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論文

Estimation of environmental releases of radioactive materials

茅野 政道*; 永井 晴康

Environmental Contamination from the Fukushima Nuclear Disaster; Dispersion, Monitoring, Mitigation and Lessons Learned, p.50 - 61, 2019/00

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物質の放出量の時間推移及び大気拡散状況は、事故による環境影響と公衆の被ばく線量を評価するために重要である。原子力機構は、環境モニタリングと大気拡散モデルの解析結果を比較することにより、事故により放出された放射性物質の放出量を推定した。国連科学委員会(UNSCEAR)は、いくつかの放出源推定結果を比較し整理するとともに、原子力機構の推定結果を陸域環境における放射性物質の濃度レベルと公衆の被ばく線量の評価に利用した。その後、原子力機構は、新たに公開されたモニタリングデータを用いて、沈着プロセスを改良したWSPEEDIの解析により放出源の詳細な推定を行った。

論文

Utilization of $$^{134}$$Cs/$$^{137}$$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:10 パーセンタイル:8.68(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 $$^{134}$$Cs/$$^{137}$$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.

論文

Reverse estimation of amounts of $$^{131}$$I and $$^{137}$$Cs discharged into the atmosphere

寺田 宏明; 茅野 政道

気象研究所技術報告,76(インターネット), p.77 - 80, 2015/10

原子力機構では、公衆の被ばく線量評価のため、福島第一原子力発電所事故により大気中に放出されたヨウ素とセシウムのソースタームの推定に取り組んできた。推定には、環境モニタリングと単位放出(1Bq h$$^{-1}$$)を仮定した大気拡散シミュレーションを組み合わせた逆推定手法を適用した。環境モニタリングデータとしては、福島県内を主とする東日本域で測定されたヨウ素及びセシウムの大気中濃度と空間線量率を用いた。大気中濃度と空間線量率の計算には、SPEEDIとWSPEEDI-IIを用いた。この手法により、2011年3月12日から4月5日までの$$^{131}$$Iと$$^{137}$$Csの放出率及び総放出量を推定した。

論文

Source term estimation for the Fukushima Daiichi Nuclear Power Station accident by combined analysis of environmental monitoring and plant data through atmospheric dispersion simulation

永井 晴康; 寺田 宏明; 茅野 政道; 堅田 元喜; 三上 智; 斎藤 公明

Proceedings of 16th International Topical Meeting on Nuclear Reactor Thermal Hydraulics (NURETH-16) (USB Flash Drive), p.4044 - 4052, 2015/08

原子力機構は、福島第一原子力発電所事故による放射性物質の大気放出量を、環境モニタリングと大気拡散モデルによる大気中核種濃度または空間線量率の比較解析により推定した。この放出量推定を改良するために、より精緻な推定手法の開発と過酷事故解析及び観測データの新たな情報の利用を検討している。その第一段階として、福島原発1から3号機内インベントリと地表沈着測定における$$^{134}$$Cs/$$^{137}$$Cs放射能比情報を利用した。大気拡散シミュレーションの放出率設定において、$$^{134}$$Cs/$$^{137}$$Cs放射能比の時間変化を考慮することで、地表沈着測定における$$^{134}$$Cs/$$^{137}$$Cs放射能比空間分布を説明できることを示した。この結果は、どの原子炉からどのタイミングで放出があったかを推定するために有効であり、福島原発事故の過酷事故解析にも有用な情報となることが期待される。

論文

Detailed source term estimation of the atmospheric release for the Fukushima Daiichi Nuclear Power Station accident by coupling simulations of an atmospheric dispersion model with an improved deposition scheme and oceanic dispersion model

堅田 元喜; 茅野 政道; 小林 卓也; 寺田 宏明; 太田 雅和; 永井 晴康; 梶野 瑞王*; Draxler, R.*; Hort, M.*; Malo, A.*; et al.

Atmospheric Chemistry and Physics, 15(2), p.1029 - 1070, 2015/01

 被引用回数:88 パーセンタイル:0.81(Environmental Sciences)

