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萩原 茂*; 坂本 義昭*; 武部 愼一; 中山 真一
JAERI-Data/Code 2004-004, 167 Pages, 2004/03
JAERI-Data-Code-2004-004.pdf:10.14MB
RI・研究所等廃棄物の処分場は、放射能濃度に応じて地表付近から地下利用に対して十分余裕を持った深度及び地下深部に設置される。処分場を建設する際には、対象となる地盤の物性やその場の応力状態に応じて、レイアウトや施工方法の最適化が図られる。このため、地盤の安定性の評価に用いる地盤工学的なデータが必要となり、これまでに東濃・釜石鉱山において取得したデータを含む地下1,000m程度までの岩石の物理・力学試験データ約2,000件が示されている。本報では、既存データで整備が不十分であった深度250m程度までの地盤の力学特性のうち、土木分野で指標として一般に用いられる一軸圧縮強さ及び超音波伝播速度を対象に、わが国の地質時代区分,地質構造区分に基づいて、結晶質岩,堆積岩,第四紀層を含む5グループ26種の詳細な岩種に区分し、公開文献等から非火山性堆積岩を主体に約5,700件余のデータを収集,整理した。
矢花 修一*; 松田 昭博*; 中平 昌隆; 大崎 敏雄*
日本建築学会2002年度大会学術講演梗概集, P. 495, 2002/08
大型構造物等に用いる支持荷重及び外径の大きな積層ゴムにおいては、その特性や性能を評価・確認するための試験を実施することが試験装置性能やコスト等の制約から困難となる場合がある。そこで、本報告では鉛プラグ入り積層ゴム(LRB)及び天然ゴム系積層ゴム(NRB)の数サイズの形状が相似である試験体を用いて、試験体のスケール効果の有無及び縮小試験体による実機試験体の水平方向力学特性の推定可能範囲について検討を行った。試験結果から、NRBにおいては試験体のスケール効果がほとんどないことがわかり、LRB試験体のスケール効果はせん断ひずみ100%以上の領域ではほとんどないことが確認された。また、LRBのせん断ひずみ100%未満の領域におけるスケールによる特性の違いは鉛プラグの特性に起因していることがわかった。
本間 信之*; 棚井 憲治; 長谷川 宏*
JNC TN8420 2001-007, 86 Pages, 2002/02
JNC-TN8420-2001-007.pdf:6.04MB
本稿では、今後の幌延深地層研究センターにおける地下研究施設計画に反映することを目的として、海外の地層処分プロジェクトを対象に、その計画や実施中の試験などについて調査を行った。調査対象には、幌延計画への反映を考慮し、堆積岩系や沿岸部の地質環境における次のプロジェクトを選んだ。・スイス Mt.Terri Project(オパリナス粘土(頁岩))・フランス Bure URL(粘土質岩)・ベルギー Mol(ブーム粘土)・スウェーデン Aspo Hard Rock Laboratory(HRL)(花崗岩:沿岸部)・英国 Sellafield Rock Characterization Facility(RCF)(火山岩:沿岸部) 調査では特に人工バリア性能、施設設計施工、支保工、搬送定置、閉鎖などに関わる情報を幅広く収集した。これらの情報に基づき、個別の調査試験の目的、内容、成果について整理するとともに、調査試験の目的、反映先、相互の関連、実施順序などから、地下研究施設全体での戦略やねらい、流れなどを整理した。
二川 正敏; 涌井 隆*; 井岡 郁夫; 衛藤 基邦
Journal of the European Ceramic Society, 20(8), p.1135 - 1143, 2000/05
被引用回数：5 パーセンタイル：44.86(Materials Science, Ceramics)材料の耐食性は腐食環境と接する界面の特性に支配される。耐食材料として期待される炭化ケイ素系セラミック、高ケイ素鉄合金は脆性を示すため、腐食表層部の特性が腐食後強度に大きく影響する。そこで、腐食表層の力学特性を微小押込み試験に有限要素法接触解析を融合させた手法により評価し、腐食表面に対する押込み荷重曲線の挙動と腐食様相、腐食後強度との相関を明らかにした。腐食環境はISプロセス工程内の沸騰濃硫酸であり、各種セラミック(Si-SiC, SiC, Si
