福島の環境回復に係る包括的評価システムの整備に向けた取り組み

齊藤 宏; 野澤 隆; 武宮 博; 関 暁之; 松原 武史; 斎藤 公明; 北村 哲浩

JAEA-Review 2017-040, 34 Pages, 2018/03

JAEA-Review-2017-040.pdf:9.52MB

平成23年3月11日に福島第一原子力発電所の事故が発生し環境中へ大量の放射性物質が放出された。これらは自然の駆動力によって移動、生活圏に到達し健康等に影響を及ぼす可能性が懸念されており、事故状況の把握や影響評価や対策のため調査研究が多く行われている。原子力機構は、取得データと関係省庁等が取得した公開データを収集・整理し「環境モニタリングデータベース」として公開している。また、これらデータ及び既存または開発した計算コードを用いて「統合解析支援環境」の中で事故後の状況再現や将来予測のため解析を行っている。また、これら知見は他研究機関の成果とあわせ「環境回復知識ベース」として一般の方々が理解できるよう公開ウェブサイトにQ&A方式で公開している。これら三要素を包含し「福島の環境回復に係る包括的評価システム」と呼ぶ。これらは本来は相互に関連し一システムとして機能すべきところ、現状では独立して機能している。また、十分にオープンで理解しやすい形で外部に発信されているとは言えない。そこで、データや成果に対しより理解を深めることができ求める情報に容易にたどり着けるよう、当システム全体及び各要素の整備を行っていく。

Change in the electrical performance of GaAs solar cells with InGaAs quantum dot layers by electron irradiation

大島 武; 佐藤 真一郎; 今泉 充*; 中村 徹哉*; 菅谷 武芳*; 松原 浩司*; 仁木 栄*

Solar Energy Materials and Solar Cells, 108, p.263 - 268, 2013/01

https://doi.org/10.1016/j.solmat.2012.09.027

量子ドット(QD)太陽電池の宇宙応用の可能性を調べるため、InGaAs QD層を50層有するGaAs太陽電池に1MeV電子線を110/cm照射した。照射後、短絡電流I,開放電圧V及び最大電力Pは、それぞれ、初期値の80, 90及び55%まで減少した。一方、無QDのGaAs太陽電池は、それらの値は、それぞれ、95, 80及び63%まで低下した。QD太陽電池のIが無QDに比べ大きく劣化した理由は、QD太陽電池の光吸収層が1.1mと無QD太陽電池の660nmに比べ厚く、そのため、発生する照射欠陥が特性劣化に及ぼす影響が大きくなったためと考えられる。一方、光吸収層長に直接影響しないVは、QD太陽電池の方が無QDに比べ劣化が小さく、QDの優れた耐放射線性が示唆された。さらに、照射後の特性回復をAM0光照射下で室温にて調べたところ、両太陽電池ともに特性の回復現象が観測された。QDの有無にかかわらず回復が観察されたことからQD特有の現象ではなく、GaAsのようなIII-V族半導体で報告されている光注入による劣化特性の回復であると考えられる。

Validation of an accident consequence assessment code using field data

松原 武史*; 本間 俊充

Proceedings of International Conference on Environmental Radioactivity (Internet), 5 Pages, 2010/00

環境影響評価に用いられる計算モデルの性能検証には、モデル予測結果と実測データの比較が最適である。確率論的事故影響評価コードOSCAARの陸域生態圏モデルは、IAEA等の国際協力計画におけるチェルノブイリデータを用いたシナリオによって妥当性検証がされてきた。本研究では、原子炉事故で主要なIの甲状腺への取り込みモデルの検証計算について報告する。

Technical considerations for emergency preparedness with a probabilistic accident consequence assessment model

本間 俊充; 木村 仁宣; 松原 武史*; 石川 淳

Proceedings of 9th International Probabilistic Safety Assessment and Management Conference (PSAM-9) (CD-ROM), 6 Pages, 2008/00

It is recognized that good preparedness in advance of an emergency can substantially improve the emergency response to a nuclear or radiological accident. This paper presents the methodology and results of the technical considerations for off-site emergency planning using a probabilistic accident consequence assessment model. Calculations of the off-site consequence have been made of postulated accidents with source terms derived from a generic level 2 PSA of the reference plant in Japan. The preliminary results provided the insights of technical guidance for the development of protective actions such as sheltering, evacuation, and administration of stable iodine.

Testing of an accident consequence assessment model using field data

本間 俊充; 松原 武史; 富田 賢一*

Proceedings of International Symposium on Environmental Modeling and Radioecology, p.196 - 203, 2007/03

環境影響評価に用いられる計算モデルの性能検証には、モデル予測結果と実測データの比較が最適である。確率論的事故影響評価コードOSCAARの陸域生態圏移行モデルは、IAEA等の国際協力計画におけるチェルノブイリデータを用いたシナリオによって妥当性検証がなされてきた。本研究では、原子炉事故で重要なI-131の甲状腺への取り込みとCs-137の長期被ばくモデルの検証計算について報告する。

