放射性セシウム流出量に及ぼす林床状況の影響; 福島の山林の事例

新里 忠史; 佐々木 祥人; 渡辺 貴善; 雨宮 浩樹*

第31回社会地質学シンポジウム論文集, p.19 - 22, 2021/11

福島の山地森林における林床状況とセシウム137(Cs)流出量の関連を把握するため、除染地,未除染地および林野火災の延焼跡地において3年間の長期観測を実施した。除染や延焼により失われた林床被覆が回復するのに伴いCs流出量は減少し、除染地では除染直後の3.24%から0.61%へ、延焼跡地では延焼直後の2.79%から0.03%へと低下した。林床被覆が60%を超えると未除染地や非延焼地と同程度の流出量となり、林床被覆60%は、観測地における流出影響の閾値と考えられる。延焼跡地では林床被覆の回復に伴い、流出物の主体が土壌粒子からリター片に変化したことも、Cs流出量の低下に寄与した。山地森林の林床が本来有する土壌侵食に対する保護機能は、Cs流出抑制に効果的である。

Dynamics of radiocaesium within forests in Fukushima; Results and analysis of a model inter-comparison

橋本 昌司*; 田中 拓*; 小松 雅史*; Gonze, M.-A.*; 坂下 渉*; 操上 広志; 仁科 一哉*; 太田 雅和; 大橋 伸太*; Calmon, P.*; et al.

Journal of Environmental Radioactivity, 238-239, p.106721_1 - 106721_10, 2021/11

https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2021.106721

本研究は、福島の主に常緑針葉樹林内における放射性セシウムの移行について、複数の研究チームによるモデルを用いた解析を行い、比較を行うことで、モデルのパフォーマンスを分析したものである。また、落葉層の除去と樹木更新の2つの管理シナリオ、および落葉広葉樹林を対象とした補助シナリオについても比較、分析した。いずれのモデルも実測の放射性セシウム濃度の変化傾向などを再現できたが、事故から50年後の予測についてはばらつきが大きく、継続した調査、解析による評価が必要である。

Cs outflow from forest floor adjacent to a residential area; Comparison of decontaminated and non-decontaminated forest floor

新里 忠史; 渡辺 貴善

Global Environmental Research (Internet), 24(2), p.129 - 136, 2021/06

http://www.airies.or.jp/ebook/Global_Environmental_Research_Vol.24No.2.pdf

降雨期の福島県の森林において、土壌侵食に伴うセシウム137流出量の3年間にわたるモニタリングを除染地および未除染地において実施した。その結果、除染地でのセシウム137流出量は未除染地の10から14倍多いものの、除染地からのセシウム137流出率は林床被覆の回復に対応して3.24%から0.61%に減少した。林床被覆が60%以上に達すると、除染地でのセシウム137流出量は変動が小さくなり、流出率は未除染地と同レベルとなった。林床被覆の回復に伴うセシウム137流出量の減少は、雨滴衝撃に対する林床の保護効果の回復および流出物に含まれるセシウム137濃度の比較的高い土壌成分の割合が減少することによると考えられる。

Calculations for ambient dose equivalent rates in nine forests in eastern Japan from Cs and Cs radioactivity measurements

Malins, A.; 今村 直広*; 新里 忠史; 高橋 純子*; Kim, M.; 佐久間 一幸; 篠宮 佳樹*; 三浦 覚*; 町田 昌彦

Journal of Environmental Radioactivity, 226, p.106456_1 - 106456_12, 2021/01

https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2020.106456

Understanding the relationship between the distribution of radioactive Cs and Cs in forests and ambient dose equivalent rates (*(10)) in the air is important for researching forests in eastern Japan affected by the Fukushima Dai-ichi Nuclear Power Plant (FDNPP) accident. This study used a large number of measurements from forest samples, including Cs and Cs radioactivity concentrations, densities and moisture contents, to perform Monte Carlo radiation transport simulations for *(10) between 2011 and 2017. Calculated *(10) at 0.1 and 1 m above the ground had mean residual errors of 19% and 16%, respectively, from measurements taken with handheld NaI(Tl) scintillator survey meters. Setting aside the contributions from natural background radiation, Cs and Cs in the organic layer and the top 5 cm of forest soil generally made the largest contributions to calculated *(10). The contributions from Cs and Cs in the forest canopy were calculated to be largest in the first two years following the accident. Uncertainties were evaluated in the simulation results due to the measurement uncertainties in the model inputs by assuming Gaussian measurement errors. The mean uncertainty (relative standard deviation) of the simulated *(10) at 1 m height was 11%. The main contributors to the total uncertainty in the simulation results were the accuracies to which the Cs and Cs radioactivities of the organic layer and top 5 cm of soil, and the vertical distribution of Cs and Cs within the 5 cm soil layers, were known. Radioactive cesium located in the top 5 cm of soil was the main contributor to *(10) at 1 m by 2016 or 2017 in the calculation results for all sites.

