地下水中のコロイド調査手法の構築

大森 一秋; 宗本 隆志; 長谷川 隆; 新宮 信也*; 萩原 大樹; 岩月 輝希

JAEA-Research 2014-013, 29 Pages, 2014/08

JAEA-Research-2014-013.pdf:48.04MB

本報告では、深部花崗岩中の地下水に含まれるコロイドに関する調査手法の検討とその結果についてとりまとめた。具体的には、ボーリング孔に設置している水圧・水質モニタリング装置に機材を直結した限外ろ過システムと、バッチ式気密容器に地下水を採取して限外ろ過を行うシステムについて検討・評価を行った。また、限外ろ過法に代わる方法としてクロスフローろ過法について検討・評価を行った。その結果、各調査手法が持つ長所・短所についての知見を得ることかできた。

超深地層研究所計画 年度報告書(2012年度)

濱 克宏; 見掛 信一郎; 西尾 和久; 松岡 稔幸; 石橋 正祐紀; 笹尾 英嗣; 引間 亮一*; 丹野 剛男*; 真田 祐幸; 尾上 博則; et al.

JAEA-Review 2013-050, 114 Pages, 2014/02

JAEA-Review-2013-050.pdf:19.95MB

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)を対象とした超深地層研究所計画を進めている。本計画は、「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段階からなり、2012年度は、第2段階および第3段階の調査研究を進めた。本報告書は、2010年度に改定した「超深地層研究所地層科学研究基本計画」に基づいた、超深地層研究所計画の第2段階および第3段階の調査研究のうち2012年度に実施した(1)調査研究、(2)施設建設、(3)共同研究等の成果を取りまとめたものである。

超深地層研究所計画における地下水の地球化学に関する調査研究; 瑞浪層群・土岐花崗岩の地下水の地球化学特性データ集(2011年度)

大森 一秋; 新宮 信也; 萩原 大樹; 増田 薫*; 飯塚 正俊*; 乾 道春*; 岩月 輝希

JAEA-Data/Code 2013-001, 330 Pages, 2013/05

JAEA-Data-Code-2013-001.pdf:23.85MB

日本原子力研究開発機構は岐阜県瑞浪市で進めている超深地層研究所計画において、研究坑道の掘削が周辺の地下水の地球化学特性に与える影響を把握することを目的とした調査研究を行っている。本データ集は、超深地層研究所計画において、2011年度に実施した地下水の採水調査によって得られた地球化学データをとりまとめたものである。データのトレーサビリティーを確保するため、試料採取場所,試料採取時間,採取方法及び分析方法などを示し、あわせてデータの品質管理方法について示した。

MSB-2号孔・MSB-4号孔における地下水の間隙水圧及び水質観測(2010年4月2011年3月)

萩原 大樹; 新宮 信也; 栗田 和昭*; 江口 慶多*; 堀田 政國*; 水野 崇

JAEA-Data/Code 2012-005, 67 Pages, 2012/06

JAEA-Data-Code-2012-005.pdf:3.42MB
JAEA-Data-Code-2012-005-appendix(CD-ROM).zip:0.74MB

日本原子力研究開発機構は、岐阜県瑞浪市に建設中の瑞浪超深地層研究所において、研究坑道掘削による地下水水質への影響把握を目的とした調査研究を進めている。その一環として、研究所用地内において掘削した浅層ボーリング孔(MSB-2号孔及びMSB-4号孔)に多区間間隙水圧モニタリングシステム(MPシステム)を設置して、地下水採水・水質分析及び間隙水圧・水温測定を2003年度から月1回の頻度で実施している。これまでの観測結果から、研究坑道の掘削に伴い、両観測孔において間隙水圧低下と水質変化が生じていることを確認している。本報告書では、2010年度のMSB-2号孔及びMSB-4号孔における地下水採水・水質分析及び間隙水圧・水温測定結果を示した。また、合わせて、広域地下水流動研究においてDH-2号孔で実施している地下水採水・水質分析及び間隙水圧・水温測定の結果を付した。

超深地層研究所計画; 主立坑断層を対象としたボーリング調査結果報告書

鶴田 忠彦; 武田 匡樹; 上野 孝志; 大丸 修二; 徳安 真吾; 尾上 博則; 新宮 信也; 石橋 正祐紀; 竹内 竜史; 松岡 稔幸; et al.

JAEA-Technology 2012-001, 134 Pages, 2012/03

JAEA-Technology-2012-001.pdf:41.2MB
JAEA-Technology-2012-001(errata).pdf:0.44MB
JAEA-Technology-2012-001-appendix(CD-ROM).pdf:6.37MB

日本原子力研究開発機構東濃地科学研究ユニットでは、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段階的(第1, 2, 3段階)に進めている。このうち第2段階では、「研究坑道の掘削を伴う調査研究による地質環境モデルの構築及び研究坑道の掘削による深部地質環境の変化の把握」を段階目標の一つとして調査研究を進めている。本報告書では、第2段階の目標を達成するために、2010年度に深度300m研究アクセス坑道において実施した、主立坑断層を対象としたボーリング調査の結果を取りまとめた。本ボーリング調査は、瑞浪超深地層研究所の主立坑において認められる断層を対象として、2孔(10MI22号孔及び10MI23号孔)のボーリング孔掘削、地質学的調査、水理学的調査、及び地下水の地球化学的調査を実施した。その結果、主立坑断層及び周辺岩盤の割れ目や変質の特徴、水理特性、及び水質分布を把握することができた。

超深地層研究所計画における地下水の地球化学に関する調査研究; 瑞浪層群・土岐花崗岩の地下水の地球化学特性データ集(2009年度)

