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鏡味 沙耶; 横山 立憲
no journal, ,
日本原子力研究開発機構東濃地科学センター土岐地球年代学研究所では、高レベル放射性廃棄物の地層処分に関する技術開発の一環として、地質環境の長期安定性評価に係る編年技術の整備を進めている。地層処分は、数万年以上の時間スケールで、廃棄物を地下深く埋設し、人間の生活圏から隔離することで安全を確保するものであり、これには地質環境の長期的な将来予測をすることが必要となる。この将来予測のためには、過去から現在の地質環境の長期的変遷を解明する必要があり、時間スケールを与える年代測定技術の整備が必須となる。例えば、ジルコンなどの重鉱物は、U-Pb年代測定をはじめとする年代測定が盛んに行われている。重鉱物の年代測定は、マグマの分化過程といった地下深部の火成活動について知見を与え、さらに、これらの鉱物が砕屑物となって堆積層に取り込まれている場合には、後背地解析に有用な知見を与える。また、テフラ(火山砕屑物)は火山噴火によって地質学的時間としてはごく短時間に広範囲に降り積もることから、地層の対比に広く用いられる。テフラを同定することは、供給源を明らかにし、堆積年代に制約を与えることができる(テフロクロノロジー)。地質環境の長期的な変遷の解明には、このような複合的な年代学的アプローチが重要となる。筆者らは、レーザーアブレーション装置を備えた誘導結合プラズマ質量分析法(LA-ICP-MS)による元素分析や年代測定に関する技術整備を進めている。本発表では、これまで開発を行ってきたテフラ同定のための局所領域における微量元素の定量分析に関して、分析技術の整備・開発の現状と今後の展望について紹介する。
岩月 輝希
no journal, ,
瑞浪超深地層研究所における地表からの調査予測研究(第1段階)と研究坑道の掘削を伴う調査研究(第2段階)の研究成果を概括する。第1段階の調査研究では、地下施設の設計・建設に必要な地質・地質構造、岩盤の力学特性、地下水流入量や物質移動特性に関わる地下水の地球化学特性の調査解析技術が構築された。また、第2段階の調査研究では、地表からの調査技術の妥当性確認を行うとともに、詳細な地質調査や坑道掘削に伴う岩盤損傷領域, 地質環境擾乱領域の諸特性の長期観測などに関わる技術が構築された。
尾上 博則; 村上 裕晃; 尾崎 裕介; 渡辺 勇輔; 竹内 竜史; 岩月 輝希
no journal, ,
地層処分事業における処分施設の建設・操業時には、地下水の水圧や水質といった地下水環境の変化が引き起こされる。それら地下水環境の変化は、地下施設閉鎖後の地質環境予測の基盤となる岩盤の不均質性を評価する上で重要な情報となりうる。本発表では、瑞浪超深地層研究所における深度500mでの坑道掘削や坑道を地下水で満たす原位置試験などの人為的なイベントに伴う地下水の水圧・水質の変化データを用いた坑道周辺岩盤内の水理学的な連続性や割れ目の連結性についての検討結果について報告する。
見掛 信一郎
no journal, ,
「地下坑道における工学的対策技術の開発」では、深度500mの坑道において、坑道への湧水量をプレグラウチングとポストグラウチングの組合せにより抑制する技術を実証すること、また、排水処理技術等の地下水管理技術の高度化に取り組むことを目標として設定している。プレグラウチングとポストグラウチングの組合せによる地下水抑制技術の開発では、高い水圧下においても湧水抑制の効果を期待できるグラウチング技術を実証することができた。また、地下水浸透理論にもとづき構築した湧水量の評価手法や、グラウト材料と注入方法の適用性を示すことができた。地下水管理技術の開発では、瑞浪超深地層研究所で実施している排水処理技術は、大規模地下施設の恒常的な湧水を対象とした処理方法として実績を蓄積することができた。
後藤 翠; 島田 耕史
no journal, ,
ひずみ速度が大きく活断層地形が不明瞭なせん断帯の存在が指摘されている南九州地域で、力学的な影響範囲を把握するため地表踏査を行い小断層の応力逆解析を行った。その結果、断層の変位センスがせん断帯を規定している東西の応力場と調和的な範囲を把握できた。これにより、応力逆解析手法を用いてせん断帯における地表の力学的影響範囲を推定できる可能性が得られた。
尾崎 裕介; 尾上 博則; 岩月 輝希
no journal, ,
