(57)【要約】【課題】本発明は、地下環境が有する核種の閉じ込め能力を、短時間で正しく評価することができる地下環境評価装置を提供することにある。【解決手段】本発明の地下環境評価装置Ａ１は、地下の岩盤３の表面に沿うように形成された薄層流路４と、前記薄層流路４にトレーサを含有する第１液を供給する第１液供給部と、前記薄層流路４にトレーサを含有しない第２液を供給する第２液供給部と、前記薄層流路４の出口でのトレーサの濃度を測定する濃度測定手段７とを備えることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地下の岩盤の表面に沿うように形成された薄層流路にトレーサを含有する第１液を流通させて岩盤にトレーサを含ませる第１工程と、
前記第１液に切り替えて、トレーサを含有しない第２液を前記薄層流路に流通させて、岩盤に含ませた前記トレーサをこの第２液に移行させる第２工程と、
前記薄層流路を通過した前記第２液中の前記トレーサの濃度変化を測定する第３工程とを有することを特徴とする地下環境評価方法。
【請求項２】
地下の岩盤の表面に沿うように形成された薄層流路と、
前記薄層流路にトレーサを含有する第１液を供給する第１液供給部と、
前記薄層流路にトレーサを含有しない第２液を供給する第２液供給部と、
前記薄層流路の出口でのトレーサの濃度を測定する濃度測定手段と、
を備えることを特徴とする地下環境評価装置。
【請求項３】
前記薄層流路に供給する第１液と第２液とを切り替える切替バルブと、
この切替バルブが切り替えられた時間に基づいて前記薄層流路に第１液が供給された時間を記録する記録装置とを更に備えることを特徴とする請求項２に記載の地下環境評価装置。
【請求項４】
前記第１液と前記第２液とが別けて管内に保持されており、前記薄層流路に前記第１液および前記第２液の順番で供給されることを特徴とする請求項２に記載の地下環境評価装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射性廃棄物の地層処分場を設置するためのサイトを選定するために使用され、そして地層処分する廃棄体や人工バリアの性能を評価するために使用される地下環境評価方法および地下環境評価装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
昨今、原子炉等から廃棄される廃液をガラス原料に溶融固化させた高レベル放射性廃棄物を処理するための方法として、地層処分が検討されており、地層処分の安全性に関する様々な評価が進められている。放射性廃棄物の地層処分とは、崩壊熱の発生がある程度治まった放射性廃棄物を地下に建設した処分場に埋設し、生活圏から隔離する処分方法である。
【０００３】
地下処分場の仕様選定にあたっては、地中深くに埋設された高レベル放射性廃棄物の経時変化についての様々なシナリオ（例えば、処分場からの放射性同位元素の漏洩）を設定し、これらのシナリオ毎に評価を行うことで、長い将来にわたり生活圏における放射線量が安全基準を満たすように処分場が選定されていく。
【０００４】
地下処分場から放出された放射性同位元素は、例えば地層中を流れる地下水と共に移行すると考えられるが、この過程において放射性同位元素は、地層の内部に拡散したり、地層中の鉱物に吸着したりすることで、地下水よりも大きく遅れて移行する。放射性同位元素は、時間とともに放射線を発生して消滅していくことから、移動時間が十分に長ければ、生活圏へ到達する前にほとんどの放射能が消滅することが期待されている。
【０００５】
このような放射性同位元素の移行の遅れは、地層内、すなわち岩に対する放射性同位元素の拡散係数（Ｄ）と、岩における放射性同位元素の吸着の強さを表す分配係数（Ｋｄ）に大きく支配される。これらの値は地下水のｐH、酸化還元電位、ゼータ電位、電気伝導度等の地下水の特性に依存する。
【０００６】
