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論文

緊急時海洋環境放射能評価システムの開発; 海洋拡散の迅速な予測を可能に

小林 卓也; 川村 英之; 上平 雄基

日本原子力学会誌, 62(11), p.635 - 639, 2020/11

原子力事故により海洋へ放出される放射性物質の移行過程を予測することは、近年原子力施設の立地が進む東アジア諸国の周辺海域において重要なことである。原子力機構は、放射性物質の海洋拡散モデルを基盤とした緊急時海洋環境放射能評価システムを開発した。本システムは、海象予測オンラインデータを活用して、東アジア諸国の周辺海域における放射性物質の海洋拡散を迅速に予測するものである。これまでに、システムで実行される海洋拡散予測の精度を定量的に評価するとともに、アンサンブル予測手法を導入することで予測精度が向上することを示した。さらに、領域海洋モデリングシステムを用いて沿岸域を対象とした高分解能モデルを導入する等、システムの高度化を継続している。

論文

Vertical distributions of Iodine-129 and iodide in the Chukchi Sea and Bering Sea

三輪 一爾; 小畑 元*; 鈴木 崇史

Journal of Nuclear Science and Technology, 57(5), p.537 - 545, 2020/05

 被引用回数:1 パーセンタイル:58.8(Nuclear Science & Technology)

本研究では、チャクチ海, ベーリング海において人為起源の放射性核種であるIodine-129($$^{129}$$I)の鉛直分布の観測を実施した。現在、$$^{129}$$Iの主なソースはヨーロッパの核燃料再処理施設である。2013年6月から8月の観測結果よりチャクチ海, ベーリング海における$$^{129}$$I濃度はフォールアウトレベルであった。ヨーロッパの核燃料再処理施設から海洋に放出された$$^{129}$$Iを高濃度に含んだ海水の流入は確認できなかった。また、海洋の生物生産に重要な役割を果たしているヨウ化物イオンの鉛直分布をチャクチ海, ベーリング海にて初めて観測した。観測の結果、当海域においては海底付近でヨウ化物イオンの濃度が高くなる傾向が見られた。

論文

Predictability of a short-term emergency assessment system of the marine environmental radioactivity

川村 英之; 上平 雄基; 小林 卓也

Journal of Nuclear Science and Technology, 57(4), p.472 - 485, 2020/04

 被引用回数:0 パーセンタイル:100(Nuclear Science & Technology)

日本原子力研究開発機構は、原子力施設等から放出される放射性核種の日本近海における海洋拡散を予測するため、緊急時海洋環境放射能評価システムを開発した。本研究の目的は、これまでに蓄積した海況の予測データと再解析データを使用して、緊急時海洋環境放射能評価システムの予測精度を検証することである。再解析データは、データ同化により最適化されたものであり、過去の事象を解析するのに信頼性が高いため、再解析データを入力した海洋拡散シミュレーションの結果を真値と仮定した。予測精度の検証は、福島第一原子力発電所から放出されるセシウム137を想定した海洋拡散シミュレーションにより行った。複数の海洋拡散シミュレーションを実行することで統計的に予測精度を検証し、予測期間毎に変化する予測精度を定量的に評価した。さらに、アンサンブル予測を適用することで、予測精度を向上させることに成功した。

論文

Development of dose estimation system integrating sediment model for recycling radiocesium-contaminated soil to coastal reclamation

三輪 一爾; 武田 聖司; 飯本 武志*

Radiation Protection Dosimetry, 184(3-4), p.372 - 375, 2019/10

 被引用回数:0 パーセンタイル:100(Environmental Sciences)

