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三ツ井 誠一郎
NUMO-TR-24-02; 2023年度ナチュラルアナログ研究ワークショップ開催報告, p.29 - 31, 2024/06
動力炉・核燃料開発事業団(平成10年に核燃料サイクル開発機構に改組後、日本原子力研究所と統合し、平成17年より日本原子力研究開発機構)では、昭和61年度(1986年度)に天然バリアと人工バリアを対象としたナチュラルアナログ研究が開始された。ここでは、我々がこれまで取り組んできた人工バリアの長期挙動に関するナチュラルアナログ研究の概要を紹介する。
三ツ井 誠一郎
金属, 93(3), p.211 - 218, 2023/03
地層処分研究開発の一環として、地層処分で想定される現象に類似した、天然類似現象(ナチュラルアナログ)を対象とする研究、「ナチュラルアナログ研究」が実施され、地層処分で想定される現象の予測モデルの概念や評価手法の妥当性の検証に利用されている。日本原子力研究開発機構が実施してきた金属製遺物を対象としたナチュラルアナログ研究の成果を通じ、出土金属製遺物から得られる知見を地層処分研究開発にどのように活用しているかを紹介する。
柳田 明進*; 浦 蓉子*; 三ツ井 誠一郎; 石寺 孝充; 川喜田 竜平
奈良文化財研究所創立70周年記念論文集; 文化財論叢,5, p.843 - 856, 2023/03
鉄製遺物内部への塩化物塩の集積の有無とその要因を検討するため、平城宮・京より出土した3点の鉄製遺物に対して、蛍光X線分析による元素マップ、微小部X線回折分析、X線CTによる非破壊分析を実施した。さらに、既報の平城宮跡の環境調査結果に基づき、鉄製遺物の埋蔵環境を推定した。その結果、3点は、(1)酸化的な環境に埋没していたと推定され、針鉄鉱/磁鉄鉱の腐食層を有し、内部に赤金鉱が生成した鉄製遺物、(2)酸化的な環境に埋没していたと推定され、内部の金属鉄が溶出し、針鉄鉱のみの腐食層が形成された鉄製遺物、(3)還元的な環境に埋没していたと推定され、菱鉄鉱を含む腐食層が形成された鉄製遺物、であることが認められた。このうち、塩化物塩の集積が確認された鉄製遺物は(1)のみであった。平城宮跡の水質観測孔におけるCl
濃度は観測点によって顕著な差異は認められないことから、Cl濃度以外の環境因子が塩化物塩の集積に影響を及ぼしていることが認められた。塩化物塩の集積は、針鉄鉱/磁鉄鉱からなる腐食層が形成されたことでアノードとカソードが分離し、局部腐食が生じたことが要因である可能性が考えられた。
三ツ井 誠一郎; 村上 隆*; 上田 典男*; 平林 彰*; 廣田 和穂*
文化財科学, (77), p.1 - 14, 2018/10
長野県中野市の柳沢遺跡から出土した弥生時代の銅鐸及び銅戈の埋蔵環境を調査した結果、赤銅鉱が安定に存在しうる、比較的酸素の影響を受けにくい条件であったことが確認できた。また、土壌中の青銅器由来成分の分布を調査した結果、Cu及びPbは、埋納坑から少なくとも2m程度離れた場所まで移動しているのに対し、Snは青銅器近傍に残存する傾向があることが確認できた。これらの挙動の違いは各元素の溶解度の違いによって説明することができる。また、Snの挙動は青銅器の長期腐食状態に影響している可能性がある。
三ツ井 誠一郎
埋蔵文化財ニュース, (171), p.10 - 17, 2018/03
地層処分研究開発の一環として、地層処分で想定される現象に類似した天然現象(ナチュラルアナログ)を対象とする研究、「ナチュラルアナログ研究」が実施され、予測モデルの概念や評価手法の妥当性の検証に利用されている。原子力機構が実施してきた金属製遺物等を対象とした研究を含め、国内外でのナチュラルアナログ研究の成果を通じ、出土遺物から得られる知見を地層処分研究開発にどのように活用されているかを紹介する。
岩月 輝希; 宗本 隆志*; 久保田 満*; 林田 一貴; 加藤 利弘*
