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山下 真一; 平出 哲也; 松浦 千尋*; 岩松 和宏; 田口 光正; 勝村 庸介*
no journal, ,
福島第一原子力発電所4号機は、震災時に点検中であり、核燃料は燃料保管プールにて冷却中であった。しかし、被災に伴う冷却停止後、わずか4日で水素爆発を生じたとされ、また、その後の調査では、燃料の損傷及びプールの放射性物質による汚染は大きくないとされた。爆発原因について幾つかの説明がなされているが、われわれは、プール水の放射線分解により生じた水素が、沸騰により放出された水蒸気が天井や外壁の内面で凝結するに伴い、水素が濃縮されたものと想定し、沸騰する純水の
線照射実験を行った。その結果、4号機での爆発で見られた特徴的な事象を矛盾なく説明できることがわかった。
sp.560株由来
-LactamaseのX線結晶解析新井 栄揮; 米澤 悌; 岡崎 伸生; 玉田 太郎; 徳永 廣子*; 石橋 松二郎*; 徳永 正雄*; 黒木 良太
no journal, ,
近年、希少金属の供給の不安定化に伴って、海水等から希少金属イオンを効率的に回収する技術の確立が求められている。われわれは、分子表面に数多くの負電荷を有する好塩性蛋白質を、希少金属を捕集する材料として着目し、数種類の好塩性蛋白質のX線結晶解析を実施し、無機イオンの結合にかかわる蛋白質分子表面の構造学的特徴(極性原子の配置や配位数など)の解析を行っている。その研究の一環として、われわれは中度好塩菌 sp.560由来・好塩性-LactamaseのX線結晶解析を行い、立体構造決定に成功した。現在、構造解析結果について極性原子の配置や配位数などを精査し、Na
やMg
などが結合しうる部位の抽出を行っている。これらの金属結合部位に変異導入による電荷や構造的な摂動を与えて無機イオン選択性を操作できれば、希少金属結合部位を人工的に創製することも可能になると考えられる。この技術が確立されれば、原子力発電所の事故により漏出した放射性セシウム等の回収にも応用できると期待される。
工藤 保
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。
永井 晴康; 茅野 政道; 寺田 宏明; 堅田 元喜; 中山 浩成
no journal, ,
原子力機構は、福島第一原発から放出された放射性物質の環境動態予測に数値シミュレーションシステムを適用している。まず初めに、大気中に放出された放射性物質の放出源情報を、環境モニタリングデータと単位放出率(1Bq/h)を仮定して実施したSPEEDIとWSPEEDIの大気拡散シミュレーションを組合せて推定した。次のステップとして、大気,陸域,海洋複合環境の包括的物質動態予測モデルシステムSPEEDI-MPの適用を計画している。本報告では、放出源推定の手法と暫定推定結果及び今後の計画について紹介する。
熊谷 友多; 永石 隆二; 木村 敦; 田口 光正; 西原 健司; 山岸 功; 小川 徹
no journal, ,
放射性汚染水の浄化処理では、セシウム吸着剤としてゼオライトが用いられる。吸着処理中や処理後のゼオライト保管時には、水の放射線分解で水素が発生する。そのため、安全な処理のためには水素に対する適切な措置が重要である。そこで、汚染水とゼオライトとの混合物からの水素発生を評価するため、天然モルデナイトを対象として、海水との混合物から放射線分解で発生する水素について調べた。その結果、水素発生量は混合物中の海水量に比例して減少するのではなく、海水含有率が約20%までは緩やかに減少し、それ以下の海水量の低下に対して著しく減少した。この結果は、モルデナイトに付与された放射線エネルギーが水素発生に関与する可能性を示唆する。また、海水の希釈の影響を調べた結果、希釈液のみを照射した場合には水素発生量が減少した。これは水素の酸化反応が生じたためと考えられる。しかし、モルデナイトとの混合物中では水素発生量の有意な減少は観測されなかった。そのため、混合物中では水素の酸化が阻害されると考えられる。したがって、汚染水とゼオライトとの混合物からの水素発生量を評価するうえでは、これらの影響を考慮する必要があると考えられる。
