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仲吉 彬; Jegou, C.*; De Windt, L.*; Perrin, S.*; 鷲谷 忠博
Nuclear Engineering and Design, 360, p.110522_1 - 110522_18, 2020/04
被引用回数：0Simulated in-vessel and ex-vessel fuel debris, fabricated in the Colima experimental facility set up in the PLINIUS platform at CEA Cadarache, were selected and leaching experiments were carried out under oxidizing conditions. In parallel, geochemical modeling was performed to better understand the experimental concentrations, pH evolutions and secondary phase's formation. Finally, the Fractional Release Rates of the (U, Zr)O
matrix for the two kinds of samples (in-vessel and ex-vessel) were found to be close to or one order of magnitude lower than that of SF under oxidizing conditions (from 10
to 10
per day), but the release processes are different.
寺田 宏明; 永井 晴康; 都築 克紀; 古野 朗子; 門脇 正尚; 掛札 豊和*
Journal of Environmental Radioactivity, 213, p.106104_1 - 106104_13, 2020/03
被引用回数：0 パーセンタイル：100(Environmental Sciences)福島第一原子力発電所事故(特に測定値が利用できない事故初期)の公衆の被ばく線量評価には、大気輸送・拡散・沈着モデル(ATDM)シミュレーションによる放射性核種の環境中時間空間分布の再構築が必要である。このATDMシミュレーションに必要な放射性物質の大気中への放出源情報が多くの研究で推定されてきた。本研究では、ベイズ推定に基づく最適化手法により、これまでに推定した放出源情報とATDMシミュレーションの改善を行った。最適化では、新たに公開された大気汚染測定局で収集された浮遊粒子状物質(SPM)分析による
Cs大気中濃度を含む様々な測定値(大気中濃度,地表沈着量,降下量)を使用し、拡散計算と測定の比較結果のフィードバックにより放出源情報だけでなく気象計算も改善させた。その結果、ATDMシミュレーションはSPM測定点の大気中濃度と航空機観測による地表沈着量を良く再現した。さらに、最適化放出率とATDMシミュレーションにより主要核種の大気中および地表における時間空間分布(最適化拡散データベース)を構築した。これは、避難者の行動パターンと組み合せた包括的な線量評価に活用される。
Pshenichnikov, A.; 倉田 正輝; Bottomley, D.; 佐藤 一憲; 永江 勇二; 山崎 宰春
Journal of Nuclear Science and Technology, 57(3-4), p.370 - 379, 2020/03
被引用回数：1 パーセンタイル：34.59(Nuclear Science & Technology)The new research and development programme of JAEA/CLADS tests complement the previous investigations related to BWR severe accidents. A series of tests aiming at closing the gaps in understanding of the Fukushima Daiichi degradation sequence at each unit. The paper emphasises the problem of control blade degradation, which influences the accident progression at an early stage and shows the approach for thorough investigation of this problem.
三輪 周平; 高瀬 学; 井元 純平; 西岡 俊一郎; 宮原 直哉; 逢坂 正彦
Journal of Nuclear Science and Technology, 57(3-4), p.291 - 300, 2020/03
被引用回数：0 パーセンタイル：100(Nuclear Science & Technology)BWR重大事故における制御材ホウ素の移行挙動を、セシウム及びヨウ素に与える化学的影響の観点から評価するため、高温領域を移行するホウ素の化学挙動を実験的に調べた。核分裂生成物放出移行再現実験装置を用いて水蒸気雰囲気にて酸化ホウ素試料の加熱実験を実施した。放出した酸化ホウ素蒸気は1,000K以上においてステンレス鋼への凝集により多量に沈着した。さらに、この酸化ホウ素の沈着物、もしくはホウ素蒸気種とステンレス鋼が1,000K以上において反応することで、安定な鉄-ホウ素の複合酸化物(FeO)BO
化合物を形成することが分かった。この結果は、重大事故時において、破損したBWR制御ブレードから放出されるホウ素は圧力容器内等の高温領域に保持されることを示している。このことから、セシウム蒸気がホウ素の沈着物と反応することで低揮発性のホウ酸セシウム化合物を形成し、圧力容器から低温領域に移行するセシウム蒸気が減少することなどが可能性として考えられる。
川村 英之; 上平 雄基; 小林 卓也
Journal of Nuclear Science and Technology, 57(3-4), p.472 - 485, 2020/03
被引用回数：0 パーセンタイル：100(Nuclear Science & Technology)日本原子力研究開発機構は、原子力施設等から放出される放射性核種の日本近海における海洋拡散を予測するため、緊急時海洋環境放射能評価システムを開発した。本研究の目的は、これまでに蓄積した海況の予測データと再解析データを使用して、緊急時海洋環境放射能評価システムの予測精度を検証することである。再解析データは、データ同化により最適化されたものであり、過去の事象を解析するのに信頼性が高いため、再解析データを入力した海洋拡散シミュレーションの結果を真値と仮定した。予測精度の検証は、福島第一原子力発電所から放出されるセシウム137を想定した海洋拡散シミュレーションにより行った。複数の海洋拡散シミュレーションを実行することで統計的に予測精度を検証し、予測期間毎に変化する予測精度を定量的に評価した。さらに、アンサンブル予測を適用することで、予測精度を向上させることに成功した。
奥野 泰希; 山口 真史*; 大久保 成彰; 今泉 充*
Journal of Nuclear Science and Technology, 57(3-4), p.457 - 462, 2020/03
被引用回数：0 パーセンタイル：100(Nuclear Science & Technology)優れた高耐放射線性を備えたリン化インジウムガリウム(InGaP)太陽電池は、高放射線量率環境に適用可能な線量計の有力な候補材料になると予想されている。本研究では、InGaP太陽電池を用いた線量計の寿命を予測するために、照射試験及び経験的計算により、InGaP太陽電池の線量信号としての放射線誘起電流に対する少数キャリア拡散長(
