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須藤 正大; 見掛 信一郎; 池田 幸喜; 山本 勝
no journal, ,
瑞浪超深地層研究所では研究坑道の掘削を進めている。研究坑道は2011年10月現在、深度500mまで到達している。本報告では、研究坑道掘削工事の概要と現状について示す。
杉原 弘造
no journal, ,
日本原子力研究開発機構は、原子力発電環境整備機構による高レベル放射性廃棄物の地層処分(以下、地層処分)事業と国による安全規制の両面を支える技術基盤を継続的に強化していくため、他の研究開発機関と連携して地層処分技術に関する研究開発を進めている。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(以下、地層科学研究)を進めている。「平成23年度東濃地科学センター地層科学研究情報・意見交換会」において、地層科学研究の概要及び瑞浪超深地層研究所の建設状況を紹介する。
佐藤 稔紀
no journal, ,
日本原子力研究開発機構は、原子力発電環境整備機構による処分事業と国による安全規制の両面を支える技術基盤を継続的に強化していくため、基盤的な研究開発を進めている。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」のうち地層科学研究を進めている。地層科学研究の一環として進めている超深地層研究所計画の基本計画について、「平成23年度東濃地科学センター地層科学研究情報・意見交換会」において紹介する。
國丸 貴紀
no journal, ,
2010年3月に「超深地層研究所地層科学研究基本計画(以下:基本計画)」を改訂した。その中では、地表からの調査予測研究段階(第1段階)の成果の概要や、原子力機構が構築した統合化データフローの個別目標に基づいて調査研究項目を整理するとともに、研究坑道の掘削を伴う研究段階(第2段階)、及び研究坑道を利用した研究段階(第3段階)の調査研究項目が改訂されている。本稿では、この基本計画を踏まえ、深度300mの水平坑道での調査開始から深度500mの研究坑道掘削終了までの第2段階,第3段階における調査研究の考え方と進め方について紹介する。
丹羽 正和
no journal, ,
瑞浪超深地層研究所とその周辺では広域地下水流動研究などのため、複数のボーリング孔で地下水観測を実施しているが、2011年東北地方太平洋沖地震発生後に明瞭な地下水位の変化が観測された。それによると、研究所用地のごく近傍では最大約15mの水位上昇を示したが、研究所用地から離れた地域ではすべてのボーリング孔で数十cmから数m程度の水位低下を示した。地震直後の地下深部における地下水位変化のパターンは、地震直後の体積歪変化の分布パターンと良い相関を示すことが言われている(膨張域で水位低下、収縮域で水位上昇)。地殻変動解析ソフトCoulombによる体積歪の計算結果からは、瑞浪地域ではおよそ2
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strain程度の膨張を示す。したがって、研究所用地から離れた地域におけるボーリング孔での水位低下は、東北地方太平洋沖地震に伴う体積歪の変化を反映している可能性が高い。一方、研究所用地のごく近傍で地下水位が大幅に上昇した要因としては、坑道掘削に伴う影響と、研究所用地周辺のローカルな水理地質構造の不均質性による影響という2つの可能性がおもに考えられる。
浅森 浩一
no journal, ,
我が国における地層処分の概念は、「長期的な安定性を備えた幅広い地質環境」に「性能に余裕をもたせた人工バリア」を設置するという特徴を有する。すなわち、第一に自然現象によって地層処分システムに期待される物理的な隔離機能が損なわれる恐れがないようなサイトを選ぶことが前提となる。さらに、サイト固有の地質環境や想定されるそれらの長期的な変化を見込んで、合理的な地層処分システムを構築したうえで、長期的な安全性を確認することが必要となる。そのため、地質環境の長期安定性に関する研究では、サイト選定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技術基盤の整備(調査技術の開発・体系化)、変動シナリオを考慮した安全評価に必要となる将来の地質環境の変化を予測・評価するための技術基盤の整備(長期予測・影響評価モデルの開発)のほか、放射年代測定法やテフロクロノロジー等の編年技術の高度化(年代測定技術の開発)を進めている。
