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(Eu)シンチレーション検出器のin-situガンマ線スペクトロメトリへの適用性に関する検討竹安 正則; 三上 智; 安藤 真樹; 外間 智規
JAEA-Testing 2023-005, 17 Pages, 2024/03
JAEA-Testing-2023-005.pdf:1.16MB
In-situガンマ線スペクトロメトリを簡便に行うための検出器開発を目的とした研究の一環として、取り扱いが容易なSrI(Eu)検出器をin-situガンマ線スペクトロメトリへ適用することを試みた。本研究では、in-situガンマ線スペクトロメトリに必要なSrI(Eu)検出器の特性評価を行った。また、SrI(Eu)検出器とGe検出器を用いたin-situガンマ線スペクトロメトリの相互比較試験を行い、SrI(Eu)検出器のin-situガンマ線スペクトロメトリへの適用性について検討を行った。SrI(Eu)検出器の特性評価として、入射ガンマ線のエネルギーの変化に対するSrI(Eu)検出器のピーク効率を測定した。また、SrI(Eu)検出器のピーク効率の角度依存性を測定した。SrI(Eu)検出器とGe検出器を用いたin-situガンマ線スペクトロメトリの相互比較試験の結果、Ge検出器で定量されたCs-134、Cs-137、Pb-214、Bi-214、Tl-208、Ac-228及びK-40のうち、SrI(Eu)検出器では、放射能強度が比較的強いCs-137とK-40が定量された。SrI(Eu)検出器での測定により得られたCs-137の地表面沈着量及びK-40の土壌中濃度は、Ge検出器での測定により得られたそれらと比較的良い一致を示した。これらの結果より、放射能強度が強く、かつガンマ線スペクトル上で他の核種のガンマ線ピークが妨害ピークとならない核種に対して、SrI(Eu)検出器を用いたin-situガンマ線スペクトロメトリは有効であることが示された。原子力発電所等の事故時には様々な放射性核種が環境中へ放出されるが、短半減期核種が減衰し、長半減期核種のみが存在する事故後中長期における環境モニタリングにおいてSrI(Eu)検出器により簡便にin-situガンマ線スペクトロメトリが可能である。
眞田 幸尚; 佐々木 美雪; 操上 広志; 三上 智
Journal of Nuclear Fuel Cycle and Waste Technology, 21(1), p.95 - 114, 2023/03
福島第一原子力発電所(FDNPS)事故後の数十年間で、事故初期と比較して環境線量率は著しく低下している。このような状況の中、政府プロジェクトとして、周辺線量率や放射性セシウム分布の調査が継続的に実施されている。分布の全体像を把握するためには、有人ヘリコプターや無人航空機(UAV)を用いた空中調査が最適である。しかし、住民の近くで正確に測定するためには、地上での調査が必要である。これらの方法の違いには、土地利用における放射性核種の堆積後の挙動に関する知見が含まれる。調査結果は、避難区域の解除や除染などの対策など、政策判断の基礎となるものである。これらの調査には、事故後の対応に関する重要な知見が含まれている。本稿では、FDNPSを中心とした政府プロジェクトの調査方法と現状を紹介する。また、住民に情報を提供するための可視化手法や周辺線量率のデータベースについても検討する。
Ji, Y.-Y.*; 越智 康太郎; Hong, S. B.*; 中間 茂雄; 眞田 幸尚; 三上 智
Health Physics, 121(6), p.613 - 620, 2021/12
被引用回数：0 パーセンタイル：0.01(Environmental Sciences)原子力機構(JAEA)と韓国原子力研究所(KAERI)との間に締結された放射線防護や環境放射線測定に関する共同研究に基づき、福島第一原子力発電所周辺の放射性セシウム沈着量を評価するための合同測定が実施された。まず初めに、バックパック測定プラットフォームを用いた可搬型
線スペクトロメトリーが3つの地点で実施された。車両測定は、各バックパック測定地点間を移動する際に、車内に線スペクトロメーターを搭載することで実施した。車体による放射線の遮蔽の影響を加味した上で、評価手法の妥当性が検証された。
