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報告書

ニアフィールド水理/核種移行評価モデルの信頼性評価に関する研究; 概要版

野邊 潤*; 松本 昌昭*; 長坂 和佳*; 丸山 健太郎*

JNC-TJ8400 2000-005, 71 Pages, 2000/05

JNC-TJ8400-2000-005.pdf:4.0MB

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。

報告書

TRU廃棄物処分概念検討書

電気事業連合会*

JNC-TY1400 2000-001, 464 Pages, 2000/03

JNC-TY1400-2000-001.pdf:16.87MB

再処理施設やMOX燃料加工施設から発生する超ウラン(TRU)核種を含む放射性廃棄物のうち、$$alpha$$核種の濃度が一応の区分目安値(約1GBq/t)を超え、浅地中処分以外の地下埋設処分が適切と考えられる廃棄物(以下、本検討書では「TRU廃棄物」という)については、「高レベル放射性廃棄物の処分方策との整合性を図りつつ、1990年代末を目処に具体的な処分概念の見通しが得られるよう技術的検討を進める」という原子力委員会の方針に従い、これまで関係各機関において研究開発が進められてきた。これらの研究開発成果を集約し、国の総合的なTRU廃棄物の処分方策の策定及び核燃料サイクル事業の円滑な推進に資するため、核燃料サイクル開発機構及び電気事業者等は、「TRU廃棄物処分概念の取りまとめに関する協力協定」を平成9年6月24日に締結し、「共同作業チーム」を編成して平成11年度末を目途にTRU廃棄物処分の具体的方法とその安全性の見通しに関する技術的検討を進めてきた。本技術検討においては、研究開発情報交換会等を通じて外部の意見等を取り込むとともに、国内外の専門家によるレビュー等も受けてきた。本検討書は、これらの検討結果を総合的に取りまとめたものである。本技術検討結果は、平成10年12月に原子力委員会原子力バックエンド対策専門部会に設置された「超ウラン核種を含む放射性廃棄物分科会」における審議の参考として適宜提供してきた。

報告書

Compilation of Kinetic Data for Geochemical Calculations

Randolp*; David*; 笹本 広; 柴田 雅博; 油井 三和

JNC-TN8400 2000-005, 61 Pages, 2000/01

JNC-TN8400-2000-005.pdf:2.45MB

本報告書では、長石、層状珪酸塩、沸石、酸化物、輝石、角閃石に対する34種類の水和反応を対象に速度定数、反応次数、活性化エネルギーを含む速度論データを収集・整理した。また、同様に方解石と黄鉄鉱に対する速度論データも収集・整理した。これらのデータは、地球化学コードであるEQ3/6やGWBで用いられている表面反応支配・遷移状態理論に則した速度則に適合する。上述した水和反応の速度論データは、厳密には、平衡状態からかけ離れた非平衡状態における遷移状態速度則に適合するものである。これらのデータは、平衡状態からかけ離れた非平衡状態および平衡状態に近い状態における速度則にも概念的には適合するものであるが、その妥当性は、元文献の実験結果の解析を通じて可能な限り確認されるべきである。鉱物-水反応に関する速度論データの適用性の限界を考慮し、地下水水質形成の地球化学モデルの評価を単純化する上で、可能な場合、部分平衡を仮定することは有効な方法である。部分平衡の仮定が妥当であるかどうか評価するため、部分平衡の空間的、時間的スケールを評価するために用いられる水理および水-岩石反応を結合したモデル化手法について記述した。この様なモデル化手法は、釜石原位置試験場における割れ目中での地下水流れを含む条件に対して適用され、また、酸化性の地表水が結晶質岩における高レベル放射性廃棄物の処分深度にまで達するのに要する時間を評価するためにも用いられた。部分平衡が妥当な仮定であるかどうかといった疑問に対しては、適切なモデル化手法をもとに検討されるべきである。上述したモデル化手法を用いて、釜石サイトでの条件に適用するためには、割れ目充填部は多孔質媒体に近似でき、地下水の流れは単なる移流のみであり、母岩マトリクス方向への拡散は生じないことになる。さらに、平衡状態に達するまでの距離と同じか、それよりも長い距離に渡って、割れ目の鉱物学的特性や物理学的特性が均一でなければならない。もしこの様な条件下において、以下の状態であるならば、釜石サイトにおける地下水水質形成モデルにおいて部分平衡を仮定することが妥当であると推測される。・方解石、濁沸石(その溶解・沈殿挙動が輝沸石に類似すると仮定)、濁沸石、葡萄石、(石英は含まない)・ダルシー流速は比較的小さい(たとえば、約0.1myr-1)・平衡状態に関する不確実性として、飽和指数で+-0.4を誤差 ...

