東濃地科学センターにおける熱分解型元素分析装置/安定同位体比質量分析装置を用いた岩石試料等の水素と酸素の安定同位体比測定

山本 悠介*; 渡邊 隆広; 丹羽 正和; 島田 耕史

JAEA-Testing 2023-003, 67 Pages, 2024/02

JAEA-Testing-2023-003.pdf:4.63MB

東濃地科学センター土岐地球年代学研究所では、高レベル放射性廃棄物の地層処分技術に関する研究開発の一環として、地質環境の長期安定性に関する研究を進めている。一般に将来の自然現象に伴う地質環境の変化の予測・評価は、自然現象に関する過去の記録や現在の状況に関する調査結果に基づき行われる。岩石試料等の水素及び酸素の安定同位体比(D、O)は試料に含まれる水の供給源や混合過程等に関する情報が得られるため、過去に発生した自然現象を明らかにする上で重要な基礎データの一つとなる。東濃地科学センターでは、岩石試料等のD及びOを把握するため熱分解型元素分析装置(TC-EA)及び安定同位体比質量分析装置(IRMS)を組み合わせたTC-EA/IRMSによる分析手法を整備した。本稿ではTC-EA/IRMSを用いた岩石試料等のD及びOの分析手法を作業手順書として示すとともに、標準試料を用いた補正式の評価、標準試料の繰り返し測定による分析精度の評価及び岩石試料等を用いた試験測定結果の一例について報告する。

断層ガウジの化学組成に基づく活断層と非活断層の判別; 線形判別分析による試み

立石 良*; 島田 耕史; 清水 麻由子; 植木 忠正*; 丹羽 正和; 末岡 茂; 石丸 恒存

応用地質, 62(2), p.104 - 112, 2021/06

AA2020-0092.pdf:4.61MB

https://doi.org/10.5110/jjseg.62.104

本研究では、国内における活断層と非活断層の断層ガウジの化学組成データを用いた線形判別分析による両者の判別を試み、両者の違いを表す元素と、より良い判別式について検討した。その結果、得られた複数の判別式が両者を高確率で判別できることが分かった。また、判別式の汎用性に関する検討を行い、未知試料に対する判別能力が高いと予想される判別式を提示した。さらに、これらの判別式に共通する元素の組合せから、活断層と非活断層の違いを表す元素を6つに絞り込むとともに、うち4つの元素が2組のセットとなっていること、両者の判別に最も寄与する元素はTiOとSrであることを示した。本研究で採用した方法は、岩盤中に分布する断層において普遍的に存在する断層岩の化学分析により活断層を判別できる画期的なものである。今後、様々な地質や断層タイプのデータを増やすことで、より高い精度と汎用性を持つ判別式が得られるものと期待される。また本研究の成果は、断層活動による元素の移動メカニズムの解明に大きく貢献する。

大気中メタンの分布に基づく断層周辺のガス移行経路の推定

下茂 道人*; 丹羽 正和; 宮川 和也; 天野 健治; 戸野倉 賢一*; 徳永 朋祥*

深田地質研究所年報, (22), p.119 - 137, 2021/00

深田地質研究所と東京大学,原子力機構は、共同研究として、地下深部で生成したガス(地下ガス)が断層を通じて地表へ放出されることに着目し、キャビティーリングダウン分光法を用いた可搬型分析装置による大気環境中のメタンや二酸化炭素濃度の時空間変化を迅速に捉えることで、断層の地表分布の調査手法の開発に取り組んでいる。幌延町が位置する天北盆地周辺は、褶曲構造が発達しており、褶曲軸とほぼ平行に大曲断層が同町を南北に縦断している。大曲断層周辺では、地表に油・ガス徴が確認されており、地下から油・ガスが地表に到達する移行経路が存在している可能性が考えられる。本稿では、徒歩測定による大気中メタン濃度測定結果を報告するとともに、ガス滲出箇所の分布や地質構造から想定される大曲断層周辺の地下流体の移行経路について述べる。

