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論文

Long-term predictions of ambient dose equivalent rates after the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant accident

木名瀬 栄; 高橋 知之*; 斎藤 公明

Journal of Nuclear Science and Technology, 54(12), p.1345 - 1354, 2017/12

 被引用回数:5 パーセンタイル:12.06(Nuclear Science & Technology)

To predict how exposure situations might change in the future and to analyze radiation protection strategies and rehabilitation programmes in Fukushima, prediction models were developed for ambient dose equivalent rate distributions within the 80 km-radius around the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant. Model parameters such as the ecological half-lives for the short-/long-term components and the fractional distribution of short-term component were evaluated using ambient dose equivalent rates through car-borne surveys. It was found that the ecological half-lives among land-use differ only slightly, whereas the fractional distributions of the short-term component are dependent on land-use. Distribution maps of ambient dose equivalent rates for the next 30 years after the accident, created by the prediction models were found to be useful for follow-up of the radiological situation since they provide information on the space variation of the ambient dose equivalent rates in inhabited areas.

論文

30年後の福島の環境放射線レベル推定とその技術開発

木名瀬 栄

日本原子力学会誌, 58(6), p.362 - 366, 2016/06

日本原子力研究開発機構では、福島第一原子力発電所(福島第一原発)から80km圏内を対象に、空間線量率の分布状況変化モデルを開発するとともに、福島第一原発事故後30年までの空間線量率分布を予測した。事故30年後の年間20mSv(3.8$$mu$$Sv/h)を超えるエリアは、事故5年後に較べ、約20分の1程度に減少することが示唆された。空間線量率の分布状況変化モデルは、環境半減期などのモデルパラメータを用いた計算により、避難指示区域内外それぞれの生活圏において空間線量率分布を簡便に推定することが可能であるため、福島復興に役立つと考える。

論文

Prediction of ambient dose equivalent rates for the next 30 years after the accident

木名瀬 栄; 高橋 知之*; 佐藤 仁士*; 山本 英明; 斎藤 公明

Proceedings of International Symposium on Radiological Issues for Fukushima's Revitalized Future, p.40 - 43, 2015/00

原子力機構では、福島の復興に資するため、福島第一原子力発電所から80km圏内を対象に、環境中に放出された放射性セシウムを起因とする空間線量率の長期的予測手法を開発している。長期的予測手法は、土地利用形態ごとの環境半減期を用いた2成分1コンパートメントからなる二重指数関数モデルを基盤とし、事故30年後までの生活圏の空間線量率を予測する。2014年までに実施された第8次走行サーベイなどによる空間線量率測定データを用いて、減衰が速い成分の環境半減期や減衰が速い成分の割合などのモデルパラメータを導出した。落葉樹や常緑樹のような森林に分類されたエリアにおける減衰が速い成分の環境半減期や減衰が速い成分の割合は、森林以外に分類されたエリアでの値と相違があることが示唆された。また、モデルの不確かさ解析により、事故5年後から30年後のバックグラウンド空間線量率を含む空間線量率を予測する場合、係数2程度の不確かさで推定できることが示唆された。

論文

Marine environmental assessment system of radionuclides around Japan

小林 卓也; 外川 織彦

Proceedings from the International Conference on Radioactivity in the Environment (CD-ROM), 4 Pages, 2002/09

海洋中へ放射性物質が放出される際に短期間(30日)の核種移行予測と日本人の集団線量を算出する海洋環境影響評価システムSTEAMERを開発中である。短期間の核種移行予測コードシステムは海流場を解析するプリンストンオーシャンモデル(POM)と溶存放射性核種の海洋中拡散を解析するランダムウォークモデルSEA-GEARNから構成される。予測結果の可視化システムも同時に開発した。本システムの適用試験として、海流,水温,塩分,領域客観解析気象データ(RANAL)を用いて原子力潜水艦の仮想沈没事故の影響解析を実施した。核種拡散結果を比較するため、そして日本人に対する集団線量を算出するために、もう一つの計算コードDSOCEANも使用した。DSOCEANは等分割コンパートメントモデルと地衡流解析モデルから構成される。