報告書

高レベル廃棄物と地層処分の理解促進のためのPAツールの構築(III)

風間 武彦*; 橋本 卓*; 清藤 康司*; 吉川 淳一郎*; 金森 美和*; 小山 朝美*; 和栗 明美*

JNC-TJ1450 2000-001, 160 Pages, 1999/12

JNC-TJ1450-2000-001.pdf:18.71MB

「高レベル廃棄物と地層処分」は、これまで様々な手法や手段が試みられてきたにも係わらず、国民に十分な理解か得られているとは言い難い。しかし、近い将来に高レベル廃棄物の地層処分を控えた我が国にとって、パブリック・アクセプタンス(PA)活動の重要性は、今後ますます高まると予想される。そこで、1997年度調査では、PA・教育手法の現状調査分析に基づいて、一層効果的なPA活動に資する手段を考案し、その概念設計を行った。さらに、設計の有効性を検証するためのプロトタイプ(システムおよびデータ)を作成し、そこで実現すべき機能を明らかにした。1999年度は、1998年度の業務で作成した「地層処分研究開発・第2次取りまとめ・第1ドラフト」の内容を紹介するための画像データ等を踏まえながら、「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-地層処分研究開発第2次取りまとめ-」の内容を紹介するための画像および音声データから構成されるシステム(PAツール)を作成した。

報告書

フミン酸およびベントナイトに由来する有機物のサマリウム溶解度に及ぼす影響評価

金持 真理子*; 佐藤 治夫; 笹平 朗*

JNC-TN8400 99-059, 59 Pages, 1999/10

JNC-TN8400-99-059.pdf:1.54MB

天然の地下水中に存在する有機酸は、ガラス固化体から漏洩した放射性核種と錯体を形成し溶解度を上昇させることが懸念されている。一方、これまでに報告されている核種と有機物との錯形成は、主に酸性領域で取得されたデータがほとんどであり、処分環境で予測されるような比較的高いpHで測定されたデータは少ない。本研究では、高pH領域において、有機物の共存によってサマリウムの溶解度が影響を受けるかどうかを把握するため、市販のフミン酸(アルドリッチ製)あるいはベントナイト起源の水溶性有機物の共存下におけるサマリウムの溶解度変化を実験と熱力学計算を併用して検討した。その結果、液相中で共存するフミン酸の濃度が高いと見かけ上サマリウムの溶解度も高くなる傾向が認められた。しかし、熱力学計算では炭酸イオンが共存する系では炭酸錯体が支配的化学種となり、フミン酸の効果は炭酸と比較して小さいことが示された。また、全有機炭素濃度を指標として、ベントナイト起源の有機物と市販のフミン酸(アルドリッチ製)の効果を比較すると、ベントナイト起源の有機物の方がサマリウム溶解度に与える影響は小さかった。ベントナイト起源の有機物の中には、錯形成の安定度定数の小さい単純な有機物も含まれていたため、フミン酸と比較して効果が小さかったものと考えられる。更に、主として酸性領域で取得されたデータに基づいて提案されている、既存の有機物錯体モデルとの比較を行った。Kimにより提案された、イオンの価数と同数のサイトを1ユニットとして電荷が中和される1対1錯体の形成を前提に、フミン酸による溶解度上昇を試算した。その結果、フミン酸錯体よりも炭酸錯体の方が支配的となり、熱力学計算結果を支持したが、フミン酸の解離度の影響が明確になっておらず、Loading Capacityによるフミン酸濃度の規格化の有効性を確認できなかった。サマリウムと有機物との錯体の濃度を測定するため、紫外吸収法の適用を試みた。しかし、フミン酸の強い吸収が錯体の吸収帯と重なっていたため、錯体濃度を評価するに至らなかった。

報告書

地下水化学に対する放射線影響に関する研究(IV)

