幌延深地層研究センター

深地層研究計画の状況 >> 調査研究の状況 >> 平成28年度

深地層研究計画の状況 -調査研究の状況-

平成28年度の調査研究の状況

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平成29年3月24日(金)更新

写真 原子力環境整備促進・資金管理センターとの共同研究に関する専門委員会を開催

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 3月17日(金)に、幌延深地層研究センター国際交流施設において、原子力環境整備促進・資金管理センター(以下、原環センター)との専門委員会を開催しました。
 本専門委員会では、幌延深地層研究センターの地下施設や原環センターの運営する地層処分実規模試験施設で実施している共同研究「人工バリア等の健全性評価及び無線計測技術の適用性に関する研究」及び「搬送定置・回収技術の実証的検討に関する研究」における平成28年度の成果ならびに今後の課題等について意見交換を行いました。
写真 専門委員会の様子

写真 専門委員会の様子

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平成29年3月24日(金)更新

写真 超音波式ボアホールカメラによるボーリング孔壁画像の取得*1

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 今年度から琉球大学およびアース・スキャニング研究会*2との共同研究である、「亀裂性堆積軟岩の物性評価法に関する研究」を進めています。本研究では、超音波式ボアホールカメラにより取得されたボーリング孔壁の画像と、岩石コアの力学試験結果等を比較し、岩盤の性質(強度や変形など)を定量的に分類する新たな指標を作ることを目的としています。
 本研究で実施する原位置調査の一環として、超音波式ボアホールカメラによるボーリング孔壁画像の取得作業を、3月16日に実施しました。対象としたボーリング孔は、東立坑の坑底(深度380m)から掘削した長さ120mのボーリング孔です( 平成28年11月4日掲載記事 参照)。写真1に現場作業状況を示します。ボーリング孔に、写真2に示す超音波式ボアホールカメラを挿入し、写真3に示すような孔壁の画像を取得しました。今後は、岩石コアの力学試験を実施し、今回得られた画像やコア観察結果・検層結果等と比較して、岩盤の性質を定量的に分類する指標について検討します。

*1 超音波式ボアホールカメラによる画像取得とは…
 超音波を発信して、反射してくる波の強度を測定し、反射強度をデータ処理して画像に変換する観察方法です。

*2 アース・スキャニング研究会とは…
 地盤調査のビジュアル化の発展・普及に努め、人々が安心できる社会の基盤づくりを目指して設立された団体。1993年に設立され、12社の地質・建設コンサルタント会社やメーカーで構成されている。
写真1 現場作業の様子

写真1 現場作業の様子

写真2 超音波式ボアホールカメラ

写真2 超音波式ボアホールカメラ

写真3 取得された孔壁の画像

写真3 取得された孔壁の画像

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平成29年3月10日(金)更新

写真 もみ殻由来シリカを用いた低アルカリ性セメントの注入試験―その2
(大成建設および日鉄住金セメントとの共同研究)

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 平成28年度から平成29年度にかけて、大成建設(株)および日鉄住金セメント(株)と低アルカリ性セメントに関する研究を実施しています。本共同研究では、大阪大学 接合科学研究所の近藤勝義教授および梅田純子准教授が開発したもみ殻由来シリカを利用した低アルカリ性セメント*1を用いて、350m調査坑道の底盤において注入試験を実施しました。( 2月3日の掲載記事 参照)
 現在は、セメント注入後の周辺地下水環境への影響について、地下水のpHを自動で計測するシステムを設置し、測定を3月7日より開始しています(写真)。測定は平成29年度にかけて実施し、普通ポルトランドセメントと低アルカリ性セメントによる周辺地下水への影響の違いについて調査する計画です。

*1 もみ殻由来シリカを利用した低アルカリ性セメントとは…
 もみ殻から得られるシリカ(二酸化ケイ素:SiO2)を利用したもので、普通ポルトランドセメントよりも地層処分環境として好ましい低アルカリ性(pH<11)を示します。シリカは食品の乾燥剤などにも含まれています。
 なお、本共同研究では、国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構生物系特定産業技術支援センターの委託事業である、革新的技術創造促進事業(異分野融合共同研究)「ナノ構造体シリカ粒子の高純度・低コスト化製法開発と工業用機能性素材の用途開拓」の一部を活用しています。
写真 pH計測システムの設置状況

写真 pH計測システムの設置状況

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平成29年2月24日(金)更新

写真 長期モニタリング孔における水圧観測
(データ回収及びメンテナンス作業)

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 地表から掘削したボーリング孔を用いたモニタリング技術開発の一環として、地下水の水圧の長期モニタリングを実施しています( 平成25年11月22日掲載記事 平成26年3月7日掲載記事 平成26年12月26日掲載記事 参照)。
 毎月、観測したデータを回収するため、ボーリング孔( HDB-1,2,3,5,6,7,9孔 )まで行っています。冬期は、現場までの移動に雪上車やスノーシューを使用します。今回はデータを回収するとともに観測装置の電源用バッテリーの交換などのメンテナンスを行いました。
写真 現場周辺の状況

写真 現場周辺の状況

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平成29年2月3日(金)更新

写真・動画 もみ殻由来シリカを用いた低アルカリ性セメントの注入試験
(大成建設および日鉄住金セメントとの共同研究)

