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報告書

超深地層研究所計画における地下水の水圧長期モニタリング(2017$$sim$$2019年度)

尾上 博則; 竹内 竜史

JAEA-Data/Code 2020-010, 112 Pages, 2020/10

JAEA-Data-Code-2020-010.pdf:6.22MB
JAEA-Data-Code-2020-010-appendix1(DVD-ROM).zip:169.12MB
JAEA-Data-Code-2020-010-appendix2(DVD-ROM).zip:338.45MB
JAEA-Data-Code-2020-010-appendix3(DVD-ROM).zip:448.05MB

日本原子力研究開発機構では、「地層処分技術に関する研究開発」のうち深地層の科学的研究(地層科学研究)の一環として、結晶質岩(花崗岩)を対象とした超深地層研究所計画を進めている。本計画は、「第1段階; 地表からの調査予測研究段階」、「第2段階; 研究坑道の掘削を伴う研究段階」、「第3段階; 研究坑道を利用した研究段階」の3段階からなる。超深地層研究所計画は、「深部地質環境の調査・解析・評価技術の基盤の整備」および「深地層における工学技術の基盤の整備」を第1段階から第3段階までを通した全体目標としている。また、第3段階では、「研究坑道からの調査・研究による地質環境モデルの構築および研究坑道の拡張による深部地質の変化の把握」を目標の一つとしており、その一環として地下水の水圧長期モニタリングを実施してきたが、2019年度末をもって超深地層研究所計画における研究開発を終了することに伴い、超深地層研究所計画における水圧長期モニタリングを終了する。本報告書は、2017$$sim$$2019年度に実施した地下水の水圧長期モニタリングデータを取りまとめたものである。

論文

Mizunami Underground Research Laboratory Project; Achievement during Phase I/II and important issues for Phase III

濱 克宏

Proceedings of 6th East Asia Forum on Radwaste Management Conference (EAFORM 2017) (Internet), 6 Pages, 2017/12

日本原子力研究開発機構バックエンド研究開発部門東濃地科学センターでは深地層の科学的研究の一環として、結晶質岩(花崗岩)を主な対象とした超深地層研究所計画を進めている。超深地層研究所計画は、地表からの調査予測研究段階、研究坑道の掘削を伴う研究段階、研究坑道を利用した研究段階の3段階からなる計画である。超深地層研究所計画では、深部地質環境の調査・解析・評価技術の基盤の整備及び深地層における工学技術の基盤の整備を第1段階から第3段階までを通した全体目標として定め、調査研究を進めている。本稿では、これまでの研究成果の概要を紹介するとともに、研究坑道を利用した研究段階のうち、平成27年度から平成31年度までの深度500mまでの研究坑道を利用して実施する、地下坑道における工学的対策技術の開発、物質移動モデル化技術の開発、坑道埋め戻し技術の開発、の3つの研究開発課題について紹介する。

報告書

土岐花崗岩のブロックサンプルを用いた拡散試験

濱 克宏; 岩崎 理代*; 森川 佳太*

JAEA-Technology 2017-015, 45 Pages, 2017/07

JAEA-Technology-2017-015.pdf:16.57MB

日本原子力研究開発機構では、地層処分技術に関する研究開発のうち深地層の科学的研究(地層科学研究)の一環として、結晶質岩(花崗岩)を対象とした超深地層研究所計画を岐阜県瑞浪市において進めている。物質移動に関する調査研究では、研究坑道周辺の数mから100m程度のブロックスケールを対象にして、岩盤中の物質移動に関わる現象の理解を進めつつ、物質移動に関わるパラメータ値の測定技術および物質移動に関わるモデル化・解析・評価技術を体系的に整備することを目標として実施している。岩石中の微視的な構造が物質移動に果たす役割を評価することを目的として、岩石ブロックサンプル(30cm$$times$$30cm$$times$$20cm)を用いた拡散試験を実施した。拡散試験実施後の岩石ブロックサンプルを切断し、試験後の岩石中でのトレーサーとして添加したウラニンの分布を観察した。その結果、石英などの鉱物では、鉱物粒界や粒内割れ目にウラニンが認められ、一方、特定の鉱物(斜長石)では鉱山物内部にウラニンの分布が確認された。このことは、微小空隙の分布や鉱物分布がウラニンの拡散に影響を与えていることを示すと考えられる。

