2014 Fiscal Year Annual Research Report
放射性物質の大気沈着・拡散過程および陸面相互作用の理解
| Project Area | Interdisciplinary Study on Environmental Transfer of Radionuclides from the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant Accident |
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| Project/Area Number |
24110003
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| Research Institution | Japan, Meteorological Research Institute |
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Principal Investigator |
五十嵐 康人 気象庁気象研究所, 環境・応用気象研究部, 室長 (90343897)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大河内 博 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (00241117)
北 和之 茨城大学, 理学部, 教授 (30221914)
石塚 正秀 香川大学, 工学部, 准教授 (50324992)
吉田 尚弘 東京工業大学, 総合理工学研究科(研究院), 教授 (60174942)
三上 正男 気象庁気象研究所, その他部局等, 研究総務官 (60354510)
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| Project Period (FY) |
2012-06-28 – 2017-03-31
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| Keywords | 環境放射能 / 環境質定量化・予測 / 大気現象 / 環境変動 / 地球化学 / 福島第一原発事故 / 環境・生体影響 / 陸域生態圏 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
１） 大気試料の組織的捕集と放射能分析：福島県浪江町の高線量率地域（津島地区）にてHV、LV、降水・降下塵サンプラーで観測を継続。HVサンプラーで日毎の試料を得た。分析を気象研、東工大で実施。A04-08班の大阪大とも連携し、1,063試料を分析。２）放射性エアロゾルの物理・化学・同位体性状と燃焼再飛散解明：茨城県つくば市で2011年3月に得たHVフィルターから、IP計測とSEM－EDS等で不溶性球状粒子を抽出。公募班と連携し、同試料のSPring-8でのXRF分析でFP起源元素や微量のウランの検出、アモルファス性状などさらに詳細を把握。学術論文として発表。津島地区にてサルフェート、BC、粒径別重量濃度の観測を継続中。S-35の輸送、沈着に関するモデル評価を学術論文として報告。フィルター試料の金属元素、燃焼指標有機物を分析しCsとの相関を引き続き解析。３）土壌再飛散の解明とエアロゾル大気質量分析：津島地区にて気象観測を継続。第二回のエアロゾルICP-質量分析観測を津島地区で1週間に亘り成功裡に実施。４）有機物・植物起源粒子による再飛散解明：フィルター試料のイオン成分、水溶性有機物、金属成分、n-アルカンの分析を実施、Csとの相関につき統計解析を実施。ICP-MSによるエアロゾルの現場観測を実施、データ解析中。５）放射性粒子の再飛散過程解明：つくば市での大気中濃度の観測値とエアロゾル輸送モデルによる沈着量、輸送・拡散から、事故直後における再飛散係数の推定を実施。論文投稿中。６）再飛散過程モデル化と輸送・沈着モデルの高精度化：表土粒子飛散メカニズムを組み込んだ1D放射能飛散モデルと実測値の比較を実施。論文投稿中。高空間分解能の気象解析とアンサンブル計算の結果が学術雑誌に論文掲載。
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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
１）「大気試料の組織的捕集と放射能分析」、２）「放射性エアロゾルの物理・化学・同位体性状の解明と 燃焼再飛散の解明」、３）「土壌からの再飛散解明と大気質量分析による核種・元素分析」、５）「放射性粒子の湿性沈着過程解明」の各副課題については、観測・解析は全体として順調に進捗した。特に２）について、前年度までにサルフェートなど水溶性のエアロゾル態での放出に加え、球状で不溶性のCs粒子の存在が判明したところ、引き続きSPring-8での分析を追加実施し、不溶性粒子の性状の詳細が判明した。これらはいずれも学術雑誌に論文が掲載された。関連する研究発表も国際会議での発表が続いており、論文化も進行中である。他方、３）および４）「有機物，植物起源粒子による放射能再飛散解明」に係わり諸成分の分析が進みPMF といったソース・レセプタ解析で用いられる手法をも導入できたが、季節的に主要発生源が異なるなど現象の複雑さが判明した。現在、雨天・晴天別の試料採取や昼・夜別の試料採取、電子顕微鏡による分析等も試みて、大気安定度との関係、季節変動や降水によるエアロゾルの発生について調査研究を進めている。６）「再飛散過程モデル化と輸送・沈着モデルの高精度化」については、表土飛散メカニズムの一次元モデル化と沈着直後の再飛散係数推定につき論文化を進め、学術雑誌へ投稿中となっている。
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| Strategy for Future Research Activity |
H26年度までに、一次放出粒子の性状解明と全球への放射性物質の輸送・沈着再現計算につき、大きな成果を得た。他方、二次放出（再飛散）過程については、現象が極めて複雑で複数の発生源が存在することが改めて分かった。このため、副課題の構成を以下の通りあらため、総合化を深めて観測・解析を進める。すなわち、１）試料組織的収集・放射能分析、２）一次放出，３）二次放出（再飛散）、①表土，有機物・植物，燃焼起源、②高時間分解能計測、４）大気モデルの精度向上・再飛散過程モデル化という構成とする。
１）引き続き、福島第一原子力発電所の周辺、特に高空間線量地域で継続的に大気エアロゾル状の放射性物質を捕集し、その濃度変動とその要因解明に取り組む。
２）事故直後からのサンプルを分析し、粒径分布・化学成分との相関など放射性物質の物理的・化学的性状の解明をさらに進める。これまでに、初期汚染気塊中に直径数μmで不溶性のCs球状粒子を発見している。データのさらなる蓄積を図り、性状解明やインベントリの推定等を進める。
３）浪江町浪江高校津島分校の観測フィールドにて、 放射能濃度、土壌粒子やエアロゾルの飛散を気象要素・土壌水分等と同時観測し、土壌や植物生態系からの再飛散プロセスを理解する。また、エアロゾルフラックスの推定、生態系から大気へと何らかの有機物を供給する過程や野焼きなどの過程を具体的に想定しつつ、放射性Csの物理・化学形態の解明を進める。金属、イオン、有機物成分などエアロゾル化学成分を同時に多数測定し、ソース・レセプター統計解析モデルを用いて、放射性Csと混合した大気エアロゾルの発生源を解明し、再飛散のモデル化を図る。
