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報告書

平成29年度無人飛行機を用いた放射性プルーム測定技術の確立(受託研究)

眞田 幸尚; 西澤 幸康*; 越智 康太郎; 結城 洋一*; 石崎 梓; 長田 直之*

JAEA-Research 2018-009, 48 Pages, 2019/01

JAEA-Research-2018-009.pdf:14.77MB

原子力施設の事故時において、住民の避難計画の決定には放出された放射性プルームの挙動予測が不可欠である。現在は、大気拡散シミュレーションを基本とした予測システムは原子力防災のツールとして実用化されているものの、放射性プルームを実測できるツールは存在しない。本研究では、技術革新の著しい無人飛行機を用いて、大気中の放射性物質濃度を地上からの寄与や機体への汚染と弁別して測定できるシステムの試作機の開発を行った。また、前年度実施した放射性プルームのレスポンス計算に重要なパラメータとなる機体への沈着速度を求めるため、模擬エアロゾルを用いた暴露実験を実施した。さらに、検出システムの開発とともに、プルームの動きをリアルタイムに予測し、最適なフライトプランを導出するアルゴリズムの開発を行った。本レポートは3か年計画の2年目の成果をまとめたものである。

論文

Development and application of a method for discriminating the influence of radon progenies in air from aerial radiation monitoring data

廣内 淳; 西澤 幸康*; 卜部 嘉*; 嶋田 和真; 眞田 幸尚; 宗像 雅広

Applied Radiation and Isotopes, 141, p.122 - 129, 2018/11

 パーセンタイル:100(Chemistry, Inorganic & Nuclear)

The influence of $$gamma$$-rays from natural nuclides (particularly the radon progenies, $$^{214}$$Pb and $$^{214}$$Bi) must be excluded from aerial radiation monitoring (ARM) data to accurately estimate the deposition amount of artificial radionuclides. A method for discriminating the influence of $$^{214}$$Pb and $$^{214}$$Bi in air from the ARM data was developed. The influence of the radon progenies in air was excluded using the relation between the count rates of six NaI (Tl) detectors and a LaBr$$_{3}$$ detector. The discrimination method was applied to the ARM data obtained from around the Sendai Nuclear Power Station. To verify the validity of the discrimination method, the dose rate estimated from the ARM data was compared with the dose rate measured using a NaI survey meter at a height of 1 m above the ground. The application of the discrimination method improved the dose rate estimation, showing the validity of the discrimination method.

報告書

平成28年度無人飛行機を用いた放射性プルーム測定技術の確立(受託研究)

石崎 梓; 眞田 幸尚; 西澤 幸康*; 普天間 章; 宗像 雅広

JAEA-Research 2017-012, 58 Pages, 2018/03

JAEA-Research-2017-012.pdf:9.36MB

原子力施設の事故時において、住民の避難計画の決定には放出された放射性プルームの挙動予測が不可欠である。現在は、大気拡散シミュレーションを基本とした予測システムは原子力防災のツールとして実用化されているものの、放射性プルームを実測できるツールは存在しない。本研究では、技術革新の著しい無人航空機を用いて、大気中の放射性物質濃度を地上からの寄与や機体への汚染と弁別して測定できるシステムの開発を目的とした要素技術開発を行った。また、検出システムの開発とともに、放射性プルームの動きをリアルタイムに予測し、最適なフライトプランを導出するアルゴリズムの開発を行った。本レポートは3か年計画の1年目の成果をまとめたものである。

論文

Altitudinal characteristics of atmospheric deposition of aerosols in mountainous regions; Lessons from the Fukushima Daiichi Nuclear Power Station accident

眞田 幸尚; 堅田 元喜*; 兼保 直樹*; 中西 千佳*; 卜部 嘉*; 西澤 幸康*

Science of the Total Environment, 618, p.881 - 890, 2018/03

 被引用回数:3 パーセンタイル:25.55(Environmental Sciences)

