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報告書

地層処分の生活圏評価手法検討のためのモデル集水域の作成

山口 正秋; 鈴木 祐二*; 樺沢 さつき; 加藤 智子

JAEA-Data/Code 2024-001, 21 Pages, 2024/03

JAEA-Data-Code-2024-001.pdf:3.45MB
JAEA-Data-Code-2024-001-appendix(CD-ROM).zip:8.0MB

高レベル放射性廃棄物地層処分の生活圏評価において、地形や水系、土地利用等の具体的な表層環境条件を考慮できる評価手法の検討に資することを目的として、モデル集水域を作成した。ここでは、地形の特徴の異なる3種類のモデル集水域(Type1$$sim$$3、流域面積:約730$$sim$$770km$$^{2}$$)を作成した。Type1$$sim$$3の各モデル集水域は、既存のツール(地形・処分場深度変遷解析ツール)を用いて作成した集水域の地形データ(標高、陰影)と、地形データから作成した土地被覆データ(傾斜、水系・集水域、土地利用、人口分布)、および地形データと土地被覆データを用いて計算した河川流量・土砂移動データの地理情報からなる。本報告書では、これらの地理情報を地理情報システム(GIS)ソフトウェアなどで利用可能なデータ集としてとりまとめた。作成したモデル集水域は、わが国の表層環境の主要な特徴を可能な限り反映して仮想的に作成したものであることから、地形はもとよりさまざまな環境条件をパラメータとしたGBIやコンパートメントモデルの設定に係る水理・物質移行解析等を試行するテストベッドとして活用することが可能である。

論文

「放射性廃棄物処分に係わる生活圏被ばく評価に用いられるパラメータ調査専門研究会」活動報告

高橋 知之*; 深谷 友紀子*; 飯本 武志*; 宇仁 康雄*; 加藤 智子; Sun, S.*; 武田 聖司; 中居 邦浩*; 中林 亮*; 内田 滋夫*; et al.

保健物理(インターネット), 56(4), p.288 - 305, 2021/12

日本保健物理学会専門研究会「放射性廃棄物処分に係わる生活圏被ばく評価に用いられるパラメータ調査」に係る活動の成果を報告する。

論文

スウェーデンの短寿命放射性廃棄物処分場安全評価における生活圏被ばく線量評価パラメータの考え方

加藤 智子

KURNS-EKR-11, p.19 - 28, 2021/03

我が国の生活圏被ばく線量評価パラメータ設定及びそれに資するデータベース作成にあたって参考となる知見を抽出するため、事業の段階にあるスウェーデンの放射性廃棄物処分安全評価において、生活圏被ばく線量評価の元素固有パラメータをどのように設定しているかを調査した。本調査では、特に、スウェーデンにおける短寿命放射性廃棄物処分の安全評価に関するプロジェクトSR-PSUの生活圏被ばく線量評価での取り扱いを対象とした。

論文

地層処分における隆起・侵食影響評価のための地形・処分場深度変遷解析ツールの開発

山口 正秋; 加藤 智子; 鈴木 祐二*; 牧野 仁史

原子力バックエンド研究(CD-ROM), 27(2), p.72 - 82, 2020/12

地層処分の性能評価における隆起・侵食の影響の検討では、地下水流動や処分場から地表への核種移行経路などへの影響の観点から、地形と処分場深度の変化が重要となる。本研究では、初期の地形や隆起速度等の条件や評価期間の想定に対して地形と処分場深度の変化を効率的に評価するためのツール(地形・処分場深度変遷解析ツール)を、簡易的な地形発達シミュレーションモデルを組み込んだArcGISのモデルとして構築した。このような評価は、性能評価における隆起・侵食に起因する地下水流動や地表への核種移行経路への影響の評価に向けて、条件や評価期間に応じた地形や深度の変化についての定量的情報を提示するとともに、性能評価の実施においてどの影響に重点をおくことが効果的・効率的かなどを判断するためにも重要となる。

