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末岡 茂; 田上 高広*; Kohn, B.*; 福田 将眞*
no journal, ,
東北日本弧の長期スケールにおける隆起・削剥史の解明を目的に、東北日本弧を横断する南北2本の測線において(U-Th)/He熱年代測定を実施した。前弧側の北上山地と阿武隈山地では、約50Maより古い年代が得られ、新生代を通じてテクトニックに安定していたことが推測された。奥羽脊梁山脈および背弧側の各山地では約10Maより若い年代が得られ、日本海拡大以降の山地の隆起・削剥を反映していると解釈できる。東北日本弧の各山地内の年代パターンは西南日本弧の山地とは異なっているように見えるが、これは山地の隆起様式の違いを反映している可能性がある。今後は、測定地点数の増加や、他の熱年代手法の併用により、より詳細な隆起・削剥史の推定を試みる予定である。
石丸 恒存; 島田 耕史; 末岡 茂; 安江 健一; 丹羽 正和; 梅田 浩司
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高速増殖原型炉もんじゅにおいては、原子力規制委員会からの指示を受け、剥ぎ取り調査により、もんじゅ敷地内破砕帯の活動性に関する調査を進め、敷地内破砕帯に活動的であることを示す証拠は認められないことを示した。敷地内破砕帯の活動性評価では、上載地層法が適用できない状況であったことから、破砕帯の切断関係を詳細に調べたうえで、破砕帯中の黒雲母の塑性変形(150-250
C以上で形成)および破砕帯に沿う方解石脈中の変形双晶の特徴(150-300Cで形成)等の鏡下観察結果から、敷地内破砕帯は深部高温環境下で形成された古い時代の小規模な地質構造と推定した。今回の敷地内破砕帯調査は、上載地層法が適用できない花崗岩中の破砕帯においても活動性評価が可能なことを示した例と考える。
渡邊 隆広; 國分 陽子; 村上 裕晃; 横山 立憲; 雨宮 浩樹; 水野 崇; 久保田 満; 岩月 輝希
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地質環境の長期安定性を評価するためには、過去の地質環境の変動幅を把握し、その結果に基づいて将来の変動幅を推定するといった手法の構築が必要である。このためには、過去の地下水の流動特性や化学的条件(酸化還元電位やpH)を把握することが必要である。これまでに地下水の化学組成に基づいて、地下水の滞留時間を評価する試みが行われてきたが、過去の地下水の化学的条件の変遷を連続的に把握することは困難であった。一方、地下水から沈殿した炭酸塩鉱物は、沈殿当時の年代と化学的状態を示す成分(例えば、ウラン, 鉛, 鉄や希土類元素の相対量など)を保持している可能性が高い。岩盤中の割れ目を充填する炭酸塩鉱物を古環境指標として活用するためには試料の局所領域を数十マイクロメートル以下で分析可能なレーザーアブレーション付き誘導結合プラズマ質量分析装置(LA-ICPMS)が有効である。本技術開発においては、日本原子力研究開発機構土岐地球年代学研究所に導入したLA-ICP質量分析計を用いて、炭酸塩鉱物の局所領域のU-Pb年代測定について技術基盤の構築を進めた。さらに、過去の化学的状態を復元するため、炭酸塩鉱物と地下水間の鉄の分配係数をもとにした酸化還元電位推定手法の適用性を検討した。
松岡 稔幸; 小松 哲也; 安江 健一; 尾上 博則; 大山 卓也; 岩月 輝希; 笹尾 英嗣; 梅田 浩司
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日本原子力研究開発機構では、将来の自然現象に伴う地質環境特性の長期安定性を評価するために必要な超長期の地質環境特性の変動を考慮できる数値モデル(以下、地質環境長期変動モデル)の構築に関する技術開発を進めている。本稿では、幌延地域を事例とした地質環境長期変動モデルの技術開発に関するこれまでの取り組み及び成果の概要を示す。地質環境長期変動モデルの開発は、海水準変動による陸域の変化や地形・地質の変化などを考慮して、海域と陸域を含む東西約100km、南北約30kmの領域を対象とし、これまでに整理した過去数百万年から現在までの地形・地質発達史に基づき、現在及び過去の地形・地質モデル(約1Ma、約330ka)を構築した。さらに、構築した地形・地質モデルをベースとした地下水流動解析を実施し、その解析結果に基づく地下水流動特性の長期変動の空間分布の推定、地下水流動特性評価における重要因子の抽出手法を具体例として示した。