草野 友宏; 谷川 晋一
no journal, ,
日本列島は変動帯に位置しているため、安定大陸に比べて噴火,地震活動や地殻変動が活発である。そのため、地層処分の長期的な安全性の確保においては、これらの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、及び自然現象に伴って想定される地質環境の変化の幅を予測・評価する手法の整備が、ともに必要となる。まず、「変動地形が明瞭でない活断層などにかかわる調査技術」では、調査技術の開発・体系化の一事例として、変動地形が不明瞭な内陸地震の震源断層を対象に希ガス同位体分析やMT法による比抵抗構造解析など地球化学・地球物理学的手法を用いて、震源域周辺の地球化学的性状の成因や地殻構造について検討し、同手法が、変動地形の明瞭でない活断層等を検出する技術として有効である可能性を示した。また、「超長期における予測・評価手法に関する検討」では、長期予測・影響評価モデルの開発の一事例として、山地高度がその侵食速度を規制するモデルを用いて、日本の各山地の高度変化における発達段階について検討し、同手法が、超長期における隆起・侵食による山地の高度変化を予測・評価する技術として有効である可能性を示した。
橋詰 茂; 松井 裕哉; 堀内 泰治
no journal, ,
本研究では、超深地層研究所計画の一環として、結晶質岩を対象とした大深度の地下構造物の設計・建設・維持管理に対する既往の工学技術の有効性の確認と、今後必要と考えられる技術の開発を実施している。本研究は地層処分に対する技術基盤の構築という側面を持つことを踏まえ、(1)設計・施工計画技術の有効性の確認、(2)建設技術の有効性の確認、(3)施工対策技術の有効性の確認、(4)安全を確保する技術の有効性の確認、の4つの研究課題を設定して進めている。(1)は地上からの調査段階で必要となる技術基盤、(2), (3)は地下構造物の建設段階で必要となる技術基盤、(4)は地下構造物完成後の操業段階で必要となる技術基盤である。本論は(1)に関する研究開発成果の一部であり、立坑掘削によって得られた岩盤分類や計測データを用いた設計の妥当性に関する評価,立坑周辺岩盤の長期挙動に関する検討結果,地震観測記録を用いた耐震設計の妥当性の評価、について報告するものである。
山田 国見; 山崎 誠子
no journal, ,
地質環境の長期安定性に関する研究を進めるうえでは、過去の自然現象の起こった時期や、その変化の傾向・速度を精度よく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では長期安定性研究で対象となる数万から数百万年程度までの年代を決定するための放射年代測定技術の開発を進めている。本発表では、数千万年から数万年程度の隆起・侵食速度や断層活動の時期を求めるためのウラン・トリウム・ヘリウム年代測定とカリウム-アルゴン年代測定の技術開発について紹介する。
田中 靖治*; 後藤 和幸*; 宮川 公雄*; 佃 十宏*; 五嶋 慶一郎*; 國丸 貴紀; 鶴田 忠彦; 森川 佳太; 湯口 貴史
no journal, ,
電力中央研究所と日本原子力研究開発機構では、それぞれが研究開発を進めている水理・物質移動に関する調査・解析技術に関して、両機関が所有する施設・設備を相互に利用した調査・解析を、共同研究として実施している。本研究の目的は、ボーリング孔を用いた地質学的調査・水理地質学的調査により、物質移動特性評価技術を適用する試験対象領域の特性評価のための基礎データを取得することである。この共同研究の実施内容,結果及び今後の予定について報告を行う。
水野 崇; 青才 大介; 新宮 信也; 萩原 大樹; 山本 祐平; 福田 朱里
no journal, ,
本発表は日本原子力研究開発機構が岐阜県瑞浪市において進めている超深地層研究所計画について、地下水の地球化学に関する調査研究の現状を2010年度の成果を中心に報告するものである。2010年度には、深度400m予備ステージより掘削長約70mの水平孔である10MI26号孔を掘削し、水質観測を開始するとともに、移流分散解析によりこれまでの水質分布の変化を解析的に検討することを行った。これらの結果、研究坑道掘削に伴う水質分布の変化が長期的な水質観測によって把握可能であることを示すことができた。また、水質分布が変化するプロセスを解析的なアプローチにより推定する手法を構築することができた。今後は、実測値に基づく水質分布変化のプロセスに関する概念化及びその概念に基づく移流分散解析により実測値と解析値の乖離を低減させることを課題として取り組んでいく予定である。