福島第一原子力発電所事故時の大気放出量の詳細な時間変化を大気拡散モデルWSPEEDI-IIと海洋拡散モデルSEA-GEARN-FDMを用いた結合シミュレーションと環境モニタリングデータを組み合わせた逆推定法によって推定した。放射性ヨウ素のガス態(I$$_{2}$$, CH$$_{3}$$I)およびその他の粒子態(CsI, Cs, and Te)の乾性・霧水沈着、雲内への取り込み、凝結核活性、氷相の湿性沈着を計算する新しいスキームをWSPEEDI-IIに導入した。事故起因の放射性物質の大量放出は、2011年3月12日午後の1号機のウェットベントおよび水素爆発時、13日午前中の3号機のベント後、14日深夜の2号機での3回のSRV開操作時、15日の午前および夕方から夜間、そして16日の午前中に起こったことが明らかになった。新しい推定放出量を用いたWSPEEDI-IIのシミュレーションによって、局地および領域スケールの航空サーベイによる$$^{131}$$Iと$$^{137}$$Csの積算沈着量と空間線量率の分布が再現された。さらに、新しいソースタームを3つの異なる大気拡散モデルを用いて領域・全球スケールで試験した。シミュレーション結果から、$$^{137}$$Csの全推定放出量の27%が東日本の陸面に沈着し、その大部分は森林地域であったことが示された。

論文

放射性物質の放出量の推定,2.1$$sim$$2.4

茅野 政道; 永井 晴康

原発事故環境汚染; 福島第一原発事故の地球科学的側面, p.36 - 44, 2014/10

本冊子は、地球科学の研究者が、福島事故による環境汚染について、最新の知見を取りまとめるものである。ここで、事故による放射性物質の環境放出の状況について、これまで原子力機構が行ってきた研究の成果を解説する。また、その結果について、他の研究者が行っている推定と比較し、原子力機構の推定の妥当性と問題点、さらに今後の課題に言及する。

論文

Source term estimation of $$^{131}$$I and $$^{137}$$Cs discharged from the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant into the atmosphere

永井 晴康; 堅田 元喜; 寺田 宏明; 茅野 政道

Radiation Monitoring and Dose Estimation of the Fukushima Nuclear Accident, p.155 - 173, 2014/03

AA2013-0245.pdf:0.62MB

原子力機構は、福島第一原子力発電所から大気放出されたヨウ素とセシウムの放出源推定を行ってきた。はじめに、環境モニタリングデータとSPEEDI及びWSPEEDIの大気拡散計算を用いて暫定的な放出源推定を行った。次に、局地域詳細拡散解析により、プラント北西部の高線量地帯形成過程の解明を行った。この解析と新規公開データを用いた解析により、2011年3月12日から15日までの事故初期段階における$$^{131}$$I及び$$^{137}$$Csの放出率と放出総量の再評価を行った。さらに、東日本域の拡散計算結果と放射性核種降下量測定データとの比較により、放出源推定結果の妥当性を確認した。

論文

日米気象学会共催「福島第一原子力発電所からの汚染物質の輸送と拡散に関する特別シンポジウム; 現状と将来への課題」報告

近藤 裕昭*; 山田 哲二*; 茅野 政道; 岩崎 俊樹*; 堅田 元喜; 眞木 貴史*; 斉藤 和雄*; 寺田 宏明; 鶴田 治雄*

天気, 60(9), p.723 - 729, 2013/09

AA2013-0745.pdf:0.51MB

第93回米国気象学会年会は、2013年1月6日から1月10日に米国テキサス州オースチン市で開催された。この初日の1月6日に、日米気象学会の共催のシンポジウムとして「福島第一原子力発電所からの汚染物質の輸送と拡散に関する特別シンポジウム; 現状と将来への課題(Special Symposium on the Transport and Diffusion of Contaminants from the Fukushima Dai-Ichi Nuclear Power Plant; Present Status and Future Directions)」が開催された。本シンポジウムへの参加者は40名程度で、日本からは発表者を含めて約20名の参加者があり、発表はすべて主催者側の招待講演という形で実施された。発表件数は20件で、概要、放出源推定、観測結果、領域モデルによる解析、全球、海洋モデルによる解析と健康影響、国際協力の6つのセッションに分かれて発表された。本稿は、日本からの発表を中心に、セッション順にその概要を報告するものである。

論文

検証! SPEEDIが福島原発事故で提供した予測情報; その精度と適時性、今後の活用

茅野 政道

日本原子力学会誌, 55(4), p.220 - 224, 2013/04

東京電力福島第一原子力発電所の事故では、SPEEDIは事故当初からマニュアルに沿った情報提供を関係機関に行っていたが、避難等の判断に利用されなかったことが大きな議論になった。本解説では、今回の事故でSPEEDIがどのような予測情報をどのようなタイミングで関係機関に提供し、それらの精度はのちに測定されたモニタリングデータと比較してどうであったかを検証し、それをもとに今後の活用を探る。

論文

Source term estimation of atmospheric release due to the Fukushima Dai-ichi Nuclear Power Plant accident by atmospheric and oceanic dispersion simulations

