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論文

Observation of a $$p$$-wave one-neutron halo configuration on $$^{37}$$Mg

小林 信之*; 中村 隆司*; 近藤 洋介*; Tostevin, J. A.*; 宇都野 穣; 青井 考*; 馬場 秀忠*; Barthelemy, R.*; Famiano, M. A.*; 福田 直樹*; et al.

Physical Review Letters, 112(24), p.242501_1 - 242501_5, 2014/06

 被引用回数:70 パーセンタイル:94.21(Physics, Multidisciplinary)

軽い中性子過剰核では束縛線限界近くにハローと呼ばれる1あるいは2中性子が空間的に非常に広がった構造を持つことが知られているが、重くなってくると一般に軌道角運動量が大きくなり、変形も発達するためハローが存在するかどうかは不明だった。本論文では、非常に中性子過剰なマグネシウム同位体$$^{37}$$Mgの核力およびクーロン分解反応実験を理化学研究所RIBFにて行い、マグネシウム同位体でも$$p$$波と考えられるハローを持つことを初めて明らかにした。本実験では、炭素標的と鉛標的の断面積の差から、ハロー構造に敏感なクーロン力による分解反応の断面積を引き出すとともに、脱励起$$gamma$$線の測定によって、$$^{36}$$Mgの基底状態へ遷移する断面積も引き出した。実験値を大規模殻模型計算の結果と比較したところ、$$^{37}$$Mgの基底状態は$$^{36}$$Mgの基底状態に$$p$$波中性子が付いた波動関数が40%程度占め、その$$p$$波成分がハロー構造を生み出していることがわかった。

報告書

超深地層研究所計画(岩盤の水理に関する調査研究); 割れ目ネットワークモデルを用いた突発湧水に着目した地盤リスクマネジメントに関する研究

尾上 博則; 三枝 博光; 本島 貴之*; 井尻 裕二*; 大津 宏康*

JAEA-Research 2010-021, 73 Pages, 2010/10

JAEA-Research-2010-021.pdf:6.1MB

深部岩盤中に地下施設を建設するうえでは、事前調査によって突発湧水が建設コストや工程などに与える影響を評価することが重要である。本研究では、超深地層研究所計画で建設が進められている研究坑道を事例として、割れ目ネットワークモデルと金融工学理論を統合した突発湧水のリスク評価手法を構築した。構築したリスク評価手法を用いて、調査の進展に伴う突発湧水リスクの変化の定量的評価を行った。その結果、突発湧水リスクの特性の把握、並びに突発湧水リスクを効果的に低減させるために有効な調査方法を示すことができた。さらに、乖離量という概念を用いて、本リスク評価手法の建設プロジェクトの事後評価への適用可能性を示すことができた。

論文

割れ目が卓越する岩盤に大深度立坑を掘削する際の突発湧水リスク評価手法の提案

本島 貴之*; 尾上 博則*; 井尻 裕二*; 大津 宏康*; 三枝 博光

土木学会論文集,C, 66(2), p.370 - 386, 2010/06

割れ目が発達した岩盤中に大深度立坑を掘削する際には、不連続面からの突発湧水リスクが大きいことが知られている。湧水リスクを割れ目ネットワークモデルを用いて算出する場合、ネットワークモデル構造の複雑さから数値解析に時間を要し、モンテカルロシミュレーションによる低頻度事象の再現性が課題となる。本研究では低頻度事象を精度よく再現するため、理論式に基づく湧水リスクの簡易評価式を提案する。また、瑞浪超深地層研究所での立坑工事を例として、同評価式を適用したシミュレーションを行い、調査した割れ目特性と湧水リスクの関係、すなわち割れ目特性のリスクに対する寄与度が定量的に把握した。これにより調査が進展して割れ目特性の確度が上がった場合の湧水リスクの変動度合いを定量的に把握することが可能となった。

口頭

Development of risk management approach for underground facility construction in granite

下野 正人*; 本島 貴之*; 井尻 裕二*; 大津 宏康*; 境 亮祐*; 坂井 一雄*; 佐藤 稔紀; 見掛 信一郎

no journal, , 

地下施設建設において岩盤の不均質性に起因した建設コストの不確実性は非常に大きいと予想される。また、建設には数十年間の歳月を費やすことから、長期的に経済的な見通しを得るとともに建設コストを縮減する方策を考えておくことが重要な課題である。こうした課題に対応するため、本研究では地下施設の建設に関するリスクマネジメント手法の開発を目的として、花崗岩を対象とした岩盤の不均質性を考慮した建設コスト評価法を開発した。本手法では、支保パターンによる掘削費に影響を及ぼす地山強度特性の不均質性は確率論的な地球統計学手法を用いて評価し、対策費に大きな影響を及ぼす大規模な断層破砕帯の不均質性は割れ目ネットワークモデルを適用した。さらに、金融工学分野で用いられているリスクカーブの概念を用いて岩盤の不均質性による建設コストの変動リスクを評価した。