)の影響を明らかした。照射試験では、
線線量率の関数としての短絡電流密度(
)を測定することでInGaP太陽電池のを推定した。また、様々な線量率でInGaP太陽電池を検出器として使用した際の動作寿命を、と吸収線量の関係に基づく経験式を用いて推定した。この計算結果から、InGaP太陽電池を用いた線量計が福島第一原子力発電所の原子炉格納容器で10時間以上使用可能であり、廃炉に貢献する耐放射線性を有した線量計である可能性が高いことを明らかにした。
吉村 和也; 三枝 純; 眞田 幸尚
Scientific Reports (Internet), 10(1), p.3859_1 - 3859_9, 2020/03
The initial decrease in the ambient dose equivalent rate (air dose rate) in 2011 after the Fukushima Dai-ichi Nuclear Power Plant accident was studied using in-situ monitoring data obtained from March 16, 2011. The air dose rate showed a rapid decrease during the first 0.05 years followed by slow decrease, and the decrease was represented by combining two exponential functions. The air dose rate obtained in the area dominated by paved surfaces and buildings showed a quicker decrease than the unpaved-dominant field. The decrease in the air dose rate was facilitated in residential areas compared to the evacuation zone. These results suggest that urbanized areas and human activities could reduce external exposure of local residents. Comparison of decrease rates between this study and the simulations based on the parameters obtained in Europe suggests that radionuclide migration such as penetration into the soil and horizontal migration in Fukushima were smaller than those in Europe.
桑田 遥*; 御園生 敏治; 藤原 健壮; 武石 稔; 眞鍋 早知*; 北村 哲浩
Radiation Environment and Medicine, 9(1), p.28 - 34, 2020/02
水生生物のトリチウム分析は、福島で扱われる重要な主題の1つである。しかしながら、トリチウムを測定する従来の方法は複雑な前処理手法が必要であり、熟練した技術と時間が必要である。このため、福島県沿岸の水産物のトリチウムに関する報告はほとんどない状況である。ここでは、水生生物への影響を理解するために、2015年から2018年に福島の沿岸で採取したヒラメの組織自由水トリチウム(TFWT)および有機結合トリチウム(OBT)を測定した。まず、測定には従来の方法を使用し、その後、凍結乾燥と燃焼水の回収プロセスを変更することにより、従来の手方法を短縮しようと試みた。両方の方法の測定結果は、ヒラメのTFWTとOBTのほとんどが検出限界または定量限界よりも低く、人間への影響は無視できると考えられることを示した。
大葉 隆*; 石川 徹夫*; 永井 晴康; 床次 眞司*; 長谷川 有史*; 鈴木 元*
Scientific Reports (Internet), 10(1), p.3639_1 - 3639_11, 2020/02
福島第一原子力発電所事故による住民の内部被ばく線量の再評価を行った。福島県民健康調査による896パターンの行動記録を解析し、大気拡散シミュレーションにより構築した放射性物質の時空間分布データベースを用いて、吸引による甲状腺線量を評価した。屋内退避による除染係数等の効果を考慮した結果、推定した甲状腺線量は測定に基づき評価した線量に近い値となった。1歳児の甲状腺線量の平均値と95パーセンタイル値は、それぞれ1.2から15mSv、7.5から30mSvの範囲であった。
萩原 大樹; 小西 博巳*; 中西 貴宏; 藤原 健壮; 飯島 和毅; 北村 哲浩
Journal of Environmental Radioactivity, 211, p.106042_1 - 106042_10, 2020/01
被引用回数：0 パーセンタイル：100(Environmental Sciences)The deposited radiocesium in the Fukushima river basin is transported in the river systems by soil particles and redistributed in the downstream areas. Although predicting the behaviors of minerals that adsorb radiocesium and of radiocesium dissolved in river water within the river systems is essential, the dominant mineral species that adsorb radiocesium have not yet been comprehensively identified. We identify herein such mineral species by investigating the Cs distribution and the mineral species in each size fraction that are found in the bedload sediments from an upstream reservoir to an estuary within the Tomioka river basin located east of Fukushima Prefecture in Japan. In the fine sand sediment, which is the dominant fraction in terms of the Cs quantity in the river bedload, the Cs concentrations of the felsic and mafic minerals are comparable to that of micas. The mafic minerals contain 62% of the Cs in the fine sand fraction in the upstream area, while the felsic minerals contain the highest quantities of Cs in the downstream area. These results suggest that the quantification of the mineral species and the Cs concentration of each size fraction are critically important in predicting the behaviors of the minerals and radiocesium within the Fukushima river basin in the future.
