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寺田 宏明; 都築 克紀; 門脇 正尚; 永井 晴康
日本原子力学会誌ATOMO
, 67(2), p.113 - 117, 2025/02
2011年に発生した福島第一原子力発電所事故では、大量の放射性物質が大気中に放出され、広く拡散して環境汚染が生じた。このような原子力緊急時の対応と準備に有用な情報となる精緻な大気拡散計算結果を様々な条件に対して迅速に取得可能な数値シミュレーションシステムとして、大気拡散データベースシステム(WSPEEDI-DB)が完成した。本稿では、このWSPEEDI-DBの開発経緯、システムの概要および活用例を紹介する。
永井 晴康; 中山 浩成; 佐藤 大樹; 谷森 達*
第52回可視化情報シンポジウム講演論文集(インターネット), 4 Pages, 2024/07
原子力施設の事故により放出された放射性プルームの3次元分布を定量的に可視化するための革新的モニタリング手法を提案し、その解析手法の実現可能性を仮想データを用いた試験により示す。提案する手法は、電子飛跡検出型コンプトンカメラ(ETCC)によるガンマ線分光イメージングとドップラーライダーによる3次元気流場測定に基づくリアルタイム高分解能大気拡散シミュレーションの組合せである。ETCCは、対象とする放射性プルーム中の特定の放射性核種からの直達ガンマ線の入射方向分布画像を取得できる。放射性プルームの3次元分布は、対象の周囲複数個所に設置したETCCの直達ガンマ線画像とリアルタイム大気拡散シミュレーションによるプルームの濃度分布予測を融合した逆解析により再構築される。解析手法を試作し、大気拡散と放射線輸送の数値シミュレーションにより生成された仮想的なデータを用いて試験を行った。
飯本 武志*; 嶋田 和真; 橋本 周; 永井 晴康; 芳原 新也*; 村上 健太*
日本原子力学会誌ATOMO, 66(7), p.356 - 360, 2024/07
保健物理分野における最近の研究成果や放射線防護にかかる国内外における議論の動向を整理しつつ、原子力安全に直結する短期的、中長期的な課題を抽出した。特に防災や緊急時対応に関連の深い、原子力施設における平常時および事故時の安全管理と被ばくの評価について、オフサイトとオンサイトの両方の観点から、保健物理・環境科学部会と原子力安全部会の連携協力の下、情報を共有し議論を深めた。
寺田 宏明
点発生源からのメソスケール拡散シミュレーション; 福島第一原子力発電所事故をふまえて(気象研究ノート第248号), p.115 - 121, 2023/09
大気拡散モデルの検証に必要な入力データのうち放出源情報について述べる。ここでは、福島第一原子力発電所事故時の放出源情報として、日本原子力研究開発機構により大気拡散計算結果と環境モニタリングデータの比較に基づき推定された成果から、Katata et al. (2015)とTerada et al. (2020)について推定手法の概要と推定結果の特徴を解説する。Katata et al. (2015)では、新たに公開された環境モニタリングデータと沈着計算を精緻化した大気拡散計算により主要な放射性核種(
Cs, 
Cs, 
I, 
Te)の放出率が逆推定され、従来の研究では不明であった事故初期の放出率の詳細な時間変化が明らかとなった。Terada et al. (2020)では、ベイズ推計に基づく統計的な最適化手法が導入され、大気中濃度,地表沈着量,日降下量の複数種の測定データを用いて従来の推定による放出率推移が最適化された。この再推定では、新たに公開されたCs大気中濃度の多地点連続データが活用され、このデータとベイズ推計を組み合わせた解析手法により放出率だけでなく気象場も改善された。
永井 晴康; 茅野 政道*
点発生源からのメソスケール拡散シミュレーション; 福島第一原子力発電所事故をふまえて(気象研究ノート第248号), p.1 - 58, 2023/09