Applied Geochemistry, 82, p.134 - 145, 2017/05
被引用回数：9 パーセンタイル：33.59(Geochemistry & Geophysics)瑞浪超深地層研究所において、地下水及び懸濁態粒子に含まれる希土類元素の挙動について研究を行った。その結果、地下水中の希土類元素の10
60%が懸濁粒子に付着して存在することが確認された。希土類元素が付着する懸濁粒子は主に炭酸塩コロイドであり、一般的な地下水は炭酸塩鉱物に対して飽和平衡状態にあることから、炭酸塩コロイドの起源は炭酸塩鉱物と推察された。また、坑道閉鎖環境においては、地下水中の溶存態及びコロイド態の希土類元素濃度が、周辺の地下水に比べて有意に低下することが確認された。熱力学計算により地下水に溶存する希土類元素は主に炭酸錯体と推測され、坑道壁面のセメント吹付上に炭酸塩コロイドとともに吸着・共沈していると考えられた。以上の事から、地下施設におけるセメント材料の使用は、希土類元素の移動し難い環境を形成すると考えられる。
村上 拓馬; 笹本 広; 水野 崇
地球化学, 50(4), p.299 - 317, 2016/12
高レベル放射性廃棄物の地層処分の安全評価に関して、地層中における長期にわたる物質の移動現象を調査するための手法開発が重要である。本研究では、幌延地域の地下深部に分布する堆積岩(声問層および稚内層)を一例に、希土類元素、トリウムおよびウランの分布(保持)状態を調査した。また、水理地質特性や岩相の違いによるこれら元素の分布状態への影響についても検討した。その結果、声問層および稚内層中の希土類元素やトリウムは、陸域起源の砕屑物由来の鉱物や堆積物埋没後の続成作用の過程で生じた二次鉱物に保持されており、地層の違いに依らず比較的均質に分布していると考えられた。また、ウランは、堆積時あるいは続成作用の過程の中で有機物への吸着や有機物の分解に伴う還元環境の形成により地層中に固定され、現在に至るまで長期にわたり保持されてきたと推察された。さらに、水理地質特性・岩相の違いによるこれらの元素の分布状態への影響は認められなかった。
三ツ井 誠一郎
一般国道9号(鳥取西道路)の改築に伴う埋蔵文化財発掘調査報告書,17; 良田中道遺跡, p.221 - 230, 2015/03
2012年6月に鳥取市良田中道遺跡の古墳時代以降の水田土壌から出土した袋状鉄斧は、原形を留めるなど遺存状態が良好であった。この要因を調べるため、埋蔵環境と腐食状態に関する調査・分析を実施した。埋蔵環境として、湧水水質(酸化還元電位、溶存酸素濃度等)の分析、鉄電極の腐食速度(自然腐食速度)等の測定を現地で実施した。鉄斧の腐食状態については、X線CT装置を用いた腐食層厚の計測、ポータブルX線回折・蛍光X線分析装置を用いた鉄斧表面の腐食生成物等の分析を実施した。その結果、腐食生成物層の厚さはおおむね1mm前後であり鉄斧内部は金属鉄であること、表面に生成した菱鉄鉱(FeCO
)が腐食反応を抑制していた可能性があることなどを確認した。
三ツ井 誠一郎
一般財団法人米子市文化財団埋蔵文化財発掘調査報告書,6; 一般国道180号(南部バイパス)道路改良工事に伴う埋蔵文化財発掘調査報告書V; 鳥取県西伯郡南部町; 境矢石遺跡,2, p.35 - 48, 2015/00
鳥取県南部町境矢石遺跡からは見掛け上保存状態の良い考古学的鉄製品が多数出土している。これら出土した鉄製品の腐食状態を把握するため、蛍光エックス線(XRF)及びエックス線回折(XRD)、エックス線コンピュータトモグラフィ(X線CT)を用いた非破壊分析を行った。また比較のため、保存状態の悪い博労町遺跡から出土した鉄製品についてもあわせて分析を行った。その結果、境矢石遺跡と博労町遺跡の鉄製遺物の腐食状態の違いは両遺跡の立地場所の違い、すなわち丘陵部と海浜部における埋蔵環境条件の違い、を反映していることが示唆された。