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 平成28年度から平成29年度にかけて、大成建設(株)および日鉄住金セメント(株)と低アルカリ性セメントに関する研究を実施しています。本共同研究では、大阪大学 接合科学研究所の近藤勝義教授および梅田純子助教が開発したもみ殻由来シリカを利用した低アルカリ性セメント*1を用いて、350m調査坑道の底盤において注入試験を実施します。
 試験では、上記低アルカリ性セメントの他に通常のセメント(普通ポルトランドセメント)も用いて、岩盤への注入性を確認します。また、セメント注入後の周辺地下水環境への影響についても調査します。現在はボーリング孔の掘削(写真、動画)および注入を順次実施しています。

*1 もみ殻由来シリカを利用した低アルカリ性セメントとは…
 もみ殻から得られるシリカ(二酸化ケイ素:SiO2)を利用したもので、普通ポルトランドセメントよりも地層処分環境として好ましい低アルカリ性(pH<11)を示します。シリカは食品の乾燥剤などにも含まれています。
 なお、本共同研究では、国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構生物系特定産業技術支援センターの委託事業である、革新的技術創造促進事業(異分野融合共同研究)「ナノ構造体シリカ粒子の高純度・低コスト化製法開発と工業用機能性素材の用途開拓」の一部を活用しています。

写真 ボーリング孔の掘削状況

写真 ボーリング孔の掘削状況

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平成29年1月27日(金)更新

写真 試験坑道2における試験設備の整備―その4
(原子力環境整備促進・資金管理センターとの共同研究)

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 原子力環境整備促進・資金管理センターとの共同研究「 搬送定置・回収技術の実証的検討に関する研究 」では、 深度350m調査坑道 の試験坑道2において、処分坑道横置き定置方式*による、人工バリアの搬送定置・回収技術の実証試験を計画しています。
 これまでに、試験の実施に向けた試験坑道2の整備として、コンクリートの打設( 平成28年12月9日掲載記事 参照)、模擬人工バリアを設置するためのコンクリート製の台座の設置( 平成28年12月22日掲載記事 参照)を行いました。
 今回は、試験に必要な機材等の仮置き、組み立て、搬入等の作業を行うためのステージを試験坑道2の入口に設置しました(写真1,2)。

* 処分坑道横置き定置方式とは…
 坑道に人工バリアを横向きに定置する方式です。(なお、試験坑道4で実施している 人工バリア性能確認試験 は竪置き定置方式を採用しています。)

写真1 ステージ設置状況

写真1 ステージ設置状況

写真2 試験坑道2整備状況

写真2 試験坑道2整備状況

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平成29年1月20日(金)更新

写真・図 健岩部における物質移行試験の開始

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  深度350m調査坑道 では、地下環境中で物質がどのように移行するのかを把握するための物質移行試験を実施しています。
 ここでは、岩盤中に割れ目がない領域(健岩部)を対象として物質の動きを把握するため、これまで東周回坑道の北東部にてボーリング孔を掘削し( 平成28年7月29日掲載記事 参照)、岩盤中の水の流れ易さなどを調べる試験(水理試験)を行ってきました( 平成28年9月2日掲載記事 参照)。その後、物質移行試験に必要な装置の設置が完了したため(写真)、トレーサー*1をボーリング孔内に注入し、1月16日より試験を開始しました。図は物質移行試験のイメージを示しています。

* トレーサーとは…
 地下水の流れの方向や流れる時間などを調べるために、地下水に目印としてまぜる染料やその他の薬品を指します。なお、幌延深地層研究センターでは環境に影響のない一般的な試薬を用いており、放射性物質を目印としてまぜていません。

写真 試験装置の設置状況

写真 試験装置の設置状況

図 物質移行試験のイメージ

図 物質移行試験のイメージ

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平成28年12月22日(木)更新

写真 試験坑道2における試験設備の整備―その3
(原子力環境整備促進・資金管理センターとの共同研究)

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 原子力環境整備促進・資金管理センターとの共同研究「 搬送定置・回収技術の実証的検討に関する研究 」では、 深度350m調査坑道 の試験坑道2において、処分坑道横置き定置方式*による、人工バリアの搬送定置・回収技術の実証試験を計画しています。
 これまでに、試験の実施に向けた整備としてコンクリートを打設し( 12月9日掲載記事参照 )、今回新たに模擬人工バリアを設置するためのコンクリート製の台座を設置しました(写真1,2、動画)。今後は、試験に必要な機材等を置くためのステージを試験坑道の入口に設置する予定です。

* 処分坑道横置き定置方式とは…
 坑道に人工バリア等を横向きに定置する方式です。(なお、試験坑道4で実施している 人工バリア性能確認試験 は竪置き定置方式を採用しています。)

写真1 コンクリート台座の設置作業

写真1 コンクリート台座の設置作業

写真2 コンクリート台座の設置状況

写真2 コンクリート台座の設置状況

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平成28年12月9日(金)更新

写真 試験坑道2における試験設備の整備―その2
(原子力環境整備促進・資金管理センターとの共同研究)

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 原子力環境整備促進・資金管理センターとの共同研究「 搬送定置・回収技術の実証的検討に関する研究 」では、 深度350m調査坑道 の試験坑道2において、処分坑道横置き定置方式*による、人工バリアの搬送定置・回収技術の実証試験を計画しています。
 現在は試験の実施に向けた整備を行っており、 11月18日掲載記事 で紹介したコンクリートの打設が終了しました(写真1、2)。今後は、模擬人工バリアを設置するためのコンクリート製の台座や、実証試験実施のための作業用のステージを設置する予定です。

