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報告書

超深地層研究所計画 年度報告書(2013年度)

濱 克宏; 見掛 信一郎; 西尾 和久; 川本 康司; 山田 信人; 石橋 正祐紀; 村上 裕晃; 松岡 稔幸; 笹尾 英嗣; 真田 祐幸; et al.

JAEA-Review 2014-038, 137 Pages, 2014/12

JAEA-Review-2014-038.pdf:162.61MB

日本原子力研究開発機構東濃地科学センターでは、「地層処分技術に関する研究開発」のうち深地層の科学的研究(地層科学研究)の一環として、結晶質岩(花崗岩)を対象とした超深地層研究所計画を進めている。本計画は、「第1段階; 地表からの調査予測研究段階」、「第2段階; 研究坑道の掘削を伴う研究段階」、「第3段階; 研究坑道を利用した研究段階」の3段階からなり、2013年度は、第2段階および第3段階の調査研究を進めた。本報告書は、2010年度に改定した「超深地層研究所地層科学研究基本計画」に基づいた、超深地層研究所計画の第2段階および第3段階の調査研究のうち2013年度に実施した(1)調査研究、(2)施設建設、(3)共同研究等の成果を取りまとめたものである。

報告書

超深地層研究所計画, 地質・地質構造に関する調査研究; 深度500mステージの地質・地質構造

川本 康司; 窪島 光志*; 村上 裕晃; 石橋 正祐紀; 笹尾 英嗣

JAEA-Research 2014-021, 30 Pages, 2014/11

JAEA-Research-2014-021.pdf:6.79MB

日本原子力研究開発機構では、「地層処分技術に関する研究開発」のうち深地層の科学的研究(地層科学研究)の一環として、結晶質岩(花崗岩)を対象とした超深地層研究所計画を岐阜県瑞浪市において進めている。本計画は、「深部地質環境の調査・解析・評価技術の基盤の整備」及び「深地層における工学技術の基盤の整備」を全体目標として定め、「第1段階:地表からの調査予測研究段階」、「第2段階:研究坑道の掘削を伴う研究段階」、「第3段階:研究坑道を利用した研究段階」の3段階からなる計画である。現在は、第2段階及び第3段階の調査研究を進めている。そのうち第2段階では、「研究坑道の掘削を伴う調査研究による地質環境モデルの構築及び研究坑道の掘削による深部地質環境の変化の把握」を段階目標の一つとして調査研究を進めている。本報告書では、第2段階での主要課題の一つである地質構造モデル構築作業の一環として、第2段階における地質・地質構造の調査研究結果に基づき、瑞浪超深地層研究所の深度500mステージの坑道掘削範囲で認められた地質・地質構造について取りまとめた。

報告書

超深地層研究所計画,瑞浪超深地層研究所; 深度500mステージの壁面地質調査データ集

川本 康司; 村上 裕晃; 石橋 正祐紀; 笹尾 英嗣; 渡辺 和彦; 見掛 信一郎; 池田 幸喜

JAEA-Data/Code 2014-014, 27 Pages, 2014/08

JAEA-Data-Code-2014-014.pdf:24.28MB
JAEA-Data-Code-2014-014-appendix(CD-ROM).zip:92.23MB

本データ集は、2011年度から2013年度にかけて、瑞浪超深地層研究所の深度500mステージの掘削に伴って実施した壁面地質調査の結果を取りまとめたものである。調査の結果、深度500mステージには後期白亜紀の土岐花崗岩が分布するが、部分的にペグマタイトやアプライト,ランプロファイアー岩脈が分布することが判明した。

報告書

超深地層研究所計画 年度報告書(2012年度)

濱 克宏; 見掛 信一郎; 西尾 和久; 松岡 稔幸; 石橋 正祐紀; 笹尾 英嗣; 引間 亮一*; 丹野 剛男*; 真田 祐幸; 尾上 博則; et al.

