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本計画書では、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の一環として実施している地質環境の長期安定性に関する研究について、第4期中長期目標期間(令和4年度$\sim$令和10年度)における令和4年度の研究開発計画を取りまとめた。本計画の策定にあたっては、これまでの研究開発成果や大学等で行われている最新の研究成果に加え、地層処分事業実施主体や規制機関等の動向を考慮した。研究の実施にあたっては、地層処分事業における概要・精密調査や国の安全規制に対し研究成果を適時反映できるよう、(1)調査技術の開発・体系化、(2)長期予測・影響評価モデルの開発、(3)年代測定技術の開発の三つの枠組みで研究開発を推進する。, This report is a plan of research and development (R\&D) on geosphere stability for long-term isolation of high-level radioactive waste (HLW) in Japan Atomic Energy Agency (JAEA), in fiscal year 2022. The objectives and contents in fiscal year 2022 are described in detail based on the JAEA 4th Medium- and Long-term Plan (fiscal years 2022-2028). In addition, the background of this research is described from the necessity and the significance for site investigation and safety assessment, and the past progress. The plan framework is structured into the following categories: (1) Development and systematization of investigation techniques, (2) Development of models for long-term estimation and effective assessment, (3) Development of dating techniques

高レベル放射性廃棄物の地層処分における地質環境の長期安定性に係る評価のうち、火山・火成活動に関する技術的課題の一つとして、マグマ活動範囲の評価技術の高度化は必要不可欠である。そのための有効な手法として、火山体の地形解析による岩脈の分布範囲の把握が期待される。近年では、手作業では作業量が膨大で困難であった作業が、コンピュータによる地形解析技術の発達により、多くの作業量を簡易的に行えるようになった。本報告では、GISソフトウェアを用いた火山体を形作る等高線の形状解析手法について記述する。, Advancement of the evaluation technology of the magma activity range is essential as one of the technical issues related to volcanic and igneous activities in the evaluation of the long-term stability of the geological environment in the geological disposal of high-level radioactive waste. As an effective method, topographical analysis of volcanic edifices is expected to be used to determine the distribution area of dikes. In recent years, the development of computer-based topographic analysis technology has made it possible to simply perform a large volume of work that would otherwise be difficult due to the manual handling. This report describes an analysis method for the shape of contour lines that forms volcanic edifices using GIS software.

地下貯留層の天然ガスは、断層や割れ目に沿った移流によって地表に到達するので、天然ガス資源探査の初期段階においては、地表でのメタンの漏出を検出するための調査がしばしば行われる。一方、沈み込み帯に沿ったスラブの脱水に由来する流体も溶存ガスとしてメタンを豊富に含むことが多いが、これらはしばしば高温、かつ塩分に富むなど特徴的な化学的特徴を有することから、放射性廃棄物の地層処分における重要な評価対象として指摘されている。本研究では、高精度(ppbレベル)かつ短い測定間隔(約1秒)でメタンガス濃度が測定できる波長スキャンキャビティーリングダウン分光法(CRDS法)による携帯型分析装置を採用し、スラブ脱水起源の深部流体の湧出を検出するための車載測定の適用性について検討した。事例対象とした紀伊半島南東部の本宮地域での車載測定では、メタン含有温泉である川湯温泉および湯の峰温泉において、バックグラウンド濃度を超える明らかなメタンアノマリ($>$2ppm)が検出された。ガウスプルームモデルに基づく大気中のメタン拡散の推定結果は、車載測定の結果と調和的である。本研究で適用したCRDS法による車載測定は、資源探査などにおいて、地表でのメタン漏出を迅速かつ容易に特定するのに有効な手法となる可能性がある。本報告書では、車載測定の実施事例に加え、測定装置の使用方法についても併せて取りまとめた。, Methane (CH$_{4}$) seepage to the surface in the early stage of hydrocarbon exploration has attracted increasing attention. Also, detection of CH$_{4}$-rich fluid emission can be applied to reconnaissance surveys for safety management in geological disposal of radioactive waste because high-temperature fluids that come from slab dehydration along a subduction zone are often rich in CH$_{4}$. These fluids likely migrate along faults and fractures. In this study, we employed a portable analyzer that used a wavelength-scanned cavity ring-down spectroscopy (CRDS) with high accuracy (in ppb levels) and short measurement intervals ($\sim$1 s). An on-vehicle measurement that employed the CRDS system was performed in the Hongu area in southeast Kii Peninsula, Japan, which included CH$_{4}$-bearing hot springs (Kawayu and Yunomine). The measurement near the hot springs detected a clear CH$_{4}$ anomaly ($>$2 ppm) that exceeded the background concentration. The estimation of CH$_{4}$ diffusion in air based on the Gaussian plume model corresponded to the result of the on-vehicle measurement. This study confirmed that the method using the vehicle-mounted CRDS analyzer can help in quickly and easily identifying CH$_{4}$-bearing fluid emissions at the surface. Additionally, directions for use of the analyzer were summarized in this report.

