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論文

Development of field estimation technique and improvement of environmental tritium behavior model

横山 須美*; 高橋 知之*; 太田 雅和; 柿内 秀樹*; 杉原 真司*; 平尾 茂一*; 百島 則幸*; 玉利 俊哉*; 島 長義*; 安藤 麻里子; et al.

Plasma and Fusion Research (Internet), 14(Sp.2), p.3405099_1 - 3405099_4, 2019/06

核融合科学研究所は、2017年に大型ヘリカル装置を用いたD-D実験を開始した。施設の安全確保のためにはD-D反応で生成するトリチウムの環境中移行評価法の確立が重要となる。大気及び土壌中のトリチウム水(HTO)は植生に移行し、光合成を経て有機物トリチウム(OBT)が生成される。OBTは植生中に滞留し、経口摂取による被ばくを引き起こすため、トリチウム放出においてはOBT生成の予測が重要となる。本研究は、簡易なコンパートメントモデルと実用性の高いパラメータを使用して上述した環境中トリチウム移行を推定することを目的とする。これまでに、大気・土壌・植生系から成る簡易なコンパートメントモデルを提案し、精緻なモデルであるSOLVEGとの比較によりモデルの検証を図った。本研究では、簡易モデルへの湿性沈着過程の導入及び土壌の通気性や大気・土壌・植生中トリチウム濃度の測定によるパラメータの取得、更にはOBT分析時の簡便な前処理手法の確立を計画している。

論文

A New perspective on the $$^{137}$$Cs retention mechanism in surface soils during the early stage after the Fukushima nuclear accident

小嵐 淳; 西村 周作; 安藤 麻里子; 武藤 琴美; 松永 武*

Scientific Reports (Internet), 9, p.7034_1 - 7034_10, 2019/05

本研究では、福島原子力発電所(福島原発)事故によって陸域生態系にもたらされた$$^{137}$$Csの表層土壌における保持メカニズムを解明することを目的として、異なる陸域生態系における表層土壌中の$$^{137}$$Csの保持状態を、土壌鉱物及び土壌有機物との相互作用に着目して調べた。その結果、森林や果樹園の土壌では、事故から3.5カ月の時点で多くの$$^{137}$$Csが土壌鉱物を主体とする土壌フラクションではなく粒子状有機物を主体とする土壌フラクションに存在していること、4年後においてもその存在割合は維持されていることが明らかになった。

論文

Low $$^{137}$$Cs retention capability of organic layers in Japanese forest ecosystems affected by the Fukushima nuclear accident

小嵐 淳; 安藤 麻里子

Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 320(1), p.179 - 191, 2019/04

 被引用回数:1 パーセンタイル:8.43(Chemistry, Analytical)

森林表面の有機層による放射性セシウムの保持が森林生態系内の放射性セシウムの長期的循環挙動において重要な役割を果たすが、日本の森林生態系における有機層による放射性セシウムの保持挙動やリターダイナミクスとの関連性は未解明である。本研究では、福島原子力発電所事故の影響を受けた森林の有機層を構成するリターを起源樹種別及び分解度別に分画し、それぞれのリター画分に対して$$^{137}$$Csの生態学的半減期を評価した。その結果、生態学的半減期は0.7年から4.4年の範囲であり、広葉樹やマツ起源のリターで短く、スギ起源のリターで長いことを明らかにした。日本の森林における有機層の$$^{137}$$Cs保持能力は、ヨーロッパの森林のそれに比べて低いことを示した。

論文

Radiocesium distribution in aggregate-size fractions of cropland and forest soils affected by the Fukushima nuclear accident

小嵐 淳; 西村 周作; 安藤 麻里子; 松永 武*; 佐藤 努*; 長尾 誠也*

Chemosphere, 205, p.147 - 155, 2018/08

 被引用回数:2 パーセンタイル:38.23(Environmental Sciences)

