライト鋼における酸化物粒子と転位の相互作用について調べた。測定した酸化物粒子の障害物強度()は高々0.80で平均は0.63だった。いくつかの粗大化した粒子の周辺には転位ループが観察された。Orowan機構による応力評価式に基づく障害物強度は実験データの平均値とほぼ等しいことが分かった。交差すべり系の相互作用のみならず、Orowan機構が9Cr-ODSフェライト鋼における酸化物粒子と転位の主な相互作用機構であると考えられる。

水理地質構造の不確実性を考慮した水理地質構造のモデル化及び地下水流動解析 -モデリブレーション-

井尻 裕二*; 小野 誠*; 杉原 豊*; 下茂 道人*; 山本 肇*; 文村 賢一*

JNC TJ7400 2004-005, 415 Pages, 2003/03

JNC-TJ7400-2004-005.pdf:23.86MB

本研究では,水理地質構造のモデル化手法および地下水流動解析手法に起因した地下水流動解析結果の不確実性を評価することを目的として,連続体モデル2手法と不連続体モデル1手法の併せて3つの手法を用いて東濃地域の正馬様用地を中心とした4km6kmの地域を対象とした3次元地下水流動解析を実施した。また,水理地質構造のモデル化や地下水流動解析結果に含まれる不確実性が,調査研究の進展に伴い,どのように低減したかを評価することを目的として,新たに取得した情報や知見に基づき,複数の水理地質構造のモデル化手法及び地下水流動解析手法について,モデルの更新及びキャリブレーションを実施した。得られた知見は,以下に示すとおりである。新たなMIU-4孔のデータと長期揚水試験のデータを追加し,3通りのモデル化を行なった。各モデル化手法とも透水係数の設定や月吉断層の設定は昨年度までの経緯を踏まえ,モデル間で取り扱いに大きな差は無くなった。モデルキャリブレーションは,MIU-2孔のパッカー開閉に伴う圧力応答について,観測値と数値計算結果を合わせる方法で行なった。各解析手法とも,水理パラメータを修正することで,観測値と計算結果の残差二乗和を低減することができた。ただし,透水係数,有効間隙率,比貯留係数,透水異方性など,モデル間で調整するパラメータは異なった。また,キャリブレーションの際,パラメータの調整だけでは説明のできない場所があった。このような,場所に対しては,水理地質構造をより詳細にするような調査が必要となる可能性がある。本年度は境界条件や月吉断層以外の断層の設定に自由度があったことから,移行経路自体は昨年度よりも若干ばらついたが,結果的にキャリブレーションによって,移行経路がほぼ同一の場合は移行経路長とダルシー流速についてはモデル間のばらつきはほぼ1桁以内に低減された。今後は透水係数や有効間隙率などのデータの不確実性を低減すること,水理地質構造をより詳細にすることを目的とした調査をモデル化の観点から提案することが必要となる。

原位置トレーサー試験の逆解析による核種移行特性の不確実性評価(II)

畑 明仁*; 井尻 裕二*; 大石 雅也*; 杉原 豊*

JNC TJ8440 2003-001, 99 Pages, 2003/01

JNC-TJ8440-2003-001.pdf:2.49MB

高レベル放射性廃棄物地層処分の安全評価においては、モデルやデータの不確実性を評価することが重要な課題の1つとなっている。特に、天然バリア中核種移行評価においては原位置で実施された様々な調査結果に基づきモデルやデータが設定される。しかしながら、天然バリアは本来不均質であるにもかかわらず調査数量は限られ、調査結果には多くの不確実性を伴う。したがって、天然バリア評価において、原位置調査結果から推定されるモデルやデータの不確実性を定量的に評価する手法を確立する必要がある。このような観点から、一昨年度はツール開発の一環として、核種移行解析コードLTGを対象とした逆解析コードの開発を行い、続けて昨年度はSKBのASPO HARD ROCK LABORATORY(HRL)で行われたTRUE試験結果に対し開発プログラムを適用し、逆解析の同定精度やデータ及びモデルの不確実性の定量的評価に関する検討を行った。本年度は、逆解析コードの適用実績を広げ、その信頼性を向上させるために、昨年度のSKB ASPO HRLとは異なるNAGRAのGrimsel Test Siteで行われたMI試験結果に対し、昨年と同様な手順で逆解析を行い同様の検討を行った。その結果、昨年のTRUEに対する結果と同様に、比較的容易に精度良くパラメータが同定できること、観測値と計算値の誤差に起因する不確実性は、試験条件やモデルの設定条件に起因するパラメータの不確実性に比べて極めて小さいこと、モデルの良否を選択する基準として情報量基準を用いれば、もっとも同定精度の高いモデルを選択できることが明らかとなった。

