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論文

Dose estimation in recycling of decontamination soil resulting from the Fukushima NPS accident for road embankments

高井 静霞; 澤口 拓磨; 武田 聖司

Health Physics, 115(4), p.439 - 447, 2018/10

 パーセンタイル:100(Environmental Sciences)

福島原子力発電所後の除染活動に伴い、放射性セシウムで汚染された大量の土壌が福島県内で保管されている。環境省は除去土壌の最終処分の実現のために、低レベルの除去土壌を再生資材として再生利用することで処分量を低減させる方針を示している。再生利用は土木構造物に限定され、管理主体や責任体制が明確な公共事業等に限定して実施される。しかしながら、これまで除去土壌の再生利用が実際に行われた事例や安全評価はなかった。そこで本研究では、環境省による再生利用に係るガイドライン作成に貢献するため、除去土壌の道路盛土への再生利用に係る安全評価を実施した。はじめに、建設時・供用時に作業者・公衆に生じる追加被ばく線量を評価した。評価の結果、追加被ばく線量が1mSv/y以下となる再生利用可能な再生資材の放射性セシウム濃度は6,000Bq/kgと算出された。また、供用時の公衆に対する追加被ばく線量を10$$mu$$Sv/y以下に抑えるためには、40cm以上の保護工(土壌)が必要であることがわかった。さらに再生利用可能な放射性セシウム濃度に対し、自然災害により道路盛土が破壊した場合でも追加被ばく線量が1mSv/yを下回ることを確認した。

論文

Dose estimation in recycling of decontamination soil due to Fukushima NPS accident as coastal levees

高井 静霞; 澤口 拓磨; 武田 聖司

Proceedings of International Waste Management Symposia 2018 (WM 2018) (Internet), 14 Pages, 2018/03

福島原子力発電所後の除染活動に伴い、放射性セシウムで汚染された大量の土壌が福島県内で保管されている。環境省は除去土壌の最終処分の実現のために、低レベルの除去土壌を再生資材として再生利用することで処分量を低減させる方針を示している。再生利用は土木構造物(防潮堤や道路盛土等)に限定され、管理主体や責任体制が明確な公共事業等に限定して実施される。しかしながら、これまで除去土壌の再生利用が実際に行われた事例や安全評価はなかった。そこで本研究では、環境省による再生利用に係るガイドライン作成に貢献するため、除去土壌の防潮堤への再生利用に係る安全評価を実施した。はじめに、建設時・供用時に作業者・公衆に生じる追加被ばく線量を評価した。評価の結果、追加被ばく線量が1mSv/y以下となる再生利用可能な再生資材の放射性セシウム濃度は6,800Bq/kgと算出された。このとき、国内の一般的な建設条件に対して、供用時の公衆に対する追加被ばく線量は10$$mu$$Sv/y以下を下回った。さらに再生利用可能な放射性セシウム濃度に対し、自然災害により防潮堤が破壊した場合でも追加被ばく線量が1mSv/yを下回ることを確認した。

論文

Improvement of atmospheric dispersion simulation using an advanced meteorological data assimilation method to reconstruct the spatiotemporal distribution of radioactive materials released during the Fukushima Daiichi Nuclear Power Station accident

門脇 正尚; 永井 晴康; 寺田 宏明; 堅田 元喜*; 朱里 秀作*

Energy Procedia, 131, p.208 - 215, 2017/12

BB2016-0128.pdf:1.61MB

 パーセンタイル:100

原子力施設事故によって大気中に放射性物質が放出された際に、放射性物質の時空間分布を再現可能な大気拡散シミュレーションは、緊急時対応や被ばく評価に対して有効である。本研究では、データ同化手法及び最新の領域気象モデルを用いて大気拡散シミュレーションを改良し、福島第一原子力発電所事故由来の放射性物質の時空間分布を再構築する。大気拡散シミュレーションは原子力機構が開発した大気拡散モデルGEARNによって行われた。大気拡散シミュレーションのための気象場は、4次元変分法を用いた気象データ同化解析手法と領域気象モデルWRFで計算された。シミュレーションの再現性は、放射性核種の沈着量及び大気濃度の計算値と実測値の比較から評価した。福島第一原子力発電所の付近において、観測されたCs-137とI-131の沈着量の空間分布をシミュレーションは良好に再現した。特に、発電所から北西方向及び南方向で観測されたCs-137の高い沈着量分布の再現性の向上が顕著であった。東日本の広域においても、モデル過大評価であったCs-137の沈着量の再現性が向上した。これらは、4次元変分法を用いた気象データ同化解析手法によって、再現性の高い風速場が得られたことに起因すると考えられる。本研究で再構築された大気拡散過程は、福島第一原子力発電所事故の線量影響評価の見直しや、日本国内の原子力施設における緊急時対応に対して有効な情報となる。

