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報告書

原子力緊急時における公衆の被ばく線量評価に関する調査と検討

橋本 周; 木名瀬 栄; 宗像 雅広; 村山 卓; 高橋 聖; 高田 千恵; 岡本 明子; 早川 剛; 助川 正人; 久米 伸英*; et al.

JAEA-Review 2020-071, 53 Pages, 2021/03

JAEA-Review-2020-071.pdf:2.72MB

原子力機構は、災害対策基本法及び武力攻撃事態対処法に基づく指定公共機関として、原子力災害や放射線緊急事態が発生した場合には、災害対応に当たる国や地方公共団体の要請に応じて人的・技術的支援を行う。防災基本計画及び原子力災害対策マニュアルでは、原子力機構は原子力緊急時において公衆の被ばく線量の推計・把握を支援することが要求されている。しかし、その支援について、基本方策,調査対象,調査方法,実施体制等について具体的かつ詳細には検討されていない。本報告では、公衆の緊急時被ばく線量の推計・把握に関する技術的支援について、原子力緊急時支援・研修センター内に設置された「緊急時の線量評価検討WG」において調査・考察した結果を報告することにより、国や地方公共団体、及び原子力機構内における今後の具体的かつ詳細な検討及び活動に貢献することを目的とする。

論文

Development of an evaluation method for planning of urgent protection strategies in a nuclear emergency using a level 3 probabilistic risk assessment

木村 仁宣; 小栗 朋美*; 石川 淳; 宗像 雅広

Journal of Nuclear Science and Technology, 58(3), p.278 - 291, 2021/03

 被引用回数:0 パーセンタイル:0.01(Nuclear Science & Technology)

原子力事故時の緊急時計画策定に資するため、レベル3PRAコードOSCAARを用いた緊急防護措置戦略の評価手法を開発した。OSCAARは、与えられた事故シナリオに対し、事故の初期段階に受ける被ばく線量を計算し、避難、屋内退避、安定ヨウ素剤の服用といった緊急防護措置の実施による被ばく低減効果を評価できる。本研究では、ある事故シナリオに対し、予防的防護措置を準備する区域(PAZ)及び緊急防護措置を準備する区域(UPZ)での緊急防護措置の組み合わせを検討し、これら防護措置を実施した際の被ばく線量をOSCAARで計算した。その後、OSCAARの防護措置モデルに対する感度解析を行い、国際原子力機関(IAEA)の包括的判断基準を下回る被ばく線量に低減させることで防護措置戦略を最適化した。結果として、PAZ内では予防的避難、UPZ内では屋内避難後に避難、コンクリート家屋または一般家屋での屋内退避、安定ヨウ素剤の服用を組み合わせることで、効果的な緊急防護措置戦略を策定することができた。本手法は、事故シナリオに応じた効果的な緊急防護戦略を策定する上で非常に有用である。

報告書

地下水流動解析コードMIG2DF第2版の開発

高井 静霞; 木村 英雄*; 打越 絵美子*; 宗像 雅広; 武田 聖司

JAEA-Data/Code 2020-007, 174 Pages, 2020/09

JAEA-Data-Code-2020-007.pdf:4.23MB

計算コードMIG2DFは、放射性廃棄物地中処分の安全評価を目的とした多孔質媒体中における地下水流・核種移行解析コードとして、平成4年に第1版が開発された。MIG2DF第1版では、2次元(鉛直断面・水平面および軸対称3次元)の有限要素法によるモデルに対し、密度を考慮した飽和-不飽和地下水流解析及び核種移行解析を行うことが可能である。一方放射性廃棄物地中処分では、長期的な地質・気候関連事象として、サイトに応じた隆起・侵食による地形変化や、沿岸域においては海水準変動に伴う塩淡境界の変化による地下水流動への影響を合わせて考慮する必要がある。こうした事象に対する評価手法を整備するために、本グループではMIG2DF第1版に対する改良、および、非定常な地形変化に対応したMIG2DFによる解析を可能とするための外部プログラムの整備を行っている。これらの開発のうち、本報告書ではMIG2DF第1版を改良した第2版について、その構成・解法・使用方法・検証計算を示す。また本報告書では、整備したMIG2DFの複数の外部プログラムのうち、地下水流路解析コード(PASS-TRAC)、解析用データセット作成コード(PASS-PRE)、および、ポスト表示コード(PASS-POST)についても構成・解法・使用方法を示す。

