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Oral presentation

History of the radioactive pollution in Japan; Hiroshima, Nagasaki, Chernobyl, and Fukushima

Yamazaki, Hideo*; Ishizu, Naoto*; Kokubu, Yoko

no journal, , 

Our country has experienced radioactive pollution of many times, such as atomic bombs of Hiroshima and Nagasaki, global fallout from nuclear weapon tests and the accident of Chernobyl until now. The radioactive pollution has been released even in now from the Fukushima Nuclear Power Plant, which was damaged by the Eastern Japan earthquake disaster. We report the historical trend of radioactive pollution in our country and the actual condition of present incident. We analyzed soils and sediment cores collected in Nagasaki and determined the spatiotemporal distribution of the radionuclide released from the Nagasaki atomic bomb. Some surface soils in Fukushima City (55km from nuclear power plant) was measured by $$gamma$$-ray spectrumetry and some radionuclides such as $$^{131}$$I and $$^{134}$$Cs were detected.

Oral presentation

Phenomena during severe accidents in light water reactors

Moriyama, Kiyofumi

no journal, , 

軽水炉のシビアアクシデントにおける事故進展,主要な現象についての概要を述べる。軽水炉は停止後にも崩壊熱の除去を必要とし、それができない事態がある程度の時間継続すれば、炉心の過熱,損傷に至る。1979年の米国スリーマイル島発電所2号機事故はこのようなシビアアクシデントであり、その後シビアアクシデントの研究が活発に行われ、また、確率論的安全評価の重要性が認識され、広く用いられるようになった。原子炉の公衆に対する「リスク」は公衆の放射線被爆を伴う事象の「発生確率」とその「影響」の積として求められる。具体的には、環境への放射性物質放出を伴う事象の発生確率と、放出量,各種などの性状(ソースターム)に関する情報が必要となり、これらがシビアアクシデント研究の主目的である。これまでの研究で、炉心損傷の進行,損傷炉心の移行(リロケーション),水蒸気爆発等の衝撃力発生にかかわる現象,核分裂生成物(FP)の炉心からの放出,冷却系内及び格納容器内における移行挙動などについて多くの知見が得られている。

Oral presentation

Effect of large-scale seismic loading on crack growth rate and structural reliability of nuclear reactor piping

Yamaguchi, Yoshihito; Li, Y.*; Katsuyama, Jinya; Onizawa, Kunio

no journal, , 

In recent years, Japanese nuclear power plants experienced multiple large earthquakes, such as Niigata-ken Chuetsu-Oki Earthquake in 2007 and the Great East Japan Earthquake in 2011. The magnitude of these earthquakes exceeded the design-base condition for some nuclear power plants. Therefore it is an important issue to establish the evaluation method of excessive loading on the structural integrity of reactor components. In this study, the crack growth behaviors were investigated based on an elastic-plastic fracture mechanics parameter, J-integral. It was indicated that the crack growth due to the cyclic excesive loading could be the sum of fatigue and ductile crack growth. The retardation effect on the crack growth due to excessive loading was observed from experiments. An evaluation method for the amount of crack growth under cyclic excessive loading is suggested based on J-integral. The effect of excessive loading on the failure probability of piping is also evaluated by probabilistic fracture mechanics analysis.

Oral presentation

Report of Division of Clean-up in Expert Committee on Nuclear Safety Investigation, Atomic Energy Society of Japan

Inoue, Tadashi*; Takahashi, Fumiaki; Morokuzu, Muneo*

no journal, , 

日本原子力学会では、2011年4月に福島第一原子力発電所の事故を調査する「原子力安全」調査専門委員会を立ち上げ、技術分析分科会,放射線影響分科会,クリーンアップ分科会を設置した。このうち、クリーンアップ分科会では、発電所内外の放射性物質による汚染の除去や環境修復について分析し、課題の検討と解決に向けての提言のための議論を進めており、「福島第一原子力発電所事故に関する緊急シンポジウム」において、その中間報告をする。最初に、発電所敷地内について汚染水の最終処理等の取り上げた課題、敷地外の環境修復に向けた戦略の構築の必要性等の提言を行う。続いて、敷地外の環境修復プログラムを構築する場合の参考例として、大規模な放射能汚染を起こしたチェルノブイリ原子力発電所事故の後に検討・実施された対策等について、IAEAの公開情報に基づく調査結果を報告する。最後に、環境修復の実施における法制度面の課題,現実的かつ早急な安全基準の策定に関する提言を行う。

