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論文

Dynamics of radioactive cesium in coastal area linked with river discharge

御園生 敏治; 鶴田 忠彦; 尻引 武彦; 中西 貴宏; 長尾 誠也*; 落合 伸也*; 眞田 幸尚

Journal of Coastal Research, 114(SI), p.315 - 319, 2021/10

福島県沿岸域における将来の放射性セシウムの動態とその分布を理解するためには、河川からの放射性セシウムの供給を評価することが重要である。しかし、洪水時の沿岸域における懸濁態セシウムの動態に関する研究は少ないのが現状である。豪雨を伴う台風(ブアロイ)が福島県を襲った際にセジメントトラップで捕集された沈降粒子の$$^{137}$$Cs濃度を測定した結果、河川前に設置された観測点では、$$^{137}$$Cs濃度が上昇する傾向を示した。しかしながら、台風の2日後に捕集した試料の$$^{137}$$Cs濃度は、台風前とほぼ同じ水準であった。そのため、豪雨期間の沿岸地域への河川の影響は非常に限られていることが示唆された。

論文

Development of a supplementary outboard side thruster system for dynamic positioning control of autonomous surface vehicle

加藤 哲*; 川村 大和*; 田原 淳一郎*; 馬場 尚一郎*; 眞田 幸尚; 藤井 俊*

International Journal of Offshore and Polar Engineering, 31(3), p.316 - 324, 2021/09

自律面の進行方向を維持できるサイドスラスターシステム(車両(ASV))の開発について説明する。現在、海洋研究開発機構,日本原子力研究開発機構,東京海洋大学と共同で泥中放射能の調査に取り組んでいる。日本の福島県の河口に寄託され、主な目的はASVを使用した無人の泥の収集である。マッドコレクションでは、サイドスラスターシステムを開発し、ASVに実装した。ジョイスティックを使用してASVを1人で操作するためのスラスターシステムにより、ジョイスティックでASVの動作を確認した。

論文

Temporal change in atmospheric radiocesium during the first seven years after the Fukushima Dai-ich Nuclear Power Plant accident

阿部 智久; 吉村 和也; 眞田 幸尚

Aerosol and Air Quality Research, 21(7), p.200636_1 -  200636_11, 2021/07

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

After the Fukushima Dai-ichi Nuclear Power Plant accident, atmospheric radiocesium concentration has been monitored by the Nuclear Regulation Authority (NRA) as a national project to assess its temporal change from August 2011 to November 2017. During the first two years, the atmospheric radiocesium concentration ranged between 10$$^{-1}$$ - 100 Bq m$$^{-3}$$, while concentrations of 10$$^{-5}$$ - 10$$^{-1}$$ Bq m$$^{-3}$$ were detected about seven years after the accident. Moreover, two years after the accident, the resuspension factor (RF) ranged between 10$$^{-7}$$ - 10$$^{-6}$$ m$$^{-1}$$ and gradually decreased to 10$$^{-11}$$ - 10$$^{-7}$$ m$$^{-1}$$ over time. Thus, the time dependence of RF can be divided into two phases, including a rapid decrease for the first two years, followed by a slow decreasing phase. The annual average RF values were also reduced by about half due to decontamination. Furthermore, to investigate the impact of anthropogenic activities on the RF temporal change, the monitoring data were classified into two groups, namely inside and outside the Fukushima evacuation zone. The RF decreased faster in the second than in the first group, which was consistent with the reported data on the time dependence of the air dose rate, suggesting that anthropogenic activities can promote environmental remediation and thereby reduce atmospheric radiocesium content. In addition, the currently observed RF reduction was faster than that reported for the Chernobyl Nuclear Power Plant accident for the same period, consisting with faster environmental remediation at catchment scale in Fukushima compared to Europe.