福島事故後の除染作業によって発生した除去土壌を再生資材として再利用する方針が環境省により示されている。有効な再利用用途の1つである海面埋立地では、施工時に溶存した放射性Csの他に土粒子に付着した放射性Csの海洋への流出が予想されるため、安全評価上、両形態の核種移行を評価できるモデルが必要となる。そこで本研究では、施工時および供用時の放射性Csの流出をモデル化し、海洋に流出した核種についてはOECDにより示されたSediment modelにより移行評価を行った。沿岸域における核種移行評価にSediment modelを用いることの妥当性を、福島沿岸域の実測値の再現計算により確認した。施工時および供用時の核種流出を評価するモデルおよびSediment modelをクリアランスレベル評価コードPASCLR2に組み込むことで、海洋へ流出した核種からの被ばく線量評価を行えるようにした。

論文

Estimation of environmental releases of radioactive materials

茅野 政道*; 永井 晴康

Environmental Contamination from the Fukushima Nuclear Disaster; Dispersion, Monitoring, Mitigation and Lessons Learned, p.50 - 61, 2019/00

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物質の放出量の時間推移及び大気拡散状況は、事故による環境影響と公衆の被ばく線量を評価するために重要である。原子力機構は、環境モニタリングと大気拡散モデルの解析結果を比較することにより、事故により放出された放射性物質の放出量を推定した。国連科学委員会(UNSCEAR)は、いくつかの放出源推定結果を比較し整理するとともに、原子力機構の推定結果を陸域環境における放射性物質の濃度レベルと公衆の被ばく線量の評価に利用した。その後、原子力機構は、新たに公開されたモニタリングデータを用いて、沈着プロセスを改良したWSPEEDIの解析により放出源の詳細な推定を行った。

論文

福島第一原発事故の大気・海洋環境科学的研究の現状; 事故の何が分かったか、事故から何が分かったか

青山 道夫*; 山澤 弘実*; 永井 晴康

日本原子力学会誌, 60(1), p.46 - 50, 2018/01

福島第一原子力発電所事故により大気および海洋に放出された放射性物質の観測された核種、推定された放出量、放出の時間経過について、現在明らかになっていることを概観した。また、放出された核種について、その大気中、陸域および北太平洋での挙動についてもまとめた。さらに、今後の研究課題として、よくわかっていないことを、1から3号炉の放出の配分と核種組成および海洋内部での中央モード水の挙動の観点で整理した。

論文

Oceanic dispersion of Fukushima-derived Cs-137 simulated by multiple oceanic general circulation models

川村 英之; 古野 朗子; 小林 卓也; 印 貞治*; 中山 智治*; 石川 洋一*; 宮澤 康正*; 碓氷 典久*

Journal of Environmental Radioactivity, 180, p.36 - 58, 2017/12

 被引用回数:8 パーセンタイル:48.08(Environmental Sciences)

本研究では、単一の海洋拡散モデルと複数の海洋大循環モデルを使用して、福島第一原子力発電所事故起因のセシウム137の海洋拡散相互比較シミュレーションを実施した。シミュレーション結果は、福島県沿岸、日本沖合及び外洋で観測されたセシウム137濃度を比較的良好に再現していることが確認された。セシウム137は事故後数か月間は沿岸を南北方向に拡散し、その後、黒潮や黒潮続流により沖合へ拡散されたことが、福島県沿岸、日本沖合及び外洋を対象とした海洋拡散相互比較シミュレーションにより共通して示唆された。事故から1年間のセシウム137の海洋中存在量を定量化することにより、セシウム137が活発に福島県沿岸及び日本沖合から外洋へ拡散し、同時に海洋の浅い層から深い層へ拡散したことが示唆された。

論文

Development of a short-term emergency assessment system of the marine environmental radioactivity around Japan

小林 卓也; 川村 英之; 藤井 克治*; 上平 雄基

Journal of Nuclear Science and Technology, 54(5), p.609 - 616, 2017/05

 被引用回数:5 パーセンタイル:31.96(Nuclear Science & Technology)

