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報告書

硫酸塩還元細菌のアルカリ性及び還元環境下での耐性に関する実験的研究

間野 正; 吉川 英樹; 福永 栄*; 油井 三和; 山形 順二*; 朝野 英一*; 山中 裕美子*

PNC TN8410 94-117, 60 Pages, 1993/03

深地層においても微生物が存在する可能性があることから、放射性物質の地層処分の研究開発では、処分環境の変化や核種移行の評価に対し、微生物の影響を検討する必要がある。本研究は、処分場で微生物が活動するための条件のうち、環境への耐性を実験的に検討したものである。微生物としては、金属・コンクリート腐食への影響が心配される硫酸塩還元細菌を用いた。これをpHおよびEhが自動制御できる容量0.6-の培養容器に接種し、35$$^{circ}$$Cにて、pH7$$sim$$10.3、Eh-350$$sim$$0mVの範囲内で条件設定して、硫化水素の発生を測定して硫酸塩還元細菌の増殖の有無を確認した。その結果、pHが7に近くEhが-300mVに近いほど増殖しやすいという耐性領域図(chartofactiverange)が得られた。pHは最大9.6(Eh-300mVのとき)まで、Ehは最大-100mV前後(pH7のとき)まで増殖が確かめられた。結論として、pH及びEhを制御した条件で耐性領域図を作る手法を確立した。また、硫酸塩還元細菌は処分場で想定されるpH及びEhの環境条件では増殖が可能なことが示された。

報告書

緩衝材の特性試験(2)

柴田 雅博; 山形 順二*; 鈴木 英明*

PNC TN8410 92-169, 64 Pages, 1992/08

PNC-TN8410-92-169.pdf:1.06MB

高レベル放射性廃棄物地層処分における人工バリアの一つに緩衝材があり、圧縮ベントナイトがその候補材料として考えられている。処分初期は、水で飽和していない圧縮ベントナイトに対して地下水が浸潤してくる、いわゆる再冠水現象が想定され、水分の移動に関する評価および浸潤メカニズムの解明が重要である。本報告では、処分直後の地下水の再冠水時における不飽和な圧縮ベントナイトへの水の浸潤挙動を把握するために、簡易的な圧縮ベントナイト中への水の浸潤試験を実施し、概略的な評価を行ったのでここに報告する。その結果、(1)圧縮ベントナイト中への水の浸潤はみかけ上はおよそ拡散分布を示すこと、(2)浸潤速度の指標である水分拡散係数は10/SUP-10/m/SUP2/sのオーダーであること、(3)水分拡散係数は圧縮ベントナイトの乾燥密度とともに増加すること等を確認した。また、水の浸潤にともなうモンモリロナイト結晶の底面間隔の測定を行い、「水の浸潤挙動」「底面間隔の変化」「膨欄圧力発生挙動」の相互関係の評価を行った。その結果、1.圧縮ベントナイトが水で飽和する以前に膨潤圧力が平衡となる。2.底面間隔が一定となる時に膨潤圧力が平衡となる。という結果を得た。これらのことから、水の浸潤には膨潤圧力を発生させるモンモリロナイト層間への浸潤、およびベントナイト粒子間の空隙を飽和させる浸潤、という二つの浸潤メカニズムがあることが示唆された。

報告書

緩衝材の特性試験(1)

鈴木 英明*; 柴田 雅博; 山形 順二*; 広瀬 郁朗; 寺門 一馬*

PNC TN8410 92-057, 96 Pages, 1992/03

PNC-TN8410-92-057.pdf:1.94MB

高レベル放射性廃棄物地層処分における人工バリアのひとつに緩衝材があり、ベントナイトがその候補材料と考えられている。本報告においては、国産のベントナイト製品の中から山形県月布産のベントナイトについて、1.製品の組成、化学的な特性値等に関する調査および試験2.圧密成形した際の機械的強度、熱伝導率・膨潤圧力および透水係数を定量的に把握するため試験を実施した。その結果、機械的強度,熱伝導率,膨潤圧力および透水係数はいずれも乾燥密度の大きい方が、緩衝材として望ましい特性を示すことがわかった。また、ケイ砂の混合により熱伝導特性を向上させ得ることが明らかとなったが、混合率の決定にはケイ砂の混合による他の性能変化を併せて検討を行う必要があることがわかった。本試験の結果から、上記の各特性の値を定量的に示した。

報告書

Natural analogue studies of engineered barrier materials at PNC TOKAI, JAPAN; Their framework and recent activities

亀井 玄人; 湯佐 泰久; 山形 順二*; 井上 邦博*

PNC TN8410 91-051, 10 Pages, 1991/09

PNC-TN8410-91-051.pdf:0.31MB

本資料は、第3回原子力先端研究国際シンポジウム(平成3年3月、於水戸)の報文集に掲載されたものである。人工バリアの長期耐久性評価のために行ったナチュラルアナログ研究について、1.ナチュラルアナログとは何か、2.その必要性、3.調査対象選定のための考え方、4.研究の構成、について述べた。具体的成果として、1.玄武岩質ガラスの風化変質(廃棄物ガラスの変質のアナログ)、2.土中埋設鋼管(緩衝材に包まれた鉄製オーバーパックのアナログ)、2.火成岩体の貫入によるベントナイトのイライト化(緩衝材の変質のアナログ)、4.コンクリート構造物の地下水又は海水による変質(バックフィル材等としてのセメントの化学的変質のアナログ)の4項目について記述した。本資料は、共同発表者の湯佐による外部発表許可済資料(2KA 29,80-02-131)に、その後の知見を加えてまとめなおしたものである。

報告書

緩衝材の熱-水-応力連成試験; 緩衝材大型試験設備の概要および試験計画について

佐藤 信二; 雨宮 清*; 山形 順二*; 広瀬 郁朗; 石川 博久; 湯佐 泰久; 佐々木 憲明

PNC TN8410 90-060, 106 Pages, 1990/06

PNC-TN8410-90-060.pdf:2.3MB

緩衝材大型試験設備は、地層処分システムにおける人工バリアの構成要素の一つである緩衝材の熱-水-応力の連成現象の解明とこれを解析する手法を開発するための試験設備であり、コンクリート製の人工岩盤、処分孔、緩衝材、オーバーパック、ヒーター、注水装置、計測センサー、データ収録システム、計測室から構成される。本報告書は、第一報として、緩衝材大型試験設備の概要について述べるとともに、加熱試験計画立案のため実施したヒーター放熱試験と熱伝導解析結果について報告するものである。

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