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口頭

History of the radioactive pollution in Japan; Hiroshima, Nagasaki, Chernobyl, and Fukushima

山崎 秀夫*; 石津 直人*; 國分 陽子

no journal, , 

日本では、広島・長崎原爆、また核実験フォールアウトやチェルノブイリ原発事故により数々の放射能汚染を経験している。また、現在、東日本大震災に伴う福島第一原子力発電所の事故による汚染も起こっている。本発表では、これまで我が国で起こった放射能汚染の歴史及び現在起こっている福島原発からの汚染状況について紹介する。われわれは、長崎原爆により放出された放射性物質の時間的,空間的な分布を明らかにするため、土壌や堆積物の分析を行い、長崎原爆により放出されたプルトニウムの分布を特定した。また、福島原発から55km離れた福島市で採取した土壌の$$gamma$$線測定を行ったところ、$$^{131}$$Iや$$^{134}$$Csなどを検出した。

口頭

軽水炉シビアアクシデント時の現象

森山 清史

no journal, , 

軽水炉のシビアアクシデントにおける事故進展,主要な現象についての概要を述べる。軽水炉は停止後にも崩壊熱の除去を必要とし、それができない事態がある程度の時間継続すれば、炉心の過熱,損傷に至る。1979年の米国スリーマイル島発電所2号機事故はこのようなシビアアクシデントであり、その後シビアアクシデントの研究が活発に行われ、また、確率論的安全評価の重要性が認識され、広く用いられるようになった。原子炉の公衆に対する「リスク」は公衆の放射線被爆を伴う事象の「発生確率」とその「影響」の積として求められる。具体的には、環境への放射性物質放出を伴う事象の発生確率と、放出量,各種などの性状(ソースターム)に関する情報が必要となり、これらがシビアアクシデント研究の主目的である。これまでの研究で、炉心損傷の進行,損傷炉心の移行(リロケーション),水蒸気爆発等の衝撃力発生にかかわる現象,核分裂生成物(FP)の炉心からの放出,冷却系内及び格納容器内における移行挙動などについて多くの知見が得られている。

口頭

Effect of large-scale seismic loading on crack growth rate and structural reliability of nuclear reactor piping

山口 義仁; Li, Y.*; 勝山 仁哉; 鬼沢 邦雄

no journal, , 

新潟県中越沖地震や東日本大震災では、原子力発電所の耐震設計時に想定した値を超える地震動が観測され、原子炉機器の耐震安全性に関して、塑性変形を伴うような過大な繰返し荷重に対するき裂進展評価法の確立が重要な課題である。このような過大な地震荷重を受ける際のき裂進展挙動について、弾塑性破壊力学パラメータJ積分を用いた評価法を実験的に検討した。この結果、過大な繰返し荷重によるき裂進展時には疲労き裂進展と延性き裂進展が重畳すること、及び過大引張荷重負荷後にき裂進展が遅延することが示された。J積分に基づいてこれらの挙動を考慮したき裂進展評価法を提案した。また、本評価法を確率論的破壊力学解析コードPASCAL-SPに導入し、地震による配管の破損確率に及ぼす延性き裂進展及び遅延効果の影響を評価した。

口頭

日本原子力学会安全調査委員会クリーンアップ分科会報告

井上 正*; 高橋 史明; 諸葛 宗男*

no journal, , 

日本原子力学会では、2011年4月に福島第一原子力発電所の事故を調査する「原子力安全」調査専門委員会を立ち上げ、技術分析分科会,放射線影響分科会,クリーンアップ分科会を設置した。このうち、クリーンアップ分科会では、発電所内外の放射性物質による汚染の除去や環境修復について分析し、課題の検討と解決に向けての提言のための議論を進めており、「福島第一原子力発電所事故に関する緊急シンポジウム」において、その中間報告をする。最初に、発電所敷地内について汚染水の最終処理等の取り上げた課題、敷地外の環境修復に向けた戦略の構築の必要性等の提言を行う。続いて、敷地外の環境修復プログラムを構築する場合の参考例として、大規模な放射能汚染を起こしたチェルノブイリ原子力発電所事故の後に検討・実施された対策等について、IAEAの公開情報に基づく調査結果を報告する。最後に、環境修復の実施における法制度面の課題,現実的かつ早急な安全基準の策定に関する提言を行う。