眞田 幸尚; 石田 睦司*; 吉村 和也; 三上 智
Journal of Radiation Protection and Research, 46(4), p.184 - 193, 2021/12
[背景] 9年前の福島第一原子力発電所事故により放出された放射性核種は、現在も様々な研究チームや日本政府によりモニタリングが行われている。異なる調査結果を比較することで、被ばく量や当該地域の都市環境における放射性セシウムの挙動メカニズムを評価することができる。そこで、本研究ではビッグデータを用いて、土地利用と周辺線量率(空間線量率)の時間変化との関係を明らかにした。[材料と方法] FDNPPの80km圏内に1
1km
のメッシュを連続して設定し、異なる調査結果を比較検討した。そして、すべての調査メッシュから解析データセットを作成し、空間線量率の時間変化を解析した。選択したメッシュには、歴代の調査キャンペーンで得られたすべての調査タイプ(空中,定点,バックパック,車載)のデータが含まれている。[結果と考察] 次に、このデータセットを用いて測定対象に依存する各調査結果の特徴を評価した。データセット解析の結果、例えば、カーボーン調査の視野は舗装道路に限定されるため、カーボーン調査の結果は他の調査結果よりも小さくなることがわかった。また、4つの調査方法の特徴を考慮し土地利用の違いによる立地要因の評価も行った。FDNPP事故後9年経過した時点で立地係数は0.26から0.49の範囲にあり、空間線量率の半減期は0.5秒であった。
測定による福島第一原子力発電所から80km圏内の土壌中天然放射性核種の空気カーマ率評価三上 智; 田中 博幸*; 奥田 直敏*; 坂本 隆一*; 越智 康太郎; 宇野 騎一郎*; 松田 規宏; 斎藤 公明
日本原子力学会和文論文誌, 20(4), p.159 - 178, 2021/12
2011年の福島第一原子力発電所事故により放出された放射性物質の影響のある地域で地殻ガンマ線によるバックグラウンド線量率のレベルを調査した。可搬型ゲルマニウム半導体検出器を用いて福島第一原子力発電所から80km圏内の370地点で、2013年から2019年にかけて地殻ガンマ線を測定した。ICRUレポート53に示される方法によってウラン238(
U),トリウム232(
Th)及びカリウム40(
K)の土壌中放射能濃度とこれらによる地上1m高さにおける空気カーマ率を測定評価した。U, Th及びKの370地点の平均濃度はそれぞれ18.8, 22.7, 428Bq/kgであった。また、空気カーマ率の対象エリアの平均値は0.0402
Gy/hであった。得られた空気カーマ率を文献に報告されている値と比較した。その結果、本研究による測定結果は文献に報告されている値と互いに相関があり、数値は不確かさの範囲内で一致していた。これは地殻ガンマ線による空気カーマ率は地質に依存するためである。地質時代が中生代、地質が花崗岩や流紋岩に分類される地点の空気カーマ率はその他の時代や岩石種に分類される地点の空気カーマ率に比べて統計学的に有意に高いことが確認できた。これは、既報の知見と整合する結果であった。
Ji, Y.-Y.*; 越智 康太郎; Hong, S. B.*; 中間 茂雄; 眞田 幸尚; 三上 智
Radiation Physics and Chemistry, 179, p.109205_1 - 109205_11, 2021/02
被引用回数：6 パーセンタイル：72.21(Chemistry, Physical)福島第一原子力発電所周辺の異なる線量レベルのエリアで、様々なサーベイプラットフォームを用いin-situ 線スペクトロメトリーを実施した。地表における放射性セシウム沈着量を、高純度Ge半導体検出器とLaBr
(Ce)検出器を用いて評価するために、福島第一原子力発電所周辺の6か所のサイト(うち2つは帰還困難区域)が選択された。2018年10月に行ったin-situ測定の結果、
Csの沈着量は6つのサイトで30-3000kBq m
の範囲にあった。また、広範囲の代表的な深度分布を直接的に計算するin-situ測定手法を導入し、その結果が同じサイトで採取された土壌サンプルの結果をよく表現していることが分かった。