Oral presentation

Possibility of production and condensation of hydrogen from boiling water under irradiation in the Fukushima Daiichi F4 fuel storage pool

Yamashita, Shinichi; Hirade, Tetsuya; Matsuura, Chihiro*; Iwamatsu, Kazuhiro; Taguchi, Mitsumasa; Katsumura, Yosuke*

no journal, , 

Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant Unit-4 was under an inspection on the day of Tohoku earthquake, and all of the fuels were cooled in the fuel storage pool. However, the explosion occurred only four days after the cooling of the pool stopped. Later, the pool was investigated and it was clarified that the fuels were not so damaged and the water was not contaminated with radioisotopes. There are several explanations of the cause of the explosion. We picked up one possibility that the radiolysis of the water was the source of the hydrogen and that the vapor condensation could make the high hydrogen density behind the cold roof or walls, and investigated by an experiment of boiled water radiolysis by $$gamma$$-rays. The results can explain some of the typical things happened on the explosion of Unit-4.

Oral presentation

X-ray crystallographic analysis of $$beta$$-lactamase derived from ${it Chromohalobacter}$ sp.560

Arai, Shigeki; Yonezawa, Yasushi; Okazaki, Nobuo; Tamada, Taro; Tokunaga, Hiroko*; Ishibashi, Matsujiro*; Tokunaga, Masao*; Kuroki, Ryota

no journal, , 

We determined the crystal structure of halophilic $$beta$$-Lactamase obtained from ${it Chromohalobacter}$ sp.560 by X-ray crystallography. Since halophilic enzymes can bind many metal ions on its molecular surface, we are tring to find the Na$$^{+}$$, Mg$$^{2+}$$ and Cs$$^{+}$$ binding sites of halophilic $$beta$$-Lactamase from determined crystal structure.

Oral presentation

Local-scale atmospheric dispersion simulation of radionuclides discharged from Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant by WSPEEDI-II

Katata, Genki; Nagai, Haruyasu; Terada, Hiroaki; Chino, Masamichi; Furuno, Akiko; Nakayama, Hiromasa

no journal, , 

緊急時大気拡散予測システムWSPEEDI-IIを用いて、2011年3月15日に福島第一原子力発電所から放出された放射性物質の大気拡散シミュレーションを実施した。放射性プルームの動きと地表沈着を計算し、福島県の中央部と原発から北西方向の線量上昇のメカニズムを解析した。WSPEEDI-IIと環境モニタリングデータを組合せて気象場・放出量を修正することによって、観測に見られた原発から北西方向に広がる高線量地帯の分布を再現した。シミュレーション結果に基づいて、3月15日の午後に放出された高濃度プルームが北西方向に流れているときの降雨によって放射性物質が地表面に沈着し、高線量地帯が形成されたことを明らかにした。

Oral presentation

Reactor core melting in nuclear accident

Kudo, Tamotsu

no journal, , 

チェルノブイリ原子力発電所やスリーマイル島原子力発電所の事故で発生した原子炉の損傷・溶融の概要について紹介する。加えて原子力機構等で行ったシビアアクシデント研究の成果を用いて燃料損傷過程について解説する。

Oral presentation

Application of numerical simulation system of JAEA to predict the environmental transport of radioactive materials discharged from the Fukushima Nuclear Power Plant

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

no journal, , 

Japan Atomic Energy Agency has been applying its numerical simulation system to predict the environmental transport of radioactive materials discharged from Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant. As the first step, the source term of radioactive materials discharged from the plant into the atmosphere has been estimated by coupling environmental monitoring data with atmospheric dispersion simulations by SPEEDI and WSPEEDI under the assumption of unit release rate (1 Bq/h). As the next step, we are planning to apply our numerical simulation system for material transport in the atmospheric, terrestrial, and oceanic environments, SPEEDI-MP. The method and preliminary results of source estimation and our future plan will be presented.