報告書

物質移動に関わるパラメータ値の取得

岩崎 理代*; 濱 克宏; 森川 佳太*; 細谷 真一*

JAEA-Technology 2016-037, 62 Pages, 2017/02

JAEA-Technology-2016-037.pdf:8.69MB

超深地層研究所計画における物質移動に関する調査研究は、研究坑道周辺の数mから100m程度のブロックスケールを対象にして、岩盤中の物質移動に関わる現象の理解を進めつつ、物質移動に関わるパラメータ値の測定技術および物質移動に関わるモデル化、解析、評価技術を体系的に整備することを目標として実施している。物質移動に関する調査研究の一環として、割れ目の地質学的特徴と物質移動に関するパラメータ値の関係の把握を目的とした試験を行った。本報告書は、これらの試験結果について取りまとめたものである。

報告書

Synthesized research report in the second mid-term research phase, Mizunami Underground Research Laboratory Project, Horonobe Underground Research Laboratory Project and Geo-stability Project (Translated document)

濱 克宏; 笹尾 英嗣; 岩月 輝希; 尾上 博則; 佐藤 稔紀; 藤田 朝雄; 笹本 広; 松岡 稔幸; 武田 匡樹; 青柳 和平; et al.

JAEA-Review 2016-014, 274 Pages, 2016/08

JAEA-Review-2016-014.pdf:44.45MB

日本原子力研究開発機構は、高レベル放射性廃棄物の地層処分の実現に向けた国の第2期中期目標(平成22$$sim$$26年度)に基づき中期計画を策定し、処分事業と国による安全規制の両面を支える技術基盤を整備するため、地層処分研究開発と深地層の科学的研究の2つの領域において研究開発を進めている。今般、本中期計画期間における深地層の科学的研究分野(超深地層研究所計画、幌延深地層研究計画、地質環境の長期安定性に関する研究)の成果を取りまとめるにあたり、処分事業におけるサイト選定から処分開始に関する意思決定ポイントまでに必要な技術情報を事業者・規制機関が活用しやすい形式で体系化し、所期の目標の精密調査(前半)の段階に必要となる技術基盤として整備した。

報告書

ウラン系列・トリウム系列核種を利用した土岐花崗岩中における物質移動評価、既存データの収集・整理

濱 克宏

JAEA-Data/Code 2016-006, 23 Pages, 2016/07

JAEA-Data-Code-2016-006.pdf:1.6MB

日本原子力研究開発機構東濃地科学センターでは、地層処分技術に関する研究開発のうち深地層の科学的研究の一環として、結晶質岩を主な対象とした超深地層研究所計画を進めている。超深地層研究所計画は、地表からの調査予測研究段階、研究坑道の掘削を伴う研究段階、研究坑道を利用した研究段階の3段階からなる計画である。本稿では、第3段階の調査研究として進めている岩盤中の物質移動研究に関する研究について、岩盤中に存在する天然のウラン系列核種およびトリウム系列核種に関する既存のデータをコンパイルするとともに、これらデータを利用して、物質の移動特性の評価を試みた。

報告書

超深地層研究所計画における調査研究計画; 第3期中長期計画における調査研究

濱 克宏; 岩月 輝希; 松井 裕哉; 見掛 信一郎; 笹尾 英嗣; 大澤 英昭

JAEA-Review 2016-004, 38 Pages, 2016/06

JAEA-Review-2016-004.pdf:7.07MB

日本原子力研究開発機構東濃地科学センターでは、地層処分技術に関する研究開発のうち深地層の科学的研究(地層科学研究)の一環として、結晶質岩(花崗岩)を主な対象とした超深地層研究所計画を進めている。本稿では、深度500mまでの研究坑道を利用して実施する調査研究の計画を取りまとめた。具体的には、坑道埋め戻し技術の開発、地下坑道における工学的対策技術の開発、物質移動モデル化技術の開発、の3つの研究開発解題を明確化および具体化した。

報告書

超深地層研究所計画における表層水理観測データ集; 2014年度

上野 哲朗; 竹内 竜史

JAEA-Data/Code 2015-031, 61 Pages, 2016/03

JAEA-Data-Code-2015-031.pdf:9.15MB
JAEA-Data-Code-2015-031-1appendix(DVD-ROM).zip:174.29MB
JAEA-Data-Code-2015-031-2-1appendix(DVD-ROM).zip:86.67MB
JAEA-Data-Code-2015-031-2-2appendix(DVD-ROM).zip:268.33MB
JAEA-Data-Code-2015-031-2-3appendix(DVD-ROM).zip:569.4MB
JAEA-Data-Code-2015-031-2-4appendix(DVD-ROM).zip:103.25MB
JAEA-Data-Code-2015-031-2-5appendix(DVD-ROM).zip:0.4MB

