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論文

Evaluation of $$delta^{2}$$H and $$delta^{18}$$O of water in pores extracted by compression method; Effects of closed pores and comparison to direct vapor equilibration and laser spectrometry method

中田 弘太郎*; 長谷川 琢磨*; 大山 隆弘*; 宮川 和也

Journal of Hydrology, 561, p.547 - 556, 2018/06

 パーセンタイル:100(Engineering, Civil)

高レベル放射性廃棄物地層処分の安全評価では、地下水シナリオは主要な評価対象の一つである。地下水の酸素・水素同位体比からは、地下水の起源や混合、移動などのプロセスを理解するために重要な知見を得ることができる。地上からのボーリング調査において、地下深部の低透水性の岩盤中の地下水を、掘削水の汚染などの影響を受けずに取得するためには、岩石コアに含まれる間隙水を取得する必要がある。この場合には、圧縮抽出により間隙水を抽出する手法が一般的であるが、段階的な圧縮過程により異なる塩分濃度の地下水が抽出されることがあることから、同位体比にも影響が見られる可能性が考えられる。本研究では、2種の天然の岩石から圧縮抽水し、水の同位体比の圧縮圧力に伴う変化とそのメカニズムについて議論した。さらに、同サンプルに直接蒸気平衡レーザー法(DVE-LS)を適用し、その結果と比較をした。その結果、圧縮抽水では、閉鎖空隙中の水の影響により、水素同位体比が圧力に伴い変化することが分かった。さらに、2種類の圧縮抽水試験を組み合わせることで、開放間隙と閉塞間隙の両方の水の同位体組成を推定可能であることを示した。また、閉鎖間隙の影響を受けない酸素・水素同位体比は、DVE-LSによって得られる値と良く一致した。このため、圧縮抽水とDVE-LSにより得られた水の酸素・水素同位体比の比較により、閉塞間隙と開放間隙の水の酸素・水素同位体比を推定可能であることが示された。

報告書

アスファルトの$$gamma$$線による放射線劣化により生成する可溶性有機物の評価

福本 雅弘; 西川 義朗*; 加川 昭夫; 河村 和廣

JNC-TN8400 2001-002, 23 Pages, 2000/12

JNC-TN8400-2001-002.pdf:0.55MB

TRU廃棄物処分研究におけるアスファルト固化体の影響評価の一環として、放射線($$gamma$$線)によるアスファルトの劣化により生成する可溶性有機物の種類と濃度について確認した。また、硝酸塩の影響についても合わせて確認した。その結果、放射線(アスファルトが処分環境で100万年の期間に受ける$$gamma$$線の吸収線量に相当する10MGy)によるアスファルトの劣化により生成される可溶性有機物のギ酸、酢酸及びシュウ酸濃度はそれぞれ、約50mg/dm3、約30mg/dm3及び約2mg/dm3とValckeらがEurobitum(ブローンアスファルト、MexphaltR85/40)の放射線分解の劣化生成物の影響をPuとAmを用いた試験により実施し、Boom Clay間隙水中のPuとAm溶解度は増加しなかったと示した時のギ酸、酢酸、シュウ酸の濃度より低濃度の溶出であった。また、硝酸イオンが多量に存在しても、TOC、ギ酸、酢酸、シュウ酸濃度の変化は微量であった。すなわち、放射線により硝酸イオンが亜硝酸イオンとなる過程でアスファルトの酸化的分解を促進することにより、錯体の有機配位子となりうるギ酸、酢酸を溶出させることは少ないといえる。このことから、アスファルト固化体の放射線($$gamma$$線)による劣化により溶出してくる可溶性有機物とTRU核種との錯体形成によるTRU核種の溶解度上昇、TRU核種の分配係数低下は限定的である。

