文部科学省と国立大学附置研究所・センター 個別定例ランチミーティング

第5回

筑波大学 アイソトープ環境動態研究センター（2022.7.１)

次第の基本は下記となっております。
朱字部分に発表タイトルとお名前をご記入の上タイトルページにお使いください。

12:05-12:10(5分） ： 研究所・センターの概要
12:10－12:25(15分） ：陸域環境中での放射性物質の動き（放射性物質環境移行部門 加藤弘亮）
12:25－12:45(20分） ：質疑応答【お願い】☆担当研究所・センターを「共同ホスト」として設定いたしますので、司会進行をお願いします☆録画等される場合は「コンピュータ上に保存」をお願いします（当方では録画等しておりません）☆13時になりましたら、「共同ホスト→ ホスト」に設定変更の上、NPO担当者は退席いたします。

筑波大学の先端研究センター➢ 学際的な研究を推進する18の共同研究拠点➢ ６つの全国共同研究施設により世界トップレベルの研究拠点を形成
全国共同利用施設

筑波大学アイソトープ環境動態研究センター➢ 2012年12月に学内組織を統合再編し発足➢ 放射性核種や放射線発生装置の安全管理および放射線教育➢ 放射性物質の陸域及び海域、生態系における拡散・輸送・沈着・移行の実態とメカニズムを解明（放射性核種の環境動態研究）➢ 汚染状況と被ばく線量の長期予測を通して原発事故影響の早期収束に貢献
旧アイソトープ総合センター

放射化学・分析化学
教授：1名

准教授：2名

助教：1名（兼担教員：3名）

生命環境科学研究科
環境動態解析学分野

環境動態解析学
教授：1名

准教授：1名

助教：1名（兼担教員：2名）

地球環境科学
教授：1名

講師：1名

教授：1名

助教：1名

助教：1名（兼担教員：２名）

恩田裕一教授センター長
旧陸域環境研究センター

➢ 福島原発事故由来の放射性核種の陸域動態研究において，我が国の司令塔の役割を担ってきた➢ 事故初期からの移行メカニズム研究を通じて，放射性物質の長期的影響の把握に不可欠な長期モニタリングデータを蓄積➢ チェルノブイリ原発事故の海外研究機関との共同研究を通じて，我が国の陸域環境での放射性核種の移行メカニズム解明に貢献（福島の環境回復は予想よりも早い！！）

Onda et al. (2020) Nature Reviews Earth & Environment Vol.1,644-660.

≪委託調査事業≫■平成23年度～ 科学技術戦略推進費「福島・陸域・水域モニタリング大学連合チーム（FMWSE）」■平成25年度～ 原子力規制庁委託事業「東京電力（株）福島第一原子力発電所事故に伴う放射性物質の長期的影響把握手法の確立」■平成27年度～ 原子力研究開発機構委託事業「森林・土壌に蓄積した放射性セシウムの移行メカニズム解明とモデル化に関する研究」

H24～H28年度 新学術領域研究「福島原発事故により放出された放射性核種の環境動態に関する学術的研究」➢ 大気・陸域・海洋と異なるスフェアをカバーする計画班構成➢ 放射化学や放射線計測学を加えた分野横断的な研究
領域➢ オールジャパンが集い，放射能環境動態を網羅的に解明し統合

放射性核種の動態を通じて，複数のスフェアをまたぐ物質の輸送プロセスが初めて明らかになってきた『アイソトープ環境動態学／
放射能環境動態解析学』の創成

ERAN（放射能環境動態・影響評価ネットワーク共同研究拠点）は筑波大学アイソトープ環境動態研究センター（CRiED）・福島大学環境放射能研究所（IER）・弘前大学被ばく医療総合研究所（IREM）を中核機関とした，日本原子力研究機構（JAEA) 福島環境安全センター，国立環境研究所（NIES) 福島支部，量子科学技術研究開発機構（QST) 福島再生支援本部（～R3年度），環境科学技術研究所（IES，R4年度～）を含む６機関で構成される連携ネットワーク型共同研究拠点。
文部科学大臣の認定を受け，平成31年4月1日から活動を開始した。R3年度に文科省の更新認定を受け，R4年度から第2期の活動が開始した。
分野横断的な共同研究を推進することで，放射性物質の陸域及び海域，生態系における拡散・輸送・沈着・移行メ
カニズムの解明に基づき，汚染状況の定量的な評価と被ばく線量に及ぼす影響の解明，さらに移行モデリングを通じた長期的な汚染状況の予測と被ばく線量低減に資することを目的とする。

➢ 国内外から毎年100件を超える共同研究が集まる（第2期は150件以上！）
180

共同研究の種類重点
国際若手155課題

拠点間共同研究採択課題数

150
119課題

126課題

126課題

2020

2021

120
拠点間
90

60

30

若手
国際重点0
2019

年度

2022
https://www.ied.tsukuba.ac.jp/ernc/

ERAN Database

https://www.ied.tsukuba.ac.jp/database/index.html➢ 福島原発事故アーカイブに関する世界唯一のデータ・サンプルのデータベースサイト