口頭

福島第一4号機の燃料保管プールにおける沸騰水放射線照射時の水素発生と水蒸気による水素濃縮の可能性

山下 真一; 平出 哲也; 松浦 千尋*; 岩松 和宏; 田口 光正; 勝村 庸介*

no journal, , 

福島第一原子力発電所4号機は、震災時に点検中であり、核燃料は燃料保管プールにて冷却中であった。しかし、被災に伴う冷却停止後、わずか4日で水素爆発を生じたとされ、また、その後の調査では、燃料の損傷及びプールの放射性物質による汚染は大きくないとされた。爆発原因について幾つかの説明がなされているが、われわれは、プール水の放射線分解により生じた水素が、沸騰により放出された水蒸気が天井や外壁の内面で凝結するに伴い、水素が濃縮されたものと想定し、沸騰する純水の$$gamma$$線照射実験を行った。その結果、4号機での爆発で見られた特徴的な事象を矛盾なく説明できることがわかった。

口頭

中度好塩菌${it Chromohalobacter}$ sp.560株由来$$beta$$-LactamaseのX線結晶解析

新井 栄揮; 米澤 悌; 岡崎 伸生; 玉田 太郎; 徳永 廣子*; 石橋 松二郎*; 徳永 正雄*; 黒木 良太

no journal, , 

近年、希少金属の供給の不安定化に伴って、海水等から希少金属イオンを効率的に回収する技術の確立が求められている。われわれは、分子表面に数多くの負電荷を有する好塩性蛋白質を、希少金属を捕集する材料として着目し、数種類の好塩性蛋白質のX線結晶解析を実施し、無機イオンの結合にかかわる蛋白質分子表面の構造学的特徴(極性原子の配置や配位数など)の解析を行っている。その研究の一環として、われわれは中度好塩菌${it Chromohalobacter}$ sp.560由来・好塩性$$beta$$-LactamaseのX線結晶解析を行い、立体構造決定に成功した。現在、構造解析結果について極性原子の配置や配位数などを精査し、Na$$^{+}$$やMg$$^{2+}$$などが結合しうる部位の抽出を行っている。これらの金属結合部位に変異導入による電荷や構造的な摂動を与えて無機イオン選択性を操作できれば、希少金属結合部位を人工的に創製することも可能になると考えられる。この技術が確立されれば、原子力発電所の事故により漏出した放射性セシウム等の回収にも応用できると期待される。

口頭

WSPEEDI-IIによる福島第一原発放出核種のプラント周辺地域での大気拡散シミュレーション

堅田 元喜; 永井 晴康; 寺田 宏明; 茅野 政道; 古野 朗子; 中山 浩成

no journal, , 

緊急時大気拡散予測システムWSPEEDI-IIを用いて、2011年3月15日に福島第一原子力発電所から放出された放射性物質の大気拡散シミュレーションを実施した。放射性プルームの動きと地表沈着を計算し、福島県の中央部と原発から北西方向の線量上昇のメカニズムを解析した。WSPEEDI-IIと環境モニタリングデータを組合せて気象場・放出量を修正することによって、観測に見られた原発から北西方向に広がる高線量地帯の分布を再現した。シミュレーション結果に基づいて、3月15日の午後に放出された高濃度プルームが北西方向に流れているときの降雨によって放射性物質が地表面に沈着し、高線量地帯が形成されたことを明らかにした。