論文

The Effect and effectiveness of decontaminating a pond in a residential area of Fukushima

Katengeza, E. W.*; 越智 康太郎; 眞田 幸尚; 飯本 武志*; 吉永 信治*

Health Physics, 121(1), p.48 - 57, 2021/07

 被引用回数:0 パーセンタイル:0.02(Environmental Sciences)

特別復興・再生拠点は、福島の返還困難地帯に日本政府により集中的な除染の目標として指定され、空間線量率を大幅に低下させ、住民の帰還を可能にした。これらの基地の1つが住居内にある池を除染の対象とし、この研究は除染係数,空間線量率削減係数、および住民への追加の年間実効線量による除染の効果と有効性を評価することを目的とした。空間線量率は現場でKURAMMA-IIを使用して測定され、土壌コアサンプルは収集され、ガンマ分光分析によって実験室で放射能が測定された。より深く分布した放射性セシウム土壌プロファイルでは、より低い除染係数が観察されたが、砂利で覆われた領域は、空間線量率の最大の減少を示した。除染により、放射性セシウムの在庫と空間線量率はそれぞれ51$$sim$$93%および37$$sim$$91%効果的に低下した。さらに、一般市民への追加の年間実効線量は、除染が29%の嫌悪を表すため、1.7$$pm$$0.79mSvから1.2$$pm$$0.57mSvに変更された。これらの調査結果は、住宅地の池の除染が外部被ばくのさらなる低減にどのように役立つかを示している。

論文

Summary of radioactive Cs dynamics studies in coastal areas and assessment of river impacts

御園生 敏治; 鶴田 忠彦; 中西 貴宏; 眞田 幸尚

Global Environmental Research (Internet), 24(2), p.137 - 144, 2021/06

2011年の東日本大震災後、多くの放射性物質が環境中に放出された。事故から9年が経過し、海底堆積物中の放射能濃度は低下している。しかしながら、河川の影響により、沿岸地域は複雑な動態を呈している。日本原子力研究開発機構では、請戸川河口で研究を行ってきた。以前の研究成果をまとめるとともに、セジメントトラップを使用して、河川から供給される放射性Csを評価した。本研究では、2017年2月から2017年11月まで、福島第一原子力発電所近くの請戸川河口にセジメントトラップからなる係留システムを設置した。その結果フラックスへの再懸濁の割合は60%以上だった。したがって、沿岸域における放射性セシウムの動きが主に再懸濁によるものであることが示唆された。

論文

避難指示区域の解除に向けた特定復興再生拠点の放射線モニタリングと被ばく評価

眞田 幸尚; 操上 広志; 舟木 泰智; 吉村 和也; 阿部 智久; 石田 睦司*; 谷森 奏一郎*; 佐藤 里奈

日本原子力学会和文論文誌, 20(2), p.62 - 73, 2021/06

内閣府原子力被災者生活支援チームは、2022年春頃から2023年春頃までに避難指示解除が計画される「特定復興再生拠点区域」において、放射線防護対策を検討している。放射線防護対策を検討するにあたり、当該区域の汚染状況の把握と被ばく線量の評価は必要不可欠である。福島第一原子力発電所の事故以降、数々のモニタリングにより空間線量率分布が評価され、またこの空間線量率を元に、被ばく線量が推定されてきた。一方、当該区域は比較的空間線量率が高く、放射線防護に対してより慎重な配慮が必要であるため、被ばくに係る詳細な情報が求められている。そこで本研究では、詳細な汚染状況と、当該区域の状況に即した被ばく線量を評価することを目的とし、(1)無人ヘリコプターによる空間線量率の測定、(2)大気中の放射性セシウム濃度の測定、(3)代表的な行動パターンにおける外部・内部被ばく線量の評価を実施した。併せて、空間線量率分布のモニタリング手法と、被ばく線量評価方法の高度化を検討した。今後の放射線防護において有効な、新たな空間線量率のモニタリング手法と被ばく線量評価方法の妥当性を示した。

論文

放射性物質の拡散から10年; 新たに開発された技術と廃炉に向け必要な放射線計測

鳥居 建男*; 眞田 幸尚

放射線, 46(3), p.93 - 101, 2021/05

福島原子力発電所事故から10年が経過し、環境中での放射線状況は様々な計測から変化傾向とその環境要因との関係が明らかになりつつある。放射線計測技術においても事故後、環境測定及び廃炉のために新たな手法が多く提案されている。本稿では、それらの最新動向について概説する。

報告書

令和元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; 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*; 石崎 梓; et al.