Oral presentation

Analysis of environmental radiation level from Fukushima nuclear accident

Furuta, Sadaaki

no journal, , 

平成23年3月11日に発生した東日本大震災により大規模な津波が発生し、東京電力福島第一原子力発電所が被災した。このとき運転中であったのは1$$sim$$3号機、残りの4$$sim$$6号機は定期点検で停止中であった。津波により非常用発電機がすべて停止し非常用炉心冷却システムも使用できなくなり、翌3月12日からベント放出が開始され、同日1号機で、14日には3号機が水素爆発を起こしている。また3月15日には2号機の圧力抑制室で異音が発生し格納容器の圧力低下が起きている。停止中であった4号機は同じ頃水素爆発の影響で建物が破壊された。これらの連続した水素爆発等により大量の放射性物質が大気中へ放出された。また、海洋へも表面で1Sv/hを超える汚染水が2号機,3号機から放出されているのが発見され、同時に低濃度の廃液が計画的に放出された。これらの影響による周辺環境の放射線,放射能の測定値についてその概要を紹介する。

Oral presentation

Examinations of TMI-2 debris

Nagase, Fumihisa

no journal, , 

原子力機構は、米国より約60個のTMI-2デブリ試料を入手し、外観観察、密度測定、ミクロ組織観察、$$gamma$$線分析、熱特性評価を行った。福島第一原子力発電所事故で生じた燃料の再処理技術の検討等に資するため、TMI-2デブリの性状や特性について紹介する。

Oral presentation

Hydrogen production in radiolysis of the mixture of mordenite and seawater

Kumagai, Yuta; Nagaishi, Ryuji; Kimura, Atsushi; Taguchi, Mitsumasa; Nishihara, Kenji; Yamagishi, Isao; Ogawa, Toru

no journal, , 

For decontamination of radioactive water, zeolite is a suitable adsorbent for radioactive Cs. The management of hydrogen produced by water radiolysis is an important issue of safety. Thus hydrogen production from the mixture of mordenite-type zeolite and water was studied. In particular, we focused on the influence of the incorporation of seawater into the mixture. The hydrogen yield from the mixture decreased monotonically as the weight fraction of seawater was decreased. However, the measured yield was higher than the yield expected from the direct radiolysis of water in the mixture. Moreover the hydrogen yield was not so effectively decreased by the dilution of seawater in the mixture as in seawater alone. Therefore the additional formation of hydrogen should be considered in the evaluation of hydrogen production from radiolysis of the mixture of mordnite and water.

Oral presentation

Evaluation of gaseous iodine release during the Fukushima Daiichi accident

Moriyama, Kiyofumi; Maruyama, Yu; Nakamura, Hideo

no journal, , 

シビアアクシデント時に損傷炉心から放出されるヨウ素は、おもにCsIエアロゾルとして格納容器内に移行し、沈降・水溶するが、照射による化学反応で一部が揮発性のI$$_2$$や有機ヨウ素に変化し、ガス状ヨウ素として再放出され得る。福島第一原子力発電所事故では大気サンプルの分析で粒子状とガス状のヨウ素が同程度検出された。このガス状ヨウ素は格納容器内での化学変化に起因するものと考えられ、これについて原子力機構で開発した格納容器内ヨウ素化学解析コードKicheを用いて放出量の検討を行った。計算で得られた減衰を考慮した積算放出量はピーク時に10$$^{16}$$Bq程度となり、原子力安全委員会によるヨウ素の総放出量推定値に包含され、減衰の傾向はモニタリングで見られるものと一致した。

Oral presentation

Personal monitoring for assistance staff to Fukushima

Suzuki, Takehiko; Murayama, Takashi; Miyauchi, Hideaki; Sato, Yoshitaka; Oi, Yoshihiro; Tachibana, Haruo; Yoshitomi, Hiroshi

no journal, , 

Nuclear Science Research Institute is assisting activities concerning the accident of the Fukushima No.1 Nuclear Power Station including the environmental monitoring and the resident's house decontamination, etc. In these assistance, we executing the personal monitoring to assistance staff, because there was fear of the external exposure and the internal exposure. We did by the measurement and the evaluation method of the personal monitoring in consideration of the rise of the environmental background level. We introduce the method of use to evaluate the exposed dose etc.

Oral presentation

Examination of the containment vessel conditions during the Fukushima Daiichi NPP accident by simple heat and mass balance model

Shibamoto, Yasuteru; Moriyama, Kiyofumi; Nakamura, Hideo

no journal, , 

福島第一原子力発電所事故では当初から多くの計装が使用不能となり格納容器内の状況把握が困難だった。注水によって一応の冷却が達せられたものの、熱収支や格納容器内の水量等不明な点が多く、解析による定量的検討が求められた。このため、簡単な質量・熱収支モデルを作成し、状況把握や対策の結果予測を支援した。本報でモデルと解析例を示す。

Oral presentation

Proposal for the decontamination method of the radioactive substances by the chemical reaction, 2

Ema, Akira; Kado, Kazumi; Suzuki, Kazuhiko*

no journal, , 

In the nuclear industry, when the nuclear facilities are dismantled, the decontamination work of the radioactive substances is carried out. The selection of the decontamination method is a big problem because the enlargement of decontamination plant and increases of disposal cost is caused. In this study, we propose the new decontamination method of the uranium compounds by IF$$_{7}$$ gas. In this presentation, we show the full-scale exam result and so on by using the actual uranium enrichment plant.

