2016 Fiscal Year Annual Research Report
福島原子炉事故時の放射性核種の放出機構と化学的状態の解明
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16H01777
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
篠原 厚 大阪大学, 理学研究科, 教授 (60183050)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉村 崇 大阪大学, ラジオアイソトープ総合センター, 教授 (90323336)
二宮 和彦 大阪大学, 理学研究科, 助教 (90512905)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 環境放射能 / 放射化学 / 放射線計測 / 化学分離 / 放出模擬実験 / 炉内事象 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題において設定した、（１）炉内事象化学模擬実験、（２）核種運搬経路実験、（３）微量・難測定放出核種の環境分布測定、の３つのテーマについて、それぞれ進展が得られた。
（１）炉内事象化学模擬実験：福島第一原子力発電所の事故においては、様々な化学形態で放射性核種が環境中に放出されている。その中で不溶性の放射性核種の生成過程に注目し、本研究ではこれらの粒子の成分の分析（テーマ（３）での成果）をもとに、室内においてこれらの粒子の生成実験を実施した。その結果、直径数マイクロメートルの電子顕微鏡の観察下においては、非常に良く似た粒子を生成することに成功した。これらの模擬粒子生成過程の条件から、いまだに不明な事故時の炉内環境に強い制約を与えることができるようになった。
（２）核種運搬経路実験：実際に放出された放射性核種の原子炉建屋内、環境中での運搬経路を明らかにするために、噴霧乾燥法による人工のエアロゾル発生システムを開発した。本年度は開発した装置の性能試験を中心に行い、発生したエアロゾルの粒径や形状について、多くの情報が得られた。なお、本課題に関連し真空ポンプの調達を行った。これは当初の計画には備品では無かったが、より性能の高いものを調達することでより汎用性の高い実験システムが構築できるために、備品として調達を行った。
（３）微量・難測定放出核種の環境分布測定：福島第一原子力発電所近隣の未除染地域において土壌サンプリングを実施した。この試料から、事故初期に放出された放射性の粒子の採取を行い、電子顕微鏡や備品として本年度調達した元素分析システムにより、その組成を明らかにした。これらの研究成果はテーマ（１）の実験へのフィードバックを行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度計画していた研究について、順調な進展が得られた。
テーマ（１）においては、放出された化学形態での放射性物質の室内生成実験を実施したが、今年度の成果として環境中で発見されたものと非常に良く似た粒子の生成に成功している。
テーマ（２）に関して、今年度はエアロゾル発生システムの開発を中心に行い、その性能評価を通して、本研究の目的に合致したシステムを開発することができた。植物等への沈着挙動を調べるなど、先行して様々なテスト実験をすでに進めている。
テーマ（３）については、福島第一原子力発電所近隣において、期間困難区域を中心として100箇所程度で土壌調査を行い、事故初期の情報を保存した貴重な試料を多数得ることができた。これらの分析についてもすでにすすめており、放射性ストロンチウムをはじめとした微量元素の分析についてもすでに結果が得られている。
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| Strategy for Future Research Activity |
テーマ（１）については、環境中で見つかっているすべての放射性核種の化学形態の炉内生成過程を明らかにできていないため、引き続き研究が必要である。特に事故時の炉内環境の情報を保存していると考えられる不溶性の放射性粒子について、その性質から複数のグループに分類することができることがわかってきた。現在そのうちの一部の生成模擬実験に成功している段階であるため、他のグループの粒子の生成模擬実験を推進する。
テーマ（２）について、今年度は一部先行して成果が得られているものの、装置の開発に集中していた。今後は今回開発した装置を用いて、炉内や環境中での放射性核種の輸送の模擬実験を実施し、事故時の環境動態を明らかにする。また、当初より計画していた京都大学のグループとの連携を深め、別のタイプのエアロゾル発生システムによる輸送実験も実施する。
テーマ（３）に関して、本年度得られた環境試料について、準備微量元素の分析を進めていく。一部の放射性核種についてはすでに分析結果が得られているが、今後は当初計画していたように金沢大学の研究グループとの連携を密にし、Agやアクチノイドなどの放射性核種の分析を進めていく。これらの微量元素の分布は、炉内環境の推測において非常に有効であり、成果は順次テーマ（１）へフィードバックする。
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[Journal Article] Rapid isolation method for radioactive strontium using EmporeTM Strontium Rad Disk2016
Author(s)
Zhang, Z., Ninomiya, K., Takahashi, N., Saito, T., Kita, K., Yamaguchi, Y., Shinohara, A.
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Journal Title
Journal of Nuclear and Radiochemical Sciences
Volume: 16
Pages: 15-21
Peer Reviewed
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[Presentation] Seasonal Variation and Chemical Property of Radioactive Cesium Released by the FDNPP Acciden2016
Author(s)
Nobufumi Fujita, Kazuhiko Ninomiya, Zijian Zhang, Shunsuke Kakitani, Takashi Yoshimura, Yoshiaki Yamaguchi, Kazuyuki Kita, Haruo Tsuruta, Akira Watanabe, Hitoshi Yamamoto, Atsushi Shinohara
Organizer
The 2016 International Conference on Nuclear and Radiochemistry
Place of Presentation
Helsinki, Finland
Year and Date
2016-08-29 – 2016-09-02
Int'l Joint Research
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