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報告書

超深地層研究所計画,年度報告書; 2017年度

竹内 竜史; 岩月 輝希; 松井 裕哉; 野原 壯; 尾上 博則; 池田 幸喜; 見掛 信一郎; 濱 克宏; 弥富 洋介; 笹尾 英嗣

JAEA-Review 2019-005, 76 Pages, 2019/06

JAEA-Review-2019-005.pdf:24.91MB

日本原子力研究開発機構東濃地科学センターでは、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(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。本研究所計画では、2014年度に原子力機構改革の一環として抽出された三つの必須の課題(地下坑道における工学的対策技術の開発、物質移動モデル化技術の開発、坑道埋め戻し技術の開発)の調査研究を進めている。本報告書は、2017年度に実施した超深地層研究所計画のそれぞれの研究分野における調査研究, 共同研究, 施設建設等の主な研究成果を示したものである。

報告書

超深地層研究所計画,年度報告書; 2016年度

石橋 正祐紀; 濱 克宏; 岩月 輝希; 松井 裕哉; 竹内 竜史; 野原 壯; 尾上 博則; 池田 幸喜; 見掛 信一郎; 弥富 洋介; et al.

JAEA-Review 2017-026, 72 Pages, 2018/01

JAEA-Review-2017-026.pdf:18.23MB

日本原子力研究開発機構東濃地科学センターでは、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(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。本研究所計画では、2014年度に原子力機構改革の一環として抽出された三つの必須の課題(地下坑道における工学的対策技術の開発、物質移動モデル化技術の開発、坑道埋め戻し技術の開発)の調査研究を進めている。本報告書は、2016年度に実施した超深地層研究所計画のそれぞれの研究分野における調査研究、共同研究、施設建設などの主な研究成果を示したものである。

報告書

超深地層研究所計画,年度報告書; 2015年度

濱 克宏; 岩月 輝希; 松井 裕哉; 見掛 信一郎; 石橋 正祐紀; 尾上 博則; 竹内 竜史; 野原 壯; 笹尾 英嗣; 池田 幸喜; et al.

JAEA-Review 2016-023, 65 Pages, 2016/12

JAEA-Review-2016-023.pdf:47.32MB

日本原子力研究開発機構東濃地科学センターでは、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(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。本研究所計画では、2014年度に原子力機構改革の一環として抽出された三つの必須の課題(地下坑道における工学的対策技術の開発、物質移動モデル化技術の開発、坑道埋め戻し技術の開発)の調査研究を進めている。本報告書は、2015年度に実施した超深地層研究所計画のそれぞれの研究分野における調査研究、共同研究、施設建設などの主な研究成果を示したものである。

報告書

超深地層研究所計画におけるサイトスケール地質構造モデルの構築; 第2段階におけるShaft500からStage500地質構造モデルへの更新

酒井 利啓; 野原 壯; 石橋 正祐紀

JAEA-Research 2016-009, 27 Pages, 2016/07

JAEA-Research-2016-009.pdf:4.05MB

超深地層研究所計画のうち第2段階の研究段階においては、研究坑道の掘削の際に行った物理探査、壁面地質調査およびボーリング調査の結果に基づいて、地質構造モデルの妥当性の確認と更新を実施してきた。これらの一連の調査・解析作業を通じて、モデル構成要素の地質学的性状や分布の確認と、それらの調査手法の精度と不確実性についての整理を行ってきた。この報告書では、深度500mの研究坑道(深度500mステージ)の地質・地質構造の情報を加えて、第2段階における地質構造モデルの更新を行った。さらに、その結果を踏まえて、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を確認した。

