Estimation of deposition velocities of HT and CO and their fluxes from surface environment with a development of a simultaneous sampling system for the speciation of atmospheric H-3 and C-14

天野 光; 小嵐 淳*; 駒 知孝*; 安藤 麻里子; 飯田 孝夫*

JAERI-Conf 2003-010, p.221 - 225, 2003/09

https://jopss.jaea.go.jp/pdfdata/JAERI-Conf-2003-010.pdf

大気中に放出されるH-3とC-14に関して、フラックスと沈着速度を解析する新しい方法を開発した。最初に、大気中に放出されるH-3とC-14の存在形態を弁別できるシステムを開発した。このシステムは、トリチウムについて水蒸気状(HTO),ガス状(HT),メタン形(CHT)を、C-14について二酸化炭素状(CO)とメタン状(CH)を同時に弁別できる。次に、通気法チェンバーを用いたフラックスと沈着速度を測定できる手法を開発した。これらの方法を実際に適用しHTとCOにつきフラックスと沈着速度を求めその有用性を確認した。

Chemical speciation of radionuclides through the microbial process in soils

柿内 秀樹; 天野 光; 一政 満子*

Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 252(2), p.437 - 439, 2002/05

https://doi.org/10.1023/A:1015703430592

微生物による核種の吸脱着及び取り込みが起こるのか評価するため、Cs,Sr,Baと表層土壌から採取した微生物との相互作用を調べる実験を行った。(1)pH4,6,8の条件のもと5%PTYG BrothにおいてSr,Cs,Baイオン10ppm共存下3010日間培養を行ったところ、Sr,Csではほとんど微生物菌体への濃集は確認されなかった。Baは微生物菌体への濃集が確認され、培養開始のpHが低いほどその割合が顕著であった。(2)1%PTYG Broth(pH4)を用いてSr,Cs,Baイオン10ppm共存下30,5日間培養を行ったところ、Srは約75%,Csは約50%,Baは約40%が微生物上へ濃集されていた。この濃集成分について選択的抽出法を用いて存在形態を評価したところ、それぞれ種々の存在形態を示した。

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。

河川による放射性核種の移行

松永 武

JAERI-Conf 99-001, p.258 - 269, 1999/03

https://jopss.jaea.go.jp/pdfdata/JAERI-Conf-99-001.pdf

河川における核種の移動担体、移動を促す自然条件、核種の移行フラックスを明らかにすることを目的に研究を行った。核実験起因のCsと自然起因のPb,Beについて、茨城県の久慈川流域で研究を行った。その結果、河川水中に浮遊する土壌粒子などの懸濁物がこれらの核種の移動担体として重要であることが明らかになった。一方、宍道湖-中海に注ぐ斐伊川流域(島根県)において、湖底堆積物中のCsの堆積物を解析すると、この流域では土壌蓄積量の0.07-0.3%が年間に流出することが推定された。他の同種の研究結果を参考にすると、流出割合は主要担体である河川水懸濁物の多寡に関係すると考えられる。チェルノブイル事故起因の放射性核種の移行挙動を、事故後10余年後の事故地域近傍の河川水中において研究した結果においても、Cs,Pu,Amについては、懸濁物が移動担体として重要であることが見出された。今後、実験室系で確立された基礎的な反応理論、あるいはモデルによるアプローチを、野外観測系においてどう適用するが、重要な課題と考えられる。

The Transfer capability of long-lived chernobyl radionuclides from surface soil to river water in dissolved forms

天野 光; 松永 武; 長尾 誠也; 半澤 有希子*; 渡辺 美紀*; 上野 隆; 小沼 義一*

Organic Geochemistry, 30, p.437 - 442, 1999/00

https://doi.org/10.1016/S0146-6380(99)00028-5

地表に沈着した放射性核種が広域に拡散する機構のうち主要なものは、河川による流出である。本研究は、高度に汚染されたチェルノブイル原子力発電所周辺30km圏内での表面土壌から流域河川への放射性核種の流出について、表面土壌からの溶存態成分の流出について解析したものである。はじめに表面土壌の汚染の特徴、存在形態解析を行い、次いで、表面土壌から水で抽出される成分について、蛍光分析、分子量1万での限外ろ過分析を行った。その結果、超ウラン元素の溶存態成分の大部分は分子量1万以上の成分に在存していることがわかった。この成分は、蛍光分析からフルボ酸の成分であろうことが判明した。Cs-137やSr-90は分子量1万以下が主要成分であった。

