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澤口 拓磨; 高井 静霞; 笹川 剛; 打越 絵美子*; 嶋 洋佑*; 武田 聖司
MRS Advances (Internet), 8(6), p.243 - 249, 2023/06
放射性廃棄物の中深度処分では、モニタリング用のボーリング孔内が適切に閉塞されているかを確認するための手法を事前に整備しておく必要がある。そこで本研究では、堆積岩地域を想定し、どのような埋戻し設計条件であればボーリング孔内が有意な移行経路とならないかを把握し、ボーリング孔閉塞に係る確認ポイントを明らかにするため、埋戻されたボーリング孔を有する水理地質構造に対する地下水流動解析を実施した。その結果、ボーリング孔や掘削損傷領域(BDZ)が移行経路とならないための条件として、ベントナイト系材料の透水係数を母岩と同等以下にすること、BDZにグラウトを充填することなどが示された。
高井 静霞; 島田 太郎; 武田 聖司; 小池 克明*
Journal of Contaminant Hydrology, 251, p.104097_1 - 104097_12, 2022/12
被引用回数：3 パーセンタイル：61.29(Environmental Sciences)放射性核種や化学物質により汚染された地下環境に対し、リスクを評価し除染対策を立てるためには、測定データから汚染物質の濃度分布とその不確かさを正確に推定する必要がある。汚染の放出時刻歴が明らかでない場合でも、これを時間方向の相関を考慮して測定濃度から逆解析することで、既知の汚染源から放出された汚染分布とその不確かさを地下水流動を考慮した地球統計学的手法によって推定することができる。しかし、従来の手法には3つの課題があった:(1)実際の汚染事例に対する3次元的な検証例がない、(2)推定値に制限がないため、負値の発生及び不確かさの増大につながりうる、(3)複数の汚染物質を対象とした検証例が少ない。これらを解決するために、本研究では地下水流動を考慮した地球統計学的手法に、ギブスサンプリングによる非負の制限を導入した。そして本手法を、Gloucester処分場(カナダ、オタワ)における地下汚染事例に適用した。評価対象は、水に可溶な3つの汚染物質(1,4-ジオキサン,テトラヒドロフラン,ジエチルエーテル)とした。その結果、1982年の測定濃度(66点)から推定した汚染分布は、全ての汚染物質に対し測定値と高い相関(相関係数R
0.7)を示し、本手法の有効性が確認された。特に1,4-ジオキサンに対しては、1978年の実際の大規模投棄に応じた放出ピークが、最小エントロピー法による先行研究よりも正確に推定された。同様の放出ピークは他の汚染物質に対しても、有機炭素含有量からの遅延係数の推定範囲で概ね再現された。
高井 静霞; 行川 正和*; 島田 太郎; 武田 聖司
IEEE Transactions on Nuclear Science, 69(7), p.1789 - 1798, 2022/07
被引用回数：0 パーセンタイル：0.01(Engineering, Electrical & Electronic)福島第一原子力発電所内に保管されている大量の汚染コンクリートがれきの量を減らすためには、サイト内で低い放射能のがれきを再利用することが有用である。事故によるがれきの汚染の詳細は明らかでなくホットスポットを含む可能性がある。そのため、安全性を確保しながら再利用を進めるためには、コンクリートがれきの平均放射能だけでなく放射能濃度分布を効率的に評価する必要がある。しかし、厚いまたは密な物質の不均質な汚染の評価は、クリアランスモニタ等の従来の測定システムでは困難であった。本研究では、容器内に収納されたコンクリートの放射能濃度分布の評価に対する、画像再構成アルゴリズムの適用可能性を実験的に確認した。放射線は容器(50
5040cm
)の周囲に設置したプラスチックシンチレーションファイバーにより測定した。局所的なホットスポットは、汚染瓦礫の主要核種の一つである、