JAEA-Technology 2020-019, 128 Pages, 2021/02

JAEA-Technology-2020-019.pdf:15.75MB

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、管制区域等の情報を事前に整備している。また、緊急時モニタリングの実効性向上に資するために原子力総合防災訓練に参画し、緊急時航空機モニタリングを実施している。令和元年度は東通原子力発電所並びに六ヶ所再処理工場および志賀原子力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を管制区域等の情報を整備した。また、原子力総合防災訓練の一環として、中国電力島根原子力発電所周辺において緊急時航空機モニタリングを実施した。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に着手した。本報告書は、それらの結果および実施によって抽出された技術的課題についてまとめたものである。

報告書

令和元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 2020-018, 121 Pages, 2021/02

JAEA-Technology-2020-018.pdf:15.15MB

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。ここでは、令和元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、過去の福島第一原子力発電所周辺における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。

論文

Performance of in situ gamma-ray spectrometry in the assessment of radioactive cesium deposition around the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant

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

Radiation Physics and Chemistry, 179, p.109205_1 - 109205_11, 2021/02

 被引用回数:0 パーセンタイル:0.02(Chemistry, Physical)

福島第一原子力発電所周辺の異なる線量レベルのエリアで、様々なサーベイプラットフォームを用いin-situ $$gamma$$線スペクトロメトリーを実施した。地表における放射性セシウム沈着量を、高純度Ge半導体検出器とLaBr$$_{3}$$(Ce)検出器を用いて評価するために、福島第一原子力発電所周辺の6か所のサイト(うち2つは帰還困難区域)が選択された。2018年10月に行ったin-situ測定の結果、$$^{137}$$Csの沈着量は6つのサイトで30-3000kBq m$$^{-2}$$の範囲にあった。また、広範囲の代表的な深度分布を直接的に計算するin-situ測定手法を導入し、その結果が同じサイトで採取された土壌サンプルの結果をよく表現していることが分かった。

論文

Invention of automatic movement and dynamic positioning control method of unmanned vessel for mud mining

藤井 俊*; 加藤 哲*; 川村 大和*; 田原 淳一郎*; 馬場 尚一郎*; 眞田 幸尚

Proceedings of 26th International Symposium on Artificial Life and Robotics (AROB 26th 2021), p.280 - 285, 2021/01

近年、自律的に航行する無人船が活発に研究されており、これらの船の多くは観察や輸送などの無人作業を実行するように設計されている。一方、この研究では通常の船では困難な海底の泥を集めるムーンプール付きの無人船を使用している。地域以来使用する船舶は風による乱れが大きいため、泥抜きの際は定点と方位を維持する必要がある。船にはサイドスラスターが装備されており、定点と船首方位を保持することができる。この研究では、制御方法は固定小数点と方位を維持するために考案され、制御方法は、堅牢なスライディングモード制御に基づいている。提案した制御方法をシミュレーションにより検証し、所望の挙動を確認した。

論文

New method for visualizing the dose rate distribution around the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant using artificial neural networks

佐々木 美雪; 眞田 幸尚; Katengeza, E. W.*; 山本 章夫*

Scientific Reports (Internet), 11, p.1857_1 - 1857_11, 2021/01

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

本研究では、上空からの放射線測定値を人工ニューラルネットワークを使用して地上1mの空間線量率分布へ可視化する方法を提案した。本手法は、無人航空機による福島第一原子力発電所周辺で行われた上空からの放射線モニタリングのデータを使用した。ネットワークを構築するためのトレーニングデータとして、過去に取得した多数の調査データを活用した。人工ニューラルネットワーク換算値の信頼性は、地上調査データと比較して評価した。人工ニューラルネットワークの換算によって作成された空間線量率分布は、従来の方法と比較してより地上測定値に近い値を算出した

論文

$$beta$$$$gamma$$弁別型ファイバ検出器を用いた水モニタ

眞田 幸尚

Isotope News, (772), p.21 - 25, 2020/12

空気中や水中での飛程が比較的長い$$gamma$$線は、直接測定することが簡単だが、飛程の短い$$beta$$線は直接測定することが難しく、早期の異常検知や環境影響の評価のためリアルタイムのモニタリング技術の確立が求められていた。$$beta$$$$gamma$$弁別型ファイバ検出器を用いた水モニタの開発を行った。ここでは、モニタの性能及び開発経緯についてまとめる。