報告書

多様な処分概念に共通して利用可能な生活圏評価手法の整備

加藤 智子; 深谷 友紀子*; 杉山 武*; 中居 邦浩*; 小田 治恵; 大井 貴夫

JAEA-Data/Code 2019-002, 162 Pages, 2019/03

JAEA-Data-Code-2019-002.pdf:2.78MB

東京電力福島第一原子力発電所の事故により発生した放射性廃棄物(事故廃棄物)は、通常の廃止措置で生じる廃棄物に比べて放射能のレベルや汚染の状況等が多岐にわたりその物量も大きい。このような事故廃棄物を安全かつ合理的な方法で処分するためには事故廃棄物の特徴を考慮した適切な処分概念の構築が必要である。適切な処分概念の検討を施設の設置場所を特定しない条件で実施する場合は、処分深さやバリア構成など、処分概念に依存して決まるモデルやパラメータをそれぞれの概念に応じて適切に設定するとともに、処分概念に依存しないモデルやパラメータは共通の設定として安全評価を行うことが望ましい。処分の安全評価においては、処分の安全性を示す指標のひとつである「線量」で性能の相違を示すことが有用である。生活圏評価モデル・パラメータセットおよびそれらを用いて算出された「線量への換算係数(生活圏に流入した放射性核種の量を人間への影響に換算する係数)」は、本来、処分概念に依存しないものである。しかしながら、既往の検討(浅地中・中深度・地層処分)における生活圏評価モデルやそれに用いるパラメータセットは、必要の都度整備されており、検討を行った年代や目的等に応じて異なる。そこで、地下水移行シナリオを対象として、多様な処分概念に共通的に利用可能な生活圏評価モデル・パラメータセットを提示するとともに、このモデルおよびパラメータセットを用いて、線量への換算係数を算出した。この線量への換算係数を適用することにより、複数の処分概念間での性能の相違を、処分概念に依存する部分に焦点を当てて相互比較することが可能となった。

論文

隆起・侵食による地質・地表環境の長期的変動を考慮した地層処分の安全評価手法の開発

若杉 圭一郎; 山口 正秋; 小尾 繁*; 長尾 郁弥; 加藤 智子; 鈴木 祐二*; 江橋 健; 梅木 博之*; 新堀 雄一*

日本原子力学会和文論文誌, 16(1), p.15 - 33, 2017/03

本研究では、我が国の幅広い地域で確認されており、かつサイト選定で影響を回避することが困難な隆起・侵食に着目し、これが高レベル放射性廃棄物地層処分に与える影響を定量的に把握するための安全評価手法を開発した。従来は、隆起速度と侵食速度が等しいとの仮定の下、処分場が一定の速度で地表に接近するという簡易な評価が行われていたが、本研究では、我が国で多く確認されている隆起速度と侵食速度が異なるケースを取り扱うことが可能なモデルを開発し、隆起・侵食に伴う起伏や処分場深度の時間変化、廃棄体ごとの風化帯/地表に到達する時間などを、地形発達モデルに基づき評価した。さらに、このモデルを用いて隆起・侵食を考慮した安全評価を試行した結果、我が国の最頻値の隆起速度(0.3mm/y)を想定したケースの総線量の最大値は、国際機関で示されている放射線防護基準のめやす値(300$$mu$$Sv/y)を下回った。さらに、既往のモデルによる評価との比較により、地表の起伏に起因して廃棄体が風化帯へ分散して侵入する効果を定量的に把握した。以上のことから、本評価手法を用いることにより、隆起・侵食を現象に即して取り扱うことが可能になったとともに、既往の評価の安全裕度を定量的に把握することが可能となった。