論文

Updating source term and atmospheric dispersion simulations for the dose reconstruction in Fukushima Daiichi Nuclear Power Station accident

永井 晴康; 寺田 宏明; 都築 克紀; 堅田 元喜; 太田 雅和; 古野 朗子; 朱里 秀作

EPJ Web of Conferences (Internet), 153, p.08012_1 - 08012_7, 2017/09

 パーセンタイル:100

福島第一原子力発電所の事故時に放出された放射性物質による住民の被ばく線量を評価するために、計算シミュレーションにより放射性物質の時間空間分布を再構築する。本研究では、放出源情報の精緻化及び大気拡散シミュレーションの高精度化により、放射性物質大気濃度・沈着量の時間空間分布データベースを開発し、住民の行動パターンや移行モデルと組み合わせた推計に活用する。大気拡散シミュレーションの改良としては、新規気象モデルの導入と沈着過程の精緻化を行った。改良モデルは、東日本スケールにおける$$^{137}$$Csの沈着分布を良好に再現したが、福島第一原子力発電所近傍では沈着分布の再現性が低下した。この結果は、放出源情報を改良モデルシミュレーションに対して最適化することにより、さらなる精緻化が必要であることを示している。

論文

1F事故による環境回復に伴う廃棄物の管理と除去土壌の減容・再生利用の取り組み,4; 除去土壌の再生利用の安全評価

澤口 拓磨; 高井 静霞; 梅澤 克洋; 武田 聖司; 岡田 尚

日本原子力学会誌, 59(8), p.445 - 447, 2017/08

環境省は福島県内における除染等の措置に伴い生じた土壌(除去土壌)を再生資材化し、放射線影響に関する安全性を確保しつつ、適切な管理の下で利用する方針を示した。本評価では除去土壌の再生利用に係る指針等の策定に資するため、当該再生資材を4種類の土木構造物(道路・鉄道盛土、防潮堤、海岸防災林、最終処分場)に利用することを想定し、施工時、供用時、災害時における作業者および一般公衆に対する追加被ばく線量評価を行った。また、その結果から、当該線量を制限するための放射性セシウム濃度や施設の設計条件についての検討を行った。

報告書

平成25年度除染技術選定・評価等業務報告書; 環境省平成25年度除染技術実証事業(受託研究)

渡辺 将久; 田川 明広; 梅宮 典子; 丸山 登; 吉田 真美; 川瀬 啓一; 野口 真一; 坂爪 克則; 渡邊 雅範; 平賀 隼人; et al.

JAEA-Review 2014-028, 184 Pages, 2014/10

JAEA-Review-2014-028.pdf:37.79MB

除染作業に利用できる技術について民間企業等から技術提案を受け、その除染効果を経済性,安全性等とともに検証する「除染技術実証事業」を環境省からの受託を受けて実施した。平成25年度の除染技術実証事業では、土壌や緑地、廃棄物の除染や、焼却灰の洗浄等の11件の技術が採択され、原子力機構は実証試験への助言及び評価を実施した。

報告書

平成24年度除染技術選定・評価等業務報告書; 環境省平成24年度除染技術実証事業(受託研究)

渡辺 将久; 梅宮 典子; 田川 明広; 川瀬 啓一; 野口 真一; 坂爪 克則; 渡邊 雅範; 時澤 孝之

JAEA-Review 2013-052, 232 Pages, 2014/03

JAEA-Review-2013-052.pdf:26.42MB

除染作業に利用できる技術について民間企業から技術提案を受け、その除染効果を経済性,安全性等とともに検証する「除染技術実証試験事業」を環境省からの委託を受けて実施した。原子力機構は、焼却灰の洗浄やため池浚渫等の15件の技術を採択し、実証試験への助言及び評価を実施した。

報告書

平成24年度除染技術評価等業務報告書; 環境省平成23年度除染技術実証事業(受託研究)

渡辺 将久; 田川 明広

JAEA-Review 2013-051, 244 Pages, 2014/03

JAEA-Review-2013-051.pdf:34.73MB

除染作業に利用できる技術について民間企業から技術提案を受け、その除染効果を経済性,安全性等とともに検証する「除染技術実証試験事業」を環境省からの委託を受けて実施した。原子力機構は、熱分解,ため池底質除染や有機物のバイオマス技術による減容等の22件の技術を採択し、実証試験への助言及び評価を実施した。