報告書

安定ヨウ素剤服用による甲状腺被ばく低減係数データベースの開発(受託研究)

木村 仁宣; 宗像 雅広; 波戸 真治*; 菅野 光大*

JAEA-Data/Code 2020-002, 38 Pages, 2020/03

JAEA-Data-Code-2020-002.pdf:3.23MB

原子力事故に対する緊急時計画策定のための技術的知見を得るため、原子力機構が開発した確率論的事故影響評価(レベル3PRA)コードOSCAARを用いて、様々な事故シナリオに対し、様々な早期防護措置の実施による被ばく低減効果の評価を進めている。放射性ヨウ素の吸入による甲状腺被ばく線量を低減させるため、安定ヨウ素剤服用は有効な早期防護措置である。安定ヨウ素剤の効果を最大限にするためには服用時期が重要であり、そのため、緊急時計画策定にあたり安定ヨウ素剤服用の最も効果的な実施方法をあらかじめ検討しておく必要がある。本研究では、安定ヨウ素剤の服用による甲状腺負荷量を評価できるヨウ素代謝モデル(Johnsonモデル)に、国際放射線防護委員会(ICRP)Publ.66の呼吸気道モデル及びPubl.30の胃腸管モデルを取り入れることで、安定ヨウ素剤の服用効果を考慮した、より現実的な甲状腺の内部被ばく線量評価を行うことができるヨウ素代謝モデルを新たに開発した。さらに、OSCAARコードの評価に用いるため、開発したヨウ素代謝モデルを用いて安定ヨウ素剤の服用時期に応じた甲状腺被ばく低減係数のデータベースを整備した。

論文

Development of an external radiation dose estimation model for children returning to their homes in areas affected by the Fukushima Nuclear Accident

森 愛理; 高原 省五; 吉田 浩子*; 眞田 幸尚; 宗像 雅広

Health Physics, 117(6), p.606 - 617, 2019/12

 被引用回数:0 パーセンタイル:0.01(Environmental Sciences)

On 1 April 2017, evacuation orders in large areas were lifted. To estimate external radiation doses to children after returning to these areas, a dose estimation model based on a probabilistic approach has been developed. Validation of the model in an area for which individual personal dosimetry measurements were available show that it is valid for infants, kindergarteners, 3rd to 6th grade elementary school students, and junior high school students. As a result of our estimations, 95th percentile doses to all age groups were less than 20 mSv y$$^{-1}$$ in period from 2017 to 2020 and in all areas. Doses in some areas were less than 1 mSv y$$^{-1}$$, which is the long-term dosimetric target set by Japanese government. It is noted that our results are preliminary. To estimate doses to the children precisely, further considerations for assumptions and limitations on the environmental contamination conditions and behavioral patterns of children will be needed.

論文

Investigation on the influence of additional protective measures on sheltering effectiveness for internal exposure

廣内 淳; 高原 省五; 駒ヶ峯 弘志*; 宗像 雅広

Proceedings of Asian Symposium on Risk Assessment and Management 2019 (ASRAM 2019) (USB Flash Drive), 7 Pages, 2019/09

屋内退避による内部被ばくの低減効果を高めるための手段の一つとして空気清浄機の稼動が挙げられる。低減効果を最も効果的に高める空気清浄機の稼動方法を検討するために、本研究では、空気清浄機の除去効率を実験的に調査し、その実験結果を用いて低減効果を計算した。その結果、空気清浄機の風量が大きいほど低減効果がより高まることが示された。

論文

Influence of artificial radionuclide deposited on a monitoring post on measured value of ambient dose rate

