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三木 崇史*; 笹本 広; 千葉 保*; 稲垣 学*; 油井 三和
JNC TN8400 2000-007, 32 Pages, 2000/01
JNC-TN8400-2000-007.pdf:0.69MB
本資料では、ニアフィールド母岩や緩衝材中の酸化還元状態を評価する上で重要と考えられる地球化学反応について文献調査をもとに整理した。以下に調査の結果をまとめる。・酸化還元反応に寄与する物質としては、岩石中に含まれる二価鉄を含む鉱物や有機物が重要である。特に、黄鉄鉱は、溶存酸素との反応が比較的速いため、処分場閉鎖後初期の段階では、酸素は黄鉄鉱により消費されると考えられる。・還元性物質による還元能力は、室内での岩石(鉱物)-水反応をもとに、定量的な評価が可能である。なお、二価鉄の含有量が多く、空隙率の大きいほど、岩石の有する還元能が大きいことが期待されている。・還元性物質による溶存酸素の消費速度についても、二価鉄を含む主要な鉱物について、実験的に求められている。また、溶液中に溶解した二価鉄イオンと溶存酸素との反応に関する速度式や速度定数も求められている。 従って、これらの既存の文献でまとめられているデータを用いることにより、坑道掘削に伴い変化するニアフィールド母岩や緩衝材中の地球化学的状態を速度論的に検討することが可能であると考えられる。
笹本 広; 油井 三和; Savage, D.*; Bille, B.*
JNC TN8400 99-025, 32 Pages, 1999/06
地下水水質形式のモデル化の対象となるサイトや処分場の変遷過程を評価するために地下水データを用いる場合、データを用いる前に、データの品質や目的にあったデータであるかどうかについての評価を行う必要がある。本報告書では、データの品質保証に係わる事項・内容について整理した。その結果、地下水地球化学に関するモデル化を行う上では、以下の点に留意することが必要であると考えた。・どの様にして地下水試料がサンプリングされたか(試錐孔掘削中にサンプリングされた地下水か、水理試験の間にサンプリングされた地下水か、原位置での測定値か、試錐孔からポンプで汲み上げられた地下水か、原位置での圧力状態を保ったままサンプリングされた地下水か)。・掘削水の影響等を受けていない地下水試料をどの様にしてサンプリングしたのか。また、その手法に伴う地下水試料への影響(誤差)は、どの程度なのか。・地下水サンプリングの間に脱ガスの影響を受けていないか。もし脱ガスの影響を受けているならば、もとの状態の(正確な)地下水組成を推定するため、地球化学モデルによる補正がなされているか。・地下水の酸化還元状態の非平衡の度合いを把握するため、キーとなるサンプルに対して、異なる手法(例えば、電極によるEhの測定や酸化還元反応に鋭敏な化学種濃度の測定等)による酸化還元状態の調査が行われているか。・地下水試料の濾過方法はどの様にして行われたか。また、室内での水質分析のために、地下水試料をどの様に保存していたか。・低濃度である溶存アルミニウム(通常、0.2mg/L未満)の測定にあたり、精度良く、再現性のあるデータを得るため、地下水試料の濾過(
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m)や化学分析について、十分信頼できる方法が採用されているか。・地下水試料の化学分析における誤差や検出限界はどの程度なのか。また、測定値に誤りが無いかどうかを確かめるため、電荷バランスのチェックや全溶解成分に関する測定値と計算値の比較等を行っているか。・キーとなる地下水試料が採取された場所での岩石試料に対して、詳細な鉱物学的分析が行われているか。
今井 久*; 西田 薫*; 蓑 由紀夫*; 雨宮 清*; 林 為人*
PNC TJ1449 98-004, 231 Pages, 1998/02
