Individual external doses and conversion coefficients for outdoor workers after the lifting of evacuation orders in specified reconstruction and revitalization base areas following the Fukushima Daiichi nuclear power station accident

斎須 要文*; 越智 康太郎; 内山 恵三*; 水野 成人*; 吉田 正人*; 眞田 幸尚

Journal of Radiological Protection, 46(3), p.031506_1 - 031506_12, 2026/07

https://doi.org/10.1088/1361-6498/ae7d36

福島第一原子力発電所事故後、特定復興再生拠点区域で避難指示解除後の屋外作業者の個人外部被ばく線量を個人線量計で測定し、航空機モニタリングによる空間線量率と比較した。解除後の時間当たり個人線量は解除前より有意に低下した。空間線量率から個人線量への換算係数の中央値は0.39で、政府モデルの0.6より小さいが、過去研究と整合的であった。政府モデルが保守的評価となることと、換算係数の安定性が確認された。

令和6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及び無人航空機による放射線モニタリングに係る技術開発(受託研究)

普天間 章; 越智 康太郎; 佐々木 美雪; 中間 茂雄; 川崎 義晴*; 岩井 毅行*; 平賀 祥吾*; 萩野谷 仁*; 松永 祐樹*; 眞田 幸尚; et al.

JAEA-Technology 2025-015, 171 Pages, 2026/03

JAEA-Technology-2025-015.pdf:11.43MB

2011年(平成23年)3月11日に発生した東北地方太平洋沖地震に伴う津波により、東京電力福島第一原子力発電所事故が発生し、大量の放射性物質が周辺環境に飛散した。事故直後から、放射線の分布を迅速かつ広範囲に測定する手段として、有人ヘリコプター等による航空機モニタリングが活用されてきた。日本原子力研究開発機構は原子力規制庁からの受託事業として、緊急時モニタリングの迅速化に向け、発電所周辺のバックグラウンド線量率や地形、管制空域等の情報整備を進めている。令和6年度は、島根原子力発電所周辺で航空機モニタリングを実施し、線量率マップ等を作成し、地上測定値や他機関データと比較して妥当性を確認した。原子力総合防災訓練では、有人ヘリコプターに加え無人航空機を用いた訓練フライトを実施し、搭載方法やリアルタイム通信、迅速なマッピングの有効性を確認した。さらに、無人機データ収集システムの整備を進め、リアルタイム解析やマルチプラットフォームでの運用を検証し、改良課題を抽出した。マルチコプターの操作講習も実施し、運用技術の向上を図った。加えて、米国、フランス、韓国、カナダと合同環境放射線モニタリングを行い、各国の測定技術や運用体制に関する知見を得るとともに、国際的な情報共有の重要性を確認した。本報告書は、これら令和6年度の受託研究で得られた成果と技術的課題を取りまとめ、今後の緊急時モニタリング技術の高度化に資する知見を提供するものである。

A Framework for limited use of high-dose areas following the Fukushima nuclear accident

齊藤 良佳*; 伊藤 尚美*; 阿部 暁樹*; 山本 知佳*; 松本 ちひろ*; Zhao, T.*; 森山 信彰*; 吉村 和也; 眞田 幸尚; 坪倉 正治*

Journal of Radiological Protection, 46(1), p.013502_1 - 013502_8, 2026/03

https://doi.org/10.1088/1361-6498/ae4c9d

This study reports Japan's implementation of a regulatory framework that enables limited, nonresidential land use in areas where radiation levels remain too high for repopulation following a nuclear accident, focusing on a wind power project in Katsurao Village, Fukushima Prefecture. Katsurao Village establised a multi-stakeholder committee; comprising residents, experts, government authorities, and industry representatives to evaluate dose-reduction measures, access protocols, environmental maintenance, and operational safeguards. The committee identified several unresolved issues, including the absence of standardized monitoring procedures, challenges in managing worker exposure, the need for clear demarcation and communication to prevent unauthorized entry, and mechanisms for transparent reporting in the event of abnormal findings. This case demonstrates both the feasibility and complexity of enabling controlled land use in high-dose areas, underscoring the importance of governance, technical standardization, and sustained risk communication.

