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線放射化分析によるたたら製鉄試料中のヒ素とアンチモンの定量伊下 信也*; 鈴木 章悟*; 岡田 往子*; 加藤 将彦*; 平井 昭司*; 木村 敦; 初川 雄一; 藤 暢輔; 小泉 光生; 大島 真澄
鉄と鋼, 94(9), p.345 - 350, 2008/09
日本独自の製鉄法として知られるたたら製鉄の発祥や発展については、未だに解明されていない点がある。たたら製鉄試料中のヒ素とアンチモンの濃度を定量分析することで、原料の産地推定が可能であり、このような科学分析がたたら製鉄に関する謎を解く糸口になると考えられる。たたら製鉄関連試料中のヒ素とアンチモンは、ppmもしくはsub-ppmオーダーと低レベルである点、主成分元素や不純物元素の放射化により発生する妨害線の影響により、検出器1台で行われる通常の機器中性子放射化分析(INAA)では、定量できない場合があった。そこで、本研究ではINAAよりも高感度分析が可能である多重線放射化分析(NAAMG)により模擬たたら製鉄試料(鉄塊,鉄滓,砂鉄)中のヒ素とアンチモンの定量を行った。定量の結果、ヒ素では定量下限値0.1ppmオーダー、アンチモンは、0.001ppmオーダーで分析が可能であることがわかり、INAAでは定量できなかった試料についても定量できた。現代鉄鋼と比べ、模擬たたら製鉄試料中の不純物は高レベルであり妨害線強度が大きい条件にもかかわらず、鉄や鉄滓中の低レベルのヒ素とアンチモンの定量ができたことにより、鉄鋼試料に対してのNAAMGの有用性が確認された。
川村 淳; 西山 成哲; Jia, H.*; 小泉 由起子*; 丹羽 正和; 梅田 浩司*
no journal, ,
20万分の1の地質図幅を対象に岩脈類を抽出し、位置情報などをGISデータ化した。全体的には岩脈の長軸長は1km未満のものが半数以上を占め、地表に露出している第四紀の岩脈分布は第四紀火山から10km以内に限られる。第四紀よりも古い岩脈については、第四紀火山と岩脈との距離、その方位と岩脈の伸長方向のなす角の関係を検討した結果、第四紀火山との関係性は低いと考えられる。四国の石鎚コールドロン及び吉備高原のアルカリ玄武岩岩脈群を事例として、新第三紀の火山活動と周辺に分布する岩脈との関係についても検討した。その結果、石鎚コールドロンの場合、関連する岩脈との距離は最大で5km程度であることが示された。また、中国地方の吉備高原の岩鐘群ついては、活動の中心点から概ね15kmの範囲内に分布する。以上のような網羅的な情報収集及びそれらを用いた統計的な検討は、処分事業においてマグマの影響範囲を調査・評価する上での基礎情報としても有益であると考えられる。
川村 淳; 西山 成哲; 小松 哲也; Jia, H.*; 景山 宗一郎*; 小泉 由起子*; 中西 利典*
no journal, ,
高レベル放射性廃棄物の地層処分事業や安全規制において、地層処分のサイト選定や安全評価における重要な隆起・侵食に関する調査・評価技術における課題の一つとして、遠い将来において主に河川下刻による地形の変化が地下の地質環境に与える変化やその影響について、定量的評価を可能にする必要がある。地質環境条件のうち、地下水の涵養域や流出域の変化は、地表水の地下への浸透または地下水の地表への流出と流向が変化することにもなるため性能評価モデル構築の際に重要となる。今回は流域面積の大小や隆起速度の異なる河川を選定し、それぞれの河川の地形特徴量の計測対象となる流域区分した。区分された流域について10項目の地形特徴量を計測し、地形特徴量の変化傾向についてデータ化した。また、表面流出の流れ易さ・流れ難さを表す指標として定義された「流出指標」も算出し河川下刻が地形に与える影響を推定し可視化した。検討対象とした河川について、地形特徴量のうち地形の険しさの指標となる「流域平均侵食高」、「地形の煩雑さ」、「流域起伏数」の主成分得点の高い区分流域が中
上流部に集中する傾向がみられた。流出指標については標高が高い区分流域が集中する領域が高い傾向にあることが示された。この傾向は一般的な理解と整合的であるが、その領域区分を定性的ではなくある程度定量的に提示できたことに意義があると考える。