福島原子力発電所事故の長期的な影響を評価するためには、土壌に沈着した放射性セシウムの挙動の理解が重要であるが、土壌の団粒構造が放射性セシウムの移動性や生物利用性に及ぼす影響は未解明である。本研究では、福島原子力発電所事故の影響を受けた農耕地及び森林の表層土壌を対象に、土壌の団粒化と放射性セシウムの団粒サイズ間における分布や抽出性を調べた。その結果、農耕地土壌では団粒の発達が乏しく、セシウムの多くは粘土サイズの土壌粒子に強く固定されているが、森林土壌では団粒が発達し、大きな団粒に比較的抽出されやすい状態で保持されているセシウムの割合が多いことが明らかになった。

論文

Sources of $$^{137}$$Cs fluvial export from a forest catchment evaluated by stable carbon and nitrogen isotopic characterization of organic matter

武藤 琴美; 安藤 麻里子; 小嵐 淳; 竹内 絵里奈; 西村 周作; 都築 克紀; 松永 武*

Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 314(1), p.403 - 411, 2017/10

 被引用回数:5 パーセンタイル:12.06(Chemistry, Analytical)

福島第一原子力発電所事故により森林に沈着した放射性Csが河川を通して流出することで、下流の市街地や農地への汚染が長期間続くことが懸念されている。本研究では、森林から河川への放射性Cs流出挙動を評価するために、落葉広葉樹林を集水域とする小河川に放射性Csの連続捕集装置を設置し、事故の半年後から4年間調査を行った。河川中の放射性Csを懸濁態と溶存態に分けて採取し、懸濁態は粒径ごとに分画した。また、河川中の懸濁物と土壌について、炭素及び窒素の量と同位体比を分析し比較した。その結果、放射性Csの主要な流出形態は粒径75$$mu$$m以下の懸濁態であり、分解の進んだリターと鉱物土壌を起源としていることが明らかになった。また、リター分解を起源とする溶存態Csの流出量も無視できないことが分かった。リターから土壌への放射性Csの移行が進んでいることから、今後、溶存態による河川流出は数年で減少する一方、懸濁態による河川流出は長期間継続することが示唆された。

論文

Vertical distributions of global fallout $$^{137}$$Cs and $$^{14}$$C in a Japanese forest soil profile and their implications for the fate and migration processes of Fukushima-derived $$^{137}$$Cs

小嵐 淳; 安藤 麻里子; 天野 光*; 松永 武

Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 311(1), p.473 - 481, 2017/01

 被引用回数:5 パーセンタイル:12.06(Chemistry, Analytical)

核実験由来の$$^{137}$$Csと$$^{14}$$Cの、2001年における日本の森林土壌中の深さ分布を調査した。その結果、$$^{137}$$Csの多くは沈着から38年後もなお鉱物土壌層表層に存在していた。一方で、土壌特性の変化するA層とB層の境界層における$$^{137}$$Csの特異的な蓄積を発見した。この蓄積から、$$^{137}$$Csが年間0.20%の割合で有機物が豊富なA層を経由して下方へ移行したこと、及び層位境界層が$$^{137}$$Csの移行を妨げるバリアとして働くことを見出した。炭素14は$$^{137}$$Csと同様の深さ分布を示したことから、両核種が数十年の時間スケールで、同様の物理的経路を経て土壌中を移行したことが示唆された。

論文

Post-deposition early-phase migration and retention behavior of radiocesium in a litter-mineral soil system in a Japanese deciduous forest affected by the Fukushima nuclear accident

小嵐 淳; 西村 周作; 中西 貴宏; 安藤 麻里子; 竹内 絵里奈; 武藤 琴美

Chemosphere, 165, p.335 - 341, 2016/12

 被引用回数:14 パーセンタイル:18.89(Environmental Sciences)