環境負荷物質陸域移行予測コードMOGRA

天野 光; 高橋 和之*; 内田 滋夫*; 都築 克紀; 松岡 俊吾*; 池田 浩*; 松原 武史*; 黒澤 直弘*

KURRI-KR-80, p.48 - 49, 2001/12

陸域に負荷される放射性物質や重金属等の挙動を解析・予測する目的で開発したMOGRAにつき解説する。MOGRAはさまざまな評価対象系に対応し得る汎用コードであり、動的コンパートメントモデル解析部を中核とし、グラフィカルユーザインターフェイス(GUI)による入出力部やライブラリデータ等から構成されている。評価を行う際には、評価対象となる陸域生態圏を土地利用形態(例えば森林,畑,水田等)等によって分割(モジュール化)し、各モジュールで任意にコンパートメントモデルを設定する。モジュール間の物質の移行に関しても任意に設定できる。例えば畑モジュールの構造を大気から葉菜,土壌各層,地下水といった上下2次元構造とし、さらに隣のモジュールと接続することで擬似3次構造とし、3次元空間での物質移行を評価できる。負荷物質の存在形態ごとの移行評価も可能である。各移行経路の移行係数は、フォートランの自由な数式の記述により設定できる。現在、森林,畑,河川モジュール等のデフォルトを整備し公開準備中である。発表では、MOGRAの解析機能やユーザーインターフェイスの検証と充実化を目的とし設定した。大気-土壌-植物系におけるSr-90の移行を対象とした動的モデルを適用例として示す。MOGRAはGUIを整備した汎用動的コンパートメントモデルであるため、システムダイナミックスの解析にも容易に使える。

放射性物質モニタリングデータベースの現状

関 暁之; 鈴木 健太; 高橋 義知; 松原 武史; 首藤 重雄; 斎藤 公明; 武宮 博; 村上 冶子*

no journal, , 

福島第一原子力発電所事故以来、多くの環境モニタリング調査が行われており、これら調査によって得られた測定データは、放射性物質の分布状況の把握や将来予測に不可欠なデータであり、長期にわたり保存されるべき貴重なデータである。しかしながら、これら測定データは、各実施機関の目的にあわせて主にPDFによる独自の形式で公開されており、かつ、各実施機関により独立なサイトで公開しているため、ユーザが利活用しにくい状況だった。そこで、これら測定データを利活用しやすい統一した形式にまとめ、同じシステムからのデータ取得を可能とした環境モニタリングデータベースを構築した。さらに、このデータベースは数値情報だけでなく、ユーザのニーズに合わせてモニタニング情報を分かり易く可視化して情報を公開した。

Radiation degradation of the electrical performance of InGaAs quantum dot solar cells and its recovery at room temperature

大島 武; 佐藤 真一郎; 今泉 充*; 中村 徹哉*; 菅谷 武芳*; 松原 浩司*; 仁木 栄*

no journal, , 

The radiation degradation of the electrical characteristics of GaAs solar cells which have PiN structures with 50 self-organized InGaAs QD layers and the recovery of their degraded characteristics at room temperature (RT) were investigated, using the in-situ measurement method. The value of open circuit voltage (V) for the InGaAs 50 QD solar cell remains 90% of the initial value after 1MeV electron irradiation at 110/cm, and this value is larger than that for the GaAs solar cell with non QD layers. On the other hand, the values of short circuit current (I) and maximum power (P) for the 50 QD solar cells decrease to approximately 80 and 60% of the initial value after the electron irradiation, respectively. The degradation of I and P for the GaAs solar cells with non QD layers is smaller than those for the 50 QD solar cells. After the irradiation, the annealing behavior of the electrical characteristics for the solar cells was investigated under AM 0 at room temperature. As a result, the recovery of P for both solar cells is observed, and the non QD GaAs solar cell shows relatively large recovery compared to the 50 QD solar cell.

Evaluation of radiation degradation of GaAs solar cells with InGaAs quantum dot layers using radiation induced current

大島 武; 中村 徹哉*; 住田 泰史*; 今泉 充*; 佐藤 真一郎; 菅谷 武芳*; 松原 浩司*; 仁木 栄*; 望月 透*; 岡野 好伸*

no journal, , 

Introduction of highly-stacked well-aligned Quantum Dots (QDs) layers into solar cells are expected to realize their extremely high conversion efficiency. In this study, the current induced in QD solar cells by 1 MeV electron irradiation was evaluated to investigate their degradation response. The samples used in this study were GaAs PiN solar cells with InGaAs QD layers by molecular beam epitaxy (MBE). For comparison, GaAs PiN solar cells with an i-layer were fabricated under the same process without the fabrication of the QD layers. The QD and non QD solar cells were irradiated with 1MeV electrons and their electron-induced currents were measured at applied bias between -300 and 200 mV. As a result, QD solar cells showed applied bias dependence of electron-induced current, and the value of electron-induced current increased with increasing reverse bias. Also, with increasing electron fluence, the electron-induced current decreased. This can be interpreted in terms of a decrease in carrier lifetime due to radiation induced defects. The applied bias dependence for QD solar cells became larger with increasing electron fluence. On the other hand, non QD solar cells did not show the applied bias dependence of electron-induced current before and after irradiation. These results suggest that carriers generated in QD solar cells by electrons recombine in QD layer when the electric field is not high enough.

福島県のCs動態および線量に関する包括的評価システムに関する取組み

長尾 郁弥; 齊藤 宏; 武宮 博; 松原 武史*; 北村 哲浩

no journal, , 

原子力機構では福島県内における放射性セシウムの動態やそれによる被ばく線量を評価するために様々な調査研究を実施している。これらの調査結果に機構外の情報も含めて集約・整理した「環境モニタリングデータベース」、これらのデータと既存または新規開発したコードを用いた解析を集約した「統合解析支援環境」、またこれらの知見をQ&Aの形で分かりやすく取りまとめた「環境回復知識ベース」の三者から成る「包括的評価システム」を整備している。現在環境モニタリングデータベースは国内外から広く利用されており、統合解析支援環境は本年度中の実装を目指している。また、環境回復知識ベースは3月にリニューアルを行い、新規知見の反映やQ&Aの追加・見直し等継続的な更新を行う。今後、三者間の連携を強化するとともに、適時新規データや知見を反映することで、住民の方の不安によりよく答えるシステムとして整備していく。