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論文

Key factors controlling radiocesium sorption and fixation in river sediments around the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant, 1; Insights from sediment properties and radiocesium distributions

舘 幸男; 佐藤 智文*; 赤木 洋介*; 川村 淳*; 中根 秀二*; 寺島 元基; 藤原 健壮; 飯島 和毅

Science of the Total Environment, 724, p.138098_1 - 138098_11, 2020/07

 被引用回数:0 パーセンタイル:100(Environmental Sciences)

福島第一原子力発電所周辺の河川流域における放射性Csの環境動態評価に資するため、汚染レベルが高い請戸川と小高川から採取された河川堆積物の特性を、放射性Csの収着と固定を支配する粒径サイズ, 粘土鉱物, 有機物に着目して評価した。

論文

Key factors controlling radiocesium sorption and fixation in river sediments around the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant, 2; Sorption and fixation behaviors and their relationship to sediment properties

舘 幸男; 佐藤 智文*; 武田 智津子*; 石寺 孝充; 藤原 健壮; 飯島 和毅

Science of the Total Environment, 724, p.138097_1 - 138097_10, 2020/07

 被引用回数:0 パーセンタイル:100(Environmental Sciences)

福島第一原子力発電所周辺の河川流域における放射性Csの環境動態評価に資するため、汚染レベルが高い請戸川と小高川から採取された河川堆積物に対するCsの収着・固定挙動を、放射性Csの収着と固定メカニズムと、Cs濃度や、粘土鉱物や有機物といった堆積物特性との関係に着目して評価した。

論文

Mineral composition characteristics of radiocesium sorbed and transported sediments within the Tomioka river basin in Fukushima Prefecture

萩原 大樹; 小西 博巳*; 中西 貴宏; 藤原 健壮; 飯島 和毅; 北村 哲浩

Journal of Environmental Radioactivity, 211, p.106042_1 - 106042_10, 2020/01

 被引用回数:0 パーセンタイル:100(Environmental Sciences)

The deposited radiocesium in the Fukushima river basin is transported in the river systems by soil particles and redistributed in the downstream areas. Although predicting the behaviors of minerals that adsorb radiocesium and of radiocesium dissolved in river water within the river systems is essential, the dominant mineral species that adsorb radiocesium have not yet been comprehensively identified. We identify herein such mineral species by investigating the $$^{137}$$Cs distribution and the mineral species in each size fraction that are found in the bedload sediments from an upstream reservoir to an estuary within the Tomioka river basin located east of Fukushima Prefecture in Japan. In the fine sand sediment, which is the dominant fraction in terms of the $$^{137}$$Cs quantity in the river bedload, the $$^{137}$$Cs concentrations of the felsic and mafic minerals are comparable to that of micas. The mafic minerals contain 62% of the $$^{137}$$Cs in the fine sand fraction in the upstream area, while the felsic minerals contain the highest quantities of $$^{137}$$Cs in the downstream area. These results suggest that the quantification of the mineral species and the $$^{137}$$Cs concentration of each size fraction are critically important in predicting the behaviors of the minerals and radiocesium within the Fukushima river basin in the future.

論文

Temporal decrease in air dose rate in the sub-urban area affected by the Fukushima Dai-ichi Nuclear Power Plant accident during four years after decontamination works

中間 茂雄; 吉村 和也; 藤原 健壮; 石川 浩康; 飯島 和毅

Journal of Environmental Radioactivity, 208-209, p.106013_1 - 106013_8, 2019/11

 被引用回数:3 パーセンタイル:65.27(Environmental Sciences)

除染後の空間線量率の低下傾向とそれに影響を及ぼす要因は、公衆の外部被ばくの予測や被ばく低減対策の実施など、放射線防護のための重要な情報である。本研究では、2012年11月から4年間、除染を実施した福島第一原子力発電所周辺の避難区域における163地点で空間線量率の減少を調査した。アスファルト舗装上の空間線量率は土壌表面よりも急速に減少すること、森林付近の空間線量率は、周囲の開けた場所よりも減少が遅いことが明らかとなった。これらの結果は、都市部における空間線量率は、土地利用によらず、除染後においても減少が早いことを示唆している。また、他の研究との比較から、空間線量率は避難区域内よりも避難区域外の方が早く減少する傾向があること、除染後の空間線量率の低下は除染前よりも遅いことが明らかとなった。物理減衰を除く生態学的減少率のうち、風化と人間活動による減少の寄与は、それぞれ約80%と20%と推定された。