* 処分坑道横置き定置方式とは…
 坑道に人工バリア等を横向きに定置する方式です。(なお、試験坑道4で実施している 人工バリア性能確認試験 は竪置き定置方式を採用しています。)

写真1 試験坑道2(コンクリート打設前)の状況

写真1 試験坑道2(コンクリート打設前)の状況

写真2 試験坑道2(コンクリート打設後)の状況

写真2 試験坑道2(コンクリート打設後)の状況

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平成28年12月2日(金)更新

図・写真 固液分離槽の設置(原子力環境整備促進・資金管理センターとの共同研究)

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 原子力環境整備促進・資金管理センターとの共同研究である「搬送定置・回収技術の実証的検討に関する研究」の一環として、ゆめ地創館に隣接する地層処分実規模試験施設に、緩衝材除去システム(図および 1月8日掲載記事 参照)の一部である塩水リユース設備(図中A)のうち固液分離槽を設置しました。(写真)
 塩水リユース設備は、平成27年度に設置した緩衝材除去装置(塩水を噴射して緩衝材を除去する装置、図中@)で回収される塩水と緩衝材の混合液を沈降方式により分離し、塩水を再利用するためのものです。
 今回設置した固液分離槽は塩水と緩衝材の分離に利用されます。
図 緩衝材除去システムの構成(赤点線枠が今回設置した固液分離槽)

図 緩衝材除去システムの構成
(赤点線枠が今回設置した固液分離槽)

写真 設置状況

写真 設置状況

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平成28年11月25日(金)更新

写真 幌延地圏環境研究所との研究交流会

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 11月15日(火)に、幌延深地層研究センター国際交流施設において幌延地圏環境研究所(H-RISE)との第21回研究交流会を開催しました。幌延深地層研究センターでは、H-RISEとの研究協力の一環として、研究成果の共有を目的とした研究交流会を平成16年度より実施しています。
 研究交流会では、センターからは割れ目を対象とした物質移行試験や人工き裂を含んだ岩石試料の力学試験に関する発表を行い、H-RISEからは地下微生物を活用した有機物のバイオメタン化に関する研究についての発表があり、それぞれの報告に関する意見交換を行いました。
写真 研究交流会の様子

写真 研究交流会の様子

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平成28年11月18日(金)更新

写真 試験坑道2における試験設備の整備
(原子力環境整備促進・資金管理センターとの共同研究)

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 原子力環境整備促進・資金管理センターとの共同研究「 搬送定置・回収技術の実証的検討に関する研究 」では、 深度350m調査坑道 の試験坑道2において、処分坑道横置き方式*による、人工バリアの搬送定置・回収技術の実証試験を予定しています。
 現在は、試験の実施に向けた整備を行っており、これまでに、試験坑道2の底部に鉄筋を組み立て(写真1)、計測器を設置し(写真2)、鋼製の型枠を設置して(写真3)、コンクリートを打設しました。今後、同様の作業を繰り返しコンクリート製の試験設備を整備します。

*1 処分坑道横置き方式とは…
 坑道に人工バリア等を横向きに設置する方式です。(なお、試験坑道4で実施している 人工バリア性能確認試験 は竪置き方式を採用しています。)

写真1 鉄筋組立作業

写真1 鉄筋組立作業

写真2 計測器設置状況

写真2 計測器設置状況

写真3 鋼製型枠の設置

写真3 鋼製型枠の設置

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平成28年11月4日(金)更新

水圧擾乱(じょうらん)試験および物質移行試験のためのボーリング孔掘削(進捗その4)

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 東立坑の坑底(深度380m)にて、水圧擾乱試験*1および物質移行試験(原位置トレーサー試験*2)を行うために、ボーリング孔(鉛直孔)の掘削を開始し( 1月15日掲載記事2月19日掲載記事3月18日掲載記事4月22日掲載記事 参照)、岩盤の割れ目の位置等の確認( 5月20日掲載記事 参照)や水理試験( 6月24日掲載記事 参照)を実施してきました。
 現在、1本目のボーリング孔(掘削長109m)の調査が終了した段階にあり、来週から、1本目のボーリング孔から約2.6m離れた位置(図)に、2本目のボーリング孔(鉛直孔)の掘削を開始します。

*1 水圧擾乱試験とは…
 通常よりも高い注入圧を用いて、一時的な水圧上昇が割れ目の水理特性に与える影響を確認する試験

*2 原位置トレーサー試験とは…
 地下水にトレーサー(目印として混ぜる染料やその他の薬品)を流し、地下水の流れの方向や流れる時間などを調べる試験。幌延深地層研究センターでは、トレーサーには一般的な試薬を用い、放射性トレーサーを利用した試験を行うことはありません。

図 ボーリング孔の配置のイメージ(水平断面図)

図 ボーリング孔の配置のイメージ(水平断面図)

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平成28年10月28日(金)更新

写真 岩盤力学に関する研究成果を国際シンポジウムで発表

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 10月18日(火)〜20日(木)に、インドネシアのバリで開催された、「第9回アジア岩盤力学シンポジウム(9th Asian Rock Mechanics Symposium : ARMS-9)」において、地下施設での調査から得られた研究成果を発表しました。本会議は、岩盤力学に関連する幅広い分野の最新の知識、技術、事例について情報交換を行い、技術水準の向上を図ることを目的としています。本会議には、23か国から約200名の研究者が参加し、132件の論文発表がありました。
 当センターからは、地下坑道の支保設計や、坑道周辺の掘削影響領域*1の推定のために必要な情報である、岩盤に作用する圧力の推定手法*2について発表を行うとともに、諸外国の専門家と、構築した手法の発展性や今後の研究の展望等について意見交換を行いました。

