Accumulation mechanisms of radiocaesium within lichen thallus tissues determined by means of microscale localisation observation

土肥 輝美; 飯島 和毅; 町田 昌彦; 数納 広哉*; 大村 嘉人*; 藤原 健壮; 木村 茂*; 菅野 太志*

PLOS ONE (Internet), 17(7), p.e0271035_1 - e0271035_21, 2022/07

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0271035

Many lichens are well known to accumulate radiocaesium and, thus acting as biomonitors of contamination levels. Here, we use autoradiography and demonstrate for the first time microscale localisation of radiocaesium within thallus tissues to investigate the radiocaesium forms and their accumulation mechanism. The radiocaesium was localised in the brown pigmented parts i.e., melanin-like substances, in the lower cortex of lichen thallus. Quantum chemical calculations showed that functional group of melanin-like substances can chelate Cs ion, which indicates that the Cs ions form complexes with the substances. Based on these findings, we suggest that radiocaesium ions may be retained stably in melanin-like substances for long periods (two to six years) due to steric factors, such as those seen in porphyrin-like structures and multimer formation in the lower cortex.

Radiocaesium accumulation capacity of epiphytic lichens and adjacent barks collected at the perimeter boundary site of the Fukushima Dai-ichi Nuclear Power Station

土肥 輝美; 大村 嘉人*; 吉村 和也; 佐々木 隆之*; 藤原 健壮; 金井塚 清一*; 中間 茂雄; 飯島 和毅

PLOS ONE (Internet), 16(5), p.e0251828_1 - e0251828_16, 2021/05

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0251828

We investigated the radiocaesium content of nine epiphytic foliose lichens species and the adjacent barks at the boundary of the FDNPS six years after the accident in 2011. The Cs-inventory were determined to compare Cs retentions of lichens and barks under the same growth conditions. The Cs -inventory of lichens were respectively 7.9- and 3.8-times greater than the adjacent barks. Furthermore, we examined the Cs distribution within these samples using autoradiography (AR) and on the surfaces with an EPMA. AR results showed strong local spotting and heterogeneous distributions of radioactivity in both the lichen and bark samples, although the intensities were lower in the barks. In addition, radioactivity was distributed more towards the inwards of the lichen samples than the peripheries. This suggests that lichen can retain Cs that is chemically immobilized in particulates intracellularly, unlike bark.

放射性微粒子の基礎物性解明による廃炉作業リスク低減への貢献(委託研究); 平成30年度英知を結集した原子力科学技術・人材育成推進事業

廃炉国際共同研究センター; 茨城大学*

JAEA-Review 2019-041, 71 Pages, 2020/03

JAEA-Review-2019-041.pdf:3.38MB

日本原子力研究開発機構(JAEA)廃炉国際共同研究センター(CLADS)では、平成30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、平成30年度「放射性微粒子の基礎物性解明による廃炉作業リスク低減への貢献」について取りまとめたものである。福島第一原発事故にて放出された放射性微粒子が廃炉手順の確立(溶融燃料等の回収、炉内除染、作業員の安全確保等)に関し重要な炉内事故事象解明のための情報源ともなっている。本研究は、これら粒子の基礎的な物性(粒径, 組成, 電気的性質, 光学的性質など)につき詳細な知見を得るとともに、日英のシナジー研究により放射体の量的評価を含む放射性微粒子の諸特性をさらに解明して、「廃炉」計画のリスク低減にむけた作業全般に寄与する研究・開発を行う。

Decreasing trend of ambient dose equivalent rates over a wide area in eastern Japan until 2016 evaluated by car-borne surveys using KURAMA systems

安藤 真樹; 三上 智; 津田 修一; 吉田 忠義; 松田 規宏; 斎藤 公明

Journal of Environmental Radioactivity, 192, p.385 - 398, 2018/12

https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2018.07.009

福島第一原子力発電所周辺の空間線量率分布調査の一環として、KURAMAシステムを用いた走行サーベイが2011年から東日本広域において実施されてきた。2016年までに蓄積された大量の測定データ(2012年までについては既報)を解析し、福島第一原子力発電所から80km圏内の空間線量率の避難指示区域内外、土地利用状況、当初線量率及び県単位について減少傾向を評価した。福島第一原子力発電所から80km圏内の平均線量率は、放射性セシウムの物理減衰に比べ顕著に減少し、環境半減期の速い成分と遅い成分はそれぞれ0.4年及び5年と求められた。土地利用状況では、森林での線量率減少が他より遅く、建物用地において最も速い傾向にあった。福島県に比べて宮城県や栃木県では事故後早い時期において線量率の減少が早いことが分かった。走行サーベイにより測定された線量率の経時変化は、攪乱のない平坦地上においてNaI(Tl)サーベイメータを用いた測定結果より事故後1.5年後まで減少が早く、その後は同じ減少速度であることが分かった。

Towards enhancing Fukushima environmental resilience

宮原 要

Transactions of the American Nuclear Society, 117(1), p.51 - 52, 2017/10

福島の避難指示解除の状況に応じた住民や自治体のニーズに応える原子力機構の環境回復に関わる取組について紹介し、国際的に関心のある方々に福島の復興が着実に進んでいることをご理解頂く。