西山 成哲; 川村 淳; 小松 哲也; Jia, H.*; 小泉 由起子*; 中西 利典*; 梅田 浩司*
no journal, ,
高レベル放射性廃棄物の地層処分事業や安全規制において、地層処分のサイト選定や安全評価における重要な隆起・侵食に関する調査・評価技術における課題の一つとして、河川下刻が遠い将来における地表の地形や地下の地質環境に与える変化やその影響について、定量的評価を可能にする必要がある。地形変化を考慮した性能評価モデルの検討においては、河川の横断面形状の情報を基にシミュレーションされるが、河川横断形状に関する情報の整理はあまりされていない。著者らは、このような背景のもと、我が国における主要な河川を対象に国土地理院の10m DEMを用いたGISによる地形解析により、河川を中心とした横断面形状データを取得してきた(川村ほか, 2023)。本検討では、対象河川を増やしデータを拡充し、データ整理を行った。本発表では、各河川における横断面形状の比較を行った上で、下流から上流にかけての比高の変化、河床からピーク標高までの水平距離などを、隆起速度、地質、気候条件等でグルーピングし整理を行った結果を報告する。これらの結果は、地形変化シミュレーションなど将来予測や地形変化を取り入れた性能評価モデルの妥当性の検証等に寄与する情報になる。
西山 成哲; 川村 淳; Jia, H.*; 小泉 由起子*
no journal, ,
地層処分のサイト選定や安全評価に重要となる火山・火成活動については、その調査・評価技術における課題の一つとして、マグマの影響範囲を把握するための技術の高度化が挙げられる。そこで我々は産業技術総合研究所発行の地質図幅に着目し、地質図幅から「岩脈類」を抽出し、第四紀火山との関連性について評価を試みた。情報収集対象は20万分の1の地質図幅とし、「中国・四国地方」、「北陸・中部及び近畿地方」であり、データ抽出作業としては、岩脈の分布についてはGISソフトウェアを用いてデジタルでトレースを行いGISデータとして整理したうえで、「位置」、「サイズ」、「方位」などのデータを抽出し、表計算ソフトウェア上に整理した。また、古カルデラ・コールドロンが存在しており、それらの位置を文献情報に基づきGIS化するとともに、それらと岩脈との距離についてもデータ化した。抽出された火山岩岩脈等の数は、全体で1,219個であった。また、66個の第四紀火山及び33個の古カルデラ・コールドロンの情報も整理した。このような岩脈情報の網羅的な収集及びそれらを用いた統計的な検討は、地層処分事業においてマグマの影響範囲を調査・評価する上での基礎情報としても有益であると考えられる。例えば、既存の火山の将来的な発達や、新規火山の発生に係る評価を行うための、岩脈形成に関する地球物理学的モデルや確率論的なモデルの構築に有用となり得る。
西山 成哲; 川村 淳*; 加藤 由梨; 小泉 由起子*; Jia, H.*
no journal, ,
地層処分の安全評価では、長期的な地形変化による流出域・涵養域の分布の変化を考慮に入れた地下水流動場を想定する必要がある。地形データから流出域・涵養域を推定するツールはすでに開発されているが、本研究では、そのツールの適用性を確認するため、これまでに適用されていない地質体かつ広域の領域を事例対象とし、本手法の適用性を検討する。
新里 忠史; 佐々木 圭一*; 小泉 由起子*; Jia, H.*; 沖野 遼*
no journal, ,
本研究では、2014年から2020年にかけて帰還困難区域を除く県内全域の約70-80地点から毎年取得された常緑針葉樹林における林床リター層および土壌層のセシウム137濃度データセットを対象にクラスター分析を実施した。その結果、同一調査年においても著しく異なるCs深度分布を示す調査地のグループが混在しており、セシウム137深度分布の進展状況が調査地で大きく異なることが明らかとなった。今後、林床のセシウム137深度分布の進展状況に差異をもたらす要因について、土壌物理性や初期沈着後の降雨状況、沈着様式との関連性を検討する予定である。
川村 淳; Jia, H.*; 小泉 由起子*; 丹羽 正和; 梅田 浩司*
