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論文

地表沈着量,空間放射線量率の地理的分布と線量率の推移

斎藤 公明

東京電力福島第一原子力発電所事故による環境汚染の研究調査の進展と課題(インターネット), p.8 - 10, 2020/07

福島第一原子力発電所事故3ヶ月後に開始され長期にわたって継続された大規模環境モニタリングの結果に基づき、地表面沈着量と空間線量率の地理的分布の特徴、検出された放射性核種と線量への寄与割合、放射性セシウムの総沈着量と土地利用別の沈着量比率等の情報をまとめた。さらに、2016年における生活圏での空間線量率は物理減衰により予想される線量率に比べファクター2$$sim$$3小さいこと、この原因として、放射性セシウムの地中への浸透、水平方向への移行,除染が考えられること、また各原因の平均的な寄与割合について記載した。

論文

環境中空間線量率3次元分布計算システム(3D-ADRES)の研究開発; PHITSとリモートセンシングの融合による環境放射線量の推定

Kim, M.; Malins, A.; 佐久間 一幸; 北村 哲浩; 町田 昌彦; 長谷川 幸弘*; 柳 秀明*

Isotope News, (765), p.30 - 33, 2019/10

福島県内の市街地や森林等の複雑な実環境空間に対して、詳細な空間線量率の3次元分布を計算可能とする3D-ADRESを開発した。本システムでは、地形・建物・樹木等の環境中の複雑な構造物をリモートセンシング情報(地理情報)に基づきモデル化し、モデル上の様々な環境面に異なるCs線源分布が付与可能である。本稿では3D-ADRESを福島第一原子力発電所付近の帰還困難区域の住宅地に適用し、空間線量率分布の計算が有効に機能すること(空間線量率の計算値と測定値の比較から凡そ良い一致)を検証した。

論文

Time-dependent change of radiation levels in the 80 km zone for five years after the Fukushima accident

斎藤 公明

Environmental Contamination from the Fukushima Nuclear Disaster; Dispersion, Monitoring, Mitigation and Lessons Learned, p.38 - 43, 2019/09

 被引用回数:0

原子力機構が中心になり福島事故後に国からの委託により継続して実施してきた大規模環境調査の概要、その結果明らかになった事故後5年間の空間線量率及び放射性セシウム土壌沈着量の変化、測定データの統計処理結果をもとに開発した空間線量率予測モデル及び取得データの公表に関して簡潔にまとめた記事である。

論文

7.1 放射性物質による環境汚染

斎藤 公明

原子力のいまと明日, p.148 - 151, 2019/03

日本原子力学会から発刊の単行本「原子力のいまと明日」の執筆を一部担当し、福島第一原子力発電所事故により大気中に放出された放射性核種による環境汚染の特徴ならびに空間線量率の経時変化の特徴について、一般読者に分かるように平易な表現を用いてまとめた。特に、空間線量率が物理半減期による減衰に比べて顕著に速く減少してきた事実とその要因に関して掘り下げた説明を行った。

論文

福島県内を想定した複雑な実環境中での空間線量率分布解析システム(3D-ADRES)の研究開発; リモートセンシング情報の活用と各環境因子(地形・土壌・建物・樹木等)の影響評価

Kim, M.; Malins, A.; 佐久間 一幸; 北村 哲浩; 町田 昌彦; 長谷川 幸弘*; 柳 秀明*

RIST News, (64), p.3 - 16, 2018/09

環境中に放出された放射線源による空間線量率の正確な分布は、住民の被ばく量を評価し、それを可能な限り低減するための必須な情報となる。しかし、市街地・森林等は複雑な構造物や樹木が存立する他、地形も平坦ではなく放射線の散乱や遮蔽が頻繁に起こるため、空間線量率の分布は非一様となる。加えて放射線源の不均質な分布は更にそれを複雑なものとするため、正確な空間線量率の分布を知ることは容易ではない。そこで、日本原子力研究開発機構・システム計算科学センターは、福島環境安全センターと連携し、福島県内の市街地や森林等の複雑な環境中の地形・樹木・建物等の3次元のリアルな構造物モデルを構築し、更に不均質な放射性セシウムの線源分布を取り込むことを可能とすることで、空間線量率の3次元分布が計算可能なシステム(3D - Air Dose Rate Evaluation System:略称3D-ADRES)を開発した。3D-ADRESでは、人工衛星画像等のリモートセンシング情報や種々の地理情報等を最大限に活用し、構造物を認識(一部自動化済み)した後、その構造をリアルにモデル化し、モンテカルロ計算コードPHITS用フォーマットに変換することで、シミュレーションによる詳細な空間線量率分布を取得可能とする。本稿では、そのシステムの概要について記し、実際の計算例を示す他、今後の課題についても記す。

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:15 パーセンタイル:4.35(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

