塩ノ平断層と車断層の破砕帯における断層スリップ試験時の水圧応答解析

若濱 洋*; 能城 悠*; 青木 和弘; 今井 宏太朗; Guglielmi, Y.*; Cook, P.*; Soom, F.*

応用地質, 64(5), p.236 - 254, 2023/12

https://doi.org/10.5110/jjseg.64.236

2011年4月11日の福島県浜通りの地震(Mw6.7)時、福島県南東部に北北西から南南東に伸びる約14kmの地表変状が生じ塩ノ平断層と命名された。その南方延長上の車断層では地表変状は認められなかった。両断層の活動性評価のため、前者の活動域上の塩ノ平地点と後者の非活動域上の水上北地点で、SIMFIP法による断層スリップ試験を実施した。両地点の断層破砕部への注水に対する水圧モニタリング孔での水圧応答から、断層部を挟む領域の水理特性をGRFモデル(Barker, 1988)により評価し、透水係数、比貯留量、及び流れ次元を明らかにした。これらの水理パラメーターは国内外の文献値と整合的で、透水係数及び比貯留量は塩ノ平が水上北よりも大きく、流れ次元は塩ノ平が概ね三次元流であり、水上北が二次元フラクショナル流となる。また計測変位から算定される一軸膨張係数と水理解析での比貯留量の対比から、体積膨張は、前者が三軸、後者が一軸方向で生じると把握された。両地点の相違は、当該断層破砕部に賦存する「水みち」の空間的な発達状況の相違と密接に対応し、両地点の断層活動度に差異を生む要因と水理パラメーター等との関連性が示唆された。

Thickness dependence of transverse thermoelectric voltage in CoFe/YIG magnetic junctions

Wongjom, P.*; Ramos, R.*; Pinitsoontorn, S.*; 内田 健一*; 齊藤 英治

Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 471, p.439 - 443, 2019/02

https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2018.10.003

Measurements of transverse thermoelectric voltage were carried out in CoFe (CoFe)/Yttrium-Iron-Garnet (YIG) magnetic junctions, using the CoFe film as the spin detector. An unusual dependence of the voltage on the CoFe thickness was observed in the in-plane magnetized (IM) configuration; the junction with a relatively thick CoFe layer (40 nm) exhibits positive signals, whereas the junctions with a thinner CoFe layer (7-10 nm) exhibit negative signals. To find the origin of the behavior, we compare the voltage signals in the CoFe/YIG and CoFe/GGG systems in the IM configuration as well as perpendicularly magnetized (PM) configuration. Furthermore, the anomalous Hall effect was also measured in the Hall-bar shaped CoFe films. The experimental results suggest that the observed thickness dependence of the voltage is attributed to the combination of the inverse spin Hall effect (ISHE) and the anomalous Nernst effect (ANE) in the CoFe layers; the former shows a negative voltage and its contribution gradually increases with decreasing the CoFe thickness, whereas the latter shows a positive and mostly thickness independent voltage. The competition between the ISHE and ANE contributions results in the observed peculiar CoFe-thickness dependence of the transverse thermoelectric voltage.

ARTISTプロセスにおける元素分離シミュレーション; 表計算による向流抽出器の分離シミュレーション

山口 五十夫*; 鈴木 伸一; 佐々木 祐二; 山岸 功; 松村 達郎; 木村 貴海

JAERI-Tech 2005-037, 56 Pages, 2005/07

JAERI-Tech-2005-037.pdf:2.31MB

溶媒抽出法による再処理では、大量処理と連続運転性に優れたミキサーセトラー型溶媒抽出器が多用されている。そこでARTISTプロセス開発で得られたデータをもとに、使用済み核燃料を用いてミキサーセトラーを運転した場合、各フラクションに分布する金属イオンの割合を、向流接触抽出計算式を表計算に組み込んでシミュレーションした。しかし、前出の向流接触抽出計算式は、ミキサーセトラー内の各ステージにおいて酸濃度変化等の影響で金属イオンの分配比が変化した場合の計算に対応していない。そのため、抽出剤の酸抽出分配比より、ミキサーセトラー内の各ステージの平衡酸濃度を求め、その酸濃度に対応した金属イオンの分配比から、ミキサーセトラーの各フラクションに分布する金属イオンの割合を求める計算法を開発した。これらの計算法は各フラクションに分布する金属イオンの割合ばかりでなく、MS内の各ステージに分布する金属イオンの割合も求めることができる。

