Development of an continuous air monitor for the measurement of highly radioactive alpha-emitting particulates (-aerosols) under high humidity environment

坪田 陽一; 本田 文弥; 床次 眞司*; 玉熊 佑紀*; 中川 貴博; 池田 篤史

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 1030, p.166475_1 - 166475_7, 2022/05

https://doi.org/10.1016/j.nima.2022.166475

福島第一原子力発電所(1F)の長期的な廃止措置において、損傷した原子炉に残存する核燃料デブリの取り出しは、技術的に多くの困難を伴う不可避の重要課題である。デブリ取り出しは機械的な切断を伴い、放射性核種を含む微粒子(エアロゾル)が高濃度で発生し、吸入時の健康リスクが大きい。1Fの解体・廃止措置における作業員の放射線被ばくを最小化するためには、粒子の発生場所である原子炉格納容器(PCV)内におけるエアロゾルの濃度を監視することが重要である。このため、エアロゾルのin-situモニタリングシステム(in-situ alpha air monitor: IAAM)を開発し、1Fの実環境で想定される条件下でその技術的性能を検証した。IAAMは次の4つの技術的要求を満たすことが確認された。(1)高湿度下での安定動作、(2)フィルターレス動作、(3)高計数率の線測定能力、(4)高バックグラウンドの/線下でも線が選択的に測定できること。IAAMは、高湿度環境(相対湿度100%)及び/線高バックグラウンド(最大100mSv/hの線)下で、濃度3.3 10 Bq/cm以上のエアロゾルを計数の飽和なしに、選択的に測定することが可能であることが確認された。これらの結果は、IAAMが燃料デブリの解体時及び1Fの長期的な廃止措置全体において、信頼性の高いエアロゾルのモニタリングシステムとして利用できる可能性を示すものである。

単一微粒子質量分析法に基づくアルファ微粒子オンラインモニタリングに向けた基礎検討(委託研究); 令和元年度英知を結集した原子力科学技術・人材育成推進事業

廃炉環境国際共同研究センター; 大阪大学*

JAEA-Review 2020-050, 69 Pages, 2021/01

JAEA-Review-2020-050.pdf:3.79MB

日本原子力研究開発機構(JAEA)廃炉環境国際共同研究センター(CLADS)では、令和元年度英知を結集した原子力科学技術・人材育成推進事業(以下、「本事業」という)を実施している。本事業は、東京電力ホールディングス福島第一原子力発電所の廃炉等をはじめとした原子力分野の課題解決に貢献するため、国内外の英知を結集し、様々な分野の知見や経験を、従前の機関や分野の壁を越えて緊密に融合・連携させた基礎的・基盤的研究及び人材育成を推進することを目的としている。平成30年度の新規採択課題から実施主体を文部科学省からJAEAに移行することで、JAEAとアカデミアとの連携を強化し、廃炉に資する中長期的な研究開発・人材育成をより安定的かつ継続的に実施する体制を構築した。本研究は、研究課題のうち、「単一微粒子質量分析法に基づくアルファ微粒子オンラインモニタリングに向けた基礎検討」の令和元年度の研究成果について取りまとめたものである。本研究では、福島第一原発の燃料デブリ切削の際に飛散する恐れのあるアルファ微粒子のオンラインモニタリングを目指し、単一微粒子質量分析技術の適用性について基礎検討を行うことが目的である。本年度、アルファ微粒子発生のための模擬試料として固体酸化物の(U,Zr)O試料、ならびに酸性と塩基性のU溶液試料を調製した。また、アブレーション法による微粒子生成に向けたレーザー照射光学系を構築するとともに、噴霧法で発生する微小液滴を乾燥し固体エアロゾルを生成する装置を製作した。さらに単一微粒子質量分析計を整備し、測定に向けた準備を整えた。

Selective collection of trace amounts of radioiodine in radioactive sodium aerosol utilizing arc-discharge technique

成冨 満夫; 村田 幹生; 吉田 芳和

Journal of Nuclear Science and Technology, 11(8), p.345 - 348, 1974/08

https://doi.org/10.3327/jnst.11.345

従来の空気汚染モニタリング技術では困難である放射性ナトリウムエアロゾル中の放射性ヨウ素の検出、定量を容易にするため、アーク放電中で起るエアロゾルの分解とそれに続く化学反応を利用してナトリウムとヨウ素の分離捕集を試みた。この報告はその予備試験の結果について述べたものである。ナトリウムは100%の効率で繊維濾紙(HE-40濾紙)に捕集され、ヨウ素はその80~90%がナトリウムと分離して活性炭含浸濾紙(CP-7濾紙)に捕集される。さらにヨウ素の分離捕集効率はエアロゾルの発生および空気雰囲気の湿度条件にあまり影響されなく、非常に再現性がよい。また、アーク放電により生成される粒子状ナトリウム化合物とガス状ヨウ素はそれぞれX線回折とMay Packサンプラで定性的に分析し、分離捕集の機構について議論した。

Environmental radiation monitoring after the Fukushima NPP accident, 2; Long-term monitoring of atmospheric radiocesium concentrations

阿部 智久; 舟木 泰智; 吉村 和也; 佐藤 里奈; 佐々木 美雪

no journal, , 

To assess the internal exposure dose in the SRRB, we performed continuous atmospheric aerosol monitoring and considered the effects of different pavement conditions. As a result of investigating the variation of radioactivity concentration in atmospheric aerosol at SRRB, we found that internal exposure dose has a lower impact compared to external exposure dose. Since the amount of traffic by residents is expected to increase in the future, it is important to continuously estimate internal exposure doses based on the measured atmospheric Cs concentrations in the air and air dose rates.

大気浮遊じんの粒径分布と放射性核種の移動性に関する研究

阿部 智久; 吉村 和也; 舟木 泰智; 中西 貴宏; 落合 伸也*; 長尾 誠也*

no journal, , 

放射性核種の吸入による内部被ばく線量の評価には、空気力学的放射能中央径が重要な情報である。ICRPは想定される空気力学的放射能中央径として1mと5mをデフォルト値として勧告しているが、それぞれの空気力学的放射能中央径で換算されるCs-137の実効線量係数は1.4倍程度の違いが生じる。適切な被ばく線量評価のためには、福島第一原子力発電所の事故の影響を受けた地域で、より実際的な空気力学的放射能中央径を評価する必要がある。本研究では、特定復興再生拠点区域を調査地点とし、内部被ばく線量の評価に資する情報として空気力学的放射能中央径を評価した。