Development of a long-range atmospheric transport model for nuclear emergency and its application to the Chernobyl nuclear accident

寺田 宏明; 茅野 政道

Proceedings of 2nd International Conference on Radioactivity in the Environment, p.15 - 18, 2005/10

原子力緊急時において放射性物質の大気拡散のリアルタイム予測を行う計算モデルは非常に有用である。発表者らはこれまで緊急時環境線量情報予測システムSPEEDIとその世界版WSPEEDIを開発してきた。従来のWSPEEDIは質量保存風速場モデルWSYNOPと粒子拡散モデルGEARNから構成されていた。WSYNOPは診断型モデルであり気象場を予測することは不可能であるため、予測精度及び解像度が入力気象データに依存し、また鉛直拡散及び降雨沈着過程の詳細な考慮が不可能であった。これを改良するために大気力学モデルMM5を導入した。この改良版WSPEEDIを1986年に発生したチェルノブイリ原子力事故に適用し、数値モデルの予測性能の検証を行った。CASE-1:ヨーロッパ全域を含む広域計算と、CASE-2:広域とチェルノブイリ周辺域での2領域ネスティング計算の2ケースの計算を行った。CASE-1の計算結果よりCsの大気中濃度と地表沈着量を水平分布図及び統計解析で測定データと比較した結果、ヨーロッパスケールでの輸送の挙動をよく予測できていた。CASE-2の計算では、領域ネスティング計算によりCASE-1の広域計算では計算不可能であった詳細な沈着量分布を予測することができた。

Model testing using data on Cs from Chernobyl fallout in the Iput River catchment area of Russia

Thiessen, K. M.*; Sazykina, T. G.*; Apostoaei, A. I.*; Balonov, M. I.*; Crawford, J.*; Domel, R.*; Fesenko, S.*; Filistovic, V.*; Galeriu, D.*; 本間 俊充; et al.

Journal of Environmental Radioactivity, 84(2), p.225 - 244, 2005/00

https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2004.10.016

チェルノブイリ事故以後に収集されたデータは、陸域や水系の汚染に関する計算モデルの信頼性を検証するユニークな機会を提供した。IAEAの主催するBIOMASS計画の線量再構築ワーキンググループでは、イプト河シナリオが採用され、多数の被ばく経路が関係する評価モデルの検証に用いられた。チェルノブイリの北東約200kmに位置するイプト河流域の農耕地帯は、ロシアで最も汚染した地域の一つで、単位平方kmあたり平均800kBq、局所的には1500kBqのCsに汚染され、この地域で実行されたさまざまな防護対策をモデル化する必要があった。淡水魚,きのこ類などの摂取を含むさまざまな経路に対して、事故後10年にわたるデータがモデル検証に利用できた。参加機関の最終結果に多くは、ファクター2から3で測定値との一致を見た。計算を実行するうえで困難な点は、局所汚染を考慮したデータの平均化,Csの土壌深部への移行と可給態の同定,防護対策のモデル化であった。モデル予測の正確さは、少なくとも入力情報を解釈する解析者の経験や判断,パラメータ値の選択,不確かさの取り扱いに依存する。

Improvement of Worldwide Version of System for Prediction of Environmental Emergency Dose Information (WSPEEDI), 1; New combination of models, atmospheric dynamic model MM5 and particle random walk model GEARN-new

寺田 宏明; 古野 朗子; 茅野 政道

Journal of Nuclear Science and Technology, 41(5), p.632 - 640, 2004/05

https://doi.org/10.3327/jnst.41.632

国外の原子力事故によって放出された放射能の国内の公衆への影響を予測するために、世界版緊急時環境線量情報予測システム「WSPEEDI」が開発されてきた。WSPEEDIは、3次元風速場診断モデル「WSYNOP」と粒子拡散モデル「GEARN」によって構成されている。この従来版WSPEEDIの短所は以下の通りである。(1)多様なスケールを持つ複数の領域についての同時計算が不可能である。(2)大気境界層の取り扱いが単純であり、混合層の時・空間変化が考慮されていない。(3)降水の3次元構造が湿性沈着過程に考慮されていない。これらの問題を改善するため、複数領域の詳細な気象場を同時に予測して粒子拡散モデル「GEARN-new」に提供することが可能な大気力学モデル「MM5」が導入された。この改良版WSPEEDIを検証するため、1986年にチェルノブイリ原子力発電所で発生した事故への適用計算が行われた。地表Cs濃度の計算結果と測定値を比較したところ、ヨーロッパ域での放射能の拡散が精度よく再現されたことが示され、改良版WSPEEDIの妥当性が確認された。

