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報告書

幌延沿岸域を対象とした地下水流動評価のためのモデル化・解析(受託研究)

前川 恵輔; 三枝 博光; 稲葉 薫*; 下河内 隆文*

JAEA-Research 2010-001, 238 Pages, 2010/07

JAEA-Research-2010-001.pdf:30.2MB

高レベル放射性廃棄物等の地層処分システムの設計・安全評価を行ううえで重要な地質環境の調査評価技術のうち、沿岸域を対象とした地下水流動を評価するための手法については、これまでに調査事例が限られており、調査評価手法に関する知見の充実が求められている。本件では、深地層の研究施設計画等の成果に基づき、幌延地域の沿岸域を事例とした地下水流動評価のためのモデル化・解析に関して、以下の各項目を通じて、取得される知見,ノウハウを知識ベースとして蓄積・整理した。(1)深地層の研究施設計画における地下水流動評価の作業フローの、沿岸域を含めた場合の適用性の検討、及び必要に応じた拡張・更新,(2)幌延地域の沿岸域における既存の調査試験結果に基づく地下水流動の把握,(2-1)地下水中の塩分濃度分布の推定,(2-2)モデル化・解析作業におけるノウハウ・判断根拠等の情報の抽出・整理。本件によって、我が国の多様な地質環境への対応を想定した地層処分システムの設計・安全評価を行ううえで必要となる地下水流動評価手法に関する知見の拡充を行った。

報告書

沿岸部および沿岸海底地下水の水理・地球化学環境の評価に関する研究

徳永 朋祥*; 谷口 真人*; 嶋田 純*; Zhang, J.*; 稲葉 薫; 三枝 博光; 岩月 輝希

JNC-TY7400 2003-003, 142 Pages, 2003/05

JNC-TY7400-2003-003.pdf:6.85MB

高レベル放射性廃棄物の地層処分研究開発や一般の廃棄物処分事業において安全性を評価する上での重要な課題は、廃棄物中に含まれる有害物質が地下水とともに移行し、生物圏に到達する可能性を評価することである。最近の陸水循環系の検討からは、海底からの淡水性地下水の直接湧出があることが明らかにされてきている。従って、沿岸域における海底地下水湧出の実態を明らかにすることは、物質の生物圏への放出経路を知る上で重要な課題の一つと捉えられる。また、沿岸域における地下水流動とそれに伴う物質移行問題に関しても明らかにすることが重要である。本研究では、上述のように重要な課題が多々あるのにもかかわらず、総合的な検討がなされてこなかった沿岸域の地下水流動系と海底からの地下水湧出現象を明らかにすることを目的とした研究を試みた。調査地域としては、陸域を対象とした総合的な地下水調査が過去になされてきている富山県黒部川扇状地およびその沖合とし、以下の検討を行ない、成果を得た。1)海底からの淡水性地下水湧出地点を把握する手法の構築と現地での適用 2)海底からの淡水性湧出地下水を採取する手法の構築と現地での適用3)海底からの地下水湧出量の計測 4)沿岸域の地下水流動系を明らかにするための水文学的、地球化学的検討 5)淡水性地下水湧出の起源を明らかにするための陸域と海域の両者を考慮した地球化学的検討 6)メタン濃度およびメタンの炭素同位体比に基づいた地下水流動・沿岸地下水湧出の検討 7)数値解析的アプローチを用いた沿岸域における地下水流動評価

論文

地下水流動の予測解析統合システム(GEOMASSシステム)の概要と東濃地域への適用事例

稲葉 薫; 三枝 博光

サイクル機構技報, (18), p.71 - 82, 2003/03

東濃地科学センターでは1997年度より岩盤中の地下水流動を評価するために「GEOMASS」システムを開発している。本システムは地質構造のモデル化から数値解析までが統合された環境となっており、作業の労力と時間を大幅に節減でき、情報量の増加などに伴うモデルの更新へも迅速に対応可能である。また、岩盤の連続構造と不連続構造を同時に扱う手法を取り入れることにより、より現実的な地下水流動の表現を可能としている。東濃地科学センターにおいて、GEOMASSシステムを岐阜県東濃地域における地下水流動解析に適用し、その有用性を確認した。