JAEA-Review 2013-050, 114 Pages, 2014/02

JAEA-Review-2013-050.pdf:19.95MB

日本原子力研究開発機構東濃地科学センターでは、「地層処分技術に関する研究開発」のうち深地層の科学的研究(地層科学研究)の一環として、結晶質岩(花崗岩)を対象とした超深地層研究所計画を進めている。本計画は、「第1段階;地表からの調査予測研究段階」、「第2段階;研究坑道の掘削を伴う研究段階」、「第3段階;研究坑道を利用した研究段階」の3段階からなり、2012年度は、第2段階および第3段階の調査研究を進めた。本報告書は、2010年度に改定した「超深地層研究所地層科学研究基本計画」に基づいた、超深地層研究所計画の第2段階および第3段階の調査研究のうち2012年度に実施した(1)調査研究、(2)施設建設、(3)共同研究等の成果を取りまとめたものである。

論文

Occurrence and potential activity of denitrifiers and methanogens in groundwater at 140 m depth in Pliocene diatomaceous mudstone of northern Japan

勝山 千恵*; 梨本 裕晃*; 永翁 一代*; 石橋 朋剛*; 古田 一期*; 木下 剛*; 吉川 英樹; 青木 和弘; 浅野 貴博*; 佐々木 祥人; et al.

FEMS Microbiology Ecology, 86(3), p.532 - 543, 2013/12

 被引用回数:8 パーセンタイル:26.35(Microbiology)

嫌気性微生物活性は地下環境に影響を与える。本研究では140mの深度の2つのボアホールから低酸素濃度の地下水を採取し脱窒菌とメタン生成菌の活性について調査した。脱窒菌活性は$$^{15}$$Nをトレーサとしてボアホール環境にて測定し、メタン生成菌については16S rRNAの遺伝子解析により存在を確認した。メタンの安定同位体の分析値から溶存メタンは微生物活用由来であることが分かったが、本メタン生成菌の培養中には発生が確認できなかった。地下140m深の地下水中には酸素が含まれておらず、Ehが-144から6.8mVを示し、脱窒菌の活性が有意な環境であることが分かった。

報告書

超深地層研究所計画 年度報告書(2011年度)

國丸 貴紀; 見掛 信一郎; 西尾 和久; 鶴田 忠彦; 松岡 稔幸; 石橋 正祐紀; 笹尾 英嗣; 引間 亮一; 丹野 剛男; 真田 祐幸; et al.

JAEA-Review 2013-018, 169 Pages, 2013/09

JAEA-Review-2013-018.pdf:15.71MB

日本原子力研究開発機構東濃地科学センターでは、「地層処分技術に関する研究開発」のうち深地層の科学的研究(地層科学研究)の一環として、結晶質岩(花崗岩)を対象とした超深地層研究所計画を進めている。本計画は、「第1段階; 地表からの調査予測研究段階」、「第2段階; 研究坑道の掘削を伴う研究段階」、「第3段階; 研究坑道を利用した研究段階」の3段階からなり、2011年度は、第2段階及び第3段階の調査研究を進めた。本報告書は、2010年度に改訂した「超深地層研究所地層科学研究基本計画」に基づいた、超深地層研究所計画の第2段階及び第3段階の調査研究のうち2011年度に実施した(1)調査研究、(2)施設建設、(3)共同研究等の成果を取りまとめたものである。

報告書

超深地層研究所計画 年度計画書(2012年度)

國丸 貴紀; 見掛 信一郎; 西尾 和久; 鶴田 忠彦; 松岡 稔幸; 石橋 正祐紀; 窪島 光志; 竹内 竜史; 水野 崇; 佐藤 稔紀; et al.