高レベル放射性廃棄物の地層処分事業や国の安全規制において必要となる、将来の自然現象に伴う地質環境の変化の予測・評価は、一般に自然現象に関する過去の記録や現在の状況に関する調査結果に基づき行われる。岩石や堆積物の全岩化学組成は、こうした自然現象に関する過去の記録や現在の状況を明らかにする上での重要な基礎データの一つとなる。東濃地科学センター土岐地球年代学研究所では、この全岩化学組成を迅速に把握する手法として、屋外で使用可能な可搬型の蛍光エックス線分析装置(ポータブルXRF)による非破壊での全岩化学分析手法を整備した。特に、少量試料への適用を想定し、ポータブルXRFのスモールスポット測定機能を用いた3mm径(標準仕様は8mm径)での試験測定を実施した。本稿では、スモールスポット測定による全岩化学組成の分析手法として、標準試料を用いた検量線の作成方法、主要元素(SiO$_{2}$, TiO$_{2}$, Al$_{2}$O$_{3}$, Fe$_{2}$O$_{3}$, CaO, K$_{2}$O)と微量元素(Rb,Sr,Zr)の定量分析方法について示すとともに、本手法を用いた標準試料の繰返し測定による分析精度評価の結果及び既往研究により全岩化学組成データが知られている天然試料への適用性評価結果も示す。, A long term geosphere stability for geological disposal is evaluated by the past geological environmental changes and modern conditions. Whole-rock geochemical compositions in rocks and sediments are useful information to estimate the past environmental changes and modern conditions. Recently, the portable X-ray fluorescence (XRF) were installed in the Tono Geoscience Center for rapid and simple whole-rock geochemical analyses (original specification; 8 mm-diameter analysis). In particular, the 3 mm-diameter small spot analysis using the portable XRF was performed for quantitative analyses of small-weight geological samples. In this study, we reported a quantitative method for major and trace elements using calibration curves by standard reference materials, as well as evaluation tests of uncertainty by repeated analyses of the standards measured by the portable XRF (3 mm-diameter small spot analysis). Furthermore, the small spot quantitative analyses by the portable XRF were also applied to fault rock samples that have been analyzed in previous studies.

本報は、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の一環として実施している地質環境の長期安定性に関する研究について、第3期中長期目標期間(平成27年度$\sim$令和3年度)における令和2年度に実施した研究開発に係る成果を取りまとめたものである。第3期中長期目標期間における研究の実施にあたっては、最終処分事業の概要調査や安全審査基本指針等の検討・策定に研究成果を適宜反映できるよう、(1)調査技術の開発・体系化、(2)長期予測・影響評価モデルの開発、(3)年代測定技術の開発の三つの枠組みで進めている。本報では、それぞれの研究分野に係る科学的・技術的背景を解説するとともに、主な研究成果等について取りまとめた。, This annual report documents the progress of research and development (R\&D) in the 6th fiscal year during the JAEA 3rd Mid- and Long-term Plan (fiscal years 2015-2021) to provide the scientific base for assessing geosphere stability for long-term isolation of the high-level radioactive waste. The planned framework is structured into the following categories: (1) Development and systematization of investigation techniques, (2) Development of models for long-term estimation and effective assessment, (3) Development of dating techniques. The current status of R\&D activities with previous scientific and technological progress is summarized.