東京電力福島第一原子力発電所事故により環境中に放出された放射性物質は、北太平洋、特に本州北東部の沿岸海域に深刻な海洋汚染を引き起こした。このようなシビアアクシデントにより海洋に放出される放射性物質の海洋中移行を調べるために、日本原子力研究開発機構は日本周辺海域における放射性物質濃度を予測する緊急時海洋環境放射能評価システム(STEAMER)を開発した。STEAMERを緊急時環境線量情報予測システム(世界版)WSPEEDI-IIと結合して用いることで、大気および海洋環境中における正確な放射能汚染予測が可能となる。本論文では、STEAMERに海洋データの入力として用いる2種類の3次元海流場、海洋中放射性物質拡散モデル、モデルの適用例、そしてSTEAMERの機能について記述した。

論文

Electronic structures of ferromagnetic CeAgSb$$_{2}$$; Soft X-ray absorption, magnetic circular dichroism, and angle-resolved photoemission spectroscopies

斎藤 祐児; 藤原 秀紀*; 山口 貴司*; 中谷 泰博*; 森 健雄*; 渕本 寛人*; 木須 孝幸*; 保井 晃*; 宮脇 淳*; 今田 真*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 85(11), p.114713_1 - 114713_7, 2016/11

 被引用回数:7 パーセンタイル:39.4(Physics, Multidisciplinary)

軟X線吸収(XAS)、磁気円二色性(XMCD)、角度分解光電子分光(ARPES)により強磁性体CeAgSb$$_{2}$$の電子状態を調べた。Ce $$M_{4,5}$$ XASスペクトルのサテライト構造の強度が非常に小さいことから、Ce 4${it f}$電子は非常に局在的であることが明らかとなった。Ce $$M_{4,5}$$ XASの線二色性効果から、Ce 4${it f}$基底状態は${it c}$軸方向を向いた$$Gamma$$$$_{6}$$であることが分かった。XMCD結果は、CeAgSb$$_{2}$$の局在磁性描像を支持する。さらに、ARPESで得られたバンド構造は、CeAgSb$$_{2}$$では無くLaAgSb$$_{2}$$に対するバンド計算結果とよく一致する。しかしながら、Ce 3${it d}$-4${it f}$共鳴ARPES結果では、ブリルアンゾーンの一部でCe 4$$f^{1}_{5/2}$$と4$$f^{1}_{7/2}$$ピーク強度比に波数依存性が観測され、Ce 4${it f}$と伝導電子に無視できない混成効果が有ることが分かった。このことは、CeAgSb$$_{2}$$のあまり大きくない電子比熱係数と関係づけることができる。

論文

Development of ocean dispersion concentration maps of the contaminated water released from the Fukushima Dai-ichi Nuclear Power Plant

小林 卓也; 印 貞治*; 石川 洋一*

Journal of Nuclear Science and Technology, 52(6), p.769 - 772, 2015/06

 被引用回数:1 パーセンタイル:86.4(Nuclear Science & Technology)

東京電力福島第一原子力発電所(F1NPP)事故は、大量の放射性物質を大気・海洋環境へ放出する結果となった。2014年8月時点でF1NPPに滞留・貯留している汚染水は、タービン建屋、海側トレンチ、海側地下水、貯留設備等に存在する。これらの汚染水が海洋へ漏洩する可能性に備え、漏洩した放射性物質の日本の沿岸域及び日本周辺の海洋における移行過程を事前に把握しておくことは、漏えいによる海洋汚染範囲の予測や、迅速なモニタリング計画の策定に対して有効である。そこで原子力機構ではF1NPPから漏洩する汚染水の拡散の概略を把握するために、単位放出率の仮想放出シミュレーションを季節ごとに実行し、アンサンブル平均を求めて海洋拡散相対濃度マップを作成した。マップの検証として、2つの異なる季節における実際の放出事象に適用し、実測値をよく再現することを確認した。

論文

UNSCEAR2013レポートの概要,1; 福島報告; 放射性核種の放出、拡散、沈着

永井 晴康; 栗原 治*

日本原子力学会誌, 56(12), p.791 - 795, 2014/12

2013年5月にUNSCEARが総会を開催し、多くの専門家によって解析と検討が行われてきた東京電力福島第一原子力発電所事故の環境および人体への影響について報告が行われた。この内容については、2014年4月にUNSCEAR2013レポートの科学的附属書Aとして、詳細が公開された。ここでは、科学的附属書Aの概要と、その中の1つの章としてまとめられた大気中と太平洋への放射性核種の放出、環境中の拡散、および沈着についての報告内容を概説する。