原子力機構は、国内外の原子力事故時に大気放出される放射性物質による影響を評価するために緊急時環境線量情報予測システムSPEEDIおよびその世界版WSPEEDIを開発した。これらのシステムは、実際に発生した原子力事故への対応をはじめ、様々な大気拡散事象に応用され、多くの実績を上げてきた。ここでは、これらのシステム開発の経緯と概要、システムの検証、そしてシステムの利用実績について解説する。
嶋田 和真; 永井 晴康; 橋本 周; 飯本 武志*
日本原子力学会誌ATOMO, 65(5), P. 290, 2023/05
本稿は、日本原子力学会の特集記事「1F事故を経てこれからなすべきことは何か、1F事故の何を次世代に伝えるか」のうち、保健物理・環境科学部会のメンバーが関与してきた原子力防災に関する議論と今後の提案をまとめたものである。原子力学会の事故調査委員会及び日本気象学会の提言を鑑み、UPZ圏内外の住民への避難等の防護措置の意思決定を支援するために放射性プルームの挙動及び住民の避難行動の予測を検討する。住民の放射線被ばくの健康リスク及び倫理的側面を踏まえた防護措置の意思決定及び住民へのリスクコミュニケーションの実践が新たに提案された。
鈴木 元*; 石川 徹夫*; 大葉 隆*; 長谷川 有史*; 永井 晴康; 宮武 裕和*; 義澤 宣明*
Journal of Radiation Research (Internet), 63(6), p.796 - 804, 2022/11
被引用回数：3 パーセンタイル：34.69(Biology)2011年の福島第一原子力発電所事故による被ばく線量と甲状腺がんの関係を明らかにするために、小児の甲状腺等価線量(TED)を評価する必要がある。これまでに、行動調査データと大気拡散モデルにより構築した放射性物質の時空間分布データベースを組み合わせたTED再構築手法について報告した。本研究では、この手法をさらに精緻化し、原発周辺16市町村における3256人の行動調査データに基づき、小児のTEDを評価した。TED評価結果は、いわき市,川俣町,飯舘村,南相馬市の小児1080人の測定データと近い値であった。1歳児のTEDの平均値は伊達市の1.3mSvから南相馬市小高地区の14.9mSvの範囲であり、95パーセンタイル値は伊達市の2.3mSvから浪江町の28.8mSvの範囲であった。本研究成果は、今後の甲状腺がんの調査に有効活用される。
森口 祐一*; 佐藤 陽祐*; 森野 悠*; 五藤 大輔*; 関山 剛*; 寺田 宏明; 滝川 雅之*; 鶴田 治雄*; 山澤 弘実*
KEK Proceedings 2021-2, p.21 - 27, 2021/12
福島第一原子力発電所事故時の呼吸由来の内部被ばく線量評価において、I-131等の短寿命核種は重要であるが、被ばく線量や大気中濃度の実測値が少ない。そのため、他の核種の環境中濃度の実測値、大気移流拡散沈着モデル(ATDM)による推計値、空間線量率の測定値等に基づく総合解析が必要である。本研究では、Cs-137を対象として、これまでに構築してきた大気中濃度と地表沈着量に基づく空間線量率推計手法をATDM相互比較に供された国内外の多数のモデルに適用し、これまで検証が困難であった福島県内外の地域を中心に選定した計64地点を対象にATDMの再現性の検証を行った。その結果、初期被ばくの評価上特に重要な3月12日の原発から北方向へ輸送されたプルームについて、これまで対象としていた原発から25km地点より近傍の約10km地点における線量率のピーク値やそのタイミングを比較的良好に再現するATDMが複数存在することが分かった。また、実測値がなくこれまで検証が困難であった北関東地域でのプルームの輸送状況の再現性の検証に見通しが得られた。
根本 美穂*; 海老根 典也; 岡本 明子; 保坂 泰久*; 都築 克紀; 寺田 宏明; 早川 剛; 外川 織彦
JAEA-Technology 2021-013, 41 Pages, 2021/08
JAEA-Technology-2021-013.pdf:2.52MB
