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山田 国見
no journal, ,
アパタイトとジルコン、異なる鉱物を用いた(U-Th)/He法による熱履歴解析が実用化されている。一方でジルコン(U-Th)/He法の最大の問題の一つがウランのゾーニングであるが、近年広まりつつあるレーザーアブレーションICP-MSによる同位体(比)定量法はこの問題を解決しうる。しかも、同時にU-Pb法を適用することもでき、結晶1粒子ごとの熱履歴解析が可能になる。発表では、これらの観点から、現状で利用できる装置の概要や課題について紹介する。
新里 忠史; 道家 涼介; 安江 健一; 中安 昭夫
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高レベル放射性廃棄物の地層処分に関する地質環境調査では、専門家は経験を通じて獲得したさまざまな経験的な知識を利用し、多分野にまたがる多量の地質環境データを取得し、解析する。そのような知識の共有利用と継承を進めるためには、調査のさまざまな場面で利用される専門知識を抽出し、それを第三者が利用可能な形式で表現するといった知識の表出化が必要となる。そこで本研究では、地形・地質発達モデルの構築に関する地質環境調査を事例として、知識工学的手法による知識の表出化を試みた。その結果、地形発達の数値モデル構築については、作業(タスク)の流れを4つに区分し、他方、地質発達の概念モデル構築では、タスクを6つに区分したタスクフローを構築し、各タスクで利用される専門知識を意思決定プロセスのフローダイアグラム及びIF-THEN形式で表現することができた。また、同形式による表現が困難なものについては、真理表による表現とともに、専門家が調査・解析の各場面で判断を行う際に参照する先行事例を整理し、判断の根拠となる情報を示すことができた。
道家 涼介; 安江 健一; 中安 昭夫; 新里 忠史; 田中 竹延*
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活断層の活動開始時期に関する既存情報から、活動開始年代及びその推定に用いた調査手法と編年手法を抽出した。抽出した調査手法について、その算出原理や使用される基準などの特徴に基づき分類を行うとともに、各調査手法を適用する際の条件や考え方、及びその手順について整理を行った。また、抽出した活断層の活動開始時期から、地域ごとの時空間的な分布を概観することを目的とし、日本列島における活動開始時期の空間分布図を作成した。その際、抽出した調査手法の原理と編年の精度を考慮し、活断層の活動開始時期における不確実性評価手法について検討を行った。
常盤 哲也; 新里 忠史; 天野 健治; 赤嶺 辰之助*; 田邊 謹也*; 中務 真志*; 山田 泰広*
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高レベル放射性廃棄物の地層処分システムに関する長期挙動を予測するうえで地質構造発達過程を把握することは必要不可欠であり、その発達過程を把握するための調査・解析・モデル化手法の整備とそこで利用される専門知識の表出化が重要になると考えられる。本研究では、地質構造発達過程の三次元モデル構築を目的として実施したアナログモデル実験について、一連の作業手順とともに、その作業過程で利用される専門家のノウハウ・判断根拠の分析・整理を実施した。その結果、「既存情報の整理」,「アナログモデルのデザイン」,「実験条件の設定」,「実験の実施と結果の評価」などの一連の作業手順とその判断根拠等を整理することができた。
中務 真志*; 山田 泰広*; 常盤 哲也
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高レベル放射性廃棄物の地層処分システムに関する長期挙動を予測するうえで地質構造発達過程を把握することは必要不可欠であり、現地調査とともに実験的アプローチにより、地質構造発達過程を系統的に理解することが重要である。そこで本研究では、北海道幌延地域を対象としたアナログモデル実験により、本地域における隆起・削剥と地質構造発達過程の関連性について評価した。その結果、モデルの平均隆起速度を相似律に基づいて実際のスケールに換算すると0.33m/kyから0.45m/kyとなり、段丘の形成年代から推測される隆起速度と整合的な結果が得られた。また、モデルで生じた3条の断層を幌延断層,大曲断層,サロベツ断層帯にそれぞれ対比させた場合、今回の実験結果からは幌延・大曲断層は今後の削剥の有無に関係なく停止状態を維持すること、今後も引き続きサロベツ断層帯が活動を続けるものと予測できることが示された。
安江 健一; 谷川 晋一; 梅田 浩司; 須貝 俊彦*; 大森 博雄*
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高レベル放射性廃棄物の地層処分にかかわる将来の地質環境の予測・評価は、過去の自然現象の偏在性や変動傾向に基づき、将来を外挿することが基本となる。これまでは、将来10万年程度の地質環境の予測・評価を念頭においた研究開発が進められてきたが、近年においては、10万年を越える自然現象の超長期の予測・評価の考え方及び方法論の確立といった技術基盤の整備が求められている。10万年を越える期間において顕在化する自然現象の一つとしては、山地の発達が上げられる。山地の発達に伴って大局的な地形が変化していくが、それによって地下水流動にも変化が生じることから、超長期の地質環境の予測・評価ではこれらの影響を考慮していくことが重要となる。本研究では、Ohmori(1978)の山地形成モデルに基づき、現在の山地が一定の速度で隆起していると仮定した場合の各山地の発達段階及び隆起開始時期を求めた。その結果、日高山地,飛騨山地等ではほぼ動的平衡であるのに対して、近畿三角帯や日本海沿岸の山地は動的平衡には達しておらず、これからも山地の成長は続き、広域的な地下水の動水勾配や流速が大きくなっていくことが示唆された。