原発事故を起こした日本の責務として，放射能及び放射線の観測データに加えて，サンプル情報をアーカイブしてデータベースサイトで公開

拠点の研究資源としてさらなる共同研究の推進に活用

原子力緊急時対応と放射性廃棄物処理・処分を支える高度人材育成事業
文部科学省国際原子力人材育成イニシアティブ（原子力人材育成等推進事業補助金）の支援により運営
旧来の原子力人材育成で不足していた、原子力災害後の環境中（オフサイト）での放射性核種の動態解析や影響評価および測定・モデリング技術を有した人材を育成するための教育プログラム
2016～2019（第1期）「原子力災害による環境・生態系影響リスクマネジメントプログラム（ENEP）」
28機関75名の協力のもと，延べ700名を超える参加者があり，環境科学分野における原子力人材育成に貢献。
2020～（第2期）「原子力緊急時対応と放射性廃棄物処理・処分を支える高度人材育成事業（ENEP2）」
原子力緊急時におけるオフサイトでの環境影響評
価に加えて，今後の原子力分野の最重要課題の一つである放射性廃棄物の処理・処分に貢献できる人材の育成を目指す

ENEPの授業風景
https://enep.ied.tsukuba.ac.jp/

フィールド実習
Chernobyl（Ukraine）

海外実習

除染・廃炉・地層処分サイト見学

IAEA（Austria）

IRSN（France）

陸域環境中での放射性物質の動き―福島第一原子力発電所事故により放出された放射性核種のモニタリング研究―
筑波大学アイソトープ環境動態研究センター
放射性物質環境移行部門
加藤弘亮

↑対流圏までグローバルフォールアウト

大気圏原水爆実験＠ビキニ環礁 1946年

Cs-137降下量（Bq/m2）

原水爆実験による全球規模の放射性セシウム拡散と沈着
2000

1500
1000
500

単位：Bq/m2
1998年までの放射性セシウム137累積降下量（Walling, 2000）
11,000 Bq/m2

7,000 Bq/m20
1996
1957 1960 1963 1966 1969 1972 1975 1978 1981 1984 1987 1990
東京の年降下量の時間変化（Mahara, 1993）

2002

2008

土壌粒子のトレーサーとしての放射性核種

宇宙線

7Be
O, N原子降雨により沈着図

土壌中の放射性核種深度分布
土壌粒子に吸着

降下放射性核種（Fallout Radionuclides）
放射性セシウム (134Cs、137Cs),
鉛210 (210Pb), ベリリウム7 (7Be)※大気から地表に降下する放射性核種

土砂とともに移動

地質岩石
226Th

図

放射性核種の環境中での移行

恩田先生
加藤

セシウム137 （T1/2＝30.2年） 15 PBq
セシウム134 （T1/2＝2.1年） 18 PBq
ヨウ素131 （T1/2＝8日） 160 PBq

原子炉格納容器からのベント・
原子炉建屋の爆発により放射性核種が大気中へ放出放射性核種の陸域への沈着の実態は不明

引用元：福島中央テレビ

福島原発事故由来放射性Csの広域分布調査（2011年6～7月）
文部科学省の支援による日本原子力研究開発機構，大学，民間企業の共同調査
サンプリング実施計画

沈着量マップ
航空機モニタリングや現地ガンマ線計測による沈着量推定結果の校正

土壌サンプリングのプロトコル作成（2011年4月）➢ 緊急時の大規模なサンプリング調査手法≪固い土壌の採取方法≫➢ 広く普及した物品を使ったシンプルかつ統一されたサンプリングプロトコル➢ 大気からの沈着時の不均一性を考慮≪柔らかい土壌の採取方法≫

平坦かつ上方の被覆（障害物・植生等）がない，土壌侵食・堆積の痕跡がない場
所を選定
3ｍ×3ｍの範囲内で5個の土壌コアをサンプリング（5cm深）福島原発事故からしばらくは，一般市民のみならず一部の研究者も高濃度の地点を見つけてはセンセーショナルに報道する傾向が続いた。
福島広域分布調査で作成したサンプリングプロトコルは，IAEAの緊急時調査ガイドラインに収録されたhttps://www.iaea.org/publications/12219/guidelines-on-soil-and-vegetation-sampling-for-radiological-monitoring福島原発事故による陸域環境の放射能汚染の実態➢ 福島原発事故により陸域に沈着した放射性セシウムの72％が森林に保持されている（Kato et al., 2018, Journal of Forest Research).

図 福島事故由来137Csの初期沈着量マップ（航空機モニタリング結果を統合して作成）

図 土地利用形態別の137Cs存在割合

森林生態系における放射性セシウムの生物地球化学的循環
大気

降雨
乾性沈着

大気降下物の遮断

大気降下物の効率的な受容体

花粉等

葉面
一年生バイオマス
固定

地球化学的,生物学的 &
生物化学的循環過程

転流

多年生バイオマス

樹液流（樹幹、枝等）

根系
土壌再飛散

自浄作用
リーチング
落葉落枝等

腐植土
吸収

吸着

無機化
物理的移行

固定
排出

IAEA-BIOMASS-1 (2002) Modeling the migration and accumulation of radionuclides in forest ecosystems. IAEA, Forest WG.

