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2018 Fiscal Year Research-status Report

日本列島地殻流体ヘリウムバンク創設に向けた新たな技術の開発

Research Project

Project/Area Number 18K18777
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

高橋 浩晃  北海道大学, 理学研究院, 教授 (30301930)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 柴田 智郎  京都大学, 理学研究科, 准教授 (80446369)
高橋 良  地方独立行政法人北海道立総合研究機構, 環境・地質研究本部地質研究所, 主査 (30446372)
Project Period (FY) 2018-06-29 – 2021-03-31
Keywordsヘリウム同位体 / ヘリウムガスサンプラー / 地殻流体
Outline of Annual Research Achievements

ヘリウムを容易にサンプリングできる浸透膜と銅管とを組み合わせたサンプラーの試作を開始した。浸透膜として6×8mmのシリコンチューブを、銅管として外径6.35mm×肉厚0.8mmの配管用銅管を用いた。サンプラーに入ったヘリウムが再び浸透膜を通して外に出ないように銅管をかしめるクランプ(締め具)を用いた。クランプを用いて銅管を完全に固くかしめるため、クランプを固定する土台を設計・製作し、それを市販のバイスに挟み、電動ドリルを用いることで容易に銅管をかしめることが可能となった。
このサンプラーを水中に数日間放置すること溶存しているガスは浸透膜を通してサンプラーに集められる。ある程度の深さにサンプラーを設置すると浸透膜が水圧により潰れるため、ガラスビーズを封入して、水圧に耐えるようにした。京都大学理学研究科附属地球熱学研究施設にある深さ300mの実験温泉井戸に平成30年7月24日-27日の3日間、本サンプラーを設置した。本井戸の深部は温度が100℃を超える。引き上げた浸透膜は変色しているものの、劣化して破損することはなかった。このサンプルを分析したところ、ヘリウム以外に、ネオン、窒素、CO2などが浸透していることが明らかになった。ヘリウムリークディテクタとしてコンパクト型ガス分析システムC-70を購入し、ヘリウムなどのガスを分析ができるようにした。今後、浸透膜の種類による浸透試験、密封試験を行う予定である。また、酸性の温泉(pH3)、中性の温泉(pH6.5)でも試験観測を実施したが、サンプラーの劣化は見られなかった。
平成30年北海道胆振東部地震に関する地殻流体に関する現地調査を実施した。地震時に水位が変化した井戸が確認された。また、震源周辺の温泉6か所でガスのサンプリングを実施した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

ヘリウムガスサンプラーの試作を開始し、浸透膜を通じてガスを導入し銅管に封入する機構をもったサンプラーを製作し、様々な温度や酸性度の温泉で実地試験を行うことが出来た。これまで、サンプル後の密封作業で困難が生じていたが、サンプルが入った銅管を固定し、バイスと電動ドリルを用いることで容易に高トルクで銅管を密閉できる目途がついた。サンプリングしたガスの分析も実施し、ヘリウムがサンプリングされていることが確認できた。また、平成30年9月に発生した北海道胆振東部地震に関する地殻流体調査を実施することが出来た。以上のように、当初の計画通りに研究は進捗している。

Strategy for Future Research Activity

異なる種類やメーカーの浸透膜を用いてヘリウムサンプラーを試作し、それぞれのサンプリング特性を検討する。試作したヘリウムサンプラーを用いて、活断層や火山地帯での試験サンプリングを引き続き実施する。ガスリークデテクターを用いて、封印されたサンプラーの長期保存特性について検討を始める。平成30年北海道胆振東部地震時の地下水変化や湧水のガス成分変化について引き続き検討を実施する。

  • Research Products

    (7 results)

All 2019 2018

All Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 1 results)

  • [Presentation] 2018年北海道胆振東部地震における地下水位の変化2019

    • Author(s)
      柴田智郎、高橋良、高橋浩晃、鹿児島渉悟、佐野有司、Pinti Daniele
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2019年大会
    • Invited
  • [Presentation] 別府群発地震時の温泉水位について2018

    • Author(s)
      柴田智郎
    • Organizer
      2018年度陸水物理研究会石垣大会
  • [Presentation] 大分県別府温泉におけるCO2の脱ガスについて2018

    • Author(s)
      柴田智郎、小川幸輝、竹村惠二、角野浩史
    • Organizer
      2018年度 日本地球化学会第65回年会
  • [Presentation] Coseismic groundwater level change after the 2016 Kumamoto earthquake2018

    • Author(s)
      Takahiro Hosono, Chisato Yamada, Tomo Shibata, Yasuhiro Tawara, Jun Shimada
    • Organizer
      45th IAH Congress
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 別府温泉堀田・朝見川断層における二酸化炭素の脱ガス2018

    • Author(s)
      柴田智郎、小川幸輝、竹村惠二、角野浩史
    • Organizer
      日本温泉科学会第71回大会
  • [Presentation] CO2 degassing along the Horita-Asamigawa faults in Beppu geothermal area, Japan2018

    • Author(s)
      OGAWA Koki, SHIBATA Tomo, SUMINO Hirochika, TAKEMURA Keiji
    • Organizer
      地球惑星科学連合2018年大会
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 温泉観測に基づいた火山活動の現況把握2018

    • Author(s)
      高橋 良・村山泰司・荻野 激・岡崎紀俊
    • Organizer
      日本火山学会秋季大会

URL: 

Published: 2019-12-27  

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