瑞浪超深地層研究所では、深度500mにおいて坑道の一部を地下水で一時的に閉鎖する再冠水試験を実施している。本研究では、その再冠水試験の再現解析を紹介する。再冠水試験中において、坑道の掘削・閉鎖により、坑道周辺の岩盤内部で水圧および水質の変動が観測されている。それらの挙動は、岩盤中に存在する亀裂により高度に不均質な挙動を示している。これら挙動を再現するため、亀裂ネットワークモデルに基づいた等価連続多孔質媒体モデルを適用することで、不均質な水圧・水質の挙動を再現した。また、セメント溶解による長期予測をおこなうために、反応輸送解析も実施した。これら、数値シミュレーションによる結果、坑道周辺の移流が水質変化に対して大きな影響を与えることが示された。
平塚 晋也; 雑賀 敦; 浅森 浩一
no journal, ,
紀伊半島においては、活発な非火山性の熱水活動が生じている。He同位体比が高い値を示すこと、地震波速度が低速度であること、及び低比抵抗であることから、熱水の起源として深部流体が関与していることが示唆されている。本研究では、S波スプリッティング解析と呼ばれる地震学的な手法を用いて、深部流体の移動経路の推定を試みた。解析結果は、強いS波偏向異方性が見られる領域が深部流体の移動経路に対応している可能性を示してはいるが、さらなるデータの蓄積が必要である。
渡辺 勇輔; 柏谷 公希*
no journal, ,
高レベル放射性廃棄物処分の安全評価では、廃棄体に含まれる放射性核種が地下水とともに移行し、生物圏に悪影響を与えるとする地下水シナリオが重要な評価対象となる。断層近傍に形成した破砕帯は地下水の主要な流動経路となりうる。また、断層内部の鉱物組成は、変質により健岩部とは異なっている。断層に至った放射性核種は、断層内の変質鉱物への収着などの相互作用を行いながら、断層を支配的な経路として地質環境中を移行すると考えられるが、変質鉱物との相互作用は詳細にはわかっていない。本研究では、瑞浪超深地層研究所深度300m坑道内で採取された断層活動によって変質した岩石試料に対してEuとCsの収着実験を実施し、断層近傍の岩石の陽イオン収着特性を調べた。同様に未変質の花崗岩試料に対して収着試験を行い、両者を比較することで断層変質による収着挙動への影響を調べた。未変質への花崗岩に対する収着では黒雲母への収着挙動が支配的であるのに対し、断層変質を受けた試料ではイライトやモンモリロナイトなどの二次的に生成したと考えられる粘土鉱物への収着が支配的になることが分かった。
竹内 竜史
no journal, ,
超深地層研究所計画での必須の課題の一つである「坑道埋め戻し技術の開発」では、深度500mの研究坑道において、坑道の一部を埋め戻し、地下水を自然に冠水させることによって、地下水の水圧・水質および坑道周辺岩盤の化学的・力学的変化を観察し、「地質環境の回復能力等を評価するとともに、地質環境に応じた埋め戻し技術の構築」、「長期の観測に必要なモニタリング技術の開発」を目標とした調査研究を実施している。本報告では「坑道埋め戻し技術の開発」での実施内容と、これまでの成果を紹介する。
丹羽 正和; 川村 淳; 石丸 恒存
no journal, ,
日本列島は変動帯に位置していることから、諸外国に比べて地殻変動や火成活動が活発であり、地層処分における適切なサイト選定や安全評価においては、自然現象に伴う地質環境の変動の程度を把握することが重要となる。そのため、東濃地科学センター土岐地球年代学研究所では、最終処分事業や国の安全規制に必要となる科学的知見や調査・評価技術を提供するため、「地質環境の長期安定性に関する研究」として、(1)調査技術の開発・体系化、(2)長期予測・影響評価モデル開発、および(3)年代測定技術の開発の3つについて、経済産業省資源エネルギー庁からの委託事業等の資金を活用しながら統合的に研究開発を進めている。
村上 裕晃
no journal, ,
地層処分の安全評価に関わる物質移動特性については、対象地域の地下水流動や地球化学環境、物質移動経路の分布、物質移動プロセスなどを理解することが重要である。本報告では、花崗岩中の主要な物質移動経路になり得る割れ目を介した地下水流動の解析技術(割れ目ネットワークのモデル化手法)や、割れ目部やマトリクス部での物質の移動現象、地下水中での物質移動に関わるコロイドと元素の相互作用などについての研究成果を概説する。超深地層研究所で得られた知見は、花崗岩中での物質移動特性を例示するとともに、その評価技術を補足するものであり、地下水流動の指標となる地下水年代などの情報をもとに、環境条件に応じて物質移動評価の確度を提示することが可能と考えられる。
中西 利典; 小松 哲也; 小形 学
no journal, ,
内陸部の河成段丘の乏しい地域において適用できる河川下刻速度の推定手法の一つに穿入蛇行の痕跡地形である環流旧河谷に着目した方法がある。この方法では、河川下刻速度を環流旧河谷に残された旧河床堆積物の現河床からの比高をその堆積年代で除することで得る。本研究開発では、この手法の適用性について紀伊山地を事例に検討した。本発表では、その検討結果について報告する。