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continuous air monitor for the measurement of highly radioactive alpha-emitting particulates (
-aerosols) under high humidity environment坪田 陽一; 本田 文弥; 床次 眞司*; 玉熊 佑紀*; 中川 貴博; 池田 篤史
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 1030, p.166475_1 - 166475_7, 2022/05
被引用回数：1 パーセンタイル：33.4(Instruments & Instrumentation)福島第一原子力発電所(1F)の長期的な廃止措置において、損傷した原子炉に残存する核燃料デブリの取り出しは、技術的に多くの困難を伴う不可避の重要課題である。デブリ取り出しは機械的な切断を伴い、放射性核種を含む微粒子(エアロゾル)が高濃度で発生し、吸入時の健康リスクが大きい。1Fの解体・廃止措置における作業員の放射線被ばくを最小化するためには、粒子の発生場所である原子炉格納容器(PCV)内におけるエアロゾルの濃度を監視することが重要である。このため、エアロゾルのin-situモニタリングシステム(in-situ alpha air monitor: IAAM)を開発し、1Fの実環境で想定される条件下でその技術的性能を検証した。IAAMは次の4つの技術的要求を満たすことが確認された。(1)高湿度下での安定動作、(2)フィルターレス動作、(3)高計数率の線測定能力、(4)高バックグラウンドの
/
線下でも線が選択的に測定できること。IAAMは、高湿度環境(相対湿度100%)及び/線高バックグラウンド(最大100mSv/hの線)下で、濃度3.3 
10
Bq/cm
以上のエアロゾルを計数の飽和なしに、選択的に測定することが可能であることが確認された。これらの結果は、IAAMが燃料デブリの解体時及び1Fの長期的な廃止措置全体において、信頼性の高いエアロゾルのモニタリングシステムとして利用できる可能性を示すものである。
Nugraha, E. D.*; 細田 正洋*; Kusdiana*; Untara*; Mellawati, J.*; Nurokhim*; 玉熊 佑紀*; Ikram, A.*; Syaifudin, M.*; 山田 椋平; et al.
Scientific Reports (Internet), 11(1), p.14578_1 - 14578_16, 2021/07
被引用回数：19 パーセンタイル：84.25(Multidisciplinary Sciences)マムジュは、インドネシアの中でも自然を保っている地域の一つであるが、自然放射線の被ばく量が比較的高い。本研究の目的は、高自然放射線地域としてのマムジュ地域全体の放射線量の特徴を明らかにし、一般市民や環境の放射線防護のための手段として、現存被ばくを評価することである。外部および内部の放射線被ばくに寄与するすべてのパラメータを測定し、クラスター・サンプリング・エリアによる横断的な調査方法を用いた。その結果、マムジュは年間の実効線量が17
115mSv、平均32mSvの特異的な高自然放射線地域であることがわかった。生涯における累積の実効線量を計算すると、マムジュの住民は平均して2.2Svを受けていることになり、これは、がんや非がん性疾患のリスクが実証されている原爆被ばく者の平均線量をはるかに上回るものである。今回の研究結果は、慢性的な低線量率放射線被ばくに関連した健康影響の理解を深めるための新しい科学的データであり、今後の疫学研究の主要な情報として用いることができる。
小倉 巧也*; 細田 正洋*; 玉熊 佑紀*; 鈴木 崇仁*; 山田 椋平; 根上 颯珠*; 辻口 貴清*; 山口 平*; 城間 吉貴*; 岩岡 和輝*; et al.
International Journal of Environmental Research and Public Health, 18(3), p.978_1 - 978_16, 2021/02
被引用回数：7 パーセンタイル：68.83(Environmental Sciences)Ten years have elapsed since the accident at the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant in 2011, and the relative contribution of natural radiation is increasing in Fukushima Prefecture due to the reduced dose of artificial radiation. In order to accurately determine the effective dose of exposure to artificial radiation, it is necessary to evaluate the effective dose of natural as well as artificial components. In this study, we measured the gamma-ray pulse-height distribution over the accessible area of Namie Town, Fukushima Prefecture, and evaluated the annual effective dose of external exposure by distinguishing between natural and artificial radionuclides. The estimated median (range) of absorbed dose rates in air from artificial radionuclides as of April 1, 2020, is 133 (67511) nGy h
in the evacuation order cancellation zone, and 1306 (8922081) nGy h in the difficult-to-return zone. The median annual effective doses of external exposures from natural and artificial radionuclides were found to be 0.19 and 0.40 mSv in the evacuation order cancellation zone, and 0.25 and 3.9 mSv in the difficult-to-return zone. The latest annual effective dose of external exposure discriminated into natural and artificial radionuclides is expected to be utilized for radiation risk communication.
