環境負荷物質陸域移行予測コードMOGRAにおけるモデルテンプレートの整備

高橋 知之*; 天野 光; 内田 滋夫*; 池田 浩*; 松岡 俊吾*; 林 寛子*; 黒澤 直弘*

環境衛生工学研究, 17(3), p.340 - 344, 2003/07

陸域生態圏に付加された放射性物質等の環境負荷物質による環境影響を評価するため、日本原子力研究所は、パーソナルコンピュータ上で環境負荷物質の挙動を予測できる計算コードMOGRA (Migration Of GRound Additions)を開発した。MOGRAを用いて陸域生態圏における環境負荷物質の挙動を解析・予測するためには、土地利用形態等に即した種々のテンプレートが必要であり、本研究ではこれらのテンプレートの整備を行った。また、本研究で整備したテンプレートを使用して圃場系に付加されたセシウムの挙動に対し、稲等への移行に関し評価解析を実施した。

環境負荷物質陸域移行予測コードMOGRA

天野 光; 高橋 和之*; 内田 滋夫*; 都築 克紀; 松岡 俊吾*; 池田 浩*; 松原 武史*; 黒澤 直弘*

KURRI-KR-80, p.48 - 49, 2001/12

陸域に負荷される放射性物質や重金属等の挙動を解析・予測する目的で開発したMOGRAにつき解説する。MOGRAはさまざまな評価対象系に対応し得る汎用コードであり、動的コンパートメントモデル解析部を中核とし、グラフィカルユーザインターフェイス(GUI)による入出力部やライブラリデータ等から構成されている。評価を行う際には、評価対象となる陸域生態圏を土地利用形態(例えば森林,畑,水田等)等によって分割(モジュール化)し、各モジュールで任意にコンパートメントモデルを設定する。モジュール間の物質の移行に関しても任意に設定できる。例えば畑モジュールの構造を大気から葉菜,土壌各層,地下水といった上下2次元構造とし、さらに隣のモジュールと接続することで擬似3次構造とし、3次元空間での物質移行を評価できる。負荷物質の存在形態ごとの移行評価も可能である。各移行経路の移行係数は、フォートランの自由な数式の記述により設定できる。現在、森林,畑,河川モジュール等のデフォルトを整備し公開準備中である。発表では、MOGRAの解析機能やユーザーインターフェイスの検証と充実化を目的とし設定した。大気-土壌-植物系におけるSr-90の移行を対象とした動的モデルを適用例として示す。MOGRAはGUIを整備した汎用動的コンパートメントモデルであるため、システムダイナミックスの解析にも容易に使える。

地層処分システム性能評価のための生物圏評価モデルの高度化(3)(研究概要)

池田 孝夫*; 吉田 英爾*; 三木 崇史*

JNC TJ8400 2000-045, 134 Pages, 2000/02

JNC-TJ8400-2000-045.pdf:4.12MB

本研究では、保守的アプローチに基づく生物圏評価パラメータ値の設定に関する方法論、生物圏評価における確率論的評価手法の適用性及び海洋を核種の放出域とした生物圏評価モデルについて検討した。保守的アプローチに基づくパラメータ設定に関する方法論の検討では、設定にあたり考慮すべき事項について検討を行い、生物圏評価におけるデータ選定プロトコルを作成した。確率論的評価手法の検討では、直接モンテカルロ法、及びラテンハイパーキューブ法が適していることがわかった。また、第2次取りまとめのレファレンスケースをベースに確率論的評価手法を適用し、各パラメータに対する感度分析を行った。海洋を核種の放出域とした生物圏評価モデルの検討では、地層処分で採用している海洋のモデルの適用性について検討し、マルチコンパートメントモデルが最も適していることが明らかになった。また、コンパートメントモデルを用いた評価をもとに、原子力施設で採用されている数値解析モデルによる結果と比較を行った。その結果、両者の結果の差は小さいことが確認された。

地層処分システム性能評価のための生物圏モデルの高度化(要約版)

池田 孝夫*; 吉田 英爾*

PNC TJ1281 98-002, 123 Pages, 1998/02

PNC-TJ1281-98-002.pdf:5.58MB

生物圏は、地層処分された高レベル放射性廃棄物を起源とする放射性物質が種々のプロセスを経て移行し、最終的に人間に対して影響を及ぼす場である。従って、地層処分システムの安全性を評価するためには、生物圏における人間への影響を評価することが不可欠である。本研究においても昨年度までに生物圏評価に関する国際協力研究であるBIOMOVS計画及びBIOMASS計画で検討並びに整備された「代表的生物圏手法」等の調査を行い、それに基づいて種々の評価条件に適用可能な汎用的な生物圏評価モデル(コンパートメントモデル)の開発、生物圏データの収集そして計算コードの開発を行ってきた。本年度はこれまでの成果を踏まえ、高レベル放射性廃棄物処分に係る第2次取りまとめの円滑な実施に資することを目的として、段階的なアプローチを用いてこれまで明らかとなっている第2次取りまとめの前提条件に従い代表的生物圏を設定するとともに、モデルの開発及びデータ整備を行い生物圏内での放射性核種の移行/蓄積並びに人間への影響を解析し概括的評価を行った。さらに、各コンパートメントの重要度及びコンパートメント間の核種移行プロセスの重要度についての感度解析を行い、モデルの簡略化についての検討を実施した。なお、本年度の研究対象としては、前提条件に関わる不確実性を排除し、評価に保守性を確保する観点から深井戸を放出経路とする場合について検討した。