平岡 大和; 外間 智規; 宗像 雅広

Proceedings of 27th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-27) (Internet), 5 Pages, 2019/05

原子力災害発災時には、原子力施設周辺地域の住民は主にモニタリングポスト(MP)の空間線量率測定値を用いて避難を判断する。しかし、MPに付着した人工核種によって測定値が上昇すれば、実際に測定したい周辺環境の空間線量率が過大に測定されることが考えられる。本研究の目的は、適切な住民避難の実施に資するため、モニタリングポストに人工核種が付着した場合であっても、正確な空間放射線量率の評価を実現させることである。本研究ではMPと水平な地表を模擬し、モンテカルロ計算を行った。MPの屋根と地表由来の空間線量率測定値を計算し、二つの比を求めた。計算の結果、屋根由来の空間線量率測定値が全体の42%を占めた。すなわち、MPに付着した人工核種が空間線量率測定値を優位に上昇させる可能性があることを示した。しかし、今回は簡単な体系であったため、42%は大きく見積もった値であると考えられる。

論文

Evaluation of the radiation protection capability in shelter facilities with positive pressure ventilation

石崎 梓; 中西 千佳*; 田窪 一也*; 宗像 雅広

Proceedings of 27th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-27) (Internet), 9 Pages, 2019/05

In case of a nuclear facility accident, inhabitants living around the nuclear facility generally evacuate further area to prevent radiation exposure. However, people who are unable to move immediately from inhabited areas are supposed to evacuate in local sheltering facilities. Therefore, such facilities have to have enough radiation protection capability for inhabitant's evacuation by equipping a strong construction to shield radiation and a positive pressure ventilation equipment with radioactive materials removal filters to decrease internal exposure. In Japan, such facilities are selected among local public facilities and also these facilities are almost built with wood construction, steel construction and reinforced concrete structure. In addition, facility characteristic, such as floor area, window area, airtightness, positive ventilation performance and so on, are different. To select appropriate facilities to use as sheltering facilities, an evaluation method of radiation protection capability of each facility is necessary. In our study, we focused on air-ventilation and developed an evaluation method of radiation protection capability of internal exposure by inhalation in facilities with positive pressure ventilation equipment. Then, we evaluate radiation protection capabilities of some facilities with various characteristics under various climate conditions. To simulate inflow of radioactive materials, we constructed a compartment model and use computational fluid dynamics analysis. From our evaluation results, it was cleared the relationship between an outdoor wind velocity and a necessary differential pressure to keep positive pressure, and the relationship between internal exposure dose and airtightness.

論文

Development of integrated system for accident consequence evaluation using Level 2 and Level 3 PRA codes

木村 仁宣; 石川 淳; 小栗 朋美*; 宗像 雅広

Proceedings of 27th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-27) (Internet), 5 Pages, 2019/05

OSCAARコードの入力ファイルの作成を支援するため、THALES2とOSCAARコードとの総合システムを開発した。THALES2で得られた最新のソースタームに対し、核種グループに対する放出割合の設定の違いを評価するため、OSCAARで予備的解析を行った。放出割合の分割期間を変化させた幾つかのケース(case1:1h毎、case2:3h毎、case3:5h毎、case4:分割なし、case5:任意の期間)に対し、実効線量を計算した。これらのケースに対する実効線量の比を比較した。結果として、放出割合が急激に増加する期間で分割期間を短く設定する方が良いことが示唆された。様々な事故シナリオに適用するには、case5がより良い方法と考えられる。本手法は、レべル3PRAにおける不確実さを低減するために有用である。

