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白川 敏彦*; 畑中 耕一郎
JNC TN8400 2001-027, 131 Pages, 2001/11
不均質多孔質岩盤中の水理/核種移行解析における入出力データ、実行手順を基本マニュアルとして取りまとめることを目的として、既存の不均質透水係数場作成コードの理論的背景と3次元水理解析コード、核種移行経路抽出コード、1次元核種移行計算コードからなる水理/核種移行解析プログラムの使用方法について調査した。本報告書では、調査結果に基づいて不均質透水係数場の作成に関する地質統計学的背景を説明した。さらに、不均質透水係数場作成プログラムおよび水理/核種移行解析プログラムのファイル構成、入出力データ、実行方法、実際の計算例を記載した。以上のように既存の不均質透水係数場作成コードおよび水理/核種移行解析プログラムの理論的背景と使用方法についてまとめることにより、上記の計算プログラムによる解析方法を手順化することができた。また、本報告書でまとめられた情報を活用することにより、自由に不均質多孔質岩盤をモデル化して水理/核種移行解析をすることが可能になった。
吉川 英樹; 石川 博久; 五十嵐 寛
JNC TN8200 2001-004, 160 Pages, 2001/06
JNC-TN8200-2001-004.pdf:129.13MB
高レベル放射性廃棄物地層処分研究開発の分野では、「我が国における高レベル放射性廃棄物地層処分研究開発の技術的信頼性」(第2次取りまとめ、平成11年11月)の評価報告書「我が国における高レベル放射性廃棄物地層処分研究開発の技術的信頼性の評価」(平成12年10月11日)が国によりまとめられた。また、TRU廃棄物については、国によって検討書「超ウラン核種を含む放射性廃棄物処理処分の基本的考え方について」(平成12年3月23日)がとりまとめられた。平成13年2月14日に東海事業所、展示館アトムワールド講堂において開催された東海事業所地層処分研究報告会は、高レベル放射性廃棄物とTRU廃棄物の処分研究について、これら報告書に反映された、東海事業所における研究成果を中心に、研究開発の現状について報告することを目的として開催されたものである。本報告書は、東海事業所地層処分研究報告会での発表および討論内容を、発表者及び関係機関のご理解、ご協力のもと報告資料として取りまとめたものである。
白川 敏彦*; 金澤 康夫*; 畑中 耕一郎
JNC TN8400 2001-012, 69 Pages, 2001/04
JNC-TN8400-2001-012.pdf:6.87MB
地層処分研究の天然バリア中の核種移行に係わる不均質岩盤中における巨視的分散現象を解明するために、多孔質媒体水理トレーサー試験装置(以下、「MACROII」と記す)を用いて、多孔質媒体槽内にガラスビーズを用いて不均質場を人工的に作成し、種々の条件を設定したうえで、数多くのトレーサー試験を実施してきた。今回は室内試験における分散長のスケール依存性を調べることを目的として、媒体槽を水平状態に固定し、不均質場の任意の位置に設置した単一孔を使用して注水・揚水型トレーサー試験を実施した。試験は、不均質場内に設置した注水・揚水型トレーサー試験に使用する単一孔の位置及び注入流量・注入時間を変えることによって、2地点において各々9ケース、6ケースの全15ケースを実施した。本試験で測定された揚水時の破過曲線を解析解でフィッティングし、巨視的分散長を算定した結果、15ケースのうち12ケースについて不均質場を代表する分散長を得ることができた。算定した分散長、注入・揚水流量および不均質特性の関連について検討した結果、以下の事項が判明した。・算定された分散長と単一孔周辺に広がった濃度フロントの平均半径との関係は、濃度フロントの平均半径が大きくなるにしたがって分散長がほぼ単調増加する傾向が確認できた。・トレーサーを注入・揚水する単一孔を2地点選び試験を実施したが、単一孔周辺の透水性が小さくなっている場合には分散長は大きくなり、単一孔周辺の透水性が大きくなっている場合には分散長は小さくなる傾向が確認された。・フィッティングの精度が悪く分散長が算出できなかった3ケースについては、濃度フロントに分散が著しく小さい箇所が存在する可能性があることがわかった。