口頭

突発湧水に対するリスク評価・管理手法の構築,1; 立坑掘削時における突発湧水リスクに対する断層の水理学的調査について

尾上 博則; 三枝 博光; 渡邊 正; 本島 貴之*; 井尻 裕二*; 大津 宏康*

no journal, , 

深部岩盤中に地下施設を建設するうえでは、事前の調査により岩盤が有する水理学的・岩盤力学的不均質性が地下施設建設に及ぼす影響を評価することが重要である。筆者らは、地下施設建設に影響を及ぼすさまざまな要因の中から結晶質岩地域で最も重要と考えられる突発湧水に着目し、地下施設建設コストに対する突発湧水の影響をリスクとして評価する手法を構築した。さらに構築した評価手法を用いて、岐阜県瑞浪市において日本原子力研究開発機構が進めている超深地層研究所計画での地質環境調査の進展に伴う情報量と立坑掘削時の突発湧水リスクの関係について検討を進めている。本研究では、新たな地質環境調査から得られた情報を加味した突発湧水のリスク評価を行うとともに、地質環境調査によってその構造が推定されている比較的規模の大きな断層(以下、決定論的断層)とそれ以外の割れ目(以下、確率論的割れ目)のそれぞれに起因する突発湧水リスクを分析し、リスク評価の観点から断層の水理学的調査について検討した。

口頭

突発湧水に対するリスク評価・管理手法の構築,2; 観測水位を指標とした立坑掘削時における突発湧水リスクの管理手法について

本島 貴之*; 井尻 裕二*; 尾上 博則; 三枝 博光; 渡邊 正; 大津 宏康*

no journal, , 

これまでに、土被りの大きい山岳トンネルにおいては、地下水圧が非常に高いために突発湧水による被害が数多く報告されている。特に、高レベル放射性廃棄物地層処分においては、処分場の深度が300m以深の大深度を対象としているため、建設時の湧水に対するリスク管理は非常に重要な課題の1つである。そこで、筆者らは、亀裂性岩盤中の大深度立坑における湧水のリスク管理手法を構築することを目的として、日本原子力研究開発機構が岐阜県瑞浪市において建設を進めている瑞浪超深地層研究所の深度1,000mの立坑周辺で得られる情報を利用して、情報量の増加に伴うリスクの低減効果について検討を行い、岩盤中の割れ目に関する情報がリスク低減に有効であることを示すとともに、調査の費用対リスク低減効果を考慮したリスク管理手法を提案した。本研究では、立坑内への湧水量は、立坑周辺の地下水位の影響を大きく受けると考えられることから、地下水位が立坑内への湧水に及ぼす影響を確率論的に評価し、地下水位データをリスク管理に用いる手法について提案する。

口頭

不連続性岩盤における突発湧水リスク評価手法の事後評価への適用に関する研究

堀田 洋平*; 大津 宏泰*; 本島 貴之*; 尾上 博則

no journal, , 

トンネルに代表される地下構造物の建設工事においては、事前調査段階で把握された地盤の水理地質構造や力学的特性をもとに設計及び建設コストの積算が実施される。そのため、施工段階において予見されていない地盤条件が出現した場合、当初の設計条件では構造物の性能が満足されず、対策コストが発生する。このため、この対策コストは何らかの統計学手法を用いて事前に推定する必要がある。本研究では岩盤内における立坑掘削を例に挙げ、断層や亀裂等の不連続構造が立坑に遭遇することで発生する突発湧水に着目する。この突発湧水の発生に伴う湧水対策コストにかかわる変動リスクを突発湧水リスクとし、定量的に評価する手法を提案する。

口頭

A Study of risk assessment of rapid inrush of water into the underground facility at the Mizunami Underground Research Laboratory project, 2; Relationship between progress of investigations and cost variation related to water inrush