北朝鮮が地下核実験を実施した際には、原子力緊急時支援・研修センター(支援・研修センター)は、原子力規制庁からの要請に基づき、国による対応への支援活動として、原子力基礎工学研究センター(基礎工センター)の協力を得て、WSPEEDI-IIを用いて放射性物質の大気拡散予測計算を実施し、予測結果を原子力規制庁に提出する。本報告書は、北朝鮮地下核実験対応に特化するために基礎工センターで開発され、平成25年(2013年)2月から平成29年(2017年)9月までに実施された3回の地下核実験対応に使用されたWSPEEDI-II自動計算システムの支援・研修センターへの移管と整備について記述する。また、移管・整備した自動計算システムに関するその後の保守と運用について説明するとともに、北朝鮮地下核実験対応における今後の課題について記述する。
寺田 宏明; 永井 晴康
Isotope News, (775), p.44 - 48, 2021/06
国内の原子力緊急時に迅速に放射性物質の大気拡散予測情報を提供するための緊急時対応システムとして、旧日本原子力研究所(現在の日本原子力研究開発機構、以降「原子力機構」)は、緊急時環境線量情報予測システム(System for Prediction of Environmental Emergency Dose Information: SPEEDI)を開発し、「緊急時迅速放射能影響予測ネットワークシステム」として文部科学省により運用された。その後、原子力機構では、計算範囲の拡大と高度な気象及び拡散計算モデルの使用により予測性能を向上した世界版SPEEDI (WSPEEDI: Worldwide version of SPEEDI)を開発し、様々な応用研究を行ってきた。筆者らは、2011年3月11日に発生した東日本大震災に起因する東京電力福島第一原子力発電所事故に対して、このWSPEEDIの活用により様々な対応を実施してきた。この経験に基づき、様々な気象条件や任意の放出条件に対する大気拡散計算結果を即座に取得でき、様々な応用が可能な大気拡散データベースシステムWSPEEDI-DBを開発した。本稿では、WSPEEDI-DBの開発の経緯と本システムの概要について述べる。
永井 晴康
シビアアクシデント時の核分裂生成物挙動, p.112 - 116, 2021/05
福島第一原子力発電所事故による環境影響や公衆の被ばく線量を評価することを目的に、大気拡散シミュレーションを活用して放射性物質の大気中への放出量(ソースターム)の推定と拡散状況の解明が行われている。ここでは、日本原子力研究開発機構により、事故後早期から今日に至るまで実施されてきた研究を中心に、ソースターム推定の概要、事故進展と大気拡散過程、解析の課題と今後の展開について解説する。ソースタームの推定は、大気拡散シミュレーションを用いて、環境モニタリングデータから逆推定することでI-131とCs-137の放出率の時間推移を求めた。この推定値を用いた大気拡散シミュレーションは、測定された大気中濃度の時間変化と地表沈着量分布を良好に再現し、住民の避難行動パターンと組み合わせた線量推計に活用された。また、大気中に放出された放射性物質の大気拡散により、どのように大気拡散し陸域の汚染が生じたかを明らかにした。しかし、環境データからの逆解析には核種組成と化学形の情報が不足することに起因する不確かさがあるという課題があり、今後過酷事故解析と融合することで、ソースターム推定のさらなる精緻化が期待される。
石崎 修平; 早川 剛; 都築 克紀; 寺田 宏明; 外川 織彦
JAEA-Technology 2018-007, 43 Pages, 2018/10
JAEA-Technology-2018-007.pdf:5.67MB
北朝鮮が地下核実験を実施した際、原子力緊急時支援・研修センターは、原子力規制庁からの要請に基づき、国による対応への支援活動として、原子力基礎工学研究センターの協力を得て、WSPEEDI-IIシステムを用いて放射性物質の大気拡散予測計算を実施し、予測情報を原子力規制庁に提出する。本報告書は、北朝鮮による地下核実験に対する国及び原子力機構の対応体制を説明するとともに、平成28年9月及び平成29年9月に実施された5回目及び6回目の地下核実験を主たる対象として、原子力緊急時支援・研修センターが実施した大気拡散予測に関する一連の対応活動を記述する。さらに、予測計算に使用した計算プログラムシステムの概要について説明するとともに、北朝鮮地下核実験対応における今後の計画と課題を記述する。