細田 正洋*; Nugraha, E. D.*; 赤田 尚史*; 山田 椋平; 玉熊 佑紀*; 佐々木 道也*; Kelleher, K.*; 吉永 信治*; 鈴木 崇仁*; Rattanapongs, C. P.*; et al.
Science of the Total Environment, 750, p.142346_1 - 142346_11, 2021/01
被引用回数：23 パーセンタイル：86.19(Environmental Sciences)低線量率の放射線被ばくが人体に及ぼす生物学的影響については、未だに不明な点が多い。実際、日本では福島第一原子力発電所事故後もこの問題に悩まされている。最近、高自然放射線であり慢性的に低線量率の放射線を浴びている特殊な地域をインドネシアにて発見した。そこで本研究では、特に自然放射線量が高い地域での内部被ばくと外部被ばくによる包括的な線量を推定し、ラドンの増強メカニズムを議論することを目的とした。大地からの放射線による外部被ばく線量を推定するために、自動車走行サーベイを実施した。屋内ラドン測定は、47戸の住宅を対象に、典型的な2つの季節をカバーする35ヶ月間で実施し、内部被ばく線量を推定した。また、大気中のラドンガスを複数の高さで同時に採取し、鉛直分布を評価した。調査地域の空気吸収線量率は、50nGy hから1109nGy hの間で大きく異なっていた。屋内ラドン濃度は124Bq m
から1015Bq mであった。すなわち、測定された屋内ラドン濃度は、世界保健機関(WHO)が推奨する基準値100Bq mを超えている。さらに、測定された屋外ラドン濃度は、高い屋内ラドン濃度に匹敵するものであった。調査地域の外部及び内部被ばくによる年間実効線量は、中央値を用いて27mSvと推定された。その結果、多くの住民が放射線業務従事者(職業被ばく)の線量限度を超える天然放射性核種による放射線被ばくを受けていることが判明した。このように屋外ラドン濃度が高くなっている原因は、例外的に低い高度で発生する安定した大気条件の結果である可能性がある。このことから、この地域は、慢性的な低線量率放射線被ばくによる健康影響に関する疫学調査を実施するためのユニークな機会を提供していることが示唆される。
廣内 淳; 谷 幸太郎*; 玉熊 佑紀*; 仲宗根 峻也*; 小池 弘美*
保健物理(インターネット), 55(4), p.185 - 190, 2020/12
本報告は、2020年6月29日から6月30日の2日間にかけて開催された日本保健物理学会第53回研究発表会の一般演題及び企画講演の概要をまとめたものである。また、近年の研究発表会の発表件数の動向、Web開催の利点・課題を述べ、今後の研究発表会のあり方について示した。
Heged
s, M.*; 城間 吉貴*; 岩岡 和輝*; 細田 正洋*; 鈴木 崇仁*; 玉熊 佑紀*; 山田 椋平; 辻口 貴清*; 山口 平*; 小倉 巧也*; et al.
Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 323(1), p.197 - 204, 2020/01
被引用回数：3 パーセンタイル：31.89(Chemistry, Analytical)福島県浪江町において、2017年の部分的な避難指示区域の解除後、2つの主要河川の水中及び堆積物中の放射性セシウム濃度を大気中放射性物質濃度とともに測定した。観測された濃度は、ろ過していない河川水中の
Csで最大384
11mBq/L、大気中のCsで最大1.280.09mBq/mであり、堆積物中のCsでは最大で4490023.4Bq/kgであった。
Cs/Cs比は、これまでの研究報告とよく一致し、浪江町における堆積物中の放射性セシウムの主な起源が1号機である可能性が高いと考えられる。
玉熊 佑紀*; 山田 椋平; 鈴木 崇仁*; 黒木 智広*; 佐賀 理貴哉*; 水野 裕元*; 佐々木 博之*; 岩岡 和輝*; 細田 正洋*; 床次 眞司*
Radiation Protection Dosimetry, 184(3-4), p.307 - 310, 2019/10
被引用回数：1 パーセンタイル：11.15(Environmental Sciences)東京電力福島第一原子力発電所事故後の放射能(線)監視データが不足していたため、第一陣の緊急対応者の放射線量は正確に評価されなかった。原子力事故で緊急対応をしている労働者の放射線量を評価することは重要である。本研究では、外部被ばく線量と内部被ばく線量の両方を評価できる新しい装置を開発し、緊急時の環境放射能(線)モニタリングの観点から、市販のモニタを含む様々な環境放射能(線)モニタの性能を比較した。福島県で各モニタのバックグラウンド計数値と周辺線量当量率を測定した。ベータ線の検出限界はISO11929に従って評価した。ZnS(Ag)とプラスチックシンチレータを用いたダストモニタのガンマ線に対する感度は高いが、CsI(Tl)結晶を有するシリコンフォトダイオードを用いた外部被ばくモニタの感度は比較的低かった。検出限界は100
Sv hで190-280Bq mであり、日本の原子力規制委員会による要求下限値の100Bq mの検出限界を超えていた。要求下限値を達成するには、鉛によるシールドを用いることが必要である。これらの結果から、評価対象モニタの中でも、ZnS(Ag)シンチレータとプラスチックシンチレータを併用したダストモニタが外部被ばくモニタに適しており、開発された内部被ばくモニタが緊急時の内部被ばくモニタとして適していることがわかった。将来的には、アルファ線の計数効率, 相対不確かさ及び検出性能が評価され、さらに可搬性を考慮した上でどのタイプのモニタが適しているかが検討される予定である。
玉熊 佑紀*; 山田 椋平; 岩岡 和輝*; 細田 正洋*; 黒木 智広*; 水野 裕元*; 山田 宏治*; 古川 雅英*; 床次 眞司*
Perspectives in Science (Internet), 12, p.100414_1 - 100414_4, 2019/09
緊急時において放射性プルーム(例えば、
I, Cs及びCs)を検知するために、シリコンフォトダイオードを用いた可搬型の放射性プルームモニタを開発した。バックグラウンド計数率は周辺線量当量率に比例し、ISO11929に従って算出した周辺線量当量率20Sv h下におけるモニタの検出限界は187Bq mであった。これらの結果は、最適な厚さを有する鉛遮蔽体によってシステムの検出限界を効果的に低減することができることを示唆している。
玉熊 佑紀*; 山田 椋平; 岩岡 和輝*; 細田 正洋*; 床次 眞司*
保健物理(インターネット), 54(1), p.5 - 12, 2019/03
原子力事故後の汚染レベルと住民の内部被ばくを知るために、大気中放射性物質濃度測定が求められる。さらに、平常時においては肺がんのリスク因子である大気中ラドン子孫核種の測定も肺線量を評価するために重要である。これらの測定でよく用いられる方法は、フィルタ上に放射性エアロゾルを捕集し、そこから放出される放射線を計測する方法である(フィルタ法)。しかしながら、フィルタ法を用いた測定結果は、使用したフィルタの特性に強く依存することはよく知られており、高分解能かつ長期間の測定を実現するには、適切なフィルタを選択することが重要である。そこで本研究では、日本国内で市販されている6種類のフィルタについて「表面捕集効率(SCE)」と「流量の安定性」を調べた。日本の多くの原子力施設における環境モニタリングでは、セルロースガラス繊維濾紙(HE-40T)が用いられているが、本研究の結果によると、HE-40TのSCEはMerck社製混合セルロースエステル型メンブレンフィルタ(DAWP02500)のそれよりも低いことがわかった。さらに、DAWP02500の流量減衰率は2.9%と評価され、6つのフィルタの中で最も低かった。この結果は、DAWP02500が放射性エアロゾル捕集フィルタとして最も適していることを示唆している。
坪田 陽一; 本田 文弥; 中川 貴博; 川崎 位; 池田 篤史; 玉熊 佑紀*; 床次 眞司*; 百瀬 琢麿
no journal, ,
