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森口 祐一*; 佐藤 陽祐*; 森野 悠*; 五藤 大輔*; 関山 剛*; 寺田 宏明; 滝川 雅之*; 鶴田 治雄*; 山澤 弘実*
KEK Proceedings 2021-2, p.21 - 27, 2021/12
福島第一原子力発電所事故時の呼吸由来の内部被ばく線量評価において、I-131等の短寿命核種は重要であるが、被ばく線量や大気中濃度の実測値が少ない。そのため、他の核種の環境中濃度の実測値、大気移流拡散沈着モデル(ATDM)による推計値、空間線量率の測定値等に基づく総合解析が必要である。本研究では、Cs-137を対象として、これまでに構築してきた大気中濃度と地表沈着量に基づく空間線量率推計手法をATDM相互比較に供された国内外の多数のモデルに適用し、これまで検証が困難であった福島県内外の地域を中心に選定した計64地点を対象にATDMの再現性の検証を行った。その結果、初期被ばくの評価上特に重要な3月12日の原発から北方向へ輸送されたプルームについて、これまで対象としていた原発から25km地点より近傍の約10km地点における線量率のピーク値やそのタイミングを比較的良好に再現するATDMが複数存在することが分かった。また、実測値がなくこれまで検証が困難であった北関東地域でのプルームの輸送状況の再現性の検証に見通しが得られた。
Cs concentrations from the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant accident, phase III; Simulation with an identical source term and meteorological field at 1-km resolution佐藤 陽祐*; 関山 剛*; Fang, S.*; 梶野 瑞王*; Qu
rel, A.*; Qulo, D.*; 近藤 裕昭*; 寺田 宏明; 門脇 正尚; 滝川 雅之*; et al.
Atmospheric Environment; X (Internet), 7, p.100086_1 - 100086_12, 2020/10
福島第一原子力発電所(FDNPP)事故により放出されたCsの大気中の挙動を調べるため、第3回大気拡散モデル相互比較が実施された。前回のモデル比較より高い水平格子解像度(1km)が使われた。前回のモデル比較に参加したモデル中9モデルが参加し、全モデルで同一の放出源情報と気象場が使用された。解析の結果、観測された高いCs大気中濃度のほとんどが良好に再現され、いくつかのモデルの性能向上によりマルチモデルアンサンブルの性能が向上した。高解像度化によりFDNPP近傍の気象場の再現性が向上したことで、拡散モデルの性能も向上した。風速場の良好な表現によりFDNPP北西の高い沈着量の細い分布が合理的に計算され、FDNPPの南側の沈着量の過大評価が改善された。一方で、中通り地方、群馬県北部、及び首都圏のプルームの再現性能はやや低下した。
岩崎 俊樹*; 関山 剛*; 中島 映至*; 渡邊 明*; 鈴木 靖*; 近藤 裕昭*; 森野 悠*; 寺田 宏明; 永井 晴康; 滝川 雅之*; et al.
Atmospheric Environment, 214, p.116830_1 - 116830_11, 2019/10
被引用回数：6 パーセンタイル：22.36(Environmental Sciences)放射性物質の事故放出のための大気拡散予測モデルの利用が日本気象学会の作業部会により勧告された。本論文の目的は、2011年の福島第一原子力発電所からの事故放出に関する予測モデル相互比較によるこの勧告の検証である。放出強度は、放出の時間変化が得られない場合の最悪ケースを想定するため予測期間内で一定と仮定された。放射性物質の吸入を防ぐには地上大気の汚染度、湿性沈着に伴う放射線被ばく軽減には鉛直積算量の利用が想定される。予測結果はアンサンブル幅を有しているが、共通して時間空間的な相対的危険度を示しており、公衆に効果的な警告を不足なく出すのに非常に有用である。信頼性向上にはマルチモデルアンサンブル手法が効果的であろう。
Cs from the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant accident; Simulations based on identical input data佐藤 陽祐*; 滝川 雅之*; 関山 剛*; 梶野 瑞王*; 寺田 宏明; 永井 晴康; 近藤 裕昭*; 打田 純也*; 五藤 大輔*; Qulo, D.*; et al.