報告書

放射性物質の環境動態に伴う被ばく経路を考慮したコンパートメントモデルの構築

操上 広志; 新里 忠史; 鶴田 忠彦; 加藤 智子; 北村 哲浩; 菅野 光大*; 黒澤 直弘*

JAEA-Research 2016-020, 50 Pages, 2017/01

JAEA-Research-2016-020.pdf:6.02MB

本報告では、河川(二級河川)流域規模での放射性物質(特に放射性セシウム)の動態に伴う被ばく経路を考慮したコンパートメントモデルを構築し、試行的な解析を行った。その結果、各コンパートメントのインベントリや濃度、コンパートメント間のフラックスはおおよそ現実的な値となった。一方で、堆積物や外洋への移行、農林水産物への移行について実測値との比較によるモデル検証は十分でなく、今後、実測値との比較を詳細に実施し、コンパートメント設定やパラメータの設定の妥当性を確認していく必要がある。

報告書

表層環境条件に応じた生活圏モデル構築手法の整備

長尾 郁弥; 加藤 智子; 鈴木 祐二*; 板津 透*

JAEA-Research 2016-003, 80 Pages, 2016/05

JAEA-Research-2016-003.pdf:14.15MB

我が国の高レベル放射性廃棄物地層処分における性能評価研究においては、個別の地域特性を考慮できる評価手法の検討を実施しており、生活圏評価においても、我が国の幅広い地質環境を対象とした地層処分研究開発第2次取りまとめの手法を発展させ、特定の地域情報を用いた評価に対応可能な生活圏モデル構築手法を確立させることを目指している。本報告書では、表層環境における物質移行・被ばくプロセスをジェネリックな観点から整理した基本マトリクスを整備し、その組合せで実際の場における定常的な生活圏モデルを構築する手法を示した。また、その手法の適用性を確認するため、仮想的な環境条件を設定したサイトに対する生活圏モデル構築の試行を行った。合わせて今後の検討における課題や着眼点を抽出するため、実際の処分場サイトを対象とした生活圏評価の先行事例を参考に、地表環境の状態と人間の生活様式を記述する上で重要となる項目を整理した。

論文

自然被ばく線量

加藤 智子

放射化学の事典, p.204 - 205, 2015/09

自然界に存在する放射性核種等からの被ばく線量について解説する。

論文

Mathematical Modeling of Radioactive Contaminants in the Fukushima Environment

北村 哲浩; 操上 広志; 山口 正秋; 小田 好博; 齋藤 龍郎; 加藤 智子; 新里 忠史; 飯島 和毅; 佐藤 治夫; 油井 三和; et al.

Nuclear Science and Engineering, 179(1), p.104 - 118, 2015/01

 被引用回数:8 パーセンタイル:56.45(Nuclear Science & Technology)

福島第一原子力発電所事故に伴い環境に放出されその後地表に降下した放射性物質の分布を予測することは重要で、速やかに進めて行く必要がある。このような予測を行うために、放射性物質として特に放射性セシウムに着目し、現在複数の数理モデルを開発している。具体的には、土壌の表層流出に伴う放射性セシウムの移行については土壌流亡予測式を用いた流出解析、河川における核種移行については河川解析コードTODAM・iRICを用いた移行解析、河口域における土砂堆積については3次元解析コードROMS等を応用した堆積解析を行っている。また、セシウムと土壌の吸着メカニズムについては分子原子レベルの分子挙動計算法を用いた解析を開始しており、最終目標として吸着係数等の把握を目指している。

論文

Trial synthesis of Li$$_{2}$$Be$$_{2}$$O$$_{3}$$ for high-functional tritium breeders

星野 毅; 及川 史哲; 名取 ゆり*; 加藤 剣一*; 目 智子*; 中村 和*; 蓼沼 克嘉*

Fusion Engineering and Design, 88(9-10), p.2268 - 2271, 2013/10

 被引用回数:1 パーセンタイル:10.75(Nuclear Science & Technology)