Sun, D.*; Wainwright-Murakami, Haruko*; Oroza, C. A.*; 関 暁之; 三上 智; 武宮 博; 斎藤 公明
Journal of Environmental Radioactivity, 220-221, p.106281_1 - 106281_8, 2020/09
被引用回数：9 パーセンタイル：43.42(Environmental Sciences)空間線量率をモニタリングする地点を最適化するための方法論を開発した。この方法では、ガウス混合モデルを使用して、標高や土地被覆のタイプなどの環境を表す複数の値をもとに代表的な場所を特定した。次に、ガウスプロセスモデルを使用して、対象領域全体の空間線量率の不均一性を推定した。この方法により、空間線量率の不均一性を最小限の数のモニタリング地点で把握することができることを示した。
Wainwright, Haruko*; Oroza, C.*; Sun, D.*; 関 暁之; 三上 智; 斎藤 公明
45th Annual Waste Management Conference (WM 2019); Encouraging Young Men & Women to Achieve Their Goals in Radwaste Management, Vol.7, p.4346 - 4356, 2020/01
本研究では、空間線量率のモニタリングの測定場所を最適化するための方法を開発した。この手法は、(1)学校や規制された場所などの重要な場所に優先順位を付ける、(2)汚染物質の移動と分布に影響を与えることが知られている主要な環境条件にあわせて場所を変化させる、(3)領域全体の空間線量率の不均一性をとらえる、という手順をとる。この手法により、測定場所の数を増やすと、線量率の不均一性をよりよく捉えることができるが、一定数の測定場所を超えると、推定誤差は減少しないことがわかった。また、既存の測定場所または道路沿いの測定場所などの制限がある場合、同じ数の測定場所でも推定が不十分になることがわかった。
gamma spectrometry intercomparison based on the information obtained through five intercomparisons during the Fukushima mapping project三上 智; 石川 大輔*; 松田 秀夫*; 星出 好史*; 奥田 直敏*; 坂本 隆一*; 斎藤 公明
Journal of Environmental Radioactivity, 210, p.105938_1 - 105938_7, 2019/12
被引用回数：2 パーセンタイル：8.42(Environmental Sciences)2011年12月から2015年8月の間に、6
7チームが参加したin situスペクトロメトリ(土壌沈着量評価)の相互比較を福島第一原子力発電所からの放射性物質に汚染された3つのサイトで計5回実施した。放射性セシウム(
Cs and Cs)の土壌沈着量 とKの土壌中濃度の各チームによる評価値は、最良でそれぞれ変動係数で5-6%と4-5%以内で一致した。また、Cs/Cs比は変動係数で1-2%以内で一致した。これらの比較結果はこれまでのマップ事業における沈着量測定精度を保証するものである。また、放射性セシウムがほぼ均一に分布しているある一つのサイトにおいて2つの相互比較方法を実施した。1つは全く同じ地点上で各チームが交替で測定を行うシーケンシャル法、もう一つは半径3m程度以内の狭い範囲に全ての検出器を配置し同時に測定を行う同時測定法である。この両法の相互比較結果を比較したところ、参加チームによる評価値の一致の程度は両法で同程度であった。このような知見を踏まえ、2つの相互比較法の標準手法を提案した。スペクトロメトリの信頼性確認のために効果的に活用されることを期待する。
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：33 パーセンタイル：80.62(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.