論文

福島県内山域における歩行サーベイによる線量率測定とデータ解析

土肥 輝美; 武藤 琴美; 吉村 和也; 金井塚 清一*; 飯島 和毅

KEK Proceedings 2019-2, p.14 - 19, 2019/11

福島第一原子力発電所(FDNPP)の事故により放射性物質が環境中に放出された。現在の空間線量率を支配しているのは$$^{137}$$Csで、その多くは山地森林に沈着し残存しているが、アクセスの困難さもあって空間線量率の実測値のデータは十分とは言えない。山域において$$^{137}$$Csによる汚染の実態を把握することは、林業・林産物・レクリエーション利用の観点において重要である。本研究では、湿性沈着が優勢とされる主要なプルーム軌跡に着目し、同軌跡上における高太石山および十万山において標高や方位が空間線量率の分布に与える影響を調べるため、歩行サーベイを行った。さらに、歩行サーベイで得られた空間線量率の実測値とデータの解析から、沈着メカニズムの評価を試みた。その結果、高太石山では山域の東側で高く、西側で低い傾向が認められるなど空間線量率の方位依存性が明瞭に示された。さらに山麓付近の標高で空間線量率が高くなっていた。このような特徴から、高太石山ではFDNPPからのプルーム通過による沈着が起きている可能性が新たに見出された。十万山では、空間的に一様な線量率の分布がみられ、高太石山のような方位依存性は認められなかった。十万山の空間線量率の標高特性からは、航空機サーベイと大気拡散シミュレーションから推定された湿性沈着と同様の傾向が示されたことから、湿性沈着の影響を受けた可能性が考えられる。よって、今回の地上計測によって、FDNPP近傍の同一プルーム軌跡上の山域であっても、沈着メカニズムが異なる可能性が示された。

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。

論文

Inner structure and inclusions in radiocesium-bearing microparticles emitted in the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant accident

奥村 大河*; 山口 紀子*; 土肥 輝美; 飯島 和毅; 小暮 敏博*

Microscopy, 68(3), p.234 - 242, 2019/06

 被引用回数:1 パーセンタイル:46.87(Microscopy)

2011年に起きた福島第一原子力発電所事故により環境中に放射性Cs含有微粒子(CsMP)が放出された。CsMPは事故時に原子炉内で形成されたため、その内部構造や組成は粒子形成時の炉内環境を反映していると考えられる。そこで本研究では、電子顕微鏡(TEM)を用いてCsMPの内部構造を調べた。その結果、いくつかのCsMPではZnやFe, Csが粒子内に不均一に分布していた。またCsMP内部に含有されたサブミクロンの結晶には2価鉄が含まれていたことから、CsMPがある程度還元的な雰囲気で形成されたことが示唆された。さらにCsMPにホウ素は含まれていないことがわかった。

報告書

環境試料中からの放射性セシウム微粒子の単離; リターへの適用事例

田籠 久也; 土肥 輝美; 石井 康雄; 金井塚 清一*; 藤原 健壮; 飯島 和毅

JAEA-Technology 2019-001, 37 Pages, 2019/03

JAEA-Technology-2019-001.pdf:26.85MB

東京電力ホールディングス福島第一原子力発電所事故由来の放射性セシウム微粒子(CsMP)の空間的分布の把握や、その物理化学特性を統計的に評価するには、環境試料等からの効率的なCsMPの単離が必要となる。本報では、森林生態系のCs循環に影響する可能性のあるリターに着目し、リターからの効率的なCsMPの単離法を開発した。過酸化水素水による有機物分解処理と、電子顕微鏡学的手法を組み合わせることによって、多くの土壌鉱物粒子を含むリター中からCsMPを短時間(1粒子あたり3日)で単離することができた。この単離法は、林床のリターのみならず、生木の樹皮や葉などの植物試料をはじめ、その他の有機物試料への適用も期待される。

論文

Dissolution behaviour of radiocaesium-bearing microparticles released from the Fukushima nuclear plant