論文

Non-volcanic seismic swarm and fluid transportation driven by subduction of the Philippine Sea slab beneath the Kii Peninsula, Japan

加藤 愛太郎*; 雑賀 敦; 武田 哲也*; 岩崎 貴哉*; 松澤 暢*

Earth, Planets and Space (Internet), 66, p.86_1 - 86_8, 2014/08

 被引用回数:13 パーセンタイル:46.93(Geosciences, Multidisciplinary)

紀伊半島下で発生する非火山性群発地震の発生メカニズムを明らかにするため、稠密地震計アレイ観測データに基づく詳細な地震波速度トモグラフィ解析とレシーバ関数解析を行った。その結果、群発地震発生域下に低速度域が存在することを明らかにした。この低速度域は高電気伝導度・高減衰域と空間的に対応しており流体の存在を示唆する。また、陸のモホ面の深さは、群発地震発生域下では約32kmであるのに対し、南に行くにしたがって約20kmまで浅くなる傾向がみられた。この構造は、マントルウェッジの蛇紋岩化に影響を受けていると解釈できる。さらに、南側から沈み込むフィリピン海プレートの海洋性地殻は、浅部では低速度で特徴づけられるが深部では高速度へと変化しており、海洋性地殻内の含水鉱物の脱水反応が沈み込みに伴い進行していると考えられる。沈み込むフィリピン海プレートの脱水がマントルウェッジの蛇紋岩化、地殻下部への流体移送を生じさせ、非火山性群発地震の発生に影響を及ぼしていると考えられる。

論文

Numerical simulations of short-term migration processes of dissolved Cesium-137 due to a hypothetical accident of a nuclear submarine in the Japan Sea

小林 卓也; 茅野 政道; 外川 織彦

Journal of Nuclear Science and Technology, 43(5), p.569 - 575, 2006/05

 被引用回数:3 パーセンタイル:73.46(Nuclear Science & Technology)

海水循環モデル(Princeton Ocean Model)とランダムウォークモデル(SEA-GEARN)から構成される溶存状放射性物質移行コードシステムを開発した。モデルの応用として、原子力潜水艦の仮想事故により対馬海峡から放出された$$^{137}$$Csの海洋中における移行を日本海南西海域において計算した。溶存状放射性物質の移行過程の季節変動を調べるために、10日ごとの瞬時放出計算を1年間に渡り実施した。溶存状放射性物質の移行傾向は2つのパターンに分類された。1月から9月に放出を開始したケースでは、全ての高濃度域が本州に沿って北東に移行した。10月から12月に放出を開始したケースでは、多くの高濃度域が西へ移行し、本州に沿って分布する$$^{137}$$Cs 濃度は比較的低かった。東経134度線を通過する粒子数と対馬海峡の流入量の相関係数を求めたところ、R=0.718を得た。

論文

Construction of 144, 565 keV and 5.0 MeV monoenergetic neutron calibration fields at JAERI

谷村 嘉彦; 吉澤 道夫; 三枝 純; 藤井 克年; 清水 滋; 吉田 真; 柴田 泰成*; 瓜谷 章*; 工藤 勝久*

Radiation Protection Dosimetry, 110(1-4), p.85 - 89, 2004/09

 被引用回数:19 パーセンタイル:21.76(Environmental Sciences)

日本原子力研究所放射線標準施設棟では4MVペレトロン型加速器を利用した単色中性子校正場を開発している。中性子スペクトルの評価を行い、中性子フルエンスに関するトレーサビリティを確立することにより144keV,565keV,5.0MeVの中性子校正場が構築された。

論文

Radiocarbon in the water column of the Southwestern North Pacific Ocean; 24 years after GEOSECS