瑞浪超深地層研究所における研究坑道掘削に伴って実施した壁面地質調査

鶴田 忠彦; 笹尾 英嗣

応用地質, 56(6), p.298 - 307, 2016/02

https://doi.org/10.5110/jjseg.56.298

日本原子力研究開発機構は、地層処分技術に関する研究開発のうち深地層の科学的研究(地層科学研究)の一環として、岐阜県瑞浪市において瑞浪超深地層研究所の建設を進めてきた。同研究所における調査研究の一環として、岩盤の地質学的不均質性や、物質の移行経路として重要な地質構造などを把握することを目的として、物理探査、ボーリング調査などからなる地質学的調査を実施している。本報では、特に地下の研究坑道において実施している壁面地質調査の手法の設定の背景と実施内容、並びに取得情報を活用した地質構造のモデル化などに関する研究事例を報告する。

Behavior of reflected extraordinary mode in the fundamental electron cyclotron heating and currrent drive in JT-60U

梶原 健*; 森山 伸一; 高橋 幸司; 池田 佳隆; 関 正美; 藤井 常幸

Fusion Engineering and Design, 65(1), p.27 - 32, 2003/01

https://doi.org/10.1016/S0920-3796(02)00193-X

JT-60Uにおいて周波数110GHzの高パワー電子サイクロトロン(EC)基本波が弱磁場側から斜め入射で入射された場合に、基本波に含まれる異常波の振舞を調べた。JT-60Uにおいてはポロイダル方向に入射角を変えることができる。ある特定のポロイダル角度で入射した場合にEC波の入射ポートの隣の中性粒子入射(NBI)ポートのガス圧が上昇することがわかった。この時のEC波の入射パワーは約1MW、パルス幅は3秒であった。いくつかの入射角度について光線追跡計算を行い、遮断層で反射された異常波がNBIポートに侵入するかどうか調べた。その結果、NBIポートに侵入する場合にのみガス圧が上昇することを明らかにした。これは、反射された異常波の侵入によりNBIポート内の壁が過熱され、壁面に吸着しているガスが放出されたことを示している。このように反射された異常波による有害現象が観測されたのは初めてである。高パワー長パルス入射においては、EC波中の正常波の割合を高く保つことは吸収を良くするためだけでなく、このような有害現象を防ぐために重要である。

「高レベル廃棄物地層処分の技術的信頼性」批判に対する見解

増田 純男; 梅木 博之; 清水 和彦; 宮原 要; 内藤 守正; 瀬尾 俊弘; 藤田 朝雄

JNC TN1410 2000-008, 100 Pages, 2000/10

JNC-TN1410-2000-008.pdf:4.23MB

核燃料サイクル開発機構(以下、サイクル機構)が平成11年11月26日に原子力委員会に提出した「わが国における高レベル放射性廃棄物地層処分の技術的信頼性-地層処分研究開発の第2次取りまとめ-」(以下、第2次取りまとめ)に対し、『高レベル放射性廃棄物地層処分の技術的信頼性』批判(2000年7月20日)」と題するレポート(以下、批判レポート)が地層処分問題研究グループ(高木学校+原子力資料情報室)から公表した。批判レポートの記述内容には独断的な部分や誤解に基づくものも多々あることから、第2次取りまとめに関連した技術的な部分に対して、サイクル機構の見解を本報告書として取りまとめた。見解をまとめるにあたっては、批判レポートの第1章から第7章にわたって展開されている内容を対象とし、またそれらの関連性などを考慮して、本報告書を4つの章により構成することとした。第1章では「地質環境の長期安定性について」、第2章では「工学技術と深部坑道の安定性について」、第3章では「人工バリアの特性について」、第4章では「地下水シナリオに基づく安全評価について」として、それぞれ見解を述べた。本報告書に示した見解は、第2次取りまとめを構成する4つの報告書の記載内容に基づくものであり、関連箇所を引用する際には、それぞれ「総論レポート」、「分冊1」、「分冊2」、「分冊3」と略記した。