地下処分場近傍における岩の拡散係数や分配係数を測定するためには、通常はボーリング穴から岩および地下水試料をサンプリングし、地下環境を模擬したグローブボックス等の設備で計測が行われる。拡散係数や分配係数の測定方法としては、主に固相（岩）を粉末化し核種の収着性能を調べるバッチ法や、固相内に核種を浸透させる拡散法が挙げられる。そして、このような従来の測定方法は、ボーリング穴を堀り、このボーリング穴から採取した岩サンプルや地下水サンプルを地上の実験施設内に設置したグローブボックス内に持ち込み、そしてグローブボックス内において拡散係数や分配係数を測定するという手順を経ていた。しかしながら、従来の測定方法では、地下の酸素濃度、圧力場、微生物等に係る環境を完全に再現することが難しく、また、採取した岩サンプルや地下水サンプルが、混入した切削液等の異物によって変質することが多い。このため、核種の移行に関る拡散係数や分配係数を正確に取得することは難しい。
【０００７】
一方、発明者らは、拡散係数や分配係数の測定技術（地下環境評価技術）として、岩盤表面に、トレーサ溶液の流路となるとともに反応槽ともなる薄層流路を構築した測定技術を先に提案している（特許文献１参照）。この薄層流路は、深さ数十〜数百μｍの溝が設けられた板を、ブロック状の岩盤試料に密着させることによって岩盤表面に形成されたものである。この薄層流路にトレーサ溶液が流通すると、トレーサ溶液に含まれるトレーサは、岩盤の内部に拡散し、そして岩盤の表面に吸着されることとなる。その結果、薄層流路のトレーサ溶液の入口よりも出口のほうが、トレーサの濃度が低くなる。このようなトレーサの濃度変化が経時的に計測されることによって破過曲線が得られる。そして、この測定技術では、得られた破過曲線がシミュレーションによって分析されることで、拡散係数や分配係数が精度よく取得される。
【０００８】
このような拡散係数や分配係数の測定技術によれば、ボーリング穴の壁面に薄層流路を設けた板を密着させることによって、前記した従来の測定方法と異なって、ボーリング穴の内部で核種の移行に関る拡散係数や分配係数を測定することができる。
【特許文献１】特開２００５−３１５６０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、特許文献１の測定技術においては、評価対象となる岩盤に対するトレーサの拡散量（ΔＣ）が、薄層流路の入口におけるトレーサの濃度（Ｃin）と、出口におけるトレーサの濃度（Ｃout）の差（Ｃin−Ｃout）から求められる。そして、薄層流路の出口におけるトレーサの濃度の実測値には、計測誤差（±α／１００％）が含まれるので、この実測値は、Ｃout×(1±α)となる。つまり、この実測値は、（Ｃin−ΔＣ）×(1±α)と書き換えられるので、入口でのトレーサの濃度（Ｃin）と、計測誤差（（Ｃin−ΔＣ）×(±α)）との合計から、拡散量（ΔＣ）を除した値と等しくなる。
【００１０】
そして、このような出口におけるトレーサの濃度の実測値に基づいて、岩盤に対するトレーサの拡散量（ΔＣ）を適正に評価するためには、計測誤差よりも拡散量（ΔＣ）が大きくなければならない。つまり、ΔＣ／｛（Ｃin−ΔＣ）×(±α)｝の絶対値が、１より大きくなければならない。
【００１１】
しかしながら、花崗岩からなる岩盤では、前記したΔＣ／｛（Ｃin−ΔＣ）×(±α)｝の絶対値は、０．００１程度となって、トレーサの拡散量よりも計測誤差が大きくなるためにトレーサの拡散量を精度よく測定することができない。
また、特許文献１の測定技術では、トレーサの拡散量（ΔＣ）自体を大きくすること、つまり、薄層流路におけるトレーサ溶液の流量を低く設定することによって、前記したΔＣ／｛（Ｃin−ΔＣ）×(±α)｝の絶対値を１より大きくすることも考えられるが、測定時間が、１０日以上の長期間に及ぶこととなる。
