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報告書

幌延深地層研究計画における稚内層中の割れ目帯を対象とした物質移行試験; ボーリング調査および物質移行試験データ集

對馬 正人*; 武田 匡樹; 大野 宏和

JAEA-Data/Code 2018-008, 78 Pages, 2018/10

JAEA-Data-Code-2018-008.pdf:6.73MB
JAEA-Data-Code-2018-008(errata).pdf:0.11MB
JAEA-Data-Code-2018-008-appendix(DVD-ROM).zip:263.67MB

日本原子力研究開発機構は、北海道幌延町において、深地層の研究施設を活用した地層科学研究および地層処分研究開発を実施しており、このうち地層処分研究開発の一環として、泥岩中に分布する割れ目や岩石マトリクスを対象とした原位置トレーサー試験を実施している。本報告では、割れ目帯を対象に実施した原位置トレーサー試験とトレーサー試験に関わるボーリング調査結果の取りまとめを行った。

論文

A Study of methods to prevent piping and erosion in buffer materials intended for a vertical deposition hole at the Horonobe Underground Research Laboratory

城 まゆみ*; 小野 誠*; 中山 雅; 朝野 英一*; 石井 智子*

Geological Society Special Publications, 482, 16 Pages, 2018/09

The phenomena of "piping and erosion" are serious problems for the integrity of the buffer material as an element of engineered barrier systems in geological disposal for high-level radioactive waste. In this study, the outflow behavior and condition in buffer material has been investigated using a test pit drilled in host rock at Horonobe Underground Research Laboratory to acquire the knowledge to consider countermeasures to contain the outflow of the buffer material. The following are results. (1) The phenomena of "piping and erosion" occurred irrespective of injection flow rate. However, when the rate is small, it is considered that buffer material can be self-repairing and the erosion of buffer material can be suppressed. (2) When injection water contains a lot of electrolyte, the surface of buffer material peels off and precipitates, possibly suppressing waterproof performance. (3) It is considered that bentonite pellets are effective for countermeasures against buffering "piping and erosion".

論文

ガスが溶存した地下水を含む泥岩中の割れ目を対象とした原位置トレーサー試験条件の設定に関する検討

武田 匡樹; 石井 英一; 大野 宏和; 川手 訓*

原子力バックエンド研究(CD-ROM), 25(1), p.3 - 14, 2018/06

泥岩中における断層帯および掘削影響領域(EDZ)に発達する割れ目は、主要な水みちとして機能することがあるため、これらの構造における物質移行特性を評価することは、高レベル放射性廃棄物の地層処分における安全評価において重要である。しかし、泥岩中の割れ目を対象とした原位置トレーサー試験の適用事例は国内外含めて非常に少ない。そこで、日本原子力研究開発機構では、稚内層と呼ばれる珪質泥岩中の割れ目を対象に、非収着性であるウラニンを用いた原位置トレーサー試験を実施した。トレーサー試験の結果から、注水流量を揚水流量より大きくした場合に脱ガスの影響を低減することができる一方で、同様の条件ではトレーサー回収率が低くなったことから、本稿で報告したトレーサー試験においては、注水流量を揚水流量よりもやや高く設定することが適切な試験条件であることが分かった。ガスが溶存した地下水を含む岩盤を対象に注水および揚水を伴う原位置トレーサー試験を実施する際は、注水と揚水の流量比が(1)脱ガスの発生に与える影響、(2)トレーサー回収率に与える影響の双方を評価することが、脱ガスを抑制しつつトレーサー回収率を高めるための適切な試験条件を見出すことに有効である。

論文

幌延深地層研究センターにおける原位置岩盤の強度・変形物性の検討

丹生屋 純夫*; 青柳 和平; 藤田 朝雄; 白瀬 光泰*

第44回岩盤力学に関するシンポジウム講演集(CD-ROM), p.336 - 341, 2016/01

幌延深地層研究センターでは、き裂密度を考慮した岩級区分に基づいた岩盤の強度・変形物性を設定し、これらを地下施設の支保設計や坑道の安定性の評価に採用している。本報告では、調査坑道内で実施した平板載荷試験、ロックせん断試験、室内力学試験結果から、設計時に設定した坑道規模の岩盤における強度・変形物性を評価した。ロックせん断試験により得られた粘着力は、設計時に設定した値と、三軸圧縮試験により得られた残留強度の応力状態から得た値よりも小さく、内部摩擦角は逆に大きい結果となった。また、設計時および室内力学試験の残留応力状態から設定した破壊規準との比較により、ロックせん断試験に基づく破壊規準は施工時において最も保守的な値を与えることが示された。

論文

Comparative modeling of an in situ diffusion experiment in granite at the Grimsel Test Site

Soler, J. M.*; Landa, J.*; Havlova, V.*; 舘 幸男; 蛯名 貴憲*; Sardini, P.*; Siitari-Kauppi, M.*; Eikenberg, J.*; Martin, A. J.*

Journal of Contaminant Hydrology, 179, p.89 - 101, 2015/08

 被引用回数:22 パーセンタイル:9.05(Environmental Sciences)