*1 掘削影響領域とは…
 地下坑道の掘削に伴って坑道周辺の岩盤に生じるゆるみ領域(亀裂が発生する領域)のことを指します。

*2 岩盤に作用する圧力の推定手法とは…
 本手法の詳細に関しては、「幌延深地層研究計画 平成27年度調査研究成果報告」のpp.22-23に記載があります。

写真1 ARMS-9開催会場の外観

写真1 ARMS-9開催会場の外観

写真2 ポスターセッションにおける研究発表の様子

写真2 ポスターセッションにおける
研究発表の様子

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平成28年10月21日(金)更新

写真 オーバーパック溶接部腐食試験のセンサ動作確認試験および環境調査
(原子力環境整備促進・資金管理センターとの共同研究)

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 深度350m調査坑道の試験坑道5において、オーバーパック溶接部腐食試験(平成27年10月1日、平成27年1月16日掲載記事参照)で使用しているセンサが正常に稼働しているかどうかの動作確認試験と、試験坑道内の環境が腐食に及ぼす影響を検討するための調査を行いました。
 センサ動作確認試験では、腐食速度センサを対象に他のセンサや加熱用ヒーターによる影響の有無などについて確認するとともに、環境調査では、試験坑道5の床面に掘削した3つの試験孔の地下水中の溶存酸素量と溶存二酸化炭素量、各試験孔の水面付近および試験坑道5の二酸化炭素濃度の測定を行いました。
写真1 センサ動作確認試験の様子

写真1 センサ動作確認試験の様子

写真2 試験坑道内の環境調査の様子

写真2 試験坑道内の環境調査の様子

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平成28年10月14日(金)更新

写真 国際共同研究プロジェクト(LTDプロジェクト)に係わる国際会議を開催

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 10月11日(火)〜13日(木)に、幌延深地層研究センター国際交流施設において国際共同研究プロジェクト(LTD*1プロジェクト)に係わる国際会議を開催しました。
 本プロジェクトはグリムゼル国際共同研究の1プロジェクトとして進められており、スイスのグリムゼル原位置試験場*2において原位置長期拡散試験が行われています。
 今回の会議では、8か国18名が出席し、グリムゼルにおける原位置長期拡散試験の最新データを踏まえて、今後のLTDプロジェクトの計画についての検討が行われました。その中で、幌延深地層研究センターで実施している原位置での物質移行試験について報告し、物質移行に関する各研究機関の専門家と意見交換を行いました。
 また、10月11日(火)には、地下研究施設の深度350m調査坑道および地層処分実規模試験施設を見学しました。

*1 LTDとは…
 Long-Term Diffusion(長期にわたる拡散現象)の略。

*2 グリムゼル原位置試験場とは…
 スイスの放射性廃棄物処分実施主体であるNagra[スイス放射性廃棄物管理共同組合]により建設され、放射性廃棄物処分プロジェクトを広範囲に支援するために運営されている花崗岩を対象とした地下研究施設です。

写真 LTDプロジェクト会議の様子

写真 LTDプロジェクト会議の様子

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平成28年10月6日(木)更新

写真 2016年度土木学会土木情報学論文賞の受賞

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 9月26日に東京で開催された、公益財団法人土木学会第41回土木情報学シンポジウムにおいて、室蘭工業大学や幌延深地層研究センター職員らによる投稿論文「 Web 3Dと時空間データベースを援用した地下空間開発支援システムの設計とその実装 」が2016年度の土木情報学論文賞として表彰されました。
 論文の内容は、地下空間開発の調査・計画・設計・施工の各ステージにおいて収集される膨大な情報を、パソコン上に構築した仮想空間を利用して直感的に管理・処理することのできるシステムを設計し、その実用性を深地層研究施設の情報を用いて検証したものです。
 土木情報学論文賞は、前年の土木学会論文集F3(土木情報学)に論文を発表し、独創的な業績を挙げ、土木情報学における学術・技術の進歩、発展に顕著な貢献をなしたと認められた論文の著者全員に授与されるものです。
※受賞者一覧は、 土木学会土木情報学委員会HP参照。
写真 土木情報学論文賞の表彰状

写真 土木情報学論文賞の表彰状

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平成28年9月30日(金)更新

写真 学生受入制度による大学院生の受入

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 日本原子力研究開発機構では原子力分野の人材育成を目的とした 学生受入制度を設けており、この制度を利用して、幌延深地層研究センターでは、9月6日(火)から13日(火)の期間で、日本大学大学院 総合基礎科学研究科の大学院生1名が実習に参加しました。
 実習では、「坑道周辺岩盤の損傷状態評価手法の習得」を目的として、深度140m調査坑道において、 弾性波トモグラフィ調査の実施と測定データの解析、 内空変位測定および地下水の水質分析を行い、坑道掘削後の岩盤物性の経時変化を評価しました。

