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三枝 博光; 尾上 博則; 石橋 正祐紀; 田中 達也*; 鐙 顕正*; 橋本 秀爾*; Bruines, P.*
JAEA-Research 2015-011, 59 Pages, 2015/10
JAEA-Research-2015-011.pdf:49.44MB
割れ目系岩盤を対象とした高レベル放射性廃棄物の地層処分における地下水移行シナリオに基づく安全評価にあたっては、地下水流動特性の評価が重要であり、そのためには、地下水流動の卓越経路となる割れ目やその水理特性の空間分布を推定する必要がある。このことから、岩盤中の割れ目分布に起因した水理特性の不均質性を考慮した水理地質構造のマルチスケールモデル化手法を構築することを目的に、割れ目ネットワークモデルを適用した数十m四方程度の領域における三次元地質構造モデルおよび水理地質構造モデルを構築した。さらには、構築した割れ目ネットワークモデルに基づき、水理特性の空間的不均質性を考慮した連続体モデルを用いた数km四方程度の領域における水理地質構造モデルを構築した。これらの検討を通じて、調査データの種類や量に応じた割れ目ネットワークモデルを適用した地質構造モデルや水理地質構造モデルを構築するための方法論や、水理特性の空間的不均質性を考慮した連続体モデルによる水理地質構造モデルを構築するための方法論を提示した。
Bruines, P.*; 田中 達也*; 鐙 顕正*; 橋本 秀爾*; 三枝 博光; 尾上 博則; 石橋 正祐紀
Proceedings of 8th Asian Rock Mechanics Symposium (ARMS-8) (USB Flash Drive), 10 Pages, 2014/10
This paper presents the methodology for constructing the geological discrete fracture network (GeoDFN) and hydrogeological discrete fracture network (HydroDFN) models using the data from the Surface-based Investigation and Construction Phases of the MIU Project. In particular, a methodology to determine the parameters for GeoDFN and HydroDFN models, such as the fracture transmissivity distribution, fracture size distribution and fracture density, are investigated. The up-scaled equivalent continuous porous media (ECPM) models, taking into account hydraulic heterogeneity at scales of up to several kilometers, have been developed based on the HydroDFN model. The results of groundwater flow analyses using the heterogeneous ECPM and homogeneous CPM hydrogeological models have been compared to confirm the importance of modeling hydraulic heterogeneity for understanding of groundwater flow condition at a scale of several kilometers.
木原 義之; 関 正之; 石橋 藤雄; 平子 一仁*; 塚田 竜也*
JNC TN8430 2005-002, 27 Pages, 2005/07
JNC-TN8430-2005-002.pdf:32.93MB