片岡 理治; 塚田 学; 向井 雅之; 澤口 拓磨; 角脇 三師*; 前田 敏克; 田中 忠夫
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高レベル放射性廃棄物の地層処分システムにおいて止水機能が期待されているベントナイト系緩衝材は、処分施設で使用されるセメント系材料に起因する高アルカリ性地下水により長期的に劣化することが指摘されている。本研究では、高アルカリ性地下水によるベントナイト系材料の長期的な劣化に伴う止水性への影響を評価するため、ベントナイト-砂混合圧縮成型体をアルカリ溶液にて変質させた試料を用いた長期透水試験を実施し、透水係数及びモンモリロナイト残存量を測定した。また、これらの実験値と比較するため、物質移行-変質連成解析計算コードを用いて解析を実施した結果、モンモリロナイトの残存量が50%以上であれば、透水係数の解析結果は実験値をよく再現していることがわかった。このことからベントナイト系緩衝材の止水機能における変動幅を当該コードによって評価できる見通し並びにその適用範囲を示した。
向井 雅之; 澤口 拓磨; 片岡 理治; 塚田 学; 前田 敏克; 田中 忠夫
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高レベル放射性廃棄物の地層処分では、ガラス固化体を収納した金属容器(オーバーパック)の周囲を、ベントナイトと砂を混合した緩衝材で覆い深地層中に埋設する。ベントナイトには、その低透水性などにより、オーバーパックが多量の地下水と接触することを抑制する止水機能があり、安全機能の主要な役割として期待されている。しかしながら、処分施設に使用されるセメント系材料は地下水と接触して高アルカリ化するため、ベントナイトがアルカリ変質し、この機能が劣化することが、人工バリアの健全性を損なう要因として懸念されている。そこで、長期に渡る定量的な止水機能の性能評価のため、高アルカリ性地下水環境下におけるベントナイトの化学的変質と物質移行とを連成し、実験的に定式化した主要なモデルを組合せて解析評価する手法を開発した。
大谷 具幸*; 沓名 亮輔*; 小嶋 智*; 若居 勝二; 各務 和彦; 榎並 正樹*
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坑道等の地下で遭遇した断層の活動性を評価するための技術開発の一環として、断層ガウジ(粘土)の色調や化学組成の違いによって、断層の最新活動時期についての定性的な推定を試みている。本研究では、岐阜大学と共同で根尾谷断層の最新すべり面(1891年濃尾地震の地表地震断層)の断層ガウジを採取し、薄片観察,EPMA装置による元素分布観察,蛍光X線分析,ICP発光分析,ICP質量分析による元素の定量分析に基づきガウジの岩石・鉱物学的特長について検討した。その結果、全岩化学組成については、原岩から断層ガウジに向けてMnO, Fe
O
含有量及び微量元素含有量の増加が認められた。マンガンにおいては、原岩と比較して最大5倍に増加した。このことは、地下の還元環境からもたらされた地下水が断層ガウジ中を毛管現象により上昇し、地表付近の酸化条件下において沈殿したことを示唆している。
渡邊 克晃*; 山本 祐平; 青才 大介; 水野 崇; 竹野 直人*; 小暮 敏博*; 鈴木 庸平*
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花崗岩体深部におけるコロイドの働きは物質移動を議論するうえで重要であるが、コロイドの採取と分析の困難さからその特性は明らかでない。本研究では地下水中のコロイドの鉱物学的な特性の把握を目的として、花崗岩中に掘削されたボーリング孔から得られた地下水(深度650, 1150m)を嫌気状態で限外濾過(孔径10kDa)し、濾過膜を収束イオンビーム法で超薄片に加工した試料について分析を行った。透過型電子顕微鏡観察から、非晶質鉄酸化物の凝集体及び赤鉄鉱の微結晶がSiを伴って析出していることがわかった。本研究の結果を鉱物学的・地球化学的に解釈すると、確認されたコロイドはボーリング孔掘削時にFe(II)が酸化されることにより形成された可能性があること、Fe-Siコロイドは形成後数年間は安定であることが示された。本研究は原子力安全・保安院「平成22年度地層処分にかかわる地質評価手法等の整備」の予算の一部を利用して実施した。
伊藤 一誠*; 萩沼 真之*; 内田 雅大*; 関 陽児*; 竹野 直人*; 宗像 雅広
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筆者らは、幌延深地層研究センターを対象として、既往データを用いた広域の地質構造モデルと、三次元地下水流動解析手法による地下水流動モデルを独自に構築した。その後、水理観測結果に基づく水理パラメータの空間分布と水文環境情報を加味した地下水流動モデルを構築し、粒子追跡線解析、及び海水洗い出し解析を行った。その結果、地下水流動モデルで予測した結果は、間隙水圧の実測値をおおむね再現することがわかった。また、定性的な概念モデルとの比較においては、水質,同位体分析等から、深層地下水流動と浅層地下水流動の独立性,深層地下水の長期停滞性,解析領域内の断層の遮水性,深部地下水の地表への上昇,深層の地下水に対する天水及び海水以外の混合が推定された。