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論文

Atmospheric modeling of $$^{137}$$Cs plumes from the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant; Evaluation of the model intercomparison data of the Science Council of Japan

北山 響*; 森野 悠*; 滝川 雅之*; 中島 映至*; 速水 洋*; 永井 晴康; 寺田 宏明; 斉藤 和雄*; 新堀 敏基*; 梶野 瑞王*; et al.

Journal of Geophysical Research; Atmospheres, 123(14), p.7754 - 7770, 2018/07

日本学術会議のモデル相互比較プロジェクト(2014)で提供された、福島第一原子力発電所事故時に大気中に放出された$$^{137}$$Csの計算に用いられた7つの大気輸送モデルの結果を比較した。本研究では、東北及び関東地方に輸送された9つのプルームに着目し、モデル結果を1時間間隔の大気中$$^{137}$$Cs濃度観測値と比較することにより、モデルの性能を評価した。相互比較の結果は、$$^{137}$$Cs濃度の再現に関するモデル性能はモデル及びプルーム間で大きく異なることを示した。概してモデルは多数の観測地点を通過したプルームを良く再現した。モデル間の性能は、計算された風速場と使用された放出源情報と一貫性があった。また、積算$$^{137}$$Cs沈着量に関するモデル性能についても評価した。計算された$$^{137}$$Cs沈着量の高い場所は$$^{137}$$Csプルームの経路と一致していたが、大気中$$^{137}$$Cs濃度を最も良く再現したモデルは、沈着量を最も良く再現したモデルとは異なっていた。全モデルのアンサンブル平均は、$$^{137}$$Csの大気中濃度と沈着量をともに良く再現した。これは、多数モデルのアンサンブルは、より有効で一貫したモデル性能を有することを示唆している。

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:2 パーセンタイル:69.03(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

繊維に接ぎ木した高分子鎖に絡めた無機化合物を利用する放射性物質の除去

斎藤 恭一*; 小島 隆*; 浅井 志保

分析化学, 66(4), p.233 - 242, 2017/04

 被引用回数:1 パーセンタイル:85.18(Chemistry, Analytical)

福島第一原子力発電所では、放射性セシウムおよび放射性ストロンチウムを含む汚染水が毎日多量に発生している。本研究では、汚染水を効率的に浄化するため、Cs $$^{+}$$およびSr$$^{2+}$$を捕捉する無機結晶が担持された繊維を作製した。担持する無機結晶には、それぞれ、Cs $$^{+}$$およびSr$$^{2+}$$に優れた選択性を持つ不溶性フェロシアン化コバルトおよびチタン酸ナトリウムを選んだ。これらの無機化合物の沈殿を、放射線グラフト重合法によって市販の6-ナイロン繊維に接ぎ木した高分子鎖(グラフト鎖)内で析出させることにより、繊維表面に担持した。得られた沈殿は、多点の静電相互作用に基づいてグラフト鎖に巻き絡まるため、安定担持が実現する。本研究で提案する不溶性フェロシアン化コバルトあるいはチタン酸ナトリウム担持繊維は、従来の粒子状吸着材、例えば、ゼオライトやSrTreat(チタン酸ナトリウム担持樹脂)に比べて、吸着速度が大きく、無機化合物重量あたりの吸着量も大きくなった。

論文

Evaluation of DNA damage induced by Auger electrons from $$^{137}$$Cs

渡辺 立子; 服部 佑哉; 甲斐 健師

International Journal of Radiation Biology, 92(11), p.660 - 664, 2016/11

 被引用回数:1 パーセンタイル:76.09(Biology)