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

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$$^{134}$$Csおよび$$^{137}$$Csを含む堆積有機物層(A$$_{0}$$層)と表層土(A$$_{1}$$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$$_{0}$$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$$_{1}$$層に比べA$$_{0}$$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$$_{0}$$層の除染により、空間線量率が顕著に低減した。

論文

KURAMA-IIを用いた走行サーベイ測定による東日本での天然放射性核種の空間線量率評価

安藤 真樹; 松田 規宏; 斎藤 公明

日本原子力学会和文論文誌, 16(2), p.63 - 80, 2017/05

走行サーベイ測定における福島第一原子力発電所事故による放射性セシウムの空間線量率への寄与を弁別するため、東日本地域において市町村平均値として天然放射線によるバックグラウンドを評価した。特定のエネルギーウインドウの計数率からバックグラウンドを求める簡易的手法をKURAMA-IIを用いた走行サーベイ測定に適用した。本研究で評価したバックグラウンドの分布傾向は、東日本地域での地質学的特徴を表しており、過去の空間線量率測定結果とも符合するものであった。また、舗装道路上においても地殻$$gamma$$線による空間線量率の特徴を反映した分布となることが分かった。汚染状況重点調査地域の指定を受けているような地域では、2014年時点の放射性セシウムの空間線量率への影響は測定不確かさを超える有意なものであった。その他の区市町村ではほとんど無視しうる程度であった。

論文

Field test around Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant site using improved Ce:Gd$$_{3}$$(Al,Ga)$$_{5}$$O$$_{12}$$ scintillator Compton camera mounted on an unmanned helicopter

志風 義明; 西澤 幸康; 眞田 幸尚; 鳥居 建男; Jiang, J.*; 島添 健次*; 高橋 浩之*; 吉野 将生*; 伊藤 繁樹*; 遠藤 貴範*; et al.

Journal of Nuclear Science and Technology, 53(12), p.1907 - 1918, 2016/12

 被引用回数:18 パーセンタイル:4.49(Nuclear Science & Technology)

無人ヘリ搭載用に軽量・低消費電力のコンプトンカメラ方式のガンマカメラを開発した。検出器に関して、散乱体・吸収体の各層のGAGGシンチレータ・アレイの4$$times$$4から8$$times$$8への増加、及び、2層間の距離の拡張により、それぞれ、検出効率と角度分解能が改善した。改良したコンプトンカメラを用いた測定を福島県浪江町の請戸川河川敷で実施した。飛行経路と速度のプログラミングが可能な無人ヘリの機能を用いて、65$$times$$60mの範囲を5mの測線間隔の13測線で、及び、65$$times$$180mの範囲を10mの測線間隔の19測線で、高度10m・速度1m/sにて櫛形に往復させながら、それぞれ、20分間と30分間で測定した。測定データと校正用データの解析により、地上1m高さでの空間線量率分布マップが、高度10mから約10mの位置分解能に相当する角度分解能にて精度よく得られた。また、ホバリングフライトでは、ホットスポット上で高度5-20mで10-20分間程度測定を行った。再構成ソフトの使用後に検出効率の補正や線量換算を経て、ホットスポットを含む$$gamma$$線の画像を得た。再構成$$gamma$$線画像の角度分解能は測定位置をシフトさせた結果の比較より、室内実験での性能(約10度)と同程度であることを確認した。

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

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

Proceedings of 17th NSFS Conference (Internet), p.27 - 33, 2016/02

At the Japan Atomic Energy Agency, long-term prediction models have been developed to assess how ambient dose equivalent rates might change in the future and to analyze radiological situations within the 80 km radius of the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant. In the present study, uncertain predictions of future ambient dose equivalent rates arising from variability in model parameters were assessed using Monte Carlo simulations. It was found that ambient dose equivalent rates for the next 5-30 years after the accident would be predicted within a factor of approximately 2. The long-term prediction models would be useful for a better understanding of the radiological situation since they provide information on the time variation of the ambient dose equivalent rates in inhabited areas.

論文

Changes in ambient dose equivalent rates around roads at Kawamata town after the Fukushima accident

木名瀬 栄; 佐藤 仁士; 坂本 隆一*; 山本 英明; 斎藤 公明

Radiation Protection Dosimetry, 167(1-3), p.340 - 343, 2015/11

 被引用回数:5 パーセンタイル:46.24(Environmental Sciences)

Changes in ambient dose equivalent rates through the vehicle-borne surveys have elucidated ecological half-lives of radioactive caesium in the environment. To confirm that the ecological half-lives are appropriate for predicting ambient dose equivalent rates within living areas, it is important to ascertain ambient dose equivalent rates on/around roads. In this present study, radiation monitoring on/around roads at Kawamata town located about 37km northwest of the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant was performed using monitoring vehicles and survey meters. It was found that the ambient dose equivalent rates around roads were higher than those on roads as of October of 2012. And withal the ecological half-lives on roads were essentially consistent with those around roads. As basis of dose predictions using ecological half-lives on roads, it is necessary to make corrections to ambient dose equivalent rates through the vehicle-borne surveys against those within living areas.