以上のことから、従来の地下環境評価技術では、核種の移行に関る拡散係数や分配係数、言い換えれば、地下環境が有する核種の閉じ込め能力を短時間で正しく評価することができなかった。
【００１２】
そこで、本発明は、地下環境が有する核種の閉じ込め能力を、短時間で正しく評価することができる地下環境評価方法および地下環境評価装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記課題を解決する本発明の地下環境評価方法は、地下の岩盤の表面に沿うように形成された薄層流路にトレーサを含有する第１液を流通させて岩盤にトレーサを含ませる第１工程と、前記第１液に切り替えて、トレーサを含有しない第２液を前記薄層流路に流通させて、岩盤に含ませた前記トレーサをこの第２液に移行させる第２工程と、前記薄層流路を通過した前記第２液中の前記トレーサの濃度変化を測定する第３工程とを有することを特徴とする。
【００１４】
また、前記課題を解決する本発明の地下環境評価装置は、地下の岩盤の表面に沿うように形成された薄層流路と、前記薄層流路にトレーサを含有する第１液を供給する第１液供給部と、前記薄層流路にトレーサを含有しない第２液を供給する第２液供給部と、前記薄層流路の出口でのトレーサの濃度を測定する濃度測定手段とを備えることを特徴とする。
【００１５】
このような地下環境評価方法および地下環境評価装置では、トレーサを含有する第１液が薄層流路に供給された際に、トレーサが岩盤に取り込まれる。次いで、トレーサを含有しない第２液が薄層流路に供給された際に、岩盤に取り込まれたトレーサが第２液に脱離する。そして、濃度測定手段が第２液中のトレーサの濃度変化を経時的に測定する。このような地下環境評価方法および地下環境評価装置では、この濃度変化の測定によって取得される、岩盤におけるトレーサの脱離曲線に基づいて拡散係数や分配係数が測定されることとなる。
【００１６】
そして、このような地下環境評価方法および地下環境評価装置では、トレーサの濃度変化が測定される際に、岩盤側から第２液側に脱離（拡散）したトレーサが、そのまま薄層流路の出口でのトレーサの濃度変化として現れる。したがって、薄層流路の出口で実際に測定されるトレーサの濃度は、拡散量（ΔＣ）×計測誤差（1±α）となる。つまり、このような地下環境評価方法および地下環境評価装置では、従来の測定技術（例えば、特許文献１参照）と異なって、少なくとも濃度測定手段におけるトレーサの測定限界値（下限値）よりも実測値であるΔＣ×（1±α）が大きくなりさえすれば、短時間で精度よく拡散係数や分配係数を測定することができる。ちなみに、岩盤に対するトレーサの拡散量（ΔＣ）は、第１液中のトレーサの濃度を高めることによって増加させることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の地下環境評価方法および地下環境評価装置によれば、地下環境が有する核種の閉じ込め能力を短時間で正しく評価することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
（第１実施形態）
次に、本発明の第１実施形態について適宜図面を参照しながら詳細に説明する。参照する図面において、図１は、本実施形態に係る地下環境評価装置の構成説明図である。図２は、マイクロ流路チップの分解斜視図である。
図１に示すように、本実施形態に係る地下環境評価装置Ａ１は、ボーリング穴Ｈの壁面を形成する岩盤３の拡散係数や分配係数を測定するものである。ちなみに、このボーリング穴Ｈは、直径が５０〜１５０ｍｍ程度であって、深さが通常で５００ｍ程度、最深で１０００ｍ程度に設定されている。そして、ボーリング穴Ｈの壁面には、岩盤３が切削された際に形成された微小な凹凸が残存している。
【００１９】
この地下環境評価装置Ａ１は、マイクロ流路チップＭを備えている。