口頭

除染技術実証事業評価結果,7; ため池底土における放射性セシウムの調査

梅宮 典子; 田川 明広; 渡辺 将久

no journal, , 

東京電力福島第一原子力発電所の事故を受け、環境省が除染技術実証事業の公募を行い、原子力機構が除染技術の情報収集・技術的助言・評価等業務を受託し、総合的にとりまとめた。本報告では、ため池底土の除染に資する放射性セシウムの汚染状況の評価結果を報告するものである。

口頭

除染技術実証事業評価結果,11; 焼却飛灰洗浄の結果と評価

梅宮 典子; 丸山 登; 吉田 真美; 田川 明広; 渡辺 将久

no journal, , 

東京電力福島第一原子力発電所の事故を受け、環境省が除染技術実証事業の公募を行い、原子力機構が除染技術の情報収集・技術的助言・評価等業務を受託し、総合的にとりまとめた。本報告では、当事業のうち、焼却飛灰洗浄等の放射性セシウム濃度低減化技術について、評価結果を報告するものである。

口頭

Updating source term and an atmospheric transport, dispersion and deposition model, WSPEEDI

永井 晴康; 寺田 宏明; 都築 克紀; 太田 雅和; 古野 朗子; 朱里 秀作; 堅田 元喜

no journal, , 

東京電力福島第一原子力発電所の事故時に放出された放射性物質による住民の被ばく線量を詳細に評価するために、計算シミュレーションにより放射性物質の時間空間分布を再構築する。本研究項目においては、放出源情報の精緻化及び大気拡散シミュレーションの高精度化により、放射性物質大気濃度・沈着量の時間空間分布データベースを開発し、住民の行動パターンや移行モデルと組み合わせた推計に活用する。平成27年度は、(1)放出源情報についての調査、(2)大気拡散シミュレーションの改良、(3)各種実測データの収集と整理を行った。

口頭

除去土壌等の減容処理技術開発

加藤 貢

no journal, , 

(1)減容技術の現状と課題について、中間貯蔵施設に保管する除去土壌の再生利用を図り、最終処分量をできるだけ少なくするための減容処理技術の現状把握及び戦略策定上の目標と課題を説明する。(2)福島県環境安全センターで原子力機構が進める減容処理技術開発の取り組みについて、除去土壌の分級処理後に 濃縮した粘性土から放射性セシウムを多く吸着している鉱物(バーミキュライト)を選択的に分離する減容技術を開発し、熱処理や化学処理時の負担を軽減する。また、可燃物(草木類)の減容・再生利用技術では、中間貯蔵施設に搬入しない比較的放射能濃度が低い牧草(サイレージ)等の草木類を対象として、溶解・分解処理し、処理後物から放射性セシウムを回収、燃料や資材として活用できる減容・ 再生利用技術を開発する。

口頭

Improvement of accuracy of atmospheric dispersion simulation for the Fukushima Daiichi Nuclear Power Station accident using WRF with data assimilation method

門脇 正尚; 永井 晴康; 寺田 宏明; 堅田 元喜; 朱里 秀作*

no journal, , 

原子力施設事故時に放出された放射性物質による住民の被ばく線量の把握において、放射性物質の空間分布及び時間変化を再現可能な大気拡散シミュレーションは有効である。しかしながら、大気拡散シミュレーションに必要な気象場の再現性がしばしば問題となる。そこで本研究では、WRF-DA及びWRFによる気象データ同化解析手法を用いて、福島第一原子力発電所事故時の大気拡散シミュレーションの再現性を向上する。気象場の再現計算を4次元変分法を用いたWRF-DA及びWRFで実施し、同化解析手法によって得られた気象場を大気拡散モデルGEARNの入力データとして用いた。大気拡散シミュレーションで得られた計算結果と実測値との比較から、データ同化による大気拡散及び沈着状況の再現性を評価した。本発表では、プラント周辺及び広域における、放射性物質の大気拡散及び沈着の再現性の向上について議論する。