論文

Distribution map of natural gamma-ray dose rates for studies of the additional exposure dose after the Fukushima Dai-ichi Nuclear Power Station accident

眞田 幸尚; 吉村 和也; 卜部 嘉*; 岩井 毅行*; Katengeza, E. W.*

Journal of Environmental Radioactivity, 223-224, p.106397_1 - 106397_9, 2020/11

 被引用回数:2 パーセンタイル:42.4(Environmental Sciences)

The information on the absorbed dose rate which is derived from natural radionuclides needs to evaluate additional exposure dose around Fukushima Daiichi Nuclear Power Station. However, there are not enough position resolution and precision for data for this evaluation. In this study, we created the map of the absorbed dose rate which is derived from natural radionuclides based on several airborne radiation monitoring data. The created map was made sure to have sufficient reliable accuracy by comparing with the many in-situ measurement on the ground. These data were applied to discriminate the absorbed dose rate of background from an actual periodic dose rate survey results as an application study. Evaluation results for the distribution of absorbed dose rate of background are expected to contribute to the summarization of international studies of the FDNPS accident.

報告書

平成31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(受託研究)

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

JAEA-Research 2020-008, 166 Pages, 2020/10

JAEA-Research-2020-008.pdf:13.11MB
JAEA-Research-2020-008(errata).pdf:0.92MB

東京電力ホールディングス福島第一原子力発電所(1F)の事故が発生した後、原子力規制庁からの委託を受け、平成31年度に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。本報告書は、平成31年度に実施した調査により得られた結果をまとめたものである。1F近傍の近沿岸海域における海水・海底土の今後の中長期的な放射性物質濃度調査の在り方について、科学的根拠に基づき、「海域モニタリングの進め方」に必要な考え方の整理を行った。中長期的な調査方法を決めるために必要な基礎情報として、海底地形・海底土分布調査を実施し、海底の地形と底質の粒度分布の関連性も把握を試みた。さらに、採泥調査を行い、福島県沿岸域において柱状試料を採取し、放射性セシウム濃度を分析した。河川から流入する懸濁物質に含まれる放射性セシウムの動態を把握するため、セジメントトラップを用いて沈降物を採取し、放射性セシウム濃度を測定した。また、放射性セシウムの河川からの流入評価のために河川前面の海底土表層の放射性セシウム濃度の計測を実施した。得られた結果より1F前面海域の海底土の放射性物質分布の動態について推定を行った。さらに、平成25年度から実施していた曳航式モニタリングデータの再解析を実施し、沿岸域における放射性セシウム分布推定図の精度向上を試みた。

論文

Simulation analysis of the Compton-to-peak method for quantifying radiocesium deposition quantities

Malins, A.; 越智 康太郎; 町田 昌彦; 眞田 幸尚

Proceedings of Joint International Conference on Supercomputing in Nuclear Applications + Monte Carlo 2020 (SNA + MC 2020), p.147 - 154, 2020/10

Compton-to-peak analysis is a method for selecting suitable coefficients to convert count rates measured with in situ gamma ray spectrometry to radioactivity concentrations of $$^{134}$$Cs & $$^{137}$$Cs in the environment. The Compton-to-peak method is based on the count rate ratio of the spectral regions containing Compton scattered gamma rays to that with the primary $$^{134}$$Cs & $$^{137}$$Cs photopeaks. This is known as the Compton-to-peak ratio (RCP). RCP changes as a function of the vertical distribution of $$^{134}$$Cs & $$^{137}$$Cs within the ground. Inferring this distribution enables the selection of appropriate count rate to activity concentration conversion coefficients. In this study, the PHITS Monte Carlo radiation transport code was used to simulate the dependency of RCP on different vertical distributions of $$^{134}$$Cs & $$^{137}$$Cs within the ground. A model was created of a LaBr$$_3$$(Ce) detector used in drone helicopter aerial surveys in Fukushima Prefecture. The model was verified by comparing simulated gamma ray spectra to measurements from test sources. Simulations were performed for the infinite half-space geometry to calculate the dependency of RCP on the mass depth distribution (exponential or uniform) of $$^{134}$$Cs & $$^{137}$$Cs within the ground, and on the altitude of the detector above the ground. The calculations suggest that the sensitivity of the Compton-to-peak method is greatest for the initial period following nuclear fallout when $$^{134}$$Cs & $$^{137}$$Cs are located close to the ground surface, and for aerial surveys conducted at low altitudes. This is because the relative differences calculated between RCP with respect to changes in the mass depth distribution were largest for these two cases. Data on the measurement height above and on the $$^{134}$$Cs & $$^{137}$$Cs activity ratio is necessary for applying the Compton-to-peak method to determine the distribution and radioactivity concentration of $$^{134}$$Cs & $$^{137}$$Cs in the ground.

