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報告書

Status of study of long-term assessment of transport of radioactive contaminants in the environment of Fukushima (FY2018) (Translated document)

長尾 郁弥; 新里 忠史; 佐々木 祥人; 伊藤 聡美; 渡辺 貴善; 土肥 輝美; 中西 貴宏; 佐久間 一幸; 萩原 大樹; 舟木 泰智; et al.

JAEA-Research 2020-007, 249 Pages, 2020/10

JAEA-Research-2020-007.pdf:15.83MB

2011年3月11日に発生した太平洋三陸沖を震源とするマグニチュード9.0の東北地方太平洋沖地震とそれに伴って発生した津波により、東京電力(現東京電力ホールディングス)福島第一原子力発電所の事故が発生し、その結果、環境中へ大量の放射性物質が放出された。この事故により放出された放射性核種は、その大部分が森林に沈着している。これに対し、面積が広大であり大量の除去土壌などが生じる、多面的な森林の機能が損なわれる可能性があるなどの問題があり、生活圏近傍を除き、汚染された森林の具体的な除染計画はない。そのため、未除染の森林から放射性セシウムが流出し、既に除染された生活圏に流入することで空間線量率が上がってしまうのではないか(外部被ばくに関する懸念)、森林から河川に流出した放射性セシウムが農林水産物に取り込まれることで被ばくするのではないか、規制基準値を超えて出荷できないのではないか(内部被ばくに関する懸念)などの懸念があり、避難住民の帰還や産業再開の妨げとなる可能性があった。日本原子力研究開発機構では、環境中に放出された放射性物質、特に放射性セシウムの移動挙動に関する「長期環境動態研究」を2012年11月より実施している。この目的は、自治体の施策立案を科学的側面から補助する、住民の環境安全に関する不安を低減し、帰還や産業再開を促進するといった点にある。本報告書は、原子力機構が福島県で実施した環境動態研究におけるこれまでの研究成果について取りまとめたものである。

論文

コシアブラ若木の地上部および地下部における放射性セシウム分布

伊藤 聡美; 佐々木 祥人; 新里 忠史; 渡辺 貴善; 三田地 勝昭*

KEK Proceedings 2019-2, p.132 - 137, 2019/11

東京電力ホールディングス福島第一原子力発電所の事故により、環境中に放出された放射性物質は現在、福島県内の森林,表層土壌に多く沈着している。この影響により、食用林産物は、福島県の一部地域で出荷制限されているものも存在する。新芽を食用とするウコギ科のコシアブラは広い地域で出荷が制限されている山菜である。本発表では、山菜採取の対象となりやすい若木を対象として土壌の放射性セシウム深度分布、コシアブラ若木の地上部(葉,樹幹)と地下部(根)における植物体量および、放射性セシウム量について調査した結果、土壌中の放射性セシウムが多く分布する深度0-10cmに根の90%以上が存在することが分かったため、これらの調査結果について報告する。

論文

除染後の落葉広葉樹林林縁地における放射性セシウム流出量の経年変化

渡辺 貴善; 佐々木 祥人; 新里 忠史; 三田地 勝昭*; 伊藤 聡美

KEK Proceedings 2019-2, p.114 - 119, 2019/11

森林の除染作業では、森林の地面に堆積している落葉がすべて取り除かれて、土砂が露出した状態になる場合がある。その後、土砂が露出した地面が下草や落葉で覆われるようになると、雨による地面の侵食の大きさが変化し、放射性セシウムの流出量も変化すると考えられる。本件は、森林の除染後の放射性セシウムの流出と地面の被覆率の変化を調べたものである。除染された福島県内の落葉広葉樹林において、観測区画を設定し、除染後の3年間にかけて放射性セシウムの流出を観測した。観測の結果、沈着した放射性セシウムに対する流失した放射性セシウムの流出率は、年々減少していくことがわかった。対して、森林の地面の被覆率は年ごとに増加する傾向にあった。以上から、森林の除染後、下草や落葉による地面の被覆が増えるにつれて、放射性セシウムの流出率が低下していくことが確認された。

報告書

福島における放射性セシウムの環境動態研究の現状(平成30年度版)

長尾 郁弥; 新里 忠史; 佐々木 祥人; 伊藤 聡美; 渡辺 貴善; 土肥 輝美; 中西 貴宏; 佐久間 一幸; 萩原 大樹; 舟木 泰智; et al.