野村 庸介*

PNC-TJ1602 98-001, 134 Pages, 1998/03

PNC-TJ1602-98-001.pdf:4.81MB

高レベル廃棄物の地層処分における健全性の確保のためには地下水の化学環境の把握が重要で、化学環境に及ぼす重要な因子として地下水中での放射線誘起反応の検討が必要となる。水溶液中での幾つかの反応系の放射線反応のリストを再整備した。炭酸イオンは地下水共通の溶存イオンであるため、炭酸水溶液の放射線反応の検討が重要となり、その放射線照射により炭酸ラジカル(HCO3・orCO3-・)が生成するが、このpKa値には従来異なった評価がなされていた。レーザーフォトリシス、パルスラジオリシス法により、pKa値を9.5$$pm$$0.2と決定し、種々のイオンとの反応を測定した。さらに、ガラス固化体周囲の放射線分布を考慮したときの放射線分解生成物の空間挙動シミュレーションを実施し、ベントナイト中の拡散定数が大きく影響することを明らかにしている。最後に、炭酸水溶液の放射線照射後生成するギ酸、シュウ酸生成量評価実験の初期データも含めた。

報告書

地下水中の原位置ラドン測定装置の開発に関する研究

not registered

PNC-TJ6622 97-001, 38 Pages, 1997/03

PNC-TJ6622-97-001.pdf:1.33MB

地下水中のラドンの挙動解析をするために、地下水中の原位置ラドン測定装置の開発とその実用試験を行った。本測定装置は検出部とデータロガー部から構成されている。検出部は直径60mm、長さ300mmで、数10mの試錐孔に直接投入することができ、ラドンガスは開口部に装着されている機能性ガス分離膜を通過して検出部に導入され、PINフォトダイオードを用いて静電捕集法で検出される。またデータロガー部は商用交流電源のない屋外でも、自動車用鉛畜電池4個で約60日間の連続観測が可能で、観測終了後は押しボタンスイッチでパソコンにラドンデータを転送することができる。本装置の実用試験が、平成8年12月17日から動力炉・核燃料開発事業団人形峠事業所夜次露天採掘場跡地のNo.18とNo.17モニタリング試錐孔と用いて実施された。No.17は平成9年1月29日で終了して、No.18は約8ヶ月間にわたり現在も継続されている。これらの観測結果から次のような観測事実が判明した。(1)平成8年12月17日から平成9年3月31日の観測期間では冠雪と雪解けによる水中ラドン濃度の変動が顕著である。約20m離れたNo.17とNo.18試錐孔の、冠雪による水中ラドン濃度の変化の様子は大きく異なることが判明した。冠雪によってNo.18試錐孔では水中ラドン濃度は約10倍の50(Bq/l)に急激に増加し、No.17試錐孔では水中ラドン濃度は約10分の1の0.06(Bq/l)まで減少した。(2)平成9年4月1日から平成9年7月21日の観測期間では、水中ラドン濃度は222Rnの崩壊曲腺に従って減衰する時期と、降雨によって急に増加する時期が繰り返し観測された。No.18試錐孔においては、平成9年5月21日、5月27日、6月6日、6月28日、7月8日の降雨による水中ラドン濃度のはっきりした増加が5例観測された。そのうち、平成9年6月28日と7月8日の降雨において、日雨量によるラドン濃度増加率を求めてみると約15[(Bq/m3)/mm]と測定された。

報告書

動燃式低水圧制御水理試験装置の改良(バルブ機構の改良、その2)

not registered

PNC-TJ7439 96-004, 24 Pages, 1996/12

PNC-TJ7439-96-004.pdf:0.58MB

動燃式低水圧制御水理試験装置(深度500m対応型)の旧型バルブは、構造上・パカー圧が地上の気温変動の影響を受け、その結果試験区間の圧力が変動し、試験に多大な時間がかかる。・冬季の試験において凍結防止のためにパッカー拡張水に不凍液を用いるため、パッカー収縮時に孔内に直接不凍液を排出することとなり、孔内の地下水を汚染する。等の問題を抱えていた。また、今後揚水機能を付加した1000m対応の装置と互換を持たせるため、バルブ下に500m分のロッドを吊り下げられる強度をもたせ新型バルブに変更し、このバルブ変更を伴うことによって関連するパッカー圧力監視用圧力計等を製作することを目的とする。孔内水を用いたパッカー拡張方法は、深度1,000m対応の水理試験装置に採用されたパッカー拡張方法で以下の特長を有している。・JFTロッドがパッカー拡張用タンクおよび送水チューブの役割をする。・地下水下のJFTロッド内に導いた地下水でパッカーを拡張するため、排水時の汚染および地上気温に左右されない。・JFTロッドで送水するため送水流量が多くパッカー拡張時間が短縮できる。