二口 克人*; 橋本 秀爾*; 桜本 勇治*; 三ツ井 誠一郎; 亀井 玄人
JNC TN8400 2001-007, 52 Pages, 2001/04
JNC-TN8400-2001-007.pdf:2.34MB
熱によるベントナイトのイライト化のナチュラルアナログとして新潟県西頚城地域における第三紀の泥岩とこれに貫入する第四紀の火成岩(ひん岩)を対象に、この貫入岩周辺の粘土鉱物の変化と、貫入岩及びその周辺の熱履歴について検討した。その結果、泥岩中有の主な粘土鉱物は貫入岩に近づくにつれてモンモリロナイト
イライト/モンモリロナイト混合層鉱物イライトと変化することが明らかとなった。また貫入岩の冷却史に基づく周辺泥岩の熱的解析の結果、イライト割合75%の条件として、270
から15まで冷却するのに約75万年要したことが明らかとなった。モンモリロナイトからイライトへの反応を一次反応としてその活性化エネルギーを求めると、約103kJ/molの値を得た。この値は、従来の天然事例の調査や室内試験において得られている値の範囲にある。
平成12年度)*
JNC TN1400 99-019, 117 Pages, 1999/10
平成11年9月14日の科学技術庁原子力安全局放射性廃棄物規制室からの協力依頼に基づき、放射性廃棄物安全研究年次計画(平成8年度平成12年度)に登録される研究課題(20件)について平成10年度安全研究の調査票(平成8年度平成l0年度の成果)を作成した。本報告書は、国に提出した調査票を取りまとめたものである。
増田 純男; 梅木 博之; 清水 和彦; 宮原 要; 内藤 守正; 長谷川 宏; 牧野 仁史
JNC TN1400 99-007, 497 Pages, 1999/04
核燃料サイクル開発機構(以下,サイクル機構)では,平成9年4月に公表された原子力委員会原子力バックエンド対策専門部会報告書「高レベル放射性廃棄物の地層処分研究開発等の今後の進め方について」(以下,専門部会報告書)に従って,関連する研究機関等の協力を得つつ,地層処分に関わる研究開発を様々な分野において進めてきている。研究開発の全体目標は「わが国における地層処分の技術的信頼性」を示すことにあり,その成果を技術報告書(以下,第2次取りまとめ)として国に提出しその評価を仰ぐこととされている。第2次取りまとめは,平成4年に公表された第l次取りまとめの成果を受けて処分の技術的信頼性を示し,国による評価を経て,処分事業を進める上での処分予定地の選定,安全基準の策定の技術的拠り所を与えるとともに,2000年以降の研究開発の具体化にとって極めて重要なものと位置づけられているものである。平成10年9月には,地層処分に関連する領域の専門家の方々から研究開発の内容や進捗状況について忌憚のない指摘や議論を頂くため,専門部会報告書に示された個々の課題に対する研究開発の成果を中間的に整理した第2次取りまとめ第lドラフトを,専門部会に報告,公表した。第1ドラフトを素材とした指摘や議論およびそれ以降の研究開発の進捗を踏まえて,このたび第2ドラフトをまとめた。第2ドラフトは総論レポートと専門部会報告書に示された主要な研究開発分野である「地質環境条件の調査研究」「処分技術の研究開発」及び「性能評価研究」のそれぞれに対応する3つの分冊から構成されている。本資料は,このうちの第2ドラフト分冊l「地質環境条件の調査研究」であり,総論レポートにおけるわが国の地質環境に関する記述内容の詳細な技術的根拠を与えるものである。第2ドラフトの総論レポートと3つの分冊については,第1ドラフト同様,地層処分に関連する領域の専門家の方々から研究開発の内容や進捗状況について忌憚のない指摘や議論を頂くとともに,英語版を作成し国際的なレビューを受ける予定である。これらのレビューの結果も踏まえ,総論レポートと3つの分冊を2000年前までに完成させることとしている。また,あわせて第2次取りまとめの理解の一助とするため,地層処分に関する基本的な事項や知見に関する情報(例えば,地層処分の発想,評価の時間枠等)を提供することを目的として,