報告書

圧縮ベントナイト間隙水のpH測定(3)-低アルカリ性セメント浸出溶液試験-

磯貝 武司*; 小田 治恵

JNC-TN8400 2000-025, 48 Pages, 2000/09

JNC-TN8400-2000-025.pdf:2.1MB

現在、地層処分システムを構成するプラグ、支保工材料として低アルカリ性セメントを用いることが検討されている。核種移行やオーバーパックの腐食挙動および緩衝材の長期安定性を評価する上では、緩衝材中の間隙水化学が重要となる。よって本報告では低アルカリ性セメント浸出溶液中での緩衝材間隙水のpH測定を行った。緩衝材材料であるNa型ベントナイト(乾燥密度1.6[g/cm3],直径2[cm],高さ4[cm]の円柱状)の圧縮成型体にpH指示薬含浸樹脂を埋め込み、Ar雰囲気制御下(酸素濃度1ppm以下)にて低アルカリ性セメント浸出溶液(pH≒11)に浸漬させた。1,3,6ヶ月に取り出した樹脂の呈色状態より、間隙水のpHはそれぞれpH≒9、pH≒9、pH≒11と判断した。本試験でみられたベントナイト間隙水のpHの経時変化は、前報告での蒸留水やNaCl水溶液を試験溶液(pH≒9)として用いた場合の試験結果と同じ傾向であった。これより、低酸素濃度条件下におけるベントナイト間隙水は、接する溶液のpHが9$$sim$$11の範囲にあるとき、本試験に用いたベントナイト形状においては、1$$sim$$3ヶ月の試験期間ではカラム外側溶液のpHよりも低くなり、6$$sim$$7ヶ月以降にはカラム外側溶液のpHと同等かそれ以上となることが判った。

報告書

ベントナイト間隙水のラマン分光測定

鈴木 覚; 間中 光雄; 森田 光男*

JNC-TN8400 2000-020, 25 Pages, 2000/04

JNC-TN8400-2000-020.pdf:0.94MB

高レベル放射性廃棄物の地層処分における多重バリアシステムで、圧縮ベントナイトには放射性核種の移行遅延効果が求められており、そのメカニズムの解明が急務である。圧縮ベントナイト中の放射性核種は、構成鉱物の粒子間間隙水や粘土鉱物(モンモリロナイト)の層間水を主な移行経路として拡散する。ベントナイト中の核種の見かけの拡散係数の活性化エネルギーが自由水中のそれに比べて高いという報告があり、これは間隙水や層間水の構造・粘性が自由水とは異なるためであると考えられている。この研究では、含水したベントナイトについてラマン分光測定を行ない、自由水とベントナイトの間隙水の構造の違いについて検討した。クニピアF(モンモリロナイト含有率98$$sim$$99重量%、クニミネ工業)とイオン交換水を任意の含水率(98$$sim$$75重量%)で混合した。混合物を超音波洗浄機で振とうした後、2ヶ月程度静置し、イオン交換水混合試料について5条件(含水率98、95、90、80、75重量%)およびNaCl水溶液混合試料について2条件(80、75重量%)についてラマン分光測定を行なった。また、あわせてイオン交換水、0.5M NaCl水溶液および乾燥状態のクニピアF(相対湿度25RH%)の測定も行なった。ラマン測定は反射モードで行ない、測定時の温度は室温で24$$sim$$26$$^{circ}C$$であった。測定の際には試料からの蛍光の低減に注意したが、除去できなかった蛍光についてはベースライン補正を行ない、2400$$sim$$4000cm-1の領域でラマンスペクトルを得た。イオン交換水は約3250、3400、3630cm-1にラマン散乱の極大ピークを持ち、3400cm-1のピーク強度が相対的に大きい。複数のピークの存在は、水分子間の複数の水素結合状態があることを示しており、低い波数のピークほど強い水素結合に帰属される。含水したベントナイトのラマンスペクトルは約3200$$sim$$3250、3400、3630cm-1にピークがあり、含水率の低下に伴い、3400cm-1に比べ3200$$sim$$3250cm-1のピークが相対的に増加している。また、乾燥したクニピアFのスペクトル(dry)は層間水によるもので、3150cm-1のピークが著しく大きい。NaCl水溶液を含水させた試料でも、含水率の低下に伴う、3250cm-1のピークの相対的な増加が認められた。これらのピークは、イオン交換水と同様に

