1

筑波大学 原子力災害環境影響評価論II

高度化する
無人モニタリング技術
2020/7/6
国立研究開発行政法人日本原子力研究開発機構
福島研究開発部門 廃炉環境国際共同研究センター
佐々木美雪

講義内容

12:15-13:30（75分）
・紹介・ 測定の基本的な考え方
・ 上空からの測定技術- 有人ヘリコプターによるモニタリング- 無人機によるモニタリング
・ 水底の測定技術- プラスチックシンチレーションファイバ- 無人機によるモニタリング

2

3.11以降の放射線測定

3★原子力以外の復興事業との連携
・規制庁 原子力防災センター
・福島県原子力安全対策課（同居）
・浜地域農業再生研究センター（福島県農林水産部）
・ロボットテストフィールド（福島県産業創出課）
・各市町村復興再生拠点

環境モニタリングディビジョン
・広域モニタリング調査研究グループ
・統合解析グループ
オフサイトにおける環境動態研究
放射線モニタリングの測定・解析を実施

3.11以降の放射線測定

43.11以前
汚染ゼロの中、汚染されている場所（ホットスポット）を発見することが目的
高感度で点を測定→これまでの研究開発の中心
3.11以後周囲が広く汚染されており、汚染分布を確認することが目的
感度よりも面を測定→新たな分野無人機技術の発展

放射線を“面”で捉える技術とその活動

5

避難指示区域の設定・除染区域の決定
住民帰還・営農再開の加速化
放射性物質の挙動理解

様々なツールを用いて用途に応じて放射線分布を測定
有人ヘリ

無人航空機
マルチコプター（ドローン)

無人ヘリ

歩行・定点

無人観測船
自動車
(KURAMA)

発電所
PSF
水中スペクトロメータ

モニタリングの結果等は各サイトで確認可能

文部科学省
放射線量等分布マップ拡大サイト

小型潜水ロボット（ＲＯＶ）
原子力規制委員会
放射線モニタリング情報

放射線を“面”で捉える技術とその活動

6

講義内容

・紹介
・ 測定の基本的な考え方
・ 上空からの測定技術- 有人ヘリコプターによるモニタリング- 無人機によるモニタリング
・ 水底の測定技術- プラスチックシンチレーションファイバ- 無人機によるモニタリング

7基本的な放射線測定の仕組み☆ 放射線は見えない↓☆ 電気信号に変換↓☆ 放射線を測定

8

光電子増倍管photomultiplier tube（PMT、フォトマル）・・・光電効果を利用して光エネルギーを電気エネルギーに変換

MPPC

シンチレータMPPC (Multi-Pixel Photon Counter)・・・ SiPM (Silicon Photomultiplier)と呼ばれるデバイスの1種光半導体素子

CsI結晶

各放射線測定手法

有人ヘリサーベイ

9

有人ヘリ

無人ヘリ

車両

歩行

機動性・迅速性

◎〇

△

×

精度

×△〇

◎

コスト

△〇

〇

〇

無人ヘリサーベイ

車両サーベイ

歩行サーベイ

講義内容・紹介・ 測定の基本的な考え方
・ 上空からの測定技術- 有人ヘリコプターによるモニタリング- 無人機によるモニタリング
・ 水底の測定技術- プラスチックシンチレーションファイバ- 無人機によるモニタリング

10

上空からの放射線モニタリングツール

11

飛行エリア

>100 km>10 km>1 km～100 m

機体

有人ヘリ

無人飛行機

無人ヘリ

マルチコプター高度～ 300m～ 150m

～ 50m

<10m

飛行時間90分

360分

90分

10分

測定場所や用途に応じてツールを使い分ける上空からのモニタリングの方法
データ取得

12

解析及びマッピング- 検出器: NaI (12L)、スペクトル- GPS- 1秒後とのデータ保存-パラメータ取得

地上高さ1mの線量率
放射性セシウムの沈着量→ガンマ線スペクトル分析

空気による減衰率の測定-高度ごとにホバリング測定-同エリアで地上測定（平面線源均一エリアで測定）
バックグラウンド測定-海上での測定-宇宙線の測定-ラドン測定速度70 – 80 knots

対地高度約300m

測定範囲：300～600m※MMGC (Man-Made Gross Count) 法を用いて天然核種の影響を差し引く

妥当性確認- 線量率測定結果- 他事業の結果と比較
マッピング
クリギング法で内挿補間⇒地上値への換算13 線量率及び地形の勾配が小さい場所をキャリブレーションエリアとして選定
 ホバリングにより高度別のデータ取得
 地上値をサーベイメータで測定

高度ごとに値をカウントを取得

実測値例

Count rate (cps)30,000減衰率を測定20,00010,0000y = 28,013 e(0.00669)x
R² = 0.9998

020

40
60
80
Altitude on the ground (m)

