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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ATOMO$$Sigma$$, 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

Intercomparison of numerical atmospheric dispersion prediction models for emergency response to emissions of radionuclides with limited source information in the Fukushima Dai-ichi Nuclear Power Plant accident

岩崎 俊樹*; 関山 剛*; 中島 映至*; 渡邊 明*; 鈴木 靖*; 近藤 裕昭*; 森野 悠*; 寺田 宏明; 永井 晴康; 滝川 雅之*; et al.

Atmospheric Environment, 214, p.116830_1 - 116830_11, 2019/10

 被引用回数:4 パーセンタイル:39.15(Environmental Sciences)

放射性物質の事故放出のための大気拡散予測モデルの利用が日本気象学会の作業部会により勧告された。本論文の目的は、2011年の福島第一原子力発電所からの事故放出に関する予測モデル相互比較によるこの勧告の検証である。放出強度は、放出の時間変化が得られない場合の最悪ケースを想定するため予測期間内で一定と仮定された。放射性物質の吸入を防ぐには地上大気の汚染度、湿性沈着に伴う放射線被ばく軽減には鉛直積算量の利用が想定される。予測結果はアンサンブル幅を有しているが、共通して時間空間的な相対的危険度を示しており、公衆に効果的な警告を不足なく出すのに非常に有用である。信頼性向上にはマルチモデルアンサンブル手法が効果的であろう。

論文

福島の環境回復に向けた取り組み,2; 事故進展と放射性物質の放出・沈着分布の特徴

斎藤 公明; 永井 晴康; 木名瀬 栄; 武宮 博

日本原子力学会誌ATOMO$$Sigma$$, 59(6), p.40 - 44, 2017/06

福島の環境回復に関してまとめた連載記事の一つである。福島第一原子力発電所事故の進展と放射線物質の放出・大気拡散・沈着過程の解明が、シミュレーションおよび環境測定データの解析により進められている。大規模環境調査により福島周辺における放射線環境の経時変化等の特徴が明らかになりつつあり、この知見に基づいて空間線量率の分布状況変化モデルが開発され将来予測に活用されてきた。事故後に測定された種々の環境測定データは集約され、データベースを通して簡単な解析ツールとともに継続的に公開されている。これら一連の取り組みについて概説している。

論文

Advance in integrated modelling towards prediction and control of JT-60SA plasmas

林 伸彦; 本多 充; 白石 淳也; 宮田 良明; 若月 琢馬; 星野 一生; 藤間 光徳; 鈴木 隆博; 浦野 創; 清水 勝宏; et al.

Europhysics Conference Abstracts (Internet), 39E, p.P5.145_1 - P5.145_4, 2015/06

Towards prediction and control of JT-60SA plasmas, we are developing codes/models which can describe physics/engineering factors, and integrating them to one code TOPICS. Physics modelling: Coupling with MINERVA/RWMaC code showed that MHD equilibrium variation by centrifugal force largely affects RWM stability and the toroidal rotation shear stabilizes RWM. Coupling with OFMC code for NB torques, 3D MHD equilibrium code VMEC and drift-kinetic code FORTEC-3D for NTV torque, and toroidal momentum boundary model, predicted the core rotation of $$sim$$2% of Alfv$'e$n speed for a ITER hydrogen L-mode plasma. Coupling with core impurity transport code IMPACT showed the accumulation of Ar seeded to reduce the divertor heat load is so mild that plasma performance can be recovered by additional heating in JT-60SA steady-state (SS) scenario. Simulations coupled with MARG2D code showed that plasma current can be ramped-up to reach $$beta_N ge$$3 with MHD modes stabilized by ideal wall and with no additional flux consumption of central solenoid in JT-60SA. Engineering modelling: Coupling with integrated real-time controller showed that simultaneous control of $$beta_N$$ and $$V_{loop}$$ is possible at $$beta_N ge$$4 in JT-60SA SS scenarios. MHD equilibrium control simulator MECS demonstrated equilibrium control during heating phase and collapse induced events within power supply capability of PF coils in JT-60SA.