報告書

人工バリアシステムの耐震性評価手法の開発3(1)概要版(2)本文

森 康二*; 根山 敦史*; 中川 浩一*

JNC-TJ8400 2000-064, 175 Pages, 2000/03

JNC-TJ8400-2000-064.pdf:5.23MB

本研究は、高レベル放射性廃棄物の地層処分システムに於けるニアフィールドの耐震安定性の評価を目的として、以下の検討を実施したものである。(1)解析コードの妥当性の検証 本研究で開発してきた三次元有効応力解析コードは、とくに間隙水圧を考慮しない1相系解析機能に対しては、振動実験等による実測データとの比較を通じて検証を行ってきた。本年度は、サイクル機構で別途実施した緩衝材の液状化試験データを用い、間隙水圧の挙動に着目した有効応力解析機能の検証を行った。(2)2000年レポートに対する補足解析 2000年レポートでは代表的な処分場デザインのオプションを念頭に置いたニアフィールド地震応答解析および評価を行い、人工バリアシステムの耐震安定性を確保できる見通しを得ることができた。その一方で、オーバーパック-緩衝材間や緩衝材-岩盤間等の材料不連続面の応答を規定するモデルパラメータが、評価上重要な因子であるとの知見が得られた。今年度は、上記の2000年レポートに示した検討結果を支援するため補足解析を行い、耐震安定性に関する総合的評価を行った。(3)防災研との共同研究取りまとめに対する補足検討 平成4年度から進められてきた人工バリアシステムの耐震安定性評価に関する共同研究は、今年度を目処に成果を取りまとめることとなっている。本研究では、実測されたデータとの比較を通じて、解析コードの検証作業を段階的に進めてきた。本検討では、最新版の解析コードを用いた一連の実験データ解析を改めて行い、上記共同研究の取りまとめに資するデータ整備を行った。

報告書

人工バリア材料の変質に関する研究-硝酸塩およびセメントからの浸出物の影響-(研究委託内容報告書)

入矢 桂史郎*; 加藤 忠男*; 藤田 英樹*; 久保 博*

JNC-TJ8400 2000-034, 212 Pages, 2000/02

JNC-TJ8400-2000-034.pdf:7.91MB

TRU廃棄物の処分システムの構成材料としてコンクリートや圧縮成型したベントナイトが考えられる。コンクリートは処分場内外の地下水と接することによってその成分が溶出し、周辺地下水を高アルカリ性溶液に変え、その高アルカリ性浸出液によって、ベントナイトのゼオライト化および周囲の岩石が溶出する等の影響を与えると考えられている。また、コンクリートの施工時に添加される有機系混和剤の浸出や一部の廃棄体に含まれる硝酸塩の溶出等によって核種の移行が加速されるなどの影響が考えられる。これまでの研究によって、コンクリートの模擬浸出液を用いた短期的な浸漬試験によって、pHが10.5以下の条件では岩石およびベントナイトの変質が抑制されることが示されている。また同様に、pHを11.0以下に保つセメントとして、シリカフュームおよびフライアッシュを多量添加したセメントを開発し、その性能を確認してきた。しかし、ベントナイト等の変質については、条件によってゼオライト化やイライト化が報告されているため、長期変質試験による確認が必要である。また、開発した低アルカリ性セメントについては、そのベントナイト等への影響抑制効果が実証されていないため、実験的に確認する必要がある。有機物の影響については、初期のコンクリートから浸出する有機物量が実験的に把握されたが、核種の溶解度への影響を把握することにおいて、重要なその量や形態の変遷による影響については確認されていない。また硝酸塩の影響については、処分初期の高濃度の硝酸塩溶液ではコンクリートの変質はほとんど加速されないことが示されているが、硝酸塩濃度が次第に下がった場合には、硝酸イオンの化学形態にともなってコンクリートの変質が加速される可能性が懸念されている。本年度は、これまでの知見をふまえ、核種移行特性への影響評価に資するため、材料の変質特性等を詳細に把握する。そのため、コンクリートからの浸出液によるベントナイトの長期的変質を実験的に確認するとともに、低アルカリ性コンクリートからの浸出液によるベントナイトの変質試験を行う。また、コンクリートから浸出する有機成分の量と形態の変遷を調べる。さらに、硝酸塩濃度の変遷を考慮し、コンクリートが硝酸塩によってさらに長期にわたり変質を受けたときのコンクリートの変質特性を把握する。