JAEA-Review 2012-028, 31 Pages, 2012/08

JAEA-Review-2012-028.pdf:3.86MB

日本原子力研究開発機構東濃地科学センターでは、地層処分技術に関する研究開発のうち深地層の科学的研究(地層科学研究)の一環として、結晶質岩(花崗岩)を対象とした超深地層研究所計画を進めている。本計画は、「第1段階; 地表からの調査予測研究段階」、「第2段階; 研究坑道の掘削を伴う研究段階」、「第3段階; 研究坑道を利用した研究段階」の3段階からなる。2012年度は、第2段階及び第3段階の調査研究を進めていく。本計画書は、2010年に改訂した「超深地層研究所地層科学研究基本計画」に基づいた2012年度の超深地層研究所計画の調査研究計画,施設建設計画,共同研究計画などを示したものである。

論文

Ab initio path integral molecular dynamics simulations of F$$_2$$H$$^-$$ and F$$_2$$H$$_3^+$$

鈴木 机倫*; 石橋 宏章*; 八木 清*; 志賀 基之; 立川 仁典*

Progress in Theoretical Chemistry and Physics, 26, p.207 - 216, 2012/08

Zundel型イオンは特異的に強い水素結合を持つが、その詳細な構造は知られていない。本研究では、第一原理経路積分分子動力学シミュレーションを用いて、フッ素のZundel型イオンであるF$$_2$$H$$^-$$イオン, F$$_2$$H$$_3^+$$イオンとその重水素置換体の構造について調べた。これらのイオンの水素結合において、H/D原子は、原子核の量子性のため、F原子間の中心のまわりで大きく構造がゆらいでいることがわかった。また、F$$_2$$H$$^-$$やF$$_2$$H$$_3^+$$のFHやFF原子間距離は、その重水素置換体のF$$_2$$D$$^-$$やF$$_2$$D$$_3^+$$のものよりも長くなる。この結果について、他のZundel型イオンO$$_2$$H$$_3^-$$, N$$_2$$H$$_5^-$$, O$$_2$$H$$_5^+$$, N$$_2$$H$$_7^+$$と比較したところ、それらの重原子間の平均距離とその重水素置換効果に相関があることを発見した。なお、F$$_2$$H$$^-$$については、実験結果や、振動配置間相互作用法による計算結果とよく一致していることがわかり、用いた手法の精度が極めて高いことが立証できた。本成果は、水素結合等での同位体効果やその量子性などを考慮する第一原理計算手法の開発とその検証にあたり、さまざまな分野での応用が期待できる。

報告書

超深地層研究所計画 年度報告書(2010年度)

國丸 貴紀; 見掛 信一郎; 西尾 和久; 鶴田 忠彦; 松岡 稔幸; 石橋 正祐紀; 上野 孝志; 徳安 真吾; 大丸 修二; 竹内 竜史; et al.

JAEA-Review 2012-020, 178 Pages, 2012/06

JAEA-Review-2012-020.pdf:33.16MB

日本原子力研究開発機構東濃地科学センターでは、「地層処分技術に関する研究開発」のうち深地層の科学的研究(地層科学研究)の一環として、結晶質岩(花崗岩)を対象とした超深地層研究所計画を進めている。本計画は、「第1段階; 地表からの調査予測研究段階」、「第2段階; 研究坑道の掘削を伴う研究段階」、「第3段階; 研究坑道を利用した研究段階」の3段階からなり、2010年度は、第2段階である「研究坑道の掘削を伴う研究段階」を進めるとともに、第3段階(研究坑道を利用した研究段階)の調査研究を開始した。本報告書は、2002年2月に改訂した「超深地層研究所地層科学研究基本計画」に基づき、超深地層研究所計画の第2段階「研究坑道の掘削を伴う研究段階」及び第3段階(研究坑道を利用した研究段階)における2010年度に実施した(1)調査研究、(2)施設建設、(3)共同研究等の成果を取りまとめたものである。

論文

Geometric isotope effect on the N$$_2$$H$$_{7}$$$$^{+}$$ cation and N$$_2$$H$$_{5}$$$$^{-}$$ anion by ${it ab initio}$ path integral molecular dynamics simulation

石橋 宏章*; 林 愛子*; 志賀 基之; 立川 仁典*

ChemPhysChem, 9(3), p.383 - 387, 2008/02

 被引用回数:22 パーセンタイル:64.33(Chemistry, Physical)

