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佐藤 大樹; 小嶋 健介; 大泉 昭人; 松田 規宏; 岩元 大樹; 久語 輝彦; 坂本 幸夫*; 遠藤 章; 岡嶋 成晃
Journal of Nuclear Science and Technology, 51(5), p.656 - 670, 2014/05
被引用回数：7 パーセンタイル：48.36(Nuclear Science & Technology)東京電力福島第一原子力発電所の事故で放出された放射性物質による環境汚染の修復に向けた除染計画の立案を支援するため、除染前後の空間線量率の計算から除染効果を評価するソフトウェアCDEを開発した。CDEでは、新たに開発した線量率計算手法を用い、短時間に様々な除染シナリオの効果を調べることができる。本論文では、CDEの設計概念、入出力データ、線量率計算手法、精度検証、除染計画の検討及び公開後の利用状況を取りまとめた。空間線量率は、土壌と大気からなる無限平板体型に配置した線源から周囲の領域への単位放射能当たりの線量寄与割合のデータベース(応答関数)に除染対象地域の放射能分布を乗じて計算する。応答関数は、線源核種の放射性セシウムが土壌表面に分布している場合のほか、土壌中に存在する場合についても、複数の深さに対して評価している。開発した手法の検証として、単純化した計算体系における空間線量率と除染範囲の関係をCDEと汎用放射線輸送計算コードPHITSを用いて計算した結果、両者は極めてよい一致を示した。また、伊達市下小国地区における除染前の空間線量率分布をCDEで計算し、実測値と比較した結果、CDEは実際の汚染地域における空間線量率を適切に再現できることを示した。以上から、CDEには十分な予測精度があり、今後の除染計画の立案に活用できることを確認した。
佐藤 大樹; 小嶋 健介; 大泉 昭人; 松田 規宏; 岩元 大樹; 久語 輝彦; 坂本 幸夫*; 遠藤 章; 岡嶋 成晃
Transactions of the American Nuclear Society, 109(1), p.1261 - 1263, 2013/11
放射性物質の放出により汚染された環境の修復に向けた除染計画の立案に資するため、除染前後の空間線量率の計算から除染効果を評価するソフトウェアCDEを開発した。CDEは、土壌と大気からなる無限平板体系に配置した線源から周囲の領域への単位放射能あたりの線量寄与割合のデータベース(応答関数)に除染対象地区における放射能分布をかけあわせ、空間線量率を計算する。応答関数は、線源核種である放射性セシウムが土壌表面に分布している場合のほか、土壌中に存在する場合についても、複数の深さに対して評価している。空間線量率の計算精度検証のために、実際の除染モデル地区の地形及び放射能分布を入力したCDEの計算結果と、NaI(Tl)サーベイメータによる実測値を比較した。その結果、両者は非常によい一致を示した。このことから、CDEの予測精度は十分であり、今後の除染計画の立案に活用できることが確認された。なお、本発表は、2012年9月に開催された第12回放射線遮蔽国際会議(ICRS-12)における口頭発表が、"Best paper of the session"に選出されたため、米国原子力学会(ANS)に推薦され招待講演を行うものである。
佐藤 大樹; 大泉 昭人; 松田 規宏; 小嶋 健介; 久語 輝彦; 坂本 幸夫*; 遠藤 章; 岡嶋 成晃
RIST News, (53), p.12 - 23, 2012/09
福島第一原子力発電所の事故により、環境中に放出された放射性物質に対する効率的な除染計画の立案を支援するために、除染効果評価システムCDEを開発した。CDEはグラフィカル・ユーザー・インターフェースを通した簡便な操作で、除染前後の空間線量率と除染効果(線量率減少係数)をシミュレーションし、その結果を除染対象領域の地形図上に可視化する。本稿では、CDEを用いた除染計画の検討方法の例として、福島県伊達市下小国地区を対象としたケーススタディの結果を示した。具体的には、集落において除染対象領域を順次拡大していった場合や除染方法を変更した場合の除染効果への影響を調べた。その結果、下小国地区の家屋周辺の空間線量率を効果的に低減させるには、一般的な除染方法を採用して、その周辺部の除染から実施することが望ましく、また畑やグラウンドを除染することで集落全体の空間線量率を下げることができるとわかった。本研究により、CDEのようなコンピュータ・シミュレーションを用いた除染計画検討の有用性が示された。