河本 治巳
JNC TN1450 98-002, 85 Pages, 1998/10
本小冊子は高レベル放射性廃棄物の地層処分研究開発に関するファクトブックの第4弾として、主なナチュラルアナログ(天然類似現象)の研究動向に焦点を絞ってまとめたものです。ナチュラルアナログは、いわば自然が長い時間をかけて行った総合試験であり、各国とも遠い過去に地球上で発生した事象を調査することによって、地層処分が長期間にわたって安全か否か明らかにする上でその信頼性を高める貴重な情報を私達に提供してくれるものと考えています。これらの関連動向は地層処分研究開発を推進している諸機関の状況を幅広く理解する上で重要であると考えます。
永野 哲志
原子力バックエンド研究, 5(1), p.91 - 95, 1998/08
OECD/NEA主催のナチュラルアナログプロジェクトである「アリゲータリバー地域におけるアナログ研究(ASARP)」取り決めに基づく長期派遣研究員として、オーストラリア原子力科学技術機構(ANSTO)に滞在した。9ヶ月間における研究概要を紹介した。本協定の研究対象となっているクンガラウラン鉱床においては、一次鉱床から地下水によって流されたウランが風化生成物である鉄ノジュールに濃集し二次鉱床を形成している。紹介したのは、ウランが何故鉄ノジュールに濃集したのか、またウランの移動・再分配はどのくらいのタイムスケールで起こったのか、等に関する知見を得ることを目的とした、鉄鉱物へのウランの吸着実験と鉄ノジュール中のウランの同位体比を測定する研究である。
妹尾 宗明*; 西本 清太郎*; 伊藤 賢治*; 安保 則明*; 小林 純一*
PNC TJ1561 98-002, 129 Pages, 1998/02
本研究は、地層処分における性能評価事象との対比において、天然に存在する類似現象(ナチュラルアナログ)に関する研究の現状について国内外の事例を幅広く調査するとともに、今後の我が国における地層処分システムの性能評価への適用の可能性を検討することを目的とする。前年度(平成8年度)は、主要事象について性能評価へ適用可能なナチュラルアナログの検討を行うとともに、ナチュラルアナログを適用する際に必要な技術的課題を抽出した。平成9年度は、引き続き、主要事象について性能評価へ適用可能なナチュラルアナログの検討を行う。また、ナチュラルアナログを適用する際に必要な技術的課題、要件を検討する。
*
PNC TJ1308 98-002, 110 Pages, 1998/02
本文献集は、報告書の巻末に示した参考文献のうち特に報告書の論旨に影響するものを収録したものである。なお、参考文献リストに記載され本文献集に収録していないものは、1989年度の報告書「火山ガラス及びベントナイトの長期変質挙動に関するナチュラルアナログ研究(I)」(PNC SJ4308 89-001)、1990年度の報告書「火山ガラス及びベントナイト長期変質挙動に関する調査」(PNC SJ-4308 90-001)、1991年度の報告書「火山ガラス及びベントナイトの長期変質挙動に関する調査」(PNC SJ-1308 92-001)、1992年度の報告書「火山ガラス及びベントナイトの長期変質挙動に関する調査」(PNC SJ-1308 93-001)、1993年度の報告書「火山ガラス及びベントナイトの長期変質挙動に関する調査研究(VII)」(PNC SJ-1308 94-001)、1994年度の報告書「火山ガラス及びベントナイトの長期変質挙動に関する調査研究(VII)」(PNC SJ-1308 95-002)、1995年度の報告書「火山ガラス及びベントナイトの長期変質挙動に関する調査研究(IX)」(PNC SJ-1308 96-002)、そして96年度の報告書「火山ガラス及びベントナイトの長期変質挙動に関する調査研究(X)」(PNC SJ-1308 97-002)、の文献集を参照されたい。