第一原理経路積分分子動力学計算により、N$$_2$$H$$_{7}$$$$^{+}$$カチオン及びN$$_2$$H$$_{5}$$$$^{-}$$アニオンの幾何学的同位体効果について調べた。その結果、これらのイオンの水素結合の構造について、原子核の量子効果が重要な役割を果たすことを見いだした。水素結合を担う水素は、N$$_2$$H$$_{7}$$$$^{+}$$では二つの窒素原子の中心付近にあるのに対し、N$$_2$$D$$_{7}$$$$^{+}$$では一つの窒素側に偏ったところにある。一方、N$$_2$$H$$_{5}$$$$^{-}$$とN$$_2$$D$$_{5}$$$$^{+}$$ともに、水素は一つの窒素側に偏って存在することがわかった。

報告書

廃棄物屋外貯蔵ピットの閉鎖措置報告書

加藤木 賢; 石橋 祐三; 吉田 充宏; 三代 広昭; 助川 泰弘*; 井坂 正明*; 鈴木 敏*

JNC TN8440 2000-020, 500 Pages, 2000/10

JNC-TN8440-2000-020.pdf:25.91MB

廃棄物屋外貯蔵ピットについては、平成9年8月26日に保管されている廃棄物の容器が腐食、浸水していることが確認された。このため、直ちにピット周辺の汚染の有無を確認するための調査、ピット内への増水を防止するためのシート布設、ピット内滞留水の汲み上げ、ピット内廃棄物の取り出しを行うための作業建家及び廃棄物処理設備等の設計並びに許認可を開始した。作業建家の建設後、廃棄物取り出し作業を行い、平成10年4月10日に取り出しを終了し、その後、滞留水の流入調査及びピットからの漏水調査を行い、国、県、村等への報告(平成10年12月21日)を以て改善措置を終了した。その後、ピットの閉鎖措置として、ピット内壁を一般のコンクリート中に含まれる放射能のバックグランド程度まではつり除染を行った後、管理区域を解除し、コンクリートを打設して閉鎖する工事を行った。ピットの閉鎖措置は、平成11年8月中旬より作業準備を行い、その後、廃棄物保管エリア確保のためのグリーンハウス縮小及び資器材の解体撤去を開始するとともに、9月上旬よりピット内壁のはつり除染作業を開始し、ピット内はつり除染及び内装設備の解体撤去を平成12年6月30日までに終了した。なお、はつり除染後の状況については、科学技術庁の状況確認を受けるとともに、平成12年7月7日に県、村、隣接市町村の確認を受けた。ピット内へのコンクリート打設作業については、ピットの管理区域を解除した平成12年7月6日以降から準備を開始し、3回(3層)に分けてコンクリートを打設(約1,200m3)し、平成12年8月31日までに塗り床を含め終了した。なお、本報告書の別冊として、廃棄物屋外貯蔵ピットの改善措置等に係る写真集(別冊PartI)及び廃棄物屋外貯蔵ピット内の汚染測定、除染後の確認測定等関連データ集(別冊PartII)がある。

論文

廃棄物屋外貯蔵ピットの閉鎖措置

吉田 充宏; 三代 広昭; 加藤木 賢; 石橋 祐三; 入之内 重徳

サイクル機構技報, , 

廃棄物屋外貯蔵ピットの閉鎖措置として、ウランで汚染されていたピット内壁を一般のコンクリート中に含まれる放射能レベルまで、はつり除染を行った。今回採用した除染方法は、今後のデコミショニングに反映できることを確認した。

口頭

深部地下圏における微生物の増殖と原生動物による捕食

石橋 朋剛*; 永翁 一代*; 勝山 千恵*; 梨本 裕晃*; 浅野 貴博; 佐々木 祥人; 岩月 輝希; 吉川 英樹; 加藤 憲二*

no journal, , 

幌延深地層研究センターの掘削井より採水した深度約500mの地下水を対象にして、存在する微生物と原生動物の補足関係を調べた。その結果、深部地下水中での原生動物の活動を初めて示唆され、共存する微生物の群集構成へ影響している可能性があることがわかった。3$$mu$$mの孔径のフィルターで分画した地下水中の微生物群集の倍加時間は、原生動物が存在すると推定される系に比べ短く、増殖は捕食圧による影響を受けていることが示唆された。クローニング・シークエンスでは、培養前後で、ドメイン・バクテリアの群集構成に違いが見られ、原生動物の捕食による群集構成への影響が示唆された。一方、ドメイン・アーキアでは原生動物の捕食による群集構成への影響は見られなかった。