マトリクス拡散現象は結晶質岩中の核種移行遅延プロセスとして重要である。スイスのグリムゼル原位置試験場において花崗岩マトリクス中の原位置長期拡散(LTD)試験を行った。試験孔内にHTO, Na $$^{+}$$, Cs $$^{+}$$を含むトレーサ溶液を循環させ、2年半の間、トレーサ濃度の減衰が観測された。拡散期間終了後に、オーバーコアリングによって、岩石中のトレーサ分布が分析された。岩石中の拡散深さは、HTOで20cm、Na $$^{+}$$で10cm、Cs $$^{+}$$で1cm程度であった。これらのデータセットに対し、拡散・収着モデルによる解釈が、複数のチームによって、異なるコードを用いて実施され、実効拡散係数(De)と岩石容量因子($$alpha$$)が導出された。複数のチームによる評価結果は、観測データを概ね再現可能であり、掘削影響による表面部分のDeと$$alpha$$の値が、岩石マトリックス部に比べて大きいことを示唆した。一方で、HTOの結果は実験データと解析結果に大きな乖離が認められ、この点は今後の詳細な検討が必要である。

報告書

超深地層研究所計画(岩盤力学に関する調査研究)深度500mにおける岩盤力学調査

桑原 和道; 佐藤 稔紀; 真田 祐幸; 高山 裕介

JAEA-Research 2015-005, 378 Pages, 2015/07

JAEA-Research-2015-005.pdf:125.5MB
JAEA-Research-2015-005.zip:0.53MB

本報告は、岩盤力学に関する調査研究のうち応力場の把握および岩盤の物理・力学特製の把握を目的として、瑞浪超深地層研究所の深度500mの研究坑道で実施した、深度500mを対象とした室内物理・力学試験、深度500mにおける円錐孔底ひずみ法による初期応力測定、深度500mにおけるDSCA法による初期応力測定、岩盤力学モデルの構築の成果を取りまとめたものである。

論文

An Investigation on mechanical properties of in-situ rock mass at the Horonobe Underground Research Laboratory

津坂 仁和*; 稲垣 大介*; 丹生屋 純夫*; 城 まゆみ*

Proceedings of 8th Asian Rock Mechanics Symposium (ARMS-8) (USB Flash Drive), 9 Pages, 2014/10

The Japan Atomic Energy Agency (JAEA) has been promoting the Horonobe Underground Research Laboratory Project in Hokkaido since 2001 to enhance the reliability of relevant disposal technologies through investigations of the deep geological environment in sedimentary rocks of Japan. In the project, investigations on mechanical property of in-situ rock mass were conducted in order to evaluate the methodology to build a mechanical dataset of the rock mass based on the results of laboratory tests using rock cores and borehole logs. In this paper, the methodology to be applied for the surface-based investigation around the URL was studied based on the results of in-situ investigation in the galleries at 250 m and 350 m depths.

報告書

軽水炉環境助長割れ現象解析装置の開発

中野 純一; 塚田 隆; 辻 宏和; 寺門 正吾; 高野 利夫; 遠藤 慎也

JAERI-Tech 2003-092, 54 Pages, 2004/01

JAERI-Tech-2003-092.pdf:14.05MB

照射誘起応力腐食割れ(Irradiation Assisted Stress Corrosion Cracking, IASCC)は中性子照射,応力及び高温水等の腐食環境が複雑に作用して生じる炉内構造材料の損傷現象であり、軽水炉の高経年化に伴う重要な検討課題となっている。IASCCにおけるき裂の発生・成長のメカニズムを解明するにはき裂成長のプロセスとき裂発生のプロセスを分離して検討することが必要である。そのため、照射材を用いて高温高圧水中での低ひずみ速度試験(Slow Strain Rate Test, SSRT)を無人で長時間連続して行いながら、試験片表面のその場観察が可能な装置を開発した。本装置の性能確証試験として、未照射のSUS304ステンレス鋼試験片を用いて561K, 9MPaの高温高圧水中において、試験片表面のその場観察を実施しながらの引張試験と未観察でのSSRTを行った。それらの結果から以下のことを確認した。(1)ホットセル内での遠隔操作による試験片の取扱・観察,データの記録が可能であること。(2)高温水中でのその場観察が可能であり、試験片形状は平板型が観察に適していること。(3)長期の試験期間において、試験条件を一定に制御可能であるとともに無人で安全にデータ取得が可能であること。

論文

Standard method of in-situ testing of HEPA filters in nuclear fuel facilities

池沢 芳夫; 松井 浩; 吉田 芳和*; 横地 明*; 甲野 啓一*; 笠置 徹*; 武田 隼人*; 三上 壮介*

Aerosols: Science,Industry,Health and Environment,Vol. 2, p.786 - 789, 1990/00

核燃料取扱施設において、HEPAフィルタシステム全体の総合捕集性能が設計値を保持していることを現場試験によって確認することは、排気浄化設備の安全性と信頼性を高める上で重要なことである。しかし、HEPAフィルタを2段またはそれ以上に設置した場合の総合捕集性能については、いくつかの評価上検討すべき点が存在している。そのため、これらの点を解決し、わが国における総合捕集効率の評価の精度を向上し、統一を図るためその技術基準を作成したので、その概要を報告する。

