研究課題
二酸化炭素(CO2)地下貯留技術の安全性の評価に必要不可欠となる岩石多孔質内部でのCO2の移動・溶解・対流などのトラップメカニズムに関する物質移動現象の解明を行った．地下に毛管力によりトラップされたCO2は地下水の流動により，徐々に地下水へと溶解する．この物質輸送にかかる質量流束は，一般的に飽和濃度と流体のCO2溶解濃度の差，比表面積，および，物質伝達係数の積で表されると考えられる．しかしながら，従来の計測手法では，多孔質内部の空隙スケールの可視化が不可能であったために，比表面積と物質伝達係数を分けて評価することができず，その積を現象論的な経験式に基づいて定式化するに限られていた．本研究では，これまでに開発してきた多孔質の空隙スケールでの高解像度可視化技術を駆使することにより，比表面積と物質伝達特性を区別して評価する手法を開発した．比表面積は飽和率により表すことができ，低い飽和率では空隙スケールでのトラップが支配的なり，大きい飽和率ではネットワークスケールでのトラップが支配的なり，フラクタル次元のクロスオーバーが見出された．従来の総括物質輸送特性でみると飽和率により物質輸送特性が変化しているように見受けられるが，これはほとんど比表面積の変化により説明することができ，物質輸送特性は飽和率によらず，一定になっていることを見出した．一方で，二重フロントの形成が観察された．数値シミュレーションを併用することにより，多孔質構造によって，物質輸送が死活している領域があることが明らかとなった．
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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