Journal of Geophysical Research; Atmospheres, 123(20), p.11748 - 11765, 2018/10
被引用回数：46 パーセンタイル：85.34(Meteorology & Atmospheric Sciences)福島第一原子力発電所事故により放出されたCsの大気中の挙動を理解するため、大気拡散モデル相互比較が実施され、12モデルが参加した。モデルで考慮される過程に起因するモデル間の差異に焦点を当てた解析を行うため、全モデルで同じ気象場、水平分解能、及び放出源情報が使用された。モデルアンサンブルによる観測された大気中Cs濃度上昇イベントの捕捉率は40%であり、FMSは80を超えた。解析の結果、大気中Cs濃度上昇イベントの再現には気象場が最も重要な要素であり、気象場の再現性が高い場合のモデル間の差異は、沈着及び拡散過程に起因していることが分かった。また、沈着フラックスが小さいモデル及び拡散が強いモデルは高い性能を示したが、拡散が強いモデルは大気中Cs濃度を過大評価する傾向を示した。
Kr concentration in Japan寺田 宏明; 永井 晴康; 山澤 弘実*
Journal of Nuclear Science and Technology, 50(12), p.1198 - 1212, 2013/12
被引用回数：11 パーセンタイル：62.41(Nuclear Science & Technology)数十から数百km(中距離)スケール領域におけるKr濃度測定値を用いて、日本の六ヶ所再処理施設からの放出率を用いた拡散シミュレーションを実施することで、原子力緊急時対応システムWSPEEDI-IIのラグランジュ型大気拡散モデルを検証した。2008年4月及び9月のKrの週平均濃度計算値は、測定値とファクター2の精度で一致したが、2kmから54kmの気象モデルの水平格子解像度についての感度解析から、計算結果の格子解像度依存性が示唆された。そこで、比較的高解像度の拡散シミュレーションにおける冗長な拡散効果を減少させるため、感度解析結果をもとに水平拡散パラメータの経験的な修正を試みた。この修正により、濃度計算値の格子解像度依存性が軽減された。
I and Cs resulting from the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant accident茅野 政道; 寺田 宏明; 堅田 元喜; 永井 晴康; 中山 浩成; 山澤 弘実*; 平尾 茂一*; 大原 利眞*; 滝川 雅之*; 速水 洋*; et al.
NIRS-M-252, p.127 - 135, 2013/03
福島第一原子力発電所事故に伴い大気中に放出されたI及びCsの放出推移について、環境モニタリングデータと1Bq/hの単位放出を仮定した大気拡散シミュレーション計算から逆推定した。この推定法では、大気放出率は、測定された大気中濃度を、計算シミュレーションにより得られる測定点での濃度で割ることにより求めることができる。大気中濃度の測定値がない場合には、放出核種の組成割合を仮定して、空間線量率をもとにした推定も可能である。推定によれば、Iの放出は、10
10
Bq/hの放出に引き続き、10
Bq/hを超える大量の放出が2011年3月15日に起き、16日以降24日頃まで10Bq/hオーダーで継続し、その後、徐々に減少している。これらの結果は、他の放出量推定法による結果や、本推定値を用いたさまざまな大気拡散・沈着量計算結果の実測値との比較により検証しており、推定値は少なくとも放射性プルームが陸側に流れている期間については合理的であることが示された。
I and Cs accidentally discharged from the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant into the atmosphere茅野 政道; 中山 浩成; 永井 晴康; 寺田 宏明; 堅田 元喜; 山澤 弘実*
Journal of Nuclear Science and Technology, 48(7), p.1129 - 1134, 2011/07
被引用回数：754 パーセンタイル：99.97(Nuclear Science & Technology)福島第一原子力発電所事故によるI, Csの放出総量が、モニタリングデータと単位放出(1Bq/h)による大気拡散シミュレーション結果を組合せることにより暫定的に推定された。その結果、特に2011年3月15日には10ペタBq/hのIが放出され、16日以降は0.1ペタBq/hであり、3月24日から4月5日にかけて、放出率は0.1-1.0テラBq/h程度まで減少していったことなどが明らかになった。I, Csの3月12日から4月5日までの放出総量はそれぞれ、150,13ペタBq程度と推定される。
