令和3年度緊急時対応技術適用のためのバックグラウンド航空機モニタリング(受託研究)

普天間 章; 眞田 幸尚; 佐々木 美雪; 川崎 義晴*; 岩井 毅行*; 平賀 祥吾*; 萩野谷 仁*; 松永 祐樹*; 圷 雄一郎*; 外間 智規; et al.

JAEA-Technology 2022-028, 127 Pages, 2023/02

JAEA-Technology-2022-028.pdf:15.21MB

2011年3月11日に発生した東日本大震災による津波に起因した東京電力福島第一原子力発電所事故によって、大量の放射性物質が周辺環境に飛散した。事故直後より放射性核種の分布を迅速かつ広範囲に測定する手法として、有人ヘリコプター等を用いた航空機モニタリングが活用されている。本モニタリング技術を原子力施設等の事故時における緊急時モニタリングに活用し、モニタリング結果を迅速に提供するために、全国の発電所周辺におけるバックグラウンド放射線量や地形的特徴、管制空域等の情報を事前に整備している。令和3年度は大飯発電所並びに高浜発電所周辺について航空機モニタリングを実施し、バックグランド放射線量及び管制区域等の情報を整備した。さらに、本モニタリングの代替技術として期待されている無人飛行機による、原子力災害を想定した運用技術開発を進めた。本報告書は、それらの結果及び抽出された技術的課題についてまとめたものである。

令和3年度福島県近沿岸海域等における放射性物質等の状況調査

御園生 敏治; 中西 貴宏; 眞田 幸尚; 尻引 武彦; 卜部 嘉*; 鶴田 忠彦

JAEA-Research 2022-010, 134 Pages, 2023/02

JAEA-Research-2022-010.pdf:8.45MB

東京電力ホールディングス(株)福島第一原子力発電所(1F)の事故が発生し、多量の放射性物質が1F周辺に沈着した。日本原子力研究開発機構では、事故後、放射性物質の動態研究を継続して実施している。本報告書は、令和3年度における、近沿岸海域等における放射性物質の状況調査を実施した成果をまとめたものである。具体的には、福島沿岸域57地点において柱状試料を採取し、海底土への放射性セシウムの蓄積状況を示した。さらに海底地形・海底土分布調査を実施し、地形と堆積物の分布状況を把握した。また、河川前面における海底土表層の放射性セシウム濃度の水平分布を計測した。放射性物質の水産物への影響の基礎情報として、魚類の分布状況を調査した。さらに、無人観測船を使用した採水及び採泥の実証試験を実施した。得られた結果より1F前面海域における海底土に含まれる放射性物質の分布と動態について推定を行った。

External exposure assessment in the Fukushima accident area for governmental policy planning in Japan, 2; Matters to be attended for assessments of external exposure

吉村 和也; 眞田 幸尚; 佐藤 里奈; 中山 真理子*; 坪倉 正治*

Journal of Radiation Research (Internet), 7 Pages, 2023/00

https://doi.org/10.1093/jrr/rrac088

福島第一原子力発電所事故後、多くの自治体や政府、研究機関によって住民の個人被ばく線量が評価されてきた。この評価には、個人線量計による測定やシミュレーションなど、目的に応じて様々な方法が用いられてきたが、評価内容や方法に関する情報は体系的に整理されていない。これまでに蓄積された個人被ばく線量評価の知見や経験を包括的にレビューし、評価手法の特徴を把握することは、政府の政策立案に続き、放射線防護やリスクコミュニケーションに非常に有用である。本報告書では、FDNPS事故後の住民被ばく線量評価に関する国や研究機関の取り組みについて、第1部で概観し、第2部では、FDNPS事故後の住民被ばく線量評価に関する国や研究機関の取り組みについて概観した。一方、個々の被ばく線量を評価する方法には、それぞれ不確実性や適切な評価のために考慮すべき点 が存在する。これらの知見や経験は、評価の実施や評価結果を政府の政策立案に活かすために重要であり、本稿のPart2でまとめている。

Estimation of the effect of GNSS positioning errors on the dose rate calculation concerning aerial radiation monitoring