Csの標準線源により模擬した。放射能濃度分布は容器内の100または50のボクセル(ボクセルのサイズ: (10cm)または101020cm)に対して評価した。ボクセル数が100の場合容器内部のホットスポットは検知できなかったが、ボクセル数が50の場合容器内部・表面の両者のホットスポットを再現できた。画像再構成アルゴリズムのうち、ML-EM法により評価された濃度分布が最も精度が良く、全7つの実験ケースに対し70%の精度で平均濃度を評価できた。
高井 静霞; 島田 太郎; 武田 聖司; 小池 克明*
情報地質, 32(3), P. 95, 2021/09
GEOINFORUM-2021における発表「地下水流動を考慮した地球統計学的手法による汚染濃度分布の推定」が評価され、2021年度日本情報地質学会奨励賞を受賞した。今回の受賞に関する所感を同部会誌に寄稿する。
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。
澤口 拓磨; 高井 静霞; 武田 聖司
JAEA-Research 2020-005, 47 Pages, 2020/06
JAEA-Research-2020-005.pdf:5.09MB
福島第一原子力発電所事故後の除染活動等によって福島県内で発生した大量の除去土壌等は、中間貯蔵を経た後福島県外で最終処分されることとなっている。最終処分の実現に向けて、環境省は処分量の低減のため、除去土壌に適切な前処理を施し再生資材として管理主体が明確である公共事業等に限定して再生利用する方針を示した。そこで、本研究では、環境省が策定する除去土壌の再生利用に係る指針等に資するため、公共事業における海岸防災林盛土材への再生利用を対象に、安全を確保するための再生資材の放射能濃度および建設条件について検討した。評価の結果、施工時・供用時における作業者および一般公衆の追加被ばく線量が1mSv/yを満たすための再生資材中の放射性セシウム濃度レベルは5,000Bq/kgと算出された。この濃度の再生資材に対して、供用時の公衆の追加被ばく線量を10
Sv/yまで低減させるためには、覆土厚さを39cm以上にする必要があることを示した。さらに、再生利用可能な放射能濃度レベルの再生資材を使用した場合に、災害時に作業者および一般公衆が受ける追加被ばく線量が1mSv/yを超えないことを確認した。
高井 静霞; 島田 亜佐子; 澤口 拓磨; 武田 聖司; 木村 英雄
Radiation Protection Dosimetry, 188(1), p.1 - 7, 2020/01
被引用回数：0 パーセンタイル：0.01(Environmental Sciences)福島第一原子力発電所事故後の除染活動によって発生した除去土壌は、福島県外ではそのほとんどが、学校・公園または宅地等の除染が行われた現場において除染ガイドラインに従って保管されている。実際の現場保管において、バックグラウンドを含まない除去土壌からの追加被ばく線量や、原則制限されている保管場所への立入に対し、その立入の被ばく線量の程度を把握しておくことは、継続的な現場保管および現場保管の有効性の確認のために重要である。本研究では、現在の福島県外における様々なタイプの現場保管の情報に基づき、居住者および利用者の被ばく線量を評価した。その結果、居住による線量は10
-10
mSv/y、立入による線量は10mSv/yオーダーであった。よって、福島県外における現在の現場保管による被ばくは1mSv/yに比べ十分小さいことが確認された。
高井 静霞; 澤口 拓磨; 武田 聖司
Health Physics, 115(4), p.439 - 447, 2018/10