no journal, ,
20万分の1の地質図幅を対象に岩脈類を抽出し、位置情報などをGISデータ化した。抽出された火山岩岩脈等の数は、中国地方593,四国地方228及び北海道南部渡島半島308であった。全体的には岩脈の長軸長は1km未満のものが半数以上を占め、2km未満まで含めると80%を超える。10kmを超える岩脈もあるが、これはコールドロンの外周に分布しているものである。3地域において地表に露出している第四紀の岩脈分布は第四紀火山から10km以内に限られる。第四紀よりも古い岩脈については、第四紀火山と岩脈との距離、その方位と岩脈の伸長方向のなす角の関係を検討した結果、第四紀火山との関係性は低いと考えられる。四国の石鎚コールドロン及び吉備高原のアルカリ玄武岩岩脈群を事例として、新第三紀の火山活動と周辺に分布する岩脈との関係についても検討した。その結果、石鎚コールドロンの場合、関連する岩脈との距離は最大で5km程度であることが示された。また、中国地方の吉備高原の岩鐘群ついては、活動の中心点から概ね15kmの範囲内に分布することが分かった。以上のような網羅的な情報収集及びそれらを用いた統計的な検討は、処分事業においてマグマの影響範囲を調査・評価する上での基礎情報としても有益であると考えられる。
川村 淳; Jia, H.*; 小泉 由起子*; 西山 成哲; 梅田 浩司*
no journal, ,
10m DEMを用いたGISによる地形解析により、安倍川、大井川及び熊野川の3河川について、河口を起点とし3km毎に河川の流路に直交する片側2kmの河川横断線を作成し、河川横断線の地質情報を抽出した。3河川の横断面線を同一表示させると、上流ほど河床が上昇し起伏が大きくなる様子が見てとれる。横断面形状を比較すると3河川とも似た傾向を示すことがわかり、中上流部の河川両岸の起伏のピークは河川中央からおおよそ5001500mに位置し、河床とピークの比高もおおよそ200600mになる傾向がある。河床と両岸の比高がある程度形成されてからの平均的な横断面線を作成した結果、3河川とも平坦な面から両岸約1000mより河川に向かって傾斜し、河川の深さは300400m程度となった。また、河川両岸のピークと河床の標高差は上流程大きくなる、すなわち、上流ほど河床までの谷の深さが増す傾向がみられた。河床標高から作成した河川縦断の河床勾配を取ると、地質や地質構造にかかわらず3河川ともある程度の上流域から勾配トレンドが上昇する変曲点がみられた。河口付近の比較的平坦な地形から上流にさかのぼった河床高度の上昇や起伏の増加の傾向は疑似的ではあるものの、平坦な低地から隆起・侵食による地形形成の時間的な過程を示唆するものと考えられ、このことは、地形変化シミュレーションなど将来予測や地形変化を取り入れた性能評価モデルの妥当性の検証等に寄与する情報になる。
川村 淳; 西山 成哲; Jia, H.*; 小泉 由起子*; 梅田 浩司*; 中西 利典*
no journal, ,
川の周りの地形は、河口付近では平野が広がって平坦であるが、上流に遡るほど深い谷が形成されている。こうした地形の違いは、地盤の固さや隆起速度と、地盤を刻み込む河川の侵食力との関係を現している。本発表では、静岡県の安倍川と大井川の周辺の地形を事例として、沿岸から上流域にかけての河川の横断面データを解析した研究事例を紹介する。今回紹介する事例は、静岡県の扇状地性の沿岸平野や上流部の起伏が、地盤の隆起と河川による侵食によって形成される過程を知る手掛かりにもなるものと考えられる。
川村 淳; 西山 成哲; 小松 哲也; Jia, H.*; 小泉 由起子*; 樺沢 さつき; 梅田 浩司*