報告書

易溶性核種の挙動及びアスファルトの微生物分解挙動に関する研究(研究概要)

九石 正美*; 池田 泰久*; 熊谷 幹郎*; 林 孔華*; 川上 泰*

PNC-TJ1564 96-002, 19 Pages, 1996/03

PNC-TJ1564-96-002.pdf:0.57MB

TRU廃棄物には、地下水に対して溶けやすい長半減期核種のヨウ素129及び炭素14が含まれているものも存在するため、これらの核種の移行の遅延を期待できる緩衝材の検討を行った。また、TRU廃棄物の一つであるアスファルト固化体の長期耐久性評価の観点から地下水環境を想定した溶出特性の検討と微生物の存在にる分解挙動について評価を行った。実施項目は以下の5項目である。(1)処分環境(強還元及び高pH)での天然鉱物や無機イオン交換体への核種吸着実験TRU廃棄物処分を想定した環境下において天然鉱物や無機イオン交換体へのヨウ素吸着実験を行った。(2)性能評価に使用できるヨウ素及び炭素の移行パラメータの検討放射性ヨウ素及び炭素を含有するTRU廃棄物を処分した場合の処分システムの性能評価を行うためのヨウ素及び炭素の移行パラメータを調査した。(3)アスファルト固化体からのヨウ素の浸出挙動の検討硝酸塩47.5%、CsI2.5%を含む模擬アスファルト固化体を作製し、浸出試験を実施した。浸出液には、蒸留水系及び処分環境を模擬したpHが12程度の液を使用した。(4)アスファルトを最も劣化させ易い微生物の検討分離した菌株と既存の菌株を用いて、好気条件下で微生物によるアスファルトの各画分とアスファルトそのものの分離実験を行った。(5)アスファルトの微生物分解に関するシナリオの検討微生物の生育環境、増殖に必要な栄養分、及び各バリアに対する影響を総合的に考察し、地層処分中に起こりうる生物的なプロセスを追求した。これらの知見に基づいて、微生物によるアスファルト分解に関するシナリオを作成した。

報告書

ニアフィールドにおける物質移動に関する調査研究(3)

not registered

PNC-TJ1533 96-001, 201 Pages, 1996/03

PNC-TJ1533-96-001.pdf:6.44MB

地層中における核種の移行挙動を把握するため、岩石中における核種の拡散挙動及び吸着挙動の実験研究を実施するとともに、TRU核種の溶液化学について、現状調査および基礎的な研究を行った。(1)地下水中における核種移行に関する研究地下水の核種の移行挙動を把握するために、プルトニウムの黒雲母への吸着係数のpH依存性の測定、およびトリチウム水を用いた圧密モンモリロナイト中のトリチウムの拡散係数の温度依存性からの拡散の活性化エネルギーの測定を行い、検討を行った。また、長寿命核種として注目されているテクネチウムの挙動解明を目的として、テクネチウムとフミン酸の反応、およびレーザー光音響法によるテクネチウムのコロイド等の測定に関する予備的な実験を行った。(2)TRU核種の溶液化学に関する研究処分後の地質環境中におけるTRU核種の挙動を把握するため、電気二重層を用いたセシウムの吸着挙動の解析、ネプツニウムとフミン酸物質の相互作用の解析を行った。また、極低濃度のTRU核種の信頼できる測定法の検討として、Np、Pu、Amの高感度分析測定法の研究を行った。さらに、ニアフィールドにおける固液界面での物質移行解明のために、化学量子量計算の適用可能性および、FTIR/PAS法の適用性に関する予備的な検討を行った。

報告書

炭素鋼オーバーパックの応力腐食割れに関する研究 研究概要

not registered

PNC-TJ1150 95-005, 16 Pages, 1995/03

PNC-TJ1150-95-005.pdf:0.42MB

高レベル放射性廃棄物処分容器(オーパーパック)の候補材のひとつである炭素鋼の腐食については、応力腐食割れが発生する可能性を検討する必要性が指摘されている。本研究では、応力腐食割れ研究の第一段階として、アルカリ塩化物水溶液環境中孔食電位を測定し、そのNaCl濃度依存性を確認し、孔食電位におよぼす電位掃引速度の関係を実験室的に示した。また、孔食電位を念頭にした定量電位SSRT試験(Slow Strain Rae Test、低ひずみ速度引張試験)を実施し、孔食電位以上の保持電位条件で最大伸び、最大荷重が低下する事を実験室的に示した。一方、緩衝材や腐食生成物と相互作用した地下水の組成や新たに生成する沈殿鉱物については、吸水、膨潤した緩衝材中の微小領域での測定は非常に難しい。本研究では、透過電顕、X線回折を用いた沈殿鉱物の同定方法の検討とイオン交換膜を用いた間隙水組成の分析方法の検討を行った。