論文

原子力事故後の家屋内におけるさまざまな部材の拭き取り効率調査

森 愛理; 石崎 梓; 普天間 章; 田辺 務; 和田 孝雄; 加藤 貢; 宗像 雅広

保健物理(インターネット), 54(1), p.45 - 54, 2019/04

Large quantities of radionuclides were released as a result of Fukushima Daiichi Nuclear Power Station accident. It is known that these radionuclides contaminated inside houses as well as outdoor environment. Considering the radiation protection of residents after a nuclear power station accident, it is important to know the influence of radionuclides inside houses to radiation dose to residents. In this study, we investigated removal factors and fractions of fixed contamination of various materials inside houses in Okuma Town, Futaba Town, and Namie Town to assess the contamination level inside house appropriately. Nine kinds of materials, fibers, woods (smooth), woods rough), glasses, concretes (smooth), concretes (rough), plastics, PVCs and metals, were used in examinations. The lowest and the highest removal factors were 23% - 16% of woods (rough) and 79% - 7.7% of glasses, respectively. Removal factors of all materials were higher than 10% which is recommended by Japanese Industrial Standard. The negative correlation was found between removal factors and fractions of fixed contamination. Using this correlation, the decontamination factor, which means the ratio of the activity removed from the surface by one smear sample to the activity of the total surface activity, was proposed. The air dose rate from the contamination inside house was calculated using obtained decontamination factors and removal factor of 10%. In the case using the removal factor of 10%, the air dose rate derived by indoor contamination was approximately 2 times higher than the case using obtained decontamination factors. We found that the air dose rate derived by indoor contamination was much lower than the air dose rate outside house, and the influence of indoor contamination on the external exposure was small.

報告書

建屋の遮蔽性能評価のための建築材料の光子透過率データ集(受託研究)

石崎 梓; 普天間 章; 田窪 一也*; 中西 千佳*; 宗像 雅広

JAEA-Data/Code 2018-022, 20 Pages, 2019/03

JAEA-Data-Code-2018-022.pdf:2.05MB

原子力災害発生時に、被ばく線量を低減するための手段として、屋内退避施設や家屋等の建屋への避難をする場合がある。被ばく線量をどの程度低減することができるかを評価するためには、避難対象施設を構成している建築材料の遮蔽能力を把握しておく必要がある。そこで、国内にて現在、建屋を建築する際に使用されている主な建築材料について、3種類のエネルギーの光子(X線及びガンマ線)照射試験を実施し、各建築材料の光子透過率を取得、整理した。その結果、木構造や鉄骨構造で多く使用されている複合壁や屋根の遮蔽性能が比較的低いことがわかった。また、複合壁や屋根に使用する材質が異なることによって、遮蔽性能が変化する結果となった。例えば、複合壁の場合、外壁が窯業系サイディング材の場合と比較すると、軽量コンクリートの場合では、透過率が低くなった。さらに、遮蔽性能が比較的低い建築材料については、遮蔽性能を強化するための追加対策として、遮蔽材を付加した場合の光子透過率についても測定を行い、その結果を取りまとめた。

報告書

東京電力福島第一原子力発電所事故時におけるオフサイトの防災業務関係者の外部被ばく線量評価(受託研究)

嶋田 和真; 佐々木 利久*; 飯島 正史*; 宗像 雅広

JAEA-Research 2018-012, 68 Pages, 2019/02

JAEA-Research-2018-012.pdf:4.15MB

防災業務関係者の放射線防護を検討するために、東京電力福島第一原子力発電所事故時のオフサイトの防災業務関係者の外部被ばく線量を評価した。2011年3月12日から31日までに活動内容が詳細に記録された防災業務関係者の1日毎の個人線量の最大値は12日に双葉町で避難支援に従事していた防災業務関係者の650$$mu$$Svであった。次に、大気拡散沈着計算コードを用いて先行研究により推定されたソースタームから放射性核種の大気中濃度と地上面沈着量を計算し、オフサイトの空間線量率を推定した。そして、防災業務関係者の記録の中で日々の活動内容と個人線量が連続的に記録されていた6名に対して外部被ばく線量を計算し、活動領域における計算結果の最大値及び平均値と個人線量計の測定値とを比較した。その結果、活動領域の線量率の最大値から算出した外部被ばく線量の計算値が実測値を概ね包含することを示した。

論文

Development and application of a method for discriminating the influence of radon progenies in air from aerial radiation monitoring data