論文

Development of side thruster system for ASV

加藤 哲*; 川村 大和*; 田原 淳一郎*; 馬場 尚一郎*; 眞田 幸尚

Proceedings of the 30th (2020) International Ocean and Polar Engineering Conference (ISOPE 2020) (USB Flash Drive), p.1255 - 1260, 2020/10

This paper describes the development of side thruster system can keep the heading direction for ASV (Autonomous Surface Vehicle). At present, JAMSTEC, JAEA, and TUMSAT are jointly working on the investigation of radioactivity in mud deposited in estuaries in Fukushima Prefecture, Japan. The main objective of this project is unmanned mud collect using the ASV. We developed and controlled the side thruster system for applying ASV to mud collecting operation. As the result of the bollard test, turn and parallel movement test, we confirmed that it can maintain the heading direction for the ASV.

報告書

総合モニタリング計画に基づく発電所から20km以遠における福島県内の放射線モニタリングデータ集

阿部 智久; 荻谷 尚司*; 柴田 和哉*; 塙 竜明*; 眞田 幸尚

JAEA-Data/Code 2020-004, 280 Pages, 2020/08

JAEA-Data-Code-2020-004.pdf:3.91MB

東京電力ホールディングス福島第一原子力発電所事故発生後、日本原子力研究開発機構は事故直後より、文部科学省(後に原子力規制庁)からの委託を受け、平成23年6月から令和元年度まで放射性物質の分布状況調査等を実施してきた。本報告書は、これまで実施してきた福島県内の放射線モニタリング作業において、主に空間線量率・積算線量の測定及び試料(大気浮遊じん・土壌・松葉)中の放射性物質濃度の測定結果としてまとめたものである。空間線量率・積算線量の結果と試料中の放射性物質濃度は、測定地点ごとに経時変化を統一フォーマットの下、データベース化した。また、空間線量率・積算線量の結果と試料中の放射性物質濃度の実効半減期や変化におけるばらつきを評価した。

報告書

平成30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)

眞田 幸尚; 越智 康太郎; 石崎 梓

JAEA-Research 2020-006, 60 Pages, 2020/07

JAEA-Research-2020-006.pdf:4.84MB

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飛行機を用いて、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試作機の開発を行った。また、前年度実施した放射性プルームのレスポンス計算に重要なパラメータとなる機体への沈着速度を求めるため、模擬エアロゾルを用いた暴露実験を実施した。さらに、検出システムの開発とともに、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3年目の成果をまとめたものである。

論文

The Ecological half-life of radiocesium in surficial bottom sediments of five ponds in Fukushima based on ${it in situ}$ measurements with Plastic Scintillation Fibers

Katengeza, E. W.*; 眞田 幸尚; 吉村 和也; 越智 康太郎; 飯本 武志*

Environmental Science; Processes & Impacts, 22(7), p.1566 - 1576, 2020/07

 被引用回数:3 パーセンタイル:59.86(Chemistry, Analytical)

Plastic scintillation fibers (PSF) have been instrumental to in-situ surface surveys of radiocesium distribution post Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant accident. Their deployment to monitoring bottom sediments in aquatic environments provides the spatial extent of radiocesium distribution over wide areas compared to discrete points as provided traditionally by sediment sampling. This study monitored five ponds in Fukushima using PSF between 2013 and 2018 and estimated ecological half-life of radiocesium in those ponds. A forest-catchment pond had a relatively long ecological half-life, while the other ponds showed shorter half-lives. The longer half-lives draw attention to possible catchment-derived radiocesium inputs, which for the forest-pond was partly evident from spatial-temporal trends of PSF-based radiation maps.

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