Povinec, P. P.*; 荒巻 能史*; Burr, G. S.*; Jull, A. J. T.*; Liong Wee Kwong, L.*; 外川 織彦

Radiocarbon, 46(2), p.583 - 594, 2004/09

IAEA-MELで実施されたWOMARSプロジェクトの一環として、IAEA'97太平洋調査において、北西太平洋の10地点において海水試料が採取された。このうち数地点は、1973年に実施されたGEOSECS観測点と同じであったので、24年間(1973-1997年)における放射性炭素濃度の比較を行った。その結果、放射性炭素濃度は表層水では減少し、逆に中層水では増加していることがわかった。一方、深層水では濃度に変化がなく、1997年当時、核実験起源の放射性炭素(bomb-$$^{14}$$C)が深層水中に混入していなかった。中層水における放射性炭素の増加分は、中層でのbomb-$$^{14}$$Cの増加に起因すると説明することができる。これらの結果は、1973年当時、北太平洋表層水に過剰に存在したbomb-$$^{14}$$Cが、黒潮のような表層海流によって高緯度域へ移流された後、高緯度域において北太平洋中層水に取り込まれて南下し、当該海域の中層へ蓄積されていることを示唆している。

論文

Phonon density of states in Sr$$_{2}$$FeCoO$$_{6-delta}$$ and SrBaFeCoO$$_{6-delta}$$; Effects induced by magnetic order and transport coherence

Rykov, A. I.*; 野村 貴美*; 澤田 嗣郎*; 三井 隆也; 瀬戸 誠*; 為ヶ井 強*; 徳永 将史*

Physical Review B, 68(22), p.224401_1 - 224401_7, 2003/12

 被引用回数:7 パーセンタイル:58.85(Materials Science, Multidisciplinary)

遷移金属酸化物Sr$$_{2}$$FeCoO$$_{6-delta}$$, SrBaFeCoO$$_{6-delta}$$の低温での磁気相転移温度近傍における核共鳴非弾性散乱測定を行った。測定結果では、転移温度(Tc$$sim$$150K)に温度を下げるのにしたがい、非弾性散乱スペクトルの低エネルギー成分(14meV)に見られるピークが顕著に増加し、転移温度以下では分裂することが観測された。また、Tc以下では、20meV近傍のメインバンドエッジ部に顕著なソフトニングも観測された。本論文では、実験結果についての報告と、格子振動のソフトニングが、材料の磁気相転移発現時の超交換相互作用の変調効果によるものであることを示す。

論文

Aquaculture of uranium in seawater by a fabric-adsorbent submerged system

瀬古 典明; 片貝 秋雄; 長谷川 伸; 玉田 正男; 笠井 昇; 武田 隼人*; 須郷 高信; 斎藤 恭一*

Nuclear Technology, 144(2), p.274 - 278, 2003/11

 被引用回数:100 パーセンタイル:1.46(Nuclear Science & Technology)

海水中に溶存するウランの濃度は3mg/m$$^{3}$$であるが、世界全体の海水ウランの総量は45億トンにのぼる。海水中のウランの回収に高い性能を有する高分子捕集材(ウラン捕集材)を用いる吸着法は、従来法に比べ経済的にすぐれる。吸着法ではウラン捕集材は吸着床に充填して使用する。原研は日本沖合7kmの太平洋で、深さ20mの海域で、上面サイズが16m$$^{2}$$、高さが16cmの吸着床を浸漬した。吸着床には総重量350kg,52000枚のウラン捕集材で構成される捕集材カセットを充填した。総浸漬期間240日の実海域試験でイエロケーキとして1kgのウランを回収することに成功した。

論文

IAEA'97 expedition to the NW Pacific Ocean; Results of oceanographic and radionuclide investigations of the water column

Povinec, P. P.*; Livingston, H. D.*; 島 茂樹*; 青山 道夫*; Gastaud, J.*; Goroncy, I.*; 広瀬 勝己*; Huynh-Ngoc, L.*; 池内 嘉宏*; 伊藤 集通; et al.