福島原子力発電所事故の環境・公衆影響を評価するためには、地表面に沈着したセシウムのリター-土壌系における挙動を把握することが重要であるが、特に沈着後初期段階におけるこの挙動に関する知見は少ない。本研究では、事故後すぐに落葉広葉樹林においてライシメーターを設置し、4年間にわたってリター-土壌境界層及び土壌層内におけるセシウムの下方移行量を直接測定した。その結果、セシウムの下方移行量はすべての深さにおいて年々減少し、リター層に沈着したセシウムが速やかに土壌へ移行するとともに、土壌表層5cm以内で急速に移動性を失う様子を捉えることに成功した。この結果により、日本の落葉広葉樹林では、土壌-植生間におけるセシウムの循環は長期にわたって継続しないことが示唆された。

論文

Forest type effects on the retention of radiocesium in organic layers of forest ecosystems affected by the Fukushima nuclear accident

小嵐 淳; 安藤 麻里子; 松永 武; 眞田 幸尚

Scientific Reports (Internet), 6, p.38591_1 - 38591_11, 2016/12

 被引用回数:14 パーセンタイル:18.89(Multidisciplinary Sciences)

森林表面の有機層による放射性セシウムの保持が森林生態系内の放射性セシウムの動態において重要な役割を果たすが、日本の森林生態系において森林タイプが有機層による放射性セシウムの保持能力やそのプロセスに及ぼす影響はよくわかっていない。本研究では、福島原子力発電所事故の影響を受けた福島市内のタイプの異なる森林において、有機層が放射性セシウムをどれだけ、どのように保持しているかを調査した。その結果、落葉広葉樹林と比較して、針葉樹林の有機層によるセシウム保持能力が高く、その保持能力は樹木フェノロジーとリター分解プロセスの違いによって説明できることが示された。

論文

Year-round variations in the fluvial transport load of particulate $$^{137}$$Cs in a forested catchment affected by the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant accident

松永 武; 中西 貴宏; 安藤 麻里子; 竹内 絵里奈; 武藤 琴美; 都築 克紀; 西村 周作; 小嵐 淳; 乙坂 重嘉; 佐藤 努*; et al.

Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 310(2), p.679 - 693, 2016/11

AA2015-0821.pdf:3.78MB

 被引用回数:5 パーセンタイル:23.48(Chemistry, Analytical)

福島第一原子力発電所事故に由来する放射性Csの森林集水域からの流出挙動とその変動要因を解明するために、渓流水中の懸濁態放射性Csの流出量を2012年から2年間連続して測定した。懸濁態$$^{137}$$Csの流出は、流域からの懸濁物質の流出と密接な関係があり、降雨量の多い8-9月に増加した。$$^{137}$$Csは懸濁物質中の粘土鉱物に強く結びついており、流下中に水中に溶存しないことが、鉱物同定及び抽出実験の結果より示唆された。また、単位懸濁物質量あたりの$$^{137}$$Cs濃度は、2012年から徐々に低下していた。これらの結果より、懸濁態$$^{137}$$Csの流出量は、降雨量に関連した懸濁物質量の変動と、懸濁物質中の$$^{137}$$Cs濃度の経年変化の両方の影響を受けて変化していることが明らかとなった。

論文

懸濁態及び溶存態Csの森林から河川への流出とその変化傾向

武藤 琴美; 安藤 麻里子; 竹内 絵里奈; 西村 周作; 小嵐 淳; 都築 克紀; 中西 貴宏; 松永 武

KEK Proceedings 2015-4, p.252 - 257, 2015/11

福島第一原子力発電所事故により大気中に放出された放射性Csの多くは森林に沈着し、現在も残留している。本研究では森林から河川への放射性Csの流出挙動を評価するために、北茨城市の森林を集水域とする小河川に放射性Csの連続捕集装置を設置し調査を行った。放射性Csは粒径の異なる懸濁態と溶存態Csに分け、それぞれについて流出挙動を評価した。調査期間は2012年12月から2014年11月である。懸濁物はカートリッジフィルターを用いて捕集し、粒径毎に4種類(2000$$mu$$m以上, 500-2000$$mu$$m, 75-500$$mu$$m, 75$$mu$$m以下)に篩別した。溶存態はCs吸着剤を充填したカラムに通水させ捕集した。フィルター及びカラムの交換は約1ヶ月毎に行い、各試料は乾燥させてGe半導体検出器で$$gamma$$線測定を行った。調査の結果、流量の増加が懸濁態・溶存態$$^{137}$$Csの流出量に影響を与えることが明らかになった。粒径別に見ると、懸濁態全体に対する流出量の割合は粒径75$$mu$$m以下のものが最大だったが、流量が特に多い期間に粒径75-2000$$mu$$mの比較的大きな粒子が増加した。流出量全体では懸濁態の割合が多いが、冬期は溶存態の割合が増加する傾向が見られた。