このマイクロ流路チップＭは、岩盤３の表面（壁面）に取り付けられており、図２に示すように、基盤チップ１とガスケット２とで主に構成されている。
【００２０】
ガスケット２は、弾性を有する材料で形成されており、本実施形態では、ポリテトラフルオロエチレンで形成されている。このガスケット２の大きさは、縦６０ｍｍ、横２５ｍｍ、厚さ１６０μmの薄手の板状体である。このようなガスケット２の中央部には、ガスケット２の厚さ方向に貫通するようにスリット状の薄層流路４が形成されている。この薄層流路４は、長さ２０ｍｍ、幅２ｍｍとなっている。
【００２１】
基盤チップ１は、ガスケット２と同じポリテトラフルオロエチレンで形成されており、縦６０ｍｍ、横２５ｍｍ、厚さ１０ｍｍの板状体である。この基盤チップ１には、ガスケット２に形成された薄層流路４の両端部にそれぞれ連通するように、貫通孔１０と、貫通孔１１とが形成されている。この貫通孔１０は、薄層流路４へのトレーサ溶液の入口となり、貫通孔１１は、薄層流路４からのトレーサ溶液の出口となる。ちなみに、貫通孔１０には、後記する配管Ｐ１（図１参照）が接続され、貫通孔１１には、後記する配管Ｐ２（図１参照）が接続されることとなる。これらの貫通孔１０，１１の孔径は、０．５ｍｍ程度に設定されている。
【００２２】
このようなマイクロ流路チップＭは、ガスケット２が岩盤３の表面と基盤チップ１との間に配置されるとともに、圧力付加装置５（図１参照）で基盤チップ１側から岩盤３に向かって押し付けられることによって岩盤３の壁面に保持される。このとき、ガスケット２は弾性変形することで岩盤３の凹凸に倣って密着する。そして、岩盤３と基盤チップ１との間に形成される薄層流路４は、トレーサ溶液の流路となるとともに、トレーサ溶液と岩盤３との反応槽ともなる。ちなみに、本実施形態での圧力付加装置５は、電磁式クランプが使用されている。この圧力付加装置５は、ボーリング穴Ｈの径方向に伸展するようになっており、マイクロ流路チップＭを基盤チップ１側から岩盤３側に向かって押圧するようになっている。なお、圧力付加装置５の伸展力は、後記する制御部８が圧力付加装置５に出力する指令信号によって調節可能となっている。また、この圧力付加装置５は、電磁式クランプに限定されずに、例えば油圧式クランプ、水式クランプ、エアパッカ等であってもよい。
【００２３】
図１に示すように、マイクロ流路チップＭ（薄層流路４）に接続された配管Ｐ１には、切替バルブ１６、ポンプ６ａ、およびトレーサ溶液タンク１５が配設されている。このトレーサ溶液タンク１５は、所定の濃度でトレーサを含むトレーサ溶液を貯めるものである。このトレーサ溶液タンク１５には、トレーサを貯めるトレーサタンク１４と、給水ポンプ１３を介して地下水タンク１２とが接続されている。ちなみにこの地下水タンク１２には、岩盤３から滲出した地下水が貯められるようになっている。このようなトレーサ溶液タンク１５では、トレーサタンク１４からのトレーサと、地下水タンク１２から給水ポンプ１３を介して供給される地下水とが混合されることによって、所定の濃度でトレーサを含むトレーサ溶液が調製されることとなる。そして、トレーサ溶液タンク１５内のトレーサ溶液は、ポンプ６ａによって、薄層流路４に供給されることとなる。なお、トレーサ溶液は、特許請求の範囲にいう「第１液」に相当し、ポンプ６ａおよびトレーサ溶液タンク１５は、「第１液供給部」に相当する。
【００２４】
なお、トレーサとしては、例えば、放射性廃棄物に含まれる放射性核種の同位体元素が挙げられる。また、トレーサとしては、例えば、Ｃｓ、Ｓｒ、Ｒａ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｐｂ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ａｃ、Ａｍ、Ｃｍ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔｃ、Ｍｏ、Ｓｎ、Ｐａ、Ｔｈ、Ｕ、Ｎｐ、Ｐｕ、Ｃｌ、Ｉ、Ｓｅ、Ｃ、Ｈ等のイオン、またはコロイドが挙げられる。また、トレーサは、これらと同等の移行程度を示すイオンもしくはコロイド、またはこれらと同等の移行程度を示す蛍光イオンもしくは蛍光コロイドであってもよい。