古野 朗子; 寺田 宏明; 茅野 政道; 山澤 弘実*
Atmospheric Environment, 38(40), p.6989 - 6998, 2004/12
被引用回数：20 パーセンタイル：40.70(Environmental Sciences)WSPEEDIは、万一の事故時に環境中に放出された放射性物質の長距離移動を予測するために開発された緊急時システムである。WSPEEDIの1次版は既に完成されており、高い評価を得ているが、大気境界層の水平・時間変化を極めて単純にパラメタライズしているという欠点を持っている。この欠点を改良するため、大気境界層内の乱流拡散を計算することができる大気力学モデルを導入した新しいシステムの開発を行った。本研究では、ヨーロッパ拡散実験データを用いたシステム性能の検証結果について述べる。検証の結果、大気力学モデルで計算した高い水平分解能及び時間分解能の気象場はシステムの性能を大幅に向上させたことがわかった。また大気境界層についての単純なパラメタリゼーションの代わりに導入した乱流拡散モデルは、システムの精度向上に大きく寄与していることが明らかになった。
菊地 昌広*; 村岡 進*; 長部 猛*; 寺田 博海; 清水 堅一; 大谷 哲雄*; 藤巻 和範*; 石川 忠嗣*; 篠原 芳紀*
第23回核物質管理学会日本支部年次大会論文集, p.91 - 98, 2002/12
核物質の計量・測定は、核物質の量を確定する手段であり、これによって、核物質の受入れ量,払出し量,在庫量,滞留量等を、核物質取扱者が把握する。また、これら個々の量をもとに、物質収支を採り、会計するのが核物質管理である。この核物質管理は、核不拡散の世界では、主たる保障措置手段として位置付けられてきたが、物質会計という技術的な側面からその特徴を見ると、核物質の転用が無かったことの確認手段としての用途だけでなく、安全性確保のため,財産保全のため、あるいは環境汚染防止のためなど、事業者レベル,国レベルにおいてさまざまな用途がある。本論文においては、核物質計量・測定及び核物質管理の用途を議論するとともに、その目的別機能を明らかにし、主体となる事業者レベルから規制を行う国レベルに至るまでの各部署における品質保証への留意点を考察する。
永井 晴康; 古野 朗子; 寺田 宏明; 梅山 信昭; 山澤 弘実; 茅野 政道
JAERI-Research 2001-012, 28 Pages, 2001/03
JAERI-Research-2001-012.pdf:1.77MB
原研では、原子力事故時に放射性物質の大気拡散をリアルタイムで予測するために開発した計算システムSPEEDIとWSPEEDIを基盤に、さまざまな環境汚染に対応できるような環境中物質循環予測研究を推進している。今回、その一環として三宅島火山性ガスの広域拡散シミュレーションを行っている。2000年8月28日の関東西部での三宅島の火山性ガスによる異臭騒ぎ以降、現在まで、以下のような火山性ガスの広域拡散シミュレーションを行ってきた。(1) 8月28日に火山性ガスが高濃度のまま関東地方西部に到達するメカニズムの解明と放出量の推定。(2) 9月13日の東海、関西地域における異臭騒ぎでの火山ガスの到達メカニズムの解明。(3) 東海、関東地区を対象に気象データ収集から図形出力まで自動化した定常的な拡散予測を継続。本報告は、上記の一連の活動をまとめたものである。
片桐 政樹; 岸本 牧; 寺田 博海; 若山 直昭; 川目 進*; 小畑 雅博; 伊藤 博邦; 吉田 広; 小林 紀昭
IEEE Transactions on Nuclear Science, 37(3), p.1400 - 1404, 1990/06
被引用回数：3 パーセンタイル：45.00(Engineering, Electrical & Electronic)高温ガス炉の燃料破損を検出するには、燃料が正常な状態であっても一次冷却材ヘリウム中に放出されるFPによるバックグラウンド放射能が含まれるため、この量を予測することが不可欠である。一方、燃料破損による放射能及び上記バックグラウンド放射能の放出量は原子炉出力、燃料温度等に依存する。このため、燃料破損検出を行なうには、これらパラメータを変数とした状態方程式を求めることが必要である。状態方程式を求めるのに最も必要な特性は、希ガスFP放射能の燃料温度特性と原子炉出力依存性及びプレシピテータの応答特性であるが、今回JMTRでのFFD実験データを解析することにより、これら特性を求めることができた。また、79サイクルに偶然におきた燃料破損の過渡期の応答特性を測定解析した結果、破損形態を利用した燃料破損検出の可能性を提起することができた。
佐藤 陽祐*; 滝川 雅之*; 関山 剛*; 梶野 瑞王*; Grahn, H.*; Br
nnstr
m, N.*; von Schoenberg, P.*; 近藤 裕昭*; 寺田 宏明; 永井 晴康; et al.