論文

Research and development of HTTR hydrogen production systems

塩沢 周策; 小川 益郎; 稲垣 嘉之; 小貫 薫; 武田 哲明; 西原 哲夫; 林 光二; 久保 真治; 稲葉 良知; 大橋 弘史

Proceedings of 17th KAIF/KNS Annual Conference, p.557 - 567, 2002/04

核熱を用いた水素製造に関する開発研究が1997年1月から文部科学省の受託研究として開始された。HTTRに接続する水素製造システムはHTTRにより供給される10MWの核熱を用いて天然ガスの水蒸気改質により約4000m$$^{3}$$/hの水素が製造可能なように設計が進められている。HTTR水素製造システムは世界で初めて原子炉に接続されるものであり、実証試験を行う前に炉外実証試験を実施することとした。HTTR水素製造システムにおける制御性,安全性及び主要機器の性能を確証するために、約1/30スケールモデル炉外試験装置を建設した。炉外実証試験と平行して、安全審査や解析コード開発に必要な詳細データを取得するために、要素試験として触媒管の腐食試験,伝熱管や触媒管の水素同位体試験及び高温隔離弁の健全性試験を実施している。また,より効果的でさまざまな核熱利用に対して、ISプロセスと呼ばれる熱化学法による水素製造技術の基礎研究を進めている。本論文では原研におけるHTTR水素製造システム開発研究の現状と今後の計画を述べる。

論文

地下水流動の予測解析統合システム(GEOMASSシステム)の概要と東濃地域への適用事例

稲葉 薫; 三枝 博光; White, M. J.*; Robinson, P.*

地下水学会誌, 44(2), p.105 - 123, 2002/00

核燃料サイクル開発機構では平成9年度よりGEOMASSシステムを開発している。このシステムは地質構造のモデル化から数値解析までが統合された環境となっており、労力と時間の大幅な節減が期待できると同時に、情報量の増加、変化に伴うモデルの更新に迅速に対処することが可能である。本報告ではこのシステムの概要と、岐阜県東濃地域において実際に適用した例を紹介し、システムの有用性が確認できたことを報告する。

論文

原子力利用によるメタンからの水素製造

大橋 弘史; 稲垣 嘉之; 小川 益郎; 小貫 薫; 武田 哲明; 西原 哲夫; 林 光二; 稲葉 良知; 塩沢 周策

水素エネルギーシステム, 26(2), p.23 - 28, 2001/12

化石燃料の代替エネルギーとして、クリーンエネルギーである水素に大きな期待が寄せられているが、今後の需要拡大にあわせ、如何にして大量の水素を環境に負荷をかけず、かつ安価に製造するかが重要な課題である。この解決策の一つとして、原子力を利用した水素製造が考えられ、従来の化石燃料を熱源とする水素製造システムと比較して、二酸化炭素の排出量を大幅に削減できる。本論文では、高温ガス炉を利用した水素製造の利点を述べるとともに、特会受託研究として進めているHTTR水素製造システム及びISプロセスの研究開発状況を中心に、原研における高温ガス炉水素製造システムの研究開発計画について報告する。

報告書

水素エネルギー研究の現状と高温ガス炉水素製造システムの将来展望

宮本 喜晟; 小川 益郎; 秋野 詔夫; 椎名 保顕; 稲垣 嘉之; 清水 三郎; 小貫 薫; 石山 新太郎; 片西 昌司; 武田 哲明; et al.

JAERI-Review 2001-006, 147 Pages, 2001/03

JAERI-Review-2001-006.pdf:9.2MB

水素に関する研究の現状を把握し、原研が進めている核熱による水素製造研究開発の位置づけを明らかにするため、水素製造を中心にした研究の現状と今後の展望について検討した。水素の取り扱いに関する特性を明らかにするとともに、将来の水素製造に対する法整備が必要になること、また、原子炉施設との関係では水素の火災爆発に対し離隔距離の考え方が実務的であることを示した。水素製造法を総括し、核熱利用水素製造技術の課題を明らかにした。さらに、核熱水素製造の経済性を評価し、化石燃料燃焼方式より経済性のあることを明らかにした。このほか、我が国のエネルギー需要構造からみて、原子力による高効率発電と化石燃料の代替となるエネルギーの需要が多いことを示した。さらに、今後の水素利用の方法としては燃料電池自動車の燃料としての利用が有望で、燃料電池自動車の導入予測に対応して2020年から2030年では100MWtの高温ガス炉が最大30基程度必要となることがわかった。