口頭

陸域地下圏堆積層の140m地下水における脱窒反応

勝山 千恵*; 梨本 裕晃*; 石橋 朋剛*; 古田 一期*; 永翁 一代*; 吉川 英樹; 浅野 貴博; 佐々木 祥人; 青木 和弘; 諏訪 裕一*; et al.

no journal, , 

地下圏の微酸素と無酸素境界における地球化学への微生物の寄与を理解するために、安定同位体トレーサー法と遺伝子解析を用いて、北海道幌延町の堆積層における脱窒活性と脱窒細菌群を調べた。換気立坑及び東立坑から採取した地下水サンプルに$$^{15}$$N標識の硝酸態窒素を加え、無酸素もしくは微酸素条件にて培養した。DNA抽出物からドメイン・バクテリアの16S rRNA遺伝子もしくは亜硝酸還元酵素遺伝子(${it nirS}$)を対象に微生物相を調べた。脱窒反応は、V140及びE140両方の地下水サンプルにおいて生じた。N$$_{2}$$ガスを生成するまでの遅延期はV140地下水の方がE140地下水よりも短かった。溶存酸素濃度が約1mg O$$_{2}$$ L$$^{-1}$$の微酸素条件では地下水サンプルにおける脱窒は検出されなかった。次に、クローニング・シーケンス解析においてほとんどの${it nirS}$クローンは既知のクローンと高い相同性を示さなかった。${it nirS}$の多様性は、脱窒活性とは対照的にE140の方がV140よりも高かった。2つの立坑は同じ地層の同じ深さに位置するが、原核生物の存在量,脱窒ポテンシャル,${it nirS}$の構成とその酸素に対する応答には空間的不均一性がみられた。

口頭

超深地層研究所計画; 地質・地質構造に関する調査研究

笹尾 英嗣; 山田 信人; 黒岩 弘; 窪島 光志; 川本 康司; 石橋 正祐紀; 鶴田 忠彦; 松岡 稔幸; 村上 裕晃

no journal, , 

超深地層研究所計画では、地質構造の三次元分布の把握のための調査・評価の技術基盤の整備を目標の一つとして、「第1段階で構築したサイトスケールの地質構造モデルの妥当性の確認」、「坑道周辺に着目したブロックスケールの地質構造モデルの構築」、「坑道掘削時の地質調査手法・技術の整備」を課題として調査研究を進めている。2012年度は、研究坑道の掘削に伴う研究段階(第2段階)及び研究坑道を利用した調査研究段階(第3段階)として、壁面地質調査、物理探査及び調査範囲における地質・地質構造の三次元分布の把握を行い、サイトスケール及びブロックスケールの地質構造モデルの更新を実施した。本研究では、深度500m坑道での先行ボーリング調査及び坑道掘削時の調査に基づく地質構造モデルの検討結果と、坑道掘削時の地質調査手法・技術の整備のうち、逆VSP探査の結果を報告する。

口頭

断層が地質環境に及ぼす影響に関する検討; 瑞浪超深地層研究所における事例

笹尾 英嗣; 石橋 正祐紀; 窪島 光志*; 村上 裕晃

no journal, , 

断層活動による破砕やそれに伴う透水性の増加は、地層処分に影響を及ぼす事象であるため、これら事象の影響範囲を知ることが重要である。そこで、瑞浪超深地層研究所で認められる断層を事例として、割れ目頻度、割れ目充填物、および割れ目周辺の母岩の変質に着目し、それらの特徴と断層の関連についての検討を行った。その結果、割れ目は断層周辺で比較的多く、母岩の変質と割れ目充填物も断層近傍で多く認められることが明らかになった。変質や充填物の存在は、熱水の流入を示唆することから、断層周辺では断層活動に伴って割れ目が開口したことを示すと考えられる。今後は、破砕や粉砕などのせん断変形の有無を把握するとともに、熱水の流入が断層活動に関連するものかどうかを明らかにすることによって、断層の影響範囲を検討していく計画である。