操上 広志; 北村 哲浩
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本研究では、降雨イベントの強さや継続時間が土砂や放射性セシウムの流出に与える影響を理解するために、FLESCOTを用いた感度解析を実施した。結果、流出率は浮遊土砂粒径、降雨の強度、継続時間に依存することが示された。土砂・
Csの流出率は短くて強い降雨ほど高くなった。シルトは大きいイベントでは主な放射性セシウムのキャリアとなり、小さいイベントではクレイ付着あるいは溶存セシウムが支配的となった。強いイベントにおいては再浮遊も生じた。
尾上 博則; 小松 哲也; 安江 健一; 岩月 輝希; 竹内 竜史; 加藤 智子; 笹尾 英嗣; 梅田 浩司
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日本原子力研究開発機構では、将来の自然現象に伴う地質環境特性の長期安定性を評価するために必要な超長期の地質環境特性の変動を考慮できる数値モデル(以下、地質環境長期変動モデル)の構築に関する技術開発を進めている。本稿では、東濃地域を事例とした地質環境長期変動モデルの技術開発に関するこれまでの取り組み及び成果の概要を示す。地質環境長期変動モデルの開発は、約20km四方の土岐川流域を対象とし、これまでに整理した過去数百万年から現在までの地形・地質発達史に基づき、現在及び過去の地形・地質モデル(300万年前, 100万年前, 45万年前, 14万年前)を構築した。さらに、構築した地形・地質モデルをベースとした地下水流動解析を実施し、その解析結果に基づく地下水流動特性の長期変動の空間分布の推定、地下水流動特性評価における重要因子の抽出手法を具体例として示した。
安江 健一; 笹尾 英嗣; 尾上 博則; 岩月 輝希; 加藤 智子; 竹内 竜史; 國分 陽子; 浅森 浩一; 梅田 浩司
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原子力機構では、経済産業省委託事業「地層処分技術調査等事業(地質環境長期安定性評価確証技術開発)」を進めており、第四紀の地殻変動とそれに伴う地質環境の変動等を表現できる数値モデルとして「地質環境長期変動モデル」の開発とモデル構築に必要な個別要素技術(革新的要素技術)を開発する。地質環境長期変動モデルでは、東濃地域と幌延地域を山間部と平野部の事例としてモデル構築手法を検討すると同時に、これまで個別に進められてきた地質環境の各分野のモデルを統合的に取り扱い、地質環境の長期的な変動を表現できる数値モデルの構築の方法論を整備する。また、モデルの妥当性の確認及び不確実性の評価のための方法論や、構築したモデルを効果的に表現する可視化技術を検討する。革新的要素技術では、長期的な時間スケールでのモデル化及びその解析評価に必要な技術として、山地の形成過程を推定する後背地解析技術、過去の涵養量を古気候や古地形の情報から推定する地下水涵養量推定技術、過去の地下水の化学的状態とその時代を推定する炭酸塩鉱物測定技術、過去から将来の地殻変動を数値シミュレーションから推定する地殻変動予測技術を開発する。
清水 麻由子; 柴田 健二; 鈴木 和博; 末岡 茂; 丹羽 正和
no journal, ,
日本原子力研究開発機構東濃地科学センターに導入されたJEOL JXA-8530F FE-EPMAを用いてモナザイトのCHIME年代測定を行った。U-Pb年代が報告されているCooma花崗岩と江若花崗岩を用いて、当センターで得られたCHIME年代値の信頼性を確認した。その結果、いずれも誤差の範囲で一致した年代値が得られたことから、JEOL JXA-8530F FE-EPMAを用いたCHIME年代測定法が確立できたと判断できる。本発表では新たに測定を行ったSteenkampskraalのモナザイトのCHIME年代を紹介する。また、このFE-EPMAを用いて重鉱物を迅速に同定することのできる手法も併せて開発したので、詳細を報告する。
竹内 竜史; 尾上 博則; 安江 健一
no journal, ,