広域地下水流動研究 実施計画書 平成1216年度研究計画書

小出 馨; 中野 勝志; 太田 久仁雄; 杉原 弘造; 天野 格; 齊藤 宏

JNC TN7410 2000-002, 31 Pages, 2000/04

JNC-TN7410-2000-002.pdf:1.55MB

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屈折法弾性波探査におけるインバージョン解析と統計的速度区分

八野 祐二*; 中司 龍明*

JNC TJ7440 2000-004, 52 Pages, 2000/03

JNC-TJ7440-2000-004.pdf:12.62MB

本報告書は、月吉断層規模の地質構造について、通常の屈折法で用いられる萩原の方法で解析した場合と、インバージョン技術で解析した場合とで、解析精度の違いの有無を確認し、断層調査への適用性を把握するために、既存データによる再解析を実施したものである。屈折法弾性波探査の速度走時を、統計的および定量的に整理して、従来法での速度層区分の品質保証資料の作成を試み、合わせてインバージョン技術を応用した解析と品質面での比較を行った。また、月吉断層の物理的性質をパラメータとした感度解析結果から、断層の検出を目的とした場合の適切な調査計画について整理した。結果として、萩原の方法とインバージョン法とでは、観測走時と理論走時との全体的な誤差はそれほど変わらないが、インバージョン法は断層の幅や傾き等の詳細な地質構造を把握できる可能性があるという結果が得られた。最後に、インバージョン法の中で今回用いた手法では、その連続体を仮定した解析原理から、急激な速度境界面の解析には不向きで、物理探査における屈折法探査としては、萩原の方法と併用して行く必要があると考えられる。また、地質技術者が屈折法の解析断面図を地質構造解釈する場合に、今までの萩原の方法で34層程度に解釈された図に対しては慣れているが、今回のインバージョン法で得られる多層速度構造に対しては、地質パターンと速度構造とを対応付けるため、経験を積み重ねる必要があると考えられる。

不均質等価連続体モデルを用いた広域地下水流動解析

下茂 道人*; 西嶌 望*

JNC TJ7400 2000-008, 157 Pages, 2000/03

JNC-TJ7400-2000-008.pdf:4.02MB

核燃料サイクル開発機構の進めている地層科学研究においては、わが国の地質環境の一般的な性質を理解する供に、地質環境を調査・解析・評価するための体系的な調査手法を構築することを主要な課題として位置付けている。これまでの広域地下水流動研究では、堆積岩での調査結果から断層の透水性については低透水性の遮水壁的特徴を有しているものとし、断層以外の割れ目帯については考慮せず地下水流動解析を実施してきた。しかし、最近の試錐孔などを用いた調査結果から、断層の透水異方性や透水性割れ目帯が地下水の卓越した地下水流動経路となる等の知見を得ており、これまでの地下水流動解析の考え方を検証する必要性が生じている。本解析では、断層の透水異方性や透水性割れ目帯を考慮する必要性の有無を検討することを目的として、等価不均質連続体モデルによる地下水流動解析を実施した。

Technical issues on incorporating probability-based scenario earthquakes into seismic design of nuclear power plants

廣瀬 次郎*; 村松 健; 奥村 俊彦*; 瀧 諭*; 高田 毅士*

Proceedings of 5th International Conference on Probabilistic Safety Assessment and Management (PSAM-5), p.1383 - 1390, 2000/00

地震PSAを応用して軽水炉プラントを対象とする耐震設計の一層の高度化を図ることが期待されている。その一環として原研では、確率論的地震危険度解析を拡張して対象サイトで設計上考慮すべき地震(想定地震)を同定する手法の研究を実施している。本研究では、確率論的想定地震と現行の確率論に基づく設計地震の選定法を、地震活動特性のモデル化、距離減衰式の選定方法などの面から比較検討し、確率論的手法を今後の耐震設計に応用するための利点や検討課題を抽出した。具体的には、地震危険度曲線の超過発生確率に対応している参照確率を指定し、サイトにおける地震規模と震央距離を定める手段を合理的に与えるものであり、現行の設計地震の選定作業を補完するうえで有効な手法であるが、一方参照確率の設定根拠の扱い等設計への応用にはまだ幾つかの課題を解決する必要があることが明らかとなった。