第51回国連科学委員会(UNSCEAR)会合に出席して

吉澤 道夫

放射線科学, 46(6), p.184 - 187, 2003/06

2003年1月27日から31日にオーストリア・ウィーン国際センターで開催された第51回国連科学委員会(UNSCEAR)会合に日本代表団構成員の一人として参加する機会を得た。UNSCEARでは、前回会合から次期報告書策定の検討が開始されており、種々の変化がある。本稿では、チェルノブイリ事故の影響が次期報告書でも引き続き取り上げられる理由,次期報告書における基本方針の変更(「線源と影響(source and effect)」から「線源から影響へ(source to effect)」),webサイトの設置など、最近のUNSCEARの変化を解説するとともに、会合における議論の印象などを述べる。

Model testing using data on Cs from Chernobyl fallout in the Iput River catchment area of Russia

Thiessen, K. M.*; Sazykina, T. G.*; Apostoaei, A. I.*; Balonov, M.*; Crawford, J.*; Domel, R.*; Fesenko, S.*; Filistovic, V.*; Galeriu, D.*; 本間 俊充; et al.

Proceedings from the International Conference on Radioactivity in the Environment, p.317 - 320, 2002/09

チェルノブイリ事故以後に収集されたデータは、陸域や水系の汚染に関する計算モデルの信頼性を検証するユニークな機会を提供した。IAEAの主催するBIOMASS計画の線量再構築ワーキンググループでは、イプト河シナリオが採用され、多数の被ばく経路が関係する評価モデルの検証に用いられた。チェルノブイリの北東約200kmに位置するイプト河流域の農耕地帯は、ロシアで最も汚染した地域の一つで、単位平方km当り平均800kBq,局所的には1500kBqのCs-137に汚染され、この地域で実行されたさまざまな防護対策をモデル化する必要があった。淡水魚,きのこ類などの摂取を含むさまざまな経路に対して、事故後10年にわたるデータがモデル検証に利用できた。参加機関の最終結果に多くは、ファクター2から3で測定値との一致を見た。計算を実行するうえで困難な点は、局所汚染を考慮したデータの平均化,Cs-137の土壌深部への移行と可給態の同定,防護対策のモデル化であった。モデル予測の正確さは、少なくとも入力情報を解釈する解析者の経験や判断,パラメータ値の選択,不確かさの取り扱いに依存する。

原子力事故後の環境中外部被ばく線量の測定・評価に関する研究

坂本 隆一; 斎藤 公明; 堤 正博; 長岡 鋭

保健物理, 36(4), p.297 - 307, 2001/12

https://doi.org/10.5453/jhps.36.297

外部被ばく線量に影響を与えるファクターとしては、事故後の放射性核種の沈着分布,放射性核種の種類,核種の地中分布,降雨,積雪,半減期,家屋等の遮蔽効果,除染効果,生活パターン等がある。本調査研究では、チェルノブイリ地域において、これらのファクターに関係するデータを1992年から可能な範囲で継続的に収集を行った。本研究のおもな成果は次に示す4項目にまとめられた。(1)広域に汚染した地域の放射線レベルを迅速にサーベイする方法の開発、(2)汚染地域の住民に対する外部被ばく線量を推定する方法の検証、(3)線線量評価用基本データのモンテカルロ法による整備、(4)汚染環境場の特性解析。以下、本報告では、調査や実験の概要を項目別に述べ、その後におもな成果を記述した。

Relationships between dose rates measured 1m above ground level and the Cs depth distribution in the Chernobyl grounds

坂本 隆一; 斎藤 公明; 堤 正博; 長岡 鋭; Stolyarevsky, I.*; Glebkin, S.*; Tepikin, V.*; Arkhipov, N.*; Ramzaev, V.*; Mishine, A.*; et al.