岩盤内に空洞を掘削した場合、その周辺岩盤には不飽和領域が発生すると考えられる。この不飽和領域では、酸素を含んだ空気の浸入により岩盤の酸化還元状態が変北し、これに伴い岩盤中の物質移行特牲が変化することが考えられる。しかし、現段階ではこの不飽和領域の範囲を定量的に把握する手法は確立されていない。本研究は、今後数年のうちに岩盤中の不飽和領域をある程度定量的に把握できる計測手法を開発することを最終目標としている。今年度は(1)不飽和領域のメカニズムに関する基礎研究、(2)不飽和領域の計測手法に関する基礎研究に関して、岩石試料を用いた室内実験及び原位置において孔間レーダを用いた予備検討的な計測を行った他、TDRプローブの設置と計測を行って、基礎的な知見を得た。
北村 暁; 伊藤 美貴*; 赤木 洋介*; 吉田 泰*
no journal, ,
地層処分環境中におけるウランの溶解度に及ぼす炭酸および酸化還元状態の影響を調査するとともに、熱力学データベースを用いた予測値の適用性を確認した。
北村 暁; 赤堀 邦晃*
no journal, ,
二酸化ウランおよび使用済燃料の水溶液に対する溶解速度(燃料溶解速度)に及ぼす炭酸濃度の影響について、炭酸の存在が二酸化ウランマトリクスの酸化的溶解に寄与することが考えられることから、文献調査によりレビューした。溶解速度の炭酸濃度依存性は不活性雰囲気と還元雰囲気で異なっており、直接処分環境である還元雰囲気のデータが不足していることが明らかになった。
渡辺 勇輔; 林田 一貴; 村上 裕晃; 岩月 輝希
no journal, ,
放射性廃棄物の地層処分事業では深度300m以深の地質環境に大規模な坑道群が掘削される。本研究ではこのような坑道群の掘削-閉鎖時の人的擾乱による地質環境の変化とその形成メカニズムを観察することを目的として、岐阜県瑞浪市の瑞浪超深地層研究所の深度500mの花崗岩において坑道の一部を閉鎖する試験(再冠水試験)を実施した。
渡辺 勇輔; 林田 一貴; 岩月 輝希; 鈴木 庸平*
no journal, ,
地下に生息する微生物の代謝活動は、地下水の酸化還元状態の形成と維持に大きな影響を与えている可能性がある。特に硫酸還元菌は酸化的物質である硫酸イオンを利用して還元的物質である硫化水素として放出するため、地下の還元環境の形成に大きな役割を担っている可能性があるが、原位置において地下環境中で硫酸還元菌の活性を直接観察した事例は無い。本研究では、深度300mの花崗岩中に掘削されたボーリング孔(09MI21号孔)に生息する硫酸還元菌の原位置培養実験を行い、地下水の酸化還元状態と微生物活動の関係について観察を行った。
渡辺 勇輔; 林田 一貴; 村上 裕晃; 岩月 輝希
no journal, ,
高レベル放射性廃棄物の地層処分事業では、深度300m以深の地質環境において大規模坑道群の建設・操業・閉鎖が実施される。地下環境は一般的に酸素が乏しく還元的な環境であるが、地下坑道建設時の人為的な擾乱によって建設以前の状態から変化する可能性がある。地層処分の安全評価においては、施設閉鎖後の地下環境条件に基づいて、放射性元素の移動プロセスを考察する必要があることから、このような地下施設建設に伴う地下環境の変化が施設閉鎖後にどのように定常状態に至るのかを理解することは必須の課題である。本研究では、岐阜県瑞浪市の瑞浪超深地層研究所の深度500mの花崗岩中に掘削された坑道を利用して、地下施設の建設・維持管理時に乱された地下水化学環境の経時変化の観察を行い、その定常状態に至る過程について考察した。
渡辺 勇輔; 福田 健二; 村上 裕晃; 岩月 輝希; 鈴木 庸平*
no journal, ,
地層処分事業においては、地下施設の建設・操業時の地下水の擾乱によって浅部の酸化的な地下水が深部に浸透し酸化的環境が広がる可能性がある。一方、地下の嫌気的な環境に広く生息する硫酸還元菌が酸化的な地下水中で安定な硫酸イオン(SO
)を硫化水素イオン(HS
)に還元することで地下深部の酸化還元状態を還元的に維持する可能性がある。本研究では花崗岩の地下水中に生息する硫酸還元菌の酸化還元緩衝能力を観察することを目的として、瑞浪超深地層研究所の地下研究坑道を利用した原位置微生物培養試験を実施した。その結果、硫酸還元菌の働きによって地下水中に還元的な環境が形成されることが確認された。