写真1 140m調査坑道における弾性波トモグラフィ調査の様子

写真1 深度140m調査坑道における
弾性波トモグラフィ調査の様子

写真2 学生へ指導する様子

写真2 学生へ指導する様子

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平成28年9月30日(金)更新

図・写真 単一割れ目における物質移行試験 ボーリング孔掘削

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 深度350m調査坑道では、天然バリア(岩盤)および人工バリア(緩衝材)中での物質の挙動を把握するための物質移行試験を実施しています。これまで、単一割れ目内の地下水の動きを把握するため、西周回坑道の北側において収着性*1および非収着性のトレーサー*2を用いた原位置試験を行ってきました( 平成26年10月2日平成27年2月20日平成27年9月11日 掲載記事参照)。
 今年度は、単一割れ目内の物質の動きや拡がり方を把握する試験を行います。本試験のため、ボーリング孔の掘削を西周回坑道(換気立坑付近;図)において9月29日より開始しました(写真)。

*1 収着性とは…
 固体や液体等の表面に物質がくっつく現象(吸着)と、固体や液面の内部に取り込まれる現象(吸収)の両方をあわせて収着と言い、収着を起こしやすい物質の性質を指します。

*2 トレーサーとは…
 地下水の流れの方向や流れる時間などを調べるために、地下水に目印としてまぜる染料やその他の薬品を指します。
 幌延深地層研究センターでは一般的な試薬を用い、放射性トレーサーを利用した原位置トレーサー試験を行うことはありません。

図 物質移行試験の位置(イメージ)

図 物質移行試験の位置(イメージ)

写真 ボーリング孔掘削作業の様子

写真 ボーリング孔掘削作業の様子

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平成28年9月16日(金)更新

写真 WMESS2016における研究成果の発表

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 幌延深地層研究センターでは、地質構造モデルに関する調査・解析技術の開発の一環として、地上からのボーリング調査や坑道掘削時に行われる坑道壁面の地質観察の結果に基づき、断層の分布について調査しています。これまでの調査では、研究坑道周辺の稚内層(地下施設では深度約250m以深に分布)における2種類の断層(層理面*に平行な断層とそれと交差する断層)の分布に関する特徴やそれらの交差関係について研究してきました。
 この成果を9月5日(月)から8日(木)にかけてチェコ共和国のプラハにて開催されたWMESS(World Multidisciplinary Earth Sciences Symposium:世界学際的地球科学シンポジウム)2016において発表しました。本会議には、約50か国から500名程度の研究者や技術者が参加し、地球科学に関する様々な分野の研究成果の発表が行われました。
 当センターのポスター発表では、参加者から質問があり、断層の詳細な特徴や研究の意義、今後の展望に関して議論を交わしました。

* 層理面とは・・・ 地層を構成している層と層の境界面をいいます。
写真1 WMESS2016の会場

写真1 WMESS2016の会場

写真2 ポスター発表の様子

写真2 ポスター発表の様子

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平成28年9月9日(金)更新

写真 「幌延深地層研究センターにおける掘削損傷領域の可視化手法の検討」
−割れ目への樹脂充填状況の確認その2−(京都大学との共同研究)

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 京都大学との共同研究「幌延深地層研究センターにおける掘削損傷領域の可視化手法の検討」( 2月5日掲載記事 参照)に関する作業として、 深度350m調査坑道 の試験坑道3において樹脂*を充填したボーリング孔周辺の岩石試料の採取および観察を実施しました( 8月5日掲載記事 参照)。
 今回の試料採取では、前回よりも径が大きい、直径約13cmの大きさで注入孔を囲うように岩石試料を採取しました。さらに、試料の観察および試料採取後の孔内の観察により、割れ目への樹脂の充填状況を確認しました。
 写真1は岩石試料の採取作業の様子を、写真2は採取した岩石試料を示します。採取した岩石試料を紫外線照射下で観察したところ、写真2の下部に示すように、割れ目内に発光している部分を確認しました。また、試料採取後の孔内に紫外線を照射したところ、写真3に示すように、坑道の壁面の近くで発光する割れ目を確認することができました。
 これにより、今回採用した方法が、坑道周辺に発達した割れ目の可視化に有効である可能性が示されました。今後も試料採取と観察を継続し、掘削損傷領域内部の割れ目の開口幅や連結性に関する情報を整理するとともに、掘削損傷領域の可視化手法の構築を進めていきます。

*使用した樹脂には蛍光剤が混ぜ込んであり、紫外線を照射すると青く光る性質を有しています。
写真1 岩石試料採取作業の様子

写真1 岩石試料採取作業の様子

写真2 今回採取した岩石試料(写真上:自然光での撮影)と、割れ目内に充填された樹脂(写真下:紫外線照射下での撮影)

写真2 採取した岩石試料(写真上:自然光での撮影)と、
割れ目内に充填された樹脂(写真下:紫外線照射下での撮影)

写真3 坑道壁面周辺の樹脂が充填された割れ目の様子(掘削孔内、紫外線照射下での撮影)

写真3 坑道壁面周辺の樹脂が充填された
割れ目の様子
(掘削孔内、紫外線照射下での撮影)

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平成28年9月2日(金)更新

写真 健岩部における物質移行試験 水理試験

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 深度350m調査坑道では、天然バリア(岩盤)および人工バリア(緩衝材)中での物質の挙動を把握するための物質移行試験を実施しています。
 今年度は、天然バリア(岩盤)を対象に割れ目がない岩盤部分(健岩部)での物質の動きや拡がり方を把握するために、収着性*1のトレーサー*2を用いた原位置試験を東周回坑道の北東部にて行います。トレーサー試験に使用するボーリング孔の掘削を平成28年7月28日より開始し(7月29日掲載記事参照)、引き続き、岩盤中の水の流れ易さなどを調べる水理試験を9月1日より開始しています。写真は水理試験装置をボーリング孔内へ挿入する様子です。

