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宮川 和也; 山本 肇*
JAEA-Research 2022-003, 40 Pages, 2022/05
JAEA-Research-2022-003.pdf:6.08MB
高レベル放射性廃棄物の地層処分場などの大規模地下施設の掘削により、坑道壁面近傍に割れ目を伴う掘削損傷領域が形成され、不飽和な割れ目を通して岩盤内に酸素が侵入し、核種移行の環境条件に影響を及ぼす可能性がある。新第三紀海成堆積層のように、CH
などの溶存ガスを高濃度で含む地層に坑道が掘削される場合、酸素の侵入は脱ガスしたCHの坑道へ向かう流れにより抑制されるものの、不飽和領域における気相拡散を介して促進される可能性が考えられる。本研究では、地下水に多量の溶存CHが含まれる環境における地下施設の建設・操業に伴う不飽和領域の三次元分布を推定する手法を例示することを目的として、幌延深地層研究センターの地下施設の坑道掘削の実工程を反映した逐次掘削解析を行い、10年間の気液二相流解析を実施した。地下施設からの地下水とガスの湧出量の解析結果はそれぞれ、2017年1月の時点で約100
300m
d
と250350m dであり、それぞれの観測値(100m dおよび300m d)と近い値が得られた。飽和度分布の解析結果は、250m調査坑道周辺において相対的に高く、350m調査坑道周辺において相対的に低くなっており、各調査坑道における観測結果と整合的であることが確認された。このことから、地下水の坑道壁面からの排水条件やグラウト影響の取扱方法に関する課題が残るものの、数値計算は概ね妥当であったと判断された。坑道掘削に伴う飽和度分布については、定量的な評価には及ばないものの、定性的な観点では概ね妥当な解析結果が得られた。
宮川 和也; 青柳 和平; 赤木 俊文*; 山本 肇*
JAEA-Data/Code 2021-002, 26 Pages, 2021/05
JAEA-Data-Code-2021-002.pdf:2.14MB
JAEA-Data-Code-2021-002-appendix(CD-ROM).zip:40.99MB
これまでに、堆積岩を対象とした不飽和領域の形成及び岩盤中への酸素の侵入要因の検討を目的とした数値解析を実施してきた。Miyakawa et al.(2019)では、堆積岩地域の例として、幌延深地層研究センターの地下施設を模擬し、これらの解析結果の一部をまとめ、飽和度変化及び不飽和領域の広がりに対する溶存ガス濃度及び岩盤の透水性の及ぼす影響について議論している。Miyakawa et al.(2021)でも同様に解析結果の一部をまとめ、坑道内の酸素の岩盤中への侵入挙動に対する溶存ガス濃度、岩盤の透水性及び坑道内の湿度の影響について議論している。これらの報告では、テーマを絞った議論のため、一部の解析結果のみしか公開されていない。本報告書は、不飽和領域の形成や岩盤中への酸素の侵入挙動及び坑道の埋戻し後の不飽和領域の消長を考察する上で参考となる基礎データを公開することを目的として、上記の2件の検討で使用したデータを含めた全ての解析結果をデータ集として取りまとめたものである。
宮川 和也; 青柳 和平; 赤木 俊文*; 山本 肇*
第15回岩の力学国内シンポジウム講演論文集(インターネット), p.609 - 614, 2021/01