中山 浩成; 竹見 哲也*
Proceedings of 18th International Conference on Harmonisation within Atmospheric Dispersion Modelling for Regulatory Purposes (HARMO-18) (USB Flash Drive), p.843 - 847, 2017/10
原子力緊急時において、プルーム拡散挙動や汚染域の空間分布などの詳細情報を得るために、Large-Eddy Simulation(LES)に基づく計算流体力学モデルの活用が有効である。しかしながら、LESによる非定常計算の実行に膨大な時間が必要であることが緊急時の適用において課題となっている。そのため、重合法を用いることにより局所域スケールでの大気拡散挙動を迅速かつ詳細に予測できる計算手法の開発を目的とする。本研究で提案する重合法は、初めに、代表的な風速データを入力条件として与えた仮想気象条件下での原子力施設から点源放出されたプルームの大気拡散計算を36風向について行い、10分平均での風速と濃度のデータを各風向毎に作成する。次に、対象期間での濃度分布を、風向変動の出現頻度に応じて10分平均濃度分布を重ね合わせて評価する。本手法の妥当性を調べるために、観測データを入力条件として与えた実気象条件下での大気拡散計算を行い、重合法による濃度分布と比較した。その結果、変化する気象状況下での1時間平均濃度分布と良好に対応することが示された。これにより、重合法を用いた局所域大気拡散計算手法は即時対応が可能であることが示唆された。
2015年度)西村 朋紘; 小沼 利光*; 水谷 朋子; 中野 政尚
JAEA-Technology 2017-019, 60 Pages, 2017/09
JAEA-Technology-2017-019.pdf:3.2MB
日本原子力研究開発機構バックエンド研究開発部門核燃料サイクル工学研究所では昭和30年代から気象観測を継続して実施している。再処理施設から大気放出される放射性気体廃棄物を環境影響評価に使用する目的で1974年には気象観測塔を設置して観測を行い、2013年12月からはドップラーソーダによる観測に移行した。本報告書は、2006年3月に報告された「大気拡散計算に関連する気象観測データの解析; 1995年度2004年度(JAEA-Technology 2006-008)」以降、2005年度から2015年度までの11年間に実施した大気拡散計算に関連する気象統計結果を取りまとめ、気象要因に関連する大気拡散の特性について考察した。
C accumulated in vegetation around a nuclear facility; Application of a sophisticated land surface C model to the Rokkasho reprocessing plant, Japan太田 雅和; 堅田 元喜; 永井 晴康; 寺田 宏明
Journal of Environmental Radioactivity, 162-163, p.189 - 204, 2016/10
被引用回数：8 パーセンタイル：22.47(Environmental Sciences)陸面Cモデル(SOLVEG-II)を用いて、植生の炭素取り込みが原子力施設周辺の植生への炭素14(C)の蓄積に及ぼす影響を評価した。SOLVEG-II、気象モデルおよび大気拡散モデルを結合したモデル計算を、2007年の六ヶ所再処理工場(RRP)の試験運転中のCO
移行に適用した。RRP周辺の水田における白米中C比放射能の計算値は観測値と一致した。RRPからのCO連続放出を仮定した数値実験の結果から、収穫時の稲のC比放射能と大気中C比放射能の年平均値が異なることが示され、これは大気中CO濃度の季節変動と稲の成長に起因したものであった。CO放出を日中に限定したところ、日中の光合成による高いCO取り込みの効果によって、夜間に放出を限定した場合に比べて稲のC蓄積が顕著に増加した。以上より、長期連続あるいは日内の短期CO放出時のCの経口摂取による被ばく評価では、各々、植物の成長段階と光合成を考慮する必要があることがわかった。