*1収着性とは…
 固体や液体等の表面に物質がくっつく現象(吸着)と、固体や液面の内部に取り込まれる現象(吸収)の両方をあわせて収着と言い、収着を起こしやすい物質の性質を指します。

*2 トレーサーとは…
 地下水の流れの方向や流れる時間などを調べるために、地下水に目印としてまぜる染料やその他の薬品を指します。幌延深地層研究センターでは一般的な試薬を用い、放射性トレーサーを利用した原位置トレーサー試験を行うことはありません。

写真 ポスターセッションでの議論の様子

写真 水理試験装置をボーリング孔内へ挿入する様子

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平成28年8月19日(金)更新

写真・図 緩衝材流出試験(原子力環境整備促進・資金管理センターとの共同研究)の途中経過

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  深度350m調査坑道 の試験坑道5において、緩衝材と岩盤の隙間にできる水みちを確認するための緩衝材流出試験( 平成27年11月13日掲載記事 参照)を実施しています。平成28年2月から、図に示すように試験孔内に緩衝材を設置し、斜めのボーリング孔から地下水を毎分100mlで注水を継続してきました。
 今般、およそ半年間の試験を終了し、緩衝材を引上げ、水みちの有無の観察や分析のための試料採取を行いました。今後は、採取した試料を使用して、緩衝材の密度や含水量を調べていきます。
写真 緩衝材流出試験の試験体引上げ状況

写真 緩衝材流出試験の試験体引上げ状況

図 緩衝材流出試験のイメージ

図 緩衝材流出試験のイメージ

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平成28年8月19日(金)更新

写真 人工バリア性能確認試験の現状についての研究発表
(日本原子力学会バックエンド部会、第32回バックエンド夏期セミナー)

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 平成28年8月3日(水)から5日(金)の日程で、鹿児島県鹿児島市において一般社団法人日本原子力学会バックエンド部会主催の「第32回バックエンド夏期セミナー」が開催されました。本セミナーのテーマは「放射性廃棄物処分における分野横断的研究」であり、低レベルおよび高レベル放射性廃棄物の処理・処分、ガラス固化技術の高度化等について、約90名の参加者による分野の枠を超えた議論が行われました。
 幌延深地層研究センターからは、ポスターセッションにて、深度350m調査坑道において実施している人工バリア性能確認試験の現状を紹介し、専門家との議論を行いました(写真)。
写真 ポスターセッションでの議論の様子

写真 ポスターセッションでの議論の様子

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平成28年8月5日(金)更新

写真 「幌延深地層研究センターにおける掘削損傷領域の可視化手法の検討」
−割れ目への樹脂充填状況の確認−(京都大学との共同研究)

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 京都大学との共同研究「幌延深地層研究センターにおける掘削損傷領域の可視化手法の検討」( 2月5日掲載記事 参照)に関する作業として、 深度350m調査坑道 の試験坑道3において樹脂*を注入したのち( 4月1日掲載記事 参照)周辺に新たにボーリングを実施して岩石試料を採取し、割れ目への樹脂の充填状況を確認しました。
 写真1は岩石試料の採取作業の様子を、写真2は採取した岩石試料を示します。採取した岩石試料を紫外線照射下で観察したところ、写真3に示すように掘削損傷領域内部の割れ目への樹脂の充填が確認されました。今後も注入孔周辺での岩石試料採取作業を実施するとともに、岩石試料の詳細な観察により、掘削損傷領域内部の割れ目の開口幅や連結性に関する情報を整理し、掘削損傷領域の可視化手法を整備していきます。

*樹脂
 今回注入した樹脂には蛍光剤が混ぜ込んであり、紫外線を照射すると青く光る性質を有しています。

写真1 岩石試料採取作業の様子

写真1 岩石試料採取作業の様子

写真2 採取した岩石試料

写真2 採取した岩石試料

写真3 割れ目内に充填された樹脂

写真3 割れ目内に充填された樹脂

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平成28年7月29日(金)更新

写真・図 健岩部における物質移行試験 ボーリング孔掘削

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 深度350m調査坑道では、天然バリア(岩盤)および人工バリア(緩衝材)中での物質の挙動を把握するための物質移行試験を実施しています。これまで割れ目がない岩盤部分(健岩部)での物質の動きや拡がり方を把握するため、収着性*1のトレーサー*2を用いた原位置試験を行ってきました( 平成26年7月18日平成27年12月11日 掲載記事参照)。
 今年度は、試験条件(トレーサーの種類や水質など)を変えた原位置試験を東周回坑道の北東部において(図)実施します。試験に使用するボーリング孔の掘削を平成28年7月28日に開始しました(写真)。

*1 収着性とは…
 固体や液体等の表面に物質がくっつく現象(吸着)と、固体や液面の内部に取り込まれる現象(吸収)の両方をあわせて収着と言い、収着を起こしやすい物質の性質を指します。

*2 トレーサーとは…
 地下水の流れの方向や流れる時間などを調べるために、地下水に目印としてまぜる染料やその他の薬品を指します。幌延深地層研究センターでは一般的な試薬を用い、放射性トレーサーを利用した原位置トレーサー試験を行うことはありません。
図 物質移行試験の位置(イメージ)