【００２５】
そして、切替バルブ１６を介して配管Ｐ１から分岐する配管Ｐ３には、ポンプ６ｂを介して地下水タンク１２が接続されている。つまり、マイクロ流路チップＭの薄層流路４には、切替バルブ１６が切り替えられることによって、トレーサ溶液に代えて地下水が供給されることとなる。なお、ここでの地下水は、特許請求の範囲にいう「第２液」に相当し、ポンプ６ｂおよび地下水タンク１２は、「第２液供給部」に相当する。
【００２６】
一方、マイクロ流路チップＭ（薄層流路４）に接続された配管Ｐ２には、濃度測定手段７と、トレーサ回収部９とが設けられている。この濃度測定手段７は、薄層流路４を通過した第２液としての地下水に含まれるトレーサの濃度変化を経時的に測定するものである。トレーサ回収部９は、マイクロ流路チップＭ（薄層流路４）から送り出されるトレーサ溶液（第１液）および地下水（第２液）に含まれるトレーサを回収するものである。
【００２７】
制御部８は、濃度測定手段７で経時的に測定されたトレーサの濃度変化を記憶するとともに、濃度測定手段７で測定したトレーサの濃度の測定値に基づいて、マイクロ流路チップＭ（薄層流路４）にトレーサ溶液が供給された時間を記憶するように構成されている。また、この制御部８は、前記したように、圧力付加装置５の伸展力を調節するための指令信号を圧力付加装置５に出力するように構成されている。このような制御部８は、例えば、パーソナルコンピュータで構成することができる。また、制御部８には、地上とデータを送受するためのデータ送受信機が組み込まれていてもよい。また、濃度測定手段７や、制御部８、トレーサ回収部９は、地上に配置されてもよい。
【００２８】
次に、この地下環境評価装置Ａ１の動作について説明しつつ、この地下環境評価装置Ａ１を使用した地下環境評価方法（以下、単に「評価方法」という）について主に図１を参照しながら説明する。なお、ここでは、花崗岩（固相）における拡散係数および分配係数の測定方法を例にとって本発明の評価方法について説明する。
【００２９】
本実施形態に係る地下環境評価装置Ａ１では、次に示す測定試験の結果に基づいて、岩盤３におけるトレーサの分配係数や、岩盤３の実効拡散係数を計測することができる。
まず、トレーサ溶液タンク１５（第１液供給部）に貯留されたトレーサ溶液（第１液）が、岩盤３の表面に構築された薄層流路４に、ポンプ６ａ（第１液供給部）で供給される。このとき、岩盤３とトレーサ溶液との接触によって、岩盤３に含有する物質（地下水等）の一部とトレーサ溶液に溶解している物質、つまりトレーサとの間に相互作用が生じる。この相互作用は、トレーサ溶液中のトレーサが岩盤３の内部に拡散し、あるいは岩盤３の表面に吸着し、あるいは岩盤３に含有する前記物質の影響によってコロイドを形成することによって、岩盤３に取り込まれる。この工程は、特許請求の範囲にいう「第１工程」に相当する。
【００３０】
次に、地下水タンク１２（第２液供給部）に貯留された地下水（第２液）が、岩盤３の表面に構築された薄層流路４に、ポンプ６ａ（第２液供給部）で供給される。その結果、トレーサが取り込まれた岩盤３と、地下水との接触によって、岩盤３中のトレーサが地下水側に脱離する。この工程は、特許請求の範囲にいう「第２工程」に相当する。
【００３１】
次に、薄層流路４を通過した地下水は、配管Ｐ２を介して濃度測定手段７に移行する。そして、濃度測定手段７は、地下水（第２液）中のトレーサの濃度変化を測定する。この工程は、特許請求の範囲にいう「第３工程」に相当する。
