日本における環境要素間のアクチニド元素の移行挙動に関する研究(2)

Distribution of actinide elements among various environmental factors (II)

工藤 章*; 藤川 陽子*

Kudo, Akira*; Fujikawa, Yoko*

本書では、前半部分において「長崎原爆プルトニウムの放出と環境中の移動性」について、後半部分において「わが国のファーフィールドにおける放射性核種移行研究の到達点」についての研究成果を報告する。長崎県長崎市西山地区で450cmの深さまでの不飽和帯土のコアを採取し、90Sr、137Cs、239+240Puの鉛直分布を決定した。その結果、大部分の放射性核種は、地表から30cmの層に見出された。しかしながら、90Srと239+240Puは、200cm以深の地下水からも発見された。137Csは、地表面から40cm位深、あるいは地下水中には見出せなかった。これらのことから、全239+240Puの3%は、土壌表層に留まる残り97%のプルトニウムよりも速く、土壌中を移行していることを示している。また、1945年の長崎フォールアウトを示す137Csと239+240Puのシャープなピークが、西山貯水池の堆積物コアから見つかった。一方、90Srはその堆積物中を移動するため、1945年に堆積した層にはピークを見出すことが出来なかった。さらに、239+240Puは1945年よりも古い年代の層でも見つかった。一方、年輪中の239+240Puは、堆積物コアとほぼ同様の分布をしていたが、極めて微量の239+240Pu(1%程度)は1945年の年輪よりも内側から発見された。これら事象より環境中の移動性239+240Puの存在を推定した。報告書の後半部分においては、「地層処分研究開発第2次とりまとめ」および現状の放射能移行評価研究について、特に天然バリア(例えば、ファーフィールド)および地表生態圏を対象とした放射能移行モデルを中心にレビューを行い、今後の地層処分の環境安全評価に関連して進めるべき環境関連研究の方向について検討した。その中では、Genericな安全評価研究からサイト特異的な安全評価研究への移行を中心に、説明的モデル、スクリーニングモデル、予測モデルといった目的別モデルの適用手順、モデル予測と安全評価にまつわる不確実性への対処手順、そして安全評価の予測に対する信頼性向上の手順としてわが国の野外条件下で取得された物質移行データによるモデル検証の必要性について議論を行った。

The first and second environmental releases of man-made Pu came from nuclear explosions at Alamagordo and Nagasaki in 1945. The release at Nagasaki was more serious than at Alamagordo, because it happened in an area with a high population density. Unfissioned Pu and various fission products have been interacting here with various environmental materials (soils, sediments, and plants) under wet and temperature conditions for more than 45 years. To assess the environmental mobility of Pu, the distributions of radionuclides from this release were investigated at Nishiyama where heavy black rain containing unfissioned plutonium and fission products fell 30 minutes after the nuclear explosion. The vertical distributions of Cs and Pu were determined in unsaturated soil cores up to 450cm deep. Most radionuclides were found in the soil column 30cm from the ground surface. However, Pu were detected in the groundwater as well below a depth of 200cm. No Cs was found below 40cm from the ground surface or in groundwater. These observations reveal that about 3% of the total Pu have been migrating in the soil at a faster rate than the remaining Pu. Sharp peak of Cs and Pu, indicating heavy deposition from the Nagasaki local fallout of 1945, were found in sediment cores collected from the Nishiyama reservoir. Pu peaks were unexpectedly discovered in pre-1945 sediment core sections. NO Cs was found. By contrast to the distribution in sediment cores, Cs in tree rings had spread by diffusion from the bark to the center of the tree without holding a fallout deposition record. Most of the Pu was distributed in the tree rings following a similar deposition record to that found in sediment cores. Furthermore, a very small amount of Pu (about 1%) was found unexpectedly in pre-1945 tree rings. The only reasonable ...