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中山 雅; 佐藤 治夫; 杉田 裕; 伊藤 誠二*; 南出 賢司*; 北川 義人*
Proceedings of 13th International Conference on Environmental Remediation and Radioactive Waste Management (ICEM 2010) (CD-ROM), p.51 - 56, 2011/01
高レベル放射性廃棄物の地層処分施設は地下深部に建設されるため、坑道の空洞安定性確保などのため、セメント系材料が支保工に使用される。この場合、セメント系材料からの高アルカリ成分の溶出により、周辺の地下水のpHが13程度となり、緩衝材であるベントナイトや周辺岩盤を変質させ、そのバリア性能に影響を与えることが懸念されている。日本原子力研究開発機構では、このような影響を抑制するために低アルカリ性セメントを開発し、そのpH低下挙動や支保工としての実用性について検討を行っている。本報告では、幌延深地層研究センターの地下施設の深度140m調査坑道において、開発した低アルカリ性セメントを吹付けコンクリートとして使用した原位置施工試験について述べる。施工試験の結果、HFSCは、OPCと同等の施工性を有することが確認できた。また、施工後の日常管理計測から、内空変位についてもOPCと同等の傾向を示し、空洞安定性が確保されることを確認した。以上の結果から、地下坑道の施工においてHFSCを吹付けコンクリートとして適用できると判断された。今後は、10年程度に渡って、壁面からのコアの採取や採水などを実施し、坑道周辺の地下水及び岩盤に与える影響を確認する計画である。
with DTAB and F-pentanol for decontamination of radioactive wastes倉橋 健介; 富岡 修; 目黒 義弘
Proceedings of 13th International Conference on Environmental Remediation and Radioactive Waste Management (ICEM 2010) (CD-ROM), p.217 - 220, 2011/01
放射性廃棄物の除染を目標とした超臨界二酸化炭素への金属分離法を開発するため、超臨界二酸化炭素での逆ミセルの研究を行った。DTABとF-pentanolを用いることで逆ミセルの生成が確認され、38MPaで0.42mol/Lの水を超臨界二酸化炭素に溶解することができた。これは純粋な超臨界二酸化炭素に対する水の溶解度の3倍にあたる。水の代わりに0.1mol/Lの硝酸の溶解を試みたところ、水と変わらぬ条件で硝酸を溶解することができた。また、F-pentanolの存在によって逆ミセルに含まれない水分子の溶解が向上し、F-pentanolと水の比率が超臨界二酸化炭素での水の相挙動に影響を与えることがわかった。
花室 孝広; 安江 健一; 國分 陽子; 浅森 浩一; 石丸 恒存; 梅田 浩司
Proceedings of 13th International Conference on Environmental Remediation and Radioactive Waste Management (ICEM 2010) (CD-ROM), p.25 - 30, 2011/01
日本列島は地震や火山活動が多い変動帯に位置しており、我が国において高レベル放射性廃棄物の地層処分を考える場合にはこれらの自然現象についての理解と長期的な活動性の評価が不可欠である。原子力機構では、サイト選定や安全評価にとって必要な地質環境の長期安定性に関する調査・評価手法の構築を進めている。本報告では、原子力機構で実施している研究開発の成果及び今後の取り組みの概要について報告する。
武田 聖司; 木村 英雄
Proceedings of 13th International Conference on Environmental Remediation and Radioactive Waste Management (ICEM 2010) (CD-ROM), p.131 - 140, 2011/01
本研究では、ウランを取扱う施設から発生する金属に対するクリアランスレベルを算出するため、我が国の金属リサイクルの現状を踏まえた金属の再利用シナリオを設定し、決定論的な線量解析からU-234, U-235, U-238のクリアランスレベルを、それぞれ1.5Bq/g, 1.4Bq/g, 1.8Bq/gと算出した。さらに、決定論的に算出したクリアランスレベルの妥当性を確認するため、解析に使用したパラメータの不確実性と金属の再利用後に生じる可能性の考えられるスラグの産業廃棄物としての埋立処分のシナリオ設定の不確実性についてクリアランスレベルに与える影響を評価した。その結果、両者の不確実性がU-234, U-235, U-238のクリアランスレベルに与える影響はほとんどなく、決定論的に算出したクリアランスレベルの妥当性を確認することができた。
北村 暁; 土井 玲祐; 吉田 泰*
Proceedings of 13th International Conference on Environmental Remediation and Radioactive Waste Management (ICEM 2010), Vol.2, p.365 - 373, 2011/00
更新した熱力学データベース(JAEA-TDB)を用いて、我が国における「地層処分研究開発第2次取りまとめ(H12)」で設定した間隙水における25元素の溶解度を評価し、旧データベース(JNC-TDB)の結果と比較した。さらに、すべての目的元素の溶解度制限固相の設定技術の確立を目指した。多くの元素の溶解度評価結果は大幅には変わらなかったものの、幾つかの元素に対する溶解度や支配溶存化学種がJAEA-TDBを用いることで変化した。たとえば、ジルコニウムの多核加水分解種の生成定数の導入やトリウムのヒドロキソ炭酸錯体の生成定数の置換などに起因するものである。JAEA-TDB及びJNC-TDBを用いて評価された溶解度の比較及び議論の詳細を紹介する予定である。
弥富 洋介; 保科 宏行; 瀬古 典明; 笠井 昇; 植木 悠二; 玉田 正男
Proceedings of 13th International Conference on Environmental Remediation and Radioactive Waste Management (ICEM 2010) (CD-ROM), p.485 - 490, 2010/10