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は、評価期間が数十万年を超えることから、隆起・侵食等による長期的な地形を含む地表環境の変遷の影響が重要となる。隆起・侵食による核種移行評価への影響のひとつとして、河川下刻などの地形起伏の変化による地下水の流出域・涵養域の位置の変化があり、これらは生活圏評価プロセスに影響を与えることが想定される。この課題を検討するためのツールとして、「地形・処分場深度変遷解析ツール」が開発されている。一方、このツールで作成された地形については、地下環境や地表環境への影響評価を行う上でどの程度現実的なものであるかを実際の地形と比較することにより確認する必要があるが、河川の下刻によって形成された横断地形等に関する検討事例は少ない。本報告では、実際の河川を対象とした実地形データと上記ツールを用いて構築した仮想地形データを用いて同様の地形解析を試行し、地表の起伏が地下環境及び地表環境に与える影響評価に必要な基礎情報となる河川横断面や流出指標などとの比較・検討結果について報告する。
川村 淳; 西山 成哲; Jia, H.*; 石川 泰己*; 小泉 由起子*
no journal, ,
地層処分システムに著しい影響を与える可能性がある天然現象のうち、地震・断層活動に関しては新たな断層が発生した場合や地質断層が再活動した際の断層周辺の破砕帯、ダメージゾーンなどの閉じ込め機能の喪失に関わる影響範囲のモデル化が必要となる。断層が形成されるとその断層が地下水の新たな移行経路になるなどの複雑な状況が想定されるが、変位量や断層面の性状は同一の断層においても均質ではないと考えられる。しかしながら、これまでの安全評価に関する検討で採用されているモデルでは断層の変位量や断層面の性状が均質なものとして取り扱われており、これらの不均質を反映したモデルを提示するまでには至っていない。地質工学分野においては微小地震に基づく岩盤割れ目の発達を把握する技術が確立されており、地震発生後の微小地震を含む余震の発生域がダメージゾーンの範囲を示唆するものと考えられる。また、気象庁が公開している「震源過程などの解析結果」の断層モデルが断層の変位量や断層面の性状を推察するうえで有力な参考情報となる可能性がある。そこで、評価モデルへの反映を念頭に、地震・断層に関するデータを収集・整理する試行的な取り組みを実施した。その結果、モデル化の際に参考となる断層活動の規模に応じた余震域の範囲や形状を3次元情報として表現することができた。また、断層面の透水性等物性の不均質性に直接的ではないものの、それらを検討する際に参考になる情報として収集・整理することができた。
川村 淳*; 西山 成哲; Jia, H.*; 石川 泰己*; 小泉 由起子*
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地層処分のサイト選定や安全評価において、野外で認められる岩脈は、火山・火成活動の影響範囲を評価する上で重要な評価対象となる。岩脈は、先行研究により地質図上に示されていることも多く、事前の調査においてその分布をある程度把握できる可能性がある。そこで我々は、まずは全国的に整備されている20万分の1地質図幅から「岩脈類」をGIS上に抽出し、地質時代ごとの整理を試みた。本発表では、「中国・四国地方」及び「北陸・中部及び近畿地方」のデータ収集・整備状況について報告する。整理の結果、「岩脈類」は第四紀よりも前の時代のものが多数分布しており、古カルデラ・コールドロンの活動に関連したものも多く抽出された。本研究のデータは、第四紀火山との関連やその活動影響範囲を評価するための基礎情報になるだけでなく、第四紀よりも前の火成活動の様式や、活動当時の応力状態の把握など、学術的にも有用なデータとなることが期待できる。
川村 淳*; 西山 成哲; Jia, H.*; 石川 泰己*; 小泉 由起子*
no journal, ,
高レベル放射性廃棄物の地層処分の安全評価のための調査・評価技術における課題の一つとして、隆起・侵食に伴い河川下刻が将来の地表地形や地下地質環境に与える変化やその影響についての定量的評価がある。河川下刻による地表地形の変化は、地下水流動に変化を及ぼすほか処分場の地表への接近に対しても考慮が必要である。このような検討には河川の横断面形状の情報が必要になるが、研究対象となることが多い河川縦断形に比べ参考になる情報が少ない。そこで我々は我が国の河川を対象に国土地理院の10m DEMを用いたGISによる地形解析により、河川を中心とした横断面形状データを収集してきた。実河川の比較では、河床の主な地質の違いによる比高差に大きな差異はなく、隆起速度に依存する傾向がみられた。仮想河川と実河川の比較では、仮想河川と実河川の解像度に差があるものの、ピーク比高に関するデータは隆起速度に応じて高くなる傾向が認められ、実河川の傾向と矛盾しない。但し、比高が実際の地形と比較して小さくなる傾向が認められ、仮想地形と実際の地形との間のギャップも確認された。