JAEA-Research 2019-002, 235 Pages, 2019/08

JAEA-Research-2019-002.pdf:21.04MB

2011年3月11日に発生した太平洋三陸沖を震源とするマグニチュード9.0の東北地方太平洋沖地震とそれに伴って発生した津波により、東京電力福島第一原子力発電所の事故が発生し、その結果、環境中へ大量の放射性物質が放出され、その大部分が森林に沈着している。これに対し、面積が広大であり大量の除去土壌等が生じる、多面的な森林の機能が損なわれる可能性があるなどの問題があり、生活圏近傍を除き、汚染された森林の具体的な除染計画はない。そのため、未除染の森林から放射性セシウムが流出し、既に除染された生活圏に流入することに対する懸念があり、避難住民の帰還や産業再開の妨げとなる可能性があった。原子力機構では、環境中に放出された放射性物質、特に放射性セシウムの移動挙動に関する「長期環境動態研究」を2012年11月より実施している。この目的は、自治体の施策立案を科学的側面から補助する、住民の環境安全に関する不安を低減し、帰還や産業再開を促進するといった点にある。本報告書は、原子力機構が福島県で実施した環境動態研究におけるこれまでの研究成果について取りまとめたものである。

口頭

福島県阿武隈山地の林野火災に係る放射性セシウム環境動態への影響

新里 忠史; 佐々木 祥人; 渡辺 貴善; 三田地 勝昭*; 伊藤 聡美; 倉元 隆之*; 新井 宏受*; 野村 直希*; 林 誠二*; 玉置 雅紀*

no journal, , 

東京電力福島第一原子力発電所事故に由来する放射性物質のうち、$$^{137}$$Csは半減期が約30年と長く、今後長期にわたり分布状況をモニタリングし、その影響を注視していく必要がある。福島県の約7割を占める森林域では、これまでの長期観測により$$^{137}$$Csは森林内に留まる傾向が明らかになりつつあるものの、住民帰還が進む中では、様々な状況の森林における$$^{137}$$Cs環境動態の把握が重要と考えられる。本論では、2017年春に発生した福島県浪江町での林野火災に係る$$^{137}$$Cs環境動態について、延焼地と非延焼地における$$^{137}$$Csの分布状況及び森林斜面からの流出状況に関する調査結果を報告する。

口頭

福島県阿武隈山地の森林域における放射性セシウム環境動態に関する長期モニタリング

新里 忠史; 渡辺 貴善; 三田地 勝昭*; 佐々木 祥人; 伊藤 聡美; 阿部 寛信

no journal, , 

東京電力ホールディングス福島第一原子力発電所事故(以下、1F事故)に由来する放射性物質のうち、$$^{137}$$Cs(以下、Cs)は半減期が約30年と長く、今後長期にわたり分布状況をモニタリングし、その影響を注視していく必要がある。本論では、福島県阿武隈山地の森林域でこれまでに実施してきた林内の移動観測及び林外への流出観測の結果を整理し、今後の課題を考察する。観測地は阿武隈山地の森林計6地点である。林内のCs移動と林外への流出を同時観測する地点として、生活圏に隣接するコナラ林とスギ林の未除染地を各1地点選定した。林外への流出観測地として、山岳地、コナラ林の除染地、林野火災跡地と非延焼地のスギ林に各1地点を設定した。2013年以降の5年間にわたる観測結果から、いずれの森林環境においてもCs移動と流出率は最大数%であり、1F事故からの経過年数とともに低下する傾向にあることから、Csは今後とも林内に留まる傾向にあると考えられる。また、スギ林内におけるCs存在量の約9割が地下部のリター層と土壌層に存在し、地下部では1F事故からの経過とともに、リター層から土壌表層にCs存在量の重心が移動していた。ただし、林床のCs存在量の約70-80%が土壌表層0-6cmに分布していた。以上の結果は、森林内のCs分布が、栄養分の吸収を担う樹木細根の分布と類似していることを示しており、林内での移動や林外への流出が限定的であることを踏まえると、今後は林床から林産物へのCs移行プロセス解明とフラックス算出が中心課題と考えられる。