小林 卓也; 永井 晴康; 茅野 政道; 川村 英之

Journal of Nuclear Science and Technology, 50(3), p.255 - 264, 2013/03

AA2012-0777.pdf:1.24MB

 被引用回数:94 パーセンタイル:0.17(Nuclear Science & Technology)

東京電力福島第一原子力発電所事故に伴い大気放出された$$^{131}$$Iと$$^{137}$$Csの放出量について、太平洋の海水中$$^{134}$$Cs濃度と大気海洋拡散シミュレーションを用いて既往の研究による推定値の妥当性検証を行うとともに再推定を実施した。$$^{134}$$Csと$$^{137}$$Csの放出量が同じであると仮定し、既往の研究による放出量を用いて$$^{134}$$Csの海水表層濃度を計算し、観測値と比較した。再推定した放出量を用いた計算結果は、観測値に対する過小評価を低減させた。その結果、再推定した放出量は既往の研究による放出量よりも大きい値となった。加えて、$$^{131}$$Iの放出量も$$^{137}$$Csとの放射能比を用いて再推定した。結果として、2011年3月12日5時から3月20日0時までに大気へ放出された$$^{131}$$Iと$$^{137}$$Csの総放出量の推定値は、それぞれ約2.0$$times$$10$$^{17}$$と1.3$$times$$10$$^{16}$$Bqとなった。

論文

Atmospheric dispersion simulations of radioactive materials discharged from the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant due to accident; Consideration of deposition process

永井 晴康; 茅野 政道; 寺田 宏明; 堅田 元喜

NIRS-M-252, p.137 - 149, 2013/03

福島第一原子力発電所事故に伴い放出された放射性物質について、周辺住民の被ばく線量を把握するうえで、大気中の放射性物質の分布と移行過程を詳細に解析することが重要である。原子力機構では、環境シミュレーションモデルとモニタリングデータを用いて、放射性物質の拡散解析を進めている。解析では、まず、環境モニタリングデータと大気拡散シミュレーションの比較から、放射性物質の大気放出量の推定を行った。また、得られた放出量情報に基づき、大気拡散予測システムWSPEEDI-IIを用いた解析により、福島県内の高線量地域の形成過程と、広域の降下量分布の再現を行った。しかし、航空機モニタリングによる$$^{137}$$Cs沈着量分布について再現性に問題があった。この再現性の問題について、沈着過程に着目してパラメータスタディーを行った。湿性沈着過程の条件を変更した試験計算により、その他の計算条件を変えなくても再現性の問題を改善することができた。この検討をさらに進めることで、湿性沈着過程の定式化を行い、被ばく線量評価に有効な解析結果を提供することが重要である。

論文

Reconstruction of the atmospheric releases of $$^{131}$$I and $$^{137}$$Cs resulting from the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant accident

茅野 政道; 寺田 宏明; 堅田 元喜; 永井 晴康; 中山 浩成; 山澤 弘実*; 平尾 茂一*; 大原 利眞*; 滝川 雅之*; 速水 洋*; et al.

NIRS-M-252, p.127 - 135, 2013/03

福島第一原子力発電所事故に伴い大気中に放出された$$^{131}$$I及び$$^{137}$$Csの放出推移について、環境モニタリングデータと1Bq/hの単位放出を仮定した大気拡散シミュレーション計算から逆推定した。この推定法では、大気放出率は、測定された大気中濃度を、計算シミュレーションにより得られる測定点での濃度で割ることにより求めることができる。大気中濃度の測定値がない場合には、放出核種の組成割合を仮定して、空間線量率をもとにした推定も可能である。推定によれば、$$^{131}$$Iの放出は、10$$^{13}$$$$sim$$10$$^{14}$$Bq/hの放出に引き続き、10$$^{15}$$Bq/hを超える大量の放出が2011年3月15日に起き、16日以降24日頃まで10$$^{14}$$Bq/hオーダーで継続し、その後、徐々に減少している。これらの結果は、他の放出量推定法による結果や、本推定値を用いたさまざまな大気拡散・沈着量計算結果の実測値との比較により検証しており、推定値は少なくとも放射性プルームが陸側に流れている期間については合理的であることが示された。