平成16年度に酸化物分散強化型(Oxide Dispersion Strengthened;以下、「ODS」と言う。)鋼被覆管により製造したMARICO-2試験片の、炉内クリープ破断データの採取を目的とした照射試験が計画されている。これに伴い、ODS鋼被覆管の強度評価の信頼性を向上させるため、これまでに得られている炉外のクリープ破断データを補完することが計画され、大洗工学センター システム部 核燃料工学グループの依頼により、この試験に供する炉外強度評価試験片の製造を行った。炉外強度評価試験片は、MARICO-2と同様の、マルテンサイト系ODS鋼(以下、「M-ODS鋼」と言う。)とフェライト系ODS鋼(以下、「F-ODS鋼」と言う。)の2鋼種の被覆管を用いて製造した。製作本数はM-ODS鋼試験片20本、F-ODS鋼試験片12本として、平成17年4月5日から平成17年5月13日にかけて試験片の製造を無事終了し、平成17年5月中旬に、大洗工学センターシステム部核燃料工学グループへ支給した。
関 正之; 石橋 藤雄; 木原 義之; 平子 一仁*; 塚田 竜也*
JNC TN8410 2005-009, 131 Pages, 2005/04
JNC-TN8410-2005-009.pdf:41.38MB
ODS鋼の接合技術開発は、昭和62年頃から融接法であるタングステンイナートガス(TIG)溶接法及びYAGパルスレーザ溶接法を用いて開始した。しかし融接法では、溶接金属部に多数の気泡を形成するとともに、母材中に均一分散させた酸化物が凝集粗大化し、接合強度を著しく低下させるため、加圧抵抗接合法(PRW法)などの固相接合法の開発に着手した。 PRW接合部の接合強度を確認するために、接合条件の最適化の後に引張試験、内圧バースト試験及び内圧クリープ試験を行った。その結果、接合部の強度は、被覆管母材と同等の強度であることを確認した。また、接合技術の開発と平行して接合部の健全性を検査するために超音波探傷検査法の非破壊検査法の開発も行った。
関 正之; 石橋 藤雄; 木原 義之; 平子 一仁*; 塚田 竜也*
JNC TN8430 2004-003, 78 Pages, 2005/03
JNC-TN8430-2004-003.pdf:61.9MB
ODS鋼被覆管の実用化見通しを早期に判断するため、日露共同研究としてロシア原子炉科学研究所(RIAR)の高速炉実験炉BOR-60を用いて照射試験を実施している。照射試験は、2003年6月から燃焼度15 at%を最終目標に約5年間にかけて行うもので、第1期照射試験は、2004年5月に目標燃焼度である5at%を達成し、現在も照射試験を継続している。第2期照射試験は、2005年5月から開始する計画となっており、この照射試験のために前回同様、マルテンサイト系ODS鋼被覆管に上部端栓を抵抗溶接法により接合し、製品検査を経て、RIARまで輸送した。今回も長尺被覆管の溶接において、接合時の加圧により被覆管にたわみ変形が発生したため、可変加重方式を採用することにし、接合開始時の初期の軸加重を低く設定することで、被覆管の挙動を抑え、製品製作を可能とした。今回、この可変加圧方式を採用したことで接合条件の許容値を広げられたことは、HOT装置の設計に関して大きな意味を持つと思われる。なお、上部端栓付被覆管は、2004年12月15日に製造を終了し、2005年1月13日にRIARに向け、出荷している。
関 正之; 石橋 藤雄; 木原 義之; 塚田 竜也*; 平子 一仁*
JNC TN8430 2004-002, 49 Pages, 2005/03
JNC-TN8430-2004-002.pdf:72.34MB
ODS鋼被覆管の照射特性を把握することを目的として、MARICO-2およびCMIR-6照射試験片の製作を行った。MARICO-2試験片およびCMIR-6試験片は、マルテンサイト系ODS鋼とフェライト系ODS鋼の2鋼種の被覆管を用いて製作した。試験片形状は、2鋼種共通仕様である。マルテンサイト系ODS鋼の製作は、平成16年2月19日から平成16年3月11日にかけ行い、その製作本数は、MARICO-2:38本(予備+QA用試験片11本を含む。)、CMIR-6:6本である。フェライト系ODS鋼の製作は、平成16年8月17日から平成16年9月22日にかけ行い、その製作本数は、MARICO-2:32本(予備+QA用11本を含む。)、CMIR-6:6本である。試験片の製作は無事終了し、マルテンサイト系ODS鋼製試験片は、平成16年5月上旬に、フェライト系ODS鋼製試験片は、10月上旬にそれぞれ大洗工学センターシステム部核燃料グループへ支給した。