三上 智; 田中 博幸*; 松田 秀夫*; 佐藤 昭二*; 星出 好史*; 奥田 直敏*; 鈴木 健夫*; 坂本 隆一*; 安藤 正樹; 斎藤 公明
Journal of Environmental Radioactivity, 210, p.105941_1 - 105941_12, 2019/12
被引用回数：21 パーセンタイル：67.06(Environmental Sciences)2011年から2016年にかけて福島第一原子力発電所から80km圏内の撹乱のない多数の測定点で放射性セシウムの沈着量と空間線量率を繰り返し測定し、それらの経時変化の特徴を明らかにした。この地域のバックグラウンド放射線量を除いた平均空間線量率は、2011年6月から2016年8月までの期間中に初期の約20%に減少した。これは主にCs(半減期2.06y)の壊変の結果である。空間線量率の減少は放射性セシウムの壊変から予想されるものよりも約2倍早く、この減少の大部分は放射性セシウムの土壌への浸透によるものである。除染されていない土壌におけるCsとCsの平均沈着量は、ほぼ放射性壊変から予想されるペースで減少していた。すなわち水平方向の放射性セシウムの移動が比較的小さいことを示した。空間線量率と沈着量の測定結果では除染の効果が明らかに観察された。測定点の平均空間線量率は、その詳細な定量分析は今後の課題だが、除染やその他の人間の活動によって約20%減少した。
斎藤 公明; 三上 智; 安藤 真樹; 松田 規宏; 木名瀬 栄; 津田 修一; 佐藤 哲朗*; 関 暁之; 眞田 幸尚; Wainwright-Murakami, Haruko*; et al.
Journal of Radiation Protection and Research, 44(4), p.128 - 148, 2019/12
Massive environmental monitoring has been conducted continuously after the Fukushima accident with different monitoring methods having different features together with migration studies of radiocesium in diverse environments. At three months after the accident, multiple radionuclides were detected at many places; while it was confirmed that radiocesium was most important from the viewpoint of long-term exposures. The air dose rates in environments related to human living have decreased faster than expected from radioactive decay by a factor of 2-3 on average. An empirical model for predicting air dose rate distribution was developed based on statistical analysis of massive car-borne survey data. Some trials were performed to integrate different types of contamination maps to obtain an integrated map of better quantity. Annual external exposure doses for residents who would return to their home were estimated to less than a few mSv as a whole. The environmental data and knowledge have been provided for diverse-spectrum of people in different ways.
安藤 真樹; 三上 智; 津田 修一; 吉田 忠義; 松田 規宏; 斎藤 公明
Journal of Environmental Radioactivity, 192, p.385 - 398, 2018/12
被引用回数：14 パーセンタイル：45.76(Environmental Sciences)福島第一原子力発電所周辺の空間線量率分布調査の一環として、KURAMAシステムを用いた走行サーベイが2011年から東日本広域において実施されてきた。2016年までに蓄積された大量の測定データ(2012年までについては既報)を解析し、福島第一原子力発電所から80km圏内の空間線量率の避難指示区域内外、土地利用状況、当初線量率及び県単位について減少傾向を評価した。福島第一原子力発電所から80km圏内の平均線量率は、放射性セシウムの物理減衰に比べ顕著に減少し、環境半減期の速い成分と遅い成分はそれぞれ0.4年及び5年と求められた。土地利用状況では、森林での線量率減少が他より遅く、建物用地において最も速い傾向にあった。福島県に比べて宮城県や栃木県では事故後早い時期において線量率の減少が早いことが分かった。走行サーベイにより測定された線量率の経時変化は、攪乱のない平坦地上においてNaI(Tl)サーベイメータを用いた測定結果より事故後1.5年後まで減少が早く、その後は同じ減少速度であることが分かった。
Wainwright, H. M.*; 関 暁之; 三上 智; 斎藤 公明
Journal of Environmental Radioactivity, 189, p.213 - 220, 2018/09
被引用回数：4 パーセンタイル：14.1(Environmental Sciences)本研究では、福島第一原子力発電所周辺の特定の区域における空間線量率の時間的な変化を定量化し、将来の空間的な線量の分布を予測した。我々は、まず、異なる規模・解像度・範囲・精度を持つ線量測定のデータセット(歩行サーベイ, 車両サーベイ, 航空機サーベイ)の統合のため、Wainwright等によって開発された地理統計的なベイズ手法を使った。そして、この手法を3年間(2014年から2016年)のデータに適用した。これによって作成した3つの統合マップからわかる時間的変化から、放射性物質による線量の空間的・時間的なダイナミクスが特徴付けられた。
Wainwright, Haruko*; 関 暁之; 三上 智; 斎藤 公明
44th Annual waste management conference (WM 2018); Nuclear and industrial robotics, remote systems and other emerging technology, Vol.8, p.5013 - 5017, 2018/08