佐藤 大樹; 小嶋 健介; 大泉 昭人; 松田 規宏; 久語 輝彦; 坂本 幸夫*; 遠藤 章; 岡嶋 成晃
JAEA-Research 2012-020, 97 Pages, 2012/08
JAEA-Research-2012-020.pdf:7.32MB
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を受けて、福島県をはじめとする東日本各地では、除染による線量の低減化が期待されている。原子力機構では、除染作業で効果的に線量率を低減させる計画の立案を支援するため、除染効果評価システムCDE(Calculation system for Decontamination Effect)を開発した。CDEは、環境中に分布する放射性セシウムに対して作成した線量寄与データベースを用いて、適用する除染技術に応じた放射性物質の除去効果(除染係数)から、除染前後の空間線量率を計算する。これにより、除染効果を示す線量率の減少(線量率減少係数)が得られ、その結果は除染対象地域の地図上に可視化される。計算結果の妥当性は、3次元放射線輸送コードPHITSを用いた除染領域と線量低減効果の解析結果と比較して検討した。これにより、CDEは短時間の計算で、PHITSによる解析と同等の精度で結果を与えることが確認された。本報告書では、CDEの概要,計算手法,検証解析を示すとともに、付録として線量計算プログラムのソースコードと取扱説明書を掲載する。
岩元 洋介; 佐藤 大樹; 遠藤 章; 坂本 幸夫; 呉田 昌俊; 久語 輝彦
JAEA-Technology 2011-026, 18 Pages, 2011/09
JAEA-Technology-2011-026.pdf:4.05MBJAEA-Technology-2011-026(errata).pdf:0.24MB
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による環境汚染の回復対策の一環として、汚染土壌の除染領域と線量低減効果の検討を行うために、長時間人が滞在する住居,学校等に相当する幾つかの代表的な広さの土地を対象に、粒子・重イオン輸送計算コードPHITSを用いて汚染土壌の除染領域と線量率低減比との関係を詳細に計算した。また、この計算結果から任意の除染率、除染半径に対する中心位置での線量率低減比を評価する簡易式を提案した。Cs-137により汚染された土壌の除染係数DF=10(除染率90%)の場合、宅地中心での線量率は、宅地領域を含み中心から半径100mまでの領域を除染すれば約5分の1に低下することがわかった。また、敷地境界の半径が200m以内の敷地を対象とすれば、敷地境界内のほぼ全域にわたって一様な線量率低減比を得るには、敷地領域からさらに外側約30%大きな範囲まで除染する必要があることがわかった。
佐藤 達彦; 仁井田 浩二*; Shurshakov, V. A.*; Yarmanova, E. N.*; Nikolaev, I. V.*; 岩瀬 宏*; Sihver, L.*; Mancusi, D.*; 遠藤 章; 松田 規宏; et al.
Cosmic Research, 49(4), p.319 - 324, 2011/08
被引用回数：11 パーセンタイル：60.36(Engineering, Aerospace)重イオン輸送計算コードは、宇宙船の遮へい効果を評価するために不可欠なツールである。そこで、われわれは、200GeVまでの粒子・重イオンの3次元空間における挙動を模擬できるシミュレーションコードPHITSを開発している。このPHITSを用いて、国際宇宙ステーション・ロシアサービスモジュール内における放射線環境を評価した。その結果、宇宙飛行士の寝室外壁に設置した水タオルは、線量を効果的に減衰することが明らかとなった。発表では、この評価結果も含め、PHITSの宇宙開発への適用例を紹介する。
from 140 MeV proton incident reactions岩元 洋介; 佐藤 大樹; 中根 佳弘; 中島 宏; 遠藤 章; 坂本 幸夫; 萩原 雅之*; 岩瀬 広*; 八島 浩*; 民井 淳*; et al.