野邊 潤*; 松本 昌昭*; 長坂 和佳*; 丸山 健太郎*
JNC TJ8400 2000-006, 232 Pages, 2000/05
JNC-TJ8400-2000-006.pdf:7.75MB
本研究では、昨年度までに構築した連続体モデルによるニアフィールド多孔質岩盤中の水理/核種移行評価手法を用いて、地下水流動を特徴付けるパラメータを変化させた場合の解析を行うと共に、手法の拡張性を考慮した信頼性評価を行った。具体的には下記の項目を行った。・三次元飽和・不飽和浸透流解析から一次元核種移行解析までの一連の解析手法を用いて、第二次取りまとめに即したパラメータ設定による解析、および入力フラックスの変化に伴う影響評価を行った。・一次元核種移行解析コード「MATRICS」における、逆ラプラス変換手法の違いによる適用性把握を行った。・多要素版MATRICS(以下m-MATRICSとする)を用いて核種移行解析を行い、従来のMATRICSによる解析結果と比較し、不均質場における核種移行計算へのm-MATRICSの適用性の検討を行った。・三次元飽和・不飽和浸透流解析から一次元核種移行解析までの一連の解析手順を統合化した環境の整備を行った。
野邊 潤*; 松本 昌昭*; 長坂 和佳*; 丸山 健太郎*
JNC TJ8400 2000-005, 71 Pages, 2000/05
本研究では、昨年度までに構築した連続体モデルによるニアフィールド多孔質岩盤中の水理/核種移行評価手法を用いて、地下水流動を特徴付けるパラメータを変化させた場合の解析を行うと共に、手法の拡張性を考慮した信頼性評価を行った。具体的には下記の項目を行った。・三次元飽和・不飽和浸透流解析から一次元核種移行解析までの一連の解析手法を用いて、第二次取りまとめに即したパラメータ設定による解析、および入力フラックスの変化に伴う影響評価を行った。・一次元核種移行解析コード「MATRICS」における、逆ラプラス変換手法の違いによる適用性把握を行った。・多要素版MATRICS(以下、m-MATRICSとする)を用いて核種移行解析を行い、従来のMATRICSによる解析結果と比較し、不均質場における核種移行計算へのm-MATRICSの適用性の検討を行った。・三次元飽和・不飽和浸透流解析から一次元核種移行解析までの一連の解析手順を統合化した環境の整備を行った。
遠山 茂行*; 若松 尚則; 岡崎 彦哉
JNC TJ7440 99-031, 22 Pages, 1999/09
対象地域の表層部の水理学的環境を把握するため、柄石川上流域の花崗岩および瀬戸層群の分布するエリアを対象として、表層水理観測システムを設置した。観測システムは河川流量計および気象観測装置からなる。河川流量計は1.5フィートと2インチの2つのパーシャルフリュームより構成され、柄石川本流に設置された。気象観測装置は流域北西部の尾根上に設置され、降水量および蒸発散量を把握するための観測装置からなる。
堀田 政國*; 穂刈 利之*
JNC TJ7440 99-022, 378 Pages, 1999/06
本報告書は清水建設株式会社が核燃料サイクル開発機構との契約により実施した業務成果に関するものである。本業務は超深地層研究所における研究の一環として、深度1,000mの試錐孔(AN-1号孔)において、地下水の水圧および水質の長期観測を実施するために、多区間封圧採水・間隙水圧測定装置を設置した。指定された22区間にポンピングポート、メジャメントポートが位置して、これらのポートをダブルパッカー方式で閉鎖するように設計したケーシングログに基づいて多区間封圧採水・間隙水圧測定装置を設置した。設置後に、指定された20区間を対象に多連式水圧観測プローブを設置し作動確認試験を行い、多区間封圧採水・間隙水圧測定装置が正しく設置されていること、間隙水圧測定が正しく行えることを確認した。
後藤 和幸*; 牧野 章也*; 奥寺 勇*; 松本 隆史*
JNC TJ7440 99-016, 120 Pages, 1999/03