Deep Sea Research Part 2: Topical Studies in Oceanography, 50(17-21), p.2607 - 2637, 2003/09

 被引用回数:85 パーセンタイル:10.68(Oceanography)

国際協力による調査航海"IAEA'97"が1997年に北西太平洋で行われた。本調査で得られた主な結果は以下のように要約される。(1)観測された現在の海洋学的パラメータのレベルは、歴史的なデータセットとの間に差を示した。(2)海洋中の超ウラン元素濃度の鉛直プロファイルでは、典型的な亜表面極大が観測された。しかしながら、歴史的なデータに比べ、その極大濃度は約1/4に減少しており、出現深度も2倍程度に深くなっていた。そして、この24年間で海水中のインベントリが約20%減少していることがわかった。また、(3)$$^{90}$$Sr及び$$^{137}$$Csデータより、観測された濃度プロファイルの時間変化は地域的な水塊循環の結果生じていることがわかった。さらに、(4)北西太平洋に対する主な流入があってから40年も経った現在においてすら表層海水の放射性核種濃度には緯度依存性が見られている。本研究の結果は、これらの放射性核種の海水中での挙動及び過去24年の水塊循環の物理的に駆動力に関する示唆をともなって北西太平洋における放射性核種の分布に関する最も包括的な最近の成果をしめしている。

論文

Crystal structure, magnetic ordering, and magnetic excitation in the 4${it f}$-localized ferromagnet CeAgSb$$_{2}$$

荒木 新吾; 目時 直人; Galatanu, A.; 山本 悦嗣; Thamizhavel, A.*; 大貫 惇睦

Physical Review B, 68(2), p.024408_1 - 024408_9, 2003/07

 被引用回数:35 パーセンタイル:18.29(Materials Science, Multidisciplinary)

CeAgSb$$_{2}$$(正方晶ZrCuSi$$_{2}$$型)はT$$_{c}$$=9.6Kで[001]方向に強磁性モーメント0.4$$mu_{beta}$$/Ceを伴う磁気秩序を示す。磁気秩序状態における[100]方向の磁化は磁場に対して直線的に増加し、3T付近に折れ曲がりが見られ、3Tでは自発磁化より大きな値、約1.2$$mu_{beta}$$/Ceに達する。この[100]方向の大きなモーメント・磁化の折れ曲がりの起源を明らかにするため中性子散乱の実験を行った。CeAgSb$$_{2}$$の単結晶・粉末試料を用いた弾性散乱の実験では、T$$_{c}$$以下において[100]方向に0.4$$mu_{beta}$$/Ceの強磁性モールントのみが観測され、基底状態は単純な強磁性であると結論づけられる。非弾性散乱では、5.2meVと12.5meVに結晶場励起が観測された。また、T$$_{c}$$以下では明瞭なスピン波励起を観測しており、強磁性的な相互作用でその分散を説明することができる。磁場中実験の結果、磁化の折れ曲がりは[100]方向の秩序モーメントの消失に起因するものであることがわかり、異方的な相互作用と結晶場を考慮すると、磁化・磁化率・磁歪などが統一的に理解できることがわかった。

論文

第51回国連科学委員会(UNSCEAR)会合に出席して

吉澤 道夫

放射線科学, 46(6), p.184 - 187, 2003/06

2003年1月27日から31日にオーストリア・ウィーン国際センターで開催された第51回国連科学委員会(UNSCEAR)会合に日本代表団構成員の一人として参加する機会を得た。UNSCEARでは、前回会合から次期報告書策定の検討が開始されており、種々の変化がある。本稿では、チェルノブイリ事故の影響が次期報告書でも引き続き取り上げられる理由,次期報告書における基本方針の変更(「線源と影響(source and effect)」から「線源から影響へ(source to effect)」),webサイトの設置など、最近のUNSCEARの変化を解説するとともに、会合における議論の印象などを述べる。

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