Characteristics of distribution and migration of long-lived radionuclides in the Chernobyl 30km zone

天野 光; 松永 武; 上野 隆; 柳瀬 信之; 長尾 誠也

Proceedings of the 2nd ISTC/SAC Seminar "Large Scale Area Remediation", p.2_75 - 2_81, 1999/00

チェルノブイル30km圏内における長半減期放射性核種の分布と移行挙動の特徴につき、長半減期放射性核種の存在形態に着目し原研がこれまで現地で行ってきた調査結果に基づき、解説した。

チェルノブィル周辺環境中長半減期放射性核種の動態

天野 光; 松永 武; 上野 隆; 長尾 誠也; 渡辺 美紀*; 半澤 有希子*; 小沼 義一*

KURRI-KR-18, p.201 - 212, 1997/00

原研では、汚染環境下における放射線影響の評価・解析のため、チェルノブイル国際研究科学技術センターと研究協定を締結し、総合テーマ名「環境放射線影響に関する評価・解析及び評価システムの検証に関する研究」として研究を行っている。本報告はチェルノブイル事故炉周辺環境におけるCs-137,Sr-90及びPu同位体やAm等の超ウラン元素等の長半減期放射性核種に関して、土壌中深さ分布及び存在形態の特徴、河川へ表層土壌から溶出する成分の特徴等につき得られた結果を報告する。本研究の目的は原子力事故後に地表面環境に放出され蓄積する放射性核種について、長期にわたる移行挙動実態の把握、河川等を経由しての移行の実態を明らかにすることである。放射性核種の大部分は依然として土壌表層数cmに留まっているが、浸透しつつある成分も存在している。存在形態について化学的分画手法を用いて結果では、Sr-90は主に移動性成分として存在し、超ウラン元素は腐植物質との結合成分が存在し、Cs-137は不溶性成分が多いことがわかった。河川への流出に関し表層土壌から溶出している成分は、超ウラン元素は分子量1万以上の成分に多く存在する。

表層土壌圏における核種動態等に関する研究(3)

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PNC TJ1600 96-004, 78 Pages, 1996/03

PNC-TJ1600-96-004.pdf:2.2MB

表層土壌圏における核種動態等をより正確に理解するために、まず土壌を構成する粘土鉱物の構造を理解し、土壌圏における核種動態の媒体である水の熱力学的性質を明らかにした。土壌鉱物としてナトリウムモンモリロナイトを対象とし、この中での水の相対部分モルギブス自由エネルギー、エンタルピーおよびエントロピーを含水率の関数として決定し、X線回折の結果と合わせて、土壌中の水の存在形態を決定した。土壌中の水の存在形態は土壌の含水率に依存して変化した。モンモリロナイトにおいては、層間の1層の水和は0ないし16重量%の含水率の範囲で起こり、2層の水和は16ないし27重量%の範囲で、また3層の水和は27重量%以上の含水率で起こった。間隙水は第3の領域にのみ共存した。次に、表層土壌圏に普遍的に存在する天然有機物のフミン酸がストロンチウムの分配に与える影響を検討した。Srのフミン酸錯体がSrHAとSr(HA)2であることを実験によって特定し、それらの安定度定数と熱力学関数を決定し、その結果を基に錯形成の機構を考察した。また、カオリナイトに対するストロンチウムの分配に対するフミン酸の影響を検討した。カオリナイトに対するストロンチウムの分配に対してフミン酸の影響は40ppm以上のフミン酸濃度で見出され、40ppm以上ではフミン酸濃度が高くなるほどSrの分配係数が低下した。また、この影響はpHが高くなるほど顕著であった。最後に、土壌圏における放射性核種の移行挙動の評価のための基礎研究の一環として、圧密ナトリウムモンモリロナイト中のナトリウム、セシウムおよびストロンチウムの見かけの拡散係数とその活性化エネルギーを決定した。