河野 秀作; 関 正之; 石橋 藤雄; 平子 一仁*; 塚田 竜也*
JNC TN8430 2003-010, 28 Pages, 2003/07
JNC-TN8430-2003-010.pdf:2.18MB
抵抗溶接部に発生する欠陥は、微細であるため、従来からのX線による検査では、その欠陥を識別できないため、X線検査法に変わる手法としてより欠陥の分解能が高い、超音波法の適用について開発を行ってきた。超音波は、X線よりも物質内部へ伝わり易く、直進性も良いため、欠陥の検出能力に優れているが、超音波で得られる欠陥信号の強度と欠陥の大きさは必ずしも相対しない。これは、超音波の欠陥からの反射エコーの大きさが、反射源である欠陥の形状、向きに大きく影響されるためである。そこで、パルスモーターで探触子と試料回転軸を駆動制御させ、欠陥位置データと超音波エコーを組み合わせて画像処理を行い、欠陥の寸法及び位置を正確に把握できる溶接部超音波検査装置を開発した。しかし、超音波検査法は、あくまで比較検査法であるため、検査装置の持つ欠陥検出能や探傷感度の保証には、既知の欠陥を持つ、標準試験片や対比試験片が必要となる。標準試験片は、JIS等でも規定されているが、抵抗溶接部のような特殊な部位に発生する特異な欠陥に対しては、その形状に特化した標準試験片が必要となる。そこで、標準試験片加工方法の検討を行い、放電加工と拡散接合により標準試験片を試作した。この試作標準試験片の人工欠陥を用いて探傷感度、データ画像処理用しきい値の校正を行い、超音波による探傷結果とその部位の金相試験による実測と比較した結果、欠陥深さ方向分解能が3
m、欠陥寸法、接合長さ測定において誤差が10m以内の探傷性能を持つことが判明し、標準試験片による探傷条件校正の有効性が確認された。また、溶接部欠陥の出来方と探傷画像に特異なパターンが存在することも探傷結果と金相試験の対比により確認された。
河野 秀作; 関 正之; 石橋 藤雄; 平子 一仁*; 塚田 竜也*
JNC TN8410 2003-009, 108 Pages, 2003/05
JNC-TN8410-2003-009.pdf:9.54MB
マルテンサイト系ODS鋼被覆管の溶接特性評価のために、溶接条件及び熱処理条件の最適化試験を行った。その後に、強度測定評価試験片を製作し、接合部の強度評価試験として引張試験、内圧バースト試験、内圧クリープ試験及び単軸クリープ試験を実施した。(1)溶接特性について 良好な溶接特性を示した。溶接時に懸念された接合開始点に発生する微細剥離等は生じることなく、接合開始点のバラツキも0.05mm以内で均一な接合状態であった。母材自体の組織が均質であったことが、良好な溶接特性を示した一因と考える。(2)端栓材について 端栓材は、被覆管材と共材を用いることにより、接合部近傍における組織、炭化物の析出状態は被覆管材と同等の結果が得られた。(3)熱処理条件の最適化 溶接後に焼きならし(1050
C)と焼き戻し(780C-10分)処理を兼用することにより、接合部近傍の組織は転位密度の低い等軸粒の組織となった。また、炭化物の析出状態についても母材と同等の分布を示した。溶接時の残留応力も緩和できることから、溶接後の熱処理(焼きならし(1050
)と焼き戻し(780C-10分))は必須条件となる。(4)接合強度 すべての強度試験において、接合部の強度は、被覆管母材と同等の強度が得られた。そのため、マルテンサイト系ODS鋼の溶接技術開発は完結したと考える。
西山 元邦; 上村 勝一郎; 関 正之; 塚田 竜也*; 石橋 藤雄; 井坂 和彦*
PNC TN8410 95-046, 81 Pages, 1995/01