高レベル放射性廃棄物の地層処分場の掘削により、坑道周辺岩盤の損傷や溶存ガスの発生等による不飽和領域の形成といった掘削影響領域が生じる。当該領域では、坑道内の大気が岩盤内に侵入し、岩盤や地下水が還元状態から酸化状態に変化する可能性がある。北海道幌延地域に位置する幌延深地層研究センターの地下施設ではこれまでに、坑道周辺の掘削影響領域における酸化の兆候は確認されていない。その理由として、地下水中の溶存ガスが遊離することで、岩盤内への酸素の侵入を抑制している可能性が指摘されている。本研究では、溶存ガスや地下水の移流・拡散を考慮した気液二相流解析を実施し、岩盤中への酸素の侵入メカニズムについて検討した。その結果、地下水中に含まれる溶存ガス量と岩盤の透水性が酸素の侵入に及ぼす影響は、同程度であることが分かった。坑道内の湿度が低下した場合、掘削損傷領域中の飽和度が大きく低下し、溶存ガスが多く含まれるような条件においても、岩盤中に比較的多くの酸素が侵入する結果が得られた。幌延の地下施設では、吹付コンクリートが岩盤壁面の湿度を高い状態で維持し、さらに酸素との接触を低減させていると考えられる。吹付コンクリートが無い場合は、坑道内の湿度は季節変動や換気状況により低下し、酸素が岩盤内に侵入すると考えられるが、実際の地下環境では黄鉄鉱の酸化反応などにより酸素が消費されると考えられる。
宮川 和也; 青柳 和平; 笹本 広; 赤木 俊文*; 山本 肇*
Proceedings of 5th ISRM Young Scholars' Symposium on Rock Mechanics and International Symposium on Rock Engineering for Innovative Future (YSRM 2019 and REIF 2019) (USB Flash Drive), 6 Pages, 2019/12
高レベル放射性廃棄物の地層処分場の掘削により、坑道周辺岩盤の損傷や、溶存ガスの発生等による不飽和領域の形成といった掘削影響領域が生じる。そこでは、岩盤の透水性の増大や、地下水の水質変化といった、地層が有する放射性核種の移行を遅延させる機能に影響を与えることが考えられる。そのため、大規模地下施設の建設・操業・閉鎖に伴う地質環境(水理地質構造や地下水の流動特性・物質移動特性・地球化学特性等)の変化過程や定常状態に達するまでの時間やプロセスを、確度の高い情報に基づきモデル化するための一連の技術開発が必要である。本研究では、溶存ガスが岩盤中の不飽和領域の形成に与える影響を調べるために、幌延深地層研究所の深度140m, 250m, 350m調査坑道の条件を模擬した数値・感度解析を実施した。その結果、溶存ガス濃度は、不飽和領域の形成に対して、飽和度と領域の広がりの両方に影響する一方で、岩盤の透水性は、主に不飽和領域の広がりのみに影響することが分かった。
渡辺 文隆; 奥野 浩
Proceedings of 18th International Symposium on the Packaging and Transport of Radioactive Materials (PATRAM 2016) (DVD-ROM), 9 Pages, 2016/09
本論文は、核燃料物質輸送の過酷事故に伴う放射性物質放出の影響に関する計算を示す。フランスで用いられている使用済核燃料輸送物TN12を対象とした過酷事故の隔離距離の追計算、「原子力施設等の防災対策について」の追計算、さらに、日本で使用されている使用済核燃料輸送物NFT-14Pを対象に、フランス論文に記された事故想定で計算した。隔離距離の計算結果は30m程度になった。上記の計算は、米国で開発されたHotSpotコードを用いた。日本で開発・利用されているEyesActとの比較計算も行った。
emission reduction goal in 2050上地 優; 鈴木 孝一*; Yan, X.