論文

ニューラルネットワークを用いたHTTR制御棒引抜き試験の事前解析手法

大野 富生*; Subekti, M.*; 工藤 和彦*; 高松 邦吉; 中川 繁昭; 鍋島 邦彦

日本原子力学会和文論文誌, 4(2), p.115 - 126, 2005/06

日本原子力研究所の高温工学試験研究炉(HTTR)では高温ガス炉の安全性実証を目的とした制御棒引き抜き試験が行われている。試験の実施には事前解析が必要で、本報ではニューラルネットワークを用いた原子炉出力及び反応度変化の予測手法について報告する。本研究で提案するのはリカレントネットワーク(RNN)を基本とし、時系列データの処理性能を向上させるため時間同期信号(TSS)を加えたモデルである。ネットワークの入力とするのは中央制御棒位置変化と他の重要な炉心情報で、原子炉出力及び反応度変化を出力とする。学習後、今後の試験における原子炉出力及び反応度変化の予測が可能となる。

報告書

医療照射中ホウ素濃度の推定法の検討とその誤差評価

柴田 靖*; 山本 和喜; 松村 明*; 山本 哲哉*; 堀 直彦; 岸 敏明; 熊田 博明; 阿久津 博義*; 安田 貢*; 中井 啓*; et al.

JAERI-Research 2005-009, 41 Pages, 2005/03

JAERI-Research-2005-009.pdf:1.99MB

ホウ素中性子捕捉療法において腫瘍及び正常組織への照射線量を正確に評価するためには照射中性子束と血液中ホウ素濃度の測定が必須であるが、中性子照射中に患者からの直接の採血をすることは困難である。したがって、初回手術時に少量のホウ素化合物BSHを投与し、経時的に血液中ホウ素濃度を測定する低量投与試験を行い、照射当日の濃度予測を行った。また、低量投与試験が行えない場合、照射当日のホウ素濃度測定のみで照射中のホウ素濃度が精度よく予測できる方法についても、Two compartment Modelを用いた方法を検討した。BSH末梢静脈内点滴投与後の血液中ホウ素濃度が予測の95%信頼区間に入っていれば、照射中の予測値と実測値の誤差は6%程度であった。投与後6または9時間後の血液中ホウ素濃度が予測の95%信頼区間に入っていない場合は、比率補正することにより誤差を12%程度に抑えることができた。また、Two compartment Modelを用いた予測方法では、最適な評価値に対して$$pm$$4.9%(標準偏差)の予測誤差で推定可能であった。これらの方法により、照射中の血液中ホウ素濃度は合理的に正確に予測可能であり、安全で効果的な治療を行うことができる。

論文

Prediction of fuel performance and fission gas release behavior during normal operation of the High Temperature Engineering Test Reactor by JAERI and FZJ modeling approach

沢 和弘; 植田 祥平; 角田 淳弥; Verfondern, K.*

Journal of Nuclear Science and Technology, 38(6), p.411 - 419, 2001/06

 被引用回数:13 パーセンタイル:68.69(Nuclear Science & Technology)

高温ガス炉では高温の原子炉出口冷却材温度を得るために、燃料として被覆粒子を用いている。高温ガス炉では通常運転時及び事故時において、被覆燃料粒子が微小な格納容器として放射性物質に対する主要な障壁となる。HTTRでは、通常運転において1次冷却材中の核分裂ガス測定を行い、燃料挙動及びプラント内の放射性物質量の評価を行う必要がある。本報の主たる目的は、HTTRの通常運転時における燃料及び核分裂生成物の挙動を原研のモデルとドイツのユーリッヒ研究所(FZJ)のモデルで計算し、結果及び方法の比較検討を行うことである。炉心平均の破損率の評価では、原研のモデルの方がFZJモデルよりも早期に破損し約2倍大きく予測された。核分裂生成物ガスの評価では、FZJモデルは原研モデルよりも遅く増加し始めるが、その後運転末期に向かって急激に上昇し最終的には一致した。

論文

大気力学モデルを用いた緊急時の放射能大気拡散予測手法の開発

永井 晴康; 茅野 政道; 山澤 弘実

日本原子力学会誌, 41(7), p.777 - 785, 1999/07

 被引用回数:11 パーセンタイル:65.07(Nuclear Science & Technology)

原子力施設での事故時に大気中に放出される放射性物質の拡散状況を迅速に予測する場合、その精度は気象予報モデルに大きく依存する。そこで本研究では、局地気象予報性能の向上を主目的として、大気力学モデルPHYSICの導入による緊急時大気拡散予測のための新しいモデル体系を開発する。PHYSICの導入に伴う利点は、(1)3次元の局地気象予報が可能であること、(2)気象庁の広域気象予報初期条件及び境界条件としてPHYSICに入力することで広域気象変動を考慮できること、(3)緩和法により現地観測データを用いて予報を改善できること、(4)大気拡散モデルで混合層の3次元分布を考慮できること、である。