飯島 正史; 本間 俊充; 木村 仁宣; 高原 省五; 木名瀬 栄
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。
小林 卓也; 川村 英之; 古野 朗子; 石川 洋一*; 淡路 敏之*; 印 貞治*; 中山 智治*; 島 茂樹*
no journal, ,
福島第一原子力発電所から海洋へ放出された放射性核種(I-131, Cs-137)について、放出量を推定するとともに福島沖海域近傍から日本近海域における拡散挙動を予測した。流動場は、京都大学が開発した観測データの同化計算機能を持つ海洋大循環モデルによる再解析値を用いた。この再解析値を初期値及び境界値として1, 2段のネスティング計算を経てそれぞれ日本近海域及び福島沖海域の流動場とし、SEA-GEARNの計算に使用した。放出情報に関しては、推定した海洋への直接放出量に加えWSPEEDI-IIによる大気拡散シミュレーションによる海面沈着量も入力した。農林水産省によって公表されたイカナゴ(コウナゴ)に比較的高濃度の放射性物質が検出された事象について検証したところ、2011年4月9日以前に公表されたイカナゴ中の濃度は大気経由で海面に沈着した海水中の核種濃度の上昇に起因し、それ以後のイカナゴの濃度の上昇は海洋への直接放出に起因する濃度上昇によることが示唆された。
前田 敏克; 山口 徹治; 田中 忠夫
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。
森山 清史
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。
山口 義仁; Li, Y.*; 勝山 仁哉; 鬼沢 邦雄
no journal, ,
新潟県中越沖地震や東日本大震災では、原子力発電所の耐震設計時に想定した値を超える地震動が観測され、原子炉機器の耐震安全性に関して、塑性変形を伴うような過大な繰返し荷重に対するき裂進展評価法の確立が重要な課題である。このような過大な地震荷重を受ける際のき裂進展挙動について、弾塑性破壊力学パラメータJ積分を用いた評価法を実験的に検討した。この結果、過大な繰返し荷重によるき裂進展時には疲労き裂進展と延性き裂進展が重畳すること、及び過大引張荷重負荷後にき裂進展が遅延することが示された。J積分に基づいてこれらの挙動を考慮したき裂進展評価法を提案した。また、本評価法を確率論的破壊力学解析コードPASCAL-SPに導入し、地震による配管の破損確率に及ぼす延性き裂進展及び遅延効果の影響を評価した。
森山 清史; 丸山 結; 中村 秀夫
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
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
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。
鈴木 武彦; 村山 卓; 宮内 英明; 佐藤 義高; 大井 義弘; 橘 晴夫; 吉富 寛
no journal, ,
日本原子力研究開発機構原子力科学研究所では、東京電力福島第一原子力発電所の事故に対し、環境モニタリング,民家除染等の支援活動を行っている。これら支援活動では、外部被ばく及び内部被ばくのおそれがあったため、支援活動を行う派遣者を対象として、派遣期間中の個人モニタリングを実施している。個人モニタリングの実施にあたり、環境バックグラウンドレベルが上昇したことによる影響を考慮し、平常時とは異なる測定,評価方法で行った。被ばく線量の評価に用いた方法等を紹介する。
柴本 泰照; 森山 清史; 中村 秀夫
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。
江間 晃; 門 一実; 鈴木 和彦*
no journal, ,
核燃料施設を安全に解体する場合、施設内の放射性物質を除染することが必要となる。特に、ウラン濃縮プラントを解体する場合には、プラント機器の金属表面に付着した固体ウラン化合物を事前に除染しておくことが求められる。これを受け、七フッ化ヨウ素(IF