JAEA-Technology 2016-010, 24 Pages, 2016/07
JAEA-Technology-2016-010.pdf:1.05MB
我が国では、地球温暖化対策の一環として、2030年までに26%、2050年までに80%の二酸化炭素(CO)排出量の削減を目標として掲げている。これを達成するためには、省エネやコージェネレーション、COフリーエネルギーの導入など、様々な対策を実施する必要がある。原子力機構では、水素製造や蒸気供給、海水淡水化など、発電のみならず多様な熱利用が可能な高温ガス炉に関する研究を進めており、これまでに実用高温ガス炉の基本設計であるGTHTR300Cを提案している。本稿では、我が国のCO排出量削減に係る高温ガス炉のポテンシャルを明らかにするため、国内での水素利用、熱供給ならびに海外での水素供給、淡水供給によるCO削減量を算出した。その結果、国内では、年間2.07億トンのCO削減、海外では、年間2.10億トンのカーボンオフセットが見込まれる。これは、2050年のCO削減目標である9.13億トンの45.7%に相当し、高温ガス炉がCO排出量削減への高いポテンシャルを有することを明らかにした。
三枝 新*
RIST News, (32), p.2 - 11, 2001/10
日本原子力研究所は低線量放射線の安全性評価を検討するための科学的基盤を提供する目的で、放射線生物学,放射線リスク評価及び放射線防護に関する種々の情報を整理・解説し、その背景となる科学的データをまとめたデータベースDRESA(Database for Radiation Exposure and Safety Assessment)の開発を行った。本稿ではその登録データのタイトルと内容,データのファイル構成,データベースシステムの構造を解説した。さらに電子化データベース構築の可能性と問題点について検討を行い、WWW公開型データベースの利点及び欠点についても考察を行った。
長部 猛*; 臼田 重和
核物質管理センターニュース, 29(10), p.5 - 9, 2000/10
核物質管理センターからの依頼で、「核物質管理センターニュース」に紹介するために、2000年5月に独国ドレスデンで開催された第22回ESARDA年次大会・セミナーにおけるセッション8(新保障措置システムにおける測定技術)及びポスターセッションの概要を述べたものである。保障措置の強化の観点から、分析・測定技術を対象に、最近の動向と将来の課題を中心にまとめた。
佐々木 敏彦*; 皆川 宣明; 森井 幸生; 新村 信雄; 広瀬 幸雄*
日本材料学会第36回X線材料強度に関するシンポジウム講演論文集, p.259 - 262, 2000/09
中性子イメージングプレート(IP)は、新しい中性子用二次元検出器である。本研究は工業的利用に対し重要な応力測定技術開発の一環であり応力解析に必要な中性子回折環画像の解析に関する検討を行い、解析ソフトウェアの開発を行った。中性子イメージングプレート用中性子応力測定装置を開発作成し、日本原子力研究所JRR-3Mに設置された残留応力解析用中性子回折装置(RESA)を用いて実験を行い、厚さ2mmの鋼材に対し単軸引張応力を加え得られた画像の解析を今回開発したソフトウェアにより処理し良好な結果を得た。
鷹合 滋樹*; 佐々木 敏彦*; 皆川 宣明; 森井 幸生; 広瀬 幸雄*
Proceedings of 6th International Conference on Residual Stressess (ICRS-6), Vol.1, p.41 - 48, 2000/07
Fe-Cr/TiN系焼結複合材は、TiN粒子によって分散強化した材料であり、優れた耐摩耗性で知られた材料である。複合材料内部では構成材料相間で応力が発生し複雑化する。応力解析法としてはEshelly法、Mori-Tanaka法、等があり、X線回折により実験検証が行われていれば、侵入深さが数10
mと浅いため、自由表面による応力緩和の影響は無視できない。中性子回折法はX線に比べFe-Crでは数万倍となり、内部の応力状態及び分散体の平均応力が測定可能である。日本原子力研究所JRR-3Mに設置されたRESAを用いて応力測定を行い良好な結果が得られたので発表する。
土屋 佳則; 菊地 賢司; 皆川 宣明; 森井 幸生; 加藤 崇; 中嶋 秀夫; 辻 博史
日本材料学会第49期学術講演会論文集, p.325 - 326, 2000/05