核融合エネルギー開発の早期実現をはかることを目的として行う研究開発である幅広いアプローチ(BA)活動の一環として、新たな先進トリチウム増殖材料の合成試験を行った。核融合原型炉では高いトリチウム増殖比を有する発電ブランケットが必要なため、トリチウム増殖材料(Liセラミックス)と中性子増倍材料(Be等)をブランケット内に混合して充填する設計も検討されている。しかしながら、高温・長時間使用時におけるLiとBeの反応が懸念されるため、混合充填時も化学的に安定なLi$$_{2}$$Be$$_{2}$$O$$_{3}$$合成法の探索を行った。LiOH・H$$_{2}$$OとBe(OH) $$_{2}$$を始発粉末とし、1073K・2hの焼成条件にて合成を行ったところ、セラミックス中に微量の不純物を検出した。そこで、さまざまな検討の結果、始発粉末をLiOH・H$$_{2}$$OとBeOに変えたところ、ほぼ単一相のLi$$_{2}$$Be$$_{2}$$O$$_{3}$$合成に成功し、LiとBeの混合充填時においても化学的安定性が高いと考えられる、新たなトリチウム増殖材料としての可能性を有するLi$$_{2}$$Be$$_{2}$$O$$_{3}$$合成に成功した。

論文

放射性廃棄物の地層処分生物圏評価における利用を目的としたランダムウォーク法による移流分散計算方法の検討

板津 透; 加藤 智子; 前川 恵輔

日本地下水学会2011年春季講演会講演要旨, p.34 - 39, 2011/05

放射性廃棄物の地層処分の安全評価の一部である生物圏評価では、地下から地表付近に至る核種の移行を評価する。そのため、物質の移行距離が長い点、及び地下から最終的に到達することが想定される河川や海底等への物質の流入量を求める必要がある点、それらの計算を不均質場において数値分散をできるだけ低く抑える必要がある点等を考慮した移流分散解析手法が求められる。本研究では、このような生物圏評価に必要な機能を持つ解析手法としてランダムウォーク法を導入し、MODFLOWによる地下水流動解析結果を利用できるプログラムを作成した。そして、その精度を解析解との比較で確認するとともに、生物圏評価に適用するための手法について検討した。

報告書

GoldSimを用いたTRU第2次取りまとめ解析モデルの構築

蛯名 貴憲*; 稲垣 学*; 加藤 智子

JAEA-Data/Code 2010-029, 41 Pages, 2011/03

JAEA-Data-Code-2010-029.pdf:5.79MB

TRU廃棄物処分技術検討書-第2次TRU廃棄物処分研究開発取りまとめ-(以下、「TRU第2次取りまとめ」という)で実施された安全評価解析では、核種移行解析コードTIGERを用いて人工バリア及び天然バリアでの核種移行解析について決定論的な解析が実施された。TIGERでの核種移行解析では、人工バリア,母岩及び断層の各移行経路は個別に解析する必要があり、入出力に関する品質管理が課題であった。一方、汎用的シミュレーションソフトウェアGoldSimでは、バリア構成ごとやシナリオごとに特化した解析モデルと、これを用いた評価結果は一元的に管理される。今後、核燃料サイクルの最適化等に伴いTRU廃棄物に関する諸解析の実施が予測されることから、本検討ではGoldSimを用いてTRU第2次取りまとめの解析モデルを構築し、TIGERによる解析結果との比較を行い、本検討で作成された解析モデルの信頼性についての確認を実施した。