論文

福島第一原発事故の全容と放射能汚染の経過

茅野 政道; 永井 晴康

水環境学会誌, 36(3), p.74 - 78, 2013/03

福島第一原子力発電所事故による放射性物質の環境放出、及び大気拡散と地表汚染形成過程について、環境モニタリングデータ、大気及び海洋拡散シミュレーション、過酷事故解析シミュレーション等による解析から明らかになった状況について概説する。大気放出については、原子力機構が推定したI-131とCs-137放出量と炉内事象との関連から、放出率の推移とその要因を考察するとともに、国内外の他の推定結果との比較等によりその妥当性を検証した。海洋放出については、電力中央研究所及び原子力機構の推定結果による時間変動を示すとともに、国内外の他機関による総放出量を比較した。大気拡散と地表汚染形成過程については、原子力機構のWSPEEDI-IIによる拡散シミュレーションと環境モニタリングデータの比較により、航空機モニタリングで測定されたCs-137沈着量分布の形成過程を考察した。

論文

Atmospheric discharge and dispersion of radionuclides during the Fukushima Dai-ichi Nuclear Power Plant accident, 2; Verification of the source term and analysis of regional-scale atmospheric dispersion

寺田 宏明; 堅田 元喜; 茅野 政道; 永井 晴康

Journal of Environmental Radioactivity, 112, p.141 - 154, 2012/10

AA2011-0927.pdf:5.35MB

 被引用回数:165 パーセンタイル:1.03(Environmental Sciences)

原子力機構で開発した緊急時大気拡散予測システムWSPEEDI-IIを用いた東日本域大気拡散シミュレーションにより、福島第一原発事故により2011年3月12日から4月30日に放出された$$^{131}$$Iと$$^{137}$$Csの放出率推定値の検証と大気拡散解析を行った。これまでの研究で推定された放出率を日及び月間降下量の測定値をもとに修正した。これを用いた日降下量の計算結果は測定値とおよそファクター10以内の誤差で一致し、陸上に拡散した期間の放出率が妥当であることを確認した。大気拡散解析の結果、現在の$$^{137}$$Cs沈着量分布の大部分は3月12日, 15$$sim$$16日, 20日, 21$$sim$$23日の4つのイベントにより形成されたことが示唆された。全沈着量に対する湿性沈着量の比はそれぞれの沈着イベントの影響により大きく変動していた。

論文

Numerical reconstruction of high dose rate zones due to the Fukushima Dai-ichi Nuclear Power Plant accident

堅田 元喜; 寺田 宏明; 永井 晴康; 茅野 政道

Journal of Environmental Radioactivity, 111, p.2 - 12, 2012/09

AA2011-0339.pdf:1.57MB

 被引用回数:76 パーセンタイル:4.8(Environmental Sciences)

2011年3月の福島第一原子力発電所事故により、発電所の北西地域を中心に高線量地帯が形成されたことがわかっている。この高線量地帯は、3月15日に起こった大量の放射性物質の放出イベントによって形成されたと考えられているが、そのメカニズムは明らかになっていない。これを解明するためには、サイト周辺の環境データを解析する必要があるが、得られているデータは断片的であり、大気拡散事象を再構築することは困難である。本研究では、数値シミュレーションによって3月15日の放出率を推定するとともに、3月15日の放射性物質の放出及び大気拡散,沈着事象を再構築した。その結果、福島原発事故では地表沈着量の地理分布を決める要因は降雨分布,地形、及び陸面(植生)状態であることを示した。これらのプロセスが総合的に作用した結果、3月15日午後に大量に放出された放射性物質がサイトから北西方向に沈着し、高線量地帯を形成したことを明らかにした。本研究で得られた知見は、福島原発事故の被ばく評価に資するのみならず、原子力施設や化学工場の事故に対して、地域特有の環境条件に基づく防災計画の立案等にも役立つ。

論文

Atmospheric discharge and dispersion of radionuclides during the Fukushima Dai-ichi Nuclear Power Plant accident, 1; Source term estimation and local-scale atmospheric dispersion in early phase of the accident

堅田 元喜; 太田 雅和; 寺田 宏明; 茅野 政道; 永井 晴康

Journal of Environmental Radioactivity, 109, p.103 - 113, 2012/07

AA2011-0656.pdf:1.56MB

 被引用回数:112 パーセンタイル:2.17(Environmental Sciences)

福島第一原発事故の初期に放出された$$^{131}$$Iと$$^{137}$$Csの放出量を、モニタリングデータとWSPEEDI-IIを組合せて推定した。2011年3月12日午後の1号炉の水素爆発後と3月14日の夜中に、放射性物質の大量放出が推定された。3月12日及び14日に放出された高濃度のプルームが、プラントからそれぞれ北北西及び南南西の方向に流れ、その経路上に大量の乾性沈着をもたらしたことが数値的に示唆された。推定された放出率を入力に用いた計算によって、プラント周辺地域のモニタリングポストでの線量上昇が再現された。計算結果は、3月14日の夜中から15日の午前中の間に放出された高濃度プルームの乾性沈着によって、プラントの南南西で線量が大きく上昇したことを示した。