論文

Outline of the national mapping projects implemented after the Fukushima accident

斎藤 公明; 恩田 裕一*

Journal of Environmental Radioactivity, 139, p.240 - 249, 2015/01

 被引用回数:43 パーセンタイル:5(Environmental Sciences)

福島第一原子力発電所事故の後、国からの委託を受け原子力機構は多くの機関と協力しながらマップ事業を実施してきた。この中で、広域にわたる大規模放射線モニタリングと放射線量率等のマップ作成、環境中における放射線セシウムの移行調査とモデル化等を行なってきた。平成24年度までにマップ事業の中で得られた成果を17編の論文としてまとめ、学術雑誌Journal of Environmental Radioactivityの特集号として発刊する。本稿では、この特集号の序論として、マップ事業の全体計画、スケジュール、各調査項目の位置付け及び主要な成果について紹介する。

論文

サーベイメータ等を用いた環境中における空間線量率測定の課題

津田 修一; 斎藤 公明

「福島の復興に向けての放射線対策に関するこれからの課題」シンポジウム報告書, p.30 - 33, 2015/00

東京電力福島第一原子力発電所事故(以下、東電福島事故)後、福島県をはじめ東日本の広域において、環境中の空間線量測定等が継続して実施されている。測定に使用されるサーベイメータ等の測定器は、基準校正場と呼ばれる既知の放射線場において、一方向から(多くは測定器の前方に)放射線を当てる条件において測定精度が保証されているが、実際の環境中では、放射線は様々な方向から測定器に入射する。球形の測定器を除くと、一般の測定器は入射する放射線の方向によって異なる感度を有するため、校正された照射条件と異なる方向から放射線が入射する場合の線量の信頼性を把握する必要がある。そこで本研究では、ほぼ無限に広がった地面に放射性核種が存在する環境をPHITSコード上で再現し、実際の測定に活用されているNaI(Tl)サーベイメータと、車走行サーベイKURAMAに用いられているCsI(Tl)シンチレーション検出器について線量を計算した。発表では、光子入射方向と、導出される線量との関連について報告する。

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。

報告書

クリアランスレベル以下の模擬解体金属再利用製品に起因する空間線量率評価手法の検討(受託研究)

岡本 亜紀子; 北見 康雄*; 安藤 佳明*; 中村 寿; 斎藤 公明; 中島 幹雄

JAERI-Tech 2002-051, 40 Pages, 2002/06

JAERI-Tech-2002-051.pdf:3.63MB

クリアランスレベル以下の解体金属廃棄物を用いた再利用製品の安全性確認に資するため、微量の放射性核種を含む模擬再利用製品(試験体)を製作し、これに起因する空間線量率を測定とシミュレーション計算により求めた。測定においては$$gamma$$線スペクトルからストリッピング操作等により空間線量率を導出した。シミュレーション計算においては、モンテカルロ法による計算コードと、点減衰核積分法による計算コードを用いて空間線量率の算出を行った。バックグラウンドに極めて近い微弱な放射線であること,検出器と試験体の幾何学的条件が点線源等に比べて複雑であることなどに起因する測定及び計算における誤差要因を抽出し、これらに対して適当な補正を行うことにより、測定及び計算における結果はよく一致した。本報告は、試験体の製作から空間線量率の測定法とシミュレーション計算、及び両手法により得られた結果の比較評価についてまとめたものである。

報告書

過熱液滴型中性子検出器の開発研究(III)

not registered

PNC-TJ1600 98-004, 50 Pages, 1998/03

PNC-TJ1600-98-004.pdf:1.63MB

原子炉施設、核燃料取扱施設においては、作業環境中の空間線量率や放射線業務従事者の被曝管理のために、中性子、$$gamma$$線の線量測定が不可欠である。中性子検出器の一つである過熱液滴型検出器は高感度な中性子線量計としてこの分野の要求に応える有望な検出器である。作業環境はしばしば中性子・$$gamma$$線(或いは陽子や電子など)混在場であることが多く、また厳しい温度条件下におかれる場合も少なくない。種々の環境で線量測定を行なうためには、広範な放射線に対する過熱液滴型検出器の放射線検出動作の一般的理解が重要である。本研究はこれまで実施してきた過熱液滴型検出器の放射線検出動作の解析や基本特性の取得をすすめると共に、その結果に基づき、この型の検出器の現場の放射線管理への適用性を明らかにすることを目的としている。このために今年度は以下の検討を行った。(1)過熱液滴型検出器の試作とその検討(2)過熱液滴型検出器の基本特性の把握1.中性子検出感度の温度・圧力および中性子エネルギー依存性2.$$gamma$$線検出感度の計算(3)放射線管理への適用性の調査検討1.エネルギー弁別検出器の可能性2.線量評価法3.検出感度の温度依存性の補償

