CCSは極めて学際的なプロジェクトであるため、異分野間の知識共有が今後の技術発展の鍵となっています。また、CCS技術の実現には、その地域におけるCCSに対する理解や社会的な合意が必要となってくるため、前述したようなコミュニケーションも極めて重要になると考えられます。

CCSに対するQJサイエンスでの取り組みはまだ始まったばかりですが、以下のような活動を通して、CCSに関するあらゆる知識や情報の共有化を図るようにコミュニケーションの場を設けたり、積極的なサポートを行ったりしています。

• パブリックアウトリーチ・プログラムの作成サポート
• CCSに関する知識や情報の共有システム構築サポート
• CCSに関する国際会議での発表

関連する論文

• Advanced KMS for Knowledge Sharing and Building Confidence in CCS
• Building confidence in CCS through on-line deliberation
• Confidence building through argumentation
• CCSにおけるリスクマネジメント
• CO2地中貯留に関する信頼性醸成手法の開発

　QPACは，多様な物理・化学的プロセスを連成させてシミュレートできるのみならず，非線形プロセスを含む，より一般的な幅広い問題を扱うことができるよう意図して開発された汎用解析ソフトウェアです。また、QJサイエンスは、お客様のニーズに合わせたモデル作りのお手伝いをいたします。

QPACの特徴

　一般的に、連成したプロセスを解くことのできるソフトウェアは、対象となる方程式群をモデル内に既に実装していることが多く，方程式そのものをユーザーが変更することは難しいのですが，QPACでは，パラメータやオプションの設定だけでなく，偏微分方程式群（PDEs）や微分代数方程式群（DAEs）も入力ファイルに読み込むことができるため，全く新しいプロセスに対しても柔軟に対応することができ、シミュレーション中においても動的に変更することが可能です。

QPACには，グリッドや空間離散化自体の固有な概念はなく，方程式が求解する場所の概念として、「コンパートメント」と「インターフェイス」と呼ばれるオブジェクトでシステムを構成します。コンパートメントはソースとシンクが作用する場所であり，インターフェイスはコンパートメント同士を連結し，両者のフラックスのやり取りをします。QPACでは，コンパートメントの集合体をインターフェイスによって接続することで，グリッドを生成しています。有限体積法を採用する場合は（他には有限差分法も可），コンパートメントに体積が割り当てられ，インターフェイスには面積と隣接するコンパートメントの中心間の距離，その他，必要に応じてコンパートメントの座標等の空間情報が与えられます。これらの情報は，時間変化を反映できるため，グリッドを時間とともに移動・変形させることが可能です。

QPACにはQPAC Viewerと呼ばれるQPACの出力の可視化ツールが附属していますので、簡単な操作で2次元や3次元で結果を見ることができます。さらに、CSV形式で出力することも可能です。

このようにQPACは非常に汎用性の高いソルバーであり、お客様のニーズに合わせたモデル作りが可能です。これからもQPACにより、お客様に最適なソリューションをご提供して参ります。

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　破壊力学は、亀裂等の欠陥のある材料の破壊現象を定量的に取り扱う工学的手法の１つで、20世紀の半ばの第2次世界大戦の頃から研究が盛んに行われるようになりました。当初は、ガラスのような脆性材料について研究が進められていましたが、次第に、鋼材などにも適用され、脆性破壊以外にも、疲労亀裂の進展や、腐食下での亀裂の進展といったように、破壊現象全般が研究の対象となっていきました。

QJサイエンスの取り組み

　QJサイエンスでは、処分施設の長期健全性評価の一環として、放射性廃棄物の処分場における構成部材について破壊力学解析を行っています。

　処分場で着目すべき構成部材として，鉄筋コンクリートやガラス固化体が挙げられます。鉄筋コンクリートの破砕力学解析は，鉄筋の腐食に伴い，コンクリートにひび割れが生じ，どのように施設の強度が低下していくかシミュレートして解析を行うものです。また，ガラス固化体には高レベル放射性廃棄物が溶け込んでいるため，ガラス固化体の破砕力学解析は，安全評価上，その結果に高い信頼性が求められる解析の1つであると言えます。

ガラス固化体の破砕解析

　放射性廃棄物がガラスに溶かさされて固められたものをガラス固化体と呼びます。このガラス固化体は炭素鋼製材料（オーバーパックと呼ばれる）でパックされて、処分場に定置されますが、時間の経過によってオーバーパックは腐食し始め、膨張や変形が生じます。さらにオーバーパックにひび割れが生じてしまうと、浸潤してくる地下水により放射性核種が漏出（核種移行）し、オーバーパックのバリア機能は喪失したことになります。

　この解析では、オーバーパックの腐食膨張及び変形によって生じるガラス固化体の破砕に対して、FDEM（有限個別要素）法による数値解析を行い、ひび割れの形成過程や表面積の増大の程度を定量的に評価しました。結果は下図のようになり、この手法を用いれば、性能評価上重要な形状変化を算出できることが分かりました。