奥村 大河*; 山口 紀子*; 土肥 輝美; 飯島 和毅; 小暮 敏博*

Scientific Reports (Internet), 9(1), p.3520_1 - 3520_9, 2019/03

 被引用回数:7 パーセンタイル:10.24(Multidisciplinary Sciences)

福島第一原子力発電所事故により放出された放射性Csの一部は、珪酸塩ガラスを主体とする微粒子(CsMP)に含まれて飛散した。そこで我々は環境中から採取したCsMPの純水及び人工海水での溶解実験を行い、CsMPの溶解挙動や環境中での寿命を推定した。その結果、純水(ただしpHはおよそ5.5)ではCsMPの半径が0.011$$mu$$m/yの速度で減少するのに対し、海水中では0.130$$mu$$m/yであった。海水中での速い溶解速度はpHの違いによるものと考えられる。さらに純水での溶解実験前後のCsMPを電子顕微鏡により分析すると、サイズが小さくなり、形態も変化していた。一方、海水中で溶解されたCsMPの場合は、鉄とマグネシウムに富む板状の二次鉱物が表面を覆っていた。

論文

被覆面の違いによる除染後の空間線量率の変化傾向

中間 茂雄; 吉村 和也; 藤原 健壮; 石川 浩康; 飯島 和毅

KEK Proceedings 2018-7, p.154 - 158, 2018/11

除染後の空間線量率の変化傾向は、住民の将来の外部被ばくの評価や、住民の帰還、帰還後の被ばく低減を検討する上で重要な情報となるが、その変化傾向を支配する要因は明らかではない。本研究では、地表面に近い位置で測定した表面線量率の変化傾向を解析し、除染後の空間線量率の変化傾向に対する被覆面の違いによる影響について検討した。空間線量率および表面線量率の減少速度ともに、土壌面よりもアスファルト舗装面において大きくなった。また、周辺環境の影響を受けない開けた場所のすべてにおいて減少速度比が0.8$$sim$$1.2に分布したことから、空間線量率の変化は表面線量率の変化と一致し、被覆面の違いが空間線量率の減少速度に影響することが明確となった。さらに、地表面における局所的な土壌の流失、堆積は空間線量率の減少速度に寄与しないことも確認された。

論文

Secondary radiocesium contamination of agricultural products by resuspended matter

二瓶 直登*; 吉村 和也; 奥村 大河*; 田野井 慶太朗*; 飯島 和毅; 小暮 敏博*; 中西 友子*

Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 318(1), p.341 - 346, 2018/10

 被引用回数:1 パーセンタイル:70.85(Chemistry, Analytical)

Komatsuna (${it Brassica rapa L.}$) was cultivated in pots using non-contaminated soil and water, and the pots were arranged 30, 60, and 120 cm above the ground surface. The experiment site was located 4.5 km from the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant and had an ambient dose rate of approximately 1.4 $$mu$$Sv/h. The radiocesium concentration in the above ground parts without washing ranged from 22 to 333 Bq/kg (dry weight). The radiocesium concentration in the washed plants was predominantly lower than in the un-washed plants. Komatsuna cultivated lower to the ground tended to have a higher radiocesium concentration. Therefore, it can be posited that radiocesium detected in Komatsuna leaves was derived from ground surface.

論文

Loss of radioactivity in radiocesium-bearing microparticles emitted from the Fukushima Dai-ichi Nuclear Power Plant by heating

奥村 大河*; 山口 紀子*; 土肥 輝美; 飯島 和毅; 小暮 敏博*

Scientific Reports (Internet), 8, p.9707_1 - 9707_8, 2018/06

 被引用回数:4 パーセンタイル:53.53(Multidisciplinary Sciences)

主にケイ酸塩ガラスから成る放射性セシウム含有粒子(CsP)は、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一形態である。廃棄物含有CsPの焼却時における化学特性影響を確認するため、本研究では加熱によるCsPの挙動を調べた。その結果、600$$^{circ}$$C以上で、昇温するごとにCsPの放射能は減少し、1000$$^{circ}$$Cに達した時にはほぼ放射能が消失したことを確認した。CsPの大きさや球状形態は加熱前後で変化はなかったが、もともと微粒子に含まれていた放射性セシウムのほか、カリウム, 塩素も消失していた。また、CsPを土壌中に混ぜて加熱した場合、CsPから脱離した放射性セシウムは周囲の土壌粒子に吸着されることが分かった。これらの結果から、廃棄物に含まれるCsPの放射能は、加熱昇温により消失する可能性が考えられる。