尾上 博則; 三枝 博光; 本島 貴之*; 井尻 裕二*; 大津 宏康*

no journal, , 

深部岩盤中に地下施設を建設するうえでは、事前の調査により岩盤が有する水理学的・岩盤力学的不均質性が地下施設建設に及ぼす影響を評価することが重要である。筆者らは、地下施設建設に影響を及ぼすさまざまな要因の中から結晶質岩地域で最も重要と考えられる突発湧水に着目し、地下施設建設コストに対する突発湧水の影響を突発湧水リスクとして評価する手法を構築した。本研究では、構築した突発湧水リスクの評価手法を用いて、岐阜県瑞浪市において日本原子力研究開発機構が進めている超深地層研究所計画における地質環境調査の進展に伴う情報量と立坑掘削時の突発湧水リスクの関係について評価した。さらに、最新の調査段階における調査結果に基づく湧水対策コストを最も信頼性の高い値と仮定したうえで、調査段階ごとに推定される湧水対策コストとの差(乖離量)の変動を評価し、リスクを管理指標としたプロジェクト管理手法の検討を行った。

口頭

A Study of risk assessment of rapid inrush of water into the underground facility at the Mizunami Underground Research Laboratory project, 1; Development of risk assessment methodology of water inrush using discrete fracture network model

本島 貴之*; 井尻 裕二*; 尾上 博則; 三枝 博光; 大津 宏康*

no journal, , 

亀裂性岩盤中に坑道・立坑を掘削する場合、坑内への湧水トラブルが建設コストの増加,工期の遅延に大きく影響することが知られている。したがって、工事の事前段階において入手した不確実性を含んだ情報に基づいて湧水量を精度よく予測し、それに加えて予測される湧水対策コストの不確実性すなわち湧水リスクを定量的に評価することが重要である。本研究では事前に取得した亀裂情報に基づくDFNモデルによって亀裂性岩盤のモデル化及び坑内への湧水量を確率的に評価し、金融工学に基づくアプローチにより湧水対策コストのリスク検討を行った。さらに、事前段階での亀裂情報の解釈の差、具体的にはパラメータの設定方法やモデル化手法によって生じる湧水リスクの変動についても検討を行った。

口頭

Analysis result of NPE 2012 at Japanese NDC; Event selection using ATM and waveform analysis

乙津 孝之*; 新井 伸夫*; 野上 麻美*; 木島 佑一; 山本 洋一; 小田 哲三

no journal, , 

日本には二種類のNDC(国内データセンター)があり、一つは波形データの解析を担当するNDC-1、もう一つは放射性核種関連を担当するNDC-2である。両NDCはともにNPE2012(国内データセンター準備試験)に参加し、互いに協力して解析を行った。この試験において、NDC-2はATM(大気輸送モデル)を用いてバック及びフォワードトラッキングにより放出源の推定を行った。NDC-1はATMの解析結果から候補を一つに絞りこむために地震波解析を行った。NDC-1はNDC-2からの結果をもとにREB(再評価事象報告)からイベント候補を選別し、最終的に2つのイベントに絞られた。これらのイベントはロシアのケメロボ州メジュドゥレチェンスク周辺に位置している。これらのイベントの波形は似た特徴を有し、かつ、爆発の規模が小さいと思われることから、選別することはとても困難であった。

口頭

液体水素の強制流動下における過渡熱伝達

達本 衡輝; 白井 康之*; 塩津 正博*; 堀江 裕輝*; 米田 和也*; 松澤 崇之*; 小林 弘明*; 成尾 芳博*; 稲谷 芳文*

no journal, , 

直接強制冷却方式のCICC(ケーブルインコンジット)超伝導導体内における液体水素の冷却安定性を評価するために、内径8mm、全長が120mmの流路の中心軸上に設置した 直径1.2mm、加熱長さ120mmのPtCo製ワイヤヒーターを用いて、指数関数状に連続に加熱した場合のサブクール液体水素の強制流動下における過渡熱伝達特性を測定した。流速は0.8m/sから5.6m/sまで変化させた。加熱速度がゆっくりの場合、非沸騰域の熱伝達は、Dittus-Boelter式の予測値とよく一致した。加熱速度が速くなると、過渡熱伝導の寄与が大きくなり、Dittus-Boelter式より大きくなった。同じ加熱速度の場合、流速が速い方が、熱伝導の影響は小さくなった。この熱伝導の影響が現れる加熱速度は、流速が速いほど、速くなった。一方、核沸騰熱伝達域では、加熱速度の影響はほとんどないが、DNB(Departure from Nucleate Boiling)熱流束は、加熱速度が速くなるにつれて大きくなった。過渡状態におけるDNB熱流束は、定常DNB熱流束からの上昇分として整理することができ、流速に依存せず、加熱速度の関数で表されることがわかった。