廣内 淳; 西澤 幸康*; 卜部 嘉*; 嶋田 和真; 眞田 幸尚; 宗像 雅広

Applied Radiation and Isotopes, 141, p.122 - 129, 2018/11

 被引用回数:1 パーセンタイル:17.98(Chemistry, Inorganic & Nuclear)

The influence of $$gamma$$-rays from natural nuclides (particularly the radon progenies, $$^{214}$$Pb and $$^{214}$$Bi) must be excluded from aerial radiation monitoring (ARM) data to accurately estimate the deposition amount of artificial radionuclides. A method for discriminating the influence of $$^{214}$$Pb and $$^{214}$$Bi in air from the ARM data was developed. The influence of the radon progenies in air was excluded using the relation between the count rates of six NaI (Tl) detectors and a LaBr$$_{3}$$ detector. The discrimination method was applied to the ARM data obtained from around the Sendai Nuclear Power Station. To verify the validity of the discrimination method, the dose rate estimated from the ARM data was compared with the dose rate measured using a NaI survey meter at a height of 1 m above the ground. The application of the discrimination method improved the dose rate estimation, showing the validity of the discrimination method.

論文

Investigation of reduction factor of internal exposure for sheltering in Japan

廣内 淳; 高原 省五; 駒ヶ峯 弘志*; 宗像 雅広

Proceedings of Asian Symposium on Risk Assessment and Management 2018 (ASRAM 2018) (USB Flash Drive), 8 Pages, 2018/10

屋内退避による内部被ばくの低減効果は多くの因子(自然換気率,沈着率,浸透率)に影響される。それら因子は材質等によって異なるため、国によって屋内退避による低減効果が異なり、欧米で提案された低減効果を他の国に適用できない。そこで本研究では、日本における各因子の値を実験的に求め、その実験的に求めた値を用いて、日本での屋内退避による内部被ばくの低減効果を導出した。

論文

Estimation of radiocesium dietary intake from time series data of radiocesium concentrations in sewer sludge

Pratama, M. A.; 高原 省五; 宗像 雅広; 米田 稔*

Environment International, 115, p.196 - 204, 2018/06

 被引用回数:1 パーセンタイル:6.82(Environmental Sciences)

After the Fukushima accident, it became important to determine the quantity of radionuclide ingested by inhabitants. The most common methods currently used to obtain such data are the market basket (MB) and duplicate (DP) methods. The newly proposed method, which we designate as SL, consists of three steps: (1) the separation of wet weather and dry weather data, (2) determining the mass balance of the wastewater treatment plant (WWTP), and (3) developing a reverse biokinetic model to relate the amount of radionuclides ingested to the amounts contained in the sewer sludge. We tested the new method using the time-dependent radiocesium concentrations in sewer sludge from the WWTP in Fukushima City. The results from the SL method agreed to those from the MB while overestimated those from DP method. The trend lines for all three methods, however, are in good agreement. Sensitivity analyses of SL method indicate further studies on uncertainties of sensitive parameters are deemed necessary to improve the accuracy of the method.

報告書

平成28年度無人飛行機を用いた放射性プルーム測定技術の確立(受託研究)

石崎 梓; 眞田 幸尚; 西澤 幸康*; 普天間 章; 宗像 雅広

JAEA-Research 2017-012, 58 Pages, 2018/03

JAEA-Research-2017-012.pdf:9.36MB

原子力施設の事故時において、住民の避難計画の決定には放出された放射性プルームの挙動予測が不可欠である。現在は、大気拡散シミュレーションを基本とした予測システムは原子力防災のツールとして実用化されているものの、放射性プルームを実測できるツールは存在しない。本研究では、技術革新の著しい無人航空機を用いて、大気中の放射性物質濃度を地上からの寄与や機体への汚染と弁別して測定できるシステムの開発を目的とした要素技術開発を行った。また、検出システムの開発とともに、放射性プルームの動きをリアルタイムに予測し、最適なフライトプランを導出するアルゴリズムの開発を行った。本レポートは3か年計画の1年目の成果をまとめたものである。

論文

Dose-reduction effects of vehicles against gamma radiation in the case of a nuclear accident