日本原子力研究開発機構東濃地科学センターでは、超深地層研究所計画の一環として、地下水流動解析における上部境界条件を与える岩盤浸透量の水収支解析による算出、水理地質構造モデルのキャリブレーションに必要なデータの取得および研究坑道掘削に伴う浅層の地下水環境の変化の把握を目的として、表層水理観測を実施している。この表層水理観測では、蒸発散量算出のための気象要素, 降水量, 河川流量, 地下水位および土壌水分の観測を、正馬川流域, 正馬川モデル流域および瑞浪超深地層研究所用地で実施している。本データ集は、2014年度の表層水理観測で得られたデータについて、欠測や異常値の補正・補完を行ってデータセットとして取りまとめた。また、研究坑道掘削工事における周辺環境モニタリングの一環で取得されている狭間川の河川流量データを用いて、同流域の岩盤浸透量も算出した。この表層水理観測は、相当量のデータが蓄積されたため2014年度末を以て終了した。

論文

超深地層研究所計画の研究坑道の掘削を伴う研究段階における地下水流動のモデル化・解析

尾上 博則; 三枝 博光; 竹内 竜史

土木学会論文集,C(地圏工学)(インターネット), 72(1), p.13 - 26, 2016/01

AA2015-0210.pdf:4.75MB

日本原子力研究開発機構は、岐阜県瑞浪市において地層処分技術に関する研究開発のうち、深地層の科学的研究の一環として超深地層研究所計画を実施している。本研究では研究坑道の掘削に伴い実施した地下水流動のモデル化・解析に関する研究成果を体系的に整理するとともに、断層などによる水理学的な不均質性が高い結晶質岩地域での地下施設の建設に伴う地下水流動のモデル化・解析に有効となる調査データやモデル化・解析のアプローチについての技術的知見を示した。また、地下水流動のモデル化・解析結果の妥当性を確認するにあたっては、地下施設の建設に伴う地下水水質の変化を用いた比較検討が有効であり、水理学分野と地球化学分野間にわたる評価の重要性を示した。

報告書

割れ目分布に起因した水理特性の不均質性を考慮した水理地質構造のマルチスケールモデル化手法開発に関わる検討

三枝 博光; 尾上 博則; 石橋 正祐紀; 田中 達也*; 鐙 顕正*; 橋本 秀爾*; Bruines, P.*

JAEA-Research 2015-011, 59 Pages, 2015/10

JAEA-Research-2015-011.pdf:49.44MB

割れ目系岩盤を対象とした高レベル放射性廃棄物の地層処分における地下水移行シナリオに基づく安全評価にあたっては、地下水流動特性の評価が重要であり、そのためには、地下水流動の卓越経路となる割れ目やその水理特性の空間分布を推定する必要がある。このことから、岩盤中の割れ目分布に起因した水理特性の不均質性を考慮した水理地質構造のマルチスケールモデル化手法を構築することを目的に、割れ目ネットワークモデルを適用した数十m四方程度の領域における三次元地質構造モデルおよび水理地質構造モデルを構築した。さらには、構築した割れ目ネットワークモデルに基づき、水理特性の空間的不均質性を考慮した連続体モデルを用いた数km四方程度の領域における水理地質構造モデルを構築した。これらの検討を通じて、調査データの種類や量に応じた割れ目ネットワークモデルを適用した地質構造モデルや水理地質構造モデルを構築するための方法論や、水理特性の空間的不均質性を考慮した連続体モデルによる水理地質構造モデルを構築するための方法論を提示した。