図：ガラスの破砕に関するFDEM解析結果例（2007秋原子力学会予稿集より）

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　ガラス固化体の溶解とそれに伴う核種の溶出は，システム性能を検討する際に行う核種移行解析のソースタームと成り得ますので，ガラス固化体表面や，その近くで生じる様々な現象とそれに影響を及ぼし合う様々な特性について、より現実的なシミュレーションを作成し，信頼性の高い解析評価ができる技術を新たに開発しました。

メゾスケール溶解解析モデル

　ガラス固化体の溶解挙動を評価する上で重要なのは，ガラス表面変質層の構造や形成のメカニズムを理解することです。長期的な溶解挙動の評価においては、保守的な仮定に基づく安全評価モデルとともに、理論的、微視的なアプローチで現象を説明することのできるモデルも併せ持つことで、より信頼性の高い評価ができると考えられます。QJサイエンスでは，この後者のモデルを新たに作ることにしました。

　理論的、微視的なアプローチということで，水溶液中におけるガラス分子の挙動をシミュレートできるように、ナノ～マイクロの微視的なスケール（メゾスケール）で結晶格子を単純化したモデルで表現しました。ガラスを構成する各元素間では結合や解離があるルールに基づいて求められる確率で生じることとし、その空間分布はモンテカルロ法により時間発展させ、その過程では水和、加水分解、ゲル層の生成、といった現象が再現されるようにした上で、溶解・変質挙動をシミュレートしました。（下図は溶解していくガラス結晶格子を可視化したもの。）最終的には、このモデルにより、ガラス表面変質層の成長に伴い、ガラスの溶解挙動が時間の経過と共に低下するという挙動が確かめられました。

図：ガラスの溶解の様子（赤：PbO(5), 黄：PbO(4), 緑：B(4), 青：B(3)を示す。括弧内の数字は結合数。）

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　一般に発電用原子炉の寿命は30年から60年程度と見込まれており，原子力発電所の運転が終了すると，原子炉や付属設備，建屋を解体撤去して敷地を更地に戻すことになります。放射能を帯びた炉内構造物等の解体撤去には，遠隔解体装置や遠隔作業車を用いた切断技術や放射能測定・評価技術が求められます。また，解体廃棄物に対しては除染技術・減容処理技術を適用して，最終的に放射性廃棄物として処分しなければなりません。

QJサイエンスでは，国内外の専門家のネットワークを活用して，上記のように多様な技術に関して情報収集や分析コンサルティングサービスを提供しています。

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　福島第一原子力発電所事故に伴って放出された放射性物質により汚染された地域の本格的な除染を効率的･効果的に実施する上で必要となる知見や技術、経験等を取得するため、除染モデル実証事業が進められています。この事業は、国の機関や地方自治体、地域住民の方、事業の従事者やボランティアの方、専門家、各メディアなど多岐・多数に亘る方々が関係し、関心を寄せております。このような状況下では、事業を迅速に滞りなく進める必要がある一方で、「どのように決定されたのか？」「十分な議論が行われたのか？」「何に基づいて判断しているのか？」といった様々な疑問に応えることが求められます。さらに、このような大規模な除染自体が世界でも初めての試みであるため、海外の方も入手可能な形式での情報発信や将来の資産とするための知識の蓄積・整理といった副次的な作業も重要な取り組みの一つとなります。

QJサイエンスの取り組み

　QJサイエンスでは、除染モデル実証事業の地域を対象として、土壌に吸着した放射性核種が降雨などによりどのように移行し、住民の方やその地域を利用する方が将来に亘ってどの程度の被ばく線量となるかを概算する方法を提案しました。また、ここでの検討結果を除染計画立案者や行政機関の方、地域住民の方にわかりやすくお伝えすることを念頭に置いた情報公開の方法としてオンライン地図サービスを利用したWebシステムについても検討を行っております。

（出典：日本原子力学会2012年春の大会）

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　放射性廃棄物処分システムの性能評価のように、多くの分野では，ある程度類型化された一連の解析や評価を，シナリオの派生，処分位置や設計の変更，地質環境条件等を含む解析条件の変更等の度に，一定期間内に多数回の解析を実施します。また，ステークホルダの参加が求められた場合，多様な人々との対話を通じて，様々な懸念や興味に対応した多くのケースについての解析や検討を行う必要が生じます。例えば、処分事業の場合、今後行われることとな許認可等においては，規制機関から性能評価解析の追跡性および使用したツールやデータの品質保証を求められることが予想されます。このようなニーズは，性能評価解析の一連のタスクが再現可能な形式で保存されていること，そしてタスクの遂行過程で行われた種々の意思決定とその根拠とが透明性と追跡性とをもって記録されていることの必要性を示しています。

