地質環境の長期安定性に関する研究 年度報告書(平成23年度)

浅森 浩一; 丹羽 正和; 花室 孝広; 山田 国見; 草野 友宏; 幕内 歩; 高取 亮一; 國分 陽子; 松原 章浩; 石丸 恒存; et al.

JAEA-Research 2012-024, 132 Pages, 2012/09

JAEA-Research-2012-024.pdf:15.68MB

本報は、深地層の科学的研究のうち、「地質環境の長期安定性に関する研究」について、第2期中期計画期間(平成22年度平成26年度)の2年目である平成23年度に実施した研究開発にかかわる成果を取りまとめたものである。第2期中期計画期間においても第1期中期計画に引き続き、最終処分事業の概要調査や安全審査基本指針などの検討・策定に研究成果を反映できるよう、(1)概要調査などに必要となる、自然現象に関する過去の記録や現在の状況を調査するための体系的な技術の整備(調査技術の開発・体系化)、(2)変動シナリオを考慮した安全評価の基盤となる、将来の自然現象に伴う地質環境の変化を予測・評価するための手法の整備(長期予測・影響評価モデルの開発)のほか、(3)最先端の分析装置などを用いた放射年代測定や鍵層の高分解能同定法などによる編年技術の高度化(年代測定技術の開発)を進めている。本報では、それぞれの研究分野にかかわる科学的・技術的背景を解説するとともに、主な研究成果及び今後の課題などについて述べる。

阿寺断層の垂直変位量と活動開始時期に関する熱年代学的研究

山田 国見; 安江 健一; 岩野 英樹*; 山田 隆二*; 梅田 浩司; 小村 健太朗*

地質学雑誌, 118(7), p.437 - 448, 2012/07

https://doi.org/10.5575/geosoc.2012.0015

上下変位を伴うA級の活断層である阿寺断層の周辺から採取された地表・ボーリングコア試料に対してフィッション・トラック分析を行い、上下変位量と活動開始時期を推定した。その結果、白亜紀以降の上下変位量は約1kmであり、基盤岩や地形的な変位量と変わらないことが明らかになった。これは阿寺断層の現在の活動様式が鮮新世末以降に開始したという従来の見解と整合的である。また、破砕帯内の地表・ボーリングコア試料から20Ma頃に破砕帯内で断層に沿って広い範囲で加熱があったことが明らかになった。これはこの時期には既に破砕帯が存在し、おそらく断層運動が始まっていたことを示す。

地質環境の長期安定性に関する研究 年度報告書(平成22年度)

安江 健一; 浅森 浩一; 谷川 晋一; 山田 国見; 山崎 誠子; 國分 陽子; 丹羽 正和; 道家 涼介; 草野 友宏; 花室 孝広; et al.

JAEA-Research 2011-023, 113 Pages, 2011/10

JAEA-Research-2011-023.pdf:10.9MB

本報は、深地層の科学的研究のうち、「地質環境の長期安定性に関する研究」について、第2期中期計画期間(平成22年度平成26年度)の初年度である平成22年度に実施した研究開発にかかわる成果を取りまとめたものである。第2期中期計画期間においても第1期中期計画に引き続き、最終処分事業の概要調査や安全審査基本指針などの検討・策定に研究成果を反映できるよう、(1)概要調査などに必要となる、自然現象に関する過去の記録や現在の状況を調査するための体系的な技術の整備(調査技術の開発・体系化)、(2)変動シナリオを考慮した安全評価の基盤となる、将来の自然現象に伴う地質環境の変化を予測・評価するための手法の整備(長期予測・影響評価モデルの開発)のほか、(3)最先端の分析装置などを用いた放射年代測定や鍵層の高分解能同定法などによる編年技術の高度化(年代測定技術の開発)を進めている。本報では、それぞれの研究分野にかかわる科学的・技術的背景を解説するとともに、主な研究成果及び今後の課題などについて述べる。

「地質環境の長期安定性に関する研究」第1期中期計画期間(平成17年度平成21年度)報告書(H22レポート)

草野 友宏; 浅森 浩一; 黒澤 英樹; 國分 陽子; 谷川 晋一; 根木 健之; 花室 孝広; 安江 健一; 山崎 誠子; 山田 国見; et al.

JAEA-Research 2010-044, 153 Pages, 2011/01

JAEA-Research-2010-044.pdf:12.53MB

本報は、深地層の科学的研究のうち、「地質環境の長期安定性に関する研究」について、第1期中期計画期間の5か年(2005年度2009年度)に実施した研究開発にかかわる成果を取りまとめたものである。第1期中期計画では、最終処分事業の概要調査や安全審査基本指針などの検討・策定に研究成果を反映できるよう、(1)概要調査などに必要となる、自然現象に関する過去の記録や現在の状況を調査するための体系的な技術の整備(調査技術の開発・体系化)、(2)変動シナリオを考慮した安全評価の基盤となる、将来の自然現象に伴う地質環境の変化を予測・評価するための手法の整備(長期予測・影響評価モデルの開発)のほか、(3)最先端の分析装置などを用いた放射年代測定や鍵層の高分解能同定法などによる編年技術の高度化(年代測定技術の開発)を進めてきた。本報では、それぞれの研究分野にかかわる科学的・技術的背景を解説するとともに、設定した研究課題に対してこれまでに実施してきた内容,主な研究成果及び今後の課題などについて述べる。

「地質環境の長期安定性に関する研究」基本計画; 第2期中期計画(平成22年度平成26年度)