報告書

超深地層研究所計画(岩盤の水理に関する調査研究); 第2段階におけるサイトスケールの水理地質構造モデルの構築

尾上 博則; 小坂 寛*; 竹内 竜史; 三枝 博光

JAEA-Research 2015-008, 146 Pages, 2015/08

JAEA-Research-2015-008.pdf:76.46MB

日本原子力研究開発機構では、地層処分研究開発の基盤となる深地層の科学的研究の一環として、岐阜県瑞浪市において結晶質岩を対象とした超深地層研究所計画(以下、MIU計画)を進めている。MIU計画では、研究坑道の建設工程やこれに伴う調査研究の課題、対象、空間スケールなどの違いを考慮し、第1段階(地表からの調査予測研究段階)、第2段階(研究坑道の掘削を伴う研究段階)、第3段階(研究坑道を利用した研究段階)の3つの段階に区分して研究を進めている。本研究では、サイトスケール(研究所用地を中心とした2km四方の領域)の水理地質構造モデルの構築・更新に係る方法論の整備を目的として、第1段階および第2段階で取得されたデータを用いた地下水流動解析を実施し、水理地質構造モデルのキャリブレーションを実施した。その結果、研究坑道掘削前の地下水圧分布ならびに研究坑道掘削に伴う湧水量や地下水圧分布の変化を総合的に精度よく再現できる第2段階のサイトスケールの水理地質構造モデルを構築することができた。

論文

Current status of R&D activities and future plan and role of JAEA's two generic URLs

小出 馨; 大澤 英昭; 伊藤 洋昭; 棚井 憲治; 仙波 毅; 内藤 守正; 杉原 弘造; 宮本 陽一

Annual Waste Management Symposium (WM 2015), Vol.5, p.3631 - 3645, 2015/00

原子力機構は高レベル放射性廃棄物の地層処分技術に関する研究開発を進めており、その一環として日本の多種多様な地質環境に対応するため、深地層の研究施設計画として超深地層研究所計画(瑞浪)と幌延深地層研究計画を立ち上げた。瑞浪では結晶質岩を対象に深地層の科学的研究を実施している。一方、幌延では堆積岩を対象に深地層の科学的研究と地層処分研究開発を実施している。両プロジェクトとも、計画を「地上からの調査研究段階(第1段階)」「坑道堀削時の調査研究段階(第2段階)」「地下施設での調査研究段階(第3段階)」の3つの段階に分けて進めている。現在、研究坑道の堀削工事は、瑞浪では深度500mまで、また、幌延では深度350mまで終了している。今後、両プロジェクトでは、地質環境の長期変遷に関する研究を含む第3段階の研究を進めるとともに、深地層の研究施設を地層処分分野の研究者・技術者の育成、国民との相互理解促進、国際協力の場として活用していく。

報告書

超深地層研究所計画, 地質・地質構造に関する調査研究; 深度500mステージの地質・地質構造

川本 康司; 窪島 光志*; 村上 裕晃; 石橋 正祐紀; 笹尾 英嗣

JAEA-Research 2014-021, 30 Pages, 2014/11

JAEA-Research-2014-021.pdf:6.79MB

日本原子力研究開発機構では、「地層処分技術に関する研究開発」のうち深地層の科学的研究(地層科学研究)の一環として、結晶質岩(花崗岩)を対象とした超深地層研究所計画を岐阜県瑞浪市において進めている。本計画は、「深部地質環境の調査・解析・評価技術の基盤の整備」及び「深地層における工学技術の基盤の整備」を全体目標として定め、「第1段階:地表からの調査予測研究段階」、「第2段階:研究坑道の掘削を伴う研究段階」、「第3段階:研究坑道を利用した研究段階」の3段階からなる計画である。現在は、第2段階及び第3段階の調査研究を進めている。そのうち第2段階では、「研究坑道の掘削を伴う調査研究による地質環境モデルの構築及び研究坑道の掘削による深部地質環境の変化の把握」を段階目標の一つとして調査研究を進めている。本報告書では、第2段階での主要課題の一つである地質構造モデル構築作業の一環として、第2段階における地質・地質構造の調査研究結果に基づき、瑞浪超深地層研究所の深度500mステージの坑道掘削範囲で認められた地質・地質構造について取りまとめた。

口頭

超深地層研究所計画,物質移動モデル化技術の開発; 土岐花崗岩中の物質移動現象の理解について

濱 克宏

no journal, , 

超深地層研究所計画では、今後取り組む必須の課題の一つとして、「物質移動モデル化技術の開発」をあげている。本必須の課題では、割れ目が不均質かつネットワーク状に分布する岩盤について、地質環境の長期変化を考慮しつつ、岩盤中の物質移動を調査・評価する手法の整備を目標とし、それを達成するための課題の1つに花崗岩中での物質移動現象の理解を設定している。本報告では、本課題について、これまでに実施した調査および主な成果を紹介する。