X線回折法では表面数10m深さの内部までしか測定できなかった金属構造物の残留応力も、中性子の持つ浸透能を利用すると数10mm深さまで測定が可能になる。本報告は、中心に穴のあいた矩形断面材料の圧延、曲げ加工に伴う残留応力を中性子回折法により測定し、あわせて計算機シミュレーションによる解析と比較検討した結果を述べる。従来、単純な1次元、2次元応力状態の残留応力を中性子回折で調べた結果は報告されているが、このように3次元応力状態について詳細な測定を実施した例は少なく、結論として中性子回折法の有効性、応用能力が高いことが示された。
西村 秀夫
核物質管理センターニュース, 28(8), p.5 - 7, 1999/08
欧州保障措置研究開発協会(ESARDA)第21回年次大会「保障措置と核物質管理に関するシンポシジウム」が5月4日から6日までの3日間、スペインのセビリアで開催された。今回のシンポジウムの特徴は、ESARDA創立30周年記念大会として保障措置の研究開発及びESARDAの活動を振り返り、カストマーの要請に応える成果を挙げてきたと評価する一方、今後も保障措置研究開発の重要性はいささかも変わるところがないと総括した点にある。発表された多くの論文からもヨーロッパにおける衰えぬ熱気を感じさせるものがあった。また、従来保障措置に限定されるきらいがあったが、保障措置以外の枠組みを紹介したり、密輸等の不法行為を扱ったり、より広い観点から問題に取り組もうとする姿勢が見えたことが注目された。本稿では、国際保障措置関連のセッションで発表された論文を中心に、ESARDA年次大会の概要を紹介する。
井上 和子*; 堀川 武*; 中村 浩*; 新井 利章*; 皆川 宣明; 土屋 佳則*; 森井 幸生; 山口 泰男*
Japanese Journal of Applied Physics, Part 1, 37(10), p.5680 - 5686, 1998/10
被引用回数：2 パーセンタイル：13.54(Physics, Applied)直径8mmのS55C炭素鋼に繰返し応力を負荷した疲労材の内部ひずみ分布を測定し観察した。その結果、表面近傍に引張応力が集中していることが観察できた。この現象は以前から知られていることではあるが、この測定観察結果から、繰返し応力による材料破損は表面より進展することが言える。この測定は、非破壊により内部ひずみ、あるいは応力分布が測定できる中性子回折による測定である。装置は日本原子力研究所JRR-3M原子炉中性子導管に設置された日本初の残留応力解析用中性子回折装置(RESA)である。
内海 隆行*; 功刀 資彰*; 藤井 貞夫*; 赤松 幹夫*
計算工学講演会論文集, 3(1), p.235 - 238, 1998/05
最近、原研においてTi:Sapphireレーザーによる100TW10Hzの繰り返し動作超高出力レーザーが開発され、短波長・高効率X線レーザーの発振の実現が期待される。X線レーザー発振方式にはいくつかの候補があるが、そのうちの一つである電子衝突励起型X線レーザーでは、常温の固体ターゲットをレーザー照射して高温・高密度プラズマを生成する過程を含んでいる。このレーザー照射生成プラズマの熱力学特性は、X線レーザーの利得と重要な関係があり、シミュレーション等により正確に推定することが要求される。これまで、超高出力超短レーザー光による物質の溶融・蒸発シミュレーションを行うために多相・多成分の流体が存在する系に適用可能なコードを開発してきた。ここでは、レーザー光をアルミニウム金属に照射する問題に適用して、状態方程式のシミュレーション結果への影響について報告する。
内海 隆行*
CIPUS Annual Report, 4 Pages, 1998/00
超高出力超短レーザー光による物質の溶融・蒸発シミュレーションを行うため、多相・多成分の流体が存在する系に適用可能な簡易状態方程式モデルを試作した。これを既存の状態方程式データ(ロス・アラモス研究所のSESAMEとローレンス・リヴァモア研究所のQEOS)と比較することにより、さらに精度を向上するためには膨張領域のコールドEOSの関数型の仮定と、電子EOSのイオン化ポテンシャルの仮定とを詳細化すべきであることを明確にした。
丸山 庸一郎; 加藤 政明; 有澤 孝
Opt. Eng., 35(4), p.1084 - 1087, 1996/04
