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報告書

天然現象の発生が地層処分システム性能に与える影響についての概略的検討-サイトを特定しない段階での検討例-

牧野 仁史; 加藤 藤孝; 宮原 要

JNC-TN8400 2000-033, 74 Pages, 2000/11

JNC-TN8400-2000-033.pdf:3.13MB

天然現象は地質環境の長期安定性に擾乱を与える可能性のある要因の一つであり、その発生の時期、頻度及び影響の形態などに関する不確実性を考慮することが必要であるため、将来において地層処分システムが天然現象の影響を被るものとあえて想定することにより、天然現象が地層処分システムの性能に与える影響を評価し、サイト選定に際して留意すべき天然現象とその影響について把握しておくことは重要である。このため、本検討では、地質環境の長期安定性に影響を与える可能性のある天然現象として、各国の例やわが国の特徴を踏まえた検討の結果抽出された、(1)隆起・沈降・侵食、(2)気候・海水準変動、(3)地震・断層活動、(4)火山・火成活動、の各天然現象について、それらの発生をあえて想定するとともに、それらが地層処分システムの性能に与える特徴的な影響に焦点をあてた検討を行った。その結果、変動シナリオに関しては、断層活動により地下水流れ及び核種移行の卓越的な経路となる断層が廃棄体を横切ることを想定した場合において、断層活動発生時期や断層内地下水流量の値によっては、最大線量が諸外国で提案されている安全基準やわが国の自然放射線レベルと同レベルとなる可能性のあることが示されたが、その他の天然現象については、最大線量が諸外国で提案されている安全基準を下回る結果が得られた。また、接近シナリオに関しては、地層処分起源の核種量ないしは核種フラックスが天然のものと比較可能なレベルである可能性が示唆された。これらの結果は、サイト選定に際して留意すべき天然現象とその影響についての情報として用いることができると考えられる。しかしながら、比較的簡単なモデル化を行うとともに、保守的な想定(条件)を組合せた評価の結果であるため、天然現象の影響が絶対値として大きいかどうかを直接的に判断するための情報として用いることには注意が必要である。

報告書

遠隔監視システムを構成する受信システム機器の改良・製作

澤田 臣啓*; 吉田 孝*; 凌 甦群*; 石川 顕*

JNC-TJ1400 2000-009, 95 Pages, 2000/05

JNC-TJ1400-2000-009.pdf:3.88MB

None

報告書

性能評価への情報提供の観点からみた処分場の管理技術に関する研究第II分冊 性能評価へ適用可能なナチュラルアナログに関する研究(III)

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

PNC-TJ1561-98-002.pdf:4.82MB

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。

報告書

地殻変動の調査手法に関する研究(その2)

布施 圭介*; 茂木 紀子*

PNC-TJ1454 98-001, 149 Pages, 1998/02

PNC-TJ1454-98-001.pdf:6.67MB

本研究では、東北日本弧の地殻変動のシミュレーションモデルの作成をめざし、文献調査等によりデータの収集・解析を行った。その結果、以下のことが明らかとなった。(1)東北日本弧のプレート境界には、海溝吸引力と海錨力から派生した応力が働き、プレート収斂速度の法則から5$$times$$10-15/sの地殻短縮速度で地殻が変形していると推定される。(2)地質断面、活断層・地震、測地学の各種データから算定された水平歪速度は、最大で一桁以上の違いが生じた。そのような違いはデータの特性に由来すると考えられ、1000年以上におよぶ定常的な水平歪速度は、地質断面から求められた値と測地学的に求められた値の中間値:10-15/sのオーダーと推定される。(3)東北日本弧のコンラッド不連続面およびモホ不連続面の深度分布は、それぞれ15$$sim$$20km程度、29$$sim$$36km程度で、陸上部で最も厚く、東西海側に向かって薄くなる。(4)脆性/延性遷移境界はほぼ400$$^{circ}C$$等温面に一致し、奥羽脊梁山脈では12$$sim$$13kmと浅く、東西海側に向かって深くなる。(5)地殻応力プロファイルから、下部地殻の大部分と最上部マントルは100MPa以下で、大部分は20MPa以下であることが明らかになった。高応力のseismogenic layerは奥羽脊梁山脈で最も薄いので、一様な水平圧縮を受けた場合には、そこに応力が集中し、かつ上方に湾曲して上昇すると推定される。(6)地殻応力の最高値は500$$sim$$800MPaに達し、常識よりかなり高い。これは孔隙圧を一定と仮定したためであるが、孔隙圧と深度の関係は明らかにされていない。(7)プレート底面と沈み込む海洋プレートとのカップリング境界に囲まれた上盤プレートをべき乗流体を含んだ改良マクスウェル物体でモデル化する。アイソスタシーや地殻短縮速度が成立するように、その領域の応力や歪を有限要素法によってシミュレートする。