本研究では、$$^{137}$$Csによる内部照射の担い手となるオージェ電子や内部転換電子等の低エネルギー電子のエネルギースペクトルや電子の放出位置の違いが、DNAレベルの微小な標的における線量分布とDNA損傷に与える影響を明らかにするために、電子線のトラックの微視的なシミュレーションに基づいた、線量分布とDNA損傷スペクトル(量や質)の推定を行った。方法としては、細胞集団モデルを標的系として、微視的なトラックシミュレーションを行い、次に、DNA損傷生成モデルに基づいた損傷スペクトルを計算した。計算結果を解析したところ、オージェ電子線等によるDNA損傷のスペクトルには、外部照射($$gamma$$線照射)の場合と比べて大きな差が生じないことが示され、内部照射は外部照射と比べてDNA損傷が起きやすいということはないという結果が得られた。

論文

Modeling dynamics of $$^{137}$$Cs in forest surface environments; Application to a contaminated forest site near Fukushima and assessment of potential impacts of soil organic matter interactions

太田 雅和; 永井 晴康; 小嵐 淳

Science of the Total Environment, 551-552, p.590 - 604, 2016/05

 被引用回数:14 パーセンタイル:18.89(Environmental Sciences)

東京電力福島第一原子力発電所事故由来$$^{137}$$Csの移行評価のために、森林内$$^{137}$$Cs動態予測モデルを開発し、実サイトに適用した。地表有機物層に沈着した$$^{137}$$Csの溶脱及び土壌中の$$^{137}$$Csの吸着・輸送をモデル化し、既存の陸面水循環モデルに導入した。モデル計算は、有機物層から土壌層への事故後3年に渡る$$^{137}$$Cs移行を良好に再現した。長期予測の結果から、沈着した$$^{137}$$Csはその90%以上が30年間に渡り表層5cmの土壌に保持されうることが示され、森林では地下水経由の$$^{137}$$Csの流出は小さいことが明らかとなった。また、$$^{137}$$Cs動態に及ぼす土壌有機物の影響を評価するため、土壌中$$^{137}$$Cs動態のパラメータ(分配係数等)を変えた数値実験を実施した。その結果、この仮想的な土壌では、土壌有機物による$$^{137}$$Csの土壌粒子への吸着の阻害、粘土鉱物への$$^{137}$$Csの固定の低下及び固定された$$^{137}$$Csの再可動の促進が溶存体$$^{137}$$Cs濃度を増加させ、植生の$$^{137}$$Cs取り込みを増大させうること、数10年程度の期間に$$^{137}$$Csの大部分(約30%から60%)が深さ5cmよりも深い部分へ輸送されうることが示された。以上より、土壌有機物が長期に渡り森林内$$^{137}$$Cs移行に影響を及ぼすことが示唆される。

論文

Radioactive Cs in the estuary sediments near Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant

山崎 信哉*; 井元 純平*; 古木 元気*; 落合 朝須美*; 大貫 敏彦; 末木 啓介*; 難波 謙二*; Ewing, R. C.*; 宇都宮 聡*

Science of the Total Environment, 551-552, p.155 - 162, 2016/05

 被引用回数:15 パーセンタイル:17(Environmental Sciences)

福島第一原子力発電所付近の河口堆積物中の放射性Csの濃度を調べたところ、地表表面から深いところほど濃度が高かった。さらに、90%以上の$$^{137}$$Csが粘土鉱物に収着していた。この結果は、上流の水田土壌が堆積したことを示唆している。

論文

A New comparison of marine dispersion model performances for Fukushima Dai-ichi releases in the frame of IAEA MODARIA program

Peri$'a$$~n$ez, R.*; Brovchenko, I.*; Duffa, C.*; Jung, K.-T.*; 小林 卓也; Lamego, F.*; Maderich, V.*; Min, B.-I.*; Nies, H.*; Osvath, I.*; et al.

