A Modeling study on the oceanic dispersion and sedimentation of radionuclides off the coast of Fukushima

上平 雄基; 内山 雄介*; 川村 英之; 小林 卓也; 乙坂 重嘉*

Journal of Environmental Radioactivity, 238-239, p.106724_1 - 106724_16, 2021/11

https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2021.106724

放射性核種の海水及び海底堆積物間の移行を考慮した3次元海洋拡散モデルを開発した。福島沿岸の海底堆積物中のCs-137の再解析を行い、福島第一原子力発電所事故に由来する溶存態Cs-137の海底堆積物への移行メカニズムを調べた。モデルと観測データの比較により、モデルが海洋構造と海水および海底堆積物中のCs-137濃度を十分に再現できることが示された。また、事故後の福島沿岸の堆積物中のCs-137分布は、原発からのCs-137直接海洋放出の影響が顕著であった2011年6月までに、主に溶存相からの吸着により形成されたことが示された。

Vertical distribution of I released from the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant in the Kuroshio and Oyashio current areas

鈴木 崇史; 乙坂 重嘉; 桑原 潤; 川村 英之; 小林 卓也

Marine Chemistry, 204, p.163 - 171, 2018/08

https://doi.org/10.1016/j.marchem.2018.07.007

福島第一原子力発電所から放出された放射性物質の深さ方向への移行を調べる事を目的に、親潮,黒潮、及びそれらの混合海域においてヨウ素129(I)の鉛直分布を明らかにした。福島第一原子力発電所起因のIは親潮及び混合海域においては表層で、黒潮海域においては亜表層で観測された。親潮及び混合海域で観測されたI/Csは福島第一原子力発電所の原子炉内のそれより高いことが明らかとなった。高いI/Csは、(1)事故時に放射性ヨウ素は放射性セシウムより放出されやすかった、(2)汚染地域からIが再放出され、大気経由で沈着した、(3)放射性セシウムが除去された汚染水が観測地点に到達した可能性が示唆された。また亜表層で観測された福島第一原子力発電所起因のIは黒潮続流の蛇行によって運び込まれたと考えられる。、

Numerical experiment for strontium-90 and cesium-137 in the Japan Sea

川村 英之; 伊藤 集通; 小林 卓也; 乙坂 重嘉; 広瀬 直毅*; 外川 織彦

Journal of Oceanography, 66(5), p.649 - 662, 2010/10

https://doi.org/10.1007/s10872-010-0053-5

日本海におけるストロンチウム90とセシウム137の濃度分布と全存在量を計算するために数値実験を行った。モデル結果は、日本原子力研究開発機構が1997年から2002年の間に行った日本海海洋調査で得られた観測結果とよく一致した。表層におけるストロンチウム90濃度とセシウム137濃度は、それぞれ1.0-1.5Bq/mと2.0-2.5Bq/mの範囲であり、これらは北西太平洋における表層濃度と同程度である。しかしながら、中深層における濃度は外洋に比べて高く、このことは日本海において冬季の鉛直混合が活発であることを示唆している。数値実験により見積もられた日本海の海水中に含まれるストロンチウム90とセシウム137の全存在量は1.34PBq(1PBq=10Bq)と2.02PBqとなり、これらは日本海海洋調査で得られた観測データから計算された値と同程度であった。また、ストロンチウム90とセシウム137の全存在量の経年変化を計算し、1960年代半ばにそれぞれ4.86PBqと7.33PBqの最大値を示すことがわかった。

Establishment of database for Japan Sea parameters on marine environment and radioactivity (JASPER), 2; Radiocarbon and oceanographic properties