被引用回数：4 パーセンタイル：40.39(Environmental Sciences)福島原子力発電所後の除染活動に伴い、放射性セシウムで汚染された大量の土壌が福島県内で保管されている。環境省は除去土壌の最終処分の実現のために、低レベルの除去土壌を再生資材として再生利用することで処分量を低減させる方針を示している。再生利用は土木構造物に限定され、管理主体や責任体制が明確な公共事業等に限定して実施される。しかしながら、これまで除去土壌の再生利用が実際に行われた事例や安全評価はなかった。そこで本研究では、環境省による再生利用に係るガイドライン作成に貢献するため、除去土壌の道路盛土への再生利用に係る安全評価を実施した。はじめに、建設時・供用時に作業者・公衆に生じる追加被ばく線量を評価した。評価の結果、追加被ばく線量が1mSv/y以下となる再生利用可能な再生資材の放射性セシウム濃度は6,000Bq/kgと算出された。また、供用時の公衆に対する追加被ばく線量を10Sv/y以下に抑えるためには、40cm以上の保護工(土壌)が必要であることがわかった。さらに再生利用可能な放射性セシウム濃度に対し、自然災害により道路盛土が破壊した場合でも追加被ばく線量が1mSv/yを下回ることを確認した。
高井 静霞; 澤口 拓磨; 武田 聖司
Proceedings of International Waste Management Symposia 2018 (WM2018) (Internet), 14 Pages, 2018/03
福島原子力発電所後の除染活動に伴い、放射性セシウムで汚染された大量の土壌が福島県内で保管されている。環境省は除去土壌の最終処分の実現のために、低レベルの除去土壌を再生資材として再生利用することで処分量を低減させる方針を示している。再生利用は土木構造物(防潮堤や道路盛土等)に限定され、管理主体や責任体制が明確な公共事業等に限定して実施される。しかしながら、これまで除去土壌の再生利用が実際に行われた事例や安全評価はなかった。そこで本研究では、環境省による再生利用に係るガイドライン作成に貢献するため、除去土壌の防潮堤への再生利用に係る安全評価を実施した。はじめに、建設時・供用時に作業者・公衆に生じる追加被ばく線量を評価した。評価の結果、追加被ばく線量が1mSv/y以下となる再生利用可能な再生資材の放射性セシウム濃度は6,800Bq/kgと算出された。このとき、国内の一般的な建設条件に対して、供用時の公衆に対する追加被ばく線量は10Sv/y以下を下回った。さらに再生利用可能な放射性セシウム濃度に対し、自然災害により防潮堤が破壊した場合でも追加被ばく線量が1mSv/yを下回ることを確認した。
澤口 拓磨; 高井 静霞; 梅澤 克洋; 武田 聖司; 岡田 尚
日本原子力学会誌ATOMO
, 59(8), p.445 - 447, 2017/08
環境省は福島県内における除染等の措置に伴い生じた土壌(除去土壌)を再生資材化し、放射線影響に関する安全性を確保しつつ、適切な管理の下で利用する方針を示した。本評価では除去土壌の再生利用に係る指針等の策定に資するため、当該再生資材を4種類の土木構造物(道路・鉄道盛土、防潮堤、海岸防災林、最終処分場)に利用することを想定し、施工時、供用時、災害時における作業者および一般公衆に対する追加被ばく線量評価を行った。また、その結果から、当該線量を制限するための放射性セシウム濃度や施設の設計条件についての検討を行った。
高井 静霞; 高山 秀樹*; 武田 聖司
JAEA-Data/Code 2016-020, 40 Pages, 2017/03
JAEA-Data-Code-2016-020.pdf:2.42MB
本研究では、地質・気候関連事象のうち処分場の建設から閉鎖段階における地震の発生が長期安全性に与える影響をシナリオとして設定するための検討を行った。まず、地震による地下施設の被害事例を収集し、被害をもたらす条件について分析した。その調査結果に加え、既往のバリア材の熱・水・応力・化学に関する特性への影響に関するFEP(Feature、Event、Process)の情報を踏まえて、地震による影響要因を特定した。さらに、工学技術適用上の事故・人的要因の検討結果を参考にして、地震発生により起こりうる人工バリア・天然バリアの設計上想定される状態から逸脱した状態(逸脱事象)を特定した。そして、逸脱事象により起こりうるバリア特性の変化および安全機能の喪失・低下につながる影響の連鎖をシナリオとして提示し、一連の結果を地層処分工学技術の適用に関連したシナリオ構築のためのデータベースとして整備した。