Characterizing vertical migration of Cs in organic layer and mineral soil in Japanese forests; Four-year observation and model analysis

武藤 琴美; 安藤 麻里子; 松永 武*; 小嵐 淳

Journal of Environmental Radioactivity, 208-209, p.106040_1 - 106040_10, 2019/11

https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2019.106040

福島第一原子力発電所事故により森林に沈着した放射性Csによる長期的な放射線のリスクを評価するためには、森林の表層土壌における放射性Csの挙動を明らかにすることが重要である。本研究では、事故後4.4年間で5回、福島県内の植生の異なる森林5地点において放射性Csの鉛直分布の調査を行い、モデル計算の結果との比較を行った。また、欧州の森林における文献値と比較を行い、日本の森林における有機物層と表層土壌における放射性Csの移行特性を考察した。調査の結果、有機物層から鉱物土壌へのCs移行は欧州よりも早く、日本の森林ではCsの移動度や生物利用性が急速に抑制されることが示唆された。鉱物土壌中のCs拡散係数は0.042-0.55cmyと推定され、日本と欧州で同程度であった。これらのパラメータを用いた予測計算では事故から10年後ではCsは主に表層鉱物土壌に分布していることが示され、森林に沈着した放射性Csは表層土壌に長期的に保持されることが示唆された。

Study on combination hazard curve of forest fire with lightning and strong wind

岡野 靖; 山野 秀将

Proceedings of Asian Symposium on Risk Assessment and Management 2017 (ASRAM 2017) (USB Flash Drive), 3 Pages, 2017/11

ロジックツリーを用いたハザード曲線評価手法を、森林火災と落雷、および森林火災と強風のハザード重畳に対して適用した。森林火災と落雷の重畳ハザード曲線は、強度増加に伴う頻度低下において複雑な傾向を示したが、これは両ハザードに対し天候不順が共通の要因となっているためである。森林火災と強風の重畳ハザード曲線は、強風による機器への影響が生じる風速(例: 80m/s以上)に対しては10/年を下回る極めて小さい頻度となる。

3次元輸送計算コードMCNPを用いた森林除染による空間線量率の低減効果の検討

邉見 光; 山口 徹治; 武田 聖司; 木村 英雄

原子力バックエンド研究(CD-ROM), 24(1), p.3 - 14, 2017/06

https://doi.org/10.3327/jnuce.24.1_3

福島第一原子力発電所の事故起源の放射性セシウムにより汚染された森林の除染に関して、居住区域における空間線量率の低減が顕著になる汚染源の条件や除染の範囲を感度解析によって検討した。汚染源をCsおよびCsを含む堆積有機物層(A層)と表層土(A層)とし、モンテカルロ法による3次元輸送計算コードMCNPを用いて空間線量率を算出した。森林斜面の数、角度、汚染の分布状態、森林土壌中の放射性セシウムの量、除染範囲、林縁から評価点までの距離、評価点の高さをパラメーターとした。その結果、汚染の分布が均一の場合、林縁から20mまでのA層の除染が、空間線量率の低減に効果的であることがわかった。一方、林縁から20m以遠の汚染が20m以内よりも高いような、汚染の分布が不均一の場合、A層に比べA層に含まれる放射性セシウムの量が多い条件においてのみ、林縁から40mまでのA層の除染により、空間線量率が顕著に低減した。

