Detailed source term estimation and atmospheric dispersion analysis for the Fukushima Dai-ichi Nuclear Power Plant accident

福島第一原子力発電所事故時の詳細な放出量推定及び大気拡散解析

堅田 元喜; 茅野 政道; 太田 雅和  ; 永井 晴康  ; 寺田 宏明   ; 梶野 瑞王*

Katata, Genki; Chino, Masamichi; Ota, Masakazu; Nagai, Haruyasu; Terada, Hiroaki; Kajino, Mizuo*

2011年3月に起きた福島第一原子力発電所事故(福島原発事故)時の放射性物質の大気放出量の詳細な時系列変動を、プラント近傍の線量率モニタリングデータ,炉内事象、及びWSPEEDI-IIを用いた大気拡散シミュレーションに基づいて推定した。ガス状・粒子状の放射性物質の湿性・乾性・霧沈着過程に関する計算スキームを新たに導入し、それを用いた単位放出計算とモニタリングデータを比較することによって大気放出量を推定した。推定した放出量を用いたWSPEEDI-IIの計算によって、航空サーベイによって観測されたI-131及びCs-137の地表沈着量分布が再現された。放出量の推定結果から、1号機のベント及び水素爆発が起こった3月12日午後、2号機のSR弁を何度か開閉した3月14日深夜、3月15日午前及び夕方から夜間、3月16日午前に放射性物質が大量に放出した可能性が示された。大気拡散計算の解析によって、プラント周辺地域の最大の汚染地域は3月15日から16日の間に形成され、降雨(湿性沈着)、プルームの動き、2号機及び3号機の圧力変動に裏付けされる放射性物質の放出形態と大量放出のタイミングが複雑に関係していたことが明らかになった。

We estimated a detailed time trend of atmospheric releases during the accident by coupling additionally obtained monitoring data of air dose rate near the plant, parameters for the reactor events, and atmospheric dispersion simulation by WSPEEDI-II. The modified WSPEEDI-II using the newly estimated source term well reproduced local and regional patterns of air dose rate and surface deposition obtained by airborne observations. The results suggested that the major release occurred in the following periods during March 2011: afternoon on the 12th, midnight on the 14th, morning and night on the 15th, and morning on the 16th. Our dispersion simulations revealed that the highest radioactive contamination areas were created from 15th to 16th by complicated interactions among rainfall, plume movements, and phase properties and release rates.