論文

Applicability of $$K_{d}$$ for modelling dissolved $$^{137}$$Cs concentrations in Fukushima river water; Case study of the upstream Ota River

佐久間 一幸; 辻 英樹*; 林 誠二*; 舟木 泰智; Malins, A.; 吉村 和也; 操上 広志; 北村 哲浩; 飯島 和毅; 細見 正明*

Journal of Environmental Radioactivity, 184-185, p.53 - 62, 2018/04

 被引用回数:5 パーセンタイル:45.51(Environmental Sciences)

福島河川水中の溶存態$$^{137}$$Cs濃度を数値計算するにあたって、分配係数($$K_{d}$$)を用いた吸脱着モデルの適用可能性を評価した。数値計算結果は平水時および出水時の水と浮遊砂の流出フラックス、懸濁態$$^{137}$$Cs濃度を再現した。一方、河川水中の溶存態$$^{137}$$Cs濃度の実測値の再現性は低かった。粗い粒径区分の$$K_{d}$$をチューニングした結果、平水時の溶存態$$^{137}$$Cs平均濃度を再現することが可能であった(実測値:0.32Bq/L, 計算値: 0.36Bq/L)。しかし、平水時の溶存態$$^{137}$$Cs濃度の季節変動(0.14-0.53Bq/L)や出水時の濃度上昇(0.18-0.88Bq/L, mean: 0.55Bq/L)は現実的な数値計算パラメータでは再現することはできなかった。

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; 根拠となる科学的知見の明示をより意識した情報発信の一環として

鶴田 忠彦; 新里 忠史; 中西 貴宏; 土肥 輝美; 中間 茂雄; 舟木 泰智; 御園生 敏治; 大山 卓也; 操上 広志; 林 誠二*; et al.

JAEA-Review 2017-018, 86 Pages, 2017/10

JAEA-Review-2017-018.pdf:17.58MB

2011年3月11日の東日本大震災に伴う福島第一原子力発電所の事故以降、福島環境安全センターでは、福島の環境回復に向けた取組みとして、事故により環境中に放出された放射性物質のうち特に放射性セシウムの分布状況を評価し将来予測を行うとともに、森林から河川水系を経て海洋に至る環境や我々の生活圏での放射性セシウムの移動状況に係る調査研究「環境動態研究」に取り組んでいる。この度、最新の成果をとりまとめるとともに他機関の関連する最新の成果も参照しまとめたことから、研究成果報告書類として報告する。なお、本成果は、外部への情報発信の一つである福島部門ウェブサイトにおけるQAページを、根拠情報となる科学的知見を含め「根拠に基づく情報発信」として更新するにあたり、コンテンツとして活用されるものである。

論文

Coupling the advection-dispersion equation with fully kinetic reversible/irreversible sorption terms to model radiocesium soil profiles in Fukushima Prefecture

操上 広志; Malins, A.; 武石 稔; 斎藤 公明; 飯島 和毅

Journal of Environmental Radioactivity, 171, p.99 - 109, 2017/05

 被引用回数:3 パーセンタイル:74.5(Environmental Sciences)

土壌中の放射性セシウムの鉛直方向移動を記述するための修正拡散-収着-固定化モデルを提案した。このモデルでは、可逆サイトに対するカイネティックスを新たに導入している。このモデルは初期Exponential分布を再現することができる。初期のrelaxation massは拡散深さ、すなわち分配係数、収着速度、分散係数に依存することがわかった。また、このモデルは深い個所での放射性セシウム分布のテイリングを表現する。これは、収着と脱着の速度の違いによるものと考えられる。

論文

Deposition of radiocesium on the river flood plains around Fukushima

三枝 博光; 大山 卓也; 飯島 和毅; 尾上 博則; 竹内 竜史; 萩原 大樹

Journal of Environmental Radioactivity, 164, p.36 - 46, 2016/11

 被引用回数:10 パーセンタイル:48.33(Environmental Sciences)