報告書

超深地層研究所計画における研究坑道の掘削を伴う研究段階(第2段階)研究成果報告書

野原 壯; 三枝 博光*; 岩月 輝希; 濱 克宏; 松井 裕哉; 見掛 信一郎; 竹内 竜史; 尾上 博則; 笹尾 英嗣

JAEA-Research 2015-026, 98 Pages, 2016/03

JAEA-Research-2015-026.pdf:32.97MB

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)を主な対象とした超深地層研究所計画を進めている。超深地層研究所計画は、「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段階に区分して調査研究を進めている。本稿では、深度500mの研究坑道掘削終了までの「第2段階;研究坑道の掘削を伴う研究段階」における調査研究の成果や、その後の解析評価を通じて得られた成果を取りまとめている。第2段階では、第1段階において実施した調査・解析・評価手法の妥当性を確認するとともに、第2段階において地質環境を段階的に調査・評価するための体系的な方法論を整備した。さらに、地下施設の設計・施工に関して、研究坑道の施工・維持・管理に関わる工学技術の有効性を確認した。

論文

Seven-year history of vertical hydraulic diffusivity related to excavation around an underground facility

宮川 和也; 野原 壯; 常盤 哲也; 山崎 雅則*

International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 70, p.332 - 342, 2014/09

 被引用回数:2 パーセンタイル:68.05(Engineering, Geological)

地下施設の掘削により比較的大量の地下水が排水されることによって、岩盤中の透水性などの水理パラメーターが影響を受ける可能性が考えられる。本研究では、幌延深地層研究所において観測された大気圧と間隙水圧の長期間の観測記録を用いて透水性の経時変化を得るために、スペクトル解析を行った。本研究により、地下施設の掘削が周囲の帯水層へ影響を与え、鉛直方向の水頭拡散率を低下させていることが明らかになった。地下施設から約130m離れた距離では、地下施設の掘削開始から5年間で約70%の水頭拡散率の低下が観測された。また、地下施設から約860mの距離では、間隙水圧の記録には大きな変化が見られていないものの、約26%の水頭拡散率の低下が観測された。これらの結果は、地下水が移動しにくくなる傾向を示しており、地層処分の長期安定性に関して、安全側の評価が示された。

報告書

幌延深地層研究計画における地震研究; 地震観測データおよびそれらの解析結果; 2003$$sim$$2012年度

落合 彰二; 浅森 浩一; 常盤 哲也; 野原 壯; 松岡 稔幸

JAEA-Research 2014-002, 69 Pages, 2014/03

JAEA-Research-2014-002.pdf:7.39MB

本研究の目的は、地質環境の長期安定性に関する地震データを得るために必要な観測技術と解析技術を検討することである。幌延地域を事例とした地震観測網の整備と約9年間の観測を通じて、多雪寒冷な環境下に対するピットを用いた地震計設置の有効性などの観測技術を確認した。比較的軟弱な地盤における観測点の性能は、バックグラウンドノイズと地震を識別できる加速度が1mGal程度であった。解析技術については、観測データが震源決定に有効な範囲を確認した。また、Multiplet-clustaring法とDouble-Difference法(DD法)を適用することにより、震源決定精度を高めるための解析条件を確認した。これらの解析法は震源が集中するときに適用性が高いと推定された。DD法は震源に近い観測点を含む多数のデータを用いた結果、解析結果の信頼性が向上した。メカニズム解を求めた結果、東西圧縮の逆断層型が認められた。これは想定されている広域応力場や地質構造と調和した。

論文

Repetition of spectral analysis on rock permeability applied to seven years record of pore-pressure response to atmospheric loading at the Horonobe URL in Japan

宮川 和也; 野原 壯; 常盤 哲也; 山崎 雅則*

第13回岩の力学国内シンポジウム講演論文集(CD-ROM), p.1027 - 1032, 2013/01

本研究では、幌延深地層研究計画に基づき、地下施設近傍のボーリング孔において実施している長期水圧モニタリングのデータ解析により、地下施設の建設が周囲の帯水層へ影響を与え、鉛直方向の透水性を低下させることを明らかにした。地下施設から約130mの距離では立坑の掘削から約5年間で、鉛直方向の水頭拡散率が地下施設の建設前段階と比較して、約70%低下していたことがわかった。立坑の掘削に伴って大量の地下水が排水されるが、この透水性の変化は、地下水の排水に伴う間隙水圧の低下に因る岩盤中の間隙率の低下が要因と考えられる。本研究で提示した、透水性の時間変化の調査解析手法は、地下施設の建設が周囲の帯水層に与える水理的影響の定量的な評価に貢献できると考えられる。