本計画書では、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の一環として実施している地質環境の長期安定性に関する研究について、第3期中長期目標期間(平成27年度$\sim$令和3年度)における令和3年度の研究開発計画を取りまとめた。本計画の策定にあたっては、「地質環境の長期安定性に関する研究」基本計画-第3期中長期計画に基づき、これまでの研究開発成果、関係研究機関の動向や大学等で行われている最新の研究成果、地層処分事業実施主体や規制機関のニーズ等を考慮した。研究の実施にあたっては、最終処分事業の概要調査や安全審査基本指針等の検討・策定に研究成果を適時反映できるよう、(1)調査技術の開発・体系化、(2)長期予測・影響評価モデルの開発、(3)年代測定技術の開発の三つの枠組みで研究開発を推進する。, This report is a plan of research and development (R\&D) on geosphere stability for long-term isolation of high-level radioactive waste (HLW) in Japan Atomic Energy Agency (JAEA), in fiscal year 2021. The objectives and contents in fiscal year 2021 are described in detail based on the JAEA 3rd Medium- and Long-term Plan (fiscal years 2015-2021). In addition, the background of this research is described from the necessity and the significance for site investigation and safety assessment, and the past progress. The plan framework is structured into the following categories: (1) Development and systematization of investigation techniques, (2) Development of models for long-term estimation and effective assessment, (3) Development of dating techniques.

本報は、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の一環として実施している地質環境の長期安定性に関する研究について、第3期中長期目標期間(平成27年度$\sim$令和3年度)における令和元年度に実施した研究開発に係る成果を取りまとめたものである。第3期中長期目標期間における研究の実施にあたっては、最終処分事業の概要調査や安全審査基本指針等の検討・策定に研究成果を適宜反映できるよう、(1)調査技術の開発・体系化、(2)長期予測・影響評価モデルの開発、(3)年代測定技術の開発の三つの枠組みで進めている。本報では、それぞれの研究分野に係る科学的・技術的背景を解説するとともに、主な研究成果等について述べる。, This annual report documents the progress of research and development (R\&D) in the 5th fiscal year during the JAEA 3rd Mid- and Long-term Plan (fiscal years 2015-2021) to provide the scientific base for assessing geosphere stability for long-term isolation of the high-level radioactive waste. The planned framework is structured into the following categories: (1) Development and systematization of investigation techniques, (2) Development of models for long-term estimation and effective assessment, (3) Development of dating techniques. The current status of R\&D activities with previous scientific and technological progress is summarized.

本計画書では、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の一環として実施している地質環境の長期安定性に関する研究について、第3期中長期目標期間(平成27年度$\sim$令和3年度)における令和2年度の研究開発計画を取りまとめた。本計画の策定にあたっては、「地質環境の長期安定性に関する研究」基本計画-第3期中長期計画に基づき、これまでの研究開発成果、関係研究機関の動向や大学等で行われている最新の研究成果、実施主体や規制機関のニーズ等を考慮した。研究の実施にあたっては、最終処分事業の概要調査や安全審査基本指針等の検討・策定に研究成果を適時反映できるよう、(1)調査技術の開発・体系化、(2)長期予測・影響評価モデルの開発、(3)年代測定技術の開発の三つの枠組みで研究開発を推進する。, This report is a plan of research and development (R\&D) on geosphere stability for long-term isolation of high-level radioactive waste (HLW) in Japan Atomic Energy Agency (JAEA), in fiscal year 2020. The objectives and contents in fiscal year 2020 are described in detail based on the JAEA 3rd Medium- and Long-term Plan (fiscal years 2015-2021). In addition, the background of this research is described from the necessity and the significance for site investigation and safety assessment, and the past progress. The plan framework is structured into the following categories: (1) Development and systematization of investigation techniques, (2) Development of models for long-term estimation and effective assessment, (3) Development of dating techniques.