本業務は、現存の1,000m対応水理試験装置の基本コンセプトを維持しつつ、孔内部装置の長さを短縮することにより傾斜孔への適応範囲の拡大を目的として改良を実施した。また、試錐孔内でコントロール用光ケーブルを保護するため、中継部のロッドに装着できるセンターライザーを製作した。なお、現存の差圧計を廃止し、より精度の高い絶対圧力計(水晶発振式)を採用した。この変更の結果、測定時に差圧計の背圧調整の作業が不要になることによる操作性の向上と圧力計の精度向上により取得データの信頼性が高くなった。
中島 研吾*
JNC TJ1400 99-016, 24 Pages, 1999/02
連続体モデルを用いたニアフィールド多孔質岩盤中の水理/核種移行評価は以下のような手順によって実施されている:・三次元飽和・不飽和浸透流解析コード「TAGSAC」により三次元不均質多孔質岩盤中の地下水流れを解く・核種移行経路抽出コード「TR3D」により流れ場の中から流線に沿った核種移行経路とその経路上の情報を抽出する・一次元核種移行解析コード「CRYSTAL」により抽出した各経路での核種移行を解析する 本研究では,一連の核種移行評価体系を整備・統合化し,各解析コード間でのデータ受け渡しを自動化するとともに,不均質場や移行経路等の可視化のためのプリ・ポスト環境の整備を実施した。また,第2次取りまとめに向けた多孔質岩盤中の核種移行計算を実施した。
後藤 和幸*; 牧野 章也*; 奥寺 勇*; 松本 隆史*
JNC TJ7440 99-001, 151 Pages, 1999/01
本業務では、これまでの1,000m対応水理試験装置の開発経験をもとに、1,000m対応水理試験装置(高温環境型)2式を製作した。製作にあたりこれまで試験装置に採用していた差圧計より精度の高い絶対圧力計(水晶発振式)に変更した。この結果、測定時に差圧計の背圧調整の作業を廃止できることによる操作性の向上と圧力計の精度向上により取得のデータの信頼性が高くなった。
下茂 道人*; 山本 肇*; 高原 弘幸*; Doe, T.*
PNC TJ1205 98-001, 255 Pages, 1998/03
花崗岩に代表される結晶質岩中の水理・物質移行には、割れ目の分布や連続性が大きく係わっていることが知られているが、その定量的な評価に必要な原位置試験データの蓄積は十分とはいえない。そこで、本研究では、釜石鉱山550mレベルの約100m
60mの領域を対象として、割れ目調査、水理試験および比収着性トレーサーによる原位置トレーサー試験を実施した。平成6年度は、水理地質構造調査の一環として、100mのボーリング孔(KH-20孔)の掘削と既存のKH-19孔での圧力応答観測、およびボーリング孔の水理地質調査を行った。平成7年度は、引き続き3本のボーリング孔(KH-23孔、KH-21孔、KH-25孔、各80m)を掘削し、削孔時の既存孔における圧力応答観測およびボーリング孔の水理地質調査を行なうとともに、KH-25孔の簡易単孔透水試験を実施した。平成8年度は、試験区域の中央および西側境界に2本のボーリング孔、KH-24孔およびKH-22孔(各80m)を掘削しトレーサー試験に必要なボーリング孔配置を完成させた。また、孔間透水試験及び予備的トレーサー試験を実施し、その結果をもとにトレーサー試験の実施対象とする透水割れ目を抽出した。その後、それまでに得られた地質データおよび水理試験データを総合的に評価して、マルチパッカーシステムの更新を行なった。最終年度となる本年度は、試験対象割れ目(単一割れ目2箇所、亀裂ネットワーク部1箇所)において、非吸着性トレーサー試験を実施した。また、得られた試験結果について準理論解を用いた解析を行ない、透水性割れ目の水理物質移行パラメータを評価した。また、これと並行して、平成8年度に動燃殿が実施した孔間透水試験結果の解析的な検討を行ない、試験対象エリアの水理地質構造について考察した。
下茂 道人*; 山本 肇*; 高原 弘幸*; 根木 健介*; Doe, T.*
PNC TJ1205 97-001, 297 Pages, 1997/03