抵抗溶接法は、接合面近傍の母材は溶融せず、軟化した状態で接合するため、熱影響部の幅はTIG溶接法等の融接法に比べ非常に小さくなる。そこで、酸化物分散強化型鋼(以下「ODS鋼」と言う)を溶接するため、加圧抵抗溶接(PRW-Pressurized Resistance Welding)法の技術開発を行うこととし、本溶接法に関しての基本特性の把握、クミール5照射試験(高速実験炉「常陽」にて実施する)のための試験片の製作を行い、その結果が得られたので報告する。(1)今回13KA(電流)2cycle(通電時間)250kgf(加圧力)で溶接した試料は、未接合部は無く被覆管と端栓の接合状態は良好なものが得られたが、高温引張試験において接合部破断となった。また、熱影響部の幅は、1.0mmとBN社のものより若干大きい程度であった。今後は、硬さ低下を少なくする、熱影響部の幅を狭くする等の溶接条件のさらなる検討(入熱パターンを変える・突き合わせ部の変更等)を行う必要がある。(2)今回、接合面の元素分析の結果、EPMAレベルではTi、Y等の耐熱元素の凝集は確認されなかった。今後は、接合部に溶融相が残っているかどうかをTEM等により解析を行う必要がある。(3)装置付属機器の改善について以下のことがらを実施した。1.被覆管コレットチャックの隙間を0.3mmにすることにより、全体にわたり熱が均一にもたらされ、未接合部の無い接合部が得られた(今後はさらに狭くする)。2.多分岐型の給電部にすることにより、チャックとホルダの接触面の電食を無くした。(4)今回は、常温・高温引張試験のみによる強度評価を行ったが、今後は、これらの試験に加えて内圧・単軸クリープ、回転曲げ疲労試験等のデータを採取し接合部の健全性評価を行う。(5)接合部の品質保証は、モニタリング機器による溶接条件の管理および超音波探傷法を用いた検査法の開発を行う予定である。
石橋 正祐紀; 澤田 淳; 田中 達也*; 尾上 博則
no journal, ,
高レベル放射性廃棄物の地層処分では、数万年といった超長期にわたる地下環境中での物質移動を評価する必要がある。結晶質岩のような亀裂性岩盤における物質移動は、亀裂ネットワーク構造に規制され、複雑な移動経路が想定されることから、亀裂ネットワークを表現する数値モデル(亀裂ネットワーク(DFN)モデル)を用いた評価手法を適用した検討が進められている。また、瑞浪超深地層研究所における調査研究によって、地下環境中の湧水を伴う亀裂に関する情報も蓄積されつつある。そこで、本研究では、これらの情報に基づくDFNモデルの構築手法の整備を目的として、瑞浪超深地層研究所の地下500mに建設された研究坑道壁面で取得したデータの統計量を再現しうるDFNモデル構築の検討を行った。その結果、「湧水を伴う亀裂に着目した坑道壁面観察」、「湧水を伴う亀裂の透水性の推定」、「亀裂半径と透水量係数の相関を考慮した透水量係数の設定」を行うことで、坑道壁面で取得した観察事実(統計量)および周辺ボーリング孔で取得した水理特性を再現可能なDFNモデルを構築することができた。
石橋 正祐紀; 尾上 博則; 澤田 淳; 田中 達也*
no journal, ,
超深地層研究所計画では、「物質移動モデル化技術の開発」の一環として実際の割れ目の性状を考慮した割れ目ネットワークモデルのモデル化手法の開発に向けた研究を進めている。本報告では、深度500m研究アクセス北坑道を対象として実施した、坑道壁面観察で把握した湧水を伴う割れ目に着目したデータ解析結果およびモデル化手法の検討結果について提示する。
石橋 竜也; 大島 達也*; 下条 晃司郎
no journal, ,
NiやCoはリチウムイオン電池(LIBs)などの普及により更なる需要が見込まれる。一方でLIBsのリサイクル率は約10%とかなり低く、今後LIBsの大量廃棄が予想されることからNi, Coの回収技術の確立が望ましい。本研究ではLIBsからのNi, Coの分離回収を行うため、新規抽出剤テトラオクチルニトリロ酢酸ジアセトアミド(TONAADA)によるNi, Co, Mn, Liの抽出実験を行い、分離性能を調査した。その結果、TONAADAはNi 
Co Mn 
Liの順に選択的に抽出し、NiとCoに対して高い分離能力を示すことが明らかとなった。
小林 賢二; 石井 達也; 坪田 陽一; 塩谷 聡; 石橋 奈敬; 中川 貴博
no journal, ,