福田 朱里; 水野 崇; 青才 大介; 萩原 大樹; 山本 祐平; 新宮 信也; 竹野 直人*; 鈴木 庸平*; 今野 祐多*; 幸塚 麻理子*
no journal, ,
地層処分の安全評価に必要な深部化学環境及びその変動要因である微生物活動の調査技術開発のため、原位置における微生物代謝活性を空間的に把握し、酸化還元状態及び微生物活動の指標となる溶存ガスを定量的に評価することを目的とし、地球化学的特性と微生物学的特性の調査を行った。これまでの研究により、瑞浪超深地層研究所用地内及び周辺の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、DNAの配列情報では代謝様式が未確定な微生物が優占していること、地下水中の溶存ガスは脱ガスにより定量的な評価が困難であることがわかってきている。そこで、さまざまな代謝様式を同時に評価可能な手法と溶存ガスの定量的な評価のためのサンプリング手法の確立を行った。全菌数測定の結果、全菌数は深度による有意な違いはみられなかった。微生物代謝活性の評価により、地質構造・水理・地球化学要因だけでなくボーリング孔の掘削条件なども大きな影響を与える因子であることが示唆された。また、サンプリング手法の改良により溶存ガスの定量分析が可能となり、溶存ガスの濃度や同位体比を酸化還元状態や微生物活動の指標に用いることが可能となった。
石橋 正祐紀; 鶴田 忠彦; 松岡 稔幸; 徳安 真吾; 上野 孝志; 川本 康司; 窪島 光志; 笹尾 英嗣
no journal, ,
超深地層研究所計画の研究坑道の掘削を伴う研究段階(第2段階)において実施している地質・地質構造に関する調査研究は、地表からの調査予測研究段階(第1段階)で構築した地質構造モデル(サイトスケール)の妥当性の確認」,「研究坑道周辺に着目した地質構造モデル(ブロックスケール)の構築」及び「坑道掘削時の調査評価技術の整備」を目標としている。本報告では、地質・地質構造に関する調査研究の現状として壁面地質調査,逆VSP探査、及び地質構造モデルの更新に関する結果の概要と成果について提示する。
湯口 貴史; 國丸 貴紀; 森川 佳太; 上原 倫子
no journal, ,
「第3段階における物質移動に関する調査研究計画」の研究目標は、研究坑道周辺の数10mスケールの岩盤を対象にした岩石マトリクスへの拡散や収着などの遅延に寄与する微視的な構造における物質移動特性から、地下水流動に寄与する100mスケールの亀裂構造における物質移動特性までを連続的に評価できるモデルを構築するための調査解析手法の整備である。本発表では、瑞浪超深地層研究所で物質移動調査を実施する意義、及びこれまでの調査研究成果と課題について提示し、これらを踏まえた今後の調査研究計画について報告する。
引間 亮一; 丹野 剛男; 真田 祐幸; 松井 裕哉; 佐藤 稔紀; 平野 享*; 山下 雅之*; 石山 宏二*
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地層処分技術に関する研究開発では、坑道掘削時の力学的安定性評価を行うことに加えて、岩盤の長期的な挙動を評価することが重要となっている。しかし、坑道掘削前の岩芯など限られた情報からでは、力学特性や割れ目の分布などの不確実性を伴う原位置岩盤を正確に評価することは困難であり、広範囲に渡る地下施設では、すべての位置を精密な原位置調査を実施することは現実的でない。一方、岩盤性状の変化は削岩機やTBMの掘削データから推定できることが以前から知られており、掘削体積比エネルギーが岩盤性状を現す一つの指標として提案されている。本報告では、既存文献から掘削体積比エネルギーを用いて掘削影響領域を評価できる可能性を示した。掘削体積比エネルギーは、施工時の掘削機械のデータから算出できるため、トンネル線形に沿った連続したデータとして取得でき、広範囲に渡る原位置での岩盤物性や掘削影響領域を評価することができる可能性は高いと期待される。
竹内 竜史; 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; 松岡 稔幸; 水野 崇; et al.