このような第１工程から第３工程を経ることによって、岩盤３に含まれるトレーサが地下水に対して脱離していく量の変化、つまり、第２液中のトレーサの濃度変化が経時的に測定されることによって、岩盤３におけるトレーサの脱離曲線が取得される。
【００３２】
この評価方法では、脱離曲線に基づいて得られるデータと、別途にシミュレーションにより得られたデータとを比較する公知の手法（例えば、特開２００５−３１５６０７号公報参照）を使用することによって、岩盤３の実効拡散係数と、岩盤３に対するトレーサの分配係数が算出されることとなる。
【００３３】
そして、このような地下環境評価装置Ａ１および評価方法では、トレーサの濃度変化が測定される際に、岩盤３側から地下水（第２液）側に脱離（拡散）したトレーサが、そのまま薄層流路４の出口（図２の貫通孔１１）でのトレーサの濃度変化として現れる。したがって、薄層流路４の出口で実際に測定されるトレーサの濃度は、その拡散量（ΔＣ）×計測誤差（1±α）となる。つまり、このような地下環境評価装置Ａ１および評価方法では、従来の測定技術（例えば、特許文献１参照）と異なって、少なくとも濃度測定手段７のトレーサの計測下限値よりも実測値であるΔＣ×（1±α）が大きくなりさえすれば、短時間で精度よく拡散係数や分配係数を測定することができる。ちなみに、岩盤３に対するトレーサの拡散量（ΔＣ）は、トレーサ溶液（第１液）中のトレーサの濃度を高めることによって増加させることができる。
したがって、このような地下環境評価装置Ａ１および評価方法によれば、地下環境が有する核種の閉じ込め能力を短時間で正しく評価することができる。
【００３４】
次に、トレーサ溶液としてウラニン溶液を使用した評価方法を例にとって、本発明の評価方法について主に図１を参照しながら更に具体的に説明する。
ここでは、トレーサ溶液タンク１５に貯留されたウラニン水溶液（ウラニンの濃度：１００００ｐｐｍ）が、ポンプ６ａによって、流速１５μＬ／ｍｉｎで薄層流路４に供給された。このときウラニン溶液は岩盤３（真壁花崗岩）の表面を流れながら、岩盤３の内部にその一部が拡散し、その残りが貫通孔１１（図２参照）より排出された。そして、薄層流路４に供給されたウラニン溶液が２０００μＬとなったところで、切替バルブ１６が切り替えられて、地下水タンク１２に貯留された地下水が、ポンプ６ｂによって、流速１５μＬ／ｍｉｎで薄層流路４に供給された。そして、薄層流路４を通過した地下水は、濃度測定手段７により経時的にそのウラニンの濃度変化が計測された。そして、計測されたデータが制御部８に記憶されるとともに、その記憶されたデータに基づいて岩盤３におけるウラニンの脱離曲線が得られた。なお、薄層流路４を通過したウラニン溶液および地下水は、濃度測定手段７を介してトレーサ回収部９に送られて計測期間中、保管された。
【００３５】
次に、得られたウラニンの脱離曲線に基づいて、岩盤３の拡散係数を求めた。ここで参照する図３は、岩盤３におけるウラニンの脱離曲線を示すグラフである。なお、この図３中、縦軸は、「流入口のウラニン濃度」に対する「流出口のウラニン濃度」の比であって、「トレーサの濃度（出口）／トレーサの濃度（入口）」と記している。また、横軸は、第２液としての地下水の通液量である。また、図３中、Ｄ１、Ｄ２およびＤ３で示される脱離曲線は、別途にシミュレーションで求めた岩盤３におけるウラニンの脱離曲線である。ちなみに、Ｄ２は、本実施形態に係る地下環境評価装置Ａ１を使用して求めたウラニンの脱離曲線と一致している。
【００３６】
この地下環境評価装置Ａ１を使用して求めた脱離曲線（図３中のＤ２に一致している）に示すように、地下水（第２液）が薄層流路４に供給された直後において、薄層流路４の出口である貫通孔１１（図２参照）におけるウラニンの濃度は、極めて高く、そして、地下水の通液量（積算量）が増していくと、ウラニンの濃度は急激に低下する。このことは、地下水が薄層流路４を流れて、岩盤３と接触した際に、先に岩盤３に取り込まれたウラニンが、地下水に拡散することによるものである。ちなみに、例えば、図３中のＤ２で示すように、地下水（第２液）の通液量（積算量）が増していくに従ってウラニンの濃度が減少していくその減少率は、岩盤３の拡散係数に依存することとなる。