口頭

原子炉の炉心溶融

工藤 保

no journal, , 

チェルノブイリ原子力発電所やスリーマイル島原子力発電所の事故で発生した原子炉の損傷・溶融の概要について紹介する。加えて原子力機構等で行ったシビアアクシデント研究の成果を用いて燃料損傷過程について解説する。

口頭

Application of numerical simulation system of JAEA to predict the environmental transport of radioactive materials discharged from the Fukushima Nuclear Power Plant

永井 晴康; 茅野 政道; 寺田 宏明; 堅田 元喜; 中山 浩成

no journal, , 

原子力機構は、福島第一原発から放出された放射性物質の環境動態予測に数値シミュレーションシステムを適用している。まず初めに、大気中に放出された放射性物質の放出源情報を、環境モニタリングデータと単位放出率(1Bq/h)を仮定して実施したSPEEDIとWSPEEDIの大気拡散シミュレーションを組合せて推定した。次のステップとして、大気,陸域,海洋複合環境の包括的物質動態予測モデルシステムSPEEDI-MPの適用を計画している。本報告では、放出源推定の手法と暫定推定結果及び今後の計画について紹介する。

口頭

原子力事故による環境放射線測定値の解析状況

古田 定昭

no journal, , 

平成23年3月11日に発生した東日本大震災により大規模な津波が発生し、東京電力福島第一原子力発電所が被災した。このとき運転中であったのは1$$sim$$3号機、残りの4$$sim$$6号機は定期点検で停止中であった。津波により非常用発電機がすべて停止し非常用炉心冷却システムも使用できなくなり、翌3月12日からベント放出が開始され、同日1号機で、14日には3号機が水素爆発を起こしている。また3月15日には2号機の圧力抑制室で異音が発生し格納容器の圧力低下が起きている。停止中であった4号機は同じ頃水素爆発の影響で建物が破壊された。これらの連続した水素爆発等により大量の放射性物質が大気中へ放出された。また、海洋へも表面で1Sv/hを超える汚染水が2号機,3号機から放出されているのが発見され、同時に低濃度の廃液が計画的に放出された。これらの影響による周辺環境の放射線,放射能の測定値についてその概要を紹介する。

口頭

TMI-2デブリの分析

永瀬 文久

no journal, , 

原子力機構は、米国より約60個のTMI-2デブリ試料を入手し、外観観察、密度測定、ミクロ組織観察、$$gamma$$線分析、熱特性評価を行った。福島第一原子力発電所事故で生じた燃料の再処理技術の検討等に資するため、TMI-2デブリの性状や特性について紹介する。

口頭

Hydrogen production in radiolysis of the mixture of mordenite and seawater

熊谷 友多; 永石 隆二; 木村 敦; 田口 光正; 西原 健司; 山岸 功; 小川 徹

no journal, , 

放射性汚染水の浄化処理では、セシウム吸着剤としてゼオライトが用いられる。吸着処理中や処理後のゼオライト保管時には、水の放射線分解で水素が発生する。そのため、安全な処理のためには水素に対する適切な措置が重要である。そこで、汚染水とゼオライトとの混合物からの水素発生を評価するため、天然モルデナイトを対象として、海水との混合物から放射線分解で発生する水素について調べた。その結果、水素発生量は混合物中の海水量に比例して減少するのではなく、海水含有率が約20%までは緩やかに減少し、それ以下の海水量の低下に対して著しく減少した。この結果は、モルデナイトに付与された放射線エネルギーが水素発生に関与する可能性を示唆する。また、海水の希釈の影響を調べた結果、希釈液のみを照射した場合には水素発生量が減少した。これは水素の酸化反応が生じたためと考えられる。しかし、モルデナイトとの混合物中では水素発生量の有意な減少は観測されなかった。そのため、混合物中では水素の酸化が阻害されると考えられる。したがって、汚染水とゼオライトとの混合物からの水素発生量を評価するうえでは、これらの影響を考慮する必要があると考えられる。