論文

環境負荷物質陸域移行予測コード「MOGRA」

天野 光; 高橋 知之*

原子力eye, 48(6), p.69 - 73, 2002/06

生活圏における放射性物質等、環境負荷物質の複雑な移行挙動を評価するには、評価対象となる領域を負荷物質の蓄積部(コンパートメント)の集合体として表現し、コンパートメント内では評価対象物質が一様であるとして解析を行うコンパートメントモデルが適している。日本原子力研究所では、コンパートメント内の物質量が時間で変動する動的コンパートメントモデルによる、環境中に放出される放射性物質等の土壌,農作物,河川等での動きを解析予測するための環境負荷物質陸域移行予測コードMOGRA(モグラ: Migration Of GRound Additionals)の開発を進め、その基本部分の開発が終了している。本稿ではMOGRAの機能,特徴,適用法の概要を紹介する。

報告書

日本における環境要素間のアクチニド元素の移行挙動に関する研究(2)

工藤 章*; 藤川 陽子*

JNC-TJ8400 2000-010, 67 Pages, 2000/02

JNC-TJ8400-2000-010.pdf:2.17MB

本書では、前半部分において「長崎原爆プルトニウムの放出と環境中の移動性」について、後半部分において「わが国のファーフィールドにおける放射性核種移行研究の到達点」についての研究成果を報告する。長崎県長崎市西山地区で450cmの深さまでの不飽和帯土のコアを採取し、90Sr、137Cs、239+240Puの鉛直分布を決定した。その結果、大部分の放射性核種は、地表から30cmの層に見出された。しかしながら、90Srと239+240Puは、200cm以深の地下水からも発見された。137Csは、地表面から40cm位深、あるいは地下水中には見出せなかった。これらのことから、全239+240Puの3%は、土壌表層に留まる残り97%のプルトニウムよりも速く、土壌中を移行していることを示している。また、1945年の長崎フォールアウトを示す137Csと239+240Puのシャープなピークが、西山貯水池の堆積物コアから見つかった。一方、90Srはその堆積物中を移動するため、1945年に堆積した層にはピークを見出すことが出来なかった。さらに、239+240Puは1945年よりも古い年代の層でも見つかった。一方、年輪中の239+240Puは、堆積物コアとほぼ同様の分布をしていたが、極めて微量の239+240Pu(1%程度)は1945年の年輪よりも内側から発見された。これら事象より環境中の移動性239+240Puの存在を推定した。報告書の後半部分においては、「地層処分研究開発第2次とりまとめ」および現状の放射能移行評価研究について、特に天然バリア(例えば、ファーフィールド)および地表生態圏を対象とした放射能移行モデルを中心にレビューを行い、今後の地層処分の環境安全評価に関連して進めるべき環境関連研究の方向について検討した。その中では、Genericな安全評価研究からサイト特異的な安全評価研究への移行を中心に、説明的モデル、スクリーニングモデル、予測モデルといった目的別モデルの適用手順、モデル予測と安全評価にまつわる不確実性への対処手順、そして安全評価の予測に対する信頼性向上の手順としてわが国の野外条件下で取得された物質移行データによるモデル検証の必要性について議論を行った。

報告書

Phase Change Predictions for Liquid Fuel in Contact with Steel Structure using the Heat Conduction Equation

Brear, D. J.

PNC-TN9410 98-005, 53 Pages, 1998/01

PNC-TN9410-98-005.pdf:2.09MB

仮想的な炉心損傷事故時において、溶融燃料は燃料集合体ラッパ管等のスティール構造材と接触した場合には、燃料は固化して構造材表面にクラストを形成するとともに、構造材の表面は溶融する可能性がある。このような溶融・固化過程は、燃料の固化挙動、すなわち燃料の炉心からの流出挙動に影響を及ぼす。この場合、燃料およびスティールの中に形成される温度勾配によって、燃料からのスティールへの熱移行速度が計算されることになる。本研究では、初期に液体状態にあるUO2が固体スティールに接触する場合に1次元非定常熱伝導方程式を適用し、最新の物性値を用いることで、燃料クラストの形成およびスティール溶融が生じる条件を予測した。また、その一方もしくは両方の物質が相変化する時の界面温度を計算するための簡易解析手法を作成した。本研究で予測されたスティール溶融条件を既存の実験結果と比較して、モデルの妥当性を確認した。