Journal of Environmental Radioactivity, 150, p.247 - 269, 2015/12

 被引用回数:14 パーセンタイル:28.67(Environmental Sciences)

IAEAのMODARIAプログラムの枠組みの中で、海洋拡散モデルの詳細な相互比較を、福島第一原子力発電所事故に伴う放射性物質の海洋放出を適用例として実施した。複数の海洋拡散モデルは、モデル間の相違の原因を評価することで比較した。本目的を達成するために逐次的な拡散実験(段階的に計算条件を複雑化させる)を実行した。また、福島第一原子力発電所事故の海洋汚染を再現する数値実験を、$$^{137}$$Csを対象に実施し、シミュレーション結果の海水と堆積物中の放射性物質濃度を観測値と比較した。その結果、モデル間の相違の主な原因は海流場の計算結果によるものであることが判明した。しかしながら、海流場を統一することでモデル間の相違の最大原因を除去したものの、拡散モデルの数値スキーム(差分法または粒子法)およびそれらの数値解法の相違によるモデル間のわずかな差が残った。

論文

Anthropogenic radionuclides in seawater of the Japan Sea; The Results of recent observations and the temporal change of concentrations

伊藤 集通; 荒巻 能史*; 乙坂 重嘉; 鈴木 崇史; 外川 織彦; 小林 卓也; 川村 英之; 天野 光; 千手 智晴*; Chaykovskaya, E. L.*; et al.

Journal of Nuclear Science and Technology, 42(1), p.90 - 100, 2005/01

 被引用回数:11 パーセンタイル:33.95(Nuclear Science & Technology)

1996-2002年の期間、日露の研究機関の協力で人工放射性核種の広域調査プロジェクトが日露の両排他的経済水域にまたがった日本海で実施された。本プロジェクトの目的は、$$^{90}$$Sr, $$^{137}$$Cs, $$^{239+240}$$Pu等の核種の海洋中での移行を明らかにすることである。2001-2002年には4回の調査航海が実施された。これら調査で得られた放射性核種の濃度とその分布はこれまでに得られた知見の範囲内であったことから、現在日本海に対する新たな放射性核種源となるような事故,投棄あるいは過去の廃棄物からの漏洩等が発生していないことが確認された。また、海水中におけるインベントリは、グローバルフォールアウトで同緯度帯の海洋にもたらされた量の約2倍であり、日本海におけるそれら核種の蓄積が示された。さらに、亜表層における$$^{90}$$Sr及び$$^{37}$$Cs濃度が日本海の広い範囲で時間変動していることが明らかとなり、溶存酸素データとの比較解析により、この時間変動は日本海の上部の水塊移動と関連付けられた。

論文

Anthropogenic radionuclides in seawater of the Japan Sea; The Results of recent expeditions carried out in the Japanese and Russian EEZ

伊藤 集通; 荒巻 能史*; 乙坂 重嘉; 鈴木 崇史; 外川 織彦; 小林 卓也; 千手 智晴*; Chaykovskaya, E. L.*; Lishavskaya, T. S.*; Karasev, E. V.*; et al.

Proceedings of International Symposium on Radioecology and Environmental Dosimetry, p.396 - 401, 2003/10

人工放射性核種の空間分布と時間変動を調べそれらの輸送・蓄積の過程を理解するための6か年の調査が、1997-2002の期間、日本とロシアの排他的経済水域内(EEZ)で実施された。本プロジェクトでは11回の調査が行われ、各測点で得られた海水と海底土についてSr-90, Cs-137, Pu-239+240の3核種の濃度が計測された。本発表では、2001-2002の期間に日露双方のEEZ内で行われた4回の調査で得られた調査結果を示す。Sr-90濃度は海面から海洋深層に向けて指数関数的に減少しており、海面で1.1-2.0mBq/L、約2000mで0.7mBq/L以下であった。Cs-137の鉛直分布もSr-90に類似しており、濃度は海面で1.6-2.6mBq/L、約2000mで0.9mBq/L以下であった。Pu-239+240の鉛直分布は海面で最小(0.004-0.019mBq/L)、約1000mで最大(0.030-0.046mBq/L)となっており、それ以深は深度とともに減少する。さらに、亜表層におけるSr-90とCs-137の濃度が比較的大きな経時変化を示すことが複数の測点の再調査で明らかとなった。そして、本プロジェクトの結果を総合することで、各核種のインベントリのマッピングを行うことができた。