口頭

落葉広葉樹の有機物の分解度合の違いにおける溶存態放射性セシウムの挙動

佐々木 祥人; 新里 忠史; 三田地 勝昭*; 伊藤 聡美; 渡辺 貴善

no journal, , 

東京電力ホールディングス福島第一原子力発電所事故により放出された放射性セシウムのうち、7割近くが森林に沈着した。それらは、森林内に留まるものと考えられる。生物に取り込まれやすい溶存態放射性セシウムの発生源の一つであると考えられるリター等の有機物からの放射性セシウムの溶出については、未解明な部分が多い。本報告では、落葉広葉樹の有機物の分解度合の違いにおける溶存態放射性セシウムの移行挙動について調査した結果について報告する。福島県内の落葉広葉樹林で採取したリターを用いて分解度合の異なる有機物を作り、そこから溶出する溶存態放射性セシウムの溶出率を比較した。分解度合の異なる有機物(リター, 腐葉土, 腐植)から溶出してきた溶存態放射性セシウムの溶出率は、リターが最も高く、分解が進んだ腐葉土, 腐植においてはリターの溶出率の1/10程度になっていた。このことから林床における有機物からの溶存態放射性セシウムの溶出においては、その分解段階により溶出しやすさが異なることが明らかになった。

口頭

Above- and belowground distribution of radiocesium released from TEPCO' FDNPP accident in the mountainous forest of Fukushima

新里 忠史; 佐々木 祥人; 伊藤 聡美; 三田地 勝昭*; 渡辺 貴善

no journal, , 

An understanding of the environmental dynamics of radiocesium, especially $$^{137}$$Cs with long half-life of 30 years, released from the TEPCO's Fukushima Dai-ichi Nuclear Power Plant accident is crucial issue to estimate future redistribution and forest-products activities of radiocesium in forested environment of Fukushima, Japan. In this paper, we discuss above- and belowground distributions of radiocesium in a Japanese cedar plantation forest based on 2015-2017 investigations. The belowground $$^{137}$$Cs occupied 90% of the total $$^{137}$$Cs inventory in the Japanese cedar forest. Most of $$^{137}$$Cs was distributed until a depth of 10 cm, where the highest $$^{137}$$Cs inventory in the fine root. This result indicates that $$^{137}$$Cs is absorbed by the tree fine root from the soil layer with inorganic elements, nutrients, and water, although its amount is very limited.

口頭

山菜(コシアブラ)の根の分布と森林土壌のセシウム137について

伊藤 聡美; 佐々木 祥人; 新里 忠史; 渡辺 貴善; 三田地 勝昭*

no journal, , 

福島県内の多くの地域で出荷が制限されている山菜の一つであるコシアブラが、なぜ放射性セシウムを多く含むのかを調べた。福島第一原子力発電所事故後に芽が出たコシアブラ(葉, 茎, 根)を採取し、深度ごとの根の存在量と周辺の土のセシウム137濃度を調査した。その結果、土の中の90%以上のセシウム137が存在する深度に多くの根が存在していることが分かった。このことから、コシアブラ若木のセシウム137濃度が高くなる要因の一つは、セシウム137濃度が高い深度に根が多く分布するためと考えられる。

口頭

森林除染後の放射性セシウムの移動量調査

渡辺 貴善; 佐々木 祥人; 新里 忠史; 三田地 勝昭*; 伊藤 聡美

no journal, , 

落葉が取り除かれた森林では、通常の森林よりも放射性セシウムが移動しやすくなることが予想される。2014$$sim$$2015年に落葉が取り除かれた森林を対象として、2016$$sim$$2018年の3年間、土とともに移動する放射性セシウムの量を調査した。その結果、草や落葉で覆われる地面の割合が増えるにつれて、放射性セシウムの移動量が減ることがわかった。