図 物質移行試験の位置(イメージ)

写真 ボーリング孔掘削の様子

写真 ボーリング孔掘削の様子

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平成28年7月29日(金)更新

写真 ゴールドシュミット2016における研究成果の発表

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   平成28年6月26日(日)から7月1日(金)にかけて、パシフィコ横浜(写真1)において、地球化学の研究に係わる国際会議であるゴールドシュミット2016が開催されました。会議には、50ヶ国以上から3500人程度の研究者が参加し、141のセッションに分かれて研究成果の発表が行われました(写真2)。
 幌延深地層研究センターからは、「放射性廃棄物の地層処分」に係わるセッションに2名が参加しました。会議では、幌延の地下水を対象とした地球化学研究として、微生物の作用に伴う地下水中の炭素を含むガス(メタンや二酸化炭素)の安定同位体*への影響についての研究および地下水中に存在するコロイド(1nm〜1μmの大きさの粒子)濃度の測定方法に関する研究について発表しました。

* 安定同位体とは…
原子番号が等しく、質量数が異なる原子を同位体と呼びますが、その中で、放射線を出さず、自発的には他の核種に変化しない同位体を安定同位体と呼びます。
写真1 開催場所(パシフィコ横浜)

写真1 開催場所(パシフィコ横浜)

写真2 ポスター発表会場の様子

写真2 ポスター発表会場の様子

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平成28年6月24日(金)更新

写真 水圧擾乱試験および物質移行試験のための水理試験

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 東立坑の坑底(深度380m)から掘削したボーリング孔( 1月15日掲載記事2月19日掲載記事3月18日掲載記事4月22日掲載記事 参照)において、水理試験*1を6月13日より開始しています。
 これは、水圧擾乱試験*2および物質移行試験(原位置トレーサー試験*3)の事前調査のために行っているものです。写真1はボーリング孔内に設置する水理試験装置です。写真2は水理試験装置をボーリング孔内へ挿入する様子です。

*1 水理試験とは…
 岩盤中の水の流れ易さなどを調べる試験
*2 水圧擾乱試験とは…
 通常よりも高い注入圧を用いて、一時的な水圧上昇が割れ目の水理特性に与える影響を確認する試験
*3原位置トレーサー試験とは…
 地下水にトレーサー(目印として混ぜる染料やその他の薬品)を流し、地下水の流れの方向や流れる時間などを調べる試験。幌延深地層研究センターでは、トレーサーには一般的な試薬を用い、放射性トレーサーを利用した試験を行うことはありません。
写真1 プローブをボーリング孔内へ挿入する様子

写真1 水理試験装置

>写真2 ボーリング孔内を観察している様子

写真2 水理試験装置をボーリング孔内へ挿入する様子

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平成28年6月17日(金)更新

写真 平成27年度土木学会論文奨励賞の受賞

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 平成28年6月10日に東京で開催された、公益財団法人土木学会平成28年度定時総会において、幌延深地層研究センターの職員による投稿論文「 幌延深地層研究の250m調査坑道における掘削損傷領域の経時変化に関する検討 」が平成27年度の論文奨励賞として表彰されました(写真)。
 論文の内容は、250m調査坑道で実施した 弾性波トモグラフィ や比抵抗トモグラフィの結果に基づき、掘削後約2年間にわたる坑道周辺岩盤の損傷状態や飽和度の変化について述べたものです。特に、弾性波速度の低下と壁面に発達した割れ目の密度との定量的な関係を見出し、掘削損傷領域の発達及び経時変化について詳述している点で、高い新規性を有しており、弾性波トモグラフィという簡便な方法で坑道周辺岩盤の損傷の度合いを推定できる点で、高レベル放射性廃棄物地層処分における安全評価手法の高度化に資するための手法として、現場への適用が大いに期待されるといった理由から、論文奨励賞に相応しいと認められました。
写真 発表の様子

写真 土木学会論文奨励賞表彰状と賞牌

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平成28年6月10日(金)更新

写真 人工バリア性能確認試験の試験孔周辺の岩盤損傷に関する研究発表
(日本材料学会第65期学術講演会)

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 平成28年5月28日に富山大学において、日本材料学会第65期学術講演会が開催されました。幌延深地層研究センターからは、地下施設 深度350m調査坑道(試験坑道4)において施工した、 人工バリア性能確認試験 の試験孔周辺の岩盤の損傷状態の検討を目的として実施した透水試験およびボアホールテレビ*による割れ目の観察結果について発表しました。今回の発表では、試験孔壁面から約1〜2mの範囲にわたって岩盤内に割れ目が発達しており、それに伴い透水性の増大が確認された結果について報告しました。
 本発表は、日本材料学会の岩石力学部門委員会が主催する「岩石力学とその応用」のセッションにおいて実施され、高レベル放射性廃棄物の地層処分や資源開発、斜面防災といった領域の岩石力学分野の研究について、大学や公的研究機関から計12件の発表がありました。