西山 成哲; 川村 淳*; 加藤 由梨; 小泉 由起子*; Jia, H.*; 中西 利典*
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地形と河川や地下水の流れ方には密接な関係があるので、河川や地下水の特徴を利用して地形の成り立ちを読み解くことで未来の水の流れ方を推定する方法がある。この方法の実用性を高めるには、実際の水の流れ方と合うかどうかを検証した事例を増やす必要がある。静岡県の安倍川流域には、河川流量データが欠測なく測定されている期間が豊富にあり、この検証に適している。本発表では、安倍川流域を対象に検証した結果について報告する。
川村 淳*; 西山 成哲; Jia, H.*; 石川 泰己*; 小泉 由起子*; 中西 利典*
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地形の成り立ちには、南アルプスのような地殻変動に伴う隆起による山地形成と、大井川・安倍川など河川による大地の削剥がある。こうした相互作用を科学的に評価するために、国内の13河川を対象に河口から上流にかけて等間隔で流向に直交方向に設定した横断面の標高データを取得した。また、各河川の河川中央を比高0mとした高度差を計算することで、各断面の平均比高を系統的に整理して、平均的な斜面形状を比較した。その結果、平均的な斜面形状と隆起速度に相関性が見られた。
川村 淳*; 西山 成哲; Jia, H.*; 小泉 由起子*; 石川 泰己*; 梅田 浩司*
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土岐地球年代学研究所では、高レベル放射性廃棄物の地層処分技術に関する研究開発の一環として、その基盤的な研究である「地質環境の長期安定性に関する研究」を進めている。このうち隆起・侵食の調査・評価技術の整備では、主に「熱年代法・地質温度圧力計などを用いた隆起・侵食評価手法の整備」、「離水地形のマルチ年代測定に基づく隆起・侵食速度推定技術の高度化」、及び「地質環境長期変遷のモデル化に反映するための地形解析・総合的調査技術の高度化」の研究開発を進めている。本報告では例として「地質環境長期変遷のモデル化に反映するための地形解析・総合的調査技術の高度化」の現状について紹介する。
西山 成哲; 川村 淳; 小松 哲也; Jia, H.*; 小泉 由起子*; 樺沢 さつき; 中西 利典*; 梅田 浩司*
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高レベル放射性廃棄物の地層処分における安全評価では、評価期間が数十万年を超えることから、隆起・侵食等による長期的な地形を含む地表環境の変遷の影響が重要となる。その課題の一つとして、遠い将来において河川下刻による地形の変化が地下の地質環境に与える影響について、定量的評価を可能にする必要がある。河川の下刻は、長期的な山地の形成において重要な要素である。著者らはこれまで、日本各地の河川を対象に、GISソフトを用いて河川の横断面形状のデータを収集し、概ね横断面上の比高とその地域の隆起速度の間に相関があることを見出している(川村ほか, 2023; 西山ほか, 2024)。しかし、実際の地形を対象とした検討の場合、隆起速度以外の要素が地形変化に影響を及ぼしている可能性があり、隆起速度による河川の下刻の影響を把握することは困難である。一方で、隆起速度をインプットデータとして地形変化のシミュレーションを可能とするツールが開発されている(山口ほか, 2020)。山口ほか(2020)は、河川による下刻の影響を考慮した地形・処分場深度変遷解析ツールを開発し、将来の処分場の深度変化や核種移行経路への影響の評価に向けた検討を行っている。ここで開発されたツールは、ArcGISのモデルとして構築されており、著者らが実施してきた解析と親和性が高い。本研究では、隆起速度をインプットデータとしてシミュレーションにより仮想的に作成した地形から、河川の横断面形状のデータを収集し、実際の地形の河川の横断面データ(西山ほか, 2024)との比較・検討を行った結果を報告する。