空間線量率の分布を高解像度で推定するために、マルチスケールなデータセットを統合するベイジアン階層モデルの手法を開発した。本研究では、この手法を拡張し、将来的の避難区域の面積を予測するため、統合した分布マップを測定データに基づいた環境減衰モデルと結合した。その結果、避難区域の面積は今後20年間で大幅に縮小することがわかった。
松田 規宏; 三上 智; 佐藤 哲朗*; 斎藤 公明
Journal of Environmental Radioactivity, 166(Part 3), p.427 - 435, 2017/01
被引用回数：16 パーセンタイル：48.19(Environmental Sciences)Measurements of air dose rates in less contaminated areas were conducted in and around houses. The relation of both was summarized as dose reduction factors. For wooden and lightweight steel houses, the dose rates showed a positive correlation and linear regression with a slope-intercept form due to the natural background. The average dose reduction factor was 0.38 on the first floor. The reductions in indoor dose rates are observed because a patch of ground under each house is not contaminated (this is the so-called uncontaminated effect). The characteristics were clarified through Monte Carlo simulations. For reinforced steel-framed concrete houses, the dose rates did not show a correlation. It was found that there is a great variation in air dose rates even within one house, such as the size and shape of a house, construction materials acting as a shield and as sources, position (including height) within a room, floor number, total number of floors, and surrounding environment.
Cs/Cs in the environment to identify the reactor units that caused atmospheric releases during the Fukushima Daiichi accident茅野 政道; 寺田 宏明; 永井 晴康; 堅田 元喜; 三上 智; 鳥居 建男; 斎藤 公明; 西澤 幸康
Scientific Reports (Internet), 6, p.31376_1 - 31376_14, 2016/08
被引用回数：56 パーセンタイル：98.67(Multidisciplinary Sciences)This paper investigates the reactor units of Fukushima Daiichi Nuclear Power Station which generated large amounts of atmospheric releases during the period from 12 to 21 March 2011. The Cs/Cs ratio measured in the environment can be used to determine which reactor unit contaminated specific areas. Meanwhile, atmospheric dispersion model simulation can predict the area contaminated by each dominant release. Thus, by comparing both results, the reactor units which contributed to dominant atmospheric releases was determined. The major source reactor units from the afternoon of 12 March to the morning of 15 March corresponded to those assumed in our previous source term estimation studies. A new possibility found in this study was that the major source reactor from the evening to the night on 15 March was Units 2 and 3 and the source on 20 March temporally changed from Unit 3 to Unit 2.
spectrometry intercomparison in Fukushima, Japan三上 智; 佐藤 昭二*; 星出 好史*; 坂本 隆一*; 奥田 直敏*; 斎藤 公明
保健物理, 50(3), p.182 - 188, 2015/09
In situ スペクトロメトリの相互比較を福島原子力発電所事故の影響を受けた場所で実施した。国が行っている放射性物質の土壌沈着量の分布マップ作成プロジェクトにも参加している4つの機関から8チームがこの相互比較に参加した。相互比較の結果、試験サイトの空間線量率分布の不均一性の補正後では、参加チームが評価したCsまたはCs沈着量は変動係数で6%以内で一致した。また、Kの土壌濃度は変動係数で4%以内で一致した。土壌中の放射性核種の分布マップ作成という目的からは、これらの結果はよく一致していると評価している。
三上 智; 松田 規宏; 安藤 真樹; 木名瀬 栄; 北野 光昭; 川瀬 啓一; 松元 愼一郎; 山本 英明; 斎藤 公明
Radioisotopes, 64(9), p.589 - 607, 2015/09
福島周辺における空間線量率や放射性核種沈着量の地域的分布及び経時変化の特徴について、様々な手法による大規模環境調査の解析結果に基づいて紹介する。また、除染モデル実証事業後の継続的な環境測定結果を基に、除染効果の継続性に関する議論を行う。さらに、土地利用状況ごとの環境半減期の解析結果、及びこれをベースにした空間線量率の将来予測の例について紹介する。