*ボーリング孔の壁面の様子を撮影するカメラ
写真 発表の様子

写真 発表の様子

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平成28年5月20日(金)更新

写真 水圧擾乱試験および物質移行試験のためのボアホールテレビによる岩盤の割れ目の観察

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 東立坑の坑底(深度380m)にて、水圧擾乱試験(通常よりも高い注入圧を用いて、一時的な水圧上昇が割れ目の水理特性に与える影響を確認する試験)および物質移行試験(原位置トレーサー試験)に使用するボーリング孔の掘削を平成28年1月22日から開始しています( 1月15日掲載記事2月19日掲載記事3月18日掲載記事4月22日掲載記事 参照)。ボーリング孔掘削が109m(深度489m)まで進んだ時点で、ボーリング孔に孔壁面の画像を撮影するカメラ(ボアホールテレビ)を内蔵したプローブ*を挿入し、岩盤の割れ目の位置や方向・幅などを観察しました。写真1はプローブをボーリング孔内へ挿入する様子、写真2はボーリング孔内を観察している様子です。

*プローブ
プローブとは、ボーリング孔などの孔に挿入し測定する検出器のことです。
写真1 プローブをボーリング孔内へ挿入する様子

写真1 プローブをボーリング孔内へ挿入する様子

>写真2 ボーリング孔内を観察している様子

写真2 ボーリング孔内を観察している様子

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平成28年4月28日(木)更新

写真 低アルカリ性コンクリート材料の影響調査のための試料採取

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 深度140m、250mおよび350mの調査坑道では、地下施設建設時に坑道の一部を使って、低アルカリ性コンクリート材料の施工試験を実施しました( 平成21年10月15日プレス発表 参照)。
 施工試験後は坑道周辺の岩盤および地下水に与える影響を確認するため、各深度の調査坑道から定期的に試料を採取して、分析を行っています( 平成26年5月2日掲載記事 平成26年6月20日掲載記事 平成27年6月26日掲載記事 参照)。
 平成28年度は深度250mおよび350m調査坑道を対象に分析を行う計画で、写真1は深度250m調査坑道、写真2は深度350m調査坑道において、影響調査のためにコンクリートおよび岩盤の試料を採取している様子です。採取した試料(写真3)を用いて、コンクリートと岩盤の境界部分の変質状況や、それぞれの変質の度合いを評価するための分析などを実施する予定です。
写真1 深度250m調査坑道(西連絡坑道)からの試料採取状況

写真1 深度250m調査坑道(西連絡坑道)
からの試料採取状況

>写真2 深度350m調査坑道(試験坑道2)からの試料採取状況

写真2 深度350m調査坑道(試験坑道2)
からの試料採取状況

写真3 採取した試料の例

写真3 採取した試料の例

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平成28年4月22日(金)更新

写真 水圧擾乱試験および物質移行試験のためのボーリング孔掘削(進捗その3)

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 東立坑の坑底(深度380m)にて、水圧擾乱試験(通常よりも高い注入圧を用いて、一時的な水圧上昇が割れ目の水理特性に与える影響を確認する試験)および物質移行試験(原位置トレーサー試験)に使用するボーリング孔の掘削を平成28年1月22日から開始しています( 1月15日掲載記事2月19日掲載記事3月18日掲載記事参照 )。ボーリング孔掘削が約80m(深度460m付近)まで進んだ時点で、ボーリング孔内に土砂の流入を防止するためのケーシングを設置しました(図)。写真1はボーリング孔内に設置する前のケーシングの全景、写真2はケーシングを孔内へ挿入する様子です。
 ボーリング孔は、約200m(深度約580m付近まで)掘削する予定です。
図 ケーシング設置のイメージ

図 ケーシング設置のイメージ

写真1 ケーシング

写真1 ケーシング

>写真2 ケーシングをボーリング孔内へ挿入

写真2
ケーシングをボーリング孔内へ挿入

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平成28年4月15日(金)更新

写真 (一社)日本原子力学会バックエンド部会平成27年度論文賞の受賞

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 平成28年3月27日に東北大学川内キャンパスで開催された(一社)日本原子力学会バックエンド部会全体会議において、幌延深地層研究センターの職員らによる投稿論文「鉄との相互作用による緩衝材への変質影響評価:影響要因に関する解析的検討」が平成27年度の論文賞として表彰されました(写真)。
 論文の内容は、人工バリア材料であるオーバーパック(鉄)と緩衝材の相互作用に伴う緩衝材の長期的な変質現象を対象とし、変質への影響が最も大きくなる可能性がある化学反応やプロセスについて、計算コードを用いた解析により検討したものです。
写真 論文賞表彰状

写真 論文賞表彰状

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平成28年4月1日(金)更新

写真 「幌延深地層研究センターにおける掘削損傷領域の可視化手法の検討」
−樹脂注入試験−(京都大学との共同研究)

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 京都大学との共同研究「幌延深地層研究センターにおける掘削損傷領域の可視化手法の検討」( 2月5日掲載記事参照)の一環として、 3月7日〜9日に、深度350m調査坑道の試験坑道3で掘削したボーリング孔において、樹脂注入試験を実施しました。
 試験では、ボーリング孔内をパッカー(写真1;水を入れて膨らませるゴム栓)で閉塞し、その区間に樹脂(写真2)を一定圧力で注入しました。写真3はその状況を示しています。今後は、注入孔周辺の岩石試料を採取し、割れ目への樹脂充填状況を観察する予定です。
写真1 グラウト注入装置(孔内部)

写真1 グラウト注入装置(孔内部)

写真1 グラウト注入装置(孔内部)

写真1 グラウト注入装置(孔内部)

写真2 グラウト注入装置をボーリング孔内へ挿入

写真2 グラウト注入装置を
ボーリング孔内へ挿入

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