本研究の目的は、結晶質岩中における水理地質構造モデルを構築することであり、このための物質移行経路となる透水割れ目の分布および連結性を試錘孔掘削等の水理応答観測、ボアホールテレビ検層、コア観察等の調査により把握するとともに、水理試験、非収着性トレーサー試験を行い、水理・物質移行パラメータを取得することである。平成6年度は、この非収着性トレーサー試験を実施するための準備の初年度の作業として、100mのボーリング孔(KH-20孔)の掘削とこれに伴う既存のKH-19孔での圧力応答観測、およびボーリング孔の水理地質調査を行うことによりKH-19孔とKH-20孔間の水理地質構造を推定した。平成7年度は、平成6年度に引き続き3本のボーリング孔(各80m)を掘削し、ボーリング孔掘削時の既存孔における圧力応答観測およびボーリング孔の水理地質調査、簡易的な水理試験を実施し、平成6年度に取得されたデータとともに総合的に解析して試験対象領域の水理地質構造モデルを検討した。平成8年度は、新たに2本のボーリング孔、KH-24孔およびKH-22孔(各80m)を掘削しトレーサー試験に必要なボーリング孔配置を完成させるとともに、トレーサー試験用にマルチパッカーシステムのパッカー配置と配管を更新した。また、トレーサー試験対象割れ目の水理物質移行特性を概略的に把握するために孔間透水試験ならびに予備的トレーサー試験を組み合わせて実施し、平成9年度に実施する非収着性トレーサー試験に用いる透水性割れ目を抽出した。
下茂 道人*; 山本 肇*; 高原 弘幸*; 根木 健之*; Doe, T.*
PNC TJ1205 96-003, 340 Pages, 1996/03
本研究の目的は、結晶質岩中における水理地質構造モデルを構築することであり、このための物質移行経路となる透水性割れ目の分布および連結性を試錘孔掘削時の水理応答観測、ボアホールテレビ検層、コア観察等の調査により把握するとともに、水理試験、非収着性トレーサー試験を行い、水理・物質移行パラメータを取得することである。平成6年度は、試験の準備段階として、100mのボーリング孔(KH-20孔)の掘削とこれに伴う既存のKH-19孔での圧力応答観測、およびBTV観察、コア観察、流量検層等を実施し、KH-19孔とKH-20孔間の水理地質構造を推定した。平成7年度は、調査対象領域を広げると共に、試験の中心となる領域の水理地質構造をより詳細に把握するために、平成6年度に引き続き3本のボーリング孔(KH-21、KH-23、KH-25孔)を掘削し、既存ボーリング孔での圧力応答観測およびボーリング孔の水理地質調査を行なった。これらのボーリング孔では、BTV観察および岩芯観察による割れ目特性の把握を行なった。また、最後に削孔したKH-25孔においてビルドアップ透水試験を行った。これらの調査試験により得られた、亀裂分布、水圧分布、水圧応答経路から、平成6年度の結果を見直し、試験エリアの岩盤内の詳細な水理地質構造モデルを構築した。
稲葉 秀雄; 前川 恵輔; 小出 馨; 柳沢 孝一
PNC TN7410 95-012, 65 Pages, 1995/05
我が国の地下深部における水理学的特性を概括的に把握するための研究の一環として、北海道を対象とした地下水流動解析を実施した。解析にあたっては、文献資料をもとにして、北海道の地形や地質構造の特徴が反映されるように考慮した上で単純化した水理地質構造モデルを作成した。さらに、透水係数などの水理パラメータと水理的な境界条件に基づいて、解析モデルを多孔質媒体と仮定した3次元有限要素法による定常飽和・不飽和浸透流解析を実施した。解析結果として、以下のことが得られた。1)北海道の広域的な地下水流動の方向は、中央部に位置する山地から、山間の盆地や周辺の平野部に向かい、地下水流動の方向は大局的な地形に支配されている。2)深度方向のピエゾ水頭の変化は小さく、深度1,000m以深ではほぼ静水圧分布を示す。3)深度500m以深では、動水勾配はほぼ0.04以下である。4)海岸部での側方境界条件の違いによって、解析結果に顕著な変化は生じない。
下茂 道人*; 高原 弘幸*; Thomas*
PNC TJ1205 95-004, 170 Pages, 1995/05
