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論文

Proton-exchange mechanism of specific Cs$$^{+}$$ adsorption $$via$$ lattice defect sites of Prussian blue filled with coordination and crystallization water molecules

石崎 学*; 秋葉 沙依*; 大谷 麻子*; 星 祐二*; 小野 健太*; 松葉 茉優*; 富樫 貴成*; 金井塚 勝彦*; 坂本 政臣*; 高橋 顕*; et al.

Dalton Transactions, 42(45), p.16049 - 16055, 2013/12

 被引用回数:128 パーセンタイル:99.42(Chemistry, Inorganic & Nuclear)

福島第一原子力発電所の事故を受けて、プルシアンブルー(PB)をベースにした高性能セシウム(Cs)吸着剤を開発するために、PBへのCsイオンの吸着の基本メカニズムを明らかにした。Csイオン吸着能に関して2種類のPBナノ粒子を比較したところ、4Fe$$^{3+}$$と3[Fe$$^{II}$$(CN)$$_{6}$$]$$^{4-}$$から合成された典型的なPB-1では、市販のPB-2よりも効率的に吸着することを明らかにした。この違いが、PB上に形成される欠陥の数で決まることを突き止めることができた。

報告書

地質・気候関連事象に関するFEPデータベースの整備; 隆起・沈降・地震活動・気候変動(受託研究)

酒井 隆太郎; 武田 聖司; 木村 英雄; 松葉 久*

JAEA-Data/Code 2011-005, 107 Pages, 2011/06

JAEA-Data-Code-2011-005.pdf:2.74MB

高レベル放射性廃棄物の地層処分の安全性の評価においては、長期にわたる地震活動や火山活動など地質・気候関連事象の外的要因による地下水環境への影響を想定しておく必要がある。このため、それらの条件や現象,安全性への影響など多岐に渡る情報を体系化し、外的要因を含むシナリオ構築を進めることが重要である。本研究では、シナリオ整備のため、地質・気候関連事象のうち、地震活動,隆起・沈降,気候変動について、事象の発生から処分システムに至るまでのTHMCに関する影響の伝搬プロセスを具体化し、FEP相関関係図を含むFEPデータベースを作成することにより、安全性への影響の可能性について体系的な整理を行った。

論文

北海道北部地域を対象とした涵養量評価

池田 誠; 宗像 雅広; 酒井 隆太郎; 木村 英雄; Jia, H.*; 松葉 久*

日本地下水学会2011年春季講演会講演要旨, p.86 - 91, 2011/05

本研究の目的は、分布型タンクモデルを用いて北海道北部地域を対象に涵養量の評価手法について検討を行うことである。対象地域が冬期に積雪、春期に融雪を伴う地域であるので、これらの現象を再現する積雪・融雪モデルも別途設置している。タンクモデルを構築した後に、メッシュ気候値2000の月降水量を入力データとする水収支計算を行った。水収支計算での蒸発散量は、衛星画像解析から得られた土地被覆分類からアルベドを考慮したマッキンク法を用いて推定を行った。構築したモデルの再現性の検証を行うため、対象地域内で河川流量を有する流域において水収支シミュレーションを実施し、良好な再現性を確認した。再現性を得られた際のパラメータを用いて、水収支計算を行い涵養量の評価を行った。その結果、年間の涵養量は1kmグリッドあたり平均で24.6mmであった。また、対象地域全体で年間降水量に対する涵養量の割合は2.0%となり、対象地域における涵養量は非常に少ないことが示唆された。本研究で構築した分布型タンクモデルを用いることで、対象地域における水循環を俯瞰し、地形・地質特性を考慮した広域的な涵養量評価が可能となった。

論文

分布型タンクモデルを用いた涵養量評価

池田 誠; 宗像 雅広; 酒井 隆太郎; 渕脇 博孝; 木村 英雄; 松葉 久*

日本地下水学会2010年秋季講演会講演要旨, p.282 - 287, 2010/11

本研究は、北海道北部に位置する幌延地域を包括する天塩川流域を対象に、分布型タンクモデルを構築し、流域内の涵養量を評価することを目的とする。当該地域は、冬季に積雪、春季に融雪を伴う地域であるため、積雪・融雪を再現するモデルも設置している。モデルの構築を行った後に、気象データ(メッシュ気候値2000),地質データ(国土数値情報)を用いて流域内での水収支シミュレーションを実施し、タンクモデルからの流出量と実測河川流量との比較からモデルの再現性の検討を行い流域内の毎月の涵養量を評価した。その結果、月平均で1.8mmの涵養量であると評価できた。融雪によって水量が増加する時期では涵養量が増加し、冬期の積雪により水量供給が減少する時期では貯留量の減少に伴い、涵養量の減少が示され、融雪の開始前後では涵養量が大きく異なる結果となった。また、月ごとの涵養量が月降水量に対して単純にどの程度の割合であるかについて検討を行ったところ、積雪・融雪の影響を受ける期間を除く7月から10月までの各月では、約6%前後となったことから、当該地域における月降水量に対する月涵養量の割合は約6%であることが示唆された。

口頭

GISによる広域地下水流動範囲の設定方法に関する研究; 結晶質岩分布地域の例

山川 正*; 松葉 久; 宗像 雅広; 木村 英雄

no journal, , 

広域地下水流動における解析範囲の設定方法として、地形,地質,水文などのおもに地表情報に関連する既往データを利用し、GISを活用する方法について検討した。対象地域には、広域地下水流動に影響を及ぼす要因が少ない地域として、結晶質岩が広域に分布し地質構造が単純な、そして、集水盆の形態が地形的に明瞭な地域を選んだ。検討の結果、この検討では広域的なポテンシャル流や周辺に存在する断裂の存在を考慮したことにより、同地域の広域地下水流動の範囲は、当該地域の最高峰及び隣接水盆を含む地域まで及んでおり、従来の地形をもとにした範囲より広い地域まで及んでいる可能性が指摘できた。