N
, Al
O, ZrO)曲げ試験片を最大1000時間浸漬した。腐食後強化を示したSiC、Si-SiC試験片表層には防食皮膜(シリカ)の形成が確認された。また、腐食後劣化を示したSiN, AlO, ZrO表層には、多孔質状の腐食層が形成された。これらの腐食形態の差異は微小押し込み試験から得られる押込み荷重-深さ曲線に影響し、その傾向を解析的に再現すると共に表層部の材料定数を決定した。さらに、押込み荷重-深さ曲線から評価した腐食層厚さと腐食前の破壊靱性値を用いることによって、腐食後強度劣化を評価できることを示した。
Savage, D.*; Lemke, K.*; 笹本 広; 柴田 雅博; Arthur, R. C,*; 油井 三和
JNC TN8400 2000-004, 30 Pages, 2000/01
JNC-TN8400-2000-004.pdf:1.26MB
本報告書では、セメント-水反応に係わるモデルのレビューおよび収集したセメント系鉱物の熱力学データについて報告する。本報告書でまとめた熱力学データには、鉱物およびセメントを構成する化合物の標準モル熱力学特性、関連する水和反応の平衡定数を含む。また、高アルカリ性環境下で安定な鉱物(例えば、沸石など)についても同様にデータ整備を行った。これらの鉱物は、放射性廃棄物処分場におけるセメント系材料から流出する高アルカリ性溶液と処分場周辺の岩盤との反応の結果生成すると考えられる。標準モル特性(すなわち、生成標準モルギブス自由エネルギー、生成標準モルエンタルピー、標準モルエントロピー)、関連する水和反応の平衡定数については、以下の文献による。・セメント鉱物および関係する混合物(Reardon,1992;Glasserほか、1999)・カルシウム-珪酸水和鉱物(Sarkarほか、1982)・沸石(熱量測定の値、様々なデータからの推定値)これらの全データは、個々の値としてとらえるべきものであり、データ全体としての内部整合性はとれていないかもしれない点に注意すべきである。また、本報告の中では、これら個々のデータの精度については評価していない点も留意する必要がある。近年、セメント-水系における幾つかの適切なモデルが提案されている。これらのモデルの多くは、CSHゲル-水系の室内実験データへの経験的な適合を示すものであり、熱力学的に正当化されているものではない。一方、近年、CSHゲルに適した固溶体挙動の熱力学的理論に基づいたモデル化手法が提案されている。この手法については、本報告書の中でレビューすると共に、JNCが行ったセメント-水反応に係わる実験結果と比較することにより検証した。固溶体モデルは、CSHゲルをポルトランダイトとカルシウム-珪酸塩を端成分組成とした非理想固溶体として表現する熱力学的・構造的に妥当なモデルである。2つの端成分の混和性の違いや溶解度は、固溶体の溶解挙動を調べるためのコンピュータコードである「MBSSAS」を求めた。MBSSASを用いて作られたLippmann相図は、ゲルの固溶体と平衡にある溶液組成を計算するPHREEQCへのデータを入力するために用いられた。ゲルの固溶体モデルで計算された溶液組成とCSHゲル-水系に係わる文献の実験データはよく一致している。
高治 一彦; 谷口 航
JNC TN8400 99-042, 68 Pages, 1999/11
緩衝材には、止水性、自己シール性、核種収着性、熱伝導性、化学的緩衝性、オーバーパック支持性、応力緩衝性等が長期にわたり維持されることが期待されている。これらの機能を比較的満足し得る材料として、天然に産する粘土が注目され、中でも圧縮されたベントナイトは、非常に低い透水性による水の動きの抑制、水の浸潤に伴い膨張し圧縮ベントナイト中の間隙や隣接する岩盤中の割れ目への充填、陽イオン核種を収着する陽イオン交換能を有している等の点で優れており、緩衝材として最も有力であると考えられている。サイクル機構では地層処分研究の一環として、人工バリア技術開発および安全評価の基礎データとするために緩衝材の特性に関する研究を進めている。本報告書は、耐震安定性評価に資するための緩衝材としての圧縮ベントナイトの動的力学特性の把握を目的として、動的三軸試験、弾性波速度の測定、液状化試験についての手順、試験条件、結果および考察についてまとめたものである。動的三軸試験により、せん断剛性および減衰比のせん断ひずみ依存性、力学モデルへの適用等、弾性波速度の測定により、動的三軸試験によって得られた最大せん断剛性の妥当性等、液状化試験により、繰返し載荷による動的強度等を把握することができた。