論文

炭素-14

安藤 麻里子

放射化学の事典, p.215 - 216, 2015/09

放射化学に興味を持つ大学生以上を対象とした事典において、放射性炭素の性質、発生源、存在量、環境中での変動要因、環境中での物質動態研究における利用について解説する。

論文

Catchment-scale distribution of radiocesium air dose rate in a mountainous deciduous forest and its relation to topography

安藤 麻里子; 小嵐 淳; 竹内 絵里奈; 都築 克紀; 西村 周作; 松永 武

Journal of Environmental Radioactivity, 147, p.1 - 7, 2015/09

AA2014-0585.pdf:2.18MB

 被引用回数:12 パーセンタイル:34.16(Environmental Sciences)

福島第一原子力発電所事故起源の放射性Csにより汚染を受けた山間地の小河川集水域を対象として、空間線量率分布を詳細に測定した。GPS連動型放射性自動計測システムKURAMA-IIを用いた連続測定及びNaIサーベイメーターを用いた一定間隔毎の測定により、山間地での空間線量率と地形との関係を明らかにした。2013年8-9月に測定した空間線量率は、標高の高い東向きの斜面で高く、谷と西向きの斜面で低い値を示した。また、狭い範囲であっても斜面方位の違いにより空間線量率が大きく異なっており、空間線量率分布が地形と密接に関連していることが明らかとなった。山間部における線量の評価や放射能の蓄積量の推定においては、その空間分布を考慮することが重要であることが示された。

論文

A Passive collection system for whole size fractions in river suspended solids

松永 武; 中西 貴宏; 安藤 麻里子; 竹内 絵里奈; 都築 克紀; 西村 周作; 小嵐 淳; 乙坂 重嘉; 佐藤 努*; 長尾 誠也*

Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 303(2), p.1291 - 1295, 2015/02

 被引用回数:3 パーセンタイル:53.75(Chemistry, Analytical)

河川中の懸濁物に含まれる放射性核種を研究する目的で、従来にない簡便な受動型の捕集方法を開発し、実証した。これは複数のカートリッジフィルターを備えた大型ホルダーを用いるものである。河川水は河床勾配を利用して、上流からホースによりフィルタホルダーに自然に導く。この方法により、長期にわたる無人捕集が可能になる。従来法に比較して大きな量(数十グラム以上)を捕集することになるので、通例の放射性核種濃度分析に加えて、懸濁物の特性分析も行うことができる長所を持つ。この手法は、懸濁物に含まれる化学物質の研究にも利用できるであろう。

論文

金の放射化を利用した環境中漏洩中性子線量の評価

櫛田 浩平; 安藤 麻里子; 天野 光*

分析化学, 63(11), p.867 - 871, 2014/11

 パーセンタイル:100(Chemistry, Analytical)

金はその化学的安定性等の特性により古代から人類に利用されてきた有用な元素であるが、その核的特性から原子力・放射線の分野でも優れて有用である。ここでは1999年に起きたJCO臨界事故の際に、その近隣の住宅に保管されていた指輪やネックレスなどの金製品の放射化量を分析することにより、環境中に漏洩した中性子線量を評価した研究について報告する。臨界事故現場からの距離168mから568mの住宅に保管されていた金製品16点を分析した結果、臨界終息時刻での放射化量は金の単位重量(g)当たり91.9から0.322Bqであった。その放射化量は距離の累乗関数で近似される減少の傾向を示した。また漏洩中性子による線量当量を評価した文献データと比較し、得られた金の放射化量から中性子線量を評価する手法を検討した。本研究は環境中漏洩中性子線量、さらにその場所での被ばく線量当量を推測するためのモニター材として金が有用であることを示す一例である。