no journal, ,
福島第一原子力発電所から放出された放射性核種(Cs)を対象とした第2回大気モデル相互比較が実施された。ラグランジュ型およびオイラー型の大気拡散モデルを含む13モデルがこのモデル相互比較に参加した。このモデル相互比較の目的は、(1)大気中輸送過程の理解、(2)モデル間の湿性および乾性沈着過程の不確実性の見積り、(3)Csプルーム再現のキープロセスの解明、(4)マルチモデルアンサンブル平均の評価、(5)モデルの物理過程改良に有用な知見の取得である。放出源情報によるモデルの不確実性を除外するため、全モデルは共通の放出源情報を使用した。気象場の違いによる不確実性低減のため、局所アンサンブル変換カルマンフィルターデータ同化システムと組み合わせた日本の現業予報モデルによる高時間空間分解能の気象データが全モデルで利用された。モデル間比較だけでなく、モデルと浮遊粒子状物質サンプリングネットワークによる観測値との比較も行われた。モデルと観測との比較から、降雨を経験していない原子力発電所近傍でのCs濃度は比較的良好な再現性を示したが、降雨を経験したCs濃度はモデル間の差異が大きかった。発表では、Cs濃度を決定する物理過程に関するさらに詳細な解析について議論する。
Cs)を対象とした大気拡散モデルのモデル間比較プロジェクト佐藤 陽祐*; 滝川 雅之*; 関山 剛*; 梶野 瑞王*; 寺田 宏明; 永井 晴康; 近藤 裕昭*; 打田 純也*; 五藤 大輔*; Qulo, D.*; et al.
no journal, ,
2011年3月の福島第一原子力発電所事故により放出されたCs-137を対象とした大気拡散モデル相互比較が実施され、国内外から12モデルが参加した。実験開始当時最新の放出源情報と、気象庁非静力学モデルとデータ同化により作成された高時空間分解能の気象場を統一入力データとして用いた。実験の結果は、航空機観測によるCs-137の沈着量と大気汚染監視ネットワークにより観測されたCs-137の大気濃度と比較した。モデルは観測された沈着量を再現し、高濃度イベントを平均で40%程度再現できていた。しかしながら、統一気象場・放出源・解像度を用いても、モデル間で大きなばらつきが見られた。また気象場の再現性が悪い場合、高濃度イベントを再現することはどのモデルもできなかったことから、気象場の再現性が高濃度イベントの再現に重要であることが改めて示された。気象場の再現性が良い場合は、モデルの水平拡散と湿性沈着の大きさがモデルの再現性を左右していた。観測との比較から、水平拡散が大きい、または湿性沈着が小さいモデルほど、大気濃度の再現性が良い傾向が見られた。
Cs emitted from Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant, and application of MIPs' results for usage in an emergency山澤 弘実*; 佐藤 陽祐*; 関山 剛*; 梶野 瑞王*; Fang, S.*; Qurel, A.*; Qulo, D.*; 近藤 裕昭*; 寺田 宏明; 門脇 正尚; et al.