4群群分離プロセスのNUCEF内群分離試験装置によるコールド試験及びセミホット試験

森田 泰治; 山口 五十夫; 藤原 武; 溝口 研一*; 久保田 益充*

JAERI-Research 2000-024, 55 Pages, 2000/06

JAERI-Research-2000-024.pdf:2.24MB

現在開発中の4群群分離プロセスについて、NUCEFのプロセスセル内に設置した群分離試験装置により、模擬高レベル廃液を用いたコールド試験、及び少量の実高レベル廃液とTcを添加した模擬廃液を用いたセミホット試験を実施した。前処理工程、抽出工程、硝酸沈殿工程、活性炭吸着工程及び無機イオン交換体吸着工程の各工程を一連の操作で試験し、Am,Tcを含め各元素はほぼ想定どおり分離されることを確認した。例えば、抽出工程においてAmは、99.99%以上が抽出され、99.92%が抽出溶媒より逆抽出された。脱硝沈殿工程では、Tc沈殿率として96.6%が得られた。以上の試験により、群分離試験装置の元素分離性能を確認することができた。また、実高レベル廃液による群分離試験の結果と比較するためのデータを取得することができる。

群分離法の開発; 小規模実験による4群群分離プロセスにおけるテクネチウム挙動の確認

森田 泰治; 溝口 研一*; 山口 五十夫; 藤原 武; 久保田 益充

JAERI-Research 98-046, 18 Pages, 1998/08

JAERI-Research-98-046.pdf:1.01MB

4群群分離プロセスにおけるTcの分離挙動について、これまで各工程個別に行ってきた研究の結果を、マクロ量のTcを加えた模擬高レベル廃液を用いてフラスコスケールの小規模実験により、プロセス全体を通して総合的に確認する試験を実施した。試験の結果は、これまでの各工程個別試験の結果によく一致した。例えば、Tc-白金族元素分離のための脱硝沈殿工程の試験では、マクロ量のTcに対してもTcの沈殿率として98.2%が得られ、また、この沈殿からのHOによるTc溶出試験では、1回の操作で84.6%の溶出率が得られた。本総合試験の成果をもとに、群分離プロセスからのTc製品の組成を推定し、混入元素の種類とその程度についても明らかにした。

群分離法の開発: 脱硝によるTc-白金族元素の最適沈殿分離プロセスの構築; 脱硝後の液の酸濃度に影響を与える諸因子及び反応の考察

溝口 研一*; 山口 五十夫; 森田 泰治; 藤原 武; 久保田 益充

JAERI-Research 97-071, 27 Pages, 1997/10

JAERI-Research-97-071.pdf:0.89MB

4群群分離プロセスにおけるTc-白金族元素分離工程の最適化を目的として、DIDPA抽出ラフィネートを模擬した液(模擬ラフィネート)に対して元素濃度、硝酸濃度、脱硝時の加熱方法などを変えて脱硝を行い、脱硝後の液の酸濃度及び元素の沈殿率などを調べた。模擬ラフィネートを非常に強く加熱して脱硝した場合、模擬ラフィネートを脱硝前に濃縮することが、白金族元素を効率的に沈殿として分離する上で重要であることがわかった。模擬ラフィネートに対して濃縮せずに脱硝を行う場合は、昇温速度があるしきい値以下で、かつ昇温後の液温が95C以上になるような条件で加熱すれば、白金族元素を沈殿分離できることがわかった。また、模擬ラフィネートの脱硝反応の進行について確認した。

群分離法の開発; 定量液送ポンプの性能試験と遠隔操作性の改善

山口 五十夫; 森田 泰治; 藤原 武; 溝口 研一*; 久保田 益充

JAERI-Tech 97-023, 23 Pages, 1997/06

JAERI-Tech-97-023.pdf:0.84MB

群分離法の開発研究を行うため、燃料サイクル安全工学研究施設に群分離試験装置を設置した。装置に供給する試薬や高レベル廃液の移送は減圧吸引、重力落下及びポンプを用いた方法で行うが、溶媒抽出工程及び無機イオン交換体カラム吸着工程は供給液の定流量性が要求されるために定量液送ポンプを用いている。本群分離試験装置は重遮へい体内に設置されているため、配管等の長大化や遠隔操作性の観点からポンプ等の設置位置に最適な場所を選定できない制限がある。これまでの模擬高レベル廃液を用いた群分離試験で、定量液送ポンプの運転時に若干の不具合が発生したので、その原因究明と対策を検討し改善を図った。本報にはその経緯と改良点等を記した。

群分離法の開発; NUCEF内に建設した群分離試験施設

山口 五十夫; 龍ヶ江 良三*; 森田 泰治; 近藤 康雄; 白橋 浩一; 山岸 功; 藤原 武; 藤本 啓一*; 谷津 修; 藤田 民義*; et al.