森 愛理; 瀬口 栄作*; 普天間 章; 岩井 毅行*; 眞田 幸尚

Journal of Instrumentation (Internet), 17(10), p.P10015_1 - P10015_11, 2022/10

https://doi.org/10.1088/1748-0221/17/10/P10015

Four global navigation satellite system (GNSS) receivers were installed in a helicopter to reduce positioning errors in aerial radiation monitoring. The effect of positioning errors on the conversion of the counting rate of the detector to the ambient dose equivalent rate at the ground level was evaluated. The positioning results obtained by receiving the centimeter-class augmentation signal known as the L-band experiment, which the Quasi-Zenith Satellite System generates on an experimental basis for a limited time, were used as the reference values. A comparison between horizontal and vertical positioning errors among four receivers demonstrated that the vertical errors were larger than the horizontal errors. They did not differ among receivers, whereas the horizontal errors varied according to the characteristics of the receivers, particularly in mountainous areas; the errors tended to be larger when the terrain change at the measurement point was larger. The median effects of the vertical and horizontal errors on the calculated values of the radiation dose rate at the ground level were 3%-6% and 1%-5%, respectively, and the maximum possible effect of the positioning error was 20%-32%. The fact that the receiver with the highest number of available satellites had larger errors than the other receivers indicated that the elevation angles of satellites and the augmentation signals play an important role in improving the positioning accuracy when the number of available satellites reduces in mountainous areas. This study has provided insight into selecting a suitable GNSS receiver for surveying by vehicles such as helicopters, aircraft, and drones, which are required to perform 3D positioning in complex terrains.

Cloudwater deposition process of radionuclides based on water droplets retrieved from pollen sensor data

兼保 直樹*; 忽那 周三*; 飯田 健次郎*; 眞田 幸尚; 田尻 拓也*

Environmental Science & Technology, 56(17), p.12036 - 12044, 2022/09

https://doi.org/10.1021/acs.est.2c02051

福島第一原子力発電所事故で放出された放射性核種は、日本の山間部において標高に依存した地表汚染を引き起こした。特徴的な汚染プロファイルを形成した雲水沈着の可能性を探るため、全国に配置された花粉センサーのデータを分析した。散乱光の偏光を利用し、スギ花粉と水滴を識別した。先行研究で表面汚染を模擬した3月15日には、Cs表面沈着域の外側に高い飛沫数密度の密雲が観測され、センサーサイトが雲層中に浸されていることが示された。一方、表面汚染領域と重なる高度約570-840mでは、適度な数密度の雲粒が測定された。雲水組成の鉛直勾配に関する既存の知見を考慮すると、汚染された雲粒は、中程度の雲粒数密度が測定された雲底付近に局在していることが示唆された。この垂直分布の形成過程として、雲底と山の斜面との接点で雲水が沈着して表面汚染が集中的に発生し、下降する雲底が汚染域を形成していることが提案された。本研究は、これまで明らかにされていなかった放射性核種の沈着過程を明らかにするものである。

Migration processes of radioactive cesium in the Fukushima nearshore area; Impacts of riverine input and resuspension

御園生 敏治; 中西 貴宏; 鶴田 忠彦; 尻引 武彦; 眞田 幸尚

Marine Pollution Bulletin, 178, p.113597_1 - 113597_9, 2022/05

https://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2022.113597

福島県沖の沿岸域における放射性セシウム(Cs)の将来的な分布を推定するためには、河川からの流入と海底堆積物からの再浮遊による二次的な移動を評価することが不可欠である。特に、河川から流入したCsのほとんどは海水中に溶出せず、堆積するため、河川からの流入影響を無視することはできない。2017年2月から2018年2月にかけて、請戸川河口付近(福島県)に2つの係留系を設置した。1つ目にはセジメントトラップシステムを取り付け、2台目には濁度センサーと流速センサーを取り付けた。マスフラックスに対する再懸濁と河川からの流入の寄与を重回帰式で定量的に評価した。その結果、再懸濁は近海におけるCsの二次的な移動の79%-83%を引き起こし、一方、河川からのCsの堆積物への流入の影響は年間7%に過ぎないことが明らかになった。

令和2年度原子力発電所周辺における航空機モニタリング(受託研究)

普天間 章; 眞田 幸尚; 石崎 梓; 川崎 義晴*; 岩井 毅行*; 平賀 祥吾*; 佐藤 一彦*; 萩野谷 仁*; 松永 祐樹*; 菊池 陽*; et al.