永井 晴康; 寺田 宏明; 茅野 政道; 堅田 元喜; 三上 智; 斎藤 公明
Proceedings of 16th International Topical Meeting on Nuclear Reactor Thermal Hydraulics (NURETH-16) (USB Flash Drive), p.4044 - 4052, 2015/08
原子力機構は、福島第一原子力発電所事故による放射性物質の大気放出量を、環境モニタリングと大気拡散モデルによる大気中核種濃度または空間線量率の比較解析により推定した。この放出量推定を改良するために、より精緻な推定手法の開発と過酷事故解析及び観測データの新たな情報の利用を検討している。その第一段階として、福島原発1から3号機内インベントリと地表沈着測定におけるCs/Cs放射能比情報を利用した。大気拡散シミュレーションの放出率設定において、Cs/Cs放射能比の時間変化を考慮することで、地表沈着測定におけるCs/Cs放射能比空間分布を説明できることを示した。この結果は、どの原子炉からどのタイミングで放出があったかを推定するために有効であり、福島原発事故の過酷事故解析にも有用な情報となることが期待される。
林 隆; 茅野 政道; 山澤 弘実; 永井 晴康; 森内 茂*; 石川 裕彦*; 安達 隆史*; 小島 啓美*; 岡野 博*; 小田川 文明*; et al.
JAERI-Tech 2001-034, 137 Pages, 2001/06
基本拡散式(ガウスプルーム式)を用いて、風上平地から放出され筑波山塊に移流拡散したガス濃度を計算するために、放出源の有効高さを野外拡散試験と風洞試験から求めた。この放出源有効高さを用いて行う濃度計算の評価法の妥当性について検討した。
永井 晴康; 寺田 宏明; 茅野 政道
天気, 48(4), p.11 - 14, 2001/04
SPEEDIとWSPEEDIを基盤に、さまざまな環境汚染に対応することを目的に推進している環境中物質循環予測研究の一環として、8月28日に関東西部を中心に発生した異臭騒ぎと三宅島噴火との関連を、コンピュータシミュレーションにより詳細に解析した。その結果、28日未明から明け方にかけて三宅島から放出されたSO等の火山性ガスが、夜間の安定した南風に乗って高濃度のまま関東地方の上空に達し、その後日中の強い日差しによる大気混合により一部で急激に地上に下降して内陸に運ばれたことがわかった。また計算結果と測定結果の比較から、SOの放出量は数千から1万トン程度であったと推定した。
*
JNC TN4420 2000-009, 11 Pages, 2000/06
JNC-TN4420-2000-009.pdf:0.84MB
「発電用原子炉施設の安全解析に関する気象指針」(以下「気象指針」)に基づき、高速増殖炉もんじゅ建設所(福井県敦賀市白木地区)における気象観測を実施した。「気象指針」は、発電用原子炉施設の平常運転時及び想定事故(重大事故及び仮想事故)時における線量当量評価に際し、大気中における放射性物質の拡散状態を推定するために必要な気象観測方法、観測値の統計処理方法及び大気拡散の解析方法を定めたものであり、昭和57年1月28日付の原子力安全委員会決定(平成元年3月27日及び平成6年4月21日に一部改定)によるものである。なお、白木地区における気象観測は、昭和51年11月より継続して実施している。
林 隆; 茅野 政道; 山澤 弘実; 森内 茂; 石川 裕彦*; 安達 隆史*; 小島 啓美*
JAERI-Data/Code 99-037, 318 Pages, 1999/08
JAERI-Data-Code-99-037.pdf:13.89MB
このデータは特別会計受託事業「環境放射能拡散評価安全性実証試験」のうち、1990年11月8日~15日までの8日間にわたり筑波山周辺において実施された狭域野外拡散試験での取得データである。データ内容はトレーサガス濃度、その放出量、実験時の気象データである。