口頭

落葉広葉樹リターの分解度合の違いにおける物性と溶存態放射性セシウムの溶出挙動の変化

佐々木 祥人; 新里 忠史; 伊藤 聡美; 渡辺 貴善

no journal, , 

東京電力ホールディングス福島第一原子力発電所事故により放射性セシウムが放出され、陸域に沈着した約7割が森林に沈着した。それらは、森林内に留まるものと考えられる。生物に取り込まれやすい溶存態放射性セシウムの発生源の一つであると考えられるリター等の有機物からの放射性セシウムの溶出については、未解明な部分が多い。本報告では、落葉広葉樹の有機物の分解度合の違いにおける溶存態放射性セシウムの移行挙動について調査した結果について報告する。福島県内の落葉広葉樹林で採取したリターを用いて分解度合の異なる有機物を作り、そこから溶出する溶存態放射性セシウムの溶出率を比較した。分解度合の異なる有機物(リター, 腐葉土, 腐植)から溶出してきた溶存態放射性セシウムの溶出率は、リターが最も高く、分解が進んだ腐葉土, 腐植においてはリターの溶出率の1/10程度であった。また、溶出率と陽イオン交換容量に相関が認められた。この結果は、分解に伴う有機物の物性変化により、林床の有機物からの溶存態放射性セシウムの溶出率が変化することを示唆した。

口頭

福島県阿武隈山地のスギ林及びコナラ林における放射性セシウム分布

新里 忠史; 佐々木 祥人; 渡辺 貴善; 伊藤 聡美; 雨宮 浩樹*

no journal, , 

東京電力ホールディングス福島第一原子力発電所事故に由来する放射性物質のうち、$$^{137}$$Cs(以下、Cs)は半減期が約30年と長く、今後長期にわたり分布状況をモニタリングし、その影響を注視していく必要がある。森林のCs流出率は最大数%であり、森林がCsを長期的に留める機能は極めて高いと考えられる。本研究では、コナラ林とスギ林における林内のCs分布に関する調査結果を報告する。阿武隈山地の生活圏に隣接するコナラ林とスギ林の各1地点を対象に、スギ林は2015年10月と2017年9月、コナラ林では落葉前の2018年10月に調査を実施した。森林内のCs分布は、コナラ林とスギ林ともに、Cs存在量の約8-9割が地下部(リター及び土壌層)に存在し、経年でCs存在量の重心がリター層から土壌表層に移動していた。スギ立木の2015年と2017年を比較すると、調査地のCs存在量に占めるスギ針葉Csの割合が2.2%から0.6%に低下し、立木全体では4.8%から3.0%に低下していた。コナラ立木では、調査地のCs存在量に占める材Csの割合は1.7%であり、スギ立木の0.3%(2015年10月と2017年9月)と比較して高い結果が得られた。スギ立木のCs存在量は低下傾向にあり、リターフォール等による樹木からのCs除去が作用し、土壌から樹木細根を介してCsが樹木に移行していたとしても、立木全体のCs量が減少していると考えられる。ただし、コナラ立木とスギ立木では樹木各部のCs分布に差異が認められ、スギ立木の減少傾向がコナラ立木にも適用可能か継続調査で明らかにする必要がある。

口頭

山菜(コシアブラ)の放射性セシウム分布調査結果および研究成果の普及活動について

伊藤 聡美; 佐々木 祥人; 長尾 郁弥

no journal, , 

福島県の森林内において、放射性セシウムは表土土壌に多く存在していることが分かっている。森林内で採取できる食用林産物においては、食品の基準値(100Bq/kg)を超える濃度の山菜やきのこ等が存在しており、福島県の一部地域では出荷制限がかけられている。本報告では、これらの山菜やきのこの中で、比較的多くの地域で出荷が制限されている種のひとつであるコシアブラの根を含めた各器官の濃度、根の土壌分布等の調査結果を報告するとともに、これらの福島県内で得られた様々な研究開発成果の情報を広くわかりやすく伝えるためにおこなっているアウトリーチ活動について報告する。