報告書

幌延深地層研究計画; 第2期中期計画(平成22年度$$sim$$平成26年度)調査研究計画書

岩月 輝希; 佐藤 治夫; 野原 壯; 棚井 憲治; 杉田 裕; 天野 健治; 藪内 聡; 大山 卓也; 天野 由記; 横田 秀晴; et al.

JAEA-Research 2011-009, 73 Pages, 2011/06

JAEA-Research-2011-009.pdf:4.41MB

本計画書は、第2期中期計画期間(平成22年度$$sim$$平成26年度)において、幌延深地層研究センターの地下研究施設を利用して行う調査研究開発の計画を整理したものである。当該期間においては、民間活力により深度350mまでの地下施設の整備,維持管理及び研究支援に関する業務のほかさまざまな受託事業,共同研究が行われる予定であり、第2段階(坑道掘削[地下施設建設]時の調査研究段階)に加えて、第3段階(地下施設での調査研究段階)の調査研究開発が開始される。これらの調査研究開発を通して、地質環境調査技術や深地層における工学的技術,処分技術,安全評価手法を向上させるとともに、その成果を広く社会に公開することで、地層処分にかかわる諸技術の実現性を示し、信頼感を醸成していく。

論文

Observation of ion cyclotron emission owing to DD fusion product H ions in JT-60U

佐藤 翔一*; 市村 真*; 山口 裕資*; 片野 誠*; 今井 康隆*; 村上 達也*; 三宅 勇一郎*; 横山 拓郎*; 森山 伸一; 小林 貴之; et al.

Plasma and Fusion Research (Internet), 5, p.S2067_1 - S2067_4, 2010/12

JT-60Uで観測されるイオンサイクロトロン放射(ICE)のなかで、入射したDビームに起因するICE(D)と核反応生成(FP)イオンに起因するICEでは、トロイダル方向の波数が異なり、FPイオンによるICEは有限な波数を持つことがこれまでに観測されている。この性質を利用して、ICE(D)の2倍高調波と分離してICE(H)を同定した。ICE(H)が観測される条件を明らかにすることを目的として、実験条件の特定とEPOCコードを用いて軌道の計算をしている。

論文

An Attempt to evaluate horizontal crustal movement by geodetic and geological approach in the Horonobe area, northern Hokkaido, Japan

常盤 哲也; 浅森 浩一; 新里 忠史; 野原 壯; 松浦 友紀*; 小坂 英輝*

Proceedings of 13th International Conference on Environmental Remediation and Radioactive Waste Management (ICEM 2010) (CD-ROM), p.407 - 413, 2010/10

地質環境の長期安定性を考えるうえで、地殻変動に関する情報を把握することは重要である。本研究では、幌延地域を事例として、GPSによる測地学的手法と地質断面を用いた地質学的手法による地殻の水平変位速度を推定するための検討を行った。その結果、両手法から求めた水平変位速度やその方向は類似していた。地層処分システムの長期挙動の予測では、その対象期間が万年オーダー以上となるため、一見地質学的手法が重要であると考えられる。しかし、今回の結果から、測地学的手法が長期の地殻変動を推定するうえで有益な情報を提供する可能性があることが明らかとなった。

報告書

地質環境の長期安定性に関する研究,年度報告書; 平成19年度

草野 友宏; 野原 壯; 梅田 浩司; 石丸 恒存; 花室 孝広; 齋藤 龍郎; 安江 健一; 丹羽 正和; 島田 耕史; 山田 国見; et al.