乙坂 重嘉; 鈴木 崇史; 田中 孝幸; 伊藤 集通; 小林 卓也; 川村 英之; 皆川 昌幸*; 荒巻 能史*; 千手 智晴*; 外川 織彦

JAEA-Data/Code 2009-020, 27 Pages, 2010/02

JAEA-Data-Code-2009-020.pdf:2.45MB

原子力機構が実施した日本海海洋調査の最終成果物のひとつとして、日本海の海洋環境パラメータと放射性核種に関するデータベース(JASPER)の第1巻が2007年に公開された。第1巻では、代表的な人工放射性核種(ストロンチウム-90,セシウム-137及びプルトニウム-239,240)について、海水及び海底土中の濃度データが収録された。今回はその第2巻として、海水中の放射性炭素同位体比データと、栄養塩濃度(ケイ酸,リン酸,硝酸及び亜硝酸)を含む海洋学的指標(塩分,水温,溶存酸素濃度)のデータが公開される。この第2巻には、現時点で20,398データレコードの登録があり、その内訳は、放射性炭素が1,660データ,水温が2,695データ,塩分が2,883データ,溶存酸素濃度が2,109データ,栄養塩濃度が11,051データである。このデータベースは、人工放射性核種による日本海の汚染状況の継続的な監視,日本海内の生物地球化学的循環,数値シミュレーションモデルの開発検証の各分野において強力なツールとなることが期待される。

Estimation of total amounts of anthropogenic radionuclides in the Japan Sea

伊藤 集通; 乙坂 重嘉; 川村 英之

Journal of Nuclear Science and Technology, 44(6), p.912 - 922, 2007/06

https://doi.org/10.3327/jnst.44.912

日本海における人工放射性核種「Sr, Cs, Pu」の全存在量を初めて見積もった。各調査地点における海水及び海底堆積物中の核種インベントリ、そしてその合計である全インベントリは調査地点の水深に対応して変動することがわかった。そしてSr, Cs, Puに対する全インベントリはそれぞれ、0.52-2.8kBqm, 0.64-4.1kBqm, 27-122Bqmの範囲にあった。海水,海底堆積物中の核種インベントリの測点水深への依存性と格子化水深データを用いて見積もられた日本海における全存在量はSrで約1.20.4PBq, Csで約1.80.7PBq, Puで約6914TBqとなり、これらの総量はおよそ3.1PBqであった。これら3核種の存在量比(Sr:Cs:Pu)は1.0:1.6:0.059でプルトニウムの選択的な蓄積を示唆した。これは存在量と供給量のバランスからも支持されており、それは、SrとCsについては存在量と供給量がほぼ同じレベルにあるが、Puにおいては存在量が 40%弱の超過になっていることを示した。なお、この研究は、日本とロシアの排他的経済水域を網羅して、1997-2003年に実施された広域調査プロジェクト「日本海海洋調査」で得られたデータに基づいて行われた。

Anthropogenic radionuclides in seawater of the Japan Sea; The Results of recent observations and the temporal change of concentrations

伊藤 集通; 荒巻 能史*; 乙坂 重嘉; 鈴木 崇史; 外川 織彦; 小林 卓也; 川村 英之; 天野 光; 千手 智晴*; Chaykovskaya, E. L.*; et al.

Journal of Nuclear Science and Technology, 42(1), p.90 - 100, 2005/01

https://doi.org/10.3327/jnst.42.90

1996-2002年の期間、日露の研究機関の協力で人工放射性核種の広域調査プロジェクトが日露の両排他的経済水域にまたがった日本海で実施された。本プロジェクトの目的は、Sr, Cs, Pu等の核種の海洋中での移行を明らかにすることである。2001-2002年には4回の調査航海が実施された。これら調査で得られた放射性核種の濃度とその分布はこれまでに得られた知見の範囲内であったことから、現在日本海に対する新たな放射性核種源となるような事故,投棄あるいは過去の廃棄物からの漏洩等が発生していないことが確認された。また、海水中におけるインベントリは、グローバルフォールアウトで同緯度帯の海洋にもたらされた量の約2倍であり、日本海におけるそれら核種の蓄積が示された。さらに、亜表層におけるSr及びCs濃度が日本海の広い範囲で時間変動していることが明らかとなり、溶存酸素データとの比較解析により、この時間変動は日本海の上部の水塊移動と関連付けられた。

新型酸回収蒸発缶(新材料製)の詳細設計(2/2)

横山 博巨*; 金沢 俊夫*; 福間 忠士*; 為清 好三*; 柳田 甲二*; 降矢 喬*; 河野 弘志*; 伊藤 圭二*; 白倉 貴雄*; 柏原 晋一郎*; et al.