論文

Topographic heterogeneity effect on the accumulation of Fukushima-derived radiocesium on forest floor driven by biologically mediated processes

小嵐 淳; 安藤 麻里子; 竹内 絵里奈; 西村 周作

Scientific Reports (Internet), 4, p.6853_1 - 6853_7, 2014/10

 被引用回数:24 パーセンタイル:19.98(Multidisciplinary Sciences)

福島第一原子力発電所事故によって、山地や丘陵地に位置する森林が$$^{137}$$Csによって汚染された。地形的要因が森林地表面における$$^{137}$$Csの動態に及ぼす影響を解明するために、2013年8月に、落葉広葉樹林の急斜面における福島事故起源$$^{137}$$Csの分布を調査した。落葉堆積物及びそれに保持される$$^{137}$$Csが斜面底部に蓄積していることを見出した。蓄積している$$^{137}$$Csの65%が、平均年齢が0.5-1.5年と推定される事故後の新しい落葉や分解のあまり進んでいない落葉に保持されていた。さらに、2011年5月(事故から2か月後)に展葉した葉の$$^{137}$$Cs濃度が高いこと、その濃度は時間とともに低下したが、2014年においてもなお事故前の濃度レベルより2桁高いことを観測した。これらの結果から、森林斜面における底部への$$^{137}$$Cs再分配は生物が関与したプロセスによって強く制御されており、落葉樹のリターフォールにより今後も継続することを初めて示した。

論文

$$^{137}$$Cs vertical migration in a deciduous forest soil following the Fukushima Dai-ichi Nuclear Power Plant accident

中西 貴宏; 松永 武; 小嵐 淳; 安藤 麻里子

Journal of Environmental Radioactivity, 128, p.9 - 14, 2014/02

 被引用回数:53 パーセンタイル:4.77(Environmental Sciences)

福島第一原子力発電所事故に伴って森林地表面に沈着した$$^{137}$$Csは、長期にわたって潜在的移動性の高い$$^{137}$$Csの主要な起源となる。森林土壌における$$^{137}$$Csの移動性を評価するため、ライシメーター法によって浸透水とともに鉛直移動する$$^{137}$$Csを調査した。本調査は、広葉樹林土壌において事故後2か月後から2年間実施した。その結果、落葉落枝層の$$^{137}$$Csの大部分が事故後1年以内に土壌鉱物層へ移動したことが示された。また、$$^{137}$$Csの移動は表層土壌に阻害され、年間に10cm以深まで浸透する$$^{137}$$Csは沈着量のわずか0.1%であった。さらに、鉛直分布からは検出不可能なわずかな$$^{137}$$Csの移動を捉えることができた。現在及び将来に渡って大部分の$$^{137}$$Csは表層土壌に保持されるが、微量とはいえ無視できない量の生物利用性$$^{137}$$Csが土壌中に存在することが示された。

論文

Seasonal and snowmelt-driven changes in the water-extractable organic carbon dynamics in a cool-temperate Japanese forest soil, estimated using the bomb-$$^{14}$$C tracer

中西 貴宏; 安藤 麻里子; 小嵐 淳; 國分 陽子; 平井 敬三*

Journal of Environmental Radioactivity, 128, p.27 - 32, 2014/02

 被引用回数:4 パーセンタイル:76.07(Environmental Sciences)

森林土壌における溶存態有機炭素(DOC)の動態に関してさまざまな研究がなされてきたが、主要な供給源である土壌有機物と落葉落枝の寄与程度については評価が定まっていない。われわれは、日本の冷帯林土壌におけるDOC供給源の季節変化について、水抽出有機炭素(WEOC)の炭素同位体($$^{14}$$C・$$^{13}$$C)から推定した。融雪期は、落葉落枝からのDOC供給の影響が大きかった。一方、梅雨期には、微生物活動の促進による土壌有機物起源WEOCの増加が示された。夏から秋にかけても土壌有機物を起源とするWEOCが支配的であった。これらの結果から、DOCの供給源と動態に対して季節や環境の変化が強い支配因子であることが明らかになった。