no journal, ,
第1段階の調査研究において構築した地質環境モデルの確認と更新を目的として、瑞浪超深地層研究所に分布する主立坑断層を対象としたボーリング調査を実施した。本ボーリング調査により、地質の特徴と透水性の関連など、第1段階の調査研究において構築した地質環境モデルを確認・更新する情報を取得した。
丹野 剛男; 引間 亮一; 真田 祐幸; 松井 裕哉; 佐藤 稔紀
no journal, ,
岩盤力学分野における岩盤の長期挙動評価に関して、現象論的アプローチ及び理論的アプローチによる研究を進めている。現象論的アプローチでは岩盤の長期挙動を表す構成方程式を提案し、室内実験により構成方程式の妥当性の検討を行っている。今までの研究で、実験室レベルでは提案した構成方程式が岩盤の挙動に関して有効であることが確認された。理論的アプローチでは石英の圧力溶解式を提案し、既往の試験結果と式による計算結果を比較し、提案された式が有効であることが確認された。
丹野 剛男; 引間 亮一; 真田 祐幸; 松井 裕哉; 佐藤 稔紀
no journal, ,
超深地層研究所計画の岩盤力学分野において、深部初期地圧測定技術,岩盤力学モデルの構築技術,モデル化・解析技術の確立を目的として調査研究を進めている。深部初期地圧測定技術については、DSCA法が深部初期地圧測定手法の一つとして有効であることが確認された。岩盤力学モデルの構築技術については、地表からの調査により土岐花崗岩の健岩部の物性を取得することができた。モデル化・解析技術については、クラックテンソルモデルによる検討の結果、岩盤等級と岩盤の等価剛性に負の相関があることがわかった。
山本 祐平; 青才 大介; 水野 崇; 福士 圭介*; 長谷川 優介*; 前田 耕志*
no journal, ,
固液分配係数(Kd)は岩盤による元素の保持機能を定量的に示す指標の一つであり、地下環境における物質移行評価に用いられている。これまでには室内試験により得られたKdを地下環境でのKdと仮定し、元素の固液分配反応を評価している。ただし、原位置でのKd決定の難しさと室内実験において原位置の地下環境の再現の難しさのために、仮定の妥当性の検証はなされていない。元素のKdは水質に依存するため、室内実験によって得られたKdと原位置の地下環境におけるKdは、さまざまな水質条件において比較される必要がある。本研究では、原位置におけるKdを決定するための手法を開発するとともに、これまでに取得されてきたKdの妥当性を評価する手法を確立することを目的とした。本研究の実施内容は、(1)瑞浪超深地層研究所坑道内水質モニタリング装置を利用し、原位置でKdを決定するシステムの構築、(2)さまざまな水質条件におけるモデル元素(陽イオン及び陰イオン)の原位置におけるKdの見積もり、(3)室内実験に基づく既存情報から得られたKdと原位置試験から得られたKdの比較から成る。以上の検討により室内実験によって得られたKdの実際の地下環境への適用妥当性をさまざまな水質条件において検証を行った。
尾上 博則; 竹内 竜史; 武田 匡樹; 大丸 修二; 狩野 智之; 露口 耕治
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本稿では、MIU計画の第2段階でこれまでに実施してきた地下水流動に関する調査研究の成果について紹介した。また、第1段階で構築した水理地質構造モデルの更新方法の考え方に基づきモデル化・解析を実施し、モデル更新方法の考え方の適用性の確認を行った。