高原 省五; 渡邊 正敏*; 廣内 淳; 飯島 正史*; 宗像 雅広

Health Physics, 114(1), p.64 - 72, 2018/01

AA2017-0033.pdf:0.55MB

 被引用回数:1 パーセンタイル:17.98(Environmental Sciences)

The aim of this paper is to evaluate the dose-reduction effects of vehicles. To achieve this aim, a model for calculating the dose reduction factor (DRF) was developed based on the actual shape and weight of Japanese vehicles. This factor is defined as the ratio of dose rate inside a vehicle to that outside. In addition to model calculation, we evaluated the DRFs by actual measurements in the areas contaminated by the Fukushima accident. A comparison between the simulated and the measured results revealed that the DRFs obtained using the developed models were in good agreement with the results of actual measurements. Using this model, we also evaluated the DRFs for cloudshine and groundshine in the case of a nuclear accident. The evaluations were performed for four vehicle models whose weights were 800-1930 kg. The DRF for cloudshine with photon energy of 0.4-1.5 MeV was 0.66-0.88, and that for groundshine from $$^{137}$$Cs was 0.64-0.73.

論文

Application of topographical source model for air dose rates conversions in aerial radiation monitoring

石崎 梓; 眞田 幸尚; 石田 睦司; 宗像 雅広

Journal of Environmental Radioactivity, 180, p.82 - 89, 2017/12

 被引用回数:6 パーセンタイル:31.3(Environmental Sciences)

福島第一原子力発電所事故後、空間線量率や放射性物質の沈着量の把握のため航空機モニタリングが実施されてきた。航空機モニタリングではヘリコプターに搭載された検出器を用いて地表面からの$$gamma$$線を計測し、空間線量率や放射性物質の沈着量に換算しているが、現行の換算手法では地表面を平坦と仮定している。そのため、地形の起伏が比較的大きな場所では変換誤差が生じる。本研究では地形の起伏を考慮した地形補正モデルを用いて実際の航空機モニタリング測定データを解析するとともに、従来法による結果と比較を行う。

論文

Factors affecting the effectiveness of sheltering in reducing internal exposure

廣内 淳; 高原 省五; 駒ヶ峯 弘志*; 渡邊 正敏*; 宗像 雅広

Proceedings of Asian Symposium on Risk Assessment and Management 2017 (ASRAM 2017) (USB Flash Drive), 11 Pages, 2017/11

屋内退避による内部被ばくの低減効果は多くの因子に影響される。これら因子が低減効果にどの程度の影響を与えるかを把握することは、屋内退避の実効性を効率的に向上させるために特に注目すべき変動因子を明らかにする上で重要である。本研究では、屋内外の放射性物質の交換を模擬したコンパートメントモデルと文献調査によって得られた変動因子の変動幅を用いて低減効果の感度解析を行った。その結果、粒子状物質に対しては浸透率が、ガス状物質に対しては屋内退避時間と自然換気率が大きな感度を持つことが示された。

論文

Improvement of a metabolic model for iodine and consideration of a equivalent dose to the thyroid reduction factor for application to the OSCAAR code

木村 仁宣; 波戸 真治*; 松原 武史*; 菅野 光大*; 宗像 雅広

Proceedings of Asian Symposium on Risk Assessment and Management 2017 (ASRAM 2017) (USB Flash Drive), 9 Pages, 2017/11

体内での放射性ヨウ素及び安定ヨウ素の挙動をより現実的に評価するため、ヨウ素代謝モデル(Johnsonモデル)、ICRPの呼吸気道モデル(Publ.66)及び胃腸管モデル(Publ.30)を組み合わせることで新たなヨウ素代謝モデルを開発した。安定ヨウ素剤の服用による甲状腺被ばく低減係数(RF)は、安定ヨウ素剤の服用量や服用時期、ヨウ素同位体($$^{131}$$I-$$^{135}$$I)、年齢グループにより異なる。これらのパラメータを変化させてRFを計算し、OSCAARコードに適用するため、RFのデータベースを構築した。

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