【００３７】
本実施形態での評価方法で得られたウラニンの脱離曲線は、図３中のＤ１（拡散係数：３×１０−１２ｍ２／ｓｅｃ）、Ｄ２（拡散係数：１×１０−１２ｍ２／ｓｅｃ）およびＤ３（拡散係数：７×１０−１３ｍ２／ｓｅｃ）でそれぞれ示されるシミュレーションで得られた脱離曲線と比較した結果、Ｄ２の脱離曲線と一致していた。したがって、岩盤３の実効拡散係数は、１×１０−１２ｍ２／ｓｅｃであると認められた。
【００３８】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について適宜図面を参照しながら詳細に説明する。参照する図面において、図４は、本実施形態に係る地下環境評価装置の構成説明図である。なお、本実施形態において、前記した第１実施形態と同様の構成要素については同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００３９】
図４に示すように、本実施形態に係る地下環境評価装置Ａ２は、第１実施形態に係る地下環境評価装置Ａ１（図１参照）の配管Ｐ１および配管Ｐ３に配設された、切替バルブ１６、ポンプ６ａ、給水ポンプ１３、トレーサ溶液タンク１５、トレーサタンク１４、ポンプ６ｂ、および地下水タンク１２に代えて、配管Ｐ１に配設されたバルブ１６ａと、ホース１９と、ポンプ６ｃとを備えている以外は、地下環境評価装置Ａ１と同様に構成されている。なお、ホース１９は、特許請求の範囲にいう「管」に相当する。
【００４０】
この地下環境評価装置Ａ２では、ホース１９内に、第１液１７としてのトレーサ溶液と、第２液としての純水とがバルブ１６ａ側からこの順番に別けて充填されている。
この地下環境評価装置Ａ２では、ポンプ６ｃが起動するとともに、制御部８からの指令信号によってバルブ１６ａが開弁すると、薄層流路４には、トレーサ溶液（第１液）が通液された後に、純水（第２液）が通液されることとなる。
【００４１】
したがって、この地下環境評価装置Ａ２によれば、前記した地下環境評価装置Ａ１（図１参照）と異なって、切替バルブ１６や、トレーサ溶液タンク１５、地下水タンク１２等を設けなくともよいので、装置自体がコンパクト化されるとともに、ポンプ系統の数を減少させることができるので、故障するリスクを低減することができる。
【００４２】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について適宜図面を参照しながら詳細に説明する。参照する図面において、図５は、本実施形態に係る地下環境評価装置の構成説明図である。なお、本実施形態において、前記した第１実施形態および第２実施形態と同様の構成要素については同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００４３】
図５に示すように、本実施形態に係る地下環境評価装置Ａ３は、切替バルブ１６に記録装置２０を取り付けた以外は、第１実施形態に係る地下環境評価装置Ａ１（図１参照）と同様に構成されている。この記録装置２０は、切替バルブ１６が切り替えられた時間を記録することによって、トレーサ溶液（第１液）を薄層流路４に供給した時間と、地下水（第２液）を薄層流路４に供給した時間とを記録するようになっている。
その結果、この地下環境評価装置Ａ３では、トレーサ溶液から地下水に切り替えた時間（第１液の通液時間）を、より正確に知ることができるので、拡散係数等の測定精度をより向上させることができる。また、予め設定した切替え時刻で切替バルブ１６を切り替えるように記録装置２０を構成することもできる。このような地下環境評価装置Ａ３においても、第１液の通液時間がより正確に定まるので、拡散係数等の測定精度をより向上させることができる。