Proceedings of 10th International Congress of the International Radiation Protection Association (IRPA-10) (CD-ROM), 5 Pages, 2000/05

原研では、チェルノブイル事故後、周辺環境汚染解析のため、チェルノブイル周辺線量率分布図を作成した。本サーベイにより得た道路上線量率は道路周辺地上1m値に換算された。換算値とほかの研究者らによって同地域で集められたデータの比較及び自動車サーベイから放射能濃度を調査する方法を開発するため、地上1m線量率とCs地中分布の関係を調べることが必要になった。地上線量率は放射能濃度と地中分布に依存するが、この検討のため、チェルノブイリ現地にて土壌サンプルと線量率測定を行った。環境線輸送計算コードから得た地中平面線源の線量換算係数を用いて、土壌データから地上線量率を推定し、in-situ測定で得た線量率と比較検討した。その結果、相互の線量率値は10-20%の違いで一致することが確認され、線量率から放射能濃度への換算が可能であることを示した。

GARDEC; A Computer code for estimating dose-rate reduction by garden decontamination

外川 織彦

JAERI-Data/Code 98-038, 21 Pages, 1998/12

JAERI-Data-Code-98-038.pdf:1.13MB

チェルノブイル事故後の研究によると、都市環境における長期の外部被曝線量に対して、庭や公園というopen areaに沈着した放射性セシウム同位体が最も大きく寄与していることが明らかになった。計算コードGARDECは、庭の除染による線量率低減を推定するために開発された。このコードは、3通りの除染手段を考慮している。それらは、(1)特別な方法による庭の掘削、(2)汚染土壌の上部層の除去、(3)非汚染土壌による遮蔽である。計算コードの性能を評価するために試計算を実施した。線量率低減に関して、モデル予測と実測値には相違が見られた。これらは、計算と測定における様々な条件の相違に起因していると考えられる。このような相違にもかかわらず、庭の除染は線量率を低減するために大きな効果を持つことが計算でも確認された。

Conversion and modification of the MLSOIL and DFSOIL codes

外川 織彦

JAERI-Data/Code 95-009, 35 Pages, 1995/07

JAERI-Data-Code-95-009.pdf:1.43MB

チェルノブイル事故後の研究によると、事故後の都市環境における長期的な外部被曝線量率は庭や公園という屋外に沈着した放射性セシウムに起因することが明らかになった。時間に伴う沈着核種の下層土壌への浸透は、汚染表面からの外部被曝線量率の推定に重要である。2つの計算コードMLSOILとDFSOILは、未攪乱の農耕地における核種の浸透及びそれによる外部被曝線量率を推定するために、米国のORNLで開発された。都市環境における屋外に適用するために、MLSOILとDFSOILの変換と機能拡張を行った。また、原子炉事故時の評価に重要な核種に関して入力データファイルを整備した。さらに、拡張コードが意図した計算機能を有していることを確認した。

緊急時環境線量情報予測システム(世界版)WSPEEDIによる欧州広域拡散実験のリアルタイムシミュレーション

茅野 政道; 石川 裕彦; 山澤 弘実; 永井 晴康

日本原子力学会誌, 37(4), p.312 - 315, 1995/00

https://doi.org/10.3327/jaesj.37.312

チェルノブイル事故を契機として、近隣諸国における原子炉事故が及ぼす自国への影響をリアルタイムで評価する計算システムの必要性が認識されるようになった。原研では、国境を越える広域の拡散予測の必要性に応えるため世界版SPEEDI(WSPEEDI)の開発を進めている。この種のシステムの緊急時対応能力の評価のために、IAEA、WMO、CECの共催でETEXとよばれるプロジェクトが進行している。ここでは、WSPEEDIの緊急時対応能力評価のためにETEXに参加して行った。2000kmスケールのヨーロッパ広域拡散実験のリアルタイム濃度分布予測の結果を示した。