口頭

強制対流下におけるサブクール液体水素の過渡熱伝達特性

達本 衡輝; 白井 康之*; 塩津 正博*; 堀江 裕輝*; 米田 和也*; 松澤 崇之*; 小林 弘明*; 成尾 芳博*; 稲谷 芳文*

no journal, , 

直接強制冷却方式のCICC(ケーブルインコンジット)超伝導導体内における液体水素の冷却安定性を評価するために、内径8mm、全長が120mmの流路の中心軸上に設置した直径1.2mm、加熱長さ120mmのPtCo製ワイヤヒーターを用いて、指数関数状に連続に加熱した場合のサブクール液体水素の強制流動下における定常および過渡熱伝達特性を圧力0.4MPaおよび0.7MPa、液温21Kの条件下で測定した。流速は0.4m/sから5.5m/sまで変化させた。定常限界熱流束(CHF)は、流速が速い方が大きくなるが、流速条件が1m/sを境にCHFの流速依存性が変化することがわかった。一方、加熱速度が速くなると、核沸騰熱伝達域では、加熱速度の影響はほとんどないが、過渡CHFは、加熱速度が速くなるにつれて大きくなり、液体窒素で報告されているような膜沸騰直接遷移現象による過渡CHFの低下は液体水素の場合ないことがわかった。また、過渡状態におけるCHFは、定常CHFからの上昇分として整理することができ、流速および圧力に依存せず、加熱速度の関数で表されることがわかった。

口頭

サブクール液体水素の強制流動下における流路中心垂直発熱線におけるDNB熱流束

達本 衡輝; 白井 康之*; 塩津 正博*; 堀江 裕輝*; 米田 和也*; 松澤 崇之*; 小林 弘明*; 成尾 芳博*; 稲谷 芳文*; 茂田 宏樹*; et al.

no journal, , 

ケーブルインコジット導体(CICC)のような直接冷却方式の超伝導導体内の冷却特性を解明するために、円管流路内の中心軸上にPtCo製の直径1.2mm、長さ60mmから200mmのワイヤ発熱体を用いて、サブクール液体水素の強制流動下における核沸騰限界熱流束を測定した。圧力条件は0.4MPaから臨界圧力よりわずかに低い1.1MPaまでとし、流速をパラメータとして16m/sの範囲まで変化させた。非沸騰域の熱伝達はDittus-Boelter式で予測される値と一致したが、流速が遅い領域では層流と自然対流の影響のため、実験結果は従来の相関式より大きくなった。核沸騰熱伝達は同一圧力条件下では流速に依存しないが、圧力が高くなるにつれて向上した。強制対流下での核沸騰の限界値であるDNB熱流束は円管の場合と同様に低流速域では流速に比例し、高流速域側では、その増加傾向は小さくなった。このしきい値とDNB熱流束の流速依存性はウェーバー数(We)で整理でき、代表長さに加熱等価直径を用いることにより、既に円管で導出したDNB熱流束相関式で実験結果を記述できることを確認した。

口頭

Application of the local seismic observation data for the common exercise in East Asia Regional NDC Workshop 2014

藤井 孝成*; 乙津 孝之*; 八木 正則*; 米沢 仲四郎*; Jih, R.*; Kalinowski, M.*; Kang, I.-B.*; Chi, H.-C.*; 山本 洋一; 木島 佑一

no journal, , 

東アジア地域NDCワークショップ2014(モンゴル)の中で、放射性核種及び波形解析の両方を用いた調査を行うため共通試験が行われた。各参加NDCは候補となる事象を選ぶため、配布された仮想の放射性核種データ及び非IMS(国際監視制度)観測データも含む現実のSHI(地震及び微気圧振動)データの解析を行った。日本のNDC-1(日本気象協会)はNECESSArrayやKIGAM(韓国地質資源研究院)が提供してくれた韓国の局地的データのような局地的地震観測データを用いて事象の識別を試みた。本事象からの信号は、このような非IMSネットワークにおける多くの観測所において検知された。よって、これらの局地的・地域的地震データはより信頼性の高い事象識別を行う際、多大な貢献ができることが示された。

口頭

Analysis results of NPE 2015 by NDCs in Japan

木島 佑一; 山本 洋一; 本橋 昌志*; 乙津 孝之*

no journal, , 

日本のCTBT国内運用体制(NOSJ)は、2つのNDC、すなわち波形データ解析を担当しているNDC-1(日本気象協会)、放射性核種データとATMの解析を担当しているNDC-2(日本原子力研究開発機構)、及びNOSJの事務局である日本国際問題研究所軍縮・不拡散促進センターから成る。日本のNDCはNPE(NDC準備試験)2015に参加した。まず、NDC-2が放射性核種の特定と定量のための人工(模擬)放射性核種データと実測データの解析、及び放出源可能性領域の推定のためにATM解析を行った。次に、その結果を用いて、NDC-1が震源地特定のため地震波形データの解析を行った。そして両NDCは互いに協力して最終的な結論を導いた。

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