【００４４】
なお、本発明は、前記実施形態に限定されることなく、様々な形態で実施される。
前記実施形態では、マイクロ流路チップＭが、基盤チップ１とガスケット２の２部材で構成されているが、マイクロ流路チップＭは、１部材で形成されるものであってもよい。ここで参照する図６ないし図８は、本発明の地下環境評価装置に使用されるマイクロ流路チップの変形例を示す分解斜視図である。
【００４５】
図６に示すように、マイクロ流路チップＭは、図２に示すマイクロ流路チップＭと異なって、ガスケット２を有していない。そして、薄層流路４は、基盤チップ１の岩盤３に対向する面側に形成されている。このマイクロ流路チップＭは、図２に示すマイクロ流路チップＭよりも部品点数を低減することができるとともに、岩盤３との間にガスケット２が存在しないので、岩盤３に対する基盤チップ１の位置決め精度を高めることができる。
【００４６】
また、図７および図８に示すように、薄層流路４が岩盤３に形成されていてもよい。ちなみに、図７に示す薄層流路４は、岩盤３の表面に沿って延びる溝で構成されており、図８に示す薄層流路４は、岩盤３の表面に沿って延びるように彫られた細管で構成されている。このように薄層流路４が岩盤３に形成されたものは、トレーサ溶液と薄層流路４との接触面積が増加するのでトレーサの拡散量を増大させることができる。
【００４７】
また、前記実施形態では、薄層流路４の深さ（すなわち、ガスケット２の厚さ）を１６０μｍ程度に設定しているが、この深さは試験対象の性質（例えば、実効拡散係数）に応じて適宜に選定することができ、通常の深さは、例えば、５０〜２００μｍ程度でよい。また、薄層流路４の長さは、例えば２０〜１００ｍｍ程度に設定することができる。
また、前記実施形態では、第２液として地下水が使用されているが、トレーサが含まれていない液体であれば特に制限はなく、別途用意した、蒸留水、イオン交換水等であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】第１実施形態に係る地下環境評価装置の構成説明図である。
【図２】第１実施形態に係る地下環境評価装置を構成するマイクロ流路チップの分解斜視図である。
【図３】岩盤におけるウラニン（トレーサ）の脱離曲線を示すグラフである。
【図４】第２実施形態に係る地下環境評価装置の構成説明図である。
【図５】第３実施形態に係る地下環境評価装置の構成説明図である。
【図６】本発明の地下環境評価装置に使用されるマイクロ流路チップの変形例を示す分解斜視図である。
【図７】本発明の地下環境評価装置に使用されるマイクロ流路チップの変形例を示す分解斜視図である。
【図８】本発明の地下環境評価装置に使用されるマイクロ流路チップの変形例を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
【００４９】
３      岩盤
４      薄層流路
６ａ    ポンプ（第１液供給部）
６ｂ    ポンプ（第２液供給部）
７      濃度測定手段
８      制御部
Ａ１    地下環境評価装置
Ａ２    地下環境評価装置
Ａ３    地下環境評価装置
１０    貫通孔
１１    貫通孔
１２    地下水タンク（第２液供給部）
１４    トレーサタンク
１５    トレーサ溶液タンク（第１液供給部）
１６    切替バルブ
１７    第１液
１８    第２液
１９    ホース
２０    記録装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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