口頭

福島第一発電所事故におけるガス状ヨウ素放出に関する検討

森山 清史; 丸山 結; 中村 秀夫

no journal, , 

シビアアクシデント時に損傷炉心から放出されるヨウ素は、おもにCsIエアロゾルとして格納容器内に移行し、沈降・水溶するが、照射による化学反応で一部が揮発性のI$$_2$$や有機ヨウ素に変化し、ガス状ヨウ素として再放出され得る。福島第一原子力発電所事故では大気サンプルの分析で粒子状とガス状のヨウ素が同程度検出された。このガス状ヨウ素は格納容器内での化学変化に起因するものと考えられ、これについて原子力機構で開発した格納容器内ヨウ素化学解析コードKicheを用いて放出量の検討を行った。計算で得られた減衰を考慮した積算放出量はピーク時に10$$^{16}$$Bq程度となり、原子力安全委員会によるヨウ素の総放出量推定値に包含され、減衰の傾向はモニタリングで見られるものと一致した。

口頭

福島支援活動にかかわる福島派遣者の個人モニタリング

鈴木 武彦; 村山 卓; 宮内 英明; 佐藤 義高; 大井 義弘; 橘 晴夫; 吉富 寛

no journal, , 

日本原子力研究開発機構原子力科学研究所では、東京電力福島第一原子力発電所の事故に対し、環境モニタリング,民家除染等の支援活動を行っている。これら支援活動では、外部被ばく及び内部被ばくのおそれがあったため、支援活動を行う派遣者を対象として、派遣期間中の個人モニタリングを実施している。個人モニタリングの実施にあたり、環境バックグラウンドレベルが上昇したことによる影響を考慮し、平常時とは異なる測定,評価方法で行った。被ばく線量の評価に用いた方法等を紹介する。

口頭

熱・質量収支簡易モデルによる福島第一原発事故の格納容器状態の検討

柴本 泰照; 森山 清史; 中村 秀夫

no journal, , 

福島第一原子力発電所事故では当初から多くの計装が使用不能となり格納容器内の状況把握が困難だった。注水によって一応の冷却が達せられたものの、熱収支や格納容器内の水量等不明な点が多く、解析による定量的検討が求められた。このため、簡単な質量・熱収支モデルを作成し、状況把握や対策の結果予測を支援した。本報でモデルと解析例を示す。

口頭

化学反応を用いた放射性物質の除染方法の提案,2

江間 晃; 門 一実; 鈴木 和彦*

no journal, , 

核燃料施設を安全に解体する場合、施設内の放射性物質を除染することが必要となる。特に、ウラン濃縮プラントを解体する場合には、プラント機器の金属表面に付着した固体ウラン化合物を事前に除染しておくことが求められる。これを受け、七フッ化ヨウ素(IF$$_{7}$$)という特殊なガスを使用し、IF$$_{7}$$ガスとウラン化合物を化学反応させることにより、プラント機器の金属表面に付着したウラン化合物を除染する方法を提案する。本発表では、濃縮プラント内に設置してある実際のカスケードを用いた実規模実験結果等について報告する。

口頭

福島第一原発から環境中に放出された放射性核種についての原子力機構による拡散解析の概要

永井 晴康; 堅田 元喜; 寺田 宏明; 古野 朗子; 小林 卓也; 中山 浩成; 茅野 政道

no journal, , 

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核種について、周辺住民の被ばく線量や環境汚染状況を把握し中長期的な対策を検討するうえで、大気及び海洋における放射性核種の分布と移行過程を詳細に解析することが重要である。原子力機構では、原子力緊急時対応システムとして開発したSPEEDI, WSPEEDIを発展させ、放射性物質の大気・海洋・陸域での移行挙動を連続的かつ厳密に扱うことのできる新たな包括的動態予測システムSPEEDI-MPを開発中であるが、このシステムを適用して、事故により放出された放射性核種の環境中移行の詳細解析を進めている。これまでに、システムの一部である大気拡散予測システムWSPEEDI-II及び海洋拡散モデルSEA-GEARNを用いて、大気及び海洋拡散解析を実施した。本報告では、これらの解析についてのシリーズ発表のイントロダクションとして、解析全体の概要について紹介する。