High fluorine and boron contents in wastewater are commonly reduced using coagulation and ion exchange treatments at wastewater treatment facilities. As an alternative, we tested the efficiency of fluorine and boron removal from groundwater using radiation-induced graft polymerization adsorbent. The durability of the adsorbent was also determined by varying groundwater flow-through rates and repetitive use of the sorbent. The results indicated that it was possible for the adsorbent to remove more than 95% of boron and fluorine from the groundwater, and that the performance of the adsorbent for boron removal was better than the resin used for ion exchange. The adsorbent used several times was able to remove boron, indicating that the adsorbent can be used for efficient boron removal.
山本 祐平; 青才 大介; 水野 崇
Proceedings of 13th International Conference on Environmental Remediation and Radioactive Waste Management (ICEM 2010) (CD-ROM), p.203 - 212, 2010/10
Chemical state of rare earth elements (REEs) in deep groundwater was determined by combination of ultrafiltration techniques maintaining in-situ pressure and anaerobic conditions, speciation considering contribution of natural organic matters, and finger-printing method using REE pattern of stability constants for probable complexes of REEs in groundwater. Groundwater samples were collected from a borehole at a depth of 200 m in the Mizunami Underground Research Laboratory (MIU), Gifu, Japan. Spectroscopic analysis for colloidal matters on a membrane filter was also conducted to estimate chemical properties of colloidal ligands. Our results suggest that REEs-humic complexes were the dominant chemical states of REEs in groundwater. Presence of humic substance in groundwater was also confirmed by spectroscopic analysis. It is expected that behavior of REEs mainly depends on humic substances.
青才 大介; 山本 祐平; 水野 崇
Proceedings of 13th International Conference on Environmental Remediation and Radioactive Waste Management (ICEM 2010) (CD-ROM), p.213 - 220, 2010/10
元素の挙動を把握するうえで、分子のサイズ分布は重要な情報である。分子のサイズ分布は、地下水の物理的及び化学的状態に支配されるが、地下水は一般に被圧・嫌気状態で存在しており、採取時の脱ガスや酸化によって地下水の物理的及び化学的状態が変化するという問題を抱えている。そのため、地下水中における元素の挙動を把握するためには、地下水の化学的状態に関する情報を、原位置の環境を保持したまま取得することが必要である。本研究では、地下水を被圧・嫌気状態を保持したままろ過する手法を開発した。手法の開発後、岐阜県瑞浪市で建設中の瑞浪超深地層研究所深度200m地点のボーリング孔を利用して地下水を被圧・嫌気状態を保持したままろ過し採取した。ろ液について化学成分分析を実施し、得られた結果から、手法の妥当性を評価し、地下水を被圧・嫌気状態を保持したままろ過できることを確認した。
大丸 修二; 竹内 竜史; 武田 匡樹; 石橋 正祐紀
Proceedings of 13th International Conference on Environmental Remediation and Radioactive Waste Management (ICEM 2010) (CD-ROM), p.149 - 158, 2010/10
日本原子力研究開発機構は岐阜県瑞浪市において超深地層研究所計画を進めている。この計画は「第一段階: 地表からの調査予測研究段階」、「第二段階: 研究坑道の掘削に伴う研究段階」、「第三段階: 研究坑道を利用した研究段階」の三つの段階に区分して進められている。第二段階調査において、立坑掘削に伴う地下水流動の変化に関する情報を得るため、研究所用地内とその周辺において長期水圧モニタリングが実施されている。立坑掘削に伴う地下水圧の変化は、大規模な揚水試験とみなすことができる。本研究では、第二段階における長期水圧モニタリング結果にCooper-Jacobの直線勾配法によるs-log(t/r
)プロットを用いてサイトスケールでの水理地質構造の推定を試みた。その結果、(1)研究所用地周辺の水理場は断層Aによって区切られており、断層Aが水理学的なバリアとして機能していることがわかった。(2)s-log(t/r)によって計算された透水係数は1.0E-7m/sであった。(1)および(2)の結果は第一段階調査に基づく水理地質構造の概念モデルの妥当性を支持するものである。