口頭

地層処分の安全規制にかかわる広域地下水流動に関する研究

木村 英雄; 宗像 雅広; 花谷 育雄; 酒井 隆太郎; 滑川 麻紀; 松葉 久

no journal, , 

高レベル放射性廃棄物に関しては、平成20年代前半に処分施設の精密調査地区選定が行われる予定であり、その際には、規制機関の関与が求められることが考えられる。高レベル放射性廃棄物を地層処分する場合に安全性を確保するためには、放射性廃棄物の地下水流動に伴う人間社会への移行を抑制することが重要である。そこで、その移行を評価するために、隆起侵食,海水準の変動等の天然事象の変化等による外的要因を含む広域かつ長期にわたる地下水流動のメカニズムを解明し、広域における長期的地下水流動の評価手法を整備する必要がある。日本原子力研究開発機構安全研究センターでは、経済産業省原子力安全・保安院より「地層処分にかかわる水文地質学的変化による影響に関する調査」を受託した。本研究は、高レベル放射性廃棄物の地層処分を対象に、広域における地下水流動の評価手法を整備するものである。本報告ではこれまでの調査結果概要及び規制行政庁を支援するための研究について報告する。

口頭

地層処分の安全評価にかかわる広域を対象とした長期地下水流動に関する研究,2; 解析対象範囲の検討

渕脇 博孝; 松葉 久; 宗像 雅広

no journal, , 

広域を対象とした長期的な地下水流動における解析範囲の設定方法として、地形,地質,水文等のおもに地表情報に関連する既往データを利用し、GISを活用する方法について検討を進めている。その適用事例として、内陸域の結晶質岩分布地域で3例、沿岸域の堆積岩分布地域で1例、それぞれ検討を実施した。後者の1例に関しては、将来の地形・海水面変化を考慮した場合の解析対象範囲についても検討した。その検討結果としての解析対象範囲を、別途実施した地下水流動解析の結果と比較した。その結果、現在地形に対する地下水流動解析のための解析範囲については、GIS解析結果を用いて合理的な範囲で解析領域の設定が行えることがわかった。また、将来の地形変化と海水面変化を考慮した場合の解析範囲の設定に関しては、考慮すべき時間の想定が重要であり、例えば、数万年後と10万年後の地形の変化量は大きく異なることから、これらの将来的予想が、長期的な地下水流動解析のための領域の設定に大きく影響することがわかった。

口頭

地層処分の安全評価にかかわる広域を対象とした長期地下水流動に関する研究,1; 研究概要

木村 英雄; 宗像 雅広; 花谷 育雄; 酒井 隆太郎; 渕脇 博孝; 松葉 久

no journal, , 

地層処分評価手法の整備を目的として、(1)外的要因を考慮した広域かつ長期にわたる地下水流動解析モデルの構築,(2)広域かつ長期に亘る地下水流動解析モデルの検証方法,(3)広域かつ長期にわたる地下水流動解析コードの整備を実施している。平成16年から平成21年までの研究計画においては、数10$$sim$$100km程度の広域における地下水流動が考慮可能な基本モデルを構築するとともに、その基本モデルによる解析結果の検証のための対象地区を選定して、広域的水文現象に関する既存調査結果並びに知見をもとに検証を行う予定としている。平成19年度からは、地形及び気候関連事象の変化等の外的要因による地下水流動系への影響を評価できる解析モデルに拡張し、水文地質学的変化を伴う広域における長期地下水流動の評価手法を整備中である。本報告並びに関連する報告において、長期的な地下水流動解析を実施する際の解析対象範囲に関する検討、海水面変化が地下水流動に影響を与えるシナリオの検討、地下水流動に与える長期的な地形変化の調査、地形変化がもたらす地下水流動変化の解析的検討等を報告する。

口頭

広域を対象とした長期地下水流動に関する研究,3; 広域地下水流動情報データベースシステムの整備

滑川 麻紀; 松葉 久; 宗像 雅広; 木村 英雄

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、広域に渡る長期的な地下水流動の評価が重要となる。本研究では、安全評価における地下水流動系に影響を与える水文地質学変化事象に関する調査を進めており、解析モデルのための関連情報,文献,データの収集を通してデータベース化を行っている。このデータベースは、安全規制における安全評価、特に地下水流動評価における調査事例や観測データ等を検索し、安全規制にかかわる判断材料を網羅的に表示できる。

口頭

広域を対象とした長期地下水流動に関する研究,3; 火山活動の地下水流動への影響範囲の考察

池田 誠; 宗像 雅広; 木村 英雄; 池田 則生*; 松葉 久*; 野村 佳範*

no journal, , 

放射性廃棄物の安全評価における地下水流動評価においては、火山・マグマ活動に代表されるような地下深部の温度変化によってサイト周辺での地下水流動への影響が及ぶ範囲等について検討することが必要となる。本研究では、東北地方の月山から仙北平野までの範囲を対象として、中尾ほか(2008)の解析モデルと解析コードSTARを用いて、種々のパラメータを変化させ複数のケースについて解析を行った。その結果、既存火山の熱源が増大した場合、既存火山の近くで新たに熱源は発生しても、それに伴って発生する影響の範囲は、解析ケース間であまり変化(拡大)することはなく、既存火山の熱源の増大などの環境変化で、場所あるいは範囲が大きく変化することはないということが示唆された。

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