報告書番号

N05067

タイトル（和文）

地下水年代測定評価技術の開発（その３） -岩石中における溶存Heの拡散係数決定法の提案と陰イオンを用いた拡散係数の間接的評価法の適用性-

タイトル（英文）

Research and Development of Groundwater Dating (3) -A Proposal of Determination Method for Diffusion Coefficients of Dissolved Helium in Rock and Applicability of Estimation of Diffusion Coefficients Using Anions-

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

地下水年代測定において、Ｈｅの蓄積量を評価するためには、帯水層や難透水層中におけるＨｅの拡散係数が必要である。しかしながら、岩石中のＨｅの拡散について報告された例はほとんど見られない。本研究では定常拡散法によって砂岩と泥岩中におけるＨｅの実効拡散係数を決定した。いずれの岩石中においてもＨｅの実効拡散係数はBr-の実効拡散係数よりも大きかった。また、Ｈｅの拡散に対する幾何学因子についてもBr-の拡散に対する値よりも大きかった。このことは岩石中のＨｅの拡散経路がBr-の拡散経路ほど制限を受けていないことを示している。次に、バルク水中でのＨｅの拡散係数とBr-の拡散の幾何学因子を用いてＨｅの拡散係数を評価した。拡散係数の評価値は実験によって決定した拡散係数よりも大きい値を示した。このことから陰イオンを用いた拡散係数の間接的決定法では実際の拡散係数を過小評価することが明らかになった。

概要 （英文）

Dissolved helium in groundwater is one of the most suitable tracers for the groundwater dating. The diffusion coefficients in aquitard and aquifer were important to estimate an accumulation of the helium in groundwater. However, few papers have been reported about the diffusion of helium in rocks. In this study, effective diffusion coefficients of the helium in sandstones and mudstone were determined using a through-diffusion method. The effective diffusion coefficients of helium were in the range of 1.5 10-10 to 1.1 10-9 m2 s-1 and larger than those of Br‐ ions. Geological factors for the diffusion of helium were also larger than those for the diffusion of Br‐ ions. This fact suggests that diffusion path of He in the rocks is not more restricted than that of Br‐ ions. The diffusion coefficients of helium were also estimated using the diffusion coefficient of helium in bulk water and formation factors for diffusion of Br‐ ions. The estimated diffusion coefficients of helium were larger than the effective diffusion coefficients. It is clarified that the effective diffusion coefficients of helium are underestimated by the estimation method using anions.

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