高井 静霞; 武田 聖司; 酒井 隆太郎*; 島田 太郎; 宗像 雅広; 田中 忠夫
日本原子力学会和文論文誌, 16(1), p.34 - 48, 2017/03
地層処分では、活断層による処分施設への直接的影響は立地選定の段階で回避することとされている。しかし、地下深部において活断層から派生した断層については事前に検知するのが困難なため、回避できない可能性が残されている。本研究では、検知できなかった分岐断層が将来成長し処分施設を直撃した場合に、地層処分システムの天然バリアに与える影響を評価した。まず国内における派生断層の事例調査を行い、断層成長に対する条件設定を行った。さらに、仮想的な堆積岩サイトにおいて派生断層の成長を仮定した水理・地質構造モデルを作成した。そして、処分施設の位置や深度および断層の成長速度をパラメータとして、地下水流動解析を実施した。その結果、処分施設からの移行経路は分岐断層の成長に伴い断層に沿って上昇する経路に変化し、地表到達までの平均流速が1-2桁程度上昇することが確認された。また、断層成長に伴い断層に沿った下向きの流れが形成することで、地表付近の酸化性地下水が処分施設へ流入する可能性があることが確かめられた。
高井 静霞; 高山 秀樹*; 武田 聖司
JAEA-Data/Code 2015-018, 96 Pages, 2015/11
JAEA-Data-Code-2015-018.pdf:4.24MB
高レベル放射性廃棄物地層処分の安全評価では、処分場のサイト調査・建設・操業・閉鎖段階で用いられる工学技術の適用上の事故・人的要因により生じるバリア特性への影響を考慮したシナリオを構築する必要がある。安全規制の観点から工学技術の適用に関連した評価シナリオを構築するために、JAEA-Data/Code 2014-026では工学技術に起因して生じえる人工バリア・天然バリアの設計上想定される状態から逸脱した状態(以下、逸脱事象)を特定し、逸脱事象が顕在化した場合のバリア特性の変化、および、安全機能の喪失・低下につながる影響の連鎖をシナリオとして提示した。本研究では、特定した事故・人的要因および逸脱事象に対し、発生防止対策や検知の手段、および、逸脱事象が発生した場合の影響低減対策に対する現在の工学的技術の有無、適用実績および開発状況の情報を収集した。それらの情報から、工学的対策に関して課題が残っていると考えられる逸脱事象を規制側が着目すべき逸脱事象として分類し、一連の整理の結果を地層工学技術の適用に関連したシナリオ構築のためのデータベースとして整備した。
高井 静霞; 関 優哉; 木村 英雄; 武田 聖司
保健物理, 50(1), p.50 - 66, 2015/03
福島第一原子力発電所事故に伴い大気中に放出された放射性セシウム(Cs)により汚染された可能性のある木材(間伐材等)及び木質系廃棄物(建設発生木材等)は、木質チップに加工され様々な用途に利用されている。しかし、汚染された木材等の利用に対する線量評価は今まで行われておらず、再利用基準は原子炉施設等で発生する金属やコンクリートに対するクリアランスレベルに基づき、放射性Cs濃度として100Bq/kgが適用されている。本研究では木材等の再利用の安全性を検討することを目的として、現在利用されている木質チップの主な利用用途(パーティクルボード、製紙、堆肥、バイオマス発電、マルチング材)に対し、汚染された木質チップが再利用されたときの線量評価を行った。さらに線量の評価結果から、再利用に伴って作業者および公衆が受ける被ばくを抑えるために満たすべき基準線量に対応する木質チップ中の放射性Cs濃度を算出し、その中で最も低い濃度を各再利用用途に対する木質チップの濃度の目安値として求めた。その結果、木質チップに対する全ての再利用用途のうち、パーティクルボードへの再利用に対する全Cs濃度の目安値が120Bq/kgと最も低くなった。よって、原子力安全委員会が示した再利用にあたっての基準線量を満足する全Cs濃度は、木質チップの全ての再利用用途で再利用基準である100Bq/kgを超える結果となり、現行の基準値が木質チップの再利用に対する安全性を担保していることを示した。