福島第一原子力発電所事故による放射性物質の環境中への放出の再現はエアロゾルの沈着に関する詳細な情報を提供する。本論文では、複雑な山地の地形における、事故の間に放出される放射性セシウムの高度の特徴を分析した。分析には、有人ヘリを用いた航空機モニタリングのデータ及びWSPEEDI-IIによる再現結果を利用した。放出源から遠い場所におけるWSPEEDI-IIの結果は、航空機モニタリングの結果とよく整合したが、近い場所での再現性は悪かった。これらの事実から、エアロゾルの沈着過程に関する模式図を構築した。

論文

有人ヘリコプタを用いた放射線モニタリング

眞田 幸尚; 石崎 梓; 西澤 幸康; 卜部 嘉*

分析化学, 66(3), p.149 - 162, 2017/03

 被引用回数:4 パーセンタイル:47.81(Chemistry, Analytical)

2011年3月11日に発生した東日本大震災による津波に起因した東京電力福島第一原子力発電所事故によって、大量の放射性物質が周辺に飛散した。事故直後より、放射線の分布を迅速かつ広範囲に測定する手法として、有人のヘリコプタを用いた空からの測定方法が適用されている。本手法自体は、1980年代に日本独自の手法として研究開発されていたものの、事故直後に適用できる状態ではなく、事故後、モニタリングしつつデータ解析手法をルーチン化・最適化を進めてきた。本稿では、事故後体系化した上空からのモニタリング手法及び測定結果についてまとめる。

論文

Field test around Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant site using improved Ce:Gd$$_{3}$$(Al,Ga)$$_{5}$$O$$_{12}$$ scintillator Compton camera mounted on an unmanned helicopter

志風 義明; 西澤 幸康; 眞田 幸尚; 鳥居 建男; Jiang, J.*; 島添 健次*; 高橋 浩之*; 吉野 将生*; 伊藤 繁樹*; 遠藤 貴範*; et al.

Journal of Nuclear Science and Technology, 53(12), p.1907 - 1918, 2016/12

 被引用回数:11 パーセンタイル:6.81(Nuclear Science & Technology)

無人ヘリ搭載用に軽量・低消費電力のコンプトンカメラ方式のガンマカメラを開発した。検出器に関して、散乱体・吸収体の各層のGAGGシンチレータ・アレイの4$$times$$4から8$$times$$8への増加、及び、2層間の距離の拡張により、それぞれ、検出効率と角度分解能が改善した。改良したコンプトンカメラを用いた測定を福島県浪江町の請戸川河川敷で実施した。飛行経路と速度のプログラミングが可能な無人ヘリの機能を用いて、65$$times$$60mの範囲を5mの測線間隔の13測線で、及び、65$$times$$180mの範囲を10mの測線間隔の19測線で、高度10m・速度1m/sにて櫛形に往復させながら、それぞれ、20分間と30分間で測定した。測定データと校正用データの解析により、地上1m高さでの空間線量率分布マップが、高度10mから約10mの位置分解能に相当する角度分解能にて精度よく得られた。また、ホバリングフライトでは、ホットスポット上で高度5-20mで10-20分間程度測定を行った。再構成ソフトの使用後に検出効率の補正や線量換算を経て、ホットスポットを含む$$gamma$$線の画像を得た。再構成$$gamma$$線画像の角度分解能は測定位置をシフトさせた結果の比較より、室内実験での性能(約10度)と同程度であることを確認した。

報告書

平成27年度原子力発電所周辺における航空機モニタリング(受託研究)

眞田 幸尚; 宗像 雅広; 森 愛理; 石崎 梓; 嶋田 和真; 廣内 淳; 西澤 幸康; 卜部 嘉; 中西 千佳*; 山田 勉*; et al.