４）上記各活動結果とモデル計算を比較し、引き続き大気中での輸送・拡散・沈着過程の定量化の精度向上を図り、陸面との相互作用を定量化するため再飛散過程全般をモデル化する。
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Research Products
(60 results)
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[Presentation] Understanding of deposition, diffusion processes and land atmospheric interaction of radioactive materials; ISET-R A01-01 Team activity2015
Author(s)
Yasuhito Igarashi, Kazuyuki Kita, Naohiro Yoshida, Keita Yamada, Masao Mikami, Kouji Adachi, Tsuyoshi,Thomas Sekiyama, Takashi Maki, Taichu Tanaka, Mizuo Kajino, Yuji Zaizen, Masahide Ishizuka, past-Takehiko Satomura, Izumi Nakai,Yoshinari Abe, Kohei Nishiguchi, Keisuke Utani, Hiroto Kawashima他
Organizer
International Symposium on Interdisciplinary Study on Environmental Transfer of Radionuclides from the Fukushima Daiichi NPP Accident（ISET-R）
Place of Presentation
University of Tsukuba
Year and Date
2015-01-09
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[Presentation] Radioactivity Resuspension by Dust Emission using a Size-resolved 1-D Vertical Model in Namie, Fukushima2015
Author(s)
Ishizuka, M., M. Mikami, T. Y. Tanaka, Y. Igarashi, K. Kita, Y. Yamada, N. Yoshida, S. Toyoda, Y. Satou, Y. Takahashi, K. Ninomiya, and A. Shinohara
Organizer
International Symposium on Interdisciplinary Study on Environmental Transfer of Radionuclides from the Fukushima Daiichi NPP Accident（ISET-R）
Place of Presentation
University of Tsukuba
Year and Date
2015-01-09
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[Presentation] Seasonal variation of the atmospheric 134Cs and 137Cs - Concentration and aerosol size transporting radioactive Cs -2015
Author(s)
Kinase, T., K. Kita, M. Tanaka, H. Demizu, Y. Igarashi, K. Adachi, M. Mikami, K.Yamada, S. Toyoda, N. Yoshida, A. Shinohara, K. Ninomiya, H. Ohkouchi, M. Ishizuka, H. Kawashima , I Nakai, Y. Abe, and Y. Onda
Organizer
International Symposium on Interdisciplinary Study on Environmental Transfer of Radionuclides from the Fukushima Daiichi NPP Accident（ISET-R）
Place of Presentation
University of Tsukuba
Year and Date
2015-01-09
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[Presentation] Radioactivity Resuspension by Dust Emission using a Size-resolved 1-D Vertical Model in Namie, Fukushima2014
Author(s)
Masahide ISHIZUKA, Masao MIKAMI, Taichu TANAKA, Yasuhito IGARASHI, Kazuyuki KITA, Yutaka YAMADA, Naohiro YOSHIDA, Sakae TOYODA, Yukihiko SATOU, Yoshio TAKAHASHI, Kazuhiko NINOMIYA, Atsushi SHINOHARA
Organizer
The Asia Oceania Geosciences Society 11th Annual Meeting (AOGS2014)
Place of Presentation
札幌ロイトンホテル
Year and Date
2014-07-31
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[Presentation] A Size-resolved 1-D Resuspension Scheme for Evaluating Radioactivity Resuspension by Mineral Dust Particles from Ground Surface2014
Author(s)
Ishizuka, M., M. Mikami, T. Y. Tanaka, Y. Igarashi, K. Kita, Y. Yamada, Y. Satou, N. Yoshida, S. Toyoda, K. Ninomiya, and A. Shinohara
Organizer
The Eighth International Conference on Aeolian Research (ICAR VIII)
Place of Presentation
Lanzhou University, China
Year and Date
2014-07-25
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