口頭

超深地層研究所計画; 地質・地質構造に関する調査研究

石橋 正祐紀; 川本 康司; 笹尾 英嗣; 村上 裕晃; 山田 信人

no journal, , 

超深地層研究所計画では、地質構造の三次元分布の把握のための調査・評価の技術基盤の整備を目標の一つとして、「第1段階で構築したサイトスケールの地質構造モデルの妥当性の確認」、「坑道周辺に着目したブロックスケールの地質構造モデルの構築」、「坑道掘削時の地質調査手法・技術の整備」を課題として調査研究を進めている。2013年度は、研究坑道の掘削に伴う研究段階(第2段階)及び研究坑道を利用した調査研究段階(第3段階)として、壁面地質調査、物理探査結果の再解析・再解釈等を行い、サイトスケール及びブロックスケールの地質構造モデルの構築及び更新に向けた検討を実施した。本研究では、深度500m坑道での壁面地質調査結果、既存の物理探査結果の再解析結果及び割れ目ネットワークモデルを用いた調査手法に関する検討結果を報告する。

口頭

瑞浪超深地層研究所主立坑断層およびその周辺の水理と地質の特徴

野原 壯; 酒井 利啓; 村上 裕晃; 石橋 正祐紀

no journal, , 

瑞浪超深地層研究所の主立坑断層およびその周辺の水理と地質の特徴について、既存データの解析を行った。その結果、ボーリング調査で推定された主立坑断層の低透水性構造の連続性に対応して、主立坑壁面に連続的に観察される断層ガウジと変質部が確認された。主な高透水性構造のひとつは、シート状の方解石を伴う低角割れ目によって構成されると推定された。せん断性の低角割れ目は、比較的低い透水性を示した。花崗岩のボーリング調査では、これらの特徴から透水性構造を把握できる可能性がある。

口頭

超深地層研究所計画;地質環境特性の長期変遷解析技術に関する研究; 地質構造モデルの構築と主立坑断層近傍の割れ目の特徴

野原 壯; 酒井 利啓; 村上 裕晃; 石橋 正祐紀

no journal, , 

超深地層研究所計画において、花崗岩中の断層や割れ目の分布と地質環境への影響に関する調査研究を行った。深度500mステージの調査結果を加えて第2段階における地質構造モデルを構築するとともに、その結果を踏まえて、第1段階で構築した地質構造モデルの妥当性を確認した。また、岩盤の透水性と割れ目充填物との関係を調べた。その結果、卓越する充填物の種類によって、岩盤の透水性が異なることを確認した。

口頭

わが国の花崗岩中の空隙分布に関する検討

石橋 正祐紀; 笹尾 英嗣; 湯口 貴史*; 森川 佳太*; 村上 裕晃

no journal, , 

地下深部では、移動経路周辺の母岩へのマトリクス拡散現象や収着現象により物質の希釈や移動の遅延がおこるため、高レベル放射性廃棄物の地層処分においては、母岩中のマトリクス拡散現象の理解が重要となる。物質が拡散する速度と岩石の空隙率との間には相関があり、岩石中の微小空隙構造がマトリクス拡散の経路であることが知られている。筆者らのこれまでの研究で、岐阜県南東部に分布する土岐花崗岩では、斜長石中に微小空隙構造が存在し、マトリクス拡散経路として機能していることを明らかになった。一方で、国内外の花崗岩における検討は行われていない。そこで、本研究においては、土岐花崗岩以外の国内の花崗岩を対象として、微小空隙構造の分布を調査した。これまでに検討対象の15試料のうち4試料の調査を行ったのみであるが、国内の花崗岩では斜長石中の微小空隙構造は普遍的に認められるものの、空隙の多寡は岩体ごとに異なること、同一試料中もばらつきのあることがわかった。今後、薄片観察を継続して空隙の把握を行うとともに、透過拡散試験を実施し、花崗岩中の空隙がマトリクス拡散に与える影響を検討していく予定である。

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