JAEA-Research 2016-016, 131 Pages, 2016/10

JAEA-Research-2016-016.pdf:20.59MB

2011年3月11日に発生した東日本大震災による津波に起因した東京電力福島第一原子力発電所事故によって、大量の放射性物質が周辺に飛散した。事故直後より、放射線の分布を迅速かつ広範囲に測定する手法として、航空機等を用いた空からの測定方法が適用されている。ここでは、平成27年度に実施した福島第一原子力発電所周辺におけるモニタリング結果と川内原子力発電所周辺で行ったバックグラウンド線量率のモニタリング結果についてまとめた。

報告書

プラスチックシンチレーションファイバ測定技術の福島第一原子力発電所における汚染水管理への応用

眞田 幸尚; 山田 勉*; 佐藤 義治; 西澤 幸康; 石橋 聖*; 渡辺 将久; 鳥居 建男

JAEA-Research 2016-011, 52 Pages, 2016/09

JAEA-Research-2016-011.pdf:10.54MB

東京電力福島第一原子力発電所では、汚染水の管理が社会的な問題となっており、海洋への流出を防ぐためシビアな対応が必要な状況が続いている。タンクや側溝内の水中における放射性物質濃度をダイレクトに測定し、モニタリングする手法として、プラスチックシンチレーションファイバ(PSF)の適用が考えられる。そこで、汚染水タンクの漏洩監視や側溝における簡易的なモニターとして適用するために、福島第一原子力発電所敷地内において、基礎的な検討を行った結果をまとめる。

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

Distribution of the $$^{134}$$Cs/$$^{137}$$Cs ratio around the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant using an unmanned helicopter radiation monitoring system

西澤 幸康; 吉田 真美; 眞田 幸尚; 鳥居 建男

Journal of Nuclear Science and Technology, 53(4), p.468 - 474, 2016/04

 被引用回数:12 パーセンタイル:5.43(Nuclear Science & Technology)

Large amounts of radioactive substances were released into the environment by the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant (FDNPP) accident. Several research institutes have mapped the distribution of nuclides with long half-lives, such as $$^{134}$$Cs and $$^{137}$$Cs. Although the ratio of $$^{134}$$Cs and $$^{137}$$Cs has been believed to be equal without depending on the location of the contaminated area, several researchers report that it is different depending on places quite a little. We measured the energy spectrum of $$gamma$$ rays in high resolution within an approximately 3-km radius of the FDNPP by using an unmanned helicopter equipped with a LaBr$$_{3}$$(Ce) scintillation detector. Then, we analyzed the $$^{134}$$Cs/$$^{137}$$Cs ratio in the area from these measured data in detail. The results show that the $$^{134}$$Cs/$$^{137}$$Cs ratio is different between the plume trace extending north and the other plume traces. We have obtained valuable data for identification of which radioactive substances were released by individual reactor units.

報告書

平成26年度福島第一原子力発電所周辺における航空機モニタリング(受託研究)

眞田 幸尚; 森 愛理; 石崎 梓; 宗像 雅広; 中山 真一; 西澤 幸康; 卜部 嘉; 中西 千佳; 山田 勉; 石田 睦司; et al.

JAEA-Research 2015-006, 81 Pages, 2015/07

JAEA-Research-2015-006.pdf:22.96MB

2011年3月11日に発生した東日本大震災による津波に起因した東京電力福島第一原子力発電所事故によって、大量の放射性物質が周辺に飛散した。事故直後より、放射線の分布を迅速かつ広範囲に測定する手法として、航空機等を用いた空からの測定方法が適用されている。本報告書には、平成26年度に実施した航空機モニタリングの結果についてまとめた。

報告書

平成25年度福島第一原子力発電所周辺における航空機モニタリング(受託研究)

眞田 幸尚; 西澤 幸康; 卜部 嘉; 山田 勉; 石田 睦司; 佐藤 義治; 平山 弘克; 高村 善英; 西原 克哉; 伊村 光生; et al.