齊藤 宏; 瀧 富弘
Proceedings of 13th International Conference on Environmental Remediation and Radioactive Waste Management (ICEM 2010) (CD-ROM), p.533 - 537, 2010/10
日本原子力研究開発機構人形峠環境技術センターでは、事業休止中の核原料物質鉱山である人形峠鉱山及び東郷鉱山を鉱山保安法等に基づいて管理している。これら鉱山施設に対し、鉱害防止及び放射線防護の観点から跡措置(「鉱山跡措置」)を行うこととしており、現在は、基本的な考え方の整理や基礎データの取得を行いつつ、今後の恒久的な鉱山跡措置の計画策定や設計等を行っている。対象施設は、鉱さいたい積場,露天採掘場跡地,捨石たい積場等であるが、なかでも鉱さいたい積場を最優先課題としており、これまでに、必要なデータの取得,工法・進め方の検討,設計等を行っている。
佐藤 治夫
Proceedings of 13th International Conference on Environmental Remediation and Radioactive Waste Management (ICEM 2010) (CD-ROM), p.175 - 184, 2010/10
緩衝材や埋め戻し材として使用されるベントナイトに対しては、含水に伴って起こる膨潤によるオーバーパックや坑道壁間との隙間充填機能が期待されている。これまでに、緩衝材や埋め戻し材仕様に対するベントナイトのシーリング特性が蒸留水や海水条件で測定されており、例えば、「第2次取りまとめ」のレファレンスケースのクニゲルV1に対する実験では、乾燥密度1.8Mg/m
,隙間率10%に対して、有効粘土密度を指標とした体積膨潤量で表しており、密度1.3Mg/m以上であれば海水条件であってもシーリングされると報告されている。これらの情報は、隙間シーリングの可否を判断するうえで有用であるが、同一の有効粘土密度に対してベントナイト含有率の異なる条件が複数存在できるため、骨材混合率やベントナイトの種類が異なる場合には原理的に適用することができない。したがって、ベントナイト乾燥密度,モンモリロナイト含有率,骨材混合率及び溶液条件を考慮したうえで個別に隙間シーリングの可否を判断する必要がある。本研究では、ベントナイト中のモンモリロナイトの膨潤特性に着目し、圧縮ベントナイトの自由膨潤平衡時の体積膨潤比の実測データに基づいて、モンモリロナイト含有率の異なるベントナイトに対して、さまざまな塩濃度,乾燥密度,骨材混合率での体積膨潤比や最大充填隙間比を解析できる理論を構築した。これにより、さまざまな条件での緩衝材や埋め戻し材の隙間充填特性を解析することができる。
-ray emission from the progeny radionuclides田中 忠夫; 島田 太郎; 伊東 岳志*; 助川 武則
Proceedings of 13th International Conference on Environmental Remediation and Radioactive Waste Management (ICEM 2010) (CD-ROM), p.551 - 557, 2010/10
核燃料取扱施設の運転や廃止措置においては、ウラン及び子孫核種が環境中に放出されることが想定される。Th-234, Pa-234m, Ra-226等のU-238の子孫核種から放出される線はウラン濃度の評価にしばしば用いられている。本研究では、子孫核種の線を可搬型Ge検出器で測定することによって、広域かつバックグラウンドレベルのU-238を評価する手法について検討した。可搬型Ge検出器を用いた原位置測定結果から推算したU-238濃度は、0.01Bq/gのオーダーで検出でき、またウランの高感度分析手法として確立されているICP-MSによる分析結果と同等の値であった。本手法は、核燃料取扱施設解体後のサイト解放にあたって、残存放射能の合理的な確認手法として適用できる可能性がある。
真田 祐幸; 中村 隆浩; 杉田 裕
Proceedings of 13th International Conference on Environmental Remediation and Radioactive Waste Management (ICEM 2010) (CD-ROM), p.31 - 39, 2010/10
原子力機構では、高レベル放射性廃棄物の地層処分に関する研究開発を進めている。初期応力は、処分場の設計並びに処分パネルの最適な幾何学配置を選定するうえで重要なパラメータになる。堆積岩に対する初期応力測定は、高い技術が要求されることと既存の地下施設は硬質な岩盤に設けられることが多いため、測定事例がほとんどない。本論文では、堆積岩に対する初期応力測定の既存技術の適用性検証と地層処分事業を進めるうえでの初期応力測定調査に関する方法論の構築を目的として、幌延深地層研究計画で実施された初期応力測定調査の内容と結果を述べる。調査は、水圧破砕法や応力解放法などの直接的な計測とコア法やブレイクアウトなどの間接的な評価の2項目に分け実施した。水圧破砕の結果によると、深度の増加とともに線形的に応力が増加することと最大主応力は東西方向に卓越した偏圧環境下に晒され、幌延地域周辺の造構作用と調和的であった。コア法については、AE法と比べるとDSCA法の方が水圧破砕結果と近い。ブレイクアウトについては、ボーリング孔や立坑内部で見られ、間接的に評価する方法としては、コア法に比べると効果的であった。
國丸 貴紀; 太田 久仁雄; 天野 健治; Alexander, W. R.*
Proceedings of 13th International Conference on Environmental Remediation and Radioactive Waste Management (ICEM 2010) (CD-ROM), p.159 - 168, 2010/10