福島第一原子力発電所における燃料デブリの本格取り出し時や核燃料サイクル施設の廃止措置においては、大量の放射性微粒子、特に粒子の飛散が想定される。従来型の1チャンネルのSi半導体と捕集ろ紙を用いた線用ダストモニタでは計数率上限が高くないことや、ろ紙への捕集であるためその場の空気中濃度の算出が困難である等の課題があった。本件では前述の課題解決を目指し、捕集ろ紙を使わず、扁平型流路を流れるエアロゾルからの線をシンチレータと多チャンネル光電子増倍管にて直接計測するダストモニタを設計し、試作した。同試作機のU
O
線源に対する検出効率は約80.8%であり、約3MBqの
Am線源を用いた試験においては20Mcpm以上での測定が可能であった。従来型のSSBDを用いたダストモニタの10倍以上の高計数率でも動作することが確認された。ラドンチャンバーを用いた試験において空気中の核種の濃度変化にスムーズに追従することを確認した。
線用ダストモニタの要素技術開発坪田 陽一; 本田 文弥; 中川 貴博; 川崎 位; 玉熊 佑紀*; 床次 眞司*; 百瀬 琢麿
no journal, ,
燃料デブリの本格取り出し時のデブリ切断や核燃料施設の廃止措置における核燃料付着物の解体においては、大量の放射性微粒子の飛散が想定される。従来型のSi半導体を用いたダストモニタでは耐湿性や耐ノイズ性、ろ紙の目詰まり等の課題があった。本件では捕集ろ紙を使わず、扁平型流路を流れるエアロゾルからの線をシンチレータと多チャンネル光電子増倍管にて直接計測するダストモニタを設計し、試作した。同試作機は20Mcpm以上の高計数率での測定が可能であり、空気中の核種の濃度変化にスムーズに追従することを確認した。
山田 椋平; 橋本 啓来*; 玉熊 佑紀*; 細田 正洋*; 床次 眞司*
no journal, ,
2012年に定められた原子力災害対策指針では、緊急事態において大気中の放射性物質の濃度を把握することが重要であるとしている。また、その補足参考資料では、線放出核種向けの大気中放射性物質測定装置に用いるろ紙(フィルタ)は、粒子が内部に入り込まないメンブレンフィルタを用いることとしている。一方、これらの資料には、メンブレンフィルタの具体的な材質については言及されていない。本研究では、これまで大気中放射性物質捕集用フィルタとして検討されてこなかった材質を含む複数のメンブレンフィルタにおいて性能評価を行った。
橋本 啓来*; 山田 椋平; 山口 栞奈*; 佐々木 耕一*; 玉熊 佑紀*; 細田 正洋*; 赤田 尚史*; 床次 眞司*
no journal, ,
原子力施設からの予期しない人工放射性核種の異常放出の早期検出のためには大気中放射性物質濃度を連続測定する必要がある。一方、平常時から大気中には天然放射性核種が存在しており、具体的には核燃料施設からの放出が予想される人工放射性核種の一つである
Puと線エネルギーが近い
Poや
Biなどが存在する。そのため、天然放射性核種と人工放射性核種の弁別方法の確立が求められるが、現在の弁別方法には不十分な点も存在する。そこで本研究では、Po及びBiの関心領域とPuの関心領域における計数比を用いた弁別法の検討を行った。本発表では、関心領域の設定方法、計数比の評価方法・結果及び実環境測定データとの比較によるPuの弁別性能について報告する。
橋本 啓来*; 玉熊 佑紀*; 山田 椋平; 細田 正洋*; 床次 眞司*
no journal, ,
Radon is well known as a secondary risk factor for lung cancer next to tobacco. Thus, it is important to evaluate an inhalation dose from radon and its progeny from the viewpoint of radiation protection. In terms of the dose assessment, an equilibrium factor is commonly used to convert from the radon concentration to the equilibrium equivalent radon concentration (EERC), which indicates collective concentration of radon progeny, because it is easier to measure radon comparing to radon progeny. However, the equilibrium factor is known to vary in time and space so that it should be measured at various places in different seasons. In this study, the equilibrium factor was evaluated in various environments such as Japanese dwellings, a tourist cave and outdoors around an active volcano.