報告書

過熱液滴型中性子検出器の開発研究(II)

not registered

PNC-TJ1600 97-002, 97 Pages, 1997/03

PNC-TJ1600-97-002.pdf:4.13MB

原子炉施設、核燃料取扱施設においては、作業環境中の空間線量率や放射線業務従事者の被曝管理において、$$gamma$$線のみならず中性子の測定が不可欠である。中性子検出器の一つである過熱液滴検出器に比べ低いことから、特に$$gamma$$線と中性子が混在する作業環境における中性子線量率や放射線従事者の中性子被曝を測定できる有望な検出器である。しかし、この検出器の作動理論や、その特性については未だ十分解明されていない。本研究では現場の放射線管理への適用に資するために、この過熱液滴型検出器の作動原理の理論解析を行い、更に適応範囲の広い有用な検出器開発のための知見を得ることを目的とする。今年度は、以下の検討を行った。(1)過熱液滴型検出器の理論解析1.中性子検出感度の計算2.$$gamma$$線検出感度の計算(2)過熱液滴型検出器試作法および試作検出器の検討(3)基本特性の測定1.過熱液滴型検出器の温度・圧力依存性2.単一液滴の中性子誘起気化の観測

報告書

過熱液滴型中性子検出器の開発研究

成田 正邦*; 澤村 晃子*

PNC-TJ1600 96-005, 52 Pages, 1996/03

PNC-TJ1600-96-005.pdf:1.4MB

原子炉施設、核燃料取扱施設においては、作業環境中の空間線量率や放射線業務従事者の被曝管理において、$$gamma$$線のみならず中性子の測定が不可欠である。中性子検出器の一つである過熱液滴型検出器は$$gamma$$線に感度がないこと、検出限界が現在実用に供されている中性子検出器に比べ低いことから、特に$$gamma$$線と中性子が混在する作業環境における中性子線量率や放射線従事者の中性子被曝を測定できる有望な検出器である。しかし、この検出器の作動理論や、その特性については未だ十分解明されていない。本研究は現場の放射線管理への適用に資するために、この過熱液滴型検出器の作動原理の理論解析を行い基本特性を解明することを目的とする。今年度は、以下の検討を行った。(1)過熱液滴型検出器の理論解析1.臨界エネルギーの計算2.中性子検出感度の計算(2)過熱液滴型検出器試作法および試作検出器の検討(3)基本特性の把握1.過熱液滴型検出器の温度・圧力の依存性2.過熱液滴型検出器の$$gamma$$線に対する感度特性

報告書

遮蔽安全解析コードの検証研究(3)

沢村 貞史*

PNC-TJ1600 96-003, 77 Pages, 1996/03

PNC-TJ1600-96-003.pdf:5.15MB

核燃料施設の環境評価項目の1つとして、施設からの直接線およびスカイシャイン線による線量評価がある。この線量評価は遮蔽計算コードにより解析が行われている。しかし、ベンチマーク実験が極めて少ないこと等もあり、評価においては、充分な安全裕度が見込まれている。このため、合理的な評価を行うためには、スカイシャイン線に係わる実測データの取得が不可欠である。本研究は施設からのスカイシャイン線のベンチマークデータの取得および各種計算コードの検証を目的として実施するものである。今年度は、作成した同期型パルス状放射線測定装置を用いて、北大45MeV電子線形加速器施設周辺の線量分布測定を、漏洩ガンマ線の平均自由行程の約10倍程度の距離(約600m)にわたって実施することにより、施設周辺におけるスカイシャインの影響を明らかにするとともに、汎用ユーザーズ版EGS4コードにより北大45MeV施設のスカイシャイン線の評価を行い、実験結果との比較検討を行うため以下の研究を行った。●電子線加速器から発生する制動X線を線源とし、作成した同期法パルス状放射線測定装置を用いて、施設から西方向350m、南方向100m、北方向600mにわたるスカイシャイン線の測定を行った。測定結果はG(E)関数法により空間線量率に換算された。その結果、施設から70m以内、100目-400mの区間および400m以遠では異なる空間変化を示すことが分かった。●汎用版EGS4に備えられたポイント検出器を用いて、北大45MeV電子線形加速器施設からのスカイシャイン線評価のためのシミュレーションを行った。●シミュレーションの結果と実験結果とを比較検討した。双方のデータに未だ統計誤差を含むが、70m以内の実験データとの比較には、施設の構造をより反映した幾何学的形状が必要である。しかし、本シミュレーション結果は100m以遠の実験結果をよく再現することが分かった。

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