An appropriate Quality Management System (QMS), which is among the first tools required for repository site characterisation, will save on effort by reducing errors and the requirement to resample and reanalyse - but this can only be guaranteed by continuously assessing if the system is truly fit-for-purpose and amending it as necessary based on the practical experience of the end-users on-site. A quality assurance (QA) audit of hydrochemical datasets for boreholes HDB-1 - 11 from Horonobe Underground Research Laboratories (URL) project by Japan Atomic Energy Agency (JAEA) has been carried out by the application of a formal QA analysis which is based on the methodology previously employed for groundwaters during the recent site characterisation programme in Sweden. This methodology has been successfully applied to the groundwaters of the fractured crystalline rocks of the Fennoscandian Shield and has now been adapted and applied to some of the ground- and porewaters of the Horonobe URL area.
三枝 博光; 竹内 真司; 前川 恵輔; 大澤 英昭; 仙波 毅
Proceedings of 13th International Conference on Environmental Remediation and Radioactive Waste Management (ICEM 2010) (CD-ROM), p.133 - 140, 2010/10
Evaluation of the impact of uncertainties in the geological environment model is important to identify and prioritize key issues for further investigations. Therefore, a plan for site characterization should be made based on the result of the modeling. In this study, externalization of technical know-how and decision-making processes regarding groundwater flow modeling to be used for the planning of surface-based site characterization has been attempted based on experiences on Underground Research Laboratory project at Mizunami and Horonobe. The groundwater flow modeling is to be used for setting the area for the geological environment modeling, which is equal to an area including the groundwater flow system within the area from recharge area to discharge area, and for characterization of groundwater flow conditions. This report is summarized the detail work and its procedure regarding groundwater flow modeling based on the literature data and decision-making processes of the modeling.
水野 崇; Milodowski, A. E.*; 岩月 輝希
Proceedings of 13th International Conference on Environmental Remediation and Radioactive Waste Management (ICEM 2010) (CD-ROM), p.193 - 201, 2010/10
Palaeohydrogeologial study focused on fracture filling calcite distributed in Toki granite suggests that precipitation history of euhedral calcite can be divided into 4 periods (from I to IV in precipitation order). During precipitation period of Generation III calcite, seawater was penetrated into study area extensively. Current local distribution of Na-Cl type groundwater would be formed after the crystallization period of Generation III calcite. This suggests that source of Na-Cl type groundwater may be seawater penetrated between 18 Ma and 15 Ma. Before 1 Ma, major driving force of groundwater would be change of water table related to marine transgression/regression because landform of Tono area was almost flat. After 1Ma, groundwater flow has been controlled by topography due to uplift. The result of this study shows that detail analysis of multilayered calcite can provide a valuable information to evaluate long-term palaeohydrogeological changes of groundwater system.
