Status of study of long-term assessment of transport of radioactive contaminants in the environment of Fukushima (FY2018) (Translated document)

長尾 郁弥; 新里 忠史; 佐々木 祥人; 伊藤 聡美; 渡辺 貴善; 土肥 輝美; 中西 貴宏; 佐久間 一幸; 萩原 大樹; 舟木 泰智; et al.

JAEA-Research 2020-007, 249 Pages, 2020/10

JAEA-Research-2020-007.pdf:15.83MB

2011年3月11日に発生した太平洋三陸沖を震源とするマグニチュード9.0の東北地方太平洋沖地震とそれに伴って発生した津波により、東京電力(現東京電力ホールディングス)福島第一原子力発電所の事故が発生し、その結果、環境中へ大量の放射性物質が放出された。この事故により放出された放射性核種は、その大部分が森林に沈着している。これに対し、面積が広大であり大量の除去土壌などが生じる、多面的な森林の機能が損なわれる可能性があるなどの問題があり、生活圏近傍を除き、汚染された森林の具体的な除染計画はない。そのため、未除染の森林から放射性セシウムが流出し、既に除染された生活圏に流入することで空間線量率が上がってしまうのではないか(外部被ばくに関する懸念)、森林から河川に流出した放射性セシウムが農林水産物に取り込まれることで被ばくするのではないか、規制基準値を超えて出荷できないのではないか(内部被ばくに関する懸念)などの懸念があり、避難住民の帰還や産業再開の妨げとなる可能性があった。日本原子力研究開発機構では、環境中に放出された放射性物質、特に放射性セシウムの移動挙動に関する「長期環境動態研究」を2012年11月より実施している。この目的は、自治体の施策立案を科学的側面から補助する、住民の環境安全に関する不安を低減し、帰還や産業再開を促進するといった点にある。本報告書は、原子力機構が福島県で実施した環境動態研究におけるこれまでの研究成果について取りまとめたものである。

Characterizing vertical migration of Cs in organic layer and mineral soil in Japanese forests; Four-year observation and model analysis

武藤 琴美; 安藤 麻里子; 松永 武*; 小嵐 淳

Journal of Environmental Radioactivity, 208-209, p.106040_1 - 106040_10, 2019/11

https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2019.106040

福島第一原子力発電所事故により森林に沈着した放射性Csによる長期的な放射線のリスクを評価するためには、森林の表層土壌における放射性Csの挙動を明らかにすることが重要である。本研究では、事故後4.4年間で5回、福島県内の植生の異なる森林5地点において放射性Csの鉛直分布の調査を行い、モデル計算の結果との比較を行った。また、欧州の森林における文献値と比較を行い、日本の森林における有機物層と表層土壌における放射性Csの移行特性を考察した。調査の結果、有機物層から鉱物土壌へのCs移行は欧州よりも早く、日本の森林ではCsの移動度や生物利用性が急速に抑制されることが示唆された。鉱物土壌中のCs拡散係数は0.042-0.55cmyと推定され、日本と欧州で同程度であった。これらのパラメータを用いた予測計算では事故から10年後ではCsは主に表層鉱物土壌に分布していることが示され、森林に沈着した放射性Csは表層土壌に長期的に保持されることが示唆された。

福島における放射性セシウムの環境動態研究の現状(平成30年度版)

長尾 郁弥; 新里 忠史; 佐々木 祥人; 伊藤 聡美; 渡辺 貴善; 土肥 輝美; 中西 貴宏; 佐久間 一幸; 萩原 大樹; 舟木 泰智; et al.

JAEA-Research 2019-002, 235 Pages, 2019/08

JAEA-Research-2019-002.pdf:21.04MB

2011年3月11日に発生した太平洋三陸沖を震源とするマグニチュード9.0の東北地方太平洋沖地震とそれに伴って発生した津波により、東京電力福島第一原子力発電所の事故が発生し、その結果、環境中へ大量の放射性物質が放出され、その大部分が森林に沈着している。これに対し、面積が広大であり大量の除去土壌等が生じる、多面的な森林の機能が損なわれる可能性があるなどの問題があり、生活圏近傍を除き、汚染された森林の具体的な除染計画はない。そのため、未除染の森林から放射性セシウムが流出し、既に除染された生活圏に流入することに対する懸念があり、避難住民の帰還や産業再開の妨げとなる可能性があった。原子力機構では、環境中に放出された放射性物質、特に放射性セシウムの移動挙動に関する「長期環境動態研究」を2012年11月より実施している。この目的は、自治体の施策立案を科学的側面から補助する、住民の環境安全に関する不安を低減し、帰還や産業再開を促進するといった点にある。本報告書は、原子力機構が福島県で実施した環境動態研究におけるこれまでの研究成果について取りまとめたものである。

Sources of Cs fluvial export from a forest catchment evaluated by stable carbon and nitrogen isotopic characterization of organic matter