小田 治恵; Arthur, R. C,*; 笹本 広; 柴田 雅博; 油井 三和; 根山 敦史*
JNC TN8400 99-079, 287 Pages, 1999/09
本報告書では、高レベル放射性廃棄物地層処分の研究開発をサポートする地球化学計算のための2種類の熱力学データベースについて報告する。一つは、SPRONS.JNCであり、この熱力学データベースは、SUPCRTモデル・ソフトウェアの中で考慮されている熱力学的な関係式を基にしており、SUPCRTソフトウェアを用いることで、広範囲にわたる圧力・温度条件(圧力:1
5000 bars,温度:01000
)下での鉱物、ガスおよび水溶液化学種の標準モル熱力学特性・部分モル熱力学特性を計算することができる。SPRONS.JNCは、195種類の鉱物・16種類のガスについて、25、1barの条件下での生成標準モルギブス自由エネルギー、生成標準モルエンタルピー、標準モルエントロピーおよび体積に関するデータを含むと共に、Maier-Kelly式による熱容量の温度依存式を適用した場合の各係数についても整備している。またSPRONS.JNCは、1147種類におよぶ無機・有機イオンや錯体について、25、1barの条件下での生成標準モルギブス自由エネルギー、生成標準モルエンタルピー、標準部分モルエントロピーおよびHelgeson-Kirkham-Flowers(HKF)式による温度依存に係わる係数も整備している。SPRONS.JNCは、1991年以降に公開された新たなデータや改訂されたデータを取り入れたものであり、他の同様な熱力学データベースの拡張版である。もう一つのデータベースは、PHREEQE.JNCであり、これは、地球化学計算コードである「PHREEQE」で用いることができる熱力学データベースである。PHREEQE.JNCは、鉱物の溶解反応、ガスの溶解反応、水溶液化学種を含む反応、酸化還元反応について、25、1barの条件下での平衡定数を算出できる様に反応エンタルピーあるいは平衡定数(log K)の温度依存に係わる各係数についても整備している。PHREEQE.JNCに含まれる平衡定数、反応エンタルピーおよび平衡定数の温度依存に係わる係数の全ては、SUPCRTソフトウェアおよびSPRONS.JNCを用いて計算されているので、PHREEQE.JNCとSPRONS.JNCは、同一の熱力学データベースである。またこれらの熱力学データベースに含まれる全てのデータは、基本的な熱力学の定義やSUP
大島 明博*; 宇田川 昂; 森田 洋右
JAERI-Tech 99-012, 15 Pages, 1999/02
高分子複合材料のマトリクスとして評価するため、短繊維を充填したポリテトラフルオロエチレン(PTFE)の放射線架橋を検討した。PTFEは、330
C~350Cで無酸素雰囲気下において放射線照射すると架橋するが、繊維の存在が架橋反応を妨害することはなく、同じ効率で架橋することがわかった。架橋したPTFEは、繊維との界面で接着性はないが、PTFEのモルフォロジーが変化することで、繊維の補強効果が現れることがわかった。
貴家 恒男; 工藤 久明; 瀬口 忠男
Polymer, 40, p.5095 - 5102, 1999/00
被引用回数：25 パーセンタイル：68.21(Polymer Science)高エネルギーイオンを高分子フィルムに均一に大面積照射するチェンバーを設計・製作した。10cm
10cmの線量計フィルムを用いて線量分布を計測したところ、きわめて均一に照射されていることが明らかになった。ポリエチレン(PE)、芳香族ポリサルホンPSF及びPESに対し10MeV陽子、20MeV He
、220MeV C