常盤 哲也; 浅森 浩一; 平賀 正人*; 山田 治; 森谷 祐一*; 堀田 光*; 北村 至*; 横田 秀晴
Proceedings of 13th International Conference on Environmental Remediation and Radioactive Waste Management (ICEM 2010) (CD-ROM), p.117 - 122, 2010/10
地質環境の長期安定性を考えるうえで、地震・断層活動の特性を理解することが重要である。幌延地域は、北海道北部において地殻変動が活発な地域の一つと考えられている。そこで本研究では、北海道北部幌延地域における震源分布と地質構造の関係について検討を行った。震源分布の推定にあたっては、マルチプレット・クラスタリング解析手法を用いた。地震データは、2003年9月1日から2007年9月30日に観測された421イベントのデータを用いた。一方、地質構造は、反射法地震探査結果を用いたバランス断面図をもとに、三次元地質構造モデルを構築した。両者を比較した結果、深度の違いはあるが、震源は西から東に向かって深くなっていく分布や北北西-南南東方向に分布する傾向は、断層などの地質構造の形態の傾向と似通っていることがわかった。このことから、震源分布と地質構造とは相関関係があり、両者を比較することで、活動域の特定に関して有益な情報を得ることができると考えられる。
常盤 哲也; 浅森 浩一; 新里 忠史; 野原 壯; 松浦 友紀*; 小坂 英輝*
Proceedings of 13th International Conference on Environmental Remediation and Radioactive Waste Management (ICEM 2010) (CD-ROM), p.407 - 413, 2010/10
地質環境の長期安定性を考えるうえで、地殻変動に関する情報を把握することは重要である。本研究では、幌延地域を事例として、GPSによる測地学的手法と地質断面を用いた地質学的手法による地殻の水平変位速度を推定するための検討を行った。その結果、両手法から求めた水平変位速度やその方向は類似していた。地層処分システムの長期挙動の予測では、その対象期間が万年オーダー以上となるため、一見地質学的手法が重要であると考えられる。しかし、今回の結果から、測地学的手法が長期の地殻変動を推定するうえで有益な情報を提供する可能性があることが明らかとなった。
前川 恵輔; 牧野 仁史; 操上 広志; 新里 忠史; 稲垣 学; 川村 淳*
Proceedings of 13th International Conference on Environmental Remediation and Radioactive Waste Management (ICEM 2010) (CD-ROM), p.71 - 80, 2010/10
原子力機構が進めている深地層の研究施設計画のうち、堆積岩地域を対象とした幌延深地層研究計画においては、地上からの調査段階で取得した地質環境情報に基づいて、地下水流動解析から物質移行解析にいたる一連の評価手法の適用性の確認を目的とした解析を行った。その結果、現場での調査から物質移行評価にいたる評価手法について実際の情報に基づく具体的な整理,解釈等の手順を含めた方法論を提示することができた。また、地質環境の長期変遷を考慮した地下水流動及び塩分濃度分布の変化について試解析を行い、天然現象による地質環境への影響の大局的な傾向を示すことができた。本報では、これらの事例とともに、幌延地域を事例とした水理・物質移行評価手法の信頼性向上のための取組みを紹介する。
山岸 功; 小澤 正基; 三村 均*; 金村 祥平*; 水口 浩司*
Proceedings of 13th International Conference on Environmental Remediation and Radioactive Waste Management (ICEM 2010) (CD-ROM), p.107 - 116, 2010/10
先進オリエントサイクル研究における、高レベル放射性廃液中の核分裂生成物の分離と利用の成果について報告する。発熱性元素のうち、Csをモリブドリン酸アンモニウム(AMP)を担持したシリカゲル吸着剤(AMP-SG)により、Srをクラウン化合物を内包したアルギネートマイクロカプセル吸着剤(CE-ALG)により分離する。AMP-SGは模擬廃液から99%以上のCsを吸着した。CE-ALGも0.0249mmol/gのSrを選択的に吸着した。Pd, Ru, Rh, Tcなどの希少FP元素については、電解回収後に水素製造用触媒として利用する。Pdは最も容易に還元される元素であり、Pt電極上に金属として析出した。単独では還元しにくいRu及びTcは、PdあるいはRhの共存下では還元析出が促進され、その共析効果は硝酸溶液よりも塩酸溶液で顕著であった。鉄を含む硝酸系模擬廃液では、Fe(III)/Fe(II)還元反応の影響のため、Pd以外の希少FP元素の還元が阻害された。希少FP元素を析出させたPt電極は、析出前のPt電極よりも水素製造の触媒活性が高いことを確認した。また、希少FP元素だけを含む溶液から析出させた電極よりも、模擬廃液から析出させた電極の方が高い水素製造活性を有することがわかった。