森林に沈着した放射性セシウムの初期動態➢ 森林水循環の研究体制を流用した事故初期の集中観測➢ 雨水による事故初期の移行フラックスを世界で初めて観測

樹幹流（Stemflow）：幹を流下する雨水
樹冠通過雨（Throughfall）：枝葉を通過した雨水

March-August 2011

雨水・落葉落枝（リターフォール）による林床への長期移行

対象林分の情報
位置：福島県川俣町山木屋
初期沈着量：442 kBq/m2（137Cs）
事故時の林齢：31年生
立木密度：800本/ha
平均樹高：22.5m
LAI:4.2 m2/m2

対象林分の情報
位置：福島県川俣町山木屋
初期沈着量：451 kBq/m2（137Cs）
事故時の林齢：ｰ
立木密度：2500本/ha（コナラ60％、アカマツ40％）※栃木県佐野市のスギ林のデータから各経路の寄与率を推定（Kato et al., 2012）※※二重指数関数モデルに基づく逆算推定のため総フラックスのみ（Kato et al., 2017）

樹体の137Csインベントリ（存在量）の時間変化
100● 福島 (スギ林, 樹冠バイオマス4.0 kg/m2, 年降水量 1200mm)

樹体に保持された137Csインベントリ(ratio to the initial atmospheric input)● 福島 (コナラ混交林, -kg/m2, 1200mm)▲ フィンランド (Scot pine, 0.91 kg/m2, 630mm) (Nygren et al., 1994)80▲ ドイツ (Norway spruce, 1.4-2.4 kg/m2, 800mm) (Bunzl et al., 1989)◆ ChEZ (Birch-Oak-Pine Mixed, - kg/m2, 680mm) Automorphic soil
◆ ChEZ (Birch-Oak-Pine Mixed, - kg/m2, 680mm) Hydromorphic soil
(Tikhomirov & Shecheglov, 1994)

60

福島のスギ林

福島の森林は樹冠バイオマスが多いわりに樹冠からの除去速度が速い

40

福島の落葉広葉樹林
200012345

Time after the initial fallout (y)6789

林床（堆積有機物及び土層）の137Csの分布

落葉等の堆積層

鉱物土壌層

川俣町のスギ林・広葉樹混交林でのモニタリング結果（Takahashi et al., 2018）

堆積有機物層の137Csインベントリの経時変化➢ 福島では堆積有機物の137Cs保持能が低く，土層へ移行しやすい森林ー水系への137Csの移行（河川水中の137Cs濃度変化）➢ 森林からのCs流出は他の土地利用と比べ事故初期の流出が少ないが低減速度が遅い（市街地の60％程度）

ヨーロッパの河川○森林被覆率が70％以上の河川流域（19河川）○水田・畑・市街地面
積が30％以上の河川流域（10河川）

ヨーロッパの河川

福島の河川

福島の河川

a) 溶存態b) 懸濁態

Onda et al. (2020) Radionuclides from the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant in terrestrial systems. Nature Reviews Earth & Environment Vol.1, 644-660.

環境中の放射性核種移行パラメータの集約と統合➢ 様々な環境中での放射性核種の移行パラメータを集約・統合する国際共同研究を通じて，福島の観測結果が世界に発信・共有された➢ 高精度の放射性核種の長期移行予測による適切な被ばく防護や，将来発生しうる原子力災害後の環境管理に貢献
Models and Data for Radiological
Impact Assessment (MODARIA II)⇒IAEAが主導する国際プロジェクト⇒CRiEDからは，福島原発事故の森林や河川でのモニタリングデータ・パラメータを報告（WG4）⇒2020年10月に，IAEA技術報告書として公開された
https://www.iaea.org/publications/14751/environmentaltransfer-of-radionuclides-in-japan-following-the-accidentat-the-fukushima-daiichi-nuclear-power-plant■これまでの10年➢ 原発事故対応の緊急時モニタリング➢ 温暖湿潤な森林・環境での移行プロセス・パラメータの蓄積➢ チェルノブイリで不足していた事故初期のデータなど，オープンなデータセットによる国際共同研究推進➢ アイソトープ環境動態学の創成：新しい物質循環研究のコミュニティ■これからの10年➢ 原発事故対応の長期モニタリングはそれでやっていかないといけない➢ 誰がどうやるか？（マンパワー，資金，どのように研究につなげていくか？）➢ 既存調査サイトの中には濃度低下により測定が困難になったり、住民帰還により調査を中止せざるを得ないこともある。帰還住民不安に寄りそった研究の必要性。
➢ 帰還困難区域での継続研究（高線量の影響、隣接環境へのCs源となる可能性があるためモニタリングの必要性が高い。依然として高濃度であることを生かしたトレーサ実験）➢ 共同研究・モニタリング調査で形成された研究設備・ネットワークを生かして、事故由来核種とその他の天然核種等を含めた新しい研究の展開（アイソトープ環境動態学のさらなる発展）。
➢ 発表されていないデータ・サンプルを残す努力（英語化されてないもの含む）

センターが果たすべき役割を議論し，原発事故を負の遺産にさせない努力を