報告書

長期岩盤挙動評価のための微視的観点による基礎的研究

not registered

PNC-TJ1603 97-001, 77 Pages, 1997/03

PNC-TJ1603-97-001.pdf:3.85MB

岩盤の1万年以上にも渡る長期の挙動を予測するためには、岩石・岩盤のミクロ構造まで考慮に入れた精度の高い解析が要求される。本研究では、まず、日本全国に分布し、岩盤構造物に広く利用されている花崗岩を用いて既存マイクロクラックの分布状況を観察した。岩盤の長期時間依存性挙動として、一定の荷重条件の下でひずみが増加していくクリープ現象と、一定の変位拘束条件の下で応力が緩和していく応力緩和現象が挙げられるが、ここでは、水浸条件下において応力緩和挙動に注目した室内実験を行った。実験供試体は上述の花崗岩である。この実験では供試体端面の変位を拘束した場合の時間経過に伴う応力変化を計測し、マイクロクラックの変化を観察した。つぎに、岩石の構成粒子レベルの応力緩和挙動を把握するために、花崗岩供試体を多結晶体で粘弾性的物性を有する複合材料と仮定し、均質化法(Homogenization Method)を用いて数値解析を実施した。均質化法とは、微視的には非均質な構造が周期的かつ規則的に配列された物体に対し、その構造を反映した巨視的な材料定数を求め、それを用いた全体解析により得られる巨視的な挙動から微視レベルの「応力分布」を求めることができる数学的な解析手法である。ここでは、上述のマイクロクラック分布の観測データを基に、微視的レベルにおけるユニットセルや界面の形状を定め、界面の粘弾性係数の違いによって、巨視的な変形特性や応力状態、あるいは微視的な応力分布がどのように変化するかについて考察した。さらに、岩質材料がその変形・破壊過程において著しい非線型性と時間依存性を示す場合を考慮すべく、均質化法による弾粘塑性解析の手法を開発した。この手法の妥当性をチェックするために、粘土を想定した弾粘塑性材料および地盤構造物の応力緩和について数値解析を実施した。

口頭

Uncertainty in predictions of the ambient dose equivalent rates for 30 years following the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant accident

木名瀬 栄; 高橋 知之*; 佐藤 仁士*; 山本 英明; 斎藤 公明

no journal, , 

In the present study, uncertainties concerning future ambient dose equivalent rates within the 80 km radius of the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant were assessed using Monte Carlo simulations of model parameter variability in conjunction with long-term prediction models. The model parameters were the ecological half-life for the fast/slow elimination components and the fractional distribution of fast elimination component. It was found that ambient dose equivalent rates for the next 5-30 years after the accident would have a 90% confidence interval of a factor of approximately 2 for the maximum variability. In addition, the model parameter to which the log-term prediction models were consistently most sensitive was found to be the fractional distribution of fast elimination component.

口頭

30-40年後の福島の将来像,2; 将来の環境中放射線レベル推定

木名瀬 栄

no journal, , 

原子力機構では、平成24年度は文部科学省の、平成25年度からは原子力規制庁の委託業務の一環として、空間線量率の分布状況変化モデルを開発した。空間線量率の分布状況変化モデルは、福島第一原子力発電所から80km圏内の広域な範囲に沈着した放射性セシウムを起因とした空間線量率の状況の予測等に役立てるよう、福島第一原子力発電所事故後に実施された走行サーベイ等による空間線量率の膨大な測定データをもとに開発した。空間線量率の分布状況変化モデルは、環境半減期(放射性セシウムの物理減衰による影響を取り除き、放射性セシウムの環境中での挙動に影響を及ぼすウェザリングや人間活動などの様々な要因により、環境中の空間線量率が半分の値になるまでの時間)などのモデルパラメータを用いた計算により、避難指示区域内外それぞれの生活圏において空間線量率分布を簡便に推定することが可能であるため、住民帰還などの復興に役立つことが期待される。

口頭

福島原発80km圏の空間線量率の予測

木名瀬 栄; 村上 優子; 高橋 知之*; 鈴木 忠和*; 杉田 武志*; 安藤 真樹; 三上 智; 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、原子力規制庁の放射性物質測定調査委託事業の一環として、環境中の放射性セシウムを起因とした空間線量率の分布状況変化モデルを開発している。開発したモデルを用いて、福島事故30年後の避難指示区域内の空間線量率分布を評価した結果、年間20mSv(3.8$$mu$$Sv/h)を超えるエリアは、事故5年後に較べ、約20分の1程度に減少することが示唆された。

口頭

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。

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