大洗研究開発センター廃棄物管理施設における森林火災の及ぼす影響評価

下村 祐介; 羽成 章*; 佐藤 勇*; 北村 了一

JAEA-Technology 2015-062, 47 Pages, 2016/03

JAEA-Technology-2015-062.pdf:1.85MB

廃棄物管理施設を規制するための新しい基準(新規制基準; 平成25年12月18日施行)を受けて、日本原子力研究開発機構大洗研究開発センターの廃棄物管理施設における森林火災の及ぼす影響評価を行った。はじめに森林火災の延焼シナリオを想定し、現地調査、森林火災評価モデル等から、森林火災の強度を評価した。森林火災の強度の評価に用いたモデルは、Rothermelの拡大方程式及びCanadian Forest Fire Behavior Prediction (FBP) Systemである。輻射熱による施設への影響評価を行い、想定した森林火災に対する施設外壁の温度変化を試算した。施設外壁温度は最大160C程度と評価され、一般にコンクリートの強度に影響がないとされている許容温度(200C)には達しない事を明らかにした。さらに、防火帯突破確率を試算し、約20%程度であった。本報告書は、廃棄物管理施設における森林火災の及ぼす影響評価を通して、新規制基準における森林火災に対する評価の一例を示すものである。

Development of a hazard curve evaluation method for a forest fire as an external hazard

岡野 靖; 山野 秀将

Proceedings of International Topical Meeting on Probabilistic Safety Assessment and Analysis (PSA 2015) (USB Flash Drive), p.22 - 31, 2015/04

森林火災に対するハザード曲線をロジックツリーに基づく手法で評価した。ロジックツリーは、森林火災発生・延焼条件、天気条件、植生・地形条件から構成される。本研究では、日本における典型的な原子力発電所立地条件を設定した。当該地域における森林火災発生頻度は日本平均の約1/5程度である。森林火災の発生地点は日本における主要な発生原因を考慮して選定した。天気条件の出現頻度は、"気温-湿度"と"風速-風向"の2つの条件セットで表現可能であった。森林火災延焼シミュレーションを通じ、感度の高い条件(風速, 湿度)に対する森林火災強度の応答曲面を構築する一方、感度の低い条件(気温)に対してはロジックツリーから省略することで簡略化を行った。モンテカルロシミュレーションにより、ロジックツリーによるハザード曲線を導出した。火線強度は10/年頻度で200kW/m、1.310/年頻度で300kW/mと求められた。

広域地下水流動調査のための地表調査法の開発 リモートセンシング-地形および植生情報による表層部の水文特性の推定-その1

小出 馨; 柳沢 孝一

PNC TN7410 93-016, 42 Pages, 1993/10

PNC-TN7410-93-016.pdf:3.7MB

本研究は、地層処分に関する安全研究の中で重要な項目である広域地下水流動調査のための地表調査法の開発の一環として、地下水流動解析における涵養量の設定に必要な水収支に関する水文特性をリモートセンシンシグデータや地形図などの広域データから推定する手法の開発を目的として、(1)地表情報の抽出法の検討、(2)地表状況と水文特性との関係の定量化、(3)地表情報による水文特性の推定法の開発の3段階に分けて研究を進めている。本研究の第一段階である地表情報の抽出法の検討では、解析対象領域として中部事業所および東濃鉱山を含む約5km四方の領域を設定し、水収支と関連すると考えられる地表情報として地形と植生を対象に、これらの情報をデジタル標高データおよびリモートセンシングデータ(衛星データ)から抽出する手法を検討した。地形情報の抽出に関しては、デジタル標高データから斜面方位および傾斜度を算出するプログラムを作成した。プログラムの検証は、東濃鉱山周辺をテストサイトとして行い、実測と計算結果とを比較した結果、実際の解析において十分な精度を有することを確認した。また、デジタル標高データのグリッド間隔を検討した結果、解析対象領域の地形を表現するには、30m未満のグリッド間隔が必要であることが明らかになった。植生情報の抽出に関しては、夏および秋(冬)のSPOT衛星データから植被率を示すと考えられる正規化植生指標(NVI)を算出し、NVIの季節変化量を基にした林相区分を試みた。その結果、各林相(針葉樹林、広葉樹林、針広混交林、草地(芝))は、異なるNVIの季節変化量を示し、NVIの季節変化量による林相区分が可能であることが明らかになった。この結果を基に解析対象領域の林相区分図を作成し、その結果を現地調査で検証した結果、現地の林相と良く一致していることが確認できた。