被引用回数：11 パーセンタイル：55.9(Optics)利得長20mmの色素レーザー増幅器の増幅特性を測定し、その結果を励起状態分子による吸収(ESA)及び自然放出(ASE)を考慮したレート方程式によって解析した。実験によって色素レーザー増幅器のエネルギー効率として約48%が得られた。解析の結果、エネルギー損失の主な要因はASEとESAであり、前者は低入力領域で、また後者は高入力領域で支配的であることが分かった。ローダミン6G色素のピーク波長において出力はESAによって約10%低下することが明らかになった。
日高 昭秀; 早田 邦久; 杉本 純; 山野 憲洋; 丸山 結
KfK-5108; NEA/CSNI/R(92)10, p.211 - 225, 1992/00
溶融炉心・コンクリート反応(MCCI)中のFPの放出とコンクリートの侵食挙動を評価するため、ACE計画MCCI・L6実験の解析を実施した。熱水力解析にはCORCON/MOD2.04を用い、FPエアロゾルの放出解析にはVANESA1.01コードを用いた。CORCONコードでは水平面熱伝達モデルをGreeneからKutate-ladzeのものに変更し、コンクリートの侵食速度をよりよく予測することを可能にした。また、VANESAコードでは各々の核種の分圧に上限を設定して計算上分圧が過大になることを防いだ。本解析から、水平面熱伝達、化学平衡、炭化反応、及び酸素ポテンシャルがMCCI挙動全般に影響を与えることが明らかとなった。
Fink, J. K.*; Corradini, M.*; 日高 昭秀; Honta
n, E.*; Mignanelli, M. A.*; Schr
dl, E.*; Strizhov, V.*
KfK-5108; NEA/CSNI/R(92)10, p.533 - 546, 1992/00
米国EPRIが主催する先進格納容器実験ACE計画では、シビアアクシデントの影響評価とアクシデントマネジメント対策の検討に資するため、その一環として溶融炉心/コンクリート反応に関する実験と計算コードの比較を行った。計算コードの比較は、制御棒材を含むコリウム溶融物とケイ土系コンクリートとの相互作用を調べたL6実験に対するブラインド計算として行われ、英国,ドイツ,スペイン,日本,ロシア,米国がSOLGASMIX, VANESA1.01, CORCON2.04/VANESA1.01, CORCON.UW等の各コードを用いて参加した。日本からは、JAERIがVANESA1.01コードを用いて参加した。その結果、高揮発性のAg, In, Teについては、計算結果と実験結果の差が1桁以内でほぼ一致した。しかしながら、中揮発性のBa, Srでは1桁から3桁の差が生じ、低揮発性のMoでは約5桁の差が見られた。FP以外では、特にSiの放出において、Zr-Si間の化学反応を適切に考慮しているSOLGASMIXコードの方が、その一部しか考慮していないVANESAコードよりも実験結果との差が小さかった。
渡邉 憲夫
IAEA-SR-169, 46 Pages, 1990/05
事故・故障情報の分析・評価を支援するためのソフトウエアツールとして、事象シーケンス抽出システムCESASの開発を進めている。本システムは、計算機を用いて英語自然文型式で記述される事故・故障情報から事象並びにそれらの間にある前後関係・因果関係を自動的に抽出するものである。本報では、CESASを実際の情報に適用した結果について述べると共に、CESASで効率良く解析を行える記述文の形式についの検討結果についても言及する。
J.Lovett*; 猪川 浩次; J.Shipley*; D.Sellinschegg*
J.Inst.Nucl.Mater.Manage., 12, p.31 - 34, 1983/00
PNC再処理工場を舞台として実施されたTASTEXプロジェクトで誕生したn.r.t.計量管理の思想は、今や再処理施設の保障措置を設計する場合の基本思想となっているといえる。これは1981年12月にIAEAにおいて開催されたn.r.t.計量管理技術に関するコンサルタント会合に於て参加者一同が達した共通の認識である。この時の会合の成果は報告書(STR-108、June1982)にまとめられ、そのサマリーはIAEAーSM-260/145として1982年11月の国際保障措置シンポジウムに報告された。今回INMMで発表するのはその改訂版である。本報告では、n.r.t.計量管理の基本が高頻度の操業中在庫の測定とそれに基づく物質収支データの統計分析にあることを明確にし、それら2つの領域における現在の問題点と解決への方向を指摘し、国際的研究開発における協力と加速を促がそうとするものである。