Brissonneau, L.*; 池内 宏知; Piluso, P.*; Gousseau, J.*; David, C.*; Testud, V.*; Roger, J.*; Bouyer, V.*; 北垣 徹; 仲吉 彬; et al.
Journal of Nuclear Materials, 528, p.151860_1 - 151860_18, 2020/01
被引用回数：0 パーセンタイル：100(Materials Science, Multidisciplinary)In the framework of JAEA-CEA collaboration, experimental studies have been conducted for estimating the material characteristics of corium debris representative of the Fukushima Daiichi nuclear damaged plants. A test has been performed in the VULCANO facility in CEA Cadarache to simulate the concrete corium interaction (CCI) with prototypic corium (using depleted uranium) and concrete of Fukushima Daiichi 1F1 Nuclear Plant. This paper presents the Post Test Analyses on 9 samples representative of the CCI during this test: in the corium pool, in the crusts and at the vertical and horizontal interfaces with the concrete. Analyses have been performed by SEM/EDS, X-Ray Diffraction, complete dissolution and ICP, micro-hardness measurements of the main phases. The major phases encountered are uranium rich and zirconium rich oxides forming nodules from micrometers to millimeters size, chromium-iron rich precipitates of several micrometers, metallic Fe-Ni droplets and chromium-silicon rich filaments in a matrix, likely vitreous, rich in concrete elements: Si, Al, Ca, but containing up to 12 cations. The matrix is the softer oxide phase, when the Cr rich precipitates are the harder. The analyses are consistent with the estimated macroscopic ablation ratio, but do not still explain the important axial ablation observed for this specific basaltic concrete. The different phases formation, distribution and solidification path are discussed. First comparisons are proposed with the former CCI tests with European concretes. These results give helpful insights for the future dismantling of the plant and for a deeper understanding of the CCI process for basaltic concrete.
Miradji, F.; 鈴木 知史; 中島 邦久; 逢坂 正彦
Journal of Physics and Chemistry of Solids, 136, p.109168_1 - 109168_9, 2020/01
被引用回数：0 パーセンタイル：100(Chemistry, Multidisciplinary)Under the scope of Fukushima Daiichi Nuclear Power Station (1-F) severe accident (SA), Cs retention is of high interest as its impacts Cs distribution, decommissioning and dismantling work of the reactor. To derive consistent and appropriate models for such process, accurate thermodynamic properties of Cs chemisorbed species are required by the SA analysis codes. In particular, for CsFeSiO
, a newly identified Cs chemisorbed species under conditions similar to 1-F SA, the thermodynamic data are unknown in literature. We propose in this work the obtention of the fundamental properties of this substance by theoretical approaches. The consistency and appropriateness of derived computational methodology have been investigated by calculating the thermodynamic properties of relatively known Cs-Si-O substances. It was found that our computational methodology provides excellent agreement with literature data lying between 1-4% for the formation energy, 1-5% for standard entropy and heat capacity. The thermodynamic properties of CsFeSiO in function of temperature have been estimated for the first time using harmonic and quasi-harmonic approximations, values being consistent with both methodologies.
Heged
s, M.*; 城間 吉貴*; 岩岡 和輝*; 細田 正洋*; 鈴木 崇仁*; 玉熊 佑紀*; 山田 椋平; 辻口 貴清*; 山口 平*; 小倉 功也*; et al.
Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 323(1), p.197 - 204, 2020/01
被引用回数：0 パーセンタイル：100(Chemistry, Analytical)福島県浪江町において、2017年の部分的な避難指示区域の解除後、2つの主要河川の水中及び堆積物中の放射性セシウム濃度を大気中放射性物質濃度とともに測定した。観測された濃度は、ろ過していない河川水中のCsで最大384
11mBq/L、大気中のCsで最大1.280.09mBq/m
であり、堆積物中のCsでは最大で4490023.4Bq/kgであった。
Cs/Cs比は、これまでの研究報告とよく一致し、浪江町における堆積物中の放射性セシウムの主な起源が1号機である可能性が高いと考えられる。
松村 太伊知; 永石 隆二; 片倉 純一*; 鈴木 雅秀*
Radiation Physics and Chemistry, 166, p.108493_1 - 108493_9, 2020/01
被引用回数：0 パーセンタイル：100(Chemistry, Physical)原子炉内のSUS等の構造材料は、電離放射線の環境に晒されるため腐食や劣化が起こる。材料の厚さが異なると周囲の線質が変化して腐食等の程度が変わると予測されるが、これまでの研究ではこの影響について検討されていない。そこで本研究では、水中のSUS304板の表側にガンマ及びベータ線源を置いた際の、板の表裏両側での二次放射線(光子、電子)のエネルギースペクトルを板の厚さ、並びに線源と板の間隔を変えて解析的に評価した。Csガンマ線の場合、板の厚さに対するスペクトルの依存性は裏側でより明確だった。
Sr、Yベータ線の場合、スペクトルはガンマ線の場合と明らかに異なり、裏側では電子のスペクトルは光子より遥かに低下した。このように、スペクトルが入射放射線の種類、材料の厚さ、線源と板の間隔によってどのように変化するかを明らかにするとともに、入射放射線に対する二次放射線のエネルギー低下を議論した。
田中 草太; 足達 太郎*; 高橋 知之*; 高橋 千太郎*
Low-Dose Radiation Effects on Animals and Ecosystems; Long-Term Study on the Fukushima Nuclear Accident, p.43 - 52, 2020/00
陸生無脊椎動物における放射性セシウムの動態を理解するために、福島第一原子力発電所事故後に栄養段階の異なる節足動物とミミズにおける放射性セシウムの経年変化が調査された。コバネイナゴとエンマコオロギの放射性セシウム濃度の中央値は、2012年にそれぞれ、0.46Bq/g fw, 0.15Bq/g fwとなり、この値は減少を続け、2016年までにそれぞれ、0.05Bq/g fw, 0.01Bq/g fwとなった。一方、ジョロウグモでは、放射性セシウム濃度の有意な減少は認められず、その値は2012年に0.31Bq/g fw、2016年に0.14Bq/g fwと維持した。各栄養段階における放射性セシウム濃度の比較では、腐食性のミミズが植食性のコバネイナゴと比較して85倍高い値を示した。このことは、食物網を介した放射性セシウムの移行において、腐食連鎖が主要な移行経路となる可能性を示唆している。
森 愛理; 高原 省五; 吉田 浩子*; 眞田 幸尚; 宗像 雅広
Health Physics, 117(6), p.606 - 617, 2019/12
被引用回数：0 パーセンタイル：100(Environmental Sciences)On 1 April 2017, evacuation orders in large areas were lifted. To estimate external radiation doses to children after returning to these areas, a dose estimation model based on a probabilistic approach has been developed. Validation of the model in an area for which individual personal dosimetry measurements were available show that it is valid for infants, kindergarteners, 3rd to 6th grade elementary school students, and junior high school students. As a result of our estimations, 95th percentile doses to all age groups were less than 20 mSv y
in period from 2017 to 2020 and in all areas. Doses in some areas were less than 1 mSv y, which is the long-term dosimetric target set by Japanese government. It is noted that our results are preliminary. To estimate doses to the children precisely, further considerations for assumptions and limitations on the environmental contamination conditions and behavioral patterns of children will be needed.