生物圏における核種移行及び被ばく評価のための解析手法の開発

not registered

PNC TJ1281 95-004, 251 Pages, 1995/02

PNC-TJ1281-95-004.pdf:7.2MB

生物圏は、核種移行に対するバリアとしての機体は小さいものの、地層処分された放射性廃棄物に起因して実際に人類への影響が生じる場であり、この意味での重要性は大きい。他方、生物圏は地上及びその近傍から成り、自然あるいは人間活動による種々の擾乱を最も被りやすい領域でもあるため、その将来予測に含まれる不確実性は決して小さいとは言えない。この様な状況にあって、上述した概念的な不確実性を低減する有効な方法となり得るものは、複数の代表的な生物圏モデルを同時に考えることによって将来の可能な条件変動の幅を網羅し、各モデルと対応して(決定論的な単一の計算ではなく)線量あるいはリスクの計算を行って結果の幅を明確にするというアプローチである。本研究の目的は、代表的な生物圏モデルの概念を確立するとともに、数学的モデル、データセット及びソフトウェアといった関連する方法論を開発することである。また、代表的生物圏モデルの概念が多分にstyliseされたものであることから、この研究において、関連分野の国際的な動向と整合的な展開を図ることも必須の事項である。本年度は、昨年度に引き続きBIOMOVESIIにおける議論特に代表的生物圏についての国際的合意の形成過程を調査し、その過程を逐次まとめるものとし、昨年度提案した我が国における代表的生物圏モデル、関連するデータ及び数学的定式化の見直しをおこなった。また、この結果に基づき、(i)プロトタイプの生物圏評価コードの作成、(ii)上記コードを用いた予備的被ばく評価、

Biokinetics of radionuclides in pregnant mice and compartment models by the system analysis method

杉浦 紳之; 草間 朋子*

Radiation Protection Dosimetry, 41(2-4), p.153 - 156, 1992/00

https://doi.org/10.1093/rpd/41.2-4.153

胎児の被曝線量評価手法を確率するためには、妊娠母体における放射性物質の生物動態に関する情報の蓄積と生物動態を記述する数学モデルの設定が必要である。本研究では、ICRマウスについて妊娠母体および胎仔における放射性物質の生物動態を実験的に把握した上で、生物動態を記述するためのシステム解析法によるコンパートメントモデルの適用性について検討した。CsClを分割2回投与した場合の胎仔における残留率は1回投与実験結果をもとに推定した値より小さいこと、SrClの胎仔における残留率は骨形成開始後急激に増加することなどが実験から明らかとなった。また、胎生期を区分すること、母獣から胎仔への移行係数を母獣と胎仔の血中放射能濃度の差で補正することにより、システム解析法によるコンパートメントモデルを用いて妊娠マウスにおける放射性物質の生物動態はよく記述できることが分った。

福島原発事故後の空間線量率予測の不確かさ

木名瀬 栄; 高橋 知之*; 山本 英明; 斎藤 公明

no journal, , 

原子力機構では、福島復興に資するため、環境半減期をモデルパラメータとした2-コンパートメントモデルである空間線量率の分布状況変化モデルを開発し、福島第一原子力発電所事故30年後までの空間線量率を予測した。福島第一原子力発電所事故後の空間線量率の変化において、モデルパラメータの統計分布を考慮したモンテカルロ計算結果である推定値の範囲(90%信頼区間の下限値から上限値の間)は、これまでに実施された走行サーベイによる空間線量率の実測値のほとんどと同程度にあることを確認した。

コンパートメントモデルを用いた事故初期における空間線量率の高分解能分布推定

木名瀬 栄; 本田 文弥*

no journal, , 

福島第一原子力発電所事故後の外部被ばく線量再構築は、被災住民のための継続的なフォローアップを行ううえで極めて重要である。本報告では、統計帰納法によって構成した、空間線量率推定手法であるコンパートメントモデルの特徴とその応用である事故初期の空間線量率推定手法および事故後3ヶ月までの空間線量率推定マップを紹介する。事故初期の空間線量率推定手法の開発では、空間線量率の線源として、福島第一原子力発電所2号機の炉内インベントリ計算結果および環境中で検出された放射性核種を仮定するなどの独自の工夫を行い、実測結果との比較により係数2-3程度の相違で空間線量率の推定が可能であることを確認した。