論文

Application of MOGRA for migration of contaminants through different land utilization areas

天野 光; 高橋 知之*; 内田 滋夫*; 松岡 俊吾*; 池田 浩*; 林 寛子*; 黒澤 直弘*

JAERI-Conf 2003-010, p.112 - 121, 2003/09

原研が中心となって開発した環境負荷物質陸域移行予測コードMOGRAを使用して、原子力施設の事故等によって放射性核種等の環境負荷物質が地表に沈着した場合の陸域移行予測を実施している。本研究では、土地利用形態別にコンパートメントモデルを構築し、負荷物質が種々の土地利用形態間を移行するような仮想的陸域環境系について解析することにより、MOGRAの機能を検証した。すなわち、整備されたテンプレートを用いて仮想的広域環境を構築し、地表がCs-137(1.0Bq/m$$^{2}$$)で汚染したという仮定のもとでの機能評価を行った。

論文

Construction of river transfer models for MOGRA

林 寛子*; 松岡 俊吾*; 高橋 知之*; 天野 光

JAERI-Conf 2003-010, p.122 - 130, 2003/09

陸域挙動予測モデル-MOGRAのための河川移行モデルとして、2つの動的コンパートメントモデルの比較解析を行った。1つは存在形態が1成分のモデル、もう1つは存在形態が溶存態及び懸濁態の2成分モデルである。モデルパラメータは、実際に久慈川等で観測された値を用い、流域がCs-137で汚染されたと仮定した。2つのモデルによる解析結果は、河床へのCs-137の沈降速度が小さい場合は差が見いだされなかったが、沈降速度が大きい場合には、結果に明らかな差が生じた。

論文

環境負荷物質陸域移行予測コードMOGRAにおけるモデルテンプレートの整備

高橋 知之*; 天野 光; 内田 滋夫*; 池田 浩*; 松岡 俊吾*; 林 寛子*; 黒澤 直弘*

環境衛生工学研究, 17(3), p.340 - 344, 2003/07

陸域生態圏に付加された放射性物質等の環境負荷物質による環境影響を評価するため、日本原子力研究所は、パーソナルコンピュータ上で環境負荷物質の挙動を予測できる計算コードMOGRA (Migration Of GRound Additions)を開発した。MOGRAを用いて陸域生態圏における環境負荷物質の挙動を解析・予測するためには、土地利用形態等に即した種々のテンプレートが必要であり、本研究ではこれらのテンプレートの整備を行った。また、本研究で整備したテンプレートを使用して圃場系に付加されたセシウムの挙動に対し、稲等への移行に関し評価解析を実施した。

論文

Atmospheric deposition of $$^{7}$$Be, $$^{40}$$K, $$^{137}$$Cs and $$^{210}$$Pb during 1993-2001 at Tokai-mura, Japan

上野 隆; 長尾 誠也; 山澤 弘実

Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 255(2), p.335 - 339, 2003/02

 被引用回数:16 パーセンタイル:23.99(Chemistry, Analytical)

放射性核種の地表面への移行を評価するため、1993年から2001年まで東海村の原研構内において水盤により降下物の採取を行った。月ごとの降下物試料を蒸発法により前処理して残査試料を得た。それらの試料中の天然及びフォールアウト核種を井戸型Ge検出器により測定した。測定結果の解析により、早春に降下物量が多くなることを明らかにした。$$^{40}$$K及び$$^{137}$$Csの降下量は降下物の重量と良い相関を示すが、$$^{7}$$Be及び$$^{210}$$Pbの降下量はより低い相関であった。この違いは2つのグループの核種の起源の違いに依っている。また、降下物中の各核種の濃度における特徴は、発生から輸送及び沈着までに関係する粒子の大きさと輸送及び沈着過程における異なるメカニズムと起源の違いによるものと考えられる。

論文

Depth profiles of long lived radionuclides in Chernobyl soils sampled around 10 years after the accident