報告書

人工バリア材料の変質に関する研究-硝酸塩およびセメントからの浸出物の影響-(研究概要)

入矢 桂史郎*; 加藤 忠男*; 久保 博*; 藤田 英樹*

JNC-TJ8400 2000-033, 95 Pages, 2000/02

JNC-TJ8400-2000-033.pdf:11.11MB

TRU廃棄物の処分システムの構成材料としてコンクリートや圧縮成型したベントナイトが考えられる。コンクリートは処分場内外の地下水と接することによってその成分が溶出し、周辺地下水を高アルカリ性溶液に変え、その高アルカリ性浸出液によって、ベントナイトのゼオライト化および周囲の岩石が溶出する等の影響を与えると考えられている。また、コンクリートの施工時に添加される有機系混和剤の浸出や一部の廃棄体に含まれる硝酸塩の溶出等によって核種の移行が加速されるなどの影響が考えられる。これまでの研究によって、コンクリートの模擬浸出液を用いた短期的な浸漬試験によって、pHが10.5以下の条件では岩石およびベントナイトの変質が抑制されることが示されている。また同様に、pHを11.0以下に保つセメントとして、シリカフュームおよびフライアッシュを多量添加したセメントを開発し、その性能を確認してきた。しかし、ベントナイト等の変質については、条件によってゼオライト化やイライト化が報告されているため、長期変質試験による確認が必要である。また、開発した低アルカリ性セメントについては、そのベントナイト等への影響抑制効果が実証されていないため、実験的に確認する必要がある。有機物の影響については、初期のコンクリートから浸出する有機物量が実験的に把握されたが、核種の溶解度への影響を把握することにおいて、重要なその量や形態の変遷による影響については確認されていない。また硝酸塩の影響については、処分初期の高濃度の硝酸塩溶液ではコンクリートの変質はほとんど加速されないことが示されているが、硝酸塩濃度が次第に下がった場合には、硝酸イオンの化学形態にともなってコンクリートの変質が加速される可能性が懸念されている。本年度は、これまでの知見をふまえ、核種移行特性への影響評価に資するため、材料の変質特性等を詳細に把握する。そのため、コンクリートからの浸出液によるベントナイトの長期的変質を実験的に確認するとともに、低アルカリ性コンクリートからの浸出液によるベントナイトの変質試験を行う。また、コンクリートから浸出する有機成分の量と形態の変遷を調べる。さらに、硝酸塩濃度の変遷を考慮し、コンクリートが硝酸塩によってさらに長期にわたり変質を受けたときのコンクリートの変質特性を把握する。

報告書

北延NATM坑道における間隙水圧計測システムの設置

松岡 永憲*; 田上 博彰*; 藤井 真*; 山本 泰司*

JNC-TJ7440 2000-002, 74 Pages, 2000/02

JNC-TJ7440-2000-002.pdf:4.7MB

核燃料サイクル開発機構が実施している東濃鉱山の堆積岩に掘削された坑道周辺の水理地質環境研究の一環として、平成5年、6年に開発された間隙水圧計測システムを補修・整備及び部品の一部追加製作を実施し、東濃鉱山北延NATM坑道(西側)から掘削された99SI-06孔及び99SI-07孔に設置した。このシステムは、任意の角度に掘削された孔径76mmの試錐孔を対象とし、最大設置深度は50mである。また、本装置は同一試錐孔内で最大5個のパッカーによって区切られた6区間の間隙水圧を同時に測定可能である。99SI-06孔及び99SI-07孔に見られた岩質は、軟質な細粒砂岩及び粗粒砂岩が主体であり、一部試錐孔内径が拡がっていたり、削孔により孔壁付近が軟弱化している可能性も懸念された。測定区間を区分するパッカーは、孔壁状態を考慮してその設置深度を決定し、所定の深度に設置した。このシステム設置直後及び約2ヶ月後の間隙水圧値は、99SI-06孔と99SI-07孔共に試錐孔口から孔底に向かって増加する傾向を示した。