報告書

第2期中期計画期間(平成22年度$$sim$$平成26年度)における地層処分生物圏評価研究の進め方

加藤 智子; 板津 透; 鈴木 祐二*

JAEA-Review 2010-075, 42 Pages, 2011/02

JAEA-Review-2010-075.pdf:4.11MB

地層処分生物圏評価において対象とする期間は非常に長く、処分場からの核種が表層環境に到達する時刻における生物圏の状態を正確に予測し、モデル構築に反映することは困難である。IAEA-TECDOC-1077では、人間の生活様式や、自然事象に起因する気候,地形,植生,帯水層を含む水循環の変化が予測できる期間においては、実際の環境の特徴もしくは予測できる範囲内での変化に基づくモデル構築が可能であるが、期間が遠い将来に及ぶ場合には、様式化された生物圏評価モデルが必要となることを述べている。このような場合、IAEA BIOMASSプロジェクトで提唱された生物圏評価モデル構築のアプローチ(BIOMASSアプローチ)は、生物圏の不確実性への対処の観点からも特に有効な手法となる。このことから、評価対象期間を、人間の生活様式の変化が予測できる期間、自然事象に起因する水循環の変化が予測できる期間、それ以降に区分し、国内外における生物圏評価の考え方や進め方に関する現状把握を踏まえつつ、BIOMASSアプローチ等にしたがって生物圏評価を行う際に重要となると考えられる課題を整理し、当面5か年で原子力機構において重点的に実施する研究項目と具体的な検討の進め方を示した。

論文

焼却灰及びセメント固化体の放射化学分析のためのマイクロ波加熱装置を用いる試料溶解法

原賀 智子; 石森 健一郎; 加藤 健一; 亀尾 裕; 高橋 邦明

分析化学, 60(1), p.87 - 90, 2011/01

 被引用回数:0 パーセンタイル:0(Chemistry, Analytical)

焼却灰及びセメント固化体試料の放射化学分析における前処理を迅速化することを目的として、マイクロ波加熱装置を用いる試料溶解フローを作成し、その適用性を確認した。焼却灰及びセメント固化体試料に対して、これまでに開発した溶融固化体試料に対する溶解フローを適用した場合、難溶解性の塩が多量に生成し、試料を溶解できなかったため、本報告では、溶解に使用する酸の種類や加熱条件を検討し、新たに最適な溶解フロー作成した。これにより、難溶解性の塩の生成を効果的に抑制することができ、調製した試料溶解液には放射性核種を十分回収できることがわかった。また、本溶解フローでは、沸点の高い過塩素酸を使用しないため、加熱乾固の操作を省略でき、溶解操作に要する時間を短縮することができた。

報告書

地層処分性能評価における生物圏の変遷及び将来の人為的行為の様式化に関する考え方の国際的な動向整理

加藤 智子

JAEA-Review 2009-052, 23 Pages, 2010/02

JAEA-Review-2009-052.pdf:1.52MB

時間スケールが超長期に及ぶ地層処分の生物圏評価シナリオにおいて、将来に渡る生物圏(地表環境及び人間の生活様式)の変遷を正確に推測し、記述することは困難であるとともに、「処分場の性能を人間が受ける放射線影響という指標で表現する」という生物圏評価の目的においては、時間の経過とともに不確実性が増大する生物圏の状態に対する正確な将来予測は不要である。したがって、現在の科学的・社会的知見を参照し、地質環境の長期的変遷に基づく生物圏の状態変化を、規制要件や評価の目的に応じて適切に記述するための方法、すなわち、様式化の方法論を整理しておくことが重要となる。本報告書では、諸外国における安全基準・指針類の規定内容及び性能評価報告書における取り扱いを概説するとともに、我が国の地層処分性能評価において、生物圏の変遷及び将来の人間活動を様式化する際に留意すべきポイントを整理した。

論文

International collaboration in assessment of radiological impacts arising from releases to the biosphere after disposal of radioactive waste into geological repositories

Smith, G.*; 加藤 智子

Nuclear Engineering and Technology, 42(1), p.1 - 8, 2010/02

放射性廃棄物地層処分においては、数千年もしくはそれ以上の超長期に渡って、Cl-36のような長半減期核種が、人間が普通にアクセスし利用する環境、すなわち生物圏に放出される。いかなる場合においても、処分場に起因して人間が受ける放射線量が放射線防護基準を満たすことを保証する必要がある。このような長期の時間枠における線量評価においては、地表環境や人間活動の変遷を考慮しなければならないという理由から、評価の枠組みを構築することは容易ではなく、長年に渡る国際共同プロジェクトによりこの問題が議論されてきた。本報では、放射線防護に関する国際的な勧告とサイト特有の評価におけるセーフティケース構築の準備に関して、国際協力により得られた成果及びJAEAを含む各国の研究アプローチについて概説する。