このような背景のもと，QJサイエンスでは，設定された対象に応じて比較的ルーティン的な作業を行うタスクについて，その実施を支援しかつ的確に品質管理を行えるようにする知識マネジメントシステムを開発しています。これは，様々なニーズに対応した評価レポート，解析ツール，データベースの統合に対する支援を行うためのインテリジェントシステムです。主要な成果物である数値解析・評価レポートとその作成や変更に用いる解析ツールやデータベースを一体化することにより，品質管理に必要な追跡性や再現性，知識利用の最適化に必要なユーザーフレンドリネス，再利用性を備えています。また，Web上で動作するシステムとして設計することで，複数のユーザーがネットワーク越しにアクセスし，レポートの閲覧・編集，解析を実施することを可能にしています。

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　専門家は、自身の専門分野において情報収集・考察・判断・問題点の抽出などの諸作業を行う際に多種多様な知識を使用しています。そこで使用される知識には、文章などで表現可能なもの（形式知）や形式知化できないもの（暗黙知）などが含まれております。これらの知識を組み合わせ、専門家の判断をコンピュータを用いて実現しようとして取り組まれてきたものがエキスパートシステムです。また、エキスパートシステムは、貴重な専門家の知識が消失してしまわないように、知識の記録と伝承を目的として構築される場合もあります。

エキスパートシステムは、これまでにも医療診断や分子構造決定など様々な分野で構築されてきました。しかし、専門家が状況に応じて下す判断をコンピュータシステムのプログラムを記述するような方法で構築する必要がありました。そのため、一部の専門家やコンピュータシステム開発者などのある程度プログラムに精通した人がエキスパートシステム構築に携わる必要がありました。この場合、エキスパートシステムの構築者が業務から外れてしまうと新たな知識の追加や更新が行いづらい状態となってしまうことが問題とであると言えるでしょう。

QJサイエンスでは、プログラミングの知識などがない方でも容易にエキスパートシステムを構築できることを目指し、自然言語でテキストを入力し、簡単な操作で条件を設定できるグラフィカルユーザーインターフェースを有するエキスパートシステム構築支援システムとその実行環境を提供しております。このシステムは、Webシステムとなっているため、インストールなどの煩わしい作業を行うことなく、エキスパートシステム構築作業に集中することができます。

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　討論モデルは、Stephen Toulminによって考案された実効的論証に対応した知識の構造化手法です。Toulminは、論理的証明、即ちいくつかの公理に基づき真と認められる命題に至ることを目指す方法が多くの現実的な問題に対して有効ではないことから、実効的論証という新たな方法を提案しました。Toulminの実効的論証では、まず最初に、ある現実的な問題に関連した主張を明示し、その後にその正当性を順次明らかにしていくというものとなっており、新しいアイディアの創出よりも既知の主張に関して、批判に耐えうるような正当化を行うことに力点が置かれています。討論モデルは、このような論証を主張／証拠／保証／裏付け／反証／評価といった構成要素によって体系的に記述することを目指すものです。

QJサイエンスの取り組み

　QJサイエンスでは、放射性廃棄物の地層処分や二酸化炭素地中貯留を中心に討論モデルの上位階層構築を手掛けると共に、多数の関係者が討論モデル構築に参加し、様々な角度から主張を検討するためのツール（討論モデルエディタ）を提供しています。この討論モデルエディタは、以下のような特徴を有しています。

• 主張や論拠・反証をツリー構造でグラフィカルに表現
• 予め想定される論点を登録しておき、その活用により討論を促進
• 編集理由や編集履歴の管理により、討論の変遷を追跡可能
• 複数ユーザーによる利用を前提とした管理機能

Toulminによる討論モデルの構造（Toulmin, 1958より）

• • Study on a decision making methodology with uncertainties in the selection process of preliminary investigation areas
  • A decision making methodology taking into account uncertainties and its possible application for the selection of preliminary investigation areas
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  • Building confidence in CCS through on-line deliberation

　マネジメントコクピットは、プロジェクトマネージャがプロジェクトに係る厖大な情報の中から意思決定等に必要な情報のみを抽出して、プロジェクトの状況を的確に把握し、状況に応じた判断を行うことを支援するツールです。

弊社の提供するマネジメントコクピットは、プロジェクト管理とソーシャルウェアを統合させたシステムとなっており、プロジェクトマネージャのみではなく、プロジェクトに係るメンバーもサポートします。

多くのプロジェクトでは、目標を達成するために様々な立場のメンバーが協力して作業を行います。マネジメントコクピットでは、ガントチャートを用いたプロジェクト管理の機能を始め、メンバーの立場やプロジェクトの進行状況により刻々と変化する情報を利用者のニーズに合わせて画面に表示します。また、プロジェクト中に発生する問題などに対して関係者が参加して検討を行うためのコミュニケーションツールを備えており、そこでの議論の経過や結論とプロジェクトとの関係性を保持することで、プロジェクトの進行中に下した決定を結論のみでなく経緯も含めて管理します。これにより、追跡性を確保すると共に、類似事象発生時の判断基準として活用することが容易になっております。

マネジメントコクピットは、機能をタブで切り替える構成となっており、適用するプロジェクトによって、不要な機能の取り外しや、新たな機能の増設といったカスタマイズが可能な設計となっております。

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