地質環境の長期安定性に関する研究 年度計画書(令和6年度)

丹羽 正和; 島田 顕臣; 浅森 浩一; 末岡 茂; 小松 哲也; 中嶋 徹; 小形 学; 内田 真緒; 西山 成哲; 田中 桐葉; et al.

JAEA-Review 2024-035, 29 Pages, 2024/09

JAEA-Review-2024-035.pdf:1.24MB

本計画書では、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うち、深地層の科学的研究の一環として実施している地質環境の長期安定性に関する研究について、第4期中長期目標期間(令和4年度令和10年度)における令和6年度の研究開発計画を取りまとめた。本計画の策定にあたっては、これまでの研究開発成果や大学等で行われている最新の研究成果に加え、地層処分事業実施主体や規制機関等の動向を考慮した。研究の実施にあたっては、地層処分事業における概要・精密調査や国の安全規制に対し研究成果を適時反映できるよう、(1)調査技術の開発・体系化、(2)長期予測・影響評価モデルの開発、(3)年代測定技術の開発の三つの枠組みで研究開発を推進する。

Atmospheric ionizations by solar X-rays, solar protons, and radiation belt electrons in September 2017 space weather event

村瀬 清華*; 片岡 龍峰*; 西山 尚典*; 佐藤 薫*; 堤 雅基*; 田中 良昌*; 小川 泰信*; 佐藤 達彦

Space Weather, 21(12), p.e2023SW003651_1 - e2023SW003651_11, 2023/12

https://doi.org/10.1029/2023SW003651

大気に降り注ぐ高エネルギー粒子によるオゾン層などの影響を調べるには、それら粒子による電離量の空間・時間分布を正確に把握する必要がある。そこで、我々は、2017年9月に発生した太陽フレア時における大気圏内電離量の空間・時間分布に対する観測値を粒子・重イオン輸送計算コードPHITSによる計算値と比較した。その結果、計算値は観測値をファクター2の範囲内で再現できることが分かり、本研究で開発した手法が宇宙天気研究に貢献できることを明らかにした。

地質環境の長期安定性に関する研究 年度報告書(令和4年度)

丹羽 正和; 島田 耕史; 末岡 茂; 石原 隆仙; 小川 大輝; 箱岩 寛晶; 渡部 豪; 西山 成哲; 横山 立憲; 小形 学; et al.

JAEA-Research 2023-005, 78 Pages, 2023/10

JAEA-Research-2023-005.pdf:6.51MB

本報告書では、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うち、深地層の科学的研究の一環として実施している地質環境の長期安定性に関する研究について、第4期中長期目標期間(令和4年度令和10年度)における令和4年度に実施した研究開発に係る成果を取りまとめたものである。第4期中長期目標期間における研究の実施にあたっては、地層処分事業における概要・精密調査や国の安全規制に対し研究成果を適時反映できるよう、(1)調査技術の開発・体系化、(2)長期予測・影響評価モデルの開発、(3)年代測定技術の開発の三つの枠組みで研究開発を進めている。本報告書では、それぞれの研究分野に係る科学的・技術的背景を解説するとともに、主な研究成果等について取りまとめた。

Transient ionization of the mesosphere during auroral breakup; Arase satellite and ground-based conjugate observations at Syowa Station

片岡 龍峰*; 西山 尚典*; 田中 良昌*; 門倉 昭*; 内田 ヘルベルト陽仁*; 海老原 祐輔*; 江尻 省*; 冨川 喜弘*; 堤 雅基*; 佐藤 薫*; et al.

Earth, Planets and Space (Internet), 71(1), p.9_1 - 9_10, 2019/12

https://doi.org/10.1186/s40623-019-0989-7

2017年6月30日22時21分から26分(世界時)にかけて、昭和基地にあるPANSYレーダーによってオーロラ爆発時の中間圏における過渡電離が観測された。通常、中間圏における過渡電離は100keV以上の高エネルギー電子が中間圏まで到達することにより引き起こされるが、同時間帯においてあらせ衛星が観測した100keV以上の電子フラックスは有意な上昇を示していなかった。このことから、本イベントは、10keV以下の低エネルギー電子が大量に熱圏に降り注ぐことにより発生したX線による電離であるとの仮説を立てた。この仮説の妥当性を検証するため、粒子・重イオン挙動解析コードPHITSを用いて様々なエネルギースペクトルを持つ電子が大気上空に進入した場合の電離分布を計算した。その結果、10keV以下の電子でも中間圏において十分な電離を引き起こすことが可能であることが分かり、仮説の妥当性が証明された。