JAEA-Research 2014-012, 110 Pages, 2014/08

JAEA-Research-2014-012.pdf:169.17MB
JAEA-Research-2014-012(errata).pdf:0.27MB

2011年3月11日に発生した東日本大震災による津波に起因した東京電力福島第一原子力発電所事故によって、大量の放射性物質が周辺に飛散した。放射線の分布を迅速かつ広範囲に測定する手法として、航空機等を用いた空からの測定方法が適用されている。本資料では、平成25年度に実施した航空機モニタリングの結果についてまとめる。

報告書

水底のin-situ放射線分布測定手法の開発

眞田 幸尚; 高村 善英; 卜部 嘉; 土田 清文; 西澤 幸康; 山田 勉; 佐藤 義治; 平山 弘克; 西原 克哉; 伊村 光生; et al.

JAEA-Research 2014-005, 67 Pages, 2014/05

JAEA-Research-2014-005.pdf:52.68MB

ここでは、水底の放射性セシウムの濃度を直接測定し、換算する手法(in-situ測定手法)の開発を行った。本方法は、p-Scannerと呼ばれる水中での使用可能な、プラスチックシンチレーションファイバ検出器を開発し、水底の広い面積を短時間に直接測定することを実現した。また、p-Scannerで得られた計数率は、検出器で値付けされた水中用の$$gamma$$線スペクトロメータと比較測定を行うことにより、湿潤重量当たりの放射性セシウムの濃度(Bq/kg-wet)に換算できるようにした。開発した手法を、福島県内の農業用ため池に適用し、放射性セシウムの濃度分布マップを作成し、本方法の有用性を示した。

論文

The Aerial radiation monitoring in Japan after the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant accident

眞田 幸尚; 杉田 武志; 西澤 幸康; 近藤 敦哉*; 鳥居 建男

Progress in Nuclear Science and Technology (Internet), 4, p.76 - 80, 2014/04

福島第一原子力発電所の災害により放出された放射能の日本全域に対する影響を調査するために、周辺線量当量率と放射性セシウムの沈着量について、ヘリコプターを用いて測定した。その結果、放射性セシウムの沈着量の分布が得られ、汚染の範囲は、東北南部から関東まで及んでいることが明らかになった。

報告書

原子力発電所事故後の無人ヘリコプターを用いた放射線測定

眞田 幸尚; 西澤 幸康; 山田 勉; 池田 和隆*; 松井 雅士*; 土田 清文; 佐藤 義治; 平山 弘克; 高村 善英; 西原 克哉; et al.

JAEA-Research 2013-049, 129 Pages, 2014/03

JAEA-Research-2013-049.pdf:15.5MB

2011年3月11日に発生した東日本大震災による津波に起因した東京電力福島第一原子力発電所の事故によって、大量の放射性物質が周辺に飛散した。放射線の分布を迅速かつ広範囲に測定する手法として、航空機等を用いた空からの測定方法が考えられる。近年、無人ヘリコプターの開発が進んでおり、プログラミングによる自律飛行が可能な機種もある。原子力機構では、事故直後から、無人ヘリコプターによる放射線測定システムの開発に着手し、広範囲のモニタリングを実施している。無人ヘリコプターは、ヘリコプター(検出器)と操作する作業員に距離がとれるため、被ばくを抑制できること、プログラミングにより同じ場所を何度でも測定できることから、除染前後などの変化の観測が可能であることなどの特徴がある。モニタリングは、2011年12月から本格的に開始し、これまで、原子力発電所周辺のモニタリング、河川敷のモニタリング、発電所敷地内上空のモニタリング及び除染前後のモニタリングを行ってきた。ここでは、システムの詳細及びモニタリングの方法、結果についてまとめる。

論文

無人機放射線モニタリングシステムの開発と今後の展望

眞田 幸尚; 山田 勉; 平山 弘克; 伊村 光生; 西澤 幸康; 鳥居 建男

第1回計測自動制御学会制御部門マルチシンポジウム報文集(USB Flash Drive), 5 Pages, 2014/03

福島第一原子力発電所の事故直後より、有人ヘリを用いた航空機モニタリング及び無人ヘリモニタリングを実施してきた。上空からの放射線モニタリング技術は、事故直後から使用されており、その測定結果は様々な研究や政策に用いられている。ここでは、遠隔モニタリング用の放射線検出器の開発状況及び将来の展望について報告する。

