原子炉・加速器を用いた放射性エアロゾルの開発と生成メカニズム

2018 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 26286076
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 大槻 勤 京都大学, 複合原子力科学研究所, 教授 (50233193)
• 研究分担者: 関本 俊 京都大学, 複合原子力科学研究所, 助教 (10420407) ; 沖 雄一 京都大学, 複合原子力科学研究所, 准教授 (40204094) ; 高宮 幸一 京都大学, 複合原子力科学研究所, 准教授 (70324712)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 放射性エアロゾル / 原発事故 / 環境の移り変わり / 放射性セシウム / 粒子生成模擬実験

研究実績の概要

溶融した燃料デブリから放出されたFP（Fission Product, 核分裂生成物）が放射性エアロゾルとして成長し、炉内材料とともに放射性微粒子を形成・輸送される過程の機構を実験的に解明することを目的とした。このうち、燃料デブリからFPが放出され、周囲の空気中に存在すると予想される溶液状エアロゾルと反応し、放射性エアロゾルとして成長する過程を解明するために、これらの状況を模擬するための装置を用いて人工放射性エアロゾルの生成実験を行った。
また、照射済み天然ウランからなるUO2のγ線スペクトルを測定した結果、比較的長寿命の核種の存在を検出した。この天然ウランUO2を用いたFP付着実験を行ったところ、溶液エアロゾルを捕集したフィルターにおいてI131,Te132,Ba140(La140)が検出された。付着率を算出するとCs137で最も大きく18 ± 15 % という値がを得た。従ってCs137は環境中に放射性エアロゾルの形態で放出されやすいと推測できた。またこの結果から原子炉の放射性環境に近い条件において、放射性エアロゾルの生成過程に核種による差異が存在することが示された。この結果から、人工の放射性エアロゾルを用いて、放射性微粒子を形成する模擬実験が可能であることが示唆された。
研究用原子炉KURが６月末より稼働することによりCs133（n,γ）Cs134を製造でき、実際にCs134を含んだエアロゾルを生成可能となり、これらのことを検討した。
炉内に残留する放射性微粒子の挙動を推測するため、炉内に存在する放射性セシウムを含んだ放射性物質を含む様々な物質を材料として放射性微粒子が生成し成長する過程を解明することが本研究の目的である。そのため、まずは福島第一原子力発電所周辺の土壌中に存在する放射性微粒子の性状分析を行い、その元素組成等の化学的性質の調査を行った。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Use of different surface covering materials to enhance removal of radiocaesium in plants and upper soil from orchards in Fukushima prefecture (2019)
  • 著者名/発表者名: M. Sato, H. Akai, Y. Saito, T. Takase, H. Kikunaga, N. Sekiya, T. Ohtsuki, K. Yamaguchia
  • 雑誌名: Journal of Environmental Radioactivity 巻: 196 ページ: 204-211
  • DOI: https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2017.07.012
  • 査読あり
• [雑誌論文] A new detector system for the measurement of high-energy prompt-rays for low-energy neutron induced fission (2018)
  • 著者名/発表者名: H. Makii, K. Nishio, K. Hirose, R. Orlandi, R. Leguillon, T. Ogawa, T. Soldner, F.-J. Hambsch, M. Aiche, A. Astier e, S. Czajkowski, R. Frost, S. Guo, U. Koster, L. Mathieu, T. Ohtsuki, C.M. Petrache, A. Pollitt, S. Sekimoto, K. Takamiya, I. Tsekhanovich,
  • 雑誌名: Nucl. Instr. Meth. A 巻: 906 ページ: 88-96
  • DOI: https://doi.org/10.1016/j.nima.2018.07.055
  • 査読あり
• [雑誌論文] 福島土壌試料からの不溶性放射性微粒子の選別法の開発 (2018)
  • 著者名/発表者名: 二上文也, 高宮幸一、関本俊、沖雄一、大槻勤
  • 雑誌名: Proceedings of the 19th Workshop on Environmental Radioactivity 巻: 1 ページ: 49-54
• [雑誌論文] 溶液エアロゾルへの核分裂;成物の付着挙動における溶質の影響 (2018)
  • 著者名/発表者名: 西澤佑介, 高宮幸一, 関本俊, 沖雄一, 大槻勤
  • 雑誌名: Proceedings of the 19th Workshop on Environmental Radioactivity 巻: 1 ページ: 254-258
• [雑誌論文] Effect of Solute on Attachment Behavior of Fission Product to Solution Aerosol Particle (2018)
  • 著者名/発表者名: K. Takamiya, Y. Nishizawa, S. Sekimoto, Y. Oki and T.Ohtsuki
  • 雑誌名: KURRI Progress Report 巻: 1 ページ: 13
• [学会発表] Radiochemical and Instrumental Neutron Activation Analysis Using Kyoto University Reactor. (2018)
  • 著者名/発表者名: S. Sekimoto, T. Ohtsuki
  • 学会等名: 11th Methods & Applications of Radioanalytical Chemistry (MARC-XI)
  • 国際学会
• [学会発表] Mo-99/Tc-99m production using an electron linear accelerator Tc&Re (2018)
  • 著者名/発表者名: T. Ohtsuki
  • 学会等名: 10th International Symposium on Technetium and Rhenium(ISTR2018)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 炉内中性子誘導即発ガンマ線による核計装システムの基礎検討 (2018)
  • 著者名/発表者名: 岡田 耕一，田所 孝広，伏見 篤，関本 俊，大槻 勤
  • 学会等名: 2018日本原子力学会秋の大会
• [学会発表] 放射化分析法を用いた固体地球化学試料中のハロゲン及び微量元素の定量 (2018)
  • 著者名/発表者名: 関本 俊
  • 学会等名: 日本放射化学会年会・第62回放射化学討論会 2018
  • 招待講演
• [学会発表] 福島土壌試料からの不溶性放射性微粒子の選別法の開発 (2018)
  • 著者名/発表者名: 二上文也, 高宮幸一、関本俊、沖雄一、大槻勤
  • 学会等名: 環境放射能研究会 （つくば）
• [学会発表] 溶液エアロゾルへの核分裂;成物の付着挙動における溶質の影響 (2018)
  • 著者名/発表者名: 西澤佑介, 高宮幸一, 関本俊, 沖雄一, 大槻勤
  • 学会等名: 環境放射能研究会 （つくば）
• [学会発表] 核分裂生成物を用いたエアロゾル模擬実験 (2018)
  • 著者名/発表者名: 高宮幸一、田中徹、西澤佑介、関本俊、沖雄一、大槻勤
  • 学会等名: 京都大学複合原子力科学研究所 専門研究会