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論文

Improvement of atmospheric dispersion simulation using an advanced meteorological data assimilation method to reconstruct the spatiotemporal distribution of radioactive materials released during the Fukushima Daiichi Nuclear Power Station accident

門脇 正尚; 永井 晴康; 寺田 宏明; 堅田 元喜*; 朱里 秀作*

Energy Procedia, 131, p.208 - 215, 2017/12

BB2016-0128.pdf:1.61MB

 パーセンタイル:100

原子力施設事故によって大気中に放射性物質が放出された際に、放射性物質の時空間分布を再現可能な大気拡散シミュレーションは、緊急時対応や被ばく評価に対して有効である。本研究では、データ同化手法及び最新の領域気象モデルを用いて大気拡散シミュレーションを改良し、福島第一原子力発電所事故由来の放射性物質の時空間分布を再構築する。大気拡散シミュレーションは原子力機構が開発した大気拡散モデルGEARNによって行われた。大気拡散シミュレーションのための気象場は、4次元変分法を用いた気象データ同化解析手法と領域気象モデルWRFで計算された。シミュレーションの再現性は、放射性核種の沈着量及び大気濃度の計算値と実測値の比較から評価した。福島第一原子力発電所の付近において、観測されたCs-137とI-131の沈着量の空間分布をシミュレーションは良好に再現した。特に、発電所から北西方向及び南方向で観測されたCs-137の高い沈着量分布の再現性の向上が顕著であった。東日本の広域においても、モデル過大評価であったCs-137の沈着量の再現性が向上した。これらは、4次元変分法を用いた気象データ同化解析手法によって、再現性の高い風速場が得られたことに起因すると考えられる。本研究で再構築された大気拡散過程は、福島第一原子力発電所事故の線量影響評価の見直しや、日本国内の原子力施設における緊急時対応に対して有効な情報となる。

論文

Updating source term and atmospheric dispersion simulations for the dose reconstruction in Fukushima Daiichi Nuclear Power Station accident

永井 晴康; 寺田 宏明; 都築 克紀; 堅田 元喜; 太田 雅和; 古野 朗子; 朱里 秀作

EPJ Web of Conferences (Internet), 153, p.08012_1 - 08012_7, 2017/09

 パーセンタイル:100

福島第一原子力発電所の事故時に放出された放射性物質による住民の被ばく線量を評価するために、計算シミュレーションにより放射性物質の時間空間分布を再構築する。本研究では、放出源情報の精緻化及び大気拡散シミュレーションの高精度化により、放射性物質大気濃度・沈着量の時間空間分布データベースを開発し、住民の行動パターンや移行モデルと組み合わせた推計に活用する。大気拡散シミュレーションの改良としては、新規気象モデルの導入と沈着過程の精緻化を行った。改良モデルは、東日本スケールにおける$$^{137}$$Csの沈着分布を良好に再現したが、福島第一原子力発電所近傍では沈着分布の再現性が低下した。この結果は、放出源情報を改良モデルシミュレーションに対して最適化することにより、さらなる精緻化が必要であることを示している。

口頭

Updating source term and an atmospheric transport, dispersion and deposition model, WSPEEDI

永井 晴康; 寺田 宏明; 都築 克紀; 太田 雅和; 古野 朗子; 朱里 秀作; 堅田 元喜

no journal, , 

東京電力福島第一原子力発電所の事故時に放出された放射性物質による住民の被ばく線量を詳細に評価するために、計算シミュレーションにより放射性物質の時間空間分布を再構築する。本研究項目においては、放出源情報の精緻化及び大気拡散シミュレーションの高精度化により、放射性物質大気濃度・沈着量の時間空間分布データベースを開発し、住民の行動パターンや移行モデルと組み合わせた推計に活用する。平成27年度は、(1)放出源情報についての調査、(2)大気拡散シミュレーションの改良、(3)各種実測データの収集と整理を行った。

口頭

Improvement of accuracy of atmospheric dispersion simulation for the Fukushima Daiichi Nuclear Power Station accident using WRF with data assimilation method

門脇 正尚; 永井 晴康; 寺田 宏明; 堅田 元喜; 朱里 秀作*

no journal, , 

原子力施設事故時に放出された放射性物質による住民の被ばく線量の把握において、放射性物質の空間分布及び時間変化を再現可能な大気拡散シミュレーションは有効である。しかしながら、大気拡散シミュレーションに必要な気象場の再現性がしばしば問題となる。そこで本研究では、WRF-DA及びWRFによる気象データ同化解析手法を用いて、福島第一原子力発電所事故時の大気拡散シミュレーションの再現性を向上する。気象場の再現計算を4次元変分法を用いたWRF-DA及びWRFで実施し、同化解析手法によって得られた気象場を大気拡散モデルGEARNの入力データとして用いた。大気拡散シミュレーションで得られた計算結果と実測値との比較から、データ同化による大気拡散及び沈着状況の再現性を評価した。本発表では、プラント周辺及び広域における、放射性物質の大気拡散及び沈着の再現性の向上について議論する。

口頭

大気拡散シミュレーションの改良と放出源・拡散過程の再構築

永井 晴康; 寺田 宏明; 都築 克紀; 堅田 元喜; 太田 雅和; 古野 朗子; 門脇 正尚; 朱里 秀作*

no journal, , 

東京電力福島第一原子力発電所の事故時に放出された放射性物質による住民の被ばく線量について、現時点では実測に基づく評価が困難な事故初期段階における被ばく線量を詳細に評価するために、計算シミュレーションにより放射性物質の時間空間分布を再構築する。まず、既存の放出源推定結果を調査した結果、JAEAの最新の放出源再推定結果がサイト周辺のモニタリング結果を良好に再現し有効と考えられたため、この放出源情報のさらなる精緻化を進めることとした。大気拡散シミュレーションについては、最新の気象モデルWRF及び高度なデータ同化手法を導入するとともに、大気拡散モデルに精緻な沈着過程を導入し、放射性物質の大気拡散及び沈着状況の再現性向上のための改良を行った。次に、大気拡散シミュレーションを実行し、積算地表沈着量の観測値との比較により再現性の評価を行った。また、データベースの計算手法及び解析手法を試作し、放射性物質大気濃度・沈着量の時間空間分布データベースの基本版を構築した。今後、放出源情報及び拡散計算を最適化し、データベースを完成する予定である。

口頭

大気拡散シミュレーションによる福島第一原発事故時に放出された放射性物質の大気拡散過程の再構築

寺田 宏明; 永井 晴康; 堅田 元喜; 都築 克紀; 朱里 秀作*

no journal, , 

福島第一原子力発電所事故時に放出された放射性物質による一般公衆の被ばく線量の正確な評価に必要となる、実測値により整合する放射性物質の大気中濃度・地表沈着量の時間空間分布を得るため、原子力機構で開発中の大気拡散モデルによる数値シミュレーションを実施した。気象計算に最新の気象モデルWRFを導入し、大気拡散計算には化学形態を考慮した精緻な沈着過程が導入された粒子型拡散モデルGEARNを用いた。サイト近傍の気象観測値を用いて4次元変分法(4D-Var)によるデータ同化を行った気象場と、最新の放出量推定値を用いた計算により、航空機モニタリングにより観測された東日本域の地表沈着量分布が概ね再現された。今後、$$^{137}$$Csの大気中濃度等の観測値との比較結果に基づき、より正確な放出量の評価を目指す。

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