高井 静霞; 武田 聖司; 木村 英雄
JAEA-Research 2014-028, 13 Pages, 2015/02
JAEA-Research-2014-028.pdf:1.92MB
福島第一原子力発電所事故に伴い大気中に放出された放射性Csによって汚染された可能性のある廃棄物は、物量低減及び資源の有効活用のために可能な範囲で再資源化され再生製品として利用されている。環境省では、流通している廃棄物由来の再生製品に含まれる放射能濃度等の実状を把握するため、再生製品に関する調査を行った。その結果、大部分の再生製品中の放射性セシウム濃度は現行の再生製品中の放射性Cs濃度の基準値100Bq/kgを下回ったものの、一部の再生製品から100Bq/kgを超える濃度が検出された。本研究では、環境省の調査で高い放射性Cs濃度が検出された再生製品を対象に、それらを利用した場合の作業者および公衆に対する線量を評価した。まず、環境省の調査結果に基づき再生製品の利用に伴う被ばく経路およびパラメータを設定し、測定された再生製品中の放射性Cs濃度に基づき各被ばく経路での線量を求めた。導出した線量を線量のめやす値(10Sv/y)と比較した結果、1検体を除く全ての再生製品で被ばく線量は10Sv/y以下を下回り、調査された再生製品の利用に対する安全性が確認された。また、再生アスファルト混合物の1検体に対しては被ばく線量が26Sv/yと10Sv/yを上回ったが、その値はICRP Pub.104が示す些細な線量レベルの範囲内に収まっており、安全性は担保できていると考えられる。
高山 秀樹*; 高井 静霞; 武田 聖司
JAEA-Data/Code 2014-026, 189 Pages, 2015/02
JAEA-Data-Code-2014-026.pdf:8.03MB
高レベル放射性廃棄物地層処分の安全評価では、処分場の調査・建設・操業・閉鎖段階で用いられる工学技術の適用により生じるバリア特性への影響を考慮した評価シナリオを構築する必要がある。安全規制の観点から処分工学技術の適用に関連した評価シナリオを構築するためには、地層処分事業に用いられる可能性のある工学技術の情報を把握し、それらの技術の適用に関連した事故または人的要因と閉鎖後の人工バリア・天然バリアの安全機能に与える影響との関係を整理することが重要と考えられる。そこで本研究では、地層処分で採用される可能性のある工学技術を、処分場の調査・建設・操業・閉鎖の段階ごとにリスト化し、リスト化した工学技術の特徴、地下施設の製作・施工の作業手順や工学技術適用上の留意点についての情報を収集した。その情報から、工学技術の適用により生じる可能性のある人工バリア・天然バリアの設計上想定される状態から逸脱した状態(以下、逸脱事象)を特定し、逸脱事象が顕在化した場合のバリア特性の変化、安全機能の喪失・低下につながる影響の連鎖を作成し、逸脱事象に進展する可能性のある工学技術に関連した事故・人的要因を特定した。これらを基に、工学技術適用に関連した事故・人的要因により生じる可能性のある閉鎖後の長期安全性に与える影響の連鎖をシナリオとして提示し、一連の整理の結果を地層処分工学技術の適用に関連したシナリオ構築のためのデータベースとして整備した。
高井 静霞; 萩野 浩一*
Nuclear Back-end and Transmutation Technology for Waste Disposal, p.3 - 11, 2015/00
高レベル放射性廃棄物に含まれる
