Numerical reconstruction of high dose rate zones due to the Fukushima Dai-ichi Nuclear Power Plant accident

福島第一原子力発電所事故に起因する高線量地帯の数値的再構築

堅田 元喜; 寺田 宏明   ; 永井 晴康  ; 茅野 政道

Katata, Genki; Terada, Hiroaki; Nagai, Haruyasu; Chino, Masamichi

2011年3月の福島第一原子力発電所事故により、発電所の北西地域を中心に高線量地帯が形成されたことがわかっている。この高線量地帯は、3月15日に起こった大量の放射性物質の放出イベントによって形成されたと考えられているが、そのメカニズムは明らかになっていない。これを解明するためには、サイト周辺の環境データを解析する必要があるが、得られているデータは断片的であり、大気拡散事象を再構築することは困難である。本研究では、数値シミュレーションによって3月15日の放出率を推定するとともに、3月15日の放射性物質の放出及び大気拡散,沈着事象を再構築した。その結果、福島原発事故では地表沈着量の地理分布を決める要因は降雨分布,地形、及び陸面(植生)状態であることを示した。これらのプロセスが総合的に作用した結果、3月15日午後に大量に放出された放射性物質がサイトから北西方向に沈着し、高線量地帯を形成したことを明らかにした。本研究で得られた知見は、福島原発事故の被ばく評価に資するのみならず、原子力施設や化学工場の事故に対して、地域特有の環境条件に基づく防災計画の立案等にも役立つ。

For future planning of preventive measures against possible nuclear accident, it is important to understand how the high dose rate zones was created in the northwest area of the plant during the Fukushima Dai-ichi nuclear reactor accident. Because most of the observation equipment did not work due to the severe earthquakes, temporal information of release rates of radionuclides into the atmosphere and environmental monitoring data were limited to analyze the movements of radioactive plume in a significant release of radionuclides on 15 March, 2011. Here we reconstructed the atmospheric dispersion of radionuclides during the period from 15 to 16 March using computer-based nuclear emergency response system, WSPEEDI-II. We found that high dose rate zones were created by a significant deposition of radionuclides discharged during the afternoon on 15 March and two factors, i.e., rainfall and topography, strongly affected the distribution of surface deposition.