JMTRの冷却設備の更新

尾上 龍次; 川俣 貴則; 大塚 薫; 小池 須美男; 西山 裕; 深作 秋富

JAEA-Review 2011-018, 17 Pages, 2011/06

JAEA-Review-2011-018.pdf:2.71MB

JMTRは、熱出力50MWの軽水減速冷却タンク型の原子炉で、世界で現在稼働中の試験炉・研究炉の中で有数の高い中性子束を発生することができ、昭和43年3月の臨界から平成18年8月まで、原子炉の燃料,材料の耐久性,健全性の試験や基礎研究,RI(ラジオアイソトープ)の製造等に利用されてきた。原子力機構は、このJMTRを原子力の基盤技術を支える原子炉と位置づけ、平成19年度より4年間で原子炉機器の更新を実施し、平成23年度から再稼働することとした。更新にあたっては、すべての原子炉機器について、これまでの運転実績,経年変化の程度について調査し、継続使用する機器と更新する機器を選定した。この中で、保守用の交換部品の調達ができなくなるものについては優先的に更新することとし、再稼働後の保守,施設定期自主検査等の保全活動において、経年変化等の状態が把握できるものについては、重要度に応じて優先順位をつけた。本報告は、JMTR原子炉機器の更新のうち、冷却設備の更新についてまとめたものである。

土岐花崗岩体内のジルコンU-Pb年代の空間分布; 貫入・定置過程とその後の冷却過程の関連

湯口 貴史; 岩野 英樹*; 服部 健太郎*; 坂田 周平*; 末岡 茂; 檀原 徹*; 平田 岳史*; 石橋 正祐紀; 國丸 貴紀; 西山 忠男*

no journal, , 

花崗岩(結晶質岩)における物質移動に関する調査研究において、物質移動経路となりうる割れ目の分布や形成システムを把握することが重要となる。マグマの貫入・定置過程および花崗岩体の冷却固化過程の解明は、割れ目の分布や形成システムを論じる上で、重要な視点の1つとなる。本報告では中部日本に位置する土岐花崗岩体のジルコンU-Pb年代の岩体内での空間分布を示すとともに、その結果に基づいて土岐花崗岩体の貫入・定置過程および冷却固化過程について考察を行った。ジルコンU-Pbのコンコーダント年代は以下のように区分できる。[Type 1] 78.42.268.92.2Ma (以下、2, N=79)、[Type 2] 95.41.987.22.7Ma (N=4)、[Type 3] 169.14.3と2217.727.5Ma (N=2)。Type 1は土岐花崗岩体の定置年代を示す。各試料におけるType 1のU-Pb年代の加重平均は73.11.0から70.51.1Maであり、岩体中で有意な相違や空間的な偏りは認めらない。誤差範囲を加味した加重平均の分布を考えると、土岐花崗岩体を形成したマグマ全体が同時期に定置したことを示す。ジルコンU-Pb年代の空間分布と地球科学的特徴の空間分布を合わせて検討することにより、マグマ貫入時の混成作用が、定置年代には影響を与えず、その後の冷却に強く作用することを明らかにした。

土岐花崗岩体内のジルコンU-Pb年代の空間分布; 貫入・定置過程とその後の冷却過程の関連

湯口 貴史; 岩野 英樹*; 檀原 徹*; 平田 岳史*; 末岡 茂; 服部 健太郎*; 坂田 周平*; 石橋 正祐紀; 國丸 貴紀; 西山 忠男*

no journal, , 

花崗岩(結晶質岩)における物質移動に関する調査研究において、物質移動経路となりうる割れ目の分布特性を把握することが重要となる。マグマの貫入・定置過程及び花崗岩体の冷却固化過程の解明は、割れ目の分布特性を論じるうえで、重要な視点の1つとなる。本報告では中部日本に位置する土岐花崗岩体のジルコンU-Pb年代の岩体内での空間分布を示すとともに、その結果に基づいて土岐花崗岩体の貫入・定置過程及び冷却固化過程について考察を行う。ジルコンU-Pbのコンコーダント年代は以下のように区分できる。[Type 1] 78.42.2から68.92.2Ma(以下、2, N=79)、[Type 2] 95.41.9から87.22.7Ma(N=4)、[Type 3] 169.14.3と2217.727.5Ma(N=2)。Type 1は土岐花崗岩体の定置年代を示す。各試料におけるType 1のU-Pb年代の加重平均は73.11.0から70.51.1Maであり、岩体中で有意な相違や空間的な偏りは認めらない。誤差範囲を加味した加重平均の分布を考えると、土岐花崗岩体を形成したマグマ全体が同時期に定置したことを示す。Type 2とType 3は濃飛流紋岩と美濃帯堆積岩を起源とするinherited zirconであると考えられ、貫入の際の濃飛流紋岩と美濃帯堆積岩の混成を強く示唆する。