Kim, M.; Malins, A.; 吉村 和也; 佐久間 一幸; 操上 広志; 北村 哲浩; 町田 昌彦; 長谷川 幸弘*; 柳 秀明*
Journal of Environmental Radioactivity, 210, p.105803_1 - 105803_10, 2019/12
被引用回数：0 パーセンタイル：100(Environmental Sciences)放射能被害地域において空間線量率のシミュレーション精度を向上させるには、環境内の放射性核種の異なる分布、例えば、農地, 都市, 森林の放射能レベル差を考慮して現実的にモデル化する必要がある。さらには建物, 樹木, 地形による線の遮蔽効果をモデルに考慮すべきである。以下に、福島県の市街地及び農地の3次元モデルの作成システムの概要を述べる。線源設定はCs及びCsの放射能分布をモデルのさまざまな環境要素に異なる分布設定が可能である。構造物については、現地の建物モデルにおいては日本の典型的な9種類の建物モデルを用いて作成される。また、樹木については広葉樹と針葉樹モデル、地形モデルは、地形を考慮した地表面モデルを取り込んだ。計算対象のモデルの作成時は、数値標高モデル(DEM),数値表面モデル(DSM)及びユーザー編集の際にサポートする対象領域のオルソ画像で作られる。計算対象のモデルが作成されたら、放射線輸送解析計算コードであるPHITSに適したフォーマットでシステムから出力される。上記のシステムを用いて、福島第一原子力発電所から4km離れた地域でかつ、まだ除染作業が行われてない郊外を計算対象としてモデルを作成した。モデル作成後、PHITSによる空間線量率の計算結果は走行サーベイの実測値との相関があった。
Cs, and their time dependence脇山 義史*; 恩田 裕一*; 吉村 和也; 五十嵐 康記*; 加藤 弘亮*
Journal of Environmental Radioactivity, 210, p.105990_1 - 105990_12, 2019/12
被引用回数：1 パーセンタイル：45.58(Environmental Sciences)This study provides the results of observations of plot-scale Cs wash-off from various land uses (two uncultivated farmlands, two cultivated farmlands, three grasslands and one forest) from 2011 to 2014. Annual Cs wash-off rate ranged from 0.0026 to 7.5% per year, and more vegetation cover resulted in lower sediment discharge. Cs concentration observed in uncultivated farmland plot decreased with time and the rate was lower than those of riverine, suggesting that contributions of Cs from the upslope area may be insignificant to that in riverine. A negative relationship between Cs concentration normalized by initial deposition amount and sediment concentration in runoff water was found. Cultivation appeared to cause enhanced soil erosion and resulted in constant relatively low Cs concentration. A contribution of coarse organic matter to Cs wash-off was suggested in the forest, which had relatively high Cs concentration and low sediment discharge.
佐藤 哲朗*; 安藤 真樹; 佐藤 正子*; 斎藤 公明
Journal of Environmental Radioactivity, 210, p.105973_1 - 105973_7, 2019/12
被引用回数：0 パーセンタイル：100(Environmental Sciences)避難指示が解除された後に住民が帰還した場合の現実的な外部被ばく線量を推定する方法について考案し、考案した方法に基づき調査を行った。6つの町村に帰還を検討している211人の住民を対象に、2014年度, 2015年度及び2016年度の3年間にわたり調査を実施した。帰還後に想定される生活行動パターンについて対象者へのヒアリングを実施した後、ヒアリング結果に基づき詳細な空間線量率の測定を行った。自宅内の線量率測定ができなかった15名の対象者を除いて、外部被ばく線量の最大値と平均値はそれぞれ4.9mSv/y, 0.86mSv/yとなった。被ばく線量の平均値とばらつきの大きさは避難指示区域の区分により異なるが、全対象者の93.3%において、推定される外部被ばく線量は2mSv/y以下であった。本研究での調査対象者全員の生活行動パターンの解析において、年間の生活時間のうち平均で87%の時間を屋内で過ごすという結果が得られた。さらに、自宅での被ばく線量が年間の被ばく線量の66.8%を占めるという結果が得られた。このことから、被ばく線量を現実的に評価するには自宅内の空間線量率を測定することが重要であるといえる。
斎藤 公明; 三上 智; 安藤 真樹; 松田 規宏; 木名瀬 栄; 津田 修一; 吉田 忠義; 佐藤 哲朗*; 関 暁之; 山本 英明*; et al.
Journal of Environmental Radioactivity, 210, p.105878_1 - 105878_12, 2019/12
被引用回数：1 パーセンタイル：45.58(Environmental Sciences)We summarized temporal changes in air dose rates and radionuclide deposition densities over five years in the 80 km zone based on large-scale environmental monitoring data obtained continuously after the Fukushima Nuclear Power Plant (NPP) accident. The air dose rates in environments associated with human lives decreased at a considerably faster rate than expected for radioactive decay. The average air dose rate originating from the radiocesium deposited in the 80 km zone was lower than that predicted from radioactive decay by a factor of 2-3 at five years after the accident. The causes of this rapid reduction were discussed quantitatively considering the characteristics of radiocesium migration in the environment.