論文

Intercomparison of model predictions of tritium concentrations in soil and foods following acute airborne HTO exposure

P.J.Barry*; B.M.Watkins*; Y.Belot*; P.A.Davis*; O.Edlund*; D.Galeriu*; W.Raskob*; S.Russell*; 外川 織彦

Journal of Environmental Radioactivity, 42(2-3), p.191 - 207, 1999/00

 被引用回数:18 パーセンタイル:45.69(Environmental Sciences)

生態圏核種移行モデルの検証に関する国際共同研究BIOMOVSII計画におけるトリチウムに関するワーキンググループでは、HTOの大気への短期放出に対する生態圏移行のモデル予測を相互に比較した。参加者は決められた放出条件の下で、農畜産物におけるHTOとOBTの濃度を推定することを求められた。8種類のモデルがこのシナリオに参加した。昼間の放出については、ほとんどのモデル予測は1桁以内で一致し、相違の多くは単にパラメータ値の違いで説明される。しかし夜間の放出については、モデル予測には大きな相違が見られた。これは、夜間におけるHTOの取り込みとOBTへの変換率に関するモデル化の違いに起因しており、実験データと今後の研究が必要であることが明らかとなった。

論文

Development of an atmospheric $$^{222}$$Rn concentration model using a hydrodynamic meteorological model,1; One dimensional practical model

茅野 政道; 山澤 弘実; 飯田 孝夫*

Health Physics, 70(1), p.47 - 54, 1996/01

 被引用回数:3 パーセンタイル:33.71(Environmental Sciences)

大気境界層内でのラドンの移行についての一次元数値モデルを開発した。モデルは、乱流クロージャーモデルを含む流体力学モデルと、ラドンの拡散モデルから成る。前者は後者に、境界層内でのラドンの鉛直混合に影響を与える乱流状態を入力するためのものである。計算結果を、弱風で強い日射を含む晴天時や強風の曇天日等の種々の気象状態でのラドン濃度測定値と比較し、モデルが、ラドン濃度の典型的日変化をよく再現できることを示した。

口頭

Prediction of ambient dose equivalent rates in the early phase of the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant accident

本田 文弥*; 木名瀬 栄

no journal, , 

To obtain reliable estimates of external dose in the early phase of the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant accident, a prediction map of ambient dose equivalent rates was developed using a prediction model. The prediction model is described using a double exponential form with ecological half-lives. It was found that the high ambient dose equivalent rate distribution stretches northwest from the F1NPP. The maximum ambient dose equivalent rate of the first month following the accident was found to be about 300 $$mu$$Sv/h. Main contributing radionuclides were I-131, Cs-134 and Cs-137. Radiation emitted from I-131 contributes about 50% of the ambient dose equivalent rate.

口頭

Evaluation of transfer coefficients of two-compartment prediction models for ambient dose equivalent rates after nuclear accidents

木名瀬 栄

no journal, , 

There have been several studies of two-compartment prediction models for ambient dose equivalent rates in the environment following the nuclear accidents. The long-term prediction models have been proposed as two-compartment models for projected dose assessments following the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant accident. In the present study, two-compartment prediction models were expressed by three simultaneous differential equations with transfer coefficients of radioactive caesium for the central/peripheral compartments. The transfer coefficients were derived from the model parameters for the two-compartment prediction models described using double exponential forms. It was found that the transfer coefficients derived from the model parameters for the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant accident were consistent with those from previous studies.

口頭

これまでの除染の状況と今後について

山下 卓哉

no journal, , 

原子力機構は、復興を進める国や自治体への情報提供を目的に除染シミュレーションと将来の空間線量率の予測を行っている。除染シミュレーションには「除染活動支援システムRESET」を用い、除染後の空間線量率の予測には「空間線量率減衰の2成分モデル」を用いている。「空間線量率減衰の2成分モデル」は、除染後の測定データを対象とした確認が十分に行われていないため、除染後のエリアに対する適用性の検証を行った。環境省が実施した除染モデル実証事業後の空間線量率の追跡調査結果と2成分モデルによる予測はパラメータのバラツキの範囲で良く合うことから、2成分モデルを除染後の空間線量率の予測に適用することに問題はないと判断される。

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