論文

An Overview of organically bound tritium experiments in plants following a short atmospheric HTO exposure

Galeriu, D.*; Melintescu, A.*; Strack, S.*; 安藤 麻里子; Kim, S. B.*

Journal of Environmental Radioactivity, 118, p.40 - 56, 2013/04

 被引用回数:26 パーセンタイル:21.44(Environmental Sciences)

トリチウムの大気から植物への移行と、その後の有機結合型トリチウム(OBT)の生成は、植物の種類や季節等さまざまな条件で変化する。本レビューでは、短期のトリチウム放出に関して、麦や稲,大豆を含む数多くの植物を用いた実験データをまとめ、トリチウム水(HTO)の放出が昼夜どちらであるかや、成長段階や放出時間の長さ等の条件が、可食部のOBT生成に与える影響を示した。これらの成果は、HTOの事故放出後の食用作物の汚染に関して最適なモデルを開発するための一つのステップとなる。

論文

Comparison of the vertical distributions of Fukushima nuclear accident radiocesium in soil before and after the first rainy season, with physicochemical and mineralogical interpretations

松永 武; 小嵐 淳; 安藤 麻里子; 長尾 誠也*; 佐藤 努*; 永井 晴康

Science of the Total Environment, 447, p.301 - 314, 2013/03

 被引用回数:77 パーセンタイル:3.18(Environmental Sciences)

福島事故由来の土壌中放射性セシウムの分布に及ぼす降雨の影響を研究した。福島市の15地点で放射性セシウムの蓄積量・深度分布を、梅雨時期の降雨をはさむ、事故後約4.5か月後と事故後約3か月で比較した結果、ほとんど変動がなかった。これは、事故後の初めての梅雨時期降雨は研究地域の放射性セシウムの分布にほとんど影響しなかったことを意味している。同時に、福島事故由来の土壌中放射性セシウムの高い不動性が示唆される。その理由を土壌の粒径分布,鉱物分析,放射性セシウムの選択抽出分析を加えて論じた。水・酢酸アンモニウムで抽出される交換性の放射性セシウムの比率は最大で10%程度に限られ、上記の不動性を支持している。一方、粘土鉱物含量と不動性との間に直接の相関は認められなかった。また、土壌粒子の細かい成分が多いほど、そして土壌pHが酸性より中性であるほど交換性放射性セシウムの比率が増える特徴が見いだされた。すなわち、粘土鉱物の効果が実際の土壌で不明瞭な結果に関して、粒径やpH等の効果を受ける非特定吸着サイトへ吸着の効果により粘土鉱物への吸着現象が目立たなくなっているためという可能性がある。

論文

Retention of potentially mobile radiocesium in forest surface soils affected by the Fukushima nuclear accident

小嵐 淳; 守屋 耕一*; 安藤 麻里子; 松永 武; 藤田 博喜; 永岡 美佳

Scientific Reports (Internet), 2, p.1005_1 - 1005_5, 2012/12

 被引用回数:29 パーセンタイル:22.72(Multidisciplinary Sciences)

福島第一原子力発電所事故に伴って放出された放射性セシウムによる環境及び公衆への影響は、森林表層土壌における放射性セシウムの移動性に大きく依存する。われわれは、福島市内の森林表層土壌において、微生物及び非生物的吸着によって保持されている潜在的に移動性の高い放射性セシウムの量を調査した。土壌有機物や粘土粒子が多く、陽イオン交換容量の大きい土壌において、放射性セシウムの硫酸カリウム溶液による高い抽出率が見いだされた。一方、すべての土壌において微生物バイオマスの存在を確認したが、バイオマスを死滅させた後の抽出率の増加は見られなかった。これより、土壌微生物自体が、放射性セシウムを移動性の高い状態で保持することへの寄与は小さいことが明らかになった。

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