no journal, ,
2011年3月に福島第一原子力発電所(FDNPP)から放出されたCsを対象とした大気拡散モデルの第3回相互比較(MIP)が実施された。前回の第2回MIPと同様、参加した全9モデルで共通の放出源情報と気象データが利用されたが、FDNPP近傍で測定された大気中Csの挙動の理解のため水平格子解像度は前回の3kmより高い1kmとされた。その結果、第2回MIP同様にほとんどの観測された高い大気中Cs濃度が良好に再現され、性能の高い数モデルにより性能の低いモデルの影響が打ち消されるマルチモデルアンサンブルの利点が示された。また、高い格子解像度により気象場が改善した結果、FDNPP近傍でのCsの挙動が第2回MIPより合理的に再現された。さらにMIPの結果の解析により大気拡散シミュレーション結果の緊急時における有用性について調べたところ、各モデルのCs濃度計算値の絶対値の差異がファクター3からファクター6である場合もマルチモデルアンサンブルによる観測されたプルームの見逃しはわずか3%であり、有効なマルチモデルアンサンブルには6から8モデルが必要であることが示された。
山澤 弘実*; 大浦 泰嗣*; 森口 祐一*; 寺田 宏明; 関山 剛*; 五藤 大輔*; 鶴田 治雄*; 佐藤 陽祐*
no journal, ,
福島第一原子力発電所(1F)事故の内部被ばく線量の評価では、大気中濃度実測値に基づく評価の代替として大気拡散モデルを用いる手法が使われてきた。しかし、(1)大気中濃度の分析が未了でプルーム動態が十分解明されていないこと、(2)放出源情報及びその推定方法と事故当時の気象場に不確かさが残されていること、(3)大気拡散モデルに不確かさが残されていることが課題であった。これら課題の解決は、今後の原子力事故を含む有害物質大気中放出事故の影響及びリスクの評価の不確かさを低減する上で不可欠であることが指摘されており、モデル予測結果の不確かさの低減と不確かさを踏まえた緊急時利用法の検討が必要である。そこで、環境研究総合推進費1-1802「原子力事故データの総合解析による事故時の有害物質大気中動態評価法の高度化」では、大気中濃度データ等からの放出源情報推定法の改良、データ同化を用いた気象場再現方法及び沈着過程に着目した大気拡散モデルの検証・改良、1F事故時の大気環境測定局SPM計ろ紙の分析等による大気中濃度データ整備、及び複数の大気拡散モデル計算値と測定値を総合化した情報提供法枠組みの提案を目的とした。本発表では、これらの研究成果全体を概観するとともに、主に大気拡散モデルの緊急時利用法についての検討結果を議論する。
Cs emitted from Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant; MIPs with identical source term and meteorological data佐藤 陽祐*; 滝川 雅之*; 関山 剛*; 梶野 瑞王*; 寺田 宏明; 永井 晴康; 門脇 正尚; 近藤 裕昭*; 打田 純也*; 五藤 大輔*; et al.
no journal, ,
2011年3月の福島第一原子力発電所事故で放出されたCsを対象として2つの大気拡散モデル相互比較(MIP)が実施された。各MIPにおいて、共通の放出源情報,気象場、および水平格子解像度(3kmと1km)がこれらに起因する不確さを排除するため使用された。解析の結果、ほとんどのモデルは浮遊粒子状物質観測ネットワークのエアロゾル採取による大気中Csを良好に再現していた。また、気象場が大気中Csのイベントを再現するのに最も重要であり、気象場が合理的に再現された場合には水平拡散と沈着プロセスが重要因子であることが示された。両MIPの結果の比較から、高い格子解像度が原発近傍の大気中Csの再現には必要であるが、必ずしもモデル性能を向上させるわけではない(特に原発の遠方域)ことが明らかとなった。また、数モデルの高い再現性がモデルアンサンブルの再現性を向上させていることとともに、マルチモデルアンサンブルの利用の利点が示された。
Cs from the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant Accident using identical input data佐藤 陽祐*; 滝川 雅之*; 関山 剛*; 梶野 瑞王*; 寺田 宏明; 永井 晴康; 近藤 裕昭*; 打田 純也*; 五藤 大輔*; Qulo, D.*; et al.