Journal of the Korean Physical Society, 59(2), p.1753 - 1756, 2011/08
被引用回数：2 パーセンタイル：20.16(Physics, Multidisciplinary)中性子放出強度に関する180度方向のエネルギースペクトルは、角度依存性を示すデータのベースラインとなっており、中性子生成反応機構解明で重要なデータとなっている。計算コードの精度検証用データを入手するため、140MeV陽子入射による炭素及び鉄ターゲットの180度方向の中性子生成収率を大阪大学核物理研究センターで行った。1MeV以上の中性子のエネルギースペクトルを飛行時間法を用いて得た。ロスアラモス国立研究所でのMeierらによる113MeV陽子入射の150度方向の中性子エネルギー収率と比較したところ、入射エネルギー及び角度が少し異なるがよく一致した。PHITSコードに組み込まれている物理モデル(Bertini, ISOBAR, JQMD)と比較したところ、ISOBARとJQMDによる計算結果はおおむね実験結果を再現するが、Bertiniモデルは原子核内での核子-核子衝突を記述できていないために10MeV以上の中性子放出が見られなかった。
佐藤 大樹; 岩元 洋介; 萩原 雅之*; 岩瀬 広*; 八島 浩*; 佐波 俊哉*; 佐藤 達彦; 遠藤 章; 坂本 幸夫; 中根 佳弘; et al.
Progress in Nuclear Science and Technology (Internet), 1, p.20 - 23, 2011/02
大阪大学核物理研究センター(RCNP)の準単色中性子場において、約100MeV以上の中間エネルギー領域での中性子弾性散乱断面積の測定手法を開発した。
Li(p,n)反応を用い生成した準単色中性子ビームは、コリメータを通して約10m下流の散乱サンプルに導かれる。サンプルに入射した中性子は、原子核との相互作用により散乱され、散乱角度ごとに設置された液体有機シンチレータにより検出される。この際、シンチレータに到達するまでの飛行時間(TOF)を測定することにより、弾性散乱イベントと非弾性散乱イベントを弁別する。弾性散乱イベントと近いTOFを示す低励起準位からの非弾性散乱イベントは、核反応計算コードTALYSを用いて補正した。134MeV中性子の炭素原子核に対する弾性散乱断面積における補正量は10%以下であった。得られた実験データを反跳陽子法により取得されたデータと比較したところ、両者はよく一致した。このことから、本研究で開発した測定手法により、複雑な測定系と強力なビーム強度を必要とする反跳陽子法と同程度の精度で、中間エネルギー領域の中性子弾性散乱断面積を導出できることがわかった。
佐藤 大樹; 岩元 洋介; 萩原 雅之*; 岩瀬 広*; 八島 浩*; 佐藤 達彦; 遠藤 章; 坂本 幸夫; 中根 佳弘; 中島 宏; et al.