JAEA-Research 2009-022, 47 Pages, 2009/09

JAEA-Research-2009-022.pdf:48.94MB

我が国は変動帯に位置しており、安定大陸に位置する欧米諸国に比べて、地震や火山活動等が活発である。地層処分においては、まず安定な地質環境を選んだうえで、そこに適切な多重バリアシステムを構築することが、安全確保の基本的な考え方である。このため、地質環境の長期安定性に関する研究においては、地層処分の場としての地質環境に重要な変化をもたらす可能性のある地震・断層活動,火山活動,隆起・侵食,気候・海水準変動等の天然現象に着目して、それらの有無や程度が文献から明らかでない場合に適用する調査技術や、それらが地質環境に及ぼす影響を評価するための調査技術・解析手法にかかわる研究開発を進めている。平成19年度においては、我が国の地質環境において地層処分システムの成立性に重大な影響を及ぼす現象の存在や、過去の変動の履歴を確認するための調査技術として、以下の項目について調査・研究を行った。地震・断層活動については、破砕帯の分布,活動履歴,活動性の調査技術の整備を行った。火山活動については、熱履歴や地下深部のマグマ・高温流体などを調査する技術の開発を行った。隆起・侵食/気候・海水準変動については、河成段丘を用いた隆起速度を調査する技術,地形変化をモデル化する技術,地殻変動や気候変動を考慮した地下水流動解析手法などの開発を行った。

論文

Dynamics of ion internal transport barrier in LHD heliotron and JT-60U tokamak plasmas

居田 克巳*; 坂本 宜照; 吉沼 幹朗*; 竹永 秀信; 永岡 賢一*; 林 伸彦; 大山 直幸; 長壁 正樹*; 横山 雅之*; 舟場 久芳*; et al.

Nuclear Fusion, 49(9), p.095024_1 - 095024_9, 2009/09

 被引用回数:23 パーセンタイル:25.42(Physics, Fluids & Plasmas)

LHDヘリオトロン装置とJT-60Uトカマク装置におけるイオン系内部輸送障壁形成と不純物輸送のダイナミックスの比較について分析した。特に、両装置においてイオン温度等を測定する荷電交換分光装置の高性能化が行われ、次のような新しい知見を得ることができた。まず、内部輸送障壁の形成位置について、JT-60Uでは形成位置が外側へ拡大しつつ局在化するが、LHDではターゲットプラズマに依存して内側あるいは外側に移動する。また、不純物輸送に関しては、JT-60Uでは内向きの対流があるのに対して、LHDでは外向きの対流によって不純物ホールが形成されることを明らかにした。LHDにおいて観測された外向きの対流は、新古典理論の予想と相反しており、今後さらなる分析を行う予定である。

論文

河成段丘の高度分布から推定された、岩手・宮城内陸地震の震源断層

田力 正好; 池田 安隆*; 野原 壯

地震, 62(1), p.1 - 11, 2009/08

河成段丘の比高を用いて、2008年6月14日に発生した、岩手・宮城内陸地震の震源域周辺における過去10数万年間の隆起速度分布を求めた。この地震の震源域では、明瞭かつ大規模な断層変位地形が存在せず、これまで活断層は記載されていなかった。今回の地震の震源域には隆起速度の変化帯が存在し、この変化帯は今回の地震の震源断層の活動に関連していることが示された。また、震源断層を挟んだ両側の隆起速度の差から、今回の地震の震源断層の垂直変位速度は0.4-0.5mm/yrと推定された。明瞭な断層変位地形を持たない地域においても、河成段丘の比高を用いて隆起速度分布を明らかにすることにより、活断層の存在を推定することが可能であると考えられる。