口頭

福島第一原子力発電所事故の防護措置と線量再構築,4; 食物摂取経路からの公衆の被ばく線量に関する検討

飯島 正史; 本間 俊充; 木村 仁宣; 高原 省五; 木名瀬 栄

no journal, , 

福島第一原子力発電所の事故の影響により、福島県内では、さまざまな食物が出荷制限された。その中でも、放射性物質の直接沈着量が野菜の中でも比較的大きく、事故後初期の段階において食物摂取経路からの主要な被ばく要因の一つであると考えられる葉菜類の回避線量を算出することは意義がある。そこで、福島県内におけるホウレンソウの出荷制限の効果を個人及び社会的な観点から評価するために、ホウレンソウの出荷制限による個人の回避線量と集団回避線量をI-131に対して算出した。両者ともに、福島県によるホウレンソウの放射能濃度の検査結果をもとに、福島県内の7地域ごとの出荷制限の期間の違いなどを考慮して算出を行った。個人の回避線量は福島県県中地域で最大となり、集団回避線量も県中地域からの寄与が最大であった。この地域では、測定されたI-131の濃度が高く、ホウレンソウの出荷量も大きいことが原因である。

口頭

福島沖海域における放射性核種の移行解析

小林 卓也; 川村 英之; 古野 朗子; 石川 洋一*; 淡路 敏之*; 印 貞治*; 中山 智治*; 島 茂樹*

no journal, , 

福島第一原子力発電所から海洋へ放出された放射性核種(I-131, Cs-137)について、放出量を推定するとともに福島沖海域近傍から日本近海域における拡散挙動を予測した。流動場は、京都大学が開発した観測データの同化計算機能を持つ海洋大循環モデルによる再解析値を用いた。この再解析値を初期値及び境界値として1, 2段のネスティング計算を経てそれぞれ日本近海域及び福島沖海域の流動場とし、SEA-GEARNの計算に使用した。放出情報に関しては、推定した海洋への直接放出量に加えWSPEEDI-IIによる大気拡散シミュレーションによる海面沈着量も入力した。農林水産省によって公表されたイカナゴ(コウナゴ)に比較的高濃度の放射性物質が検出された事象について検証したところ、2011年4月9日以前に公表されたイカナゴ中の濃度は大気経由で海面に沈着した海水中の核種濃度の上昇に起因し、それ以後のイカナゴの濃度の上昇は海洋への直接放出に起因する濃度上昇によることが示唆された。

口頭

滞留水処理廃棄物の処分安全評価にむけた検討課題

前田 敏克; 山口 徹治; 田中 忠夫

no journal, , 

福島第一原子力発電所の炉心冷却作業等に伴い発生した汚染廃液は一時的に滞留水として貯留されている。滞留水の処理方法として、現在、冷却水として再利用すること等を念頭に、ゼオライトによるCs吸着装置や凝集剤等による除染装置等をふまえた処理システムが導入され、今後、Csを吸着した廃ゼオライト,多様な核種を含むスラッジ,比較的低濃度の汚染廃液といった廃棄物が発生する。これら廃棄物については、保管中の安全管理に加え、埋設処分をみすえた廃棄体化の検討が必要となる。廃棄体化の有力な候補として、均質で埋設処分の際の廃棄体確認においてインベントリの把握が容易なセメント固化が想定される。本報告では、セメント固化体の埋設後における閉じ込め性を評価するために必要な固化体の溶出特性について検討し、特に、炉心冷却作業時に投入されたホウ素の影響,海水成分を含むことの影響,固化体から溶出した海水成分が処分場に及ぼす影響を評価する必要性を指摘した。

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