報告書

DH-4号孔における調査研究報告書

長谷川 健

JNC-TN7400 2000-004, 21 Pages, 1999/12

JNC-TN7400-2000-004.pdf:0.54MB

東濃地科学センターでは、地層処分研究開発の基盤である地層科学研究の一環として、広域地下水流動研究を平成4年度から実施している。広域地下水流動研究は、東濃鉱山を中心とした約10km$$times$$10kmの地域(図1参照)を対象に、地下水の流れを明らかにするための研究のみならず、地質・地質構造、地下水の地球化学などの分野の研究を包含した総合的な地質環境を把握するための調査研究である。この研究においては、地下深部のデータを直接取得できる試錐孔を用いた調査研究が非常に重要であり、地下深部の地質や地質構造に関する調査研究、地下水の流れに関する調査研究、地下水の水質に関する研究など1本の試錐孔を用いて多角的に実施されている。本報告書は、広域地下水流動研究のため試錐孔として4番目に掘削されたDH-4号孔で行われた試錐掘削ならびに各種調査研究の結果の概要をまとめたものである。DH-4号孔では泉町河合地内に掘削され、掘削深度は約550mである。詳細な位置については、図1を参照されたい。

報告書

地層処分場におけるガスの拡散・移行に関する検討

棚井 憲治; 佐藤 治夫; 村上 文啓*; 井上 雅弘*

JNC-TN8400 99-045, 108 Pages, 1999/11

JNC-TN8400-99-045.pdf:4.48MB

高レベル放射性廃棄物の地層処分における人工バリア候補材料の一つである炭素鋼オーバーパックから発生した水素の緩衝材中の移動特性と水素ガスが及ぼす影響について検討するため、緩衝材の候補材料であるベントナイト単一材料および30wt%ケイ砂混合材料を対象とした溶存水素の拡散試験およびガス移行試験を実施し、基本データの取得およびガス移行メカニズムの把握を行った。また、これらの試験により得られたデータに基づいて拡散およびガス移行それぞれに関わる解析的検討を実施した。溶存水素の拡散試験結果から、ケイ砂混合系(ケイ砂混合率30wt%,乾燥密度1.6Mgm-3)での拡散係数は、10-11m2s-1$$sim$$10-10m2s-1の範囲にあり、諸外国の試験結果の範囲とほぼ一致していた。また、拡散係数は、乾燥密度1.6Mgm-3に比べて1.8Mgm-3の値がやや小さく、また、25$$^{circ}C$$に比べて60$$^{circ}C$$の時の値の方がやや大きい傾向を示した。ガス移行試験においては、ベントナイト単一材料で乾燥密度1.8Mgm-3の場合におけるガス有効浸透率は、10-21$$sim$$10-20m2程度であり、30wt%ケイ砂混合系で乾燥密度1.6Mgm-3の場合10-17m2程度である。また、ガスがベントナイトを透気するための破過圧力は乾燥密度に比例して大きくなる傾向にあるとともに、膨潤応力にほぼ比例しており、その値はおおむね膨潤応力程度と推定された。さらに、繰り返し試験結果から、ガスの移行によって緩衝材中に生成される移行経路は、ベントナイトの自己シール性によって修復されることがわかった。溶存水素の拡散解析の結果からは、炭素鋼オーバーパックの腐食速度を5$$mu$$my-1,溶存水素の拡散係数を2x10-11m2s-1とした場合、水素発生開始から1万年後にはオーバーパックと緩衝材の界面にガス発生量の81%程度が蓄積するとともに、その蓄積圧力は16MPa程度であることがわかった。一方、ガス移行解析では、発生した水素ガスのほぼ全量が周辺岩盤に移動するとともに、間隙圧力への寄与は小さく、かつ、緩衝材中の間隙水の排出量も30年以降ほぼゼロに近い値となることがわかった。これらより緩衝材や岩盤の構造力学的安定性や核種移行に影響を与えないことが示された。

報告書

Measurements of Apparent Diffusion Coefficients (Da)for Ca(I), Ni(II)and Se(IV) in Bentnite with Silica Sand