Radiation Measurements, 45(10), p.1159 - 1162, 2010/12
被引用回数：1 パーセンタイル：9.99(Nuclear Science & Technology)大阪大学核物理研究センター(RCNP)において、134MeV準単色中性子ビームを用い炭素原子核に対する中性子弾性散乱断面積を測定した。測定角度は、実験室系で6, 8及び15とし、検出器には直径12.7cm厚さ12.7cmの液体有機シンチレータを用いた。断面積は、オフライン解析において散乱中性子の飛行時間情報から弾性散乱イベントを選択的に取り出し、導出した。得られた結果を、米国カリフォルニア大学Davis校(U.C. Davis)のグループが反跳陽子スペクトロメータを用いて取得した実験値、及び核データライブラリー(JENDL/HE-2007及びENDF/B-VII.0)に格納された評価値と比較した。本実験の結果は、U.C. Davisのデータとよく一致した。このことは、本研究で提案した飛行時間法に基づく測定手法が、中間エネルギー領域の弾性散乱断面積の測定に対して有効であることを示す。また、前方角度領域において、ENDF/B-VII.0の評価値は実験値とよく一致するが、JENDL/HE-2007は30%程度過小評価していることを示した。
for the 140 MeV proton incident reactions on carbon, iron, and gold岩元 洋介; 佐藤 大樹; 萩原 雅之*; 八島 浩*; 中根 佳弘; 民井 淳*; 岩瀬 広*; 遠藤 章; 中島 宏; 坂本 幸夫; et al.
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 620(2-3), p.484 - 489, 2010/08
被引用回数：8 パーセンタイル：51.6(Instruments & Instrumentation)中性子放出強度に関する180度方向のエネルギースペクトルは、角度依存性を示すデータのベースラインとなっており、中性子生成反応機構解明で重要なデータとなっている。そこで、陽子入射による炭素,鉄及び金ターゲットの180度方向の中性子生成収率測定を大阪大学核物理研究センターRCNPで行った。測定データをPHITSコードに組み込まれている物理モデル(Bertini, ISOBAR, JQMD)と比較したところ、中重核である鉄及び金に関しては、ISOBARとJQMDによる計算結果はおおむね実験結果を再現し、特に金に関しては一致が良かった。一方炭素に関しては軽核で核構造の影響が大きく、現状の物理モデルではそれを再現できないためすべての計算結果で一致は良くなく、物理モデルの改良が必要であることがわかった。
山口 恭弘; 遠藤 章; 坂本 幸夫
JAERI-Conf 2001-006, p.96 - 100, 2001/03
放射線防護では、外部被ばく及び内部被ばく線量を評価するために、種々の換算係数が使われている。これらの換算係数は、放射能等の測定可能な量と測定が不可能な体内の被ばく線量を定量的に関係付ける重要な役割を果たしている。換算係数の計算では、数学人体模型とモンテカルロ放射線輸送計算コードを組み合わせた手法が用いられるが、このほかに断面積データや核種から放出される放射線に関するデータも不可欠である。このように、放射線防護の分野においても核データが使われており、重要な役割を果たしている。
坂本 幸夫; 遠藤 章; 津田 修一; 高橋 史明; 山口 恭弘
JAERI-Data/Code 2000-044, 191 Pages, 2001/01
JAERI-Data-Code-2000-044.pdf:7.19MB
放射性物質や放射線発生装置を扱う施設の遮へい計算では、スペクトル計算をすることなく、遮へい計算定数を用いて線量を直接評価する方法が、簡便かつ有効であり、広く用いられている。ICRP1990年勧告の国内制度等への取り入れで今後実効線量の評価が必要となる。本報告は、光子・中性子及びベータ線からの制動輻射線に対して、実効線量を評価するための遮へい計算定数をまとめたものである。単色光子に関して、ピルドアップ係数、実効換算係数、及び線量の透過率を整備した。RIからのガンマ線・X線, ベータ線源からの制動輻射線及び中性子源に対して線量率定数及び遮へい体での線量の透過率を整備した。