新宮 信也; 齋 正貴*; 萩原 大樹; 水野 崇

JAEA-Data/Code 2011-004, 49 Pages, 2011/06

JAEA-Data-Code-2011-004.pdf:2.87MB

このデータ集は、2009年度に瑞浪超深地層研究所の研究坑道内で採取した地下水、地上から掘削したボーリング孔(MSB-2号孔,MSB-4号孔及びMIZ-1号孔)より採取した地下水の地球化学特性データをとりまとめたものである。本データ集では、データのトレーサビリティを確保するため、試料採取地点,試料採取時間,採取方法及び分析方法などをあわせて示した。

瑞浪超深地層研究所における地球化学に関する調査研究; 第1段階結果の妥当性確認について

水野 崇; 青才 大介; 新宮 信也; 山本 祐平; 福田 朱里; 萩原 大樹

no journal, , 

本報告では、これまでの研究坑道の掘削を伴う研究段階(第2段階)の結果に基づき、地表からの調査予測研究段階(第1段階)での調査研究結果の妥当性を評価するとともに、第1段階において用いた調査評価技術(調査手法や手順など)の適用性について考察した。その結果、第1段階での調査研究結果として得られた、地下水の塩分濃度分布,酸化還元環境及びpHの妥当性を第2段階の調査研究によって確認することにより、第1段階において適用した調査技術の信頼性を示すことができた。ただし、第2段階では、第1段階で予測していなかった水質分布の変化が認められたため、今後は、第2段階で得られる知見に基づき、研究坑道掘削に伴う水質分布の変化に関する予測解析手法の信頼性向上を図っていく予定である。

瑞浪超深地層研究所における地下水の地球化学に関する調査研究; コロイド粒子の調査手法について

大森 一秋; 濱 克宏; 萩原 大樹; 新宮 信也; 福田 朱里; 岩月 輝希

no journal, , 

高レベル放射性廃棄物の地層処分においては、地下深部における放射性核種の移動メカニズムを理解するための調査技術が必要になる。地下深部は還元状態の地下水で満たされており、放射性核種は地下水の化学条件に依存した溶解度で地下水中に溶出する。また地下水中には大きさ1m以下のコロイド粒子が存在しており、コロイド態での核種の移動は溶存態での移動と異なる可能性が指摘されている。本研究では、地下坑道から掘削した地下水を対象として、孔径0.2m, 10kDa, 1kDaのろ過膜を用いて大気に触れることなく限外ろ過を行いコロイド態で存在するアナログ元素の種類や量、調査手法の品質などについて考察した。その結果、地下水中のコロイドは有機物,粘土鉱物,水酸化鉄の混合物により構成され、ろ過液からは採水区間ごとに違いはあるものの、ウラン及び希土類元素(Th, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu)のうち、Th, Pr, Nd, Sm, Eu, Gdについて、ろ過孔径が小さくなるほどろ過液中の濃度が減少あるいは一定になるサイズ依存性が認められた。しかし、一部の観測区間でろ過孔径の小さいろ過液中のアナログ元素濃度がろ過孔径の大きいアナログ元素濃度よりも高い結果が得られており調査手法に課題があることも確認された。

多変量解析による大規模地下施設周辺の地下水水質変化プロセスの推定

岩月 輝希; 水野 崇; 萩原 大樹; 新宮 信也; 大森 一秋; 福田 朱里

no journal, , 

大規模地下施設の建設・操業時の周辺地下水の水質変化(施設建設影響)について、多変量解析手法による評価を試みた。施設建設中に得られた地下水の水質データ(約1,100試料のNa, K, Ca, Mg, SO, F, Cl, Si, 無機炭素濃度)を対象として主成分分析を行った結果、地下水水質の経年変化データは堆積岩浅部,花崗岩浅部,花崗岩深部地下水の三つの地下水の主成分得点と相関性を持っており、これらの端成分地下水の混合状態の変化に起因すると考えられた。また、立坑から離れるにしたがって花崗岩浅部地下水の寄与率が増加しており、排水に伴う動水勾配が相対的に大きな立坑直近においては、深部からの地下水引き込みがより大きいものの、施設の周囲では地下水位の低下とともに花崗岩浅部の地下水が徐々に深部に移動していると推察された。

産業技術総合研究所との共同研究; 地球化学環境変動要因としての地下微生物の影響評価手法の技術開発と高度化

福田 朱里; 水野 崇; 青才 大介; 萩原 大樹; 山本 祐平; 新宮 信也; 伊藤 一誠*; 鈴木 庸平*; 幸塚 麻理子*; 今野 祐多*

no journal, , 

地層処分の安全評価に必要な深部化学環境とその形成プロセス及び長期的変遷の調査技術開発のため、原位置における微生物学的特性を明らかにし、化学環境形成や擾乱からの回復過程における微生物の役割を評価することを目的とし、地球化学分析,微生物群集構造解析,微生物代謝活性の評価を行った。これまでの研究により、土岐花崗岩から採取した地下水中の微生物の活性は低いことがわかっており、より短期で高感度な代謝活性測定方法の開発及び深度に伴う微生物学的特性の変化の解析を重点的に行った。地球化学分析の結果、酸素,硝酸・亜硝酸イオンは全深度で検出限界未満だったため、硫酸イオン以外の主な電子受容体は乏しいと推測された。微生物群集構造解析から深度に伴う優占微生物種の遷移がみられた。微生物代謝活性の評価により、花崗岩とそれを被覆している堆積岩の境界近傍の深度99mの微生物代謝活性が高く、それ以深は深度とともに低くなる傾向がみられた。本研究により、花崗岩深部において原位置の代謝活動は低いが、地下施設建設等による擾乱で酸素や硝酸が供給された場合、微生物による消費が期待されることが示された。