JAEA-Technology 2021-029, 132 Pages, 2022/02

JAEA-Technology-2021-029.pdf:24.58MB

2011年3月11日に発生した東北地方太平洋沖地震による津波に起因した東京電力福島第一原子力発電所事故によって、大量の放射性物質が周辺環境に飛散した。事故直後より、放射線の分布を迅速かつ広範囲に測定する手法として、航空機等を用いた空からの測定方法が適用されている。日本原子力研究開発機構では、有人ヘリコプターを使用した航空機モニタリングを福島第一原子力発電所周辺において継続的に実施してきた。本報告書では、令和2年度に実施した福島第一原子力発電所周辺におけるモニタリング結果について取りまとめると共に、過去のモニタリング結果から空間線量率等の変化量を評価し、変化量に寄与する要因について考察した。また、航空機モニタリングによる空間線量率の計算精度向上に資するために、航空機モニタリングデータを用いて地形の起伏を考慮に入れた解析を行った。地形の起伏を考慮に入れる前後での解析結果を比較し、本手法による精度向上効果を評価した。さらに、空気中のラドン子孫核種の弁別手法を測定結果に適用して、空気中のラドン子孫核種が航空機モニタリングに与える影響について評価した。

Characterization of radiocesium-bearing microparticles with different morphologies in soil around the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant

萩原 大樹; 舟木 泰智; 尻引 夏*; 菅野 麻里奈*; 眞田 幸尚

Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 331(1), p.415 - 426, 2022/01

https://doi.org/10.1007/s10967-021-08061-8

Radiocesium-bearing microparticles (CsMPs) from Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant (FDNPP) are observed in Eastern Japan. To examine their source and formation, multiple particles were isolated from soils from three sites around the FDNPP and their radioactivity, morphology, and elemental composition were analyzed. Cesium-137 radioactivity ranged from 0.23 to 8.57 Bq and particles were primarily composed of Si, Fe, Zn, C, and Cs at each site. Uranium-rich parts in certain CsMPs show their origin in the vicinity of the nuclear reactor. Our results will help characterize CsMPs and evaluate the internal dose exposure of personnel employed at the FDNPP

Airborne radiation survey after the accident

鳥居 建男*; 眞田 幸尚

Behavior of Radionuclides in the Environment III Fukushima, p.17 - 29, 2022/00

https://doi.org/10.1007/978-981-16-6799-2_3

福島第一原子力発電所事故により放出された放射性物質の影響を評価するため、航空機による放射線調査を実施した。日本原子力研究開発機構では、有人ヘリコプターによる空中放射線調査を実施し、本調査手法の開発と同時に分析手法の開発・確立も行ってきた。特に、東日本と西日本では背景となる放射線量が大きく異なるため、ガンマ線エネルギースペクトルを用いた自然放射性核種と宇宙線の識別方法を開発した。また、大量の地上測定データとの比較により、空中放射線モニタリングデータの信頼性を確認した。ここでは、その測定手法と結果について報告する。放射性セシウムの物理的減衰に加え、土壌への浸透による減衰効果の増大により、周辺線量率は減少している。これらの結果は、住民の被ばく線量を評価・予測するための大気中モニタリングの重要性を示している。

Joint environmental radiation survey by JAEA and KAERI around the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant; Performance of mobile gamma-ray spectrometry using backpack and carborne survey platforms

Ji, Y.-Y.*; 越智 康太郎; Hong, S. B.*; 中間 茂雄; 眞田 幸尚; 三上 智

Health Physics, 121(6), p.613 - 620, 2021/12

https://doi.org/10.1097/HP.0000000000001471

原子力機構(JAEA)と韓国原子力研究所(KAERI)との間に締結された放射線防護や環境放射線測定に関する共同研究に基づき、福島第一原子力発電所周辺の放射性セシウム沈着量を評価するための合同測定が実施された。まず初めに、バックパック測定プラットフォームを用いた可搬型線スペクトロメトリーが3つの地点で実施された。車両測定は、各バックパック測定地点間を移動する際に、車内に線スペクトロメーターを搭載することで実施した。車体による放射線の遮蔽の影響を加味した上で、評価手法の妥当性が検証された。