本研究の目的は、結晶質岩中における水理地質構造モデルを構築することであり、このための物質移行経路となる透水性割れ目の分布および連結性を試錘孔掘削時の水理応答観測、ボアホールテレビ検層、コア観察等の調査により把握するとともに、水理試験、非収着性トレーサー試験を行い、水理・物質移行パラメータを取得することである。平成6年度は、試験の準備段階として、1)試験対象エリアの水理地質学的構造を把握するためにKH-20孔(孔長100m)を掘削した。その際、KH-19孔に圧力トランスデューサーを設置し、KH-20孔掘削中のKH-19孔への圧力応答を連続観測した。2)KH-20孔においてボアホールテレビ検層、コア観察、流量検層を実施し、透水性割れ目の位置および水理特性を推定した。また、KH-19孔においても流量検層を実施した。3)KD-90坑道北側に新たに掘削されたアクセス坑道から、KH-19KH-20孔に水理試験・トレーサー試験用のパッカー装置を設置した。その結果、KH-20孔掘削中に、KH-19孔内で5箇所の水圧応答が観測された。また、ボアホールテレビおよびコア観察結果との比較により、透水性亀裂の位置をある程度絞り込むことができた。
not registered
PNC TJ1281 95-002, 257 Pages, 1995/02
地層処分場からの核種放出のcriticalpathを同定し、かつその移動特性を明らかにする上で特に重要性の高い不均質媒体中の水理・物質移動問題について、地層の持つ不均質性をフラクタルモデル(統計的自己アファインモデル)により表現し、更に場のモデルに対して高解像度の水理解析及び物質移動解析モデルを適用することにより現実的かつ詳細な解析を行う手法の開発を行った。本年度は、昨年度開発したMACRO-AFFINITYコードに対してさらに改良を施し、以下の点で機能の拡張を行った。・堆積岩等の異方的な(フラクタル特性が方向によって異なる)不均質媒体の模擬・放射性核種の崩壊、及び線形・非線形の吸着による移行遅延を考慮したパーティクルトラッキング・複数の異なるフラクタル特性を持つ岩体、あるいは母岩と人工バリアから成るニアフィールドといった複合的な不均質媒体の模擬これらの拡張により、今年度作成したMACRO-AFFINITYVersion2.0は、天然バリアについての性能評価及び不均質多孔質媒体中物質移動試験の解析、といういずれの側面においてもより実用性の高いものとなった。また、改良されたコードを用いて、今年度動燃事業団殿の実施した第二回不均質多孔質媒体中物質移動試験の供試体設計と条件設定を行うとともに、解析結果と試験結果の比較を行い、実際の実験条件の設定値とのずれを考慮することによって解析結果が試験結果と整合的なものとなることを確認した。さらに、今年度の改良点のうち特に異方的なフラクタル場の作成機能を用いて、主流動方向に卓越した相関構造を持つような異方的な供試体の設計と対応する予察解析を行った。
前川 恵輔; 梅田 浩司; 小出 馨; 今井 久*; 柳沢 孝一
PNC TN7410 94-029, 60 Pages, 1994/05
我が国の地下深部における水理学的特性を概括的に把握するための研究の一環として、東北日本を対象とした地下水流動解析を実施した。解析にあたっては、文献資料をもとにして、東北日本の地形や地質構造の特徴ができるだけ反映されるように考慮した上で単純化した水理地質構造モデルを作成した。さらに、透水係数などの水理パラメータと水理学的な境界条件にもとづいて、解析モデルを多孔質媒体と仮定した3次元有限要素法による定常飽和・不飽和浸透流動解析を実施した。解析結果として、以下のことが得られた。1)東北日本の広域的な地下水流動の方向は、南北に配列した山地部から山間の盆地部や海岸部に向かい、地下水流動の方向は大局的な地形に支配されている。2)深度方向のピエゾ水頭の変化は小さく、深度1,000m以深では静水圧分布を示す。3)深度500m以深では、動水勾配はほぼ0.04以下である。4)解析の結果得られた浸出点は、ほぼ一級水系の流域の内部に分布し、山地と丘陵地の境界などの地形の境界部分に多く位置する。5)海岸部分での側方境界条件の違い(透水あるいは不透水)によって、解析結果に顕著な影響は表れなかった。6)完新世
更新世の堆積岩の透水係数を鮮新世の堆積岩のものより高く設定した解析では、透水係数の大小を逆に設定した場合に比べて、地下水流動の方向に顕著な違いは表れなかったが、地表面からの流出量は減少した。
大久保 博生*
PNC TJ1222 94-001, 353 Pages, 1994/03