口頭

大気拡散シミュレーションの改良と放出源・拡散過程の再構築

永井 晴康; 寺田 宏明; 都築 克紀; 堅田 元喜; 太田 雅和; 古野 朗子; 門脇 正尚; 朱里 秀作*

no journal, , 

東京電力福島第一原子力発電所の事故時に放出された放射性物質による住民の被ばく線量について、現時点では実測に基づく評価が困難な事故初期段階における被ばく線量を詳細に評価するために、計算シミュレーションにより放射性物質の時間空間分布を再構築する。まず、既存の放出源推定結果を調査した結果、JAEAの最新の放出源再推定結果がサイト周辺のモニタリング結果を良好に再現し有効と考えられたため、この放出源情報のさらなる精緻化を進めることとした。大気拡散シミュレーションについては、最新の気象モデルWRF及び高度なデータ同化手法を導入するとともに、大気拡散モデルに精緻な沈着過程を導入し、放射性物質の大気拡散及び沈着状況の再現性向上のための改良を行った。次に、大気拡散シミュレーションを実行し、積算地表沈着量の観測値との比較により再現性の評価を行った。また、データベースの計算手法及び解析手法を試作し、放射性物質大気濃度・沈着量の時間空間分布データベースの基本版を構築した。今後、放出源情報及び拡散計算を最適化し、データベースを完成する予定である。

口頭

大気拡散シミュレーションによる福島第一原発事故時に放出された放射性物質の大気拡散過程の再構築

寺田 宏明; 永井 晴康; 堅田 元喜; 都築 克紀; 朱里 秀作*

no journal, , 

福島第一原子力発電所事故時に放出された放射性物質による一般公衆の被ばく線量の正確な評価に必要となる、実測値により整合する放射性物質の大気中濃度・地表沈着量の時間空間分布を得るため、原子力機構で開発中の大気拡散モデルによる数値シミュレーションを実施した。気象計算に最新の気象モデルWRFを導入し、大気拡散計算には化学形態を考慮した精緻な沈着過程が導入された粒子型拡散モデルGEARNを用いた。サイト近傍の気象観測値を用いて4次元変分法(4D-Var)によるデータ同化を行った気象場と、最新の放出量推定値を用いた計算により、航空機モニタリングにより観測された東日本域の地表沈着量分布が概ね再現された。今後、$$^{137}$$Csの大気中濃度等の観測値との比較結果に基づき、より正確な放出量の評価を目指す。

口頭

Drift simulation of Japan Tsunami Marine Debris (JTMD) as an application of data assimilation

蒲地 政文*; 川村 英之; 石川 洋一*; 碓氷 典久*

no journal, , 

2011年3月11日に発生した東日本大震災後、津波により流出した洋上漂流物の北太平洋における分布や大陸沿岸への漂着場所・漂着日時を予測するため、海洋研究開発機構・原子力機構・気象庁気象研究所が共同して、洋上漂流物の漂流シミュレーションを実施してきた。漂流シミュレーションは、海洋データ同化システムMOVE/MRI.COM-WNP,NP、大気海洋結合データ同化システムK7、及び原子力機構が開発した海洋拡散モデルSEA-GEARNを使用して行われた。データ同化を適用して計算された海流・海上風データを使用し、海上風の影響を洋上漂流物の形状毎に考慮することで、洋上漂流物の高精度な予測が可能であることが、実際に確認された洋上漂流物の目視情報等から明らかになった。

口頭

除去土壌の再生利用の安全評価

澤口 拓磨; 高井 静霞; 梅澤 克洋; 武田 聖司; 岡田 尚

no journal, , 

環境省は、福島県内における除染等の措置に伴い生じた土壌(除去土壌)を再生資材化し、放射線影響に関する安全性を確保しつつ、適切な管理の下で再生利用する方針を示した。そこで、本研究では、除去土壌の再生利用に係る指針等の策定に資するため、当該再生資材を4種類の土木構造物(道路・鉄道盛土、防潮堤、海岸防災林、最終処分場)の盛土材等として利用することを想定し、施工時から供用時の作業者及び公衆に対する追加被ばく線量評価を行った。その結果、これらの土木構造物に対し、対象者が受ける追加被ばく線量が1mSv/yを満たす再生資材中の放射性Cs濃度は5,300-13,000Bq/kgであることを示した。また、5,000Bq/kg及び8,000Bq/kgの再生資材を利用した場合、供用時の一般公衆の追加被ばく線量が10$$mu$$Sv/yを満足する施設の設計(遮へい材厚さ)条件を提示するとともに、災害時における復旧作業者及び公衆の追加被ばく線量が1mSv/yを超えないことを確認した。8,000Bq/kgを利用した場合、一部用途の施工に係る作業者が受ける追加被ばく線量は1mSv/yを超える結果となり、これら作業者に対しては被ばく管理を行う必要性が示唆された。以上の結果を踏まえ、環境省は、労務時間管理等により、作業員が1年間のうち再生資材に直接接触する作業に従事する期間を、例えば6ヶ月/年に制限することで、8,000Bq/kgの再生資材を利用した場合の作業者の追加被ばく線量を1mSv/y以下にできることを示した。