イオンを照射した試料の引張り試験を行い、2MeV電子線照射の結果と比較した。脂肪族高分子であるPEのイオン照射による力学特性変化は電子線照射のそれと変わらなかったが、PES及びPSFでは線量当たりの機械特性変化が少なくなることが明らかとなった。照射温度による特性変化等を考察し、芳香族高分子では線質効果が現れやすいと結論した。
工藤 久明; 貴家 恒男; 瀬口 忠男; 勝村 庸介*
Polymer, 37(16), p.3737 - 3739, 1996/08
被引用回数：14 パーセンタイル：53.8(Polymer Science)サイクロトロンからの高エネルギーのプロトン, ヘリウム, 炭素, 酸素イオンをポリエチレンとテフロンに照射し、引張試験を行い、力学特性の変化にLET効果があるか否かを調べた。破断伸び, 破断強度とも電子線照射の場合と全く同様に変化し、LET効果は見られなかった。材料の力学特性は巨視的平均線量または表面の線量に従って劣化すると考えられる。
工藤 久明
Journal of Materials Science Letters, 15(8), p.666 - 669, 1996/04
被引用回数：7 パーセンタイル：39.56(Materials Science, Multidisciplinary)ガラス繊維強化樹脂、ポリエチレン, ポリテトラフルオロエチレン, ポリメチルメタクリレートを室温および77Kでガンマ線照射し、曲げ試験または引張り試験によって力学特性の放射線劣化を調べた結果をターゲット理論で解析した。劣化の温度依存性は、線量に対する感度を考えることにより、各材料毎にマスターカーブを得た。ターゲット数は、室温と77Kで同じ値になり、放射線劣化の機構が同じであることを示した。ターゲット数は、照射によって材料中に生じた架橋点・切断点などが会合して特性を劣化させる次数と解釈した。
杉本 雅樹; 岡村 清人*; 瀬口 忠男
Material Chemistry 96: Proc. of Int. Symp. on Material Chemistry in Nuclear Environment, 0, p.587 - 593, 1996/00
ポリカルボシラン繊維を放射線により不融化し、そのセラミックSiC繊維への焼成過程の分解ガス、ラジカル、力学特性を解析して反応機構を解明した。この研究により不融化を放射線照射で行うことにより、繊維中の酸素濃度を0.3~25%の範囲で制御できること、セラミック化過程はラジカル反応であり、1000Cの温度域ではSi原子に関する反応、1300CではC原子に関する反応であることが明らかになった。この低温度側の反応は、不融化の際に導入された酸素量により異なることが明らかになった。
工藤 久明; 貴家 恒男; 瀬口 忠男
JAERI-Conf 95-003, 0, p.472 - 475, 1995/03
高分子材料、繊維強化複合材料に、サイクロトロンで加速されたプロトンなどのイオンを照射し、力学特性の変化を中心に照射効果を調べた。
杉本 雅樹; 岡村 清人*; 瀬口 忠男
High-Temperature Ceramic-Matrix Composites II (HT-CMC2), 0, p.293 - 298, 1995/00
放射線不融化ポリカルボシランから、セラミックSiC繊維への焼成過程の反応を、分解ガス分析、フリーラジカル測定、力学的特性を調べて解析した。この研究によりセラミック化過程は、ラジカル反応であり、800~1200Kの温度域ではSi原子に関する反応、1000~1800Kの温度域ではC原子に関する反応であることが明らかになった。この低温度側の反応は、繊維中の酸素濃度により大きく異なることを見出した。
多田 浩幸*; 齋藤 亮*; 熊坂 博夫*; 長田 昌彦*; 竹村 貴人*; 前川 恵輔
no journal, ,
地層処分等の地下施設における堆積岩の乾燥に伴う変形挙動のメカニズムとそのモデル化について検討している。田下凝灰岩の弾性波速度測定と一軸圧縮試験の結果を用いて、堆積岩の応力-ひずみ関係式について検討を行った。
鈴木 啓介*; 青木 裕之
no journal, ,
蛍光顕微鏡を用いることで、架橋ポリ(N-イソプロピルアクリルアミド)に分散させた蛍光性ナノ粒子の運動を追跡し局所的な粘弾性を評価した。網目構造内部には力学特性に分布が存在し、その構造は時間とともに揺らいでいることを示した。