論文

横手盆地東縁断層帯の後期鮮新統$$sim$$更新統のフィッション・トラック年代

小坂 英輝*; 楮原 京子; 三輪 敦志*; 今泉 俊文*; 黒澤 英樹; 野原 壯

地学雑誌, 117(5), p.851 - 862, 2008/10

奥羽脊梁山脈及びその周辺に分布する後期鮮新世以降の地層は、東北日本の短縮変形ステージに属し、奥羽脊梁山脈周辺の断層褶曲帯の発達に伴い堆積したものと考えられる。奥羽脊梁山脈西縁を限る断層褶曲帯及び周辺の地質構造の発達過程を明らかにするために、奥羽脊梁山脈西縁に分布する後期鮮新統$$sim$$更新統(田沢層・栗沢層・千屋層)において露頭観察と地層中に挟在する酸性火山岩5試料のFT年代測定を行った。その結果、本断層褶曲帯の活動変遷に関連する地層の年代として、2.7$$pm$$0.4$$sim$$0.93$$pm$$0.14Maが得られた。また層相の特徴を踏まえると、本地域で酸性火山活動のあった1Ma以前に断層活動に伴う地形変化が生じた可能性が高い。

報告書

地質環境の長期安定性に関する研究,年度計画書; 平成20年度

中司 昇; 野原 壯; 梅田 浩司; 石丸 恒存; 花室 孝広; 齋藤 龍郎; 安江 健一; 丹羽 正和

JAEA-Review 2008-039, 19 Pages, 2008/09

JAEA-Review-2008-039.pdf:4.95MB

我が国は変動帯に位置しており、安定大陸にある欧米諸国に比べて、地震や火山活動等が活発である。地質環境の長期安定性に関する研究においては、地層処分の場としての地質環境に重要な変化をもたらす可能性のある天然現象に着目して、それらの特徴を明らかにするとともに、それらが地質環境に及ぼす影響を評価するための調査技術・手法にかかわる研究開発を進めている。平成20年度においては、以下の項目について調査・研究を行う。地震・断層活動については、断層の発達履歴や活動性に関する調査技術の整備、断層帯における影響評価モデルの開発に関する事例調査を実施する。火山・地熱活動については、第四紀の火山・地熱活動(特に低温領域の熱履歴)や地下深部のマグマ・高温流体等の基礎的な探査技術の適用性を検討する。隆起・侵食/気候・海水準変動については、古地形・古気候を復元する調査技術の整備や地形変化をシミュレートする技術の開発を行う。地質環境の長期安定性にかかわる総合評価研究については、熱水活動等に伴う地質環境条件の変化に関する情報の整備、地殻変動及び気候変動などを考慮した地下水流動解析手法の開発を行う。また、これらの研究に必要なデータ取得を行うための分析技術開発の整備を行う。

論文

空中レーザー計測による活断層変位地形の把握と変位量復元の試み

中田 高*; 隈元 崇*; 奥村 晃史*; 後藤 秀昭*; 熊原 康博*; 野原 壯; 里 優*; 岩永 昇二*

活断層研究, (29), p.1 - 13, 2008/09

活断層に沿った変位量分布の情報は、活断層の空間的な分布や、地下の断層面のアスペリティの偏在を理解するための基礎的情報であり、多くの研究者による精力的な調査・研究が行われている。これまで、このような情報は空中写真判読や地上での測量などにより情報を得ていた。しかし、空中写真判読は、使用する写真や判読者により地域差や個人差が生じる問題がある。また、空中写真判読や測量には多大な労力と時間がかかる。一方、日本のように植生に覆われる斜面や家屋が密集する市街地が広く分布する地域では、空中写真判読や、地形測量の実施が困難な場合が少なくない。本研究では、植生等の影響が少ない地域で実施されている空中からのレーザー計測の国内での適用可能性を検討するため、横手盆地東縁の千屋丘陵周辺と阿寺断層沿いにおいて、独自に空中レーザー計測を実施し、そのデータを用いて三次元画像化による断層変位地形の把握と、断層変位量計測の手法的検討を行った。その結果、国内の活断層での空中レーザー計測により、断層変位地形や断層変位量の広域的な情報を効率的に取得できることがわかった。

報告書

地質環境の長期安定性に関する研究,年度報告書; 平成18年度

野原 壯; 梅田 浩司; 笹尾 英嗣; 花室 孝広; 齋藤 龍郎; 安江 健一; 丹羽 正和; 眞島 英壽*; 島田 耕史; 山田 国見; et al.