高レベル放射性廃棄物の地層処分で考慮する数万年以上の時間スケールでは、地表水文環境に変化が生じる。特に、降水量, 蒸発散量, 河川流量の変化は、地下深部の地下水流動の上部境界条件となる地下水涵養量の変化を生じさせる可能性がある。本報告では、過去から現在における気候変動と地形変化を考慮した地下水涵養量の推定手法と山間部を対象とした適用例を示した。東濃地域を例に本手法を適用した結果、現在(間氷期)の地下水涵養量118mm/年に対し、各時間断面の地下水涵養量は45万年前の氷期118
172%、間氷期147273%、14万年前の氷期81135%、間氷期88196%、現在の氷期5872%と推定され、一部には、過去の氷期の地下水涵養量が現在より増加するとの結果も得られた。これは、地形変化に伴う河川流出量の変化が地下水涵養量の変化に大きな影響を与えることを示唆している。一方で、起伏が乏しく平坦な地形が推定された100万年前については、地形特徴に基づく河川流出量の推定が困難であった。平坦な地形に対応した流域抽出手法の改良と平野部における本手法の適用性の確認が今後の課題である。
佐藤 達彦; 石井 守*; 片岡 龍峰*; 久保 勇樹*; 簑島 敬*; 三好 由純*; 永松 愛子*; 塩田 大幸*; 高島 健*; 保田 浩志*
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太陽高エネルギー粒子(SEP)による宇宙飛行士や航空機乗務員の被ばく線量予報は、宇宙天気研究の中でも最も難しい課題の1つである。我々は、過去5年間にわたって、航空機被ばく警報システムWASAVIESを開発してきた。WASAVIESは、物理ベースのモデルを用いて大気上空におけるSEPフラックスを計算し、そのフラックスに空気シャワーシミュレーションに基づくデータベースを組み合わせて航空機高度における被ばく線量を導出する。しかし、物理モデルの計算に必要なパラメータを決定するためには、最低でもイベントが発生してから2.5時間を要するため、現状では、イベントのピーク時の被ばく線量を予報することはできない。そこで、我々は、科研費新学術領域PSTEPの枠組みで、それらパラメータを決定するまでの時間短縮や、経験モデルに基づくSEP被ばく線量の現況報告システムの開発に取り組んでいる。発表では、WASAVIESの概要と今後の開発戦略について紹介する。
島田 耕史; 石丸 恒存; 末岡 茂; 照沢 秀司; 安江 健一; 丹羽 正和; 梅田 浩司
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重要構造物付近の破砕帯の露出状況は多様であり、上載地層法が適用できない場合の活動性評価手法の整備が必要である。上載地層法は交差切りの法則を用いており、この法則に基づく基盤岩中の構造の切断関係による活動性評価手法は有望である。しかしながら、露出状況による制約や破砕帯自体の特徴として、切断関係が見られない、並走する粘土脈からなる小規模な破砕帯もある。ここでは、そのような事例として、一つの破砕帯露頭を取り上げ、延長部の確認、若いながらも破砕帯を覆う上載地層の年代推定、粘土脈の変位センスの確認、類似の構造を持つ破砕帯との比較、付近の活断層との粘土粒径の比較を行った。その結果、この破砕帯は小規模であり、付近の活断層と変位センスが異なり、活断層の活動時の付随的運動はなく、特異な段差は差別侵食によるものであり、累積変位量も活断層に比べ小さいことが明らかになった。これらからこの破砕帯は起震断層の運動が直接地表に現れた活断層ではなく、活断層に付随してずれ動く弱面としても機能していないと考えられる。
山田 隆二*; 國分 陽子; 若月 強*; 安江 健一