口頭

Uncertainty analysis of spatiotemporal distribution of the radioactive materials released during the Fukushima Daiichi Nuclear Power Station accident in the environment reconstructed by atmospheric dispersion simulation

寺田 宏明; 永井 晴康

no journal, , 

福島第一原子力発電所事故時に大気中に放出された放射性物質による公衆の被ばく評価のため、改良版WSPEEDIを用いた大気拡散シミュレーションにより放射性物質の環境中における時間空間分布を再構築している。本研究では、その不確かさを評価するため、ソースタームにおける粒子、無機ガス、有機ガスといった$$^{131}$$Iの化学形組成比による地表沈着量と大気中濃度の計算結果への影響を解析した。$$^{131}$$Iの化学形組成比を様々に変えた計算ケースによる感度実験の結果、$$^{131}$$Iの地表沈着量分布は各化学形の沈着過程に対する性質に応じて、異なる結果となったが、時間積算した$$^{131}$$I大気中濃度への影響は小さかった。測定値との比較から、Katata, et al. (2015)のソースタームを用いて計算した$$^{131}$$I沈着量は、ガス:粒子比を極端な値に設定したものに比べて高い測定値再現性を示した。

口頭

大気拡散シミュレーションによる放射性物質の放出量推定と環境中分布の再構築

寺田 宏明; 永井 晴康

no journal, , 

福島第一原子力発電所事故時の住民の被ばく線量把握において、ヨウ素等の短半減期核種による事故初期の内部被ばく線量は、現時点では実測に基づく評価が困難である。そこで本研究では、最新の知見を反映した大気拡散シミュレーションの活用により、実測データと整合するように放射性物質の拡散状況を再構築することで、線量推計に必要となる実測データを補完した放射性物質大気濃度・沈着量の時間空間分布データベースを構築することを目指している。最新の気象モデルWRF及び高度なデータ同化手法を導入し、精緻な沈着過程を導入した大気拡散モデルにより原子力機構による最新の推定放出量を用いてシミュレーションを実施した。まず、Cs-137の大気中濃度と地表沈着量の計算値をそれぞれSPMろ紙テープ分析および航空機モニタリングによる観測値と比較して再現性を評価した。さらに、I-131について、I-129沈着量測定値から推定したI-131沈着分布との比較により再現性評価を行うとともに、化学形組成比についての感度解析により計算結果の不確実性を評価した。今後、気象場の再現性向上と、SPMろ紙テープ分析によるI-129濃度観測値による再現性評価が重要である。

口頭

福島第一原子力発電所事故による被ばく線量評価のための大気拡散解析

永井 晴康; 寺田 宏明; 都築 克紀; 古野 朗子; 門脇 正尚; 掛札 豊和*

no journal, , 

東京電力福島第一原子力発電所事故に伴い環境中に放出された放射性物質による事故初期段階における被ばく線量を評価するために、線量推計に必要となる放射性物質大気濃度・沈着量の時空間分布データベースを大気拡散解析により構築する。大気拡散解析は、原子力機構で開発したWSPEEDIに最新の気象モデルWRF及びアンサンブル計算手法を導入するとともに、大気拡散モデルに化学形態を考慮した精緻な沈着過程を導入し、放射性物質の大気拡散・沈着状況の再現性向上を図っている。まず、WRFによりアンサンブル気象場を作成し、それぞれ放出期間分割(1時間ごと)した単位放出条件の大気拡散計算を実施し、様々な放出条件の大気拡散計算結果を作成可能なデータベースを構築する。このデータベースから得られる計算値と環境モニタリングの測定値の比較結果を統計的に解析することで、アンサンブル計算結果から最も再現性の高い気象場を選定し、測定値を再現するように放出源情報を最適化する。試験計算により、これまで再現性が低かった2011年3月12日$$sim$$13日の福島県浜通り北部の3地点(原町, 相馬, 新地)におけるCs-137濃度測定値の時間変化を良好に再現できることを確認した。今後、全評価対象期間にわたって本解析を実施し、放射性物質大気濃度・沈着量の時空間分布データベースを構築する計画である。

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