口頭

超深地層研究所計画; これまでの研究成果と今後の計画

濱 克宏

no journal, , 

原子力機構が岐阜県瑞浪市において実施している超深地層研究所計画では、現在、研究坑道を利用した調査研究を進めているところである。本報では、これまでの研究成果ついて報告する。

口頭

超深地層研究所計画,物質移動モデル化技術の開発の現状

濱 克宏; 石橋 正祐紀; 田中 靖治*

no journal, , 

原子力機構が岐阜県瑞浪市において実施している超深地層研究所計画では、現在、研究坑道を利用した調査研究段階(第3段階)を進めているところである。本報では、このうち物質移動モデル化技術開発の現状を報告する。

口頭

東濃地科学センターにおける地層科学研究及び瑞浪超深地層研究所における研究の現状

笹尾 英嗣

no journal, , 

日本測地学会第128回講演会の招待講演として、東濃地科学センターで実施している地層科学研究及び瑞浪超深地層研究所における研究の現状について講演する。

口頭

深部地質環境における湧水を伴う割れ目の特徴とその変遷や調査手法に関する検討

石橋 正祐紀

no journal, , 

花崗岩のような結晶質岩中の割れ目は、地下水が地下水中の物質の移行経路として機能するため、地下水中の溶存物質の移動を評価する上では、透水性割れ目の特徴や長期的な変遷を把握する必要がある。そこで、本発表では透水性割れ目の特徴やその長期変遷、並びに割れ目の調査方法に関する検討結果を示す。調査の結果、透水性割れ目は全割れ目の一割程度で比較的大きく、方解石で覆われている傾向があり、これらは花崗岩固化直後に形成され、その後の岩体上昇に伴い開口・伸長したものと推定された。また、割れ目をボーリングで調査する上では、割れ目の卓越方位の法線方向の和の方向に掘削し、逐次その頻度の変化を追跡することで効率的に調査できる可能性が見いだされた。

口頭

超深地層研究所計画; 地下坑道における工学的対策技術の開発

見掛 信一郎

no journal, , 

「地下坑道における工学的対策技術の開発」では、深度500mの坑道において、坑道への湧水量をプレグラウチングとポストグラウチングの組合せにより抑制する技術を実証すること、また、排水処理技術等の地下水管理技術の高度化に取り組むことを目標として設定している。プレグラウチングとポストグラウチングの組合せによる地下水抑制技術の開発では、高い水圧下においても湧水抑制の効果を期待できるグラウチング技術を実証することができた。また、地下水浸透理論にもとづき構築した湧水量の評価手法や、グラウト材料と注入方法の適用性を示すことができた。地下水管理技術の開発では、瑞浪超深地層研究所で実施している排水処理技術は、大規模地下施設の恒常的な湧水を対象とした処理方法として実績を蓄積することができた。

口頭

Underground Research Laboratory Project in JAEA; Mizunami Underground Research Laboratory Project

濱 克宏

no journal, , 

日本原子力研究開発機構東濃地科学センターでは、高レベル放射性廃棄物の地層処分技術に関する研究開発のうち、深地層の科学的研究(地層科学研究)の一環として、結晶質岩(花崗岩)を対象とした超深地層研究所計画を進めている。本研究所計画では、2014年度に原子力機構改革の一環として抽出された三つの必須の課題(地下坑道における工学的対策技術の開発、物質移動モデル化技術の開発、坑道埋め戻し技術の開発)の調査研究を進めている。今回の発表では、超深地層研究所計画の進め方、これまでの成果、今後進め方を紹介する。

口頭

超深地層研究所計画; 坑道埋め戻し技術の開発

竹内 竜史

no journal, , 

超深地層研究所計画での必須の課題の一つである「坑道埋め戻し技術の開発」では、深度500mの研究坑道において、坑道の一部を埋め戻し、地下水を自然に冠水させることによって、地下水の水圧・水質および坑道周辺岩盤の化学的・力学的変化を観察し、「地質環境の回復能力等を評価するとともに、地質環境に応じた埋め戻し技術の構築」、「長期の観測に必要なモニタリング技術の開発」を目標とした調査研究を実施している。本報告では「坑道埋め戻し技術の開発」での実施内容と、これまでの成果を紹介する。

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