[1.はじめに] R3-4廃炉・汚染水対策事業費補助金(安全システムの開発(被ばく線量評価のための分析手法の技術開発)の成果の一部である「高汚染・高温多湿な作業場における身体負荷を軽減する防護装備の開発」についてシリーズで報告する。[2.概要] 高汚染・湿潤環境における代表的な装備として、全面マスク及び完全防水ビニールスーツがあげられる。これらの装備は作業者の熱や汗による湿気がこもり、身体負荷が高い。この状態では熱中症や集中力低下によるクロスコンタミネーション等のリスクが高くなる。そこで高汚染・高温多湿な作業場における身体負荷を軽減する防護装備として、冷気送風全面マスク及び透湿性防護服を試作した。また、それらの装備を着用した高温多湿環境下における効果検証試験を行った。本発表では冷気送風全面マスクの開発を中心に報告する。[3.冷気送風全面マスクの開発] 既存技術として、体幹を冷やすための冷却ベストや外部の空気をマスク内に送風するルーズフィット型送風マスクがある。本事業では「高汚染区域の使用を想定したタイトフィット型全面マスク内部に、冷却ベストと冷却機構を共用することで冷風を送る」をコンセプトとして、冷気送風全面マスクの開発を行った。開発のポイントは「(1)冷却機構、(2)送風機構、(3)全面マスクと(1)(2)との接続」である。(1)冷却ベスト用の保冷剤を利用して、アルミ製熱交換器の内部の空気を冷やすデザインとした。アルミ製熱交換器は凝結水を溜められる設計とした。(2)小型ブロワや大容量バッテリーにより、必要な送風時間の確保 や小型軽量化を図った。(3)全面マスク内部へフィルター通過後に送気できるよう、全面マスクのフィルターと冷却・送風機構を接続するアタッチメントを作製した。試作品に対する単体性能試験では、周囲に比べて面体内の暑さ指数(温度や湿度を因子に持つ指標)を約4C
低減(26.8C 
22.7C)することができた。これは暑さ指数を用いた運動に関する指針において、一段階レベルを低減(警戒レベル 注意レベル)できるものである。
石井 達也; 小林 賢二; 坪田 陽一; 塩谷 聡; 石橋 奈敬; 中川 貴博
no journal, ,
高汚染・湿潤環境における代表的な防護服であるビニールスーツには、以下のデメリットがある。(1)透湿性に乏しく、湿気や熱がこもり暑い、(2)全面マスクが外部に露出しているため、脱装時にそこを除染する必要がある、(3)脱装時にハサミを使用することによるクロスコンタミネーションのリスクがある。これらを改善することを目標に、透湿性防護服の設計試作を行った。透湿性防護服の改善点は次の3点である。(1)防護服の生地について、多孔性フィルムを不織布で挟んで接着したものを使用した。「JIS Z 4809:2012放射性物質による汚染に対する防護服」に基づいた性能試験で十分な透湿性や防水性があることを確認した。(2)全面マスクを完全に覆う構造とし、視界確保のためにフェイスシールドを設けた。(3)背面にファスナーを設け、ハサミを使用せず脱装できるようにした。また、ファスナーが汚染しないようにフラップカバーも設けた。次に、透湿性防護服及び冷気送風全面マスクを用いて、身体負荷軽減の効果検証試験を行った。温度や湿度を因子に持つ暑さ指数が31C以上(危険レベル)の高温多湿環境において、重い荷物の運搬相当の運動強度(8.0METs)として、エアロバイクを10分間漕ぎながら、深部体温、脈拍数、防護服内温度・湿度を測定した。4パターンの装備条件で試験を行い、開発した防護装備による身体負荷軽減効果として、暑さ指数が約1
3C低減されることを確認した。また、着用者から「暑さや蒸れが改善された」「呼吸が楽になった」という感想が得られた。
小林 賢二; 石井 達也; 坪田 陽一; 塩谷 聡; 石橋 奈敬; 中川 貴博
no journal, ,
高汚染・湿潤環境における代表的な装備として、全面マスクや完全防水ビニールスーツがある。これらの装備は熱や汗による湿気がこもり身体負荷が高い。この状態では熱中症をはじめ集中力低下による労働災害のリスクが高くなる。そこで高汚染・高温多湿な作業場における身体負荷軽減装備として、冷気送風全面マスク及び透湿性防護服を試作した。また、それらの装備を着用した効果検証試験を行った。本発表では冷気送風全面マスクの開発を中心に報告する。
石井 達也; 小林 賢二; 坪田 陽一; 塩谷 聡; 石橋 奈敬; 中川 貴博
no journal, ,
高汚染・高温多湿な作業場における代表的な装備として、全面マスク及び完全防水ビニールスーツがあげられる。これらの装備は作業者の熱や汗による湿気がこもり、身体負荷が高い。そこで当該作業場における身体負荷を軽減する防護装備として、冷気送風全面マスク及び透湿性防護服を試作した。本発表では、透湿性や汚染リスクを考慮した透湿性防護服及び試作装備を着用した高温多湿環境下における効果検証試験について報告する。