平成23年3月11日に発生した東北地方太平洋沖地震に伴う東京電力福島第一原子力発電所の事故によって環境中に大量の放射性物質が放出された。福島県内に残存する事故由来の放射性物質のうち放射性セシウムについて、水流によって移動することにより、除染済みエリアの線量率の再上昇を引き起こす可能性が懸念されている。特に、河川により下流域に移動した放射性セシウムが河川敷に堆積し、周辺環境の線量率を上昇させる可能性がある。以上のことから、この放射性セシウムの堆積挙動が線量率に与える影響を把握することが重要となる。本論では、河川における調査で取得されたデータに基づき、河川での放射性セシウムの堆積挙動について論じる。

論文

Radioactivity decontamination in and around school facilities in Fukushima

三枝 純; 田川 明広; 操上 広志; 飯島 和毅; 吉川 英樹; 時澤 孝之; 中山 真一; 石田 順一郎

Mechanical Engineering Journal (Internet), 3(3), p.15-00609_1 - 15-00609_7, 2016/06

福島第一原子力発電所の事故後、原子力機構は福島県内の学校施設を効果的に除染するための方法を構築するため各種の除染実証試験((1)校庭の線量低減対策、(2)遊泳用プール水の浄化、(3)遊具表面の除染)を実施した。これらの除染実証試験を通して、(1)校庭の線量低減対策では、校庭の表土を剥ぎ取り深さ1mのトレンチに埋設することで線量を大幅に低減できること、(2)遊泳用プール水の浄化では、水中の放射性セシウムを回収するために凝集沈殿法が有効であること、(3)遊具表面の除染では、鉄棒や砂場の木枠といった遊具に対する除染効果は遊具の材質や塗装の条件により大きく依存すること、等の知見を得た。本稿では、これらの除染実証試験についてレビューする。

論文

東京電力福島第一原子力発電所事故の環境回復に向けて; 原子力機構による福島長期環境動態研究の取り組み

鶴田 忠彦; 原田 久也; 御園生 敏治; 飯島 和毅

沿岸域学会誌, 28(3), p.2 - 6, 2015/12

2011年3月に発生した福島第一原子力発電所(以下、「発電所」)の事故が発生し、多量の放射性物質が福島県を中心に広範囲に放出された。それらの放射性物質のため、福島県の浜通りを中心として避難区域が設定されており、約10万人を超える方々が避難生活を余儀なくされている。また、汚染された田畑や発電所近くの沿岸域では、依然として農業や水産業が制限されており、それらの再開が大きな課題となっている。原子力機構は、避難計画の見直しや農林水産業の再開などに寄与するため、2012年から放射性物質の動態予測システムの構築に向けた福島長期環境動態研究を実施している。本報では同研究と特に沿岸域での取り組みについて紹介する。

論文

福島第一原子力発電所事故後の環境回復への取り組みと環境回復技術

宮原 要; 飯島 和毅; 斎藤 公明

地盤工学会誌, 63(11/12), p.62 - 69, 2015/11

AA2015-0380.pdf:1.64MB

東京電力福島第一原子力発電所の事故に伴い放出された放射性物質の地表への沈着状況等を踏まえ、原子力機構は、事故直後から国内外の関係機関と協力しつつ環境回復に率先して取り組んできた。これらの取組みは避難住民の早期帰還や住民の安全・安心の確保に向けて、環境中での放射性セシウムの挙動の理解を深め、それを踏まえた沈着状況の将来予測や帰還住民の被ばく線量を評価するための鍵となる役割を担っている。これまでの環境回復の取組みに基づき得られた知見と技術について解説するとともに、今後取り組むべき課題を整理する。

論文

Fukushima cleanup; Status and lessons

宮原 要; McKinley, I. G.*; 斎藤 公明; 飯島 和毅; Hardie, S. M. L.*

Nuclear Engineering International, 60(736), p.12 - 14, 2015/11

福島の環境回復の取組みは、避難住民の早期帰還や住民の安全・安心の確保に向けて知見や技術を集約しつつ進められており、今後の原子力防災の観点からも取りまとめた知見が活用されるべきである。

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