火山岩の形成年代の情報を得ることは、地層処分のサイト特性調査や安全評価などにおいて火山活動の影響を把握する上でも重要となる。本報告書では、変質した火山岩から正確なK-Ar年代値を得るための測定対象を適切に選定するために実施した、火山岩の偏光顕微鏡記載および鉱物・化学分析の結果をデータとして取りまとめた。また、火山岩の主要な斑晶鉱物の一つである斜長石の新鮮な鉱物を高純度で集めるための、凍結融解処理や塩酸処理などの手法についても報告書に取りまとめた。, Ages of volcanic rocks are helpful information to understand the impact of volcanism concerning a site characterization and a safety assessment for geological disposal. In this study, mineralogical and geochemical data of altered volcanic rocks were collected using a polarizing microscope, X-ray diffractometer, X-ray fluorescence spectrometer, X-ray analytical microscope, and electron probe microanalyzer, to select targets suitable for reliable K-Ar dating. In addition, sample preparation procedures such as freeze-thawing and HCl treatment were examined to concentrate unaltered plagioclase which is one of major phenocrysts in volcanic rocks. These data and procedures were compiled in this report.

本報は、深地層の科学的研究の一環として実施している地質環境の長期安定性に関する研究について、第3期中長期目標期間(平成27年度$\sim$令和3年度)における平成30年度に実施した研究開発に係る成果を取りまとめたものである。第3期中長期目標期間における研究の実施にあたっては、最終処分事業の概要調査や安全審査基本指針等の検討・策定に研究成果を適宜反映できるよう、(1)調査技術の開発・体系化、(2)長期予測・影響評価モデルの開発、(3)年代測定技術の開発の三つの枠組みで進めている。本報告では、それぞれの研究分野に係る科学的・技術的背景を解説するとともに、主な研究成果及び今後の課題等について述べる。, This annual report documents the progress of research and development (R\&D) in the 4th fiscal year during the JAEA 3rd Mid- and Long-term Plan (fiscal years 2015-2021) to provide the scientific base for assessing geosphere stability for long-term isolation of the high-level radioactive waste. The planned framework is structured into the following categories: (1) Development and systematization of investigation techniques, (2) Development of models for long-term estimation and effective assessment, (3) Development of dating techniques. In this report, the current status of R\&D activities with previous scientific and technological progress is summarized.

本計画書は、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の一環として実施している地質環境の長期安定性に関する研究について、第3期中長期目標期間(平成27年度$\sim$令和3年度)における令和元年度の研究開発計画である。本計画の策定にあたっては、「地質環境の長期安定性に関する研究」基本計画-第3期中長期計画に基づき、第2期中期目標期間(平成22年度$\sim$平成26年度)における研究開発の成果、関係研究機関の動向や大学等で行われている最新の研究成果、実施主体や規制機関のニーズ等を考慮した。研究の実施にあたっては、最終処分事業の概要調査や安全審査基本指針等の検討・策定に研究成果を適時反映できるよう、(1)調査技術の開発・体系化、(2)長期予測・影響評価モデルの開発、(3)年代測定技術の開発の三つの枠組みで研究開発を推進していく。, This report is a plan of research and development (R\&D) on geosphere stability for long-term isolation of high-level radioactive waste (HLW) in Japan Atomic Energy Agency, in fiscal year 2019. The objectives and contents in fiscal year 2019 are described in detail based on the outline of 7 years plan (fiscal years 2015-2021). Background of this research is clarified with the necessity and the significance for site investigation and safety assessment, and the past progress in this report. In addition, the plan framework is structured into the following categories: (1) Development and systematization of investigation techniques, (2) Development of models for long-term estimation and effective assessment, (3) Development of dating techniques.

本報は、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の一環として実施している地質環境の長期安定性に関する研究について、第3期中長期目標期間(平成27年度$\sim$平成33年度)における平成28年度に実施した研究開発に係る成果を取りまとめたものである。第3期中長期目標期間における研究の実施にあたっては、最終処分事業の概要調査や安全審査基本指針等の検討・策定に研究成果を適時反映できるよう、(1)調査技術の開発・体系化、(2)長期予測・影響評価モデルの開発、(3)年代測定技術の開発の三つの枠組みで進めている。本報では、それぞれの研究分野に係る科学的・技術的背景を解説するとともに、主な研究成果及び今後の課題等について述べる。, This annual report documents the progress of research and development (R\&D) in the 2nd fiscal year during the JAEA 3rd Mid- and Long-term Plan (fiscal years 2015-2021) to provide the scientific base for assessing geosphere stability for long-term isolation of the high-level radioactive waste. The planned framework is structured into the following categories: (1) Development and systematization of investigation techniques, (2) Development of models for long-term estimation and effective assessment, (3) Development of dating techniques. In this paper, the current status of R\&D activities with previous scientific and technological progress is summarized.