二口 克人*; 桜本 勇治*; 山浦 昌之*; 政枝 宏*; 坂上 麻子*; 橋本 秀爾*
PNC TJ1308 98-001, 103 Pages, 1998/02
高レベル放射性廃棄物の地層処分に係わるナチュラルアナログ研究の一環として、火山ガラス及びベントナイトの変質性状に関する調査を実施した。火山ガラスについては、昨年度調査対象とした滋賀県堅田地域に分布する湖成層中の喜撰火山灰層を対象にして、火山ガラスの変質に関与した水について調査した。火山ガラス採取位置周辺の河川水、露頭流下水を分析した結果、水質がCa-HCO3型であり、粘土層から抽出水(昨年度分析)に比べ0.20.3倍程度溶存成分の濃度が低いことがわかった。ベントナイトについては、新潟県西頸城のモンモリロナイトを含む堆積岩について、貫入岩による熱変質に関する現地調査及び分析結果をもとに、貫入を受けた泥質岩の熱履歴について、数値解析を用いて復元を試みた。その結果、10万年程度の間100以上の温度条件であった地点で、スメクタイトが安定であった可能性が示唆された。
永井 巌*; 松田 史朗*; 戸田 英二*; 庄司 一雄*; 佐光 武文*; 白石 佳代*; 渡辺 邦夫*
PNC TJ1010 98-001, 221 Pages, 1998/02
本研究は、オーバーパックの候補材の一つである銅のベントナイト中での腐食挙動に関する長期予測を行うために、大阪府堺市下田遺跡で発見された銅鐸のナチュラルアナログデータを活かすことを目的に昨年度より着手した室内サポート試験を継続することと、同じく候補材の一つとしての鉄のナチュラルアナログデータを得るため、大阪府八尾市大竹西遺跡で発掘された鉄剣の埋蔵環境条件の調査を行うことを主な研究項目として取り組んだものである。鉄剣に関する研究では、今回は埋蔵環境に関する知見が得られたのみであり、今後の鉄剣本体の解析結果と合わせ、銅と同様の室内サポート試験を行うことがこれからの重要課題となる。本研究結果は考古学的金属材料をナチュラルアナログに活かす始めてのものであり、今後同様の研究を繰り返すことにより、より信頼性の高い成果に発展させていかなければならない。
佐藤 努
スメクタイト研究会ニュースレター, (14), p.1 - 3, 1998/02
OECD/NEAが主催する国際ナチュラルアナログ研究プロジェクトの協定に基づく客員研究員としてオーストラリア原子力科学技術機構に滞在した1年半での、研究と生活の概要を紹介した。研究の紹介では、岩石試料の採集、鉱物学的観察、地球化学コードの計算、二次イオン質量分析計に同位体分析に関して、成果と感想を交えて紹介し、現地での生活では、研究者や一般の人々のライフスタイル等を紹介した。
佐藤 努; 柳瀬 信之; I.S.Williams*; W.Compston*; M.Zaw*; T.E.Payne*; P.L.Airey*
Radiochimica Acta, 82, p.335 - 340, 1998/00
クンガラウラン鉱床の風化岩石中でのウラン系列核種の年代測定と再分配機構を調べるために、高分解能イオンプローブ(SHRIMPII)によるウラン同位体その場分析を行った。分析した風化岩石は、地下水によって流出したウランを多く保持している二次鉱床中心部の試料で、主に鉄鉱物、カオリナイト、石英からなる。分析は、それぞれの鉱物中の直径30ミクロンのスポット数か所において行われた。その結果、鉄鉱物中の
U/
U放射能比は、5段階抽出法(SE)で求めたものとほぼ一致するが、それと近接するカオリナイト・石英中の比は、SEよりも高い値を示した。これは、
反跳によるThの鉄鉱物から隣接するカオリナイト・石英への移動によるものと結論づけた。SEから得たデータは間接的な証拠であるのに対して、SHRIMPによる測定は直接的なその場のデータであるので、本研究により初めて反跳の直接的な証拠が示されたことになる。