論文

Radiation monitoring using an unmanned helicopter in the evacuation zone around the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant

眞田 幸尚; 近藤 敦哉*; 杉田 武志*; 西澤 幸康; 結城 洋一*; 池田 和隆*; 荘司 泰敬*; 鳥居 建男

Exploration Geophysics, 45(1), p.3 - 7, 2013/11

 被引用回数:18 パーセンタイル:24.46(Geochemistry & Geophysics)

福島第一原子力発電所の事故により、放射性物質が発電所近傍に飛散した。計画区域内を中心に、無人ヘリコプター放射線測定システムにより、放射性セシウムの沈着量分布及び河川を介した移行状況について調査を行った。ここではシステムの開発及び河川敷で計測したデータから放射性物質の移行について考察する。

報告書

広域環境モニタリングのための航空機を用いた放射性物質拡散状況調査

鳥居 建男; 眞田 幸尚; 杉田 武志; 近藤 敦哉*; 志風 義明; 高橋 昌樹; 石田 睦司; 西澤 幸康; 卜部 嘉

JAEA-Technology 2012-036, 182 Pages, 2012/12

JAEA-Technology-2012-036.pdf:41.89MB

東京電力福島第一原子力発電所事故により大気中に放出され地表面に沈着した放射性セシウムの影響を調査するために、日本全域における広域航空機放射線モニタリング(以下、航空機モニタリング)を実施した。航空機モニタリングは、市街地から山林まで広範囲に渡って迅速に$$gamma$$線を測定することにより、空間線量率や放射性セシウムの沈着量分布を"面"的に把握できる利点があり、視覚的にもわかりやすい。我が国において航空機モニタリングの機器や手法については、整備されていたものの、今回のような広域なモニタリングに対応できるだけの準備はされておらず、全放射線量への換算の方法や、放射性物質濃度への換算方法及びマッピングの方法について、米国エネルギー省の方法をもとに整備することから行った。方法は、データ採取と並行して改良を加え、西日本測定時には、バックグラウンドとの識別まで可能とした。本モニタリングにより、日本全域の空間線量率や放射性セシウムの沈着量の分布状況について確認することができた。ここでは、測定手法と結果について述べる。

口頭

福島第1原子力発電所事故後の航空機モニタリング,2; モニタリング結果とバックグラウンド計数率の測定と分析

眞田 幸尚; 鳥居 建男; 志風 義明; 杉田 武志; 西澤 幸康

no journal, , 

東京電力福島第一原子力発電所事故による環境影響を把握するため、日本全域において航空機放射線モニタリング(以下、航空機モニタリング)を実施した。ここでは、航空機モニタリングの結果及びバックグラウンドの測定・分析結果について示す。

口頭

Radiation monitoring using an unmanned helicopter in the evacuation zone set up by the Fukushima Daiichi NPP accident

鳥居 建男; 眞田 幸尚; 西澤 幸康; 近藤 敦哉*; 荘司 泰敬*; 池田 和隆*

no journal, , 

By the nuclear accident of the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant (NPP) caused by the East Japan earthquake and the following tsunami occurred on March 11, 2011, a large amount of radioactive materials was released from the NPP. In recent years, technologies for an unmanned helicopter have been developed and applied to natural disasters. In expectation of the application of the unmanned helicopter to airborne radiation monitoring, we had developed a radiation monitoring system using an autonomous unmanned helicopter (AUH). Then, we measured the ambient dose-rate at the height of 1-m above the ground and the soil deposition of radioactive cesium (Cs-134, Cs-137) by using the AUH system in the evacuation zone of residents around the NPP. Here, we report on the measurement technique and the result.

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