遠藤 章; 山口 恭弘; 坂本 幸夫; 吉澤 道夫; 津田 修一
Radiation Protection Dosimetry, 93(3), p.207 - 214, 2001/00
被引用回数：6 パーセンタイル：44.09(Environmental Sciences)JCO臨界事故における事故現場周辺の主たる放射線被ばくは、ウラン溶液が注がれた沈殿槽内の核分裂反応で発生した中性子及び
線によってもたらされた。そこで、周辺住民の線量を評価するために、JCO敷地内外におけるモニタリングデータ及び放射線輸送シミュレーション手法を用いて、周辺環境における中性子及び線の線量当量を評価した。事故発生から終息までの期間における時刻及び距離ごとの積算線量を算出した。その結果、避難要請が行われた350m圏以遠の住民等の線量は、1mSv以下と推定された。本評価値は、家屋の遮蔽性能及び行動調査とあわせて、各個人の線量を推定するための基礎データとなった。
線による周辺住民の線量評価遠藤 章; 山口 恭弘; 坂本 幸夫; 津田 修一; 吉澤 道夫
JAERI-Conf 2000-012, p.26 - 27, 2000/07
JCO臨界事故におけるサイト周辺の主たる放射線被ばくは、ウラン溶液が注がれた沈殿槽内の核分裂反応で発生した中性子及び線によってもたらされた。そこで、周辺住民の被ばく線量を評価するために、JCO敷地内外におけるモニタリング結果を用いて、事故発生から臨界停止時までの周辺環境における中性子及び線の線量当量を計算した。また、家屋を構成する壁、屋根等の部材に対する中性子及び線の透過率を計算し、家屋種別毎の遮蔽効果を評価した。これらの計算結果を住民等の行動調査に適用し、各個人の線量を評価した。
篠原 孝司*; 星野 克道; 白岩 俊一*; 花田 和明*; 遠山 濶志*; 三浦 幸俊; 鈴木 紀男; 山岸 健一*; 及川 聡洋*; 戸塚 裕彦*; et al.
Fusion Engineering and Design, 34-35, p.433 - 436, 1997/00
被引用回数：4 パーセンタイル：37.13(Nuclear Science & Technology)JFT-2での正常波反射計によるプラズマの密度揺動の測定結果について報告する。波の位相差は「暴走位相」すなわち、予想される位相変化よりかなり大きな変化を示す。この原因については、種々の原因が考えられるが未だ同定するに至っていない。しかし、高速サンプリングを行い位相の時間発展を詳細に調べてみると、位相はステップ状に変化していることがわかった。その平坦部の密度揺動は、規格化小半径0.8で1%(OH加熱のみ)、Lモードで4%、小半径0.9で10%(Hモード)となっていることがわかった。また、この揺動は100kHz付近にピークをもつスペクトルをもつことがわかった。これをドリフト波周波数と比較した。
広瀬 正史*; 遠藤 雅行*; 七島 建志*; 土井 基尾*; 榎本 俊彦*; 鈴木 幸夫*; 関口 善之*; 山本 寿*
PNC TN941 79-91, 81 Pages, 1978/12
補助冷却系は、主冷却系による熱除去が期待出来なくなった時、炉内ナトリウムレベル低下時、及び炉内検査時に崩壊熱除去系として用いられる。その設計除熱量は2.6MWtであり、本試験はその除熱能力を確認するものである。 本試験は原子炉熱出力を求め易いよう炉内ナトリウムレベルを下げ、又試験中の異常時に崩壊熱を冷却材熱容量で吸収させるため、冷却材温度を定格条件より下げて行った(A/C出口250
に設定)。 試験は原子炉出力1.16MWt、及び2.16MWtにて定常状態を保ち測定を行い、測定結果より定格条件での除熱能力を推定した。 試験結果‥試験温度条件において原子炉出力2.16MWtに対応する補助冷却器入口ベーン開度は72%であった。これを定格温度条件に外挿すると原子炉出力2.6MWtにおいてはベーン開度に余裕があり、(定格条件をさらに延長すれば)その最大除熱能力は約3.1MWtと推定された。
塚田 隆; 宇賀地 弘和; 加治 芳行; 三輪 幸夫; 中野 純一; 松井 義典; 遠藤 慎也; 加藤 佳明; 永田 暢秋*; 堂崎 浩二*; et al.