HLW地層処分の安全評価において、稀頻度事象を考慮した地下水シナリオ作成のため、まず、H3レポート(1)で扱っている地下水シナリオ基本ケースの(1)基本的考え方/前提条件、(2)モデル、(3)データ、(4)各現象に及ぼし得る要因、をリストアップし、各現象に係る状態量、必要とされるモデル的取り扱い法の見通しを概略的に把握・整理した。次に、動燃事業団殿設定の102種類の各FEPに対し、1)関連要素、2)定量的概念、3)他のFEPへの直接的な影響、を各種情報に基づき整理表として検討・作成し、地下水シナリオ基本ケースで既に扱われているFEPとそうでないものを明らかにした。また、基本ケースで扱われていないFEPのうち、特に、火成活動を起点とするシナリオを具体的に作成した。最後に、基本ケースの各モデルにおける定量的諸量(初期条件、境界条件、パラメータ等)を各FEPとの関連性を念頭に明確化し、また、各FEPを個別に扱い得る決定論並びに確率論的モデルをサーベイ・整理した。さらに、作成した。火成活動起点シナリオに対する地下水シナリオ解析・評価上の取り扱い方の概略的検討を行った。
青山 成夫*; 堀田 政國*; 石井 卓*; 山本 勇*; 堀江 芳博*; 穂刈 利之*; 三谷 泰裕*
PNC TJ1060 92-006, 128 Pages, 1992/11
地表から地下深部までの地下水流動評価を行うためには、その地域の地質構造の把握が重要である。また、岩盤の透水性および岩盤中の間隙水圧分布の把握も大切である。これらの把握によって、水理地質モデルの検討が可能となる。本調査は、釜石地区の深度800mのボーリング孔において岩盤中の間隙水圧分布および水質分析による化学特性の把握を行う。そしてそのデータにより水理地質モデルの検討をする。この調査を行うために、MPシステムを利用する。MPシステムは、一本のボーリング孔に多数の計測ゾーンを設定することが可能である。そのため、多区間の間隙水圧の観測および採水ができる。本報告は、以下の項目に関して記述している。(1)検層データ、ボアホールTVデータ、透水試験結果等に基づき、計測ゾーンを決定した。その結果に基づき、MPケーシングの配置を設計し、ボーリング孔に設置した。(2)MPシステムを用いて採水を実施し、水質分析を行った。(3)MPシステムを用いて間隙水圧測定を実施した。(4)水質分析、間隙水圧分布、透水試験結果等に基づき、釜石地区の水理地質モデルを検討した。本件により得られた結果は、地下水流動解析に反映され、そして地下水流動評価技術の確立に寄与するものである。
尾方 伸久; 大澤 英昭; 仙波 毅; 柳沢 孝一
PNC TN7410 92-001, 48 Pages, 1992/01
岩盤中の地下水の流れを評価するためには、まず岩盤中の水理地質構造をモデル化する必要がある。そのモデルを構築する際には、地形や水理地質構造をいかに簡略化するか、境界条件や透水係数などの水理定数をいかに現実にそくした妥当な値に設定するのかが重要な課題となる。結晶質岩盤中の透水係数は、岩盤中のさまざまな割れ目の要因(性状、密度、ネットワーク等)に支配されていると考えられている。その透水係数と各割れ目特性との関係を明らかにするため、多変量解析の手法(重回帰分析、クラスター分析)を用いて解析をおこなった。用いたデータは、岐阜県東濃地域の花崗岩中に掘削された2孔の試錐孔で得られたAN-1,32点・AN-3,24点での透水係数測定値とそれに対応する物性値である。その結果、以下の事が明らかとなった。(1)本地域の花崗岩の透水性を支配しているのは、岩盤中に発達する割れ目系であり、その割れ目の数、割れ目の開口程度、充填鉱物の有無などの違いにより透水係数値が決定づけられている。(2)クラスター分析によって各透水係数に対応する分類構造が得られた。各クラスターにはそれぞれ異なった透水係数が分布し、その特性は割れ目の開口、充填幅、交差本数、孔井の割れ目卓越方向などに支配されている。(3)クラスター分析の結果、同一透水係数を示す異なった試験区間でも、割れ目性状が微妙に異なっている場合がある。したがって、透水係数値のみで分類するのではなくほかの特性も考慮した分類が必要である。今回実施したような統計解析手法を用いて解析をおこなうには、使用したデータ数では不十分であり、現在の解析精度には若干問題が残る。今後データの集積を図るとともに再解析をおこなう予定である。