JAEA-Research 2008-062, 61 Pages, 2008/07

JAEA-Research-2008-062.pdf:39.02MB

我が国は変動帯に位置しており、安定大陸にある欧米諸国に比べて、地震や火山活動等が活発である。地質環境の長期安定性に関する研究においては、地質環境に重要な変化をもたらす可能性のある天然現象に着目して、それらの特徴を明らかにするとともに、それらが地質環境に及ぼす影響を評価するための調査技術・手法にかかわる研究開発を進めている。平成18年度においては、地層処分システムの成立性に重大な影響を及ぼす現象の存在や、過去の変動の履歴をあらかじめ確認するための調査技術として、以下の項目について調査・研究を行った。活断層・地震活動については、活断層の分布と活動履歴(移動,伸張,変形帯の発達過程)の調査技術に関する既存情報の整備を行い、火山活動については、第四紀の火山・地熱活動(特に低温領域の熱履歴)や地下深部のマグマ・高温流体等の基礎的な探査技術の抽出を行った。隆起・侵食/気候・海水準変動については、地形変化モデルの概念モデルの作成等を行った。

報告書

地質環境の長期安定性に関する研究,年度報告書; 平成17年度

野原 壯; 梅田 浩司; 笹尾 英嗣; 浅森 浩一; 花室 孝広; 守屋 俊文*; 中司 昇

JAEA-Research 2007-087, 102 Pages, 2008/02

JAEA-Research-2007-087.pdf:35.58MB

我が国は変動帯に位置しており、安定大陸にある欧米諸国に比べて、地震や火山活動等が活発である。地質環境の長期安定性に関する研究においては、地質環境に重要な変化をもたらす可能性のある地震・断層活動,火山活動,隆起・侵食,気候・海水準変動等の天然現象に着目して、それらの特徴を明らかにするとともに、それらが地質環境に及ぼす影響を解明するための調査技術・評価手法にかかわる研究開発を進めている。平成17年度までに、地層処分に重大な影響を及ぼすと想定される現象の存在(例えば、活断層や第四紀火山等)をあらかじめ確認するための調査技術や、過去においても地層処分システムの性能に著しい影響を及ぼすような現象が発生した痕跡がないことを確認するための調査技術の開発等を進めるとともに、三次元地形変化シミュレーション技術等の長期予測・影響評価モデルの開発等を行ってきた。本報は、平成17年度までにおけるこれらの研究開発の成果についてとりまとめたものである。

報告書

地質環境の長期安定性に関する研究,年度計画書; 平成18年度

中司 昇; 野原 壯; 梅田 浩司; 笹尾 英嗣; 齋藤 龍郎; 安江 健一

JAEA-Review 2007-047, 19 Pages, 2008/01

JAEA-Review-2007-047.pdf:2.94MB

我が国は変動帯に位置しており、安定大陸にある欧米諸国に比べて、地震や火山活動等が活発である。地質環境の長期安定性に関する研究においては、地質環境に重要な変化をもたらす可能性のある地震・断層活動,火山活動,隆起・侵食,気候・海水準変動等の天然現象に着目して、それらの特徴を明らかにするとともに、それらが地質環境に及ぼす影響を解明するための調査技術・評価手法にかかわる研究開発を進めている。平成18年度においては、地層処分システムの成立性に重大な影響を及ぼす現象の存在(例えば、活断層やマグマ等)や、過去の変動の履歴をあらかじめ確認するための調査技術について調査・研究を行う。活断層・地震活動については、活断層の活動履歴と分布(移動,伸張,変形帯の発達過程)の調査技術に関する情報を整備する。火山活動については、第四紀の火山・地熱活動(特に低温領域の熱履歴)や地下深部のマグマ・高温流体等の探査技術の検討を行う。隆起・侵食/気候・海水準変動については、三次元の地形変化モデル等の概念モデルを作成する。

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