報告書

地層処分システム隔離性能に関する稀頻度事象定量化手法の検討(3)

not registered

PNC-TJ1222 95-002, 264 Pages, 1995/02

PNC-TJ1222-95-002.pdf:5.66MB

本年度は、まず、前年度に一例として作成した火成活動に関するインフルエンス・ダイヤグラムに関するパラメータ、方程式、計算モデルなどのリスト・アップ・検討を行った。次に、複数のFEPからシナリオを自動的に生成するためのシナリオ作成支援システムの試作を行い、パラメータ連鎖を作成するためのシステム概念に関する検討を行った。最後に、各FEPの基本モデル解析フレームでの取り扱い方法の検討を行った。

報告書

地下水水質形成モデル開発のための鉱物溶解速度データの整備 研究概要

田中 晧*

PNC-TJ1211 95-006, 73 Pages, 1995/02

PNC-TJ1211-95-006.pdf:1.05MB

地下水生成モデルの研究において必要な鉱物の溶解速度について研究を行った。成果概要を以下にまとめる。1.鉱物の溶解速度データの調査溶解速度データが整備されていない黄鉄鉱、緑泥石、緑簾石、菱鉄鉱の4種類の鉱物についてDIALOGによる文献調査を実施した。成果の概要を以下にまとめる。(1)黄鉄鉱Linらにより、酸素濃度による反応速度定数kが定義されている。1-(1-x)1/3=k[O2]1/2・t(x:反応したFeSのモル数、[O2]:溶存酸素酸素濃度、t:時間)また、その温度依存性についてk-=2.2$$times$$109exp(-9140/T)を示している。pHによる影響についてはCiminelliらにより、溶解中性$$sim$$アルカリ性で黄鉄鉱の溶解速度はpHとほぼ線型に増加することが示されている。(2)緑泥石Swoboda-Colbergらにより、2.7$$sim$$6.7$$times$$10-12mol/m2/s(pH3$$sim$$4.5)の値が示されている。また、Rossらにより溶解反応のメカニズムは拡散律速であり、陽イオンの溶解量に化学量論的な関係があることが示されている。(3)緑簾石Roseにより、pH1$$sim$$11において10-14$$sim$$10-13mol/cm2/sの値が示されている。(4)菱鉄鉱Greenbergらにより、脱酸素水中において9.93$$times$$10-6mol/m2/s値が示されている。2.鉱物-水反応試験による反応速度データの取得(1)黄鉄鉱還元雰囲気及び大気平衡状態の蒸留水中における黄鉄鉱の溶解速度を測定した。Linらの式に従って、大気平衡の蒸留水中での溶解速度定数kを評価した結果、10-4$$sim$$10-3(cm3・mol-1)1/2・h-1と評価された。(2)緑泥石蒸留水中での緑泥石の溶解速度を測定した。溶解は放物線溶出反応にあることが確認された。Rossらの式に従って、溶解速度定数kを評価した結果、10-15$$sim$$10-14の範囲であった。$$alpha$$2=kt($$alpha$$:溶解した鉱物量と初期存在量の比、t:時間)

報告書

ニアフィールド現象の変遷に関する動的解析手法の開発

not registered

PNC-TJ1281 94-007, 235 Pages, 1994/03

PNC-TJ1281-94-007.pdf:4.93MB

動的解析の手法開発として、人工バリア内が拡散支配である限り様々な条件変動やコロイド形成等の新たな現象を考えた場合にも共通して適用可能な広義拡散方程式を導出し、具体的なFEPsに対応するものとして、(1)瞬時平衡、線型吸着、溶解度限界モデル(2)真性コロイドモデル(3)擬似コロイドモデル(4)真性コロイド、擬似コロイド共存モデル(5)非線型吸着モデル(6)水理・化学条件の時間・空間的変化を考慮したモデル(7)沈殿・溶解反応の速度論的表現を加えた真性コロイド、擬似コロイド共存モデルを作成した。また、この解析手法を実用に供するため、汎用DAEソーバーSPADEとグラフィカルユーザーインターフェイスSAMGUIを改良した。主たる改良点は、(1)SPADEの自動差分化機能の追加、方程式入力フォーマットの簡単化、リスタート機能、及び多数回の計算を一括処理するためのユーティリティプログラムの付加(2)SAMGUIへのデータ移送と抽画の自動化である。ZJ1281 94-007(成果報告)ZJ1281 94-008(成果概要)

