2017 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
| Project/Area Number |
16H01777
|
|---|
| Research Institution | Osaka University |
|---|
Principal Investigator |
篠原 厚 大阪大学, 理学研究科, 教授 (60183050)
|
|---|
| 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(系)研究科(研究院), その他 (90512905)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
|
| 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 |
|---|
| 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。本研究ではその中でも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。電子顕微鏡の観察下において、環境中で見つかっている粒子と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、人工エアロゾル発生装置の開発とともに、環境中の不溶性粒子の部分布から不溶性粒子の放出家庭についての考察を行った。本課題で発見した不溶性粒子の分析から、少なくとも３種類の不溶性粒子が存在することが分かり、それぞれに対応する原子炉からの放出タイミングについて、事故時のベントや水素爆発のタイミングと風向きなどの環境要因からそれぞれの同定を行うことができた。
（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本プロジェクトの初年度に土壌サンプリングを実施した。本年度はこの試料の分析を進めており、特に土壌に含まれる放射性ストロンチウムについて、その土壌分布やインベントリーを明らかにした。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
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、これまで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たが、今年度は鉄や亜鉛など、10％程度含まれる金属元素の含有プロセスに注目し、様々な条件での導入を試み、環境中に含まれている不溶性粒子と同じ濃度の金属元素を含ませることに成功した。
テーマ（２）に関して、環境中に存在する不溶性粒子の分布や、全体の放射能に占める放射能の測定を行った。原発近傍で採取された土壌試料から、数十の放射性粒子の取り出しに成功し、その成分や放射能などから最低でも３種類に分類できることを明らかにした。加えてそれぞれに対応する放射性粒子の放出タイミングについて、事故時の放射性プルームの放出タイミングと合わせて議論することで、それぞれの放射性粒子がいつ放出されたと考えられるかについて明らかにした。
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、初年度に実施した帰還困難区域を中心として100箇所程度で土壌調査で得た試料について分析を行った。特に今年度は放射性ストロンチウムに注目し、原発周辺の様々な方向で採取した試料について分析を行い、10cm程度の深さまでに至る放射性ストロンチウムのインベントリー、深度分布を明らかにした。
|
| Strategy for Future Research Activity |
テーマ（１）については、これまで多くの放射性粒子の発見にいたり、環境中で見つかった放射性粒子をその形状や含有元素から分類することができた。本研究ではこれらの放射性粒子のうち、１種類についてはその生成過程について良好な再現実験ができている。一方で他の種類の放射性粒子ついては、その生成模擬実験はできておらず、今後これらの粒子の模擬実験を行っていく必要がある。
テーマ（２）について、テーマ（１）にフィードバック可能な多くの放射性粒子を発見し分析を行った。現状では原発からある方向に放出された粒子についてのみ分析が進んでいる段階であり、今後は他の方向で採取された環境試料から放射性粒子の分離を行い、その性質を明らかにする。また、特に微量な元素の分析に向けて、TIMSを用いた分析を行う。
テーマ（３）に関して、これまで原発周辺で採取された土壌試料について、セシウムの分析と一部についてはストロンチウムの分析を行うことができた。今後はストロンチウムの分析をより進めていくとともに、Agやアクチノイド元素の分析について推進していく。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。
|
-
[Journal Article] The seasonal variations of atmospheric 134,137Cs activity and possible host particles for their resuspension in the contaminated areas of Tsushima and Yamakiya2018
Author(s)
T. Kinase, K. Kita, Y. Igarashi, K. Adachi, K. Ninomiya, A. Shinohara, H. Okochi, H. Ogata, M. Ishizuka, S.Toyoda, K. Yamada, N. Yoshida, Y. Zaizen, M. Mikami, H. Demizu, Y. Onda
-
Journal Title
Progress in Earth and Planetary Science
Volume: 5
Pages: 12
DOI
Peer Reviewed
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