梅田 浩司; 石丸 恒存; 安江 健一; 浅森 浩一; 山田 国見; 國分 陽子; 花室 孝広; 谷川 晋一; 草野 友宏

JAEA-Review 2010-030, 48 Pages, 2010/09

JAEA-Review-2010-030.pdf:1.42MB

本計画書は、深地層の科学的研究のうち、地質環境の長期安定性に関する研究における今後5か年(第2期中期計画期間、2010年2014年)の基本計画である。本計画の策定にあたっては、関係研究機関の動向や大学などで行われている基礎研究を精査したうえで、関係法令や報告に留意しつつ、研究の基本的な考え方,研究開発の方向性,研究課題,達成目標,推進方策などを取りまとめた。さらに、実施主体や規制機関のさまざまなニーズのうち重要性と緊急性を考慮して研究計画の重点化を図った。なお、第2期中期計画では、調査技術の開発・体系化,長期予測・影響評価モデルの開発,年代測定技術の開発の3つの枠組みで研究開発を推進していく。

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。

Postcollisional exhumation history of the Tanzawa Tonalite Complex, inferred from (U-Th)/He thermochronology and fission track analysis

山田 国見; 田上 高広*

Journal of Geophysical Research, 113(3), p.B03402_1 - B03402_10, 2008/03

新たな熱年代学的手法により島弧島弧衝突による丹沢トーナル岩複合岩体の削剥史を調査した。(U-Th)/He年代はアパタイトで2.00.2Ma,ジルコンで3.30.2Ma,ジルコンのフィッショントラック年代は4.5-6.9Maで、地温勾配を40C/kmとすると削剥史は7-3.3Ma: 0.5-1.5mm/yr; 3.3-2.0Ma: 2mm/yr; 2.0-0Ma: 0.8mm/yrであった。7Maごろ以降、丹沢山地周辺のテクトニクス条件の変化にもかかわらず、削剥速度は大きな変化を受けていないことが明らかになった。

東濃地科学センターにおけるVG5400及び固体ガス抽出ラインの現状

山田 国見; 花室 孝広

no journal, , 

日本原子力研究開発機構東濃地科学センターでは京都大学とともに(U-Th)/He年代測定システムの構築と地質試料への適用に関する共同研究を行っている。既に年代試料となる鉱物結晶からのレーザー加熱ガス抽出ラインを導入し、現在は質量分析計を含めて調整中である。質量分析計は現在5e-7Pa程度で、ヘリウムによるテストからターボ分子ポンプ以下に微小リークが存在している。デイリーコレクタの感度はファラデーカップのほぼ百倍、二次電子増倍管は約7割であり、イオン源と合わせて異常はない。十分な量のヘリウムであれば現状でも測定は可能であり、実際に試料からのヘリウムの検出に成功している。しかし、天然の試料はウラン濃度や年代からヘリウムに乏しいことも予想され、検出限界を下げるためにリークを解決する必要がある。抽出ラインは必要な性能を満たしているものの、使用上幾つかの不具合があり、改善を進めている。本発表では共同研究の周知を図るとともに質量分析計とガス抽出ラインの現状について率直な報告を行い、今後の研究方針について各方面と議論を行う。

日本原子力研究開発機構東濃地科学研究ユニットにおける(U-Th)/He年代測定システムの現状報告

山田 国見; 花室 孝広; 田上 高広*; 山田 隆二*; 梅田 浩司

no journal, , 

東濃地科学ユニットでは、京都大学と共同で(U-Th)/He年代測定ラボの立ち上げを行っている。アパタイトとジルコンを試料とし、ヘリウムの抽出は真空チャンバーにおいて赤外レーザーにより加熱して行う。抽出したガスは液体窒素で冷却した活性炭を用いたコールドトラップとNEゲッターにより精製した後、MM5400希ガス質量分析計を用いて感度法で定量する。質量分析計の感度は大気を標準に用いて体積既知の配管とキャパシタンスマノメータにより校正する。ウラン,トリウムは脱ガス後の試料を溶液化し、ICP四重極質量分析計を用いて標準添加法で定量する。溶液化の際はアパタイトは硝酸による溶解、ジルコンは融剤にメタホウ酸リチウムを用いてXRF用ビードサンプラによるガラス溶融法で分解する。試料はすべて放射壊変系列の永続平衡が成立していると期待されること,サマリウムはアパタイトやジルコンには有意に含まれないことから、親核種についてはU-238, Th-232のみの測定で年代を求めることができる。現在は希ガス質量分析計の感度校正とICP質量分析用の溶液試料作成に関する実験を進めており、システムの全体図や各装置の詳細を含めて発表する予定である。

JAEA東濃地科学センターにおける(U-Th)/He年代測定の現状と地質試料の測定データ

山田 国見; 花室 孝広; 田上 高広*; 山田 隆二*; 梅田 浩司

no journal, , 

ウラン・トリウム・ヘリウム((U-Th)/He)法は既に20世紀初頭にラザフォードらによって発案されていたものの、岩石中でヘリウムが完全に保持されないことから特殊な例を除いて実用は不可能であると考えられていた。しかし、1987年、アパタイトの(U-Th)/He年代が非常に低い冷却温度に対応する冷却年代であると解釈できることが明らかになった。有用な年代測定法・熱年代測定法としての可能性が示されたことで(U-Th)/He法は1990年代を通じて急速な発展を見た。現在はその特徴から造山帯等に分布する地質体の冷却や削剥の速度推定や、活断層の運動に伴う熱異常の検出などに用いられている。日本原子力研究開発機構では、平成18年度より京都大学・防災科学技術研究所との共同研究として(U-Th)/He年代測定ラボの立ち上げを行っている。現在のところ、年代既知試料を用いて精度について10%程度、確度について20%程度を実現している。発表ではFish Canyon Tuff,丹沢トーナル岩等の年代既知試料の測定データについて議論を行う予定である。