佐藤 治夫

JNC-TN8400 99-060, 12 Pages, 1999/10

JNC-TN8400-99-060.pdf:0.55MB

ベントナイト中の見掛けの拡散係数(Da)に及ぼす珪砂混合の影響を評価するため、Na型ベントナイト(クニゲルV1)を対象として、Cs(Cs+),Ni(Ni2+),Se(SeO332-)のDaを乾燥密度1.8Mg・m-3、珪砂混合率30wt%、室温の条件にてin-diffusion法により測定した。Cs及びNiについては大気雰囲気下で、また、酸化還元電位に敏感なSeについてはAr雰囲気の低酸素条件(酸素濃度0.1ppm未満)で測定した。その結果、Cs及びSeのDaには珪砂混合の影響は認められず、得られたDaは、これまでに報告されている珪砂が混合されていない系での値と同程度であった。一方、Niについては、珪砂混合系でのDaは混合されていない系での値より2桁小さい値が得られた。これまでに報告されているNiのDaは安定同位体のトレーサを用いて測定されており、本研究で用いたNi濃度よりかなり高い濃度のトレーサが使用された。さらに、クニゲルV1の主要粘土鉱物であるNaモンモリロナイトに対するNiの分配係数(Kd)は、Ni濃度の増加に伴って小さくなることが報告されている。このことから、珪砂混合系でのベントナイト中のNiのDaが大きく減少したのは、間隙水中でのNi濃度の違いによる収着の違いによるものと考えられる。

報告書

大深度対応地下水の長期モニタリング装置の製作

平田 洋一*; 小川 賢*

PNC-TJ7439 98-003, 171 Pages, 1998/08

PNC-TJ7439-98-003.pdf:15.85MB

本業務は、大深度の立坑(数百$$sim$$千m程度)および坑道の掘削を伴う調査研究等において、その周辺に掘削した試錐孔内で大きな差圧が発生する場合でも長期間に亘り連続して最大20区間の間隙水圧の測定および採水作業を行うことができる深度1,000m対応の長期モニタリング装置を製作するものである。本装置は、大きくダウンホールユニット、インナープローブユニット、データ観測・制御装置で構成される。以下に、本装置の主な特徴を示す。・最大30kgf/c㎡の差圧環境下での間隙水圧測定および地下水の採水が可能・深度1,000m、孔径$$phi$$86$$sim$$120mmまでの試錐孔に適用が可能・摂氏70$$^{circ}C$$までの温度環境下での適用が可能・水圧観測用圧力計に水晶発振式の小型で高精度な絶対圧力計を採用・観測区間の圧力等を維持した状態で、地下水を地上に回収可能本装置の製作に伴い室内試験および孔内性能試験を実施した結果、ダウンホールユニット、インナープローブユニット、データ観測・制御装置の全機能について正常に作動することが確認された。

報告書

低圧ルジオン水理試験による水理学データの取得(TFA-1)

河辺 文雄*

PNC-TJ7308 98-004, 53 Pages, 1998/03

PNC-TJ7308-98-004.pdf:3.76MB

本業務は、月吉断層とその周辺の水理学特性を把握するために、東濃鉱山NATM連絡坑道の水平試錐孔(TFA-1号孔)で低圧ルジオン水理試験を行い、月吉断層とその周辺岩盤の透水性の不均質性を定量的に把握することを目的としている。本業務では、低透水域を自然水頭に近い範囲での測定が可能な低圧ルジオン水理試験装置を用い、試錐孔内の5区間で間隙水圧測定、低圧ルジオン水理試験装置による透水試験を実施した。その結果、試験区間内での間隙水圧は0kgf/c㎡で、透水係数は1$$times$$10-5$$sim$$5$$times$$10-7cm/secの結果を得た。断層周辺では、断層破砕により比較的大きい値を示し、その影響範囲から離れるに従い、透水係数は小さくなる傾向を示した。