原位置トレーサー試験の逆解析による核種移行特性の不確実性評価

畑 明仁*; 井尻 裕二*; 鈴木 俊一*; 大石 雅也*; 杉原 豊*

JNC TJ8440 2002-002, 207 Pages, 2002/01

JNC-TJ8440-2002-002.pdf:4.38MB

高レベル放射性廃棄物地層処分の安全評価においては、モデルやデータの不確実性を評価することが重要な課題の1つとなっている。特に、天然バリア中核種移行評価においては原位置で実施された様々な調査結果に基づきモデルやデータが設定される。しかしながら、天然バリアは本来不均質であるにもかかわらず調査数量は限られ、調査結果には多くの不確実性を伴う。したがって、天然バリア評価において、原位置調査結果から推定されるモデルやデータの不確実性を定量的に評価する手法を確立する必要がある。このような観点から、昨年度はツール開発の一環として、核種移行解析コードLTGに対して逆解析によりパラメータが同定できるとともに、そのモデルや同定したパラメータの不確実性が定量的に評価することが可能なコードを作成した。今年度は、核種移行逆解析コードを用いて数メートルスケールの単一割れ目を対象に実施された非収着/収着性トレーサー試験データを解析し、トレーサー試験から同定可能なパラメータの同定とその不確実性を評価した。その結果、本コードを用いて精度良いパラメータ同定が比較的簡易に実施できること、観測値と計算値の誤差に起因する不確実性は、試験条件やモデルの設定条件によるパラメータの不確実性に比べ小さいことが明らかとなった。また、本検討で得られたパラメータの不確実性はJNC第2次とりまとめの不確実性ケースで選択した不確実性とほぼ同等であったが、もっとも不確実性の高い結果となったマトリックス拡散寄与面積率は非保守側に大きい不確実性を示した。亀裂中の拡散を正確に把握することが、施設設計の合理化を図る上で重要と考えられる。

塩淡境界を考慮した3次元地下水流動解析

今村 聡*; 下村 雅則*; 安達 哲也*; 井尻 裕二*; 杉原 豊*

JNC TJ7400 2001-008, 293 Pages, 2001/03

JNC-TJ7400-2001-008.pdf:10.15MB

沿岸部における地下水流動を評価するにあたっては,海水と淡水の密度差によって生じる塩淡境界の挙動を把握することが非常に重要である。そこで,本研究では,塩淡境界の地下水流への影響の評価と,調査解析手法の構築を目的として,蓮沼地域を対象とした塩淡境界を考慮した3次元地下水流動解析を実施した。その結果,蓮沼地域の解析結果に関しては,以下のような知見が得られた。(1)地盤の透水性が等方性の場合には,山岳部で涵養された地下水が地下深部まで循環し,内陸部まで塩水が浸入しないことがわかった。(2)地盤の透水性に水平方向よりも鉛直方向の透水性が低い透水異方性を考慮した場合には,山岳部で涵養された地下水が地下深部まで循環しないため,透水等方性の場合よりも内陸側に塩水が侵入することがわかった。(3)地表面流を考慮した場合としない場合では塩分濃度分布に大きな差異はなく,地表面流が塩淡境界に及ぼす影響は顕著でないことが示された。また,塩淡境界の解析に関する今後の課題として以下のような項目が考えられた。(1)塩淡境界は,地形,地盤の透水性,境界条件の影響を大きく受けることから,塩淡境界の解析にあたっては,原位置データに基づいた逆解析的な手法などを用いた水理地質構造のモデル化手法を確立していく必要がある。(2)地盤の透水性が低い場合,地表面流を取り扱う場合,海進・海退などの境界条件の時間変化を取り扱う場合には,解の収束に多大な計算時間を要することから,解析における演算速度の高速化が必要である。なお,本研究は,核燃料サイクル開発機構殿と通商産業省地質調査殿との共同研究の一環として実施したものである。