報告書

カルシウム型ベントナイトに対する核種の収着特性に関する研究 成果報告書

向井 悟*; 滝 洋*; 土井 英雄*

PNC-TJ1214 94-008, 137 Pages, 1994/03

PNC-TJ1214-94-008.pdf:1.9MB

本研究では、人工バリア材料中の核種移行を評価する上で重要なべントナイトに対する核種の収着特性に着目して、以下に示す研究を実施した。(1)カルシウム型、及びナトリウム型ベントナイトに対する核種の分配係数の文献調査を行って、その結果をまとめた。(2)分配係数測定試験のための試料として、ナトリウム型及びカルシウム型純粋モンモリロナイトを用いた。ベントナイトの主要構成鉱物であるモンモリロナイトを、ベントナイト原石から精製抽出した。このナトリウム型純粋モンモリロナイトをカルシウム型化させた。また、天然環境でのカルシウム型ベントナイト、及びナトリウム型ベントナイトを採取した。これらのベントナイトについて、化学成分、鉱物組成の分析を行ない、試料の性状を確認した。(3)大気下において、ナトリウム型、及びカルシウム型ベントナイトと蒸留水の平衡液を調製し、これらの平衡液を用いて、各ベントナイトに対する核種(Cs,Np,C,I,Se)の分配係数をバッチ法(固液比1:50)にて得ることができた。

報告書

地下水水質連続モニタリング装置の製作,取扱説明書

松野 圭志*

PNC-TJ1375 94-001, 833 Pages, 1994/02

PNC-TJ1375-94-001.pdf:25.05MB

釜石原位置試験フェーズIIにおいて掘削影響評価の一環として、坑道周辺での地下水の酸化還元状態を調査する為に必要な酸化還元電位を含む、物理化学パラメータの正確な値を取得する為に長期にわたり無人で連続的に測定・記録できる装置として製作した。本装置は、坑道内において、試錐孔からの湧水を装置内に引き込み、測定セル内に流し、測定セルに取り付けたセンサ「温度(T),pH,電気伝導度(EC),酸化還元電位(ORP(Pt),ORP(Au)),溶存酸素(DO)」にて地下水を測定し、その結果を装置内に組み込んだ記録計及びデータロガーに記録する。製作した装置の外形寸法は、800(幅)x650(奥行)x1350(高さ)で、電極、アンプユニット、測定セル、送液ライン、データロガー、記録計、架台で構成される。本装置の製作により、約1か月間無人で連続的に地下水の測定及び記録が可能となった。

報告書

高レベル廃棄物地層処分システムの性能評価における地下水の地球化学的特性に関するモデル化

油井 三和; 武田 精悦; 小室 光世*; 牧野 仁史; 澁谷 朝紀; 梅木 博之; 石黒 勝彦

PNC-TN8410 92-166, 174 Pages, 1992/09

PNC-TN8410-92-166.pdf:4.22MB

本報告書は、高レベル廃棄物地層処分システムの性能評価上重要な、地質環境条件の一つである地下水の地球化学的特性に関して、考察を行ったものである。地下水の地球化学特性を性能評価の観点から把握するため、まず地下水の地球化学的特性に係わる因子を抽出した。次いでこれらの重要な因子に対して、一般的に適用可能と考えられる理論や実測データに基づく地球化学プロセスのモデル化を行った。その結果、地下水の起源と地下水-岩石反応の進展を考慮した地球化学平衡モデルにより、我が国の多岐にわたる地下水組成について、性能評価の観点から以下の5種類のモデル地下水を設定することができた。