Ambient dose rate variation in the Fukushima region visualized using explainable AI techniques

吉田 竜*; 操上 広志; 長尾 郁弥; 高橋 成雄*; 眞田 幸尚

Journal of Environmental Radioactivity, 293, p.107900_1 - 10790_13, 2026/02

https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2026.107900

Following the Fukushima Daiichi Nuclear Power Station accident in 2011, ambient dose rates in the surrounding region have gradually declined due to radioactive decay and decontamination efforts. However, spatial variations in dose rate reduction remain insufficiently understood, particularly in forested areas where contamination persists. This study investigates long-term trends in ambient dose rate changes using explainable AI techniques. A 12-year integrated dose rate map, combining fixed-point, walk, carborne, and airborne survey data, was used to analyze temporal and spatial patterns. We developed a predictive model using Light Gradient Boosting Machine (LightGBM) to estimate dose rate reduction ratios based on geographic and environmental features. SHapley Additive Explanations (SHAP) were applied to quantify the contribution of each variable and enhance model interpretability. Our findings revealed that land use significantly influences dose rate reduction, with urban and agricultural areas showing faster declines due to infrastructure and human activity including decontamination works, while forests exhibit slower reductions. Notably, topographical features such as elevation and slope affect dose rate trends in undisturbed forests, with valleys and depressions showing stagnation. This study provided the first visual validation of area-wide decontamination effects and demonstrates the utility of explainable AI in environmental radiation analysis. The proposed approach offers a robust framework for geospatial interpretation and supports future policymaking for regional recovery and forest utilization.

Practical approach of airborne gamma-ray spectrometry using UAVs for evaluating ground-level dose rates

Ji, Y.-Y.*; Ji, W.*; Kim, K.*; Kim, M. J.*; 越智 康太郎; 森下 祐樹; 眞田 幸尚

Radiation Physics and Chemistry, 244, p.113781_1 - 113781_12, 2026/02

https://doi.org/10.1016/j.radphyschem.2026.113781

UAVによる空中線スペクトロメトリは迅速な放射線マッピングを可能にするが、飛行高度による減衰、視野効果、汚染の不均一性、地形条件により地上線量率の定量評価は難しい。本研究では福島第一原子力発電所周辺でホバリング飛行による校正と地上測定を組み合わせた実用的手法を開発した。二重指数モデルで高度補正係数を導出し、三脚およびバックパック測定と比較した結果、不均一サイトでの補正は系統誤差を生むが、均一サイトでの校正により一致が改善された。適切な補正を用いれば、UAV空中測定は信頼できる線量率分布評価が可能である。

Benefits of sensor integration and data fusion in CBRN agents measurements

Woloszczuk, K.*; Maik, P.*; Safronov, A.*; Wieczorek, A.*; 森下 祐樹; 眞田 幸尚; Szklarski, L.*

Zeszyty Naukowe SGSP, 2(96), p.105 - 121, 2025/12

https://doi.org/10.5604/01.3001.0055.5459

In an era of rapidly evolving Chemical, Biological, Radiological and Nuclear (CBRN) threats, integrated detection systems using real-time data fusion are increasingly essential for public safety. This article examines how sensor integration enhances the accuracy and timeliness of CBRN measurements, focusing on radiological detection as a representative case. Through literature review, prototype development and laboratory evaluations in an accredited facility, the study shows that combining multiple sensor outputs-such as dose-rate data and gamma spectra-reduces false positives and improves situational awareness for first responders. The results highlight the value of modular system architectures that unify heterogeneous sensor data into standardised formats, supporting faster decision-making at both tactical and command levels. Advanced calibration, real-time processing and peak-detection algorithms further enhance measurement reliability across a wide dose range. Providing concise, context-relevant data to on-site teams while retaining richer datasets for strategic use also helps prevent cognitive overload during emergencies. These outcomes form a basis for extending the integrated framework to other CBRN agents and for scaling to complex real-world environments.

Comparison of analysis results based on flight methods using a CZT detector system on an unmanned aerial vehicle near the Fukushima nuclear power plant

Joung, S.*; Ji, Y.-Y.*; Choi, Y.*; Lee, E.*; Ji, W.*; 佐々木 美雪; 越智 康太郎; 眞田 幸尚

Journal of Instrumentation (Internet), 20(4), p.P04027_1 - P04027_10, 2025/04

https://doi.org/10.1088/1748-0221/20/04/P04027

An airborne survey system named the MARK-A1 was previously developed to be mounted on an unmanned aerial vehicle for the purpose of application in contaminated areas with high dose rate levels. The MARK-A1 system consists of a CZT detector, signal processing unit, and positioning and interface units linked to a PC on the ground. The weight of the system is below 1 kg for loading on a commercial drone. In the current work, for experimental verification, field testing was conducted in a high dose rate environment near the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant. With the cooperation of the Japan Atomic Energy Agency, the MARK-A1 was installed on an unmanned aerial vehicle to conduct airborne surveys using two flight methods, namely a flat flight and a step flight, at various speeds. The airborne survey data were converted to gamma dose rates at a height of 1 m above the ground using a flat source model to create contamination maps. For a comparative evaluation of the airborne survey results, an in situ survey was also conducted in the survey area, and it was confirmed that the step flight method better matched the surface survey results.