)という特殊なガスを使用し、IFガスとウラン化合物を化学反応させることにより、プラント機器の金属表面に付着したウラン化合物を除染する方法を提案する。本発表では、濃縮プラント内に設置してある実際のカスケードを用いた実規模実験結果等について報告する。
高原 省五; 飯島 正史; 木村 仁宣; 木名瀬 栄; 本間 俊充
no journal, ,
地表沈着核種による外部被ばくは、汚染の発生直後及び長期的に主要な被ばく経路の一つであり、この経路による被ばく線量は周辺線量当量として測定できる。本研究では、福島第一原子力発電所事故によって発生した汚染地域において、これまでに生じた被ばく線量を遡及評価するとともに、今後予想される被ばく線量を予測評価し、今後の防護措置の導入又は解除に資する知見の提供を目的とする。この目的のために、汚染地域の土壌中に含まれる放射性物質濃度の測定結果を調査して、各核種の物理的崩壊及び環境中でのウェザリングによって放射性物質の濃度が小さくなることを考慮して周辺線量当量の時間変化を推定した。また、この結果をもとに汚染の発生直後から将来にわたる外部被ばく線量を評価した。福島第一原子力発電所の北西30km付近の浪江町における周辺線量当量率の測定値と本研究での推定値を比較したところ、両者はよく一致しており、本研究で用いた評価モデルで汚染地域の周辺線量当量率の時間変化を再現できることが示された。また、この評価結果をもとに、公衆の外部被ばく線量に対する各核種の寄与や年間の積算線量を評価できた。
木名瀬 栄; 木村 仁宣; 高原 省五; 飯島 正史; 本間 俊充
no journal, ,
本研究では、今後の水道水摂取制限解除の基準策定検討に資するため、福島第一原子力発電所事故に直接影響した、福島県,茨城県,東京都の水道水中I-131の濃度変化を調べるとともに、水道水の摂取制限による公衆の回避線量を算定した。その結果、今回の福島第一原子力発電所にかかわる水道水摂取制限は、水道水中I-131による甲状腺等価線量の低減に有効であり、福島県飯舘村では約1.7mSvの成人の回避甲状腺等価線量になった(2011年5月10日まで実施された乳児の水道水摂取制限では、約8mSvの甲状腺等価線量が回避されたと考える)。また、水道水中I-131濃度は、水道水のサンプリング地点に大きく影響され、みかけの半減期2.8
1.2日程度で減少することがわかった。
木村 仁宣; 木名瀬 栄; 高原 省五; 飯島 正史; 本間 俊充
no journal, ,
福島第一原子力発電所事故で放出された放射性物質の吸入摂取により公衆がこれまでに受けた内部被ばく線量を算定することは、公衆の健康影響を評価するうえで重要である。本報告では、文部科学省が公開している環境モニタリングデータ(ダストサンプリング濃度及び土壌中濃度)をもとに、福島県内での測定地点を対象にした空気中の放射性物質の直接吸入及び地表面に沈着した放射性物質の再浮遊に伴う吸入による内部被ばく線量について、対象核種(I-131, Cs-134, Cs-137)に対し評価した。南相馬市の測定地点での評価結果では、吸入摂取による実効線量は、I-131で0.12mSvとCs-134やCs-137に比べて大きい結果となった。一方、評価期間は異なるものの、Csの場合、再浮遊に伴う吸入摂取による実効線量は直接吸入に比べ10倍程度大きく、被ばく経路の違いによる影響が示唆される。
川妻 伸二
no journal, ,
2011年3月11日の東北地方太平洋沖地震による福島第一原子力発電所での事故に対して、原子力機構が行った原子力災害ロボット等による緊急時対応の活動状況とそれから得られた教訓を紹介する。
川妻 伸二
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2011年3月11日の東北地方太平洋沖地震による福島第一原子力発電所での事故に対して、原子力機構が行った原子力災害ロボット等による緊急時対応の活動状況とそれから得られた教訓を紹介する。
井上 正*; 高橋 史明; 諸葛 宗男*
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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。