核種移行逆解析プログラムの作成

井尻 裕二*; 安達 哲也*; 鈴木 俊一*; 大石 雅也*; 杉原 豊*

JNC TJ8440 2001-002, 93 Pages, 2001/02

JNC-TJ8440-2001-002.pdf:4.19MB

高レベル放射性廃棄物地層処分の安全評価においては、モデルやデータの不確実性を評価することが重要な課題となっており、安全評価に用いるモデルの妥当性や原位置試験から得られるデータの信頼性を客観的に評価できるツールを開発することが急務である。本業務では、核燃料サイクル開発機構が保有している核種移行解析コードLTGを対象として、測定誤差に基づくデータの信頼性評価や最適モデルの選定が可能な確率論的手法を用いた逆解析プログラムを作成した。その結果、作成した核種移行逆解析プログラムは、データの信頼性評価や最適モデルの選定など所定の機能を満たしていることが確認された。また、簡単な核種移行問題を設定して検証解析を実施した結果、逆解析により同定されたパラメータには初期値依存性があること、パラメータの種類や組合せによっては解が不定となることなどの問題点が明らかとなった。さらに、初期値依存性の問題に対しては、初期値の設定にあたっては事前にパラメータの分布範囲を絞り込むこと、複数の経路がある場合には各経路に同じ初期値を用いないこと、初期値を上下限値と同じ値にしないことなどが有効であることが明らかとなった。

試錐孔間水理試験装置の製作(注水制御装置と孔内装置の注水区間の製作)

下茂 道人*; 青木 智幸*; 井尻 裕二*; 杉原 豊*

PNC TJ7205 94-001, 180 Pages, 1994/05

PNC-TJ7205-94-001.pdf:9.36MB

試錐孔間水理試験装置は、坑道周辺の岩盤内に存在する単一割れ目の透水係数、比貯留係数、水理学的な連続性、異方性等や間隙水圧を、複数のボーリング孔を利用して測定するための透水試験装置であり、坑道周辺に分布する岩盤の水理特性を明らかにするための調査技術および機器開発の一環として現在開発を進めている。注水方法としては、バックグラウンドの地下水圧のノイズに大きく影響を受けずに試験が行えるシヌソイダル法を採用している。本業務では、昨年度実施した設計をもとに、細部を再度見直し、注水制御装置と孔内装置の注水区間の製作を行った。注水制御装置には、コンピュータ制御による油圧サーボ方式のダブルブースターポンプを用いた。バッカーには、高止水性、高剛性の両面を満足させるために、二重被覆のゴムを採用した。また、孔内に設置する圧力変換器には、高精度、高分解能を有する水晶発振型圧力変換器を用いた。完成した装置を用いて室内性能試験を行い、所定の性能を有することを確認した。

高精度傾斜計による岩盤・地下水挙動のモニタリング手法の開発

井尻 裕二*; 羽出山 吉裕*; 名合 牧人*; 里 優*; 佐ノ木 哲*; 國丸 貴紀; 杉田 裕

no journal, , 

高精度傾斜計は、地盤の水平度を高精度で確認するために開発された技術であり、地熱開発分野における人工破砕帯のモニタリングなどに適用されるように、地表部での計測から地下深部の岩盤挙動の把握を可能とするものである。地層処分場で地下施設を建設すると、坑道掘削そのものに起因する岩盤の変形や坑道掘削後の地下水流動の変化による岩盤の変形が生じることとなるが、このような岩盤の変形挙動を高精度傾斜計で捉えることができれば、深層ボーリングなどで地下を擾乱することなく、調査やモニタリングの効率化が可能となる。幌延深地層研究計画では、高精度傾斜計を用いた岩盤・地下水挙動のモニタリング手法の開発を行っており、立坑の周囲に高精度傾斜計を9点設置し、立坑掘削に伴う傾斜計測を行っている(その他にバックグラウンドの挙動を計測するために立坑から約900m離れた地点に1点設置している)。高精度傾斜計による計測及び三次元応力-水連成挙動のシミュレーション解析の結果から、立坑掘削に伴う岩盤変形のみならず、立坑掘削によって生じた地下水流れに起因する岩盤の変形をも捉えていることが明らかとなった。