報告書

東濃地域を対象とした広域地下水流動解析

三枝 博光; 稲葉 秀雄*; 小出 馨*; 尾方 伸久

PNC-TN7410 98-004, 35 Pages, 1998/06

PNC-TN7410-98-004.pdf:5.69MB

広域地下水流動研究の調査解析領域としては、主要な地下水流動を包含する領域(涵養から流出まで)であることが望まれる そこで」東濃鉱山周辺における一つの主要な地下水の流動系を把握し」広域地下水流動研究の調査解析領域を設定するため」東濃地域の主要な断層系に囲まれた30Km四方程度を対象とした地下水流動解析を行い、東濃鉱山周辺における大略的な地下水流動の把握を行った。解析の結果は主に以下の通りである。(1)東濃地域における地下水の大局的な流動方向は、地形の影響を強く受けている。(2)東濃地域の地下水の流動方向は、東濃地域の主要な断層である屏風山断層、赤河断層の透水性、地質構造、および涵養量の影響は殆ど認められない。(3)東濃鉱山付近の地下水域は、東濃鉱山の北部を通る屋根と土岐川に囲まれた領域であり、この地下水域を包含する約10Km四方の領域を広域地下水流動研究の領域として考えられる。

口頭

地形及び気候変動が地下水流動特性に与える影響について

三枝 博光; 稲葉 薫*; 守屋 俊文; 尾上 博則

no journal, , 

東濃地域を事例として、地形及び気候変動が地下水流動特性に与える影響を評価することを目的とした地下水流動のモデル化・解析を実施した。その結果、これらはおもに地下水位分布や動水勾配分布に影響を与え、その結果、地下水の移行経路や移行距離,移行時間に影響を与えていることがわかった。また、その影響の大きさは、断層などの周辺岩盤と透水性のコントラストを有する地質構造の有無やその地質構造との位置関係によっても異なることが明らかとなった。

口頭

深地層の科学的研究における地質環境調査のノウハウ・判断根拠等の分析・整理,7; 沿岸域における地下水流動解析事例

前川 恵輔; 三枝 博光; 稲葉 薫*; 下河内 隆文*

no journal, , 

高レベル放射性廃棄物の地層処分における安全評価で重要な地下水流動の評価のうち、沿岸域を対象とした場合について、北海道幌延地域を事例とした地下水流動及び地下水中の塩分濃度分布の推定を行い、領域の設定,沿岸域を対象とした地下水流動評価における情報やデータの具体的な取り扱い方法の決定にいたる検討・作業の経緯,判断・決定を行った理由などのノウハウや判断根拠などの手順を、作業フローに沿って抽出し、分析・整理を行った。各作業項目における意思決定の過程はフロー図として整理した。一連の作業を通じて、沿岸域を対象とした場合の評価の考え方や手法,留意点などを示した。この成果は、今後の幌延地域の沿岸域での調査研究計画の立案における基礎的な情報になるとともに、処分事業などにおける調査・評価の検討に資する情報として重要である。

口頭

沿岸域を対象とした地下水流動評価手順・判断根拠等の整理

前川 恵輔; 三枝 博光; 稲葉 薫*; 下河内 隆文*

no journal, , 

高レベル放射性廃棄物等の地層処分に必要な地質環境の調査評価技術のうち、沿岸域を対象とした地下水流動を評価するための手法については、これまで調査事例が限られており、モデル化や解析についてのノウハウや経験が少ないことから、これらを充実させていくことが求められている。本稿では、北海道幌延地域の沿岸域を含む範囲を事例とした地下水流動及び塩分濃度分布の推定を行い、領域の設定やデータの具体的な取扱い,解析手法の選択などの判断根拠等の手順を整理,提示した。本成果は、今後の処分事業や安全規制に対して基盤的な情報を提供するとともに、幌延深地層研究計画における沿岸域を対象とした調査や解析の計画立案に反映するものである。

口頭

緩衝材/侵入現象,2; 緩衝材侵入現象の解析的検討

高治 一彦*; 稲葉 薫*; 松本 一浩; 藤田 朝雄

no journal, , 

高レベル放射性廃棄物の地層処分研究において、人工バリアの物理的安定性に影響を及ぼす事象の一つに、周辺岩盤亀裂への緩衝材の流出/侵入現象が考えられている。長期にわたる周辺岩盤亀裂への緩衝材の流出/侵入現象に伴う緩衝材密度低下を評価するためには、現象に即したモデルの構築と適切なパラメータの設定が重要である。本研究では実験データに基づいた予測評価手法の構築と、最新の実験結果を対象としたシミュレーションによるモデルの適用性の確認を行い、既往の予測評価手法の最適化に向けた課題抽出を行った。

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