no journal, ,
2011年3月の福島第一原子力発電所事故により放出されたCsの物理過程に着目した大気拡散モデル相互比較が実施され、12モデルが参加した。モデル計算結果の放出源情報及び気象場に起因する不確かさを除外するため、全モデルは同じ放出源情報及び気象場を使用した。浮遊粒子状物質モニタリングネットワークによるCsの大気中濃度と、航空機観測による地表沈着量を、モデル計算結果と観測値の比較に使用した。解析結果から、モデルアンサンブル平均のFMSは、積算沈着量について前回のモデル相互比較より向上したことが明らかとなった。また、モデルアンサンブル平均は観測値の高濃度をおよそ36%再現していた。捕捉率のモデル間の差異は8%から38%であった。これは、沈着及び拡散プロセスのモデル間の相違に起因していた。
Csを対象としたモデル間比較プロジェクト佐藤 陽祐*; 滝川 雅之*; 関山 剛*; 梶野 瑞王*; 寺田 宏明; 永井 晴康; 近藤 裕昭*; 打田 純也*; 五藤 大輔*; Qulo, D.*; et al.
no journal, ,
2011年3月の福島第一原子力発電所事故により放出されたCsを対象とした大気拡散モデル相互比較が実施され、国内外12機関13モデルが参加した。モデル計算結果の放出源情報及び気象場に起因する不確かさを除外するため、全モデルで放出源情報及び気象場を統一した。浮遊粒子状物質モニタリングネットワークによるCsの大気中濃度と、航空機観測による地表沈着量を、モデル計算結果と観測値の比較に使用した。解析結果から、モデルアンサンブル平均は大気中濃度の上昇イベントの43%を捉えることに成功した。また、モデル間のばらつきの主要な要因は、モデルの沈着速度と拡散の強さの相違と考えられた。
山澤 弘実*; 大浦 泰嗣*; 森口 祐一*; 寺田 宏明; 関山 剛*; 五藤 大輔*; 鶴田 治雄*
no journal, ,
本研究は、メソスケールを対象として、高精度気象場の構築機能と福島第一原子力発電所(1F)事故時の大気中濃度実測データ等により精度検証された国内の大気拡散モデル群によるアンサンブル評価機能から構成される事故時大気中動態評価法のプロトタイプを構築することを全体目標とし、以下の6サブテーマで構成される。(1)(名古屋大学): 国際モデル比較実験、各サブテーマ成果の集約による計算精度向上の検証、アンサンブル評価を用いた防災利用法の提案。(2)(首都大学東京): 大気環境測定局SPM計ろ紙分析による1F起源放射性プルームを網羅するCs-134, 137大気中濃度データセットの整備。(3)(東京大学): 大気中ダスト・土壌試料の測定結果等の測定値に基づく総合的なプルーム動態解析、他の観測データ及びモデル計算結果との整合性検証。(4)(原子力機構): ベイズ統計及びマルチスケール拡散計算による放出源情報推定手法の改良、種々の環境測定データからの1F事故の放出源情報の再推定。(5)(気象研究所): 高度なデータ同化による1F事故時の気象場の再構築とその精度検証。(6)(国立環境研究所): 大気中放射性物質の輸送・変質・沈着サブモデルの検証・改良、大気拡散モデルの高度化。
山澤 弘実*; 佐藤 陽祐*; 大浦 泰嗣*; 森口 祐一*; 寺田 宏明; 古野 朗子; 都築 克紀; 門脇 正尚; 関山 剛*; 足立 光司*; et al.
no journal, ,
環境研究総合推進費: 課題番号1-1802「原子力事故データの総合解析による事故時の有害物質大気中動態評価法の高度化」(20182020年)では、東京電力福島第一原子力発電所(1F)事故を題材として、有害物質放出事故時の数百km範囲での大気中動態を評価するために必要な要素技術の高度化に取り組んでいる。本研究は、(1)1F事故大気中濃度データの整備と解析、(2)放出源情報推定法の改良、(3)気象場再現法及び大気拡散数値モデルの高度化、(4)大気中濃度解析結果を参照データとするモデル比較試験及び防災利用での計算結果提示法のプロトタイプ構築、の研究テーマにより構成されている。本発表では、各研究テーマによるこれまでに得られた主要な成果の概要を紹介する。