報告書

第四紀隆起/沈降量に関する調査

高野 豊治*; 布施 圭介*; 斎藤 晃*; 安田 賢哉*

PNC-TJ7454 97-001, 536 Pages, 1997/03

PNC-TJ7454-97-001.pdf:13.9MB

本報告書は、日本列島における地質環境の長期安定性に関する研究の一環として、日本列島の各地の第四系に関するデータを取りまとめたものである。本年度は、下北、三陸北部、佐渡、常磐、湘南、阪神西部、紀伊半島南部、高地・室戸、日向の9地域を体象として1/5万段丘区分図を作成し、平野周辺の段丘や第四紀層の分布や年代を整理し、第四紀における隆起・沈降量を算定した。また、酸素同位体ステージ1、5eおよびデータが豊富な場合にはステージ7以前の時期を対象にして、隆起・沈降量に読み替え可能な古海面高度の等値線図(1/20万)を作成した。その結果、以下のことが明らかとなった。1)大磯丘陵や室戸岬などの変動の激しい一部の地域を除いて、垂直変動量は1m/千年以下である。2)過去12万年間よりも最近6,000年間の方が変動速度が大きい3)変動基準の年代や酸素同位体編年に対象した海水準変動曲線に不確かさがある。なお、隆起・沈降運動の開始時期や変動速度を性格に把握するため、年代測定や分析用に100試料を採取した。

報告書

地殻変動の調査手法に関する研究

not registered

PNC-TJ1454 97-001, 67 Pages, 1997/03

PNC-TJ1454-97-001.pdf:14.77MB

津波堆積物による大地震の再来間隔の推定やそれに伴う地殻変動の解明を目的として、地震によって離水した完新世段丘の分布地域(三浦半島)で、海成完新統を対象に研究を行った。その結果、以下のことが明らかとなった。(1)三浦半島の海成完新統には、9,000y.B.P.以降、砂礫層からなるイベント堆積物が少なくとも22層準認められる。そのうちの4層準の堆積年代(6,000$$sim$$5,950y.B.P.、4,650$$sim$$4,600y.B.P.、4,400$$sim$$4,300y.B.P.、3,000y.B.P.)が、南関東に分布する完新世海成段丘の離水時期と一致する。それゆえ、これら4層準のイベント堆積物が、海成段丘を離水させた地震に伴う津波堆積物と解釈される。さらに、これらと同時期のイベント堆積物が房総半島でも確認されており、相模湾沿いでは同時間面として追跡可能である。なお、それ以外の広域対比可能なイベント堆積物も津波堆積物である可能性が高いが、対応する海成段丘が知られていないことから、津波以外のストームなどに由来する可能性がある。(2)地層の時系列データから推定される地殻変動は、隆起と沈降が交互に繰り返す"地震性地殻変動"を示す。ハイドロアイソスタシーの効果を無視すると、最大隆起量は7,500y.B.P.以降ca.18mで、その隆起速度はca.2.4mm/y.B.P.となる。この値は、三浦半島に分布する、縄文海進期の海成段丘から推定される隆起量よりも小さな値となっている。この原因の一つとして圧密沈下が考えられる。

報告書

隆起・沈降に関する研究(5)