論文

Mixing of duct air for the representative air sampling in in-situ testing of high efficiency particulate air filters

松井 浩; 池沢 芳夫; 吉田 芳和*; 横地 明*; 松本 四郎*; 杉田 直紀*; 三上 壮介*

Aerosols: Science,Industry,Health and Environment,Vol. 2, p.720 - 723, 1990/00

核燃料施設の排気系に設置される高性能エアフィルタの総括捕集性能を現場で試験するさいに必要な代表試料サンプリングのためのダクト内空気混合について実験的に検討した。試験エアロゾル投入後のダクト内空気混合距離を、風速、ダクト径との関係で調べ、有効混合距離を求めた。また、混合を助長する要因として、ダクト曲りの効果、オリフィスの効果を調べ、さらに、多点サンプリング及び多孔ノズルのサンプリングの平均濃度評価への影響を調べた。

報告書

赤外線加熱によるTiC被覆モリブデンの熱サイクル試験

中村 和幸

JAERI-M 85-204, 7 Pages, 1985/12

JAERI-M-85-204.pdf:0.53MB

モリブデン基板上に反応性蒸着法で被覆した種々の組成のTiC被膜の密着性を、赤外線で繰返し加熱して調べた。その結果、1に近い組成比の膜の密着性が最も優れていることがわかった。なお、反応性蒸着法はJT-60その場コーティングに適用されるTiCの被覆方法である。

論文

Development of low-z surface coatings for JT-60 first wall

村上 義夫; 阿部 哲也; 中村 博雄

J.Nucl.Mater., 111-112, p.861 - 863, 1982/00

 被引用回数:22 パーセンタイル:11.48

JT-60計画では、壁材不純物の影響を軽減するため第一壁低Z化の開発試験を進めている。1981年半ばまでに数種のコーティング材料を用いて小試料を作製し(基材はモリブデン)、皮膜の熱疲労試験、熱衝撃試験、化学スパッタリング収率測定などを行った結果、コーティング材料としてTiCがもっとも適していることがわかった。小試料試験に引続き、現在TiC被覆実機大第一壁の試作とその性能試験を行なっているが、ここではコーティングに伴う基材強度の変化や皮膜の均一性などに配慮しつつ大型基材へのコーティング技術の確立をはかることにしている。一方、プレコートした壁を捕集するため、TiCのその場コーティング技術の開発も行なっている。10$$^{-}$$$$^{5}$$Torr台のアセチレンガス雰囲気でチタンを蒸発させる反応性蒸着法がJT-60に適用できることがわかった。

口頭

The GTS-LTD MONOPOLE-2 experiment at grimsel; Predictive modeling and comparison with monitoring data

Soler, J. M.*; Martin, A. J.*; Lanyon, G. W.*; Havlov$'a$, V.*; Siitari-Kauppi, M.*; 舘 幸男

no journal, , 

原位置の擾乱の少ない結晶質岩中のマトリクス拡散を現実的に評価することを目的に、スイスのグリムゼル原位置試験場において原位置長期拡散(LTD)プロジェクトを進めている。現在2回目の原位置拡散試験(モノポール2)を実施中である。1回目の原位置試験(モノポール1)の結果及び室内拡散試験の結果に基づき、モノポール2試験の予測解析を実施し、トレーサー注入孔及び観察孔中のモニタリングデータと比較した。非収着性トレーサー(HTO, Cl)については、室内での透過拡散試験から導出された拡散パラメータによって、モニタリングデータ、特に注入孔のデータがより良く説明された。収着性のCsとBaの初期の濃度減少は、これらの元素の高い収着性の影響を示すものである。モノポール1試験で得られたCsのパラメータは、モノポール2にも適用可能であった。しかしながら、Baについては、予測される以上に収着の影響が大きいと評価された。

口頭

Modeling the in-situ long-term sorption and diffusion experiment (LTDE-SD) at the Aspo Hard Rock Laboratory in Sweden; Scaling approach from laboratory to in-situ condition

舘 幸男; 伊藤 剛志; Gylling, B.*

no journal, , 

スウェーデンエスポ岩盤研究所における原位置長期収着・拡散試験(LTDE-SD)は、室内から原位置条件へのスケーリング手法を確証するための有効なデータセットを提供している。スイスグリムゼル試験場における原位置長期拡散試験(LTD)プロジェクトにおいて開発してきたスケーリング手法のLTDE-SD試験結果への適用性評価を、亀裂性結晶質岩中の水理・物質移行に関するモデル化に関するSKBタスクフォースの一環として実施した。我々のモデル化手法は10の放射性核種の収着・拡散の全体的な傾向性をよく説明することができ、この手法が多様な放射性核種や複雑な亀裂系にも適用可能であることを確認した。

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