報告書

深部岩盤における堀削影響領域を対象とした水理学的調査

not registered

PNC-TJ1439 98-001, 69 Pages, 1998/03

PNC-TJ1439-98-001.pdf:2.43MB

釜石鉱山250mレベル坑道において、深部岩盤の掘削影響試験の一環として試験坑道周辺の水理学的影響領域を定量的に把握することを目的として、水理学的緩み領域計測装置を用いた透水試験を実施した。その結果、以下に示す知見を得た。1)調査用試錐孔の掘削された2つの断面では、間隙水圧の分布状況が異なった傾向を示した。2)今回の試験では、水平および鉛直下向きの試錐孔で試験を実施したが、試錐孔の掘削方向により、透水係数の分布に違いがみられた。3)鉛直下向きの試錐孔では、坑道底盤に最も近い測定区間で高い透水係数が得られたが、水平孔における試験では、坑壁からの距離によらずほぼ同程度の透水係数であった。4)掘削工法の違いによる透水性への影響の違いは、水平孔では認められなかったが、鉛直下向き孔ではスムースブラスティング区間に掘削された試錐孔の坑壁付近の透水係数が、普通発破区間の試錐孔のそれよりも大きくなった。

報告書

溶存水素ガスの拡散移行に関する研究(概要)

村上 文啓*; 太田 正博*; 鈴木 雅之*; 樋口 和弘*

PNC-TJ1277 98-002, 74 Pages, 1998/02

PNC-TJ1277-98-002.pdf:2.49MB

炭素鋼オーバーパックの腐食によって発生する水素ガスが、ベントナイト緩衝材中の間隙水に溶存した形態にて拡散移動していく現象を把握するため、諸外国において提案されている代表的な拡散試験方法について調査した。その結果、溶存水素ガスを対象としたベントナイト中のみかけの拡散係数は1$$times$$10-11$$sim$$1$$times$$10-9m2/sであることがわかった。また、拡散方程式を用いた溶存水素ガスの移動量について解析・評価を行い、試験装置の設計検討に反映させるためのシミュレーションを実施した。その結果、みかけの拡散係数を2$$times$$10-12$$sim$$2$$times$$10-10m2/s、水素発生速度を2.7$$times$$10-2$$sim$$2.7Nm3/yとした場合、みかけの拡散係数が大きく水素発生速度が小さい場合には、オーバーパック周辺でのガス蓄積はなく、拡散支配であることがわかった。また、みかけの拡散係数が2$$times$$10-11m2/sの場合、水素発生速度が0.0181Nm3/y以下であればガス蓄積はなく、拡散支配となることがわかった。さらに、これらを踏まえて、我が国のベントナイト材料を対象とした拡散試験手法を選定し、試験装置の設計検討を実施した。

報告書

釜石原位置試験第2フェーズ平成9年度実施計画(案)

not registered

PNC-TN1000 97-003, 55 Pages, 1997/03

PNC-TN1000-97-003.pdf:2.0MB

釜石原位置試験第2フェーズは、地下深部の地質環境特性の詳細な把握とそこで起きる現象の理解、ならびに調査試験技術の高度化と確立を目的に、平成5年度から実施されている。平成9年度は第2フェーズの最終年度であるとともに、昭和63年から開始された原位置試験全体についての最後の年でもある。今年度の主な実施内容は以下のとおりである。 1TASK1(深部岩盤の地質構造・力学特性・水理特性・地球化学特性の把握) 2TASK2-1(掘削影響試験) 3TASK2-2(坑道周辺のREDOX状態調査) 4TASK3-1(収着・マトリックス拡散に関する研究) 5TASK3-2(移流・分散に関する研究) 6TASK4(人工バリア試験) 7TASK5(地震の影響に関する研究)

報告書

断層活動に伴う周辺地下水挙動の変化に関する解析(成果報告書)