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斜面崩壊、地すべり、土石流などマスムーブメント及び断層変位は、発生地域の地形を大きく変える自然現象であり、将来の地質環境の予測・評価ではそれらの履歴を復元し長期的な地形の安定性を評価することが重要である。過去に発生した現象により堆積物に埋没した樹木片試料などを用いた放射性炭素年代測定に基づいて履歴の復元を行うためには、既存文献のデータをコンパイルし、分析者や前処理法が異なる年代測定結果を比較することが必要となる。本研究では、島根県津和野町の土砂堆積物中から採取した樹木試料を用いて、化学的洗浄法(酸-アルカリ-酸処理、セルロース抽出等)、洗浄処理者や同位体比測定者を様々に組み合わせた放射性炭素年代測定結果を評価した。放射性炭素年代値が約2200年より若い試料では、実験プロトコルに従っている限り、処理者、測定者の違いによる年代値のばらつき、不一致は測定誤差より小さい。約4万5千年の試料では、化学的洗浄法, 処理者, 測定者の組合せによって測定誤差を超えたばらつきが見られるものの、結果の加重平均値は試料採取した露頭層序と一致することから、特定の実験場の要素に起因する系等誤差の影響は小さいと考えられる。
福田 将眞*; 末岡 茂; 田上 高広*
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東北日本弧の長期スケールにおける隆起・削剥史の解明を目的に、東北日本弧を横断する南北2本の測線において熱年代測定を実施している。本講演では、そのうち南測線におけるアパタイトフィッション・トラック(FT)年代測定結果の速報を報告する。また、既報のFT年代や(U-Th)/He年代と併せて、本地域の山地の隆起・削剥史について議論する予定である。
脇山 義史*; 馬目 凌*; 恩田 裕一*; 吉村 和也
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本研究では、斜面スケールでの土砂移動に伴う放射性セシウムの移動プロセスを明らかにすることを目的として、福島原発により放射性セシウムが沈着した地点に土壌侵食プロットを設置して土砂およびCs-137流出量の観測を行うとともにレーザープロファイラによる地表面の地形変化を追跡し、土砂移動に伴うCs-137流出の時間変化および季節性について考察を行った。本研究結果は、放射性セシウムの移行には季節性があることを示しており、将来予測の精度向上のためには斜面スケールにおけるCs-137移動プロセスについての複数年の観測が有用であることが示唆された。
藤原 了*; 桐田 史生; 河路 薫*; 山崎 敏彦; 瓜生 満
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平成23年(2011年)東北地方太平洋沖地震(Mw9.0)の発生以降、同年4月11日に発生した福島県浜通りの地震(Mj7.0)の他、茨城県及び福島県の県境付近で発生した内陸地殻内地震によって、茨城県沿岸域の幾つかの地震観測点において長周期成分を有する地震動が観測された。3.11地震以前、茨城県沿岸域については目立った内陸地殻内地震が発生しておらず、これらの地震による長周期地震動の発生要因や、その地震動特性については未知の領域が多い。したがって、これら内陸地殻内地震によって観測された地震観測記録を用いて長周期地震動の発生要因やその地震動特性を的確に把握することは、茨城県沿岸域における地震動評価を高度化させることができ、この地域における建家及び地盤の合理的な耐震安全性評価に繋がるものである。過年度報告した内容に引き続き、観測された長周期地震動をより精度よく説明できる三次元地盤構造モデルを作成した。さらに、今後の地震動評価に幅広く活用するために、内陸地殻内地震以外の発生様式の地震について、三次元地盤構造モデルによる地震動評価の妥当性を確認した。
亀高 正男*; 酒井 亨*; 田中 由美子*; 青木 和弘; 田中 義浩*; 瀬下 和芳; 丹羽 正和; 増田 祐輝
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2011年4月11日に発生した福島県浜通りの地震(Mj7.0; 以下、4.11地震)によって、福島県いわき市田人町旅人滑石から石住綱木北西に、北北西-南南東に約14kmにわたって延びる地表地震断層が出現し、塩ノ平断層と命名された(石山ほか、2011)(ここでは活動区間と呼ぶ)。4.11地震以前の研究として、「新編 日本の活断層」(活断層研究会編、1991)などにより井戸沢断層の一部をなす「活断層の疑いのあるリニアメント」が図示されていた。塩ノ平断層は、このトレースとほぼ一致するが、「新編 日本の活断層」では、4.11地震の地表地震断層の出現位置の南端よりも南方まで線が描かれ、常磐炭田地質図(須貝ほか、1957)において車断層として示されている地質断層が連続している(ここでは非活動区間と呼ぶ)。われわれは、4.11地震の活動区間と非活動区間の違いに着目した調査・研究を進めている(例えば、亀高ほか、2015; 青木ほか、2015など)。本発表では、活動区間と非活動区間のボーリング掘削調査の結果と、得られたコア試料の破砕帯の性状を中心に報告する。