PNC TN8410 87-086VOL2, 944 Pages, 1986/09

PNC-TN8410-87-086VOL2.pdf:32.16MB

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日本海における人工放射性核種の蓄積量の見積もり

伊藤 集通; 乙坂 重嘉; 川村 英之

no journal, , 

日本海における放射性核種の存在量の把握と、これらの移行過程及び海水等の循環過程の解明を目的として、日本海の日本とロシアの排他的経済水域内での調査研究を1997-2002年の期間に行った。その結果として、海水中,海底土中の人工放射性核種の濃度レベル及び分布、並びに移行に関して個別に報告を行ってきたが、今回は、日本海における人工放射性核種の全存在量について報告する。溶存態核種に分類されるSr及びCsの全存在量は、それぞれ、5502900Bq/m, 6804400Bq/mの範囲にあった。全存在量の測点間の差は、基本的には各測点の水深の違いに依存しており、海域の違いによる目立った差は見られなかった。海水中と海底土中での存在量の比を見ると、多くの測点で全存在量の99%以上を海水中の存在量が占めていたが、大和海盆の縁辺部では海底土中の存在量の寄与が、Srで約19%、Csで約327%と比較的大きくなっていた。一方、粒子親和性の強いPuでは、全存在量は、37136Bq/mで、基本的には測点の水深に依存するものの、大和海盆内でのばらつきが大きく、とくに、Sr及びCsで海底土中の存在量の比率が大きくなっていた大和海盆縁辺部の測点では、海底土中の存在量が全体の50%を越え、最大では93%に達する結果を得た。

日本海における物質循環モデルの開発について

川村 英之; 小林 卓也; 伊藤 集通; 乙坂 重嘉; 外川 織彦; 鬼塚 剛*; 広瀬 直毅*

no journal, , 

原子力機構が1997年から2002年の間に行った日本海海洋調査で明らかになった知見を数値モデルで解明するために、現在日本海における物質循環モデルの開発を行っている。日本海物質循環モデルは、海洋大循環モデル・海洋中放射性核種移行モデル・低次生態系モデルから構成されている。現在、Sr-90とCs-137を海洋大循環モデルの中にトレーサーとして組み込み、核実験起源の大気降下量を海面境界条件とした予備実験を行っている。その結果、Sr-90とCs-137の表層濃度は1960年代に最大で、それぞれ約6Bq/m, 7Bq/mとなり、その後徐々に濃度は小さくなって1990年代には約2Bq/m, 3Bq/mと計算され、これらの経年変化は観測結果と一致した。また、2001年に補正した日本海全域に含まれるSr-90とCs-137の全存在量は、それぞれ約1.34PBq, 2.02PBqとなり、観測データから見積もられた値に近いものとなった。

福島沖海底堆積物中の放射性核種の移行解析

小林 卓也; 川村 英之; 乙坂 重嘉

no journal, , 

福島第一原子力発電所から海洋へ放出された放射性核種(Cs-137)について、海水中に存在する粒子状物質への吸脱着、海底への堆積及び海底からの再浮遊を考慮した拡散シミュレーションを実施し、福島沖海域近傍における放射性核種の拡散挙動を予測した。堆積物の放射性核種濃度は、大気沈着によって2011年3月16日までに福島第一原発周辺海域で高濃度域が出現し、低濃度であるが宮城・福島・茨城の沿岸に沿って広く分布した。その後海洋への直接漏洩に伴い沿岸域を中心に高い濃度の分布域が出現した。計算領域における堆積物中放射性核種濃度の積算値の時系列によると、濃度は3月27日から急激に増加し、4月21日にピークとなり、4月26日から減少する傾向を示した。すなわち、堆積物中の放射性核種の初期分布は事故発生から約40日で形成されたことが示唆された。