古屋 和夫*; 伊東 守*; 児玉 敏雄*

PNC-TJ7705 97-001, 154 Pages, 1997/03

PNC-TJ7705-97-001.pdf:6.09MB

本資料は、兵庫県南部地震(1995年1月17日)の発生直後、淡路島北西部で観測された野島断層近傍での地下水挙動の変化について、応力・浸透連成解析を行った結果をまとめたものである。兵庫県南部地震の発生直後、淡路島北西部では、湧水量の増加や断層近傍での湧水の発生、あるいは山間部での地下水位の低下が観測され、その後、湧水は次第に減少あるいは停止していることが確認されている。このような現象の原因として、断層活動による地殻応力の変化や地震動によって生じた、地盤の急激な体積変化による過剰間隙水圧の上昇・下降の可能性が考えられる。本解析では、このような考えに基づき、断層活動に伴う周辺地下水挙動の変化について、応力・浸透連成解析を行い、以下の結果を得た。1)全水頭分布の時間変化より、地震後、断層部付近において、過剰間隙水圧が急激に上昇し、時間とともに消散していく現象が数値的に再現された。全水頭のピークは断層部EL-300$$sim$$500m付近において発生し、その値は55$$sim$$63m程度であった。2)断層部からの湧水量のピークは、地震直後$$sim$$13日程度で出現する。また、流量は、降雨を考慮しない場合0.014$$sim$$0.037m3/dayとなり、降雨を考慮した場合0.027$$sim$$1.180m3/dayとなった。3)解析対象地域の地下水環境に対する降雨の影響は大きく、継続的な降雨により、地下水の全水頭分布が大きく変化する。降雨を考慮しない場合、湧水量の最大ピークが8.5日であるのに対して、降雨を考慮した場合、ピークが地震直後に発生する。4)断層幅を変更(粘土化帯幅10m、破砕帯幅10mから粘土化帯幅1m、破砕帯幅20mに変更)した場合の解析の結果、湧水量には若干の差異はみられるものの、全体的に大きな相違は認められない。5)断層の粘土化帯の透水係数を小さく設定した場合(1.0$$times$$10-9cm/sec)、断層を境に東西の全水頭分布は不連続となり、その差は40m$$sim$$70m程度となる。

報告書

北延NATM坑道における緩み領域の透水試験

松岡 永憲*

PNC-TJ7439 97-002, 55 Pages, 1997/03

PNC-TJ7439-97-002.pdf:2.08MB

東濃鉱山北延NATM坑道では、機械掘削による坑道掘削影響試験が実施されている。この試験の一環として、坑道掘削により生じる掘削影響領域内の岩盤の水理学的特性の変化を把握するために、動力炉・核燃料開発事業団東濃地科学センターで開発された水理学的緩み領域計測装置を用いて、透水試験を実施した。今回透水試験を行った試錐孔はMH-1、2、3号孔であり、平成5年度に坑道掘削前の調査として同じ試験区間で透水試験が実施されている。試験結果として、間隙水圧は-0.037kgf/cm2$$sim$$0.039kgf/cm2であり、坑道掘削後に大きく低下した。透水係数は、泥岩部で2.2$$sim$$9.1$$times$$10-11cm/s、礫岩部で2.8$$times$$10-9$$sim$$2.4$$times$$10-7cm/sであり、泥岩部の値が計測器の下限値(1.0$$times$$10-9cm/s)を下回っており、礫岩部では大きな変化が認められなかった。礫岩部の透水係数及び泥岩部の参考値の透水係数も併せて評価すると、坑道掘削前後の透水係数に大きな変化はみられなかった。

報告書

MPシステムによる水圧計測

橋井 智毅*

PNC-TJ7308 97-003, 77 Pages, 1997/03

PNC-TJ7308-97-003.pdf:3.2MB

本業務は、地球化学的研究の一環として、地下水の地球化学的特性を把握するために東濃地域に開削された試錐孔DH-3孔において、MPシステムを使用して採水を行ったものである。地下水を採水後直ちに、物理化学パラメータ(PH、電気伝導度、水温)を測定した。採水量は一年間の合計で83.250●である。また、ベーラーで14776.000●を採水した。採水後は所定の容器に移し変え事業団に納入した。

報告書

間隙水圧モニタリング装置のメンテナンス報告書

松岡 永憲*

PNC-TJ1439 97-001, 39 Pages, 1997/03

PNC-TJ1439-97-001.pdf:1.69MB

釜石鉱山250mレベル坑道において坑道掘削影響試験の一部として、掘削坑道周辺の間隙水圧測定が実施されている。坑道掘削作業がこの間隙水圧測定システムに影響を与える可能性があるため、掘削作業前、作業中、作業後の3回、システムのメンテナンスを実施した。同時に問題がある間隙水圧計7台を交換した。交換前の間隙水圧計7台には、継続して初期ひずみの増加がみられた。メンテナンス作業中には、坑道掘削がシステム全体に影響を与えるような異常は認められなかった。

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