Stress fields affected minor faults around the concealed active fault based on geological survey; An Example in the 1984 Western Nagano Earthquake region

西山 成哲; 中嶋 徹; 後藤 翠*; 安邊 啓明; 箱岩 寛晶; 石原 隆仙; 長田 充弘*; 島田 耕史; 丹羽 正和

no journal, , 

Earthquakes with magnitudes of 6-7 have been reported even in various active tectonic settings where fault deformation topography have not been detected. Therefore, delineating concealed active faults generating such earthquakes is necessary to reduce earthquake damage; however, few studies exist to provide its clues regarding such faults. The 1984 Western Nagano Earthquake in Japan was a main shock with a magnitude of Mj 6.8 and a depth of 2 km at the source. Solid bedrocks are well-exposed in the earthquake source region; however, no surface rupture have been identified, and the active fault is known to be concealed. We collected minor faults-slip data by geological survey around this area and estimated stresses in this area using the multiple inverse method, confirmed that stresses similar to acting faults in this area were detected in minor faults around the known concealed active fault (Nishiyama et al., 2024). In this presentation, we will discuss the stresses that affected the minor faults that develop around the concealed active fault, including newly detected stresses from expanded survey area. The results of the survey were similar to those of Nishiyama et al. (2024) in the area of the expanded survey area. This suggests that the minor faults might be part of the damage zone that has been developed around the concealed active fault. This study indicates the possibility of detecting concealed active faults in the bedrock by geological survey. This study was funded by the Ministry of Economy, Trade and Industry (METI), Japan as part of its R&D supporting program titled "Establishment of Advanced Technology for Evaluating the Long-term Geosphere Stability on Geological Disposal Project of Radioactive Waste (JPJ007597) (Fiscal Years 2020-2022)" and "Establishment of Technology for Comprehensive Evaluation of the Long-term Geosphere Stability on Geological Disposal Project of Radioactive Waste (JPJ007597) (Fiscal Years 2023-2024)".

JMTR原子炉施設の更新,2; 原子炉冷却系統施設の更新

川俣 貴則; 大塚 薫; 関根 勝則; 尾上 龍次; 小池 須美男; 西山 裕

no journal, , 

JMTRの冷却設備は、1968年(昭和43年)の初臨界以来、43年が経過している。これまでに、平成9年に圧力サージタンクの更新等が行われたが、それ以外の機器は、平成18年8月の運転停止まで使用されてきた。今回の更新にあたっては、再稼働後20年の運転期間を考慮し、機器の経年変化,安全機能の重要度,保守経験等の安全確保の観点、及び交換部品の調達性等の稼働率向上の観点から基本設計は活かしつつ、一次冷却系統,二次冷却系統,UCL(Utility Cooling Loop)系統の更新を実施した。今回の更新により、更新機器が既設機器と同等の性能を確保しつつ、信頼性の向上,保守性の向上を図ることができた。

土岐花崗岩体のストロンチウム同位体比初生値の空間分布から推定する花崗岩体の貫入・定置過程及び冷却固化過程

湯口 貴史; 鶴田 忠彦; 國丸 貴紀; 西山 忠男*

no journal, , 

日本原子力研究開発機構・東濃地科学センターによる広域地下水流動研究及び超深地層研究所計画によって、土岐花崗岩体を対象に19本のボーリング調査が行われており、岩体の3次元情報が取得されている。本研究では、7本のボーリングコアから採取された14試料に基づき、土岐花崗岩体の全岩Rb-Sr年代と同位体組成の空間分布を明らかにした。土岐花崗岩体の全岩Rb-Sr年代は71.041.44Maとの結果を得た。この年代は土岐花崗岩体が貫入・定置した時代を示すものであり、既存のShibata and Ishihara(1979)の年代と整合的な結果となった。この年代値に基づき算出した土岐花崗岩体のストロンチウム同位体比初生値は0.708507から0.709409までの幅(岩体内での不均質性)を持つ。ストロンチウム同位体比初生値の不均質性と花崗岩体内の化学組成分布との比較検討の結果、土岐花崗岩体は貫入・定置の際に、地殻の混成作用並びに分別結晶作用が複合的に生じて形成されたことを明らかにした。またサブソリダス組織(ミルメカイトの発達幅)と熱年代学(黒雲母K-Ar年代とジルコンのFt年代)に基づき推定した土岐花崗岩体の冷却過程(Yuguchi et al., 2011a and b)と本研究の同位体比初生値の不均質性との検討は、地殻の混成作用の影響を大きく受けた場所から冷却されたという冷却固化過程を示す。