高野 豊治*; 佐々木 穣*; 布施 圭介*; 斉藤 晃*; 佐藤 好一*

PNC-TJ1454 96-001, 295 Pages, 1996/03

PNC-TJ1454-96-001.pdf:15.79MB

近年、大地震に由来する津波堆積物が世界各地で報告されるようになり、大地震の発生時期を推定する有力な方法となりつつある。海成完新統には津波堆積物が多数保存されている可能性が高く、大地震の再来間隔の解明や、それに伴う地殻変動の将来予測に重要な手がかりを与えると考えられる。本研究では大地震により離水した完新世海成段丘(沼段丘)が分布する千葉県館山市周辺で、大地震に由来する津波堆積物を海成完新統(沼層)に見い出し、地殻変動の解析を行った。その結果、以下のことが明らかとなった。(1)沼層には、急激な流水によって海岸や海底から削剥された堆積物が再堆積したと考えられる砂礫層がある。このような砂礫層を形成するようなイベントが、約8,000y.B.P.$$sim$$1,600y.B.P.の間に少なくとも36回認められる。(2)36回のイベントのうち6回(6,200$$sim$$6,100y.B.P.、6,100$$sim$$6,000y.B.P.、約4,500y.B.P.、4,300$$sim$$4,200y.B.P.、約3,050y.B.P.、約2,800y.B.P.)は、南関東に分布するの完新世海成段丘の離水時期と一致する。それゆえ、これら6層準の砂礫層は、海成段丘を離水させた地震に伴う津波堆積物と解釈される。それ以外の砂礫層も津波堆積物である可能性が高いが、対応する海成段丘から知られていないことから、津波以外のストームなどに由来する可能性がある。(3)連続的なデータから推定される地殻変動は、隆起と沈殿が交互に繰り返す"地震性地殻変動"を示す。その最大隆起速度は内房側で3.3$$sim$$4.4mm/y,外房側で5mm/yである。

口頭

GPS速度データより推定される九州地方のひずみ速度場

渡部 豪; 奥山 哲; 浅森 浩一

no journal, , 

九州地方は、日本列島の中でも特異な地殻変動が認められている地域である。特に、北緯32$$^{circ}$$付近ではGPS速度場の東西成分に約5mm/yr程度の速度ギャップが存在するとともに、M5-6クラスの地震が発生していることがこれまでの研究により指摘されている。しかし、同領域にはこれに対応する活断層が認められておらず、どのようなひずみ蓄積過程を経て地震として解消されるのか等、明らかにされていない点が多い。また、九州地方には第四紀火山が多数存在するために、高温による非弾性的な地殻変動も推測される。このため、地殻ひずみの収支を考えるにあたり、地殻・マントルの不均質に起因する非弾性的挙動が地殻変動場に与える影響を定量的に見積もることも重要であると考えられる。以上の背景に基づき、本研究では、九州地方で進行している地殻変動の要因を明らかにするため、GPS速度データを用いて九州地方におけるひずみ速度場の推定を行った。

口頭

地質環境長期安定性評価確証技術開発,4; 地殻変動予測技術

渡部 豪; 奥山 哲; 浅森 浩一; 梅田 浩司

no journal, , 

地層処分における地質環境の予測・評価は、過去の自然現象の偏在性や変動傾向に基づき、将来への外挿することが基本となる。しかし、地形・地質学的に推定される過去のイベントや変動パターン等に係る記録は、遡る年代や地域によって識別できる分解能が異なることから、予測結果に伴う不確かさも様々である。ここで、時間スケールごとの変動方向や速度が大きく異なる場合は、単純な外挿による予測には、より大きな不確実性が伴う。また、日本列島は、プレートの沈み込みにより長期にわたって短縮変形を受け続けている。これによる地殻変動は、複雑な地形・地質構造で特徴付けられる我が国の地質環境の根元的な形成・変動要因であると考えられる。そこで本研究では、地質学的データから推定されるひずみ速度分布に基づき、長期間のプレート間相互作用をモデル化し、地球物理学的観測から推定される地殻の粘弾性不均質を考慮した数値シミュレーションに応用することで、長期間の地殻変動を推定する手法を構築する。このうち本報告では、(1)活断層データを用いた地質学的ひずみ速度の推定及び、(2)粘弾性不均質を考慮したシミュレーションについて報告する。

口頭

日本列島における地質学的ひずみ速度の推定

渡部 豪; 浅森 浩一

no journal, , 

日本列島における第四紀後期の地殻変動には、一様継続性(変位の方向の一様性や変位の等速性)が指摘されている。しかし、日本列島における測量に基づく測地学的ひずみ速度と活断層データ等から推定された地質学的ひずみ速度には、一桁に及ぶ顕著な食い違いが認められる。地層処分における将来の地質環境の予測・評価は、過去の自然現象の偏在性や変動傾向に基づき、将来へ外挿することが基本となる。そのため、特に外挿法による予測においては、対象とする領域における一様継続性の成立性が重要となる。そこで本研究では、活断層の変位等の地形・地質学的な情報をもとに地質学的ひずみ速度を推定し、測地学的ひずみ速度との比較を行った。その結果、上下変動について、東北地方の太平洋側では長期的に見て隆起、短期的には沈降という従来からの指摘と同様、地質学的な推定結果と測地学的な推定結果の違いが認められた。一方で、ひずみ速度の主軸分布においては、新潟-神戸ひずみ集中帯での北西-南東方向の短縮、九州地方(島原-別府地溝帯)での南北伸長が認められ、測地学的ひずみ速度の主軸分布と調和的な傾向を示すことが明らかになった。

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