Iなどの長半減期核種やCsなどの発熱性核種を、短寿命または安定な核種へ核変換できれば、処分に際してのリスク低減が期待できる。従来考えられてきた熱中性子による核変換は、Csなどの熱中性子捕獲断面積が小さな核種には不向きである。近年、レーザー逆コンプトン法を用いて生成した高エネルギーのフォトンビームを原子核に当てて巨大双極子共鳴状態を励起し、中性子を放出させる核変換が提案されている。本研究では、Csを対象として、レーザー逆コンプトン法を用いた核変換の有効性について定量的に検討した。励起に有効なフォトンのエネルギーと反応断面積を計算し、核変換数とフォトンフラックス、照射時間との関係を調べた。仮に1gのCsへ24時間照射した場合、フォトンフラックスが
/sで10%、10
/sで70%、10
/sで99%以上が、理論的には核変換可能であることを示した。
高井 静霞; 澤口 拓磨; 武田 聖司; 木村 英雄; 田中 忠夫
no journal, ,
原子力発電所事故の影響により汚染された災害廃棄物は、物量低減・有効活用のために積極的な再生利用が望まれている。その一方、生活環境中で汚染された物品の一部は既に再生製品としてさまざまな用途に利用されているという実態もある。本研究では、汚染されたコンクリートくず等を路盤材として利用することを想定した作業者・公衆の被ばく線量評価を実施し、汚染された災害廃棄物が再利用可能となる条件について検討した。その結果、地表から30cmの遮へい材を確保することで、2700Bq/kgまでのコンクリートくず等を道路の路盤材等に利用できることを示した。本評価結果は環境省における災害廃棄物の再利用の指針整備に活用された。また、環境省が調査した再生製品の利用実態を踏まえた一般公衆に対する被ばく線量評価を実施し、調査対象となった再生製品の利用状況の安全性を確認した。
高井 静霞
no journal, ,
福島第一原子力発電所事故の影響により汚染された災害廃棄物は、物量低減・有効活用のために積極的な再生利用が望まれている。その一方、生活環境中で汚染された物品の一部は既に再生製品として様々な用途に利用されているという実態もある。本研究では、汚染されたコンクリートくず等を路盤材として利用することを想定した作業者・公衆の被ばく線量評価を実施し、汚染された災害廃棄物が再利用可能となる条件について検討した。その結果、地表から30cmの遮へい材を確保することで、2700Bq/kgまでのコンクリートくず等を道路の路盤材等に利用できることを示した。本評価結果は環境省における災害廃棄物の再利用の指針整備に活用された。また、環境省が調査した再生製品の利用実態を踏まえた一般公衆に対する被ばく線量評価を実施し、調査対象となった再生製品の利用状況の安全性を確認した。
高井 静霞; 関 優哉; 木村 英雄; 武田 聖司
no journal, ,
福島第一原子力発電所事故に伴い大気中に放出された放射性Csにより汚染された可能性のある木材(間伐材等)及び木質系廃棄物(建設発生木材等)は、木質チップに加工され様々な用途に利用されている。しかし、汚染された木材等の利用に対する線量評価は今まで行われておらず、再利用基準は原子炉施設等で発生する金属やコンクリートに対するクリアランスレベルに基づき、放射性Cs濃度として100Bq/kgが適用されている。本研究では木材等の再利用の安全性を検討することを目的として、現在利用されている木質チップの主な利用用途(パーティクルボード、製紙、堆肥、バイオマス発電、マルチング材)に対し、汚染された木質チップが再利用されたときの線量評価を行った。さらに線量の評価結果から、再利用に伴って作業者および公衆が受ける被ばくを抑えるために満たすべき基準線量に対応する木質チップ中の放射性Cs濃度を算出し、その中で最も低い濃度を各再利用用途に対する木質チップの濃度の目安値として求めた。その結果、木質チップに対する全ての再利用用途のうち、パーティクルボードへの再利用に対する全Cs濃度の目安値が120Bq/kgと最も低くなった。よって、原子力安全委員会が示した再利用にあたっての基準線量を満足する全Cs濃度は、木質チップの全ての再利用用途で再利用基準である100Bq/kgを超える結果となり、現行の基準値が木質チップの再利用に対する安全性を担保していることを示した。