Temporal changes of radiocesium in irrigated paddy fields and its accumulation in rice plants in Fukushima

Yang, B.*; 恩田 裕一*; 脇山 義史*; 吉村 和也; 関本 均*; Ha, Y.*

Environmental Pollution, 208(Part B), p.562 - 570, 2016/01

https://doi.org/10.1016/j.envpol.2015.10.030

In this study, we investigated the temporal changes of radiocesium in soil, irrigation water, and rice plant in two adjacent rice paddies, with and without surface-soil-removal practice, in Fukushima Prefecture for over three years (2012 to 2014). Our results showed that radiocesium migrated into 24-28 cm soil layers and that the concentration and inventory of radiocesium in paddy soils generally decreased. The newly added radiocesium to paddies through irrigation water contributed only the maximum values of 0.15% and 0.75% of the total amount present in normal and decontaminated paddies, respectively, throughout the study period. The change trend of radiocesium concentration in suspended sediment in irrigation water exponentially decreased. Radiocesium accumulation in rice plant also decreased with time in both paddies. However, the transfer factor of radiocesium for rice plant in the decontaminated paddy increased compared with normal paddy.

Fukushima cleanup; Status and lessons

宮原 要; McKinley, I. G.*; 斎藤 公明; 飯島 和毅; Hardie, S. M. L.*

Nuclear Engineering International, 60(736), p.12 - 14, 2015/11

http://www.neimagazine.com/features/featurefukushima-cleanup-status-and-lessons-learned-4724423/

福島の環境回復の取組みは、避難住民の早期帰還や住民の安全・安心の確保に向けて知見や技術を集約しつつ進められており、今後の原子力防災の観点からも取りまとめた知見が活用されるべきである。

Remediation of contaminated areas in the aftermath of the accident at the Fukushima Daiichi Nuclear Power Station; Overview, analysis and lessons learned, 2; Recent developments, supporting R&D and international discussions

福島研究開発部門 福島環境安全センター

JAEA-Review 2014-052, 49 Pages, 2015/03

JAEA-Review-2014-052.pdf:25.4MB

東京電力福島第一原子力発電所の事故により汚染された広大な環境の除染のために、日本原子力研究開発機構は内閣府より「除染モデル実証事業」を受託し、避難区域内の11市町村16か所において広範な試験を行った。この大規模試験事業においては、個々の除染技術の適用性や効果に関する詳細で現実的なデータを得たのみならず、除染作業員の安全確保、コスト、発生する除染物の取扱いなどさまざまな情報を集約し、広域除染に関する知識基盤を国に対して提供することとなった。詳細な和文報告書はすでに別途公開されている。本報告書はその忠実な英訳ではなく、モデル事業終了後の実際の除染の進捗や除染に係る国際的な議論を加えて新たに執筆したものである。第1分冊では、このような詳細で大規模な「除染モデル実証事業」を必要とした背景を含め、事業の全体成果をまとめた。この第2分冊において当該事業で得られた成果の実際の除染事業への反映、事業終了後の線量の推移、除染に関する技術開発、実際の除染事業の進捗、および除染に関する国際的な議論などについて述べる。

The Resonance raman effect of dicaesium uranyl tetrachloride in dimethyl sulfoxide

曽我 猛

Spectrochimica Acta, Part A, 57(9), p.1767 - 1780, 2001/08

ヂメチルスルホオキシド((CH)SO)溶液中の2セシウム塩化ウラニル(CsUOCl)の共鳴ラマンスペクトルを、ウラニルの→(f-f禁制)電子遷移に共鳴させて測定した。830cmに観測されたウラニルの全対称伸縮振動の相対強度を、10本の励起光の波長(530nm~450nm)に対してプロットしその共鳴ラマンプロファイルを得た。これらを電子吸収スペクトルの変換理論を用いて解析し、→電子遷移によるウラニルの結合距離の変化及び配位子からウラニルに移動した電子数の知見を得た。その結果、ウラニルへの配位子数が増加すると、配位子からウラニルに移行してくる電子数は、電子的基底状態ではやや増加するが、電子的励起状態では逆に著しく減少することがわかった。

Transport behavior of radioactive caesium from forests contaminated by the Fukushima Dai-ichi Nuclear Power Plant accident through river water system

飯島 和毅; 舟木 泰智; 大山 卓也; 新里 忠史; 佐藤 治夫*; 油井 三和

no journal, , 

F-TRACEプロジェクトの目的は、土壌粒子に強く吸着された放射性核種が森林から海まで河川水系を通しての移動挙動を予測する現象論モデルを開発し、被ばく線量の変化を評価、移動を抑制する方法を提案することである。本研究では、福島沿岸域の一つの河川水系を対象に、放射性セシウムの挙動を概観した。その結果、90%以上のセシウムが森林表土の表面から5cm以内に存在し、湖水中のセシウム濃度が極めて低いことから、河川水系における移動において、放射性セシウムは土壌粒子に強吸着されていると考えられた。また、河川水系中の堆積物の放射性セシウム濃度の違いは、セシウム吸着のサイト密度に及ぼす粒径の影響で説明できる。