Oral presentation

Overview of dispersion analysis by JAEA for radionuclides discharged from the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant into the environment

Nagai, Haruyasu; Katata, Genki; Terada, Hiroaki; Furuno, Akiko; Kobayashi, Takuya; Nakayama, Hiromasa; Chino, Masamichi

no journal, , 

福島第一原子力発電所事故に伴い環境中に放出された放射性核種について、周辺住民の被ばく線量や環境汚染状況を把握し中長期的な対策を検討するうえで、大気及び海洋における放射性核種の分布と移行過程を詳細に解析することが重要である。原子力機構では、原子力緊急時対応システムとして開発したSPEEDI, WSPEEDIを発展させ、放射性物質の大気・海洋・陸域での移行挙動を連続的かつ厳密に扱うことのできる新たな包括的動態予測システムSPEEDI-MPを開発中であるが、このシステムを適用して、事故により放出された放射性核種の環境中移行の詳細解析を進めている。これまでに、システムの一部である大気拡散予測システムWSPEEDI-II及び海洋拡散モデルSEA-GEARNを用いて、大気及び海洋拡散解析を実施した。本報告では、これらの解析についてのシリーズ発表のイントロダクションとして、解析全体の概要について紹介する。

Oral presentation

Dose reconstruction with protective measures for the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant accident, 4; Study on doses to the public from food consumption

Iijima, Masashi; Homma, Toshimitsu; Kimura, Masanori; Takahara, Shogo; Kinase, Sakae

no journal, , 

福島第一原子力発電所の事故の影響により、福島県内では、さまざまな食物が出荷制限された。その中でも、放射性物質の直接沈着量が野菜の中でも比較的大きく、事故後初期の段階において食物摂取経路からの主要な被ばく要因の一つであると考えられる葉菜類の回避線量を算出することは意義がある。そこで、福島県内におけるホウレンソウの出荷制限の効果を個人及び社会的な観点から評価するために、ホウレンソウの出荷制限による個人の回避線量と集団回避線量をI-131に対して算出した。両者ともに、福島県によるホウレンソウの放射能濃度の検査結果をもとに、福島県内の7地域ごとの出荷制限の期間の違いなどを考慮して算出を行った。個人の回避線量は福島県県中地域で最大となり、集団回避線量も県中地域からの寄与が最大であった。この地域では、測定されたI-131の濃度が高く、ホウレンソウの出荷量も大きいことが原因である。

Oral presentation

Radionuclides migration forecast in the off Fukushima region

Kobayashi, Takuya; Kawamura, Hideyuki; Furuno, Akiko; Ishikawa, Yoichi*; Awaji, Toshiyuki*; In, Teiji*; Nakayama, Tomoharu*; Shima, Shigeki*

no journal, , 

The radionuclides migration forecasting system in the off Fukushima region and near Japan region has been developed to predict the accidental releases of liquid radioactive materials from the Fukushima Dai-ichi Nuclear Poower Plant in Japan.

Oral presentation

Research issues on the safety assessment for disposal of contaminated liquid

Maeda, Toshikatsu; Yamaguchi, Tetsuji; Tanaka, Tadao

no journal, , 

福島第一原子力発電所の炉心冷却作業等に伴い発生した汚染廃液は一時的に滞留水として貯留されている。滞留水の処理方法として、現在、冷却水として再利用すること等を念頭に、ゼオライトによるCs吸着装置や凝集剤等による除染装置等をふまえた処理システムが導入され、今後、Csを吸着した廃ゼオライト,多様な核種を含むスラッジ,比較的低濃度の汚染廃液といった廃棄物が発生する。これら廃棄物については、保管中の安全管理に加え、埋設処分をみすえた廃棄体化の検討が必要となる。廃棄体化の有力な候補として、均質で埋設処分の際の廃棄体確認においてインベントリの把握が容易なセメント固化が想定される。本報告では、セメント固化体の埋設後における閉じ込め性を評価するために必要な固化体の溶出特性について検討し、特に、炉心冷却作業時に投入されたホウ素の影響,海水成分を含むことの影響,固化体から溶出した海水成分が処分場に及ぼす影響を評価する必要性を指摘した。

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