武藤 琴美; 安藤 麻里子; 小嵐 淳; 竹内 絵里奈; 西村 周作; 都築 克紀; 松永 武*

Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 314(1), p.403 - 411, 2017/10

https://doi.org/10.1007/s10967-017-5350-7

福島第一原子力発電所事故により森林に沈着した放射性Csが河川を通して流出することで、下流の市街地や農地への汚染が長期間続くことが懸念されている。本研究では、森林から河川への放射性Cs流出挙動を評価するために、落葉広葉樹林を集水域とする小河川に放射性Csの連続捕集装置を設置し、事故の半年後から4年間調査を行った。河川中の放射性Csを懸濁態と溶存態に分けて採取し、懸濁態は粒径ごとに分画した。また、河川中の懸濁物と土壌について、炭素及び窒素の量と同位体比を分析し比較した。その結果、放射性Csの主要な流出形態は粒径75m以下の懸濁態であり、分解の進んだリターと鉱物土壌を起源としていることが明らかになった。また、リター分解を起源とする溶存態Csの流出量も無視できないことが分かった。リターから土壌への放射性Csの移行が進んでいることから、今後、溶存態による河川流出は数年で減少する一方、懸濁態による河川流出は長期間継続することが示唆された。

Year-round variations in the fluvial transport load of particulate Cs in a forested catchment affected by the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant accident

松永 武; 中西 貴宏; 安藤 麻里子; 竹内 絵里奈; 武藤 琴美; 都築 克紀; 西村 周作; 小嵐 淳; 乙坂 重嘉; 佐藤 努*; et al.

Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 310(2), p.679 - 693, 2016/11

AA2015-0821.pdf:3.78MB

https://doi.org/10.1007/s10967-016-4840-3

福島第一原子力発電所事故に由来する放射性Csの森林集水域からの流出挙動とその変動要因を解明するために、渓流水中の懸濁態放射性Csの流出量を2012年から2年間連続して測定した。懸濁態Csの流出は、流域からの懸濁物質の流出と密接な関係があり、降雨量の多い8-9月に増加した。Csは懸濁物質中の粘土鉱物に強く結びついており、流下中に水中に溶存しないことが、鉱物同定及び抽出実験の結果より示唆された。また、単位懸濁物質量あたりのCs濃度は、2012年から徐々に低下していた。これらの結果より、懸濁態Csの流出量は、降雨量に関連した懸濁物質量の変動と、懸濁物質中のCs濃度の経年変化の両方の影響を受けて変化していることが明らかとなった。

福島第一原子力発電所事故で放出されたCs-137の森林土壌中の深度分布とその経年変化

武藤 琴美; 安藤 麻里子; 小嵐 淳; 松永 武

no journal, , 

福島第一原子力発電所事故により大気中に放出された放射性Csは、その多くが森林に沈着し、現在も残留している。本研究では日本の森林土壌における放射性Csの挙動を明らかにするために、植生や土壌の性質が異なる福島県内の森林において放射性Cs深度分布調査を行った。調査は2011年6月と7-8月、2012年3月、2013年8月の計4回実施した。試料は表層リター及び土壌に分けて採取を行った。土壌試料は表層リターを採取した後に、同じ場所からコアサンプラー(藤原製作所製、HS-25L)を用いて採取して冷凍保存し、実験室で深さ毎に分割した後で乾燥させた。調製後の土壌試料及びリター試料はGe半導体検出器(ORTEC製、GEM20P4-70)により線測定を行った。調査の結果、事故時に落葉していた広葉樹林では、地表面に沈着したCsがリターの分解により土壌表層へ移行し、2.5年後には土壌0-1cm層で最も存在割合が高かった。一方針葉樹林では、事故時にCsの沈着を受けた葉がその後徐々に落葉することで、リター層でのCsの存在割合が継続して高くなっていた。

福島第一原子力発電所事故で放出されたCs-137の森林土壌中の深度分布とコンパートメントモデルによる下方移行評価

武藤 琴美; 安藤 麻里子; 小嵐 淳; 松永 武

no journal, , 

福島第一原子力発電所事故により大気中に放出された放射性Csは、その多くが森林に沈着し、現在も残留している。本研究では日本の森林土壌における放射性Csの挙動を明らかにするために、植生や土壌の性質が異なる福島県内の森林において放射性Cs深度分布調査を行った。調査は2011年6月と7-8月、2012年3月、2013年8月、2015年7月の計5回実施した。試料は表層リター及び土壌に分けて採取を行った。土壌試料は表層リターを採取した後に、同じ場所からコアサンプラー(藤原製作所製、HS-25L)を用いて採取して冷凍保存し、実験室で深さ毎に分割した後で乾燥させた。調製後の土壌試料及びリター試料はGe半導体検出器(ORTEC製、GEM20P4-70)により線測定を行った。調査の結果、リター層に沈着したCsは土壌表層へ移行しており、その速度には植生による違いがあることが分かった。また、土壌中での移行速度は遅く、植生による違いはないことが分かった。さらに深度分布の時間変化に対してコンパートメントモデルを開発し、Cs深度分布の予測計算を行った。

福島県内山域における歩行サーベイによる線量率測定結果のデータ解析

武藤 琴美; 土肥 輝美; 吉村 和也; 金井塚 清一*; 飯島 和毅

no journal, , 

山地森林における詳細な空間線量率分布を把握するために、福島第一原子力発電所付近の17山域で歩行サーベイによる空間線量率測定を行った。調査は2015年から2018年にかけて、登山道および特定の標高を一周する周回するルートの2種類で行われた。測定にはSWR社製のGPS連動型空間線量率自動記録システム(ホットスポットファインダー: HSF)を使用し、20cm高空間線量率および100cm高空間線量率を測定した。調査の結果、HSFによる測定では山地森林における空間線量率の局所的な不均一性を捉えることができた。また、地理情報システムを用いたデータ解析を行った結果、標高や斜面の向きといった地理的要因と空間線量率には関連性があり、山域ごとにその特徴が異なることが示唆された。