2017 Fiscal Year Research-status Report

放射性物質はいつまで検出されるか：福島県猪苗代湖堆積物3.11前後の比較と予測

Research Project

Project/Area Number	17K05675
Research Institution	Fukushima University
Principal Investigator	長橋良隆福島大学, 共生システム理工学類, 教授 (10292450)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	片岡香子新潟大学, 災害・復興科学研究所, 准教授 (00378548) 難波謙二福島大学, 共生システム理工学類, 教授 (70242162)
Project Period (FY)	2017-04-01 – 2020-03-31
Keywords	猪苗代湖 / 湖底堆積物コア / イベント層 / 放射性セシウム / 2011年東北地方太平洋沖地震 / グローバルフォールアウト
Outline of Annual Research Achievements	本研究では，福島県の猪苗代湖において，湖内を面的にカバーする17地点から湖底堆積物を採取し，主に次の2点を明らかにする．1）地質学的・堆積学的検討から，1888年磐梯山噴火に伴う密度流堆積物や2011年東北地方太平洋沖地震による混濁流堆積物などのイベント層の層準を明確にすることによって，コアの詳細な年代モデルを構築すること，2）採取した湖底堆積物コアの放射性セシウム濃度を測定し，2011年以降とそれ以前（大気圏内核実験）の放射性セシウム濃度のプロファイルを地層中に復元することである．1）と2）の結果を統合的に解析し，猪苗代湖流域における放射性物質の移動・蓄積量の将来予測を行う．さらに，本研究の成果は，猪苗代湖流域の表層物質の運搬・堆積に関する収支モデルの基礎資料ともなる． 3年計画の初年度である2017年度は，HR型不攪乱柱状採泥器を用いて，7地点から7本のコア（採取長25cmから44cm）を採取した．予察的に行った放射能濃度の測定は，前年度（2016年度）に採取したコアを活用して進めた．2016H1コアは，上部から順に，2011年東北地方太平洋沖地震に伴う層厚8cmの混濁流堆積物，層厚20cmの明暗縞状の粘土層，1888年磐梯山噴火の陸上ラハールに伴う層厚4cmの密度流堆積物，その下位の縞状粘土層からなる．このコアから放射能濃度測定のために48試料を採取し，Ge半導体検出器を用いて放射能濃度を測定した．放射性セシウム濃度のプロファイルは，上記のイベント層の性質と年代から予想されるものと一致しており，1950年代以降の大気圏核実験による放射性セシウム濃度のプロファイル（グローバルフォールアウト）と2011年東京電力福島第一原子力発電所による放射能放出事象を追認することができた．
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 研究初年度である2017年度の研究計画は，猪苗代湖湖底堆積物コア（以下，コアとする）を4地点で採取することと，研究初年度のため予察的調査・測定と位置づけつつも1）堆積学的検討，2）化学組成の鉛直変化，3）放射性セシウム濃度の測定を実施するとしていた． 2017年度のコア採取は，HR型不攪乱柱状採泥器を用いて7地点から7本のコア（採取長25cmから44cm）を，またエクマンバージ採泥器を用いて4地点の底質を採取した．本年度は計画よりも多くの地点で採取できたことから，予定以上に進行し，湖南部でのコア採取はほぼ完了した．予察的調査・測定は，前年度（2016年度）にHR型不攪乱柱状採泥器を用いて採取したコアを活用して進めた．2016年度に採取した5本のコアのうち，2016H1コア（採取長47cm）は，上部から順に，2011年東北地方太平洋沖地震に伴う混濁流堆積物，明暗縞状の粘土層，1888年磐梯山噴火の陸上ラハールに伴う密度流堆積物，その下位の縞状粘土層からなる．このコアから放射能濃度測定のために48試料を採取した．コアの押し出しから観察・記載，試料採取に用いる道具類の作成と採取手順，採取試料の乾燥から微粉化までの前処理作業について，コアを用いて実践的に行い，手法を確立することができた．Ge半導体検出器を用いた放射能濃度の測定は，測定試料の重量と測定時間との関係による測定誤差の検討から，最適な測定時間を設定することができた．2016H1コア48試料の放射能濃度の測定は終了し，その他の地点の測定を継続して実施している．なお，化学組成の鉛直変化については，試料前処理方法と分析方法は既に確立しており，また分析用試料も採取済みのため，すぐに実施することができる．以上のことから，研究初年度の進捗は，全体として概ね順調に進んでいると評価できる．
Strategy for Future Research Activity	本研究課題では，猪苗代湖の水深60m以深の全域をカバーするように，17地点において湖底堆積物コアを採取する計画である．2018年度の前半には，猪苗代湖北部の8地点においてHR型不撹乱柱状採泥器（採取長40cm）を用いた湖底堆積物コアの採取を行う．小型ピストンコアラー（採取長80cm）を用いてのコア採取も計画していたが，コアの層相観察とともに放射能測定に必要な試料量を確保するには，やはりコア直径の大きいHR型不撹乱柱状採泥器が有利であることが分かった．採取したコアは，2018年度後半から2019年度前半にかけて，層序学的・堆積学的検討を優先的に行いつつ，放射能測定用の試料を採取する．放射能濃度測定のための試料は，単に機械的に5mm厚で試料をスライスするのではなく，堆積物の成因を考慮し，イベント層をまたがない試料分割が大変重要である．コア試料は，脱気封入すれば，1年程度は十分に保存できることが分かっている．そのため，放射能測定用の試料分割は急がず，十分な堆積学的検討の後に放射能測定用の試料分割を行う．堆積物コアの化学組成分析と放射能濃度の測定は，2018年度後半から2019年度前半にかけて実施する．その際，多量の試料を効率的に分析するために，分析補助者の雇用も検討する．化学組成分析は福島大学に既設のマイクロXRFを用いて，放射能濃度の測定は福島大学に既設のGe半導体検出器を用いて行う．2019年度は，面的に網羅するように採取したコアについて，イベント層の同定と年代，堆積物の年代モデル，放射性セシウム濃度のプロファイルを統合的に解析し，猪苗代湖流域における放射性物質の移動・蓄積量の将来予測を行う．
Causes of Carryover	現地調査が予定よりも短期間で終了したため，そのための旅費と研究打ち合わせに関する旅費が節約できた．本年度は，コア試料の分析に関わって分析用消耗品や謝金の増加が見込まれるため，それらに組み込んで使用する．