口頭

福島県阿武隈山地のスギ林及びコナラ林における放射性セシウム吸収量の推定

新里 忠史; 佐々木 祥人; 伊藤 聡美; 渡辺 貴善; 雨宮 浩樹*

no journal, , 

東京電力ホールディングス福島第一原子力発電所事故に由来する放射性物質のうち、$$^{137}$$Cs(以下、Cs)は半減期が約30年と長く、今後長期にわたり分布状況をモニタリングし、その影響を注視していく必要がある。森林のCs流出率は1%に満たず、森林は長期にCsを林内に留める機能を有すると考えられる。本研究では、林産物のCs濃度予測モデル構築で必要となる樹木のCs吸収量の推定結果を報告する。阿武隈山地の生活圏に隣接するコナラ林とスギ林において年間降雨量や樹木密度がほぼ同様の林分を選定し、2015年から2019年にかけて伐木により樹木試料を採取した。国際生物学事業計画における養分吸収量の算出方法に従い、植物体の生長に伴う吸収量及び植物体からの枯死及び溶脱により失われた量の総和を樹木のCs吸収量とした。樹木の生長に伴うCs吸収量は、バイオマスの増分に樹木各部のCs濃度を乗じて算出し、樹木からの枯死及び溶脱により失われたCs量は、リターフォール,樹幹流及び林内雨に伴うCs移動量の総和とした。樹木の生長に伴うCs吸収量はコナラ林とスギ林で年間あたりそれぞれ0.1及び0.06%、吸収量の総和は年間あたりそれぞれ1.37及び3.13%となった。IBPによる京都近郊の落葉広葉樹林におけるN, P, Kの吸収量(1.2-20.3%)と比較して低いCs吸収量は、本調査地における2015年以降のスギやコナラ立木のCs吸収が限定的であり、Cs濃度の大幅な上昇が生じにくいことを示す。今後、樹木のCs吸収量と他元素の移行量の差異の要因解明が課題である。

口頭

誘導結合プラズマ-飛行時間型質量分析計(ICP-TOF-MS)を用いた微粒子の高速化学分析

堀越 洸*; 沼 倫加*; 田籠 久也*; 伊藤 聡美; 高橋 宏明*; 平田 岳史*

no journal, , 

2011年3月11日の東北地方太平洋沖地震に起因する津波により、福島第一原子力発電所(FDNPP)は損傷を受け、放出された放射性セシウムの一部は難溶性のセシウム含有粒子(CsMP)として降着した。数$$mu$$m程度のCsMPはその高い比放射能から分布・動態解析が進んでいる。一方、放出された放射性物質を含む微粒子の中には1$$mu$$mよりも小さな微粒子(超微粒子)が含まれている可能性がある。このような超粒子の環境中における分布や生体内動態を明らかにするには、ナノ粒子の化学組成を統計的に分析可能とする高感度かつ高速な分析手法の開発が不可欠である。そこで本研究では大気圧高温プラズマ(ICP)を用いた質量分析法(ICP-MS法)により、1$$mu$$mよりも小さな超微粒子の高感度かつ高速分析を試みた。ICP-MS法ではナノ粒子は1ms以下の過渡的信号として観測される。この1ms以下という信号時間の長さは四重極質量分析計の質量走査速度に比べて短く、単一ナノ粒子から複数の元素情報を引き出すことは困難である。これに対して飛行時間型質量分析計(TOF)では、質量分析計に取り込んだ元素イオンを網羅的に積算するため、過渡的信号からも多元素同時分析が可能である。本研究では、TOFを組み込んだICP-MS法(ICP-TOF-MS法)のナノ粒子に対する元素分析能の評価を目標とした。対象試料としてFDNPPからおよそ1km圏内に生育するスギとサクラ樹皮から微粒子を回収し、その元素組成分析から起源推定解析を行った。

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