報告書

仮想的垂直二次元水理地質モデルに基づく我が国の水理特性の検討

内田 雅大; 岡本 二郎*

PNC-TN8410 92-168, 38 Pages, 1992/08

PNC-TN8410-92-168.pdf:0.96MB

本報告書の目的は、現状の知見に基づきニアフィールドでの水理及び天然バリア中での核種移行を評価する上での条件となる我が国の水理特性の範囲をモデル解析によって導出するとともに、種々のパラメータの影響を評価することである。地下水理は、様々な要因によって支配されるが、このうち特に、地下深部の岩体の透水係数については測定例が少なく、詳細な解析を実施可能な地域は限定されざるを得ない現状である。他方、原子力委員会が策定した「高レベル放射性廃棄物の地層処分研究開発の重点項目とその進め方」においては、我が国における地層処分の技術的実現可能性を、地域を特定することなく幅広く示していくことが求められている。上記の要件を考慮し、地域に固有の特性を合理的な範囲で包絡可能な水理条件に基づいた流動解析を行うことによって水理パラメータを評価することとした。本報告書で記述する水理解析は、最も不確実性の大きい因子と考えられる地下深部の岩体の透水係数が解析結果の暖昧さにつながることを避けるため、動水勾配を水理条件の尺度として捉えることとした。また、保守的な動水勾配を得るために、地層は地表まで飽和されており、我が国の急峻な地形がそのまま固定水頭として地下水流動の駆動力となる様な仮想的な概念モデルを採用することとした。本報告書においては、以下の要因について我が国における地形を整理し、保守性が担保されるような選択を行うことにより水理地質モデルを構築した。(1)地形断面形状として山頂標高、山体斜面の勾配、平野規模(2)境界条件としての領域背後の高山の影響、海側あるいは塩淡境界の影響、谷側においては隣接する水系との干渉(3)透水係数分布としての表層、断層の効果上記の要件を組み合わせることにより、19ケースのモデルを構築し、FEMWATERを用いた垂直二次元定常流動解析を行った。その結果、急傾斜の斜面を挟む2本の断層を想定した場合、急傾斜の斜面、高透水性の厚い表層、平野規模の小さい場合等では、動水勾配の最大値が増加する傾向を示した。逆に背後に高山が存在するケース、2本の断層が存在する場合の一部等では、動水勾配の最大値が減少する傾向を示した。また、動水勾配としては0.01から0.61の範囲であった。

報告書

地下水シナリオに対する核種移行モデルの詳細化

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PNC-TJ1281 92-002, 546 Pages, 1992/02

PNC-TJ1281-92-002.pdf:10.41MB

性能評価に用いられる解析モデルは全体システム評価モデルと現象解析モデルとに大別される。これらはそれぞれ、全体システム評価モデルが個々の現象の重要性を明らかにし、現象解析モデルが全体システム評価モデルにおける簡単化の妥当性を保証するという様に相互に深く関連しつつ、並行して開発されるべきのものである。この観点からは、近年の各現象解析モデルの進歩と特に平成3年度研究開発成果報告書に向けての科学的知見の整理がなされたという事実は、これら詳細な現象理解の成果を体系的に総合し得る次世代型の全体システム評価モデルを開発すべき時期にあることを告げるものと考えられる。本研究は、上記の科学的知見を地下水シナリオの詳細な記述として整理し、これに基づき特に以下の点について新たなシステム評価モデルを開発したものである。・平行平板亀裂、球状粒子、及びチューブ状流路とその組み合せを考慮した二重空隙モデル・表面錯体生成及びイオン交換反応に起因する非線型性を考慮した吸着モデル・複数崩壊系列、移行途中の沈澱生成及び非線型吸着を考慮したニアフィールド核種移行評価モデルまた、これらの新たなモデルを用いて、平成3年度研究開発成果報告書における評価結果を検証するための解析を行った。

報告書

性能評価研究情報交換会 報告書

斉藤 茂幸

PNC-TN1410 91-079, 704 Pages, 1991/10

PNC-TN1410-91-079.pdf:23.64MB

本報告書は、平成3年6月27,28日に東海事業所において開催した「性能評価研究情報交換会」における研究発表内容及び討論内容をまとめたものである。本情報交換会は、地層処分の性能評価研究に従事している研究者間の研究交流を目的として実施したものであり、参加した専門家や研究者は、個々の研究分野ごとに集って、研究を発表しあい、その発表内容や関連した内容に関する討論を行って、現在実施している研究上の問題点を明らかにするとともに、今後の研究方向や研究内容の明確化を図った。

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