JAERI-Tech 94-030, 53 Pages, 1994/11

JAERI-Tech-94-030.pdf:4.61MB

群分離処理法の開発研究を行うため、年間1.8510Bqの高レベル廃液を取り扱うことのできる研究施設を燃料サイクル安全工学研究施設(NUCEF)に完成した。本研究施設は放射体を含む放射性溶液の化学処理に適した気密構造の-型セルである。セル内には脱硝・濃縮装置、シュウ酸塩沈殿ろ過装置、ろ過機器、抽出器、イオン交換カラム、乾燥器、貯留タンク(10基)及びポンプ等で構成する群分離試験装置を設置した。主要機器は遠隔着脱コネクタを用いて交換可能であり、また、配管ルートを選定することにより多目的に使用できる。本群分離試験施設により、高レベル廃液中に含まれる元素を超ウラン元素群、Tc-白金族元素群、Sr-Cs群及びその他の元素群の4群に分離するプロセスについて試験する。

Development of a partitioning process for the management of high-level waste

久保田 益充; 山口 五十夫; 森田 泰治; 近藤 康雄; 白橋 浩一; 山岸 功; 藤原 武

Proc. of the Future Nuclear Systems: Emerging Fuel Cycles and Waste Disposal Options; GLOBAL 93, p.588 - 594, 1993/00

高レベル廃棄物中には長寿命の超ウラン元素、発熱性のSr-90,Cs-137、貴金属の白金族元素等が含まれている。これらの元素を放射能毒性や化学的性質に応じて分離し、有効に利用すると共に、超ウラン元素については消滅をはかることが廃棄物管理の上で有用である。本講演では、1985年以来実施してきた4群群分離プロセス開発の最近の成果について報告する。

Injection test results on fault stability using a 3-components borehole deformation sensor in the non-active segment extending south of Shionohira Fault, NE Japan

青木 和弘; 田中 遊雲; 吉田 拓海; 瀬下 和芳; Guglielmi, Y.*; Cook, P.*; Soom, F.*

no journal, , 

A slip in the Shionohira Fault caused the April 11, 2011 Fukushima-ken Hamadori Earthquake of Mw 6.7, the biggest aftershock occurring a month after the Mw 9.0 Tohoku-Oki earthquake. Co-seismic surface ruptures trending NNW-SSE indicate a normal slip faulting of maximum 2 m displacement. However, an N-S trending Kuruma Fault with lineaments along the southern extension of Shionohira Fault showed no surface ruptures. The key question of importance in better assessing the risk of seismic fault activation in Japan is to understand why some fault segments were activated and ruptured the land surface while others remained inactive although closely aligned on the same fault zone and most likely affected by the same stress conditions. Following up on the injection experiment using a 3 components borehole deformation sensor (SIMFIP probe: Step-Rate Injection Method for Fracture In-situ Properties) in the active segment of Shionohira Fault (Aoki, et al., 2018), this study reports on the second injection test in Minakami-kita, the non-active segment of Kuruma Fault extending south of Shionohira Fault.Kuruma Fault runs North-South with a dip of 70 degrees to the west. A borehole of 30 meters from the surface was excavated to the east with 50 degrees inclination. Test interval of injection was decided based on core observation, borehole TV, and caliper logging data at 19.75-21.70 m (Test 1) and at 21.65-23.6 m (Test 2). Clear fault reactivations have been observed in test 1 and 2 located across the main shear zones. The results of tests 1 and 2 show considerable difference from earlier test results of the active segment (given in parentheses): fracture opening pressures were 11.0 and 10.2 bars (2.0 to 2.3 bar), hydraulic permeability at 3.010 and 2.310 m, and fault displacements at 0.20 and 0.12 mm (1.39 mm), respectively. Detailed activated structures and modes will be explained in the poster.