青木 和弘; 瀬下 和芳; 田中 義浩*; 丹羽 正和; 増田 祐輝; 亀高 正男*; 酒井 亨*; 嶋本 利彦*
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2011年4月11日に発生した福島県浜通りの地震(2011年の東北沖地震の最大余震)によって、東北日本南東部の福島県いわき市で、北北西から南南東へ延びる地表地震断層が出現した。石山ほか(2011)によって塩ノ平断層と命名された(以下活動区間と呼ぶ)。この断層の南方延長部では同方向のリニアメントが識別され車断層と呼ばれているが、この区間には地表変位は現れなかった(以下非活動区間と呼ぶ)。われわれは4.11地震による活動区間と非活動区間との違いに注目した調査・研究を進めており、2015年の連合大会では活動区間の露頭サンプルを用いた摩擦実験結果を報告した。今回の発表では、活動区間と非活動区間の両方で掘削した浅層試錐コアから採取した断層ガウジを用いた低速高速摩擦実験結果について報告する。
-AlOOHにおける水素結合対称化のその場観察と同位体効果佐野 亜沙美; 服部 高典; 舟越 賢一*; 阿部 淳*; 町田 真一*
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-AlOOHは歪んだルチル構造の含水鉱物であり、第一原理計算により、高圧下において水素が二つの酸素の間の中点に位置する対称化がおきると予言されている。またX線回折実験では、高圧下において水素結合がある面内において急激に圧縮挙動が変化することが報告されている。今回はこの圧縮挙動の変化と対称化との関連を調べるために、高圧下中性子回折実験を行った。実験はJ-PARC内PLANETにて行った。その結果、P21nmからPnnmへの相転移が確認され、その圧力はAlOOHで8GPa、AlOODで12GPaと同位体効果があることが明らかになった。またフーリエ解析では18.1GPaにて水素の核密度分布が中点でひとつとなり、この圧力で対称化が起きていることが確認された。
渡辺 貴善; 大山 卓也; 石井 康雄; 新里 忠史; 阿部 寛信; 三田地 勝昭; 佐々木 祥人
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森林から流出する放射性セシウム量を推定するために、土砂移動に伴う放射性セシウム流出量が最も高いと見込まれる地形の急峻な山地森林を対象として、土砂堆積量と土砂の放射性セシウム濃度を測定し放射性セシウム流出量を算出するとともに、日雨量との関係について考察した。治山ダムの土砂堆積量の計測には3Dレーザースキャナーを使用し、解析から詳細な地形モデルが作成された。計算の結果、2013年8月から2015年12月までに1.8m
の堆積量の増加が見られ、治山ダム上流の流域から治山ダムへ移動した放射性セシウムは720MBqと推定された。土砂堆積量の増加分の75%は2015年9月から12月に集中していた。これより、平成27年9月関東・東北豪雨による大雨で流域からの土砂の移動が促進されてたことが示唆された。
C)濃度に基づく深部地下水の流動状態の推定加藤 利弘; 岩月 輝希; 中田 弘太郎*; 長谷川 琢磨*
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地下水流動は地下圏における物質循環を考察する上で欠くことのできない情報の一つであり、水理学的な数値解析や化学的指標に基づく滞留時間の推定などの評価手法を併用することにより確度の高い評価が可能となる。日本原子力研究開発機構の瑞浪超深地層研究所においては、これまでに深度500mまでの研究坑道の掘削を通して、地下水流動や地下水の化学特性を把握するとともに大規模地下施設が周辺の地下水に与える影響の評価を行ってきた。本研究では、新たに地下水中のC濃度に関わるデータを取得し、その深度分布や水理地質構造などとの関連を基に地下水の滞留状態について考察した。