月面可般型炉SPECTRA-Lの概念検討(II) 宇宙空間における線量当量に関する考え方

Conceptual design study of transportable reactor SPECTRA-L for lunar base (II); Study on the dose-bquivalent limit in space

野村 紀男; 羽賀 一男; 大坪 章

Nomura, Norio; Haga, Kazuo; not registered

可搬型炉研究の一環として概念検討を進めている月面上原子動力プラントSPECTRA-Lの遮蔽構造を定める上から、月面上でも地上と同様に放射線に対する何らかの限度を設定する必要がある。しかしながら、月面上あるいは宇宙空間(以後月面上と言う)で放射性物質等を取扱う場合、銀河や太陽から放出される宇宙線の影響が大きいため、地上の線量当量限度をそのまま適用することはできない。そこで、本書では、地上の外部放射線による線量当量限度の値を踏まえた上で、月面上の線量当量限度について検討した。本検討から、月面で作業する作業者の生涯の線量当量限度案として2.0Svを、また1年間の線量当量限度案として、ICRPの1990年勧告で示された事故の制御や緊急の救済措置における線量当量限度である0.5svよりも低い0.4Sv/yを提案する。また、1カ月の線量当量限度は1年間の限度を計画的に守るため0.04svとすることが妥当であろう。原子炉に関しては、原子炉からの影響が、作業者が原子炉へ常時接近することが可能な位置で年線量当量限度の10%以下、すなわち40msv/yにおさえることが望ましいとした。SPECTRA-L運転中の月面の土壌であるレゴリスの遮蔽効果の1次元解析によると、径方向で約11.5m離れれば原子炉からの影響はないと評価された。また本検討の中で、1・稼働中は作業者が原子炉施設へ近づかなくても管理が可能なシステムとすること、2・居住区周辺は磁気を利用した放射線シールドや作業性の良い防護服の素材の開発を行うことにより被ばく防止を図ることを提案した。居住区域の線量当量限度は、十分な遮蔽設計を行い無用な被ばくをできる限り低減するための措置を施す必要がある。また、地下立地(ジオフロント)を採用し、原子炉施設付近で作業する場合も、月面上に出ることを極力避けるため、地下道を利用して目的の建家へ向かう設計が良い。

Conceptual design of the SPECTRA-L power plant for lunar base is being performed as one of the transportable reactor study. It is necessary to establish an acceptable limit of dose equivalent in space as well as that on the earth so as to design the shield to the reactor. Because the natural radiation dose in space is higher than that on the earth, terrestrial dose equivalent limit can not be directly applied. In this report, we examined the dose equivalent limit on the moon based on the terrestrial one, then analyzed the shielding effect of lunar soil (regolish) which is expected as shielding material in this plant. The study led us to propose some limits on the acceptable radiation in the human activity in space, that is 2.0 Sv in life and 0.4 Sv/year, consequently 0.04 Sv/month. The yearly limit is less than 0.5 Sv which is admitted in the ICRP Publication 60 to emergency situation. A limit of 40 mSv/year is suggested to the radiation from nuclear reactor at the place where stuffs of lunar base is easily accessible. The suggested value is 10% of the proposed yearly limit to the natural radiation in space. A one-dimensional analysis on the shielding effect of the regolish covering SPECTRA-L showed that the neutron dose equivalent rate of the reactor is attenuated to the background level of space at a point about 10 m apart from the reactor center and to that on the earth at about 12 m. Lastly, it is emphasized that the exposure to radiation should be reduced by the following methods. (1)Automatic operating system of the plant. (2)Development of materials for easy-working protection clothes and radiation shield using magnetism ln the living area. (3)Minimum exposure to radiation, especially in the living area, following the spirit of ALARA. (4)Underground base and underground transport routes to other facilities.