天野 光; 小沼 義一*

Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 255(1), p.217 - 222, 2003/01

 被引用回数:6 パーセンタイル:53.93(Chemistry, Analytical)

チェルノブイル事故炉周辺30km圏で採取した土壌につき、Cs-127,Sr-90、及びPu同位体の土壌中深度分布と存在形態を調べた。存在形態は、化学的分画法である選択的抽出法によった。調べた土壌は、砂質土,ピート土、及びポドゾル土である。ポドゾル土については、汚染が燃料の微細粒子であるホットパーティクルによるものと、Cs-137についていわゆる凝縮成分と呼ばれているものとについても調べた。事故後10年以上経過しているが、汚染の初期形態の如何にかかわらず調査した放射性核種の大部分は依然として表層に留まっている。一方、少量であるが下方浸透する成分も存在している。核種ごとの特徴として、ホットパーティクルから溶け出した後、各核種は主にイオン交換的に下方浸透し、土壌マトリックスと反応する。Cs-137はピート土のような有機性土壌では浸透が大きく、一方Pu同位体は腐植物質のような有機物と結合性を有する、などがわかった。

論文

Accumulation and potential dissolution of Chernobyl-derived radionuclides in river bottom sediments

眞田 幸尚*; 松永 武; 柳瀬 信之; 長尾 誠也; 天野 光; 高田 秀重*; Tkachenko, Y.*

Applied Radiation and Isotopes, 56(5), p.751 - 760, 2002/04

 被引用回数:11 パーセンタイル:36.9

原子力施設の事故時に放射性核種が環境中に放出された場合の、長期的な環境影響を評価するために、チェルノブイル原子力発電所を中心とする汚染地域で放射性核種の水系における移行挙動を実地に研究した。チェルノブイル原子力発電所近傍のプリピアチ川において、チェルノブイル事故に起因する放射性核種により河川堆積物が高度に汚染された地点を見いだした。その堆積物中の放射性核種(Cs-137,Sr-90,Pu-239/240,Am-241)について、鉛直分布と存在形態分析を行った。その結果、Cs-137,Pu,Am同位体は堆積物の中で強い固定相に存在することがわかった。一方、Sr-90はより緩い結合相に存在するため、堆積物からのSr-90の溶出可能性を長期的な影響評価のうえで考慮すべきことが、野外試験により実際に明らかになった。

論文

チェルノブイリ事故と水環境の放射能汚染

松永 武; 長尾 誠也*

水環境学会誌, 25(4), p.193 - 197, 2002/04

チェルノブイリ原子力発電所の事故による水系へのインパクトの明確化と、淡水中での放射性核種の挙動研究という2つの観点から、チェルノブイリ事故による水環境の放射能汚染の状況とその成り立ちについて概説した。事故後の短期・長期における河川・湖沼の汚染の状況を述べ、環境への放射性核種の放出と関係づけた。現在、137Csと特に90Srがチェルノブイリ発電所近傍の河川・湖沼の汚染の主要核種になっていることを核種の放出形態と元素特性から述べた。事故後に取られた水系汚染対策にも説明を与えた。原研が行った現地での研究成果の1つとして、汚染形成に関する核燃料微細粒子の役割、ならびに、河川におけるアクチノイドの移行への溶存有機物の関与を示した。この水系汚染に関する広域的・経時的な研究はチェルノブイル事故固有の汚染形成問題を越えて、放射性核種の水系環境中の振る舞いについての一般的な理解と、さらに、食物連鎖までを含めた「生態圏移行モデル」の検証・改良にもつながっていることを指摘した。

論文

Transfer of long lived radionuclides in Chernobyl soils to edible plants

天野 光; 上野 隆; Arkhipov, N.*; Paskevich, S.*; 小沼 義一*

Proceedings of 10th International Congress of the International Radiation Protection Association (IRPA-10) (CD-ROM), 6 Pages, 2000/00