山地の発達過程は、隆起量・侵食量に加え、動水勾配の変化に伴う地下水流動の長期的な変化にも影響を及ぼす要因となる。山地の隆起開始時期や発達過程を把握するための地質学的研究手法の一つとして、後背地解析がある。東濃地科学センターではこれまで、後背地を推定するための個別要素技術の整備を進めており、それらの適用性の確認として、中部日本東濃地域を対象とした事例研究を行ってきた。本報告書は、その事例研究の結果得られた基盤岩(珪長質火成岩類)の肉眼および顕微鏡下による岩石記載、および走査型X線分析顕微鏡による測定に基づく岩石表面の元素分布のデータを資料集として取りまとめたものである。, Mountain development has an influence on long-term changes of uplift, erosion, and groundwater flow related to change in hydraulic gradient. Provenance analysis is one of promising geological methods to understand origin and formation process of mountains. Case study in the Tono area, central Japan has been done for research and development of individual technique to estimate a provenance. In this report, petrological descriptions by meso- and microscopic observations and elemental distributions using scanning X-ray analytical microscope of basement rocks (silicic igneous rocks) from the study area were compiled.

高レベル放射性廃棄物などの地層処分における地質環境の長期変動に係る評価のうち、地形や地質構造の変化の評価に関しては、隆起速度と浸食量分布を把握することが不可欠である。そのための有効な手法の一つとして、後背地解析技術がある。東濃地科学センターでは後背地解析に係る個別要素技術開発として、電子プローブマイクロアナライザ(EPMA: 日本電子株式会社製JXA-8530F)による化学組成分析に基づき砕屑物や基盤岩中に存在する重鉱物組成を迅速かつ効率よく推定するための「重鉱物スクリーニング」を実施している。本稿では、重鉱物スクリーニングにおける試料の前処理およびEPMA分析の手順を報告する。, Study on the formation process of mountains provides important clues for evaluating the uplift and erosion related to long-term changes of geological environment for geological disposal. Provenance analysis of detrital sediments is often be effective to understand the process. In the Tono Geoscience Center, quick and efficient mineralogical and chemical analyses for heavy minerals in basement rocks and sediments have been developed using the electron probe microanalyzer (JEOL JXA-8530F EPMA), as one of the promising tool for provenance analysis. To contribute evaluation of the analyses, sample preparation and EPMA analyses of heavy minerals were shown in this paper.

四方が海で囲まれているわが国では、沿岸部において地層処分のサイト選定に係る調査が必要となる可能性が考えられる。このうち断層運動に関する調査技術については、陸域での調査に加え、音波探査や海上ボーリングなどの海域での調査についてもそれらの適用性を検討することが求められる。また、沿岸部における地層処分の安全評価のためには、海陸境界付近での断層運動に関する調査・評価技術の整備に加え、わが国の沿岸部における断層の分布や特徴についての情報が十分に整理されていることも重要である。そこで本報告書では、海陸境界付近の断層に対する既存の調査技術の適用性評価、及びわが国の沿岸部の断層運動に関わる特徴の整理のための基礎情報とする目的で、海陸境界付近の断層の分布・連続性や活動性・活動時期に関する調査・研究事例と最新技術に関する情報を収集して取りまとめた。, In the Japanese Islands, coastal area can be proposed as an investigation site for geological disposal of high-level radioactive wastes. For an assessment of fault activity in coastal area, offshore surveys such as acoustic profiling and boring should be examined as well as inland surveys. In addition, adequate understanding spatial distributions and characteristics of faults in the coastal area of Japan will contribute to safety assessment for the geological disposal in such area. In this report, we collected and compiled previous studies focused on spatial distribution, continuity, timing of displacement and recurrence interval of faults near coastline, specifically faults along or across a boundary between land and sea, and technologies of survey and assessment for them.