令和5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及び無人航空機による放射線モニタリングに係る技術開発(受託研究)

普天間 章; 眞田 幸尚; 中間 茂雄; 佐々木 美雪; 越智 康太郎; 澤幡 義郎*; 川崎 義晴*; 岩井 毅行*; 平賀 祥吾*; 萩野谷 仁*; et al.

JAEA-Technology 2024-022, 170 Pages, 2025/03

JAEA-Technology-2024-022.pdf:15.09MB

2011年(平成23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が原因で、東京電力福島第一原子力発電所事故が発生し、大量の放射性物質が周辺環境に飛散した。事故直後から、放射線の分布を迅速かつ広範囲に測定する手段として、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。日本原子力研究開発機構は、原子力規制庁からの受託事業として、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、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5年度の受託事業では以下について実施した。九州電力(株)川内原子力発電所の周辺について航空機モニタリングを実施し、バックグラウンド放射線量及び管制区域等の情報を整備した。緊急時における航空機モニタリングの実効性向上に資するため、原子力総合防災訓練において航空機モニタリングを実施するとともに、国内初となる原子力防災訓練での無人機の訓練フライトを実施した。無人航空機による放射線モニタリングの技術開発を進め、緊急時モニタリングに必要とされる要件を満たす無人航空機を選定し、その飛行性能を調査した。本報告書は、これら令和5年度の受託研究において得られた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り、今後の緊急時対応技術向上に資する知見を提供する。

Evaluation of the distribution accuracy of radioactivity from a gamma-ray source using an omnidirectional detector for radiation imaging with fractal geometry

佐々木 美雪; 阿部 裕稀*; 眞田 幸尚; 鳥居 建男*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 1072, p.170207_1 - 170207_12, 2025/03

https://doi.org/10.1016/j.nima.2025.170207

フラクタル構造を採用した全方位放射線イメージング装置「FRIEシステム」を開発した。本論文では、福島第一原子力発電所のような廃止措置環境内での放射能分布を正確に推定するために設計されたFRIEシステムの開発と評価について述べる。FRIEシステムは、16個の四面体形状の放射線センサーで構成されており、それらがシェルピンスキー四面体形状に配置されている。また、センサー間の空間にはタングステンベースの合金が充填され、放射線シールドとして機能している。本研究では、シミュレーションと実際の測定試験を通じて、FRIEシステムの放射能分布推定性能を評価した。その結果、測定密度を少なくとも2point/m、位置誤差を10cm以内、角度誤差を10度以内に制限することで、約30度の角度分解能で線源位置を推定可能であることが確認された。FRIEシステムの結晶配置や遮蔽材の改良を行うことで、さらなる性能向上が期待される。本研究は、フラクタルを基盤とした放射線イメージング技術の革新的な実装を示しており、放射線測定に新たな方向性を提供するものである。

Integrated radiation air dose rate maps over the 80 km radius of the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant and the entire Fukushima Prefecture during 2011-2022

佐久間 一幸; 操上 広志; Wainwright, Haruko*; 谷森 奏一郎*; 長尾 郁弥; 越智 康太郎; 眞田 幸尚; 斎藤 公明

Journal of Environmental Radioactivity, 280, p.107554_1 - 107554_11, 2024/12

https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2024.107554

本研究では航空機サーベイ、走行サーベイ、歩行サーベイ、定点サーベイといった複数タイプの測定結果を用いて、2011年から2022年を対象に福島地区の空間線量率統合マップを作成した。福島内の避難指示解除区域を考慮しつつ、Wainwright et al. (2017, 2019)で開発されたベイズ地球統計学手法を福島第一原子力発電所から80km圏内及び福島県全域へ適用した。統合マップは森林域の空間線量率の過小評価を修正し、既往の研究に比べ、より広範かつ複数年を対象に再現性の高いマップを作成することができた。本研究の結果は一般公衆への詳細な被ばく評価に使われることが期待される。