チェルノブイル原子炉事故で汚染したピート土壌及び砂質土壌で栽培した、こまつな、人参等の野菜への放射性Cs,Sr,及び超ウラン元素移行挙動につき調べた。放射性Cs,Srについての移行係数は、これまでの報告値の範囲内であったが、プルトニウムについては、これまでの報告値を超えていた。その原因として、燃料の微細粒子から溶出し、植物に移行する成分の存在が考えられる。また、プルトニウムについて移行係数の土壌濃度依存性があり、土壌の存在形態が土壌濃度により異なることがその原因と考えられる。

論文

チェルノブイル原子力発電所近傍の表層土壌中$$^{137}$$Cs濃度に関するモニタリングデータを用いた外部被ばく線量評価モデルの妥当性の検証

高橋 知之; 本間 俊充

保健物理, 34(4), p.365 - 374, 1999/12

原子炉事故時における長期的被ばく線量評価において重要な、地表面に存在する$$^{137}$$Csからの外部被ばく線量評価モデルについて、モデル及びパラメータの妥当性検証を実施した。本解析には、チェルノブイル原子力発電所近傍の表層土壌中$$^{137}$$Cs濃度のモニタリングデータを使用した。土壌中への核種の浸透を考慮したモデルとの比較により、現在一般的に用いられている表層からの核種の除去を2成分で表現したモデルが妥当であり、移行が速い成分の割合が最も重要なパラメータであることを示した。また、本解析領域においては、移行が速い成分の割合は0.09から0.69程度であり、核種の浸透による積算線量の減少の効果は減少を考慮しない場合の30%から90%程度であることを明らかにした。

論文

Geochemical association of $$^{137}$$Cs and $$^{239}$$,$$^{240}$$Pu in the oligotrophic and mesotrophic lake sediments

長尾 誠也; 松永 武; 村岡 進

Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 239(3), p.555 - 559, 1999/00

 被引用回数:6 パーセンタイル:50.79(Chemistry, Analytical)

湖底堆積物における人工放射性核種の挙動を明らかにするため、環境の異なる2つの湖(青森県十和田湖(貧栄養湖)及び長野県木崎湖(中栄養湖))において湖底堆積物を採取し、Cs-137及びPu-239,240の放射能濃度鉛直分布を測定するとともに、各層における存在状態を選択的抽出法により調べた。その結果、Cs-137及びPu-239,240はおもに有機物フラクションとアルシノケイ酸塩フラクションに存在していたが、異なる鉛直分布を示した。十和田湖底堆積物では堆積物表層から6cmまでに有機物フラクションの存在割合がCs-137では38%から18%へ、Pu-239,240では54%から5%と減少した。一方、木崎湖堆積物では、Cs-137が30%、Pu-239,240では40~60%と堆積物の深さ2~14cm間で顕著な減少は認められなかった。これは、堆積物の有機物含有量の違いが人工放射性核種の存在形態の変化に関与していることを示唆している。

論文

The Transfer capability of long-lived chernobyl radionuclides from surface soil to river water in dissolved forms

天野 光; 松永 武; 長尾 誠也; 半澤 有希子*; 渡辺 美紀*; 上野 隆; 小沼 義一*

Organic Geochemistry, 30, p.437 - 442, 1999/00

 被引用回数:25 パーセンタイル:46.73

地表に沈着した放射性核種が広域に拡散する機構のうち主要なものは、河川による流出である。本研究は、高度に汚染されたチェルノブイル原子力発電所周辺30km圏内での表面土壌から流域河川への放射性核種の流出について、表面土壌からの溶存態成分の流出について解析したものである。はじめに表面土壌の汚染の特徴、存在形態解析を行い、次いで、表面土壌から水で抽出される成分について、蛍光分析、分子量1万での限外ろ過分析を行った。その結果、超ウラン元素の溶存態成分の大部分は分子量1万以上の成分に在存していることがわかった。この成分は、蛍光分析からフルボ酸の成分であろうことが判明した。Cs-137やSr-90は分子量1万以下が主要成分であった。

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