論文

SPEEDIは今後どうあるべきか; 福島第一原子力発電所事故を経験して

茅野 政道

日本原子力学会誌, 54(3), p.210 - 211, 2012/03

SPEEDIの開発に携わり、福島第一原子力発電所事故時には原子力安全委員会に協力してSPEEDIの計算結果の評価にかかわった立場から、SPEEDIの今後の在り方について提案する。前半では、事実関係を整理して、SPEEDIはあらかじめ決められた指針に従って、2011年3月11日から、ほぼその役割を果たしてきたことを示す。後半では、それにもかかわらず、緊急時対応の失敗の代表のようにマスコミや国会で取り上げられている理由と、それに対する国の対応方針を示したうえで、SPEEDIに放出源情報を与えるための技術的強化、SPEEDIの効果的活用の計画、活用結果の当初からの公開の3点について具体的方策を提案する。また、モニタリングや計算などさまざまな情報から、総合的な状況判断のできる専門家の重要性にも言及する。

論文

Application of numerical simulation to predict the environmental transport of radioactive materials discharged from Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant due to accident

永井 晴康; 茅野 政道; 寺田 宏明; 堅田 元喜; 中山 浩成; 太田 雅和

Proceedings of International Symposium on Disaster Simulation & Structural Safety in the Next Generation (DS '11), p.369 - 374, 2011/09

福島第一原子力発電所事故に起因する被ばく線量を評価するために、SPEEDI, WSPEEDI-II、及び大気・陸域・海洋の包括的物質動態予測システムSPEEDI-MPのシミュレーションにより、放射性物質の環境中時空間分布を解析している。まず初めに、SPEEDIとWSPEEDI-IIの大気拡散シミュレーションと環境モニタリングデータを融合して、大気中に放出された放射性物質の放出量を推定した。次いで、WSPEEDI-IIによる局地域の詳細拡散解析を実施して、プラント北西部の高線量域の形成メカニズムを解明した。今後は、SPEEDI-MPを適用し、環境中の放射性物質分布に関するさらなる解析結果を提供する計画である。

論文

Preliminary estimation of release amounts of $$^{131}$$I and $$^{137}$$Cs accidentally discharged from the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant into the atmosphere

茅野 政道; 中山 浩成; 永井 晴康; 寺田 宏明; 堅田 元喜; 山澤 弘実*

Journal of Nuclear Science and Technology, 48(7), p.1129 - 1134, 2011/07

福島第一原子力発電所事故による$$^{131}$$I, $$^{137}$$Csの放出総量が、モニタリングデータと単位放出(1Bq/h)による大気拡散シミュレーション結果を組合せることにより暫定的に推定された。その結果、特に2011年3月15日には10ペタBq/hの$$^{131}$$Iが放出され、16日以降は0.1ペタBq/hであり、3月24日から4月5日にかけて、放出率は0.1-1.0テラBq/h程度まで減少していったことなどが明らかになった。$$^{131}$$I, $$^{137}$$Csの3月12日から4月5日までの放出総量はそれぞれ、150,13ペタBq程度と推定される。

論文

地層処分の安全評価の観点からのガラス固化体中の核種インベントリ評価の信頼性向上の取り組み

石川 真澄*; 金子 悟*; 北山 一美*; 石黒 勝彦*; 植田 浩義*; 若杉 圭一郎*; 篠原 伸夫; 奥村 啓介; 茅野 政道; 守屋 登康*

日本原子力学会和文論文誌, 8(4), p.304 - 312, 2009/12

ガラス固化体に関する品質管理では、おもに貯蔵や輸送の観点から重要となる項目が対象とされており、地層処分で対象とする長半減期核種は、これまで研究開発の対象とされてこなかった。ガラス固化体の長半減期核種インベントリ評価では、その信頼性向上に向けて技術開発し、実測データを取得する取り組みが不可欠である。われわれは照射履歴の明らかな使用済燃料の溶解液を用いて、核種の生成・壊変コード及び核データ・ライブラリーの信頼性を向上させるとともに、その適応性を検討する技術開発プログラムを開始した。ガラス固化体の品質管理課題を解決するためには、地層処分の分野ばかりでなく、原子力施設の運転,使用済燃料の再処理及び廃棄物のガラス固化の観点から包括的な研究が必要となる。本研究はこれらを統括する先端的技術開発である。

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