no journal, ,
照射誘起応力腐食割れ(IASCC)は、近年軽水炉の炉内構造材の健全性・信頼性にかかわる重要な検討課題とされている。このため、JMTR炉内における照射下IASCC発生試験を、あらかじめ5
10
n/m
又は110
n/mまで予備照射した試験片を用いて、沸騰水型軽水炉(BWR)の炉内を模擬する環境において実施した。照射材の炉内試験及び炉外試験の結果から、今回試験を行った条件の場合には、炉内における中性子/線照射と応力/水環境の作用が重畳することの著しい影響は見いだされなかった。炉内照射下試験片の表面に微少な割れが観察され、その形態からそれらはSCCの発生であると見なせることを、炉外試験の結果から考察した。
佐藤 大樹; 岩元 洋介; 佐藤 達彦; 遠藤 章; 坂本 幸夫; 中根 佳弘; 中島 宏; 萩原 雅之*; 岩瀬 広*; 八島 浩*; et al.
no journal, ,
大阪大学核物理研究センター(RCNP)において、134MeV準単色中性子ビームを用い炭素原子核に対する中性子弾性散乱断面積を測定した。測定角度は、実験室系で6, 8及び15とし、検出器には直径12.7cm厚さ12.7cmの液体有機シンチレータを用いた。断面積は、オフライン解析において散乱中性子の飛行時間情報から弾性散乱イベントを選択的に取り出し、導出した。得られた結果を、米国カリフォルニア大学Davis校(U.C. Davis)のグループが反跳陽子スペクトロメータを用いて取得した実験値、及び核データライブラリー(JENDL/HE-2007及びENDF/B-VII.0)に格納された評価値と比較した。本実験の結果は、U.C. Davisのデータとよく一致した。このことは、本研究で提案した飛行時間法に基づく測定手法が、中間エネルギー領域の弾性散乱断面積の測定に対して有効であることを示す。また、前方角度領域において、ENDF/B-VII.0の評価値は実験値とよく一致するが、JENDL/HE-2007は30
程度過小評価していることを示した。
佐藤 大樹; 小嶋 健介; 大泉 昭人; 松田 規宏; 岩元 大樹; 久語 輝彦; 坂本 幸夫; 遠藤 章; 岡嶋 成晃
no journal, ,
福島第一原子力発電所事故により土壌に堆積した放射性物質の除染作業の支援を目的とした、除染効果評価システム(CDE)を開発した。本発表では、システムの概要と操作方法についてデモンストレーションを交えて紹介する。
佐藤 大樹; 小嶋 健介; 大泉 昭人; 松田 規宏; 岩元 大樹; 久語 輝彦; 坂本 幸夫; 遠藤 章; 岡嶋 成晃
no journal, ,
東京電力福島第一原子力発電所の事故に伴い、大量の放射性物質が環境中に放出された。これらは、広範囲に渡って土壌表面に沈着し、地表面近傍における空間線量率を上昇させている。この汚染環境の修復に向けた除染戦略の立案に資するため、想定した区画での除染作業の前後における空間線量率計算から除染効果を評価するソフトウェアCDE(Calculation system for Decontamination Effect)を開発し、機構ホームページより無償外部提供を行っている。CDEは、除染対象地域の地図上に設定したメッシュに対して入力した表面汚染密度と除染係数から、除染前後の空間線量率及び除染効果を表す線量率減少係数を計算する。線源核種としては、現在環境に広く分布している放射性セシウム(
Cs及び
Cs)を考慮している。CDEを用いて、除染モデル地域における除染前後の空間線量率を評価した。また、3次元放射線輸送コードPHITSを用いて、同地域の詳細な放射線輸送解析に基づいた空間線量率を計算し、CDEの結果と比較した。両者は極めてよく一致しており、CDEはPHITSコードによる詳細解析と同程度の線量予測精度を有することが確認された。一方、計算時間は、PHITSコードが数10時間要したのに対し、CDEは10秒程度で完了した。このことは、CDEの利用によって、さまざまな除染シナリオからの最適手法の選定を、迅速かつ高精度に実施できることを示す。