川村 淳; Jia, H.*; 小泉 由起子*; 丹羽 正和; 梅田 浩司*
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高レベル放射性廃棄物の地層処分事業や安全規制における火山・火成活動に関する調査・評価技術における課題の一つとして、マグマの影響範囲を把握するための技術の高度化が挙げられる。この課題に対しては、特に岩脈の発達が第四紀火山の中心から半径15km以上に及ぶ場合のデータの蓄積が求められるが、現存の火山体下に伏在している火道やそこから派生している岩脈の分布を把握することは現実的に困難である。野外で地質踏査をすると、第四紀火山から離れた場所でも小規模ながら岩脈が貫入している露頭が見つかることがある。このような岩脈が近傍の第四紀火山に関連するかどうかは、岩脈の広がりを評価するうえで重要となる。そこで、産業技術総合研究所発行の地質図幅から「岩脈」を抽出し、周辺の第四紀火山との関連性について評価を試みた。予察的な検討として中国地方の第四紀火山の大山を事例対象とし、それをカバーする20万分の1の地質図幅を使用した。抽出対象とした「岩脈」は図幅の凡例にある「寄生火山」,「貫入岩」,「岩頸」,「岩脈」及び「岩床」を対象とした。また、データ抽出作業としては、岩脈の分布についてはデジタルでトレースを行い、GISデータを作成して白地図上に整理したうえで、「位置(緯度・経度)」,「サイズ(長径・短径など)」,「時代」,「岩型」,「岩脈が貫入している地層名,時代」及び「最寄り火山の火山名、火口からの距離」のデータを抽出し、その結果抽出された火山岩岩脈等の合計数は151であった。第四紀火山に関連する岩脈類は新規大山火山噴出物(寄生火山)に限られ、それらの分布も大山の火山体内に限られる。一方、火山より離れた地点に位置する岩脈類は全て新第三紀以前に形成されたものと判定されており、溶岩もあるがドレライトや閃緑岩など深部で形成されたことが示唆される岩石の岩脈もある。また、先新第三紀の岩脈類は、浜田と岡山及丸亀図幅の一部に認められ、レンズ状の分布形態を示すものが比較的多く認められる。産状は酸性岩の岩脈を主体としている。このことは第四紀よりも以前に深部で形成された岩脈が削剥により地表に見られるようになったことを示唆していると考えられる。
川村 淳; 西山 成哲; 小松 哲也; Jia, H.*; 小泉 由起子*; 樺沢 さつき; 中西 利典*; 梅田 浩司*
no journal, ,
高レベル放射性廃棄物の地層処分事業や安全規制において、地層処分のサイト選定や安全評価における重要な隆起・侵食に関する調査・評価技術における課題の一つとして、将来において主に河川下刻による地形の変化が地下の地質環境に与える変化やその影響について、定量的評価を可能にする必要がある。地質環境条件のうち、地下水の涵養域や流出域の変化は、地表水の地下への浸透または地下水の地表への流出と流向が変化することにもなるため性能評価モデル構築の際に重要となる。涵養域・流出域を評価するためには、降水量や河川流量の実測データを用いて行うのが確実である。しかしながら、過去や将来あるいは地形変化シミュレーションによる仮想の地形を対象とする場合には実測が不可能であるため、地形の情報から間接的に推定する技術が必要になる。この研究技術の一つとして、「数値標高モデルを用いて地形特徴量を計測したうえで統計量解析手法によって流出量を算定し指標として可視化する手法」が開発されている。既往の検討において、流域面積の大小や隆起速度の異なる安倍川、大井川及び吉井川の3河川への適用も試行し、標高が高い区分流域が集中する領域が高い、すなわち表層水が流れやすい傾向になるという、一般的な理解と整合的な結果をある程度定量的に提示できた。ここでは、既往検討に続き、地形変化シミュレーションによって作成された仮想地形を対象に同手法を適用し、実際の河川と比較・検討例を報告する。