報告書

表層環境を考慮した生物圏評価手法の構築に関する検討

板津 透; 稲垣 学; 加藤 智子; 鈴木 祐二*; 小山田 潔*; 江橋 健; 川村 淳; 蛯名 貴憲*; 宮原 要

JAEA-Review 2009-015, 59 Pages, 2009/07

JAEA-Review-2009-015.pdf:10.84MB

高レベル放射性廃棄物地層処分の性能評価の一つである生物圏評価においては、具体的な地質条件を踏まえて核種挙動を推定し、その結果を評価に反映させる検討が始まっている。本研究では、個別の地域において表層環境(天然バリアからの核種移行先となる帯水層や生物圏の環境)を考慮した生物圏評価手法を構築するためのいとぐちとして、評価に使用される表層水理解析(生物圏評価に利用されることを目的とした表層環境における水理・物質移行解析)について、特に帯水層中での地下水流動に重点を置いて、以下の検討を行った。(1)海外における表層水理解析に関する文献調査を行い、第四紀層中の核種移行を考慮した線量計算等の技術について把握した。(2)国内における表層水理解析に有用な地下水流動・物質移行調査技術に関する文献調査により、表層水理解析の特性(表層環境における層相変化が大きいこと等)に対して有用と思われる環境トレーサの利用法,不圧地下水位データを利用した透水係数の推定法等の情報を得た。(3)モデルサイトの表層環境における物質移行解析を試行し、幾つかのパラメータ値を変えて、計算濃度分布に与える影響を検討したところ、ソース位置の違いによる濃度分布の変化が比較的大きかった。(4)表層水理解析による計算結果を生物圏評価モデルへの入力値として利用するために、河川・湖沼・海域等への地下水・物質流出入量が求められるようなモデル設定・境界条件について検討した。

論文

Development of the methodology on priority of element-specific biosphere parameters for geological disposal applicable to any proposed repository site

加藤 智子; 鈴木 祐二*; 大井 貴夫

保健物理, 44(1), p.72 - 79, 2009/03

放射性廃棄物の地層処分生物圏評価に用いるパラメータには、処分場サイトの地質環境特性に応じて設定される物質移行パラメータや、サイトの地表環境特性を反映しつつ、評価対象とする元素の特性に応じて設定されるパラメータ(以下、元素固有パラメータ)がある。生物圏評価で用いるパラメータの数は膨大であるため、効率的な方法に基づくパラメータの設定が求められる。本検討では、既存のデータベースの利用可能性を判定するためのフローを作成したうえで、評価上重要となる核種について、サイトでデータを取得すべき元素固有パラメータを特定し、実際のサイトでの調査の効率化に資する情報を提示した。

報告書

地層処分生物圏評価における感度解析による重要パラメータの抽出に関する検討

加藤 智子; 鈴木 祐二*

JAEA-Research 2008-021, 148 Pages, 2008/03

JAEA-Research-2008-021.pdf:24.17MB

地層処分生物圏評価に関するすべてのデータを実際の処分サイトにおいて整備するのは多大な労力である。したがって、重要度の高いパラメータとその変動特性を把握し、実際の地表環境において重点的に整備すべきパラメータについて見通しを持てるように準備しておくことが重要である。そこで、本研究においては、実際の地表環境において重点的に整備すべきパラメータリストを整備するために、以下の3つのアプローチをとることとした。(1)処分場からの核種移行率を人間が受ける放射線量に変換するための係数に対する生物圏評価上重要度の高いパラメータの抽出,(2)今後実際の地表環境におけるデータ取得を必要とするかどうかを判断するために、パラメータデータの引用元などを整理した、現時点におけるパラメータの設定状況の確認,(3)実際の地表環境における生物圏データ取得にかかわる優先事項リストの作成。本報告書では、(3)に示した実際の地表環境における生物圏データ取得にかかわる優先事項リストを作成するための準備として、(1)及び(2)を実施した結果をまとめた。

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