本田 文弥; 坪田 陽一; 玉熊 佑紀*; 床次 眞司*; 池田 篤史; 中川 貴博
no journal, ,
福島第一原子力発電所の燃料デブリ回収時には、粒子を中心とした大量の放射性エアロゾルが発生することが予想される。周辺環境や人が立ち入るエリア周辺の汚染防止の観点から、一次格納容器(PCV)内の空気中の放射性物質の放射能濃度を測定することが重要である。特に、吸入時の実効線量係数が高い核種を含む微粒子(エアロゾル)の濃度を監視する必要がある。本発表では、フラット型フローパス(FFP),エアヒーター,ZnSシンチレータ,マルチアノード光電子増倍管を組み合わせて、エアロゾルを直接測定するin-situ空気モニター(IAAM)を開発した。このモニターは、高湿度下で動作し、最大計数速度が約2.110
cpmであることが求められている。この2つの要求を達成するために、モニターは検出器を過熱させずに空気を十分に乾燥させ、粗い粒子の検出を抑えるように設計した。また、本研究では、開発したIAAMにFFPを改良したものを用いて、基本的な性能試験を行った。その結果、FFPの入口を80
Cに加熱することで、空気の湿度を30%RH以下に保つことができた。また、FFPを縦置きにし、吸気口に曲げ物を設けることで、粗い粒子を約1/2-1/3に低減することができた。これらの成果により、内部被ばく評価の観点から、エアロゾルをより正確に測定可能となった。
線用ダストモニタの高度化坪田 陽一; 本田 文弥; 吉田 将冬; 中川 貴博; 玉熊 佑紀*; 床次 眞司*; 池田 篤史
no journal, ,
福島第一原子力発電所(1F)における燃料デブリの本格取り出し時のデブリ切断や核燃料施設の廃止措置における核燃料付着物の解体においては、大量の放射性微粒子の飛散が想定される。特に核種を含む粒子(エアロゾル)は吸入時の実効線量係数が非常に高いため、適切な管理測定が必要となる。従来型のSi半導体を用いたダストモニタでは耐湿性や耐ノイズ性、ろ紙の目詰まり等の課題があった。我々は、高濃度のエアロゾルの発生箇所近傍でのモニタリングを実現するために、捕集ろ紙を使わず、扁平型流路入口を加熱し、エアロゾルを乾燥させたうえでエアロゾルからの線をシンチレータと多チャンネル光電子増倍管にて直接計測するダストモニタを設計し、構成部品類の改良を実施している。本件においては、種々の基礎試験の結果とともに、空気乾燥による粒径変化や1Fへの現場実装を目指した検出部の給電方法の改善等に関して報告する。
Po-全計数値相関関係法山田 椋平; 橋本 啓来*; 玉熊 佑紀*; 大森 康孝*; 細田 正洋*; 赤田 尚史*; 内山 怜; 中田 陽; 遠藤 倫崇*; 今城 裕介*; et al.
no journal, ,
原子力施設周辺においては、予期しない人工放射性核種の異常放出に備え、平常時から大気中放射性物質濃度を測定している。一方、大気中には平常時から天然放射性核種が存在し、これらと人工放射性核種を弁別する必要がある。本研究では、天然放射性核種の計数値の相関関係を利用した人工放射性核種の弁別手法を検討した。そこで本発表では、原子力災害対策指針補足参考資料を含む大気中放射性物質濃度測定に係る背景から、弁別手法の着想に至った経緯やその方法・結果について紹介する。
線用ダストモニタの開発坪田 陽一; 本田 文弥; 床次 眞司*; 玉熊 佑紀*; 中川 貴博; 池田 篤史
no journal, ,
東京電力福島第一原子力発電所(1F)の廃炉作業における燃料デブリ(Nuclear Fuel Debris: NFD)の本格取り出しにおいては、格納容器(PCV)内に放射性エアロゾルの飛散が想定される。NFDの生成履歴や加工法により、エアロゾル挙動も大きく違う。特に内部被ばく影響が大きい線放出核種を含むエアロゾル(エアロゾル)についてはその閉じ込めとモニタリングが重要であるため、原子力機構ではエアロゾルを1F-PCV内で測定するための機器開発を進めている。過酷環境である1F-PCV内の「その場」でエアロゾルを測定するために設計・開発されたIn-situ Alpha Air Monitor (IAAM)は高湿度,高線環境で動作し、1F-PCV内で想定される濃度の30倍以上のエアロゾル測定性能が立証された。
エアロゾルモニタリング装置の設計と開発坪田 陽一; 本田 文弥; 床次 眞司*; 玉熊 佑紀*; 中川 貴博; 池田 篤史
no journal, ,
燃料デブリの切断で発生するエアロゾルは吸入したときの内部被ばく影響が大きいため、作業状況の把握や周辺への迅速な情報提供の観点から、作業場所近傍の「その場」での濃度モニタリングが重要である。しかし、1F-PCV内の過酷(高湿度、高線量)環境で高濃度のエアロゾル測定について、従来型線用ダストモニタ(ろ紙集塵・半導体検出器による測定)では、高湿度の影響による検出器誤作動、ろ紙使用に伴う技術的課題(目詰まり・ろ紙交換の困難さ)、濃度測定レンジ(上限)の制限、/線による誤計数等の課題があり、その適用は難しい。本発表では、上述1F過酷環境下におけるエアロゾルの「その場」モニタリングを目的として開発中のIn-situ Alpha Air Monitor (IAAM)の設計と開発について報告する。