100

120

空気（対地距離）による減弱の係数

上空から何が測れているのか？

14

無限平板線源における寄与割合シミュレーション結果（放射性Csが均一に広範囲に分布）

検出器

120%

遠い
=放射線が届かない

測定高度(m)1

近い=放射線が届きやすい
面積が小さい

寄与割合

100%

1080%

50
100

60%

200
40%

300
500

20%

面積が大きい

0%
0

200

400

600

Cs-137 線源半径(m)800

80 knots ≒ 40 m/s
40 m

300 m

300 m上空からは、地上の半径300 mの円内（約80％）の放射線の平均値が測定されている

300 m

上空から何が測れているのか？
空からの測定空と地上の測定例
300 m

400 m

検出器を中心に半径300 mの範囲
地上の測定

除染等の局所的な線量の低下した地域を捉えていない

検出器を中心に半径50mの範囲

15空からの測定の特徴と課題

16

換算方法

150120

測定高度から減衰率を算出し、地上値へ換算

90

高度

平面・線源均一のモデルを仮定して換算

60
30
000.5

減衰率（661keV）

実際は…

これらの影響を受けることで、地上測定値と上空測定値の間にのズレが生じる

地形の凹凸

遮蔽物（樹木等）

技術開発要素

線量の分布

1

講義内容

・紹介
・ 測定の基本的な考え方
・ 上空からの測定技術- 有人ヘリコプターによるモニタリング- 無人機によるモニタリング
・ 水底の測定技術- プラスチックシンチレーションファイバ- 無人機によるモニタリング

17システムとスペック
項目

仕様

製造メーカ

RSI (Canada)

検出器サイズ2”x 4”x 16”
NaI 3本で1unit x 2 (1 unit:6.3Lx 2)
合計：12.6L

MCA ch1024 ch

測定エネルギー範囲

0.02 ～ 3 MeV

ヘリコプター・機内積み込み型
・底に燃料タンクのない機体を選定

サンプリングタイム

1秒

国内における整備

原子力規制庁 (4式保有）
原子力機構福島 (1式保有)

測定条件

対地高度: 300m,
速度: 80ノット

検出下限値(平均的な天然放射性核種を想定）

線量率: 0.011μSv/h
放射性セシウム沈着量: 16 kBq/m2

18バッテリー

放射線検出器航空機（有人ヘリ）モニタリングの経緯
原子力規制庁受託事業「平成３１年度原子力施設等防災対策等委託費及び放射性物質測定調査委託費（８０ｋｍ圏内外における航空機モニタリング）事業」

2011

年
月

1-3

2012

7-9 10-12 1-3

4-6

第3次
(5/31-7/2)

圏内

2013

7-9 10-12 1-3

第5次(6/22-6/28)

第1次(4/6-4/29)

80 km

4-6

2014

7-9 10-12 1-3

4-62015

7-9 10-12 1-3

4-6

7-9 10-12第7次(8/27-9/28)

第6次(10/31-11/16)

第4次(10/25-11/5)

第8次(11/2-11/19)

第10次(9/12-9/30)

第9次(9/1-9/20)

警戒区域・計画的避難準備区域 (6.5次)(3/4-3/11)

警戒区域・計画的避難準備区域 (4.5次)(2/6-2/10)

福島第一原子力発電所事故(3/11)

4-619(第2次
80-120km圏内(5/18-5/26)

80 km

西日本＋北海道全域
京都・滋賀～沖縄(1/30-5/31)

圏外
東日本第1次青森～福井・岐阜・愛知(6/22-10/10)

2016

年
月

1-3

4-6

80 km

川内BG
(2/1～2/7)

80 km
圏外

2017

7-9 10-12 1-3

第11次(9/14-10/15)

圏内

伊方BG
(11/29～12/11)

高浜・大飯BG(7/20～8/1)

東日本第7次(10/15～11/18)

東日本第3次(10/31～12/28)

東日本第2次(4/2～5/7)

4-6

2018

7-9 10-12 1-3

第12次(9/9-9/25)

泊BG(7/24～8/2)

東日本第4次(9/3～11/4)

玄海BG(11/29～12/11)

柏崎刈羽BG(7/26～8/10・9/30～10/1）
東日本第8次(9/29～11/16)

4-6

7-9 10-12 1-3

第13次(9/6-10/16)

東日本第5次(9/21～11/7)

2019
4-6

東日本第9次(10/8～11/15)

2020

7-9 10-12 1-3

第14次(8/29-9/18)

4-6

7-9 10-12

今年度実施

志賀BG

浜岡BG(11/27～12/9)

島根BG(7/20～7/27)

東日本第6次(10/2～11/4)

六ケ所BG

東日本第10次(～11/2)

今年度実施

発電所周辺の放射線分布の変化
有人ヘリコプターによる発電所から半径80㎞圏内の空間線量率の分布20地上値との比較（妥当性の確認）
森林域

y=x

Air dose rate by MRM (µSv h-1)

101y (Da): : MRM-2015-01
x (Dg): Ground data at flat area
0.1
0.1

1

10

10

1y (Da): MRM-2015-01
x (Dg): Ground data at forest area
0.1
0.1

100

n: 6,252
Average: 0.31
Median: 0.16
Standard
deviation: 0.57
NMSE: 0.091

5%

3%

50%

25%

0%

0%-1

-0.5

00.5

1

1.5

Ralative deviation (RD)

2

100

100%

75%

8%Frequency

75%

10x=010%

100%

Cumulative frequency

Frequency

x=01

Air dose rate by ground measurement (µSv h-1)

Air dose rate by ground measurement (µSv h-1)

人為活動
10%
除染による局所的な線量の減少
8%

y=x

100

n: 1,230
Average: 0.019
Median: -0.037

5%

50%

Standard
deviation: 0.34

3%

25%

NMSE: 0.063

0%

0%-1

-0.5

00.5

1

1.5

Ralative deviation (RD)2

Cumulative frequency

Air dose rate by MRM (µSv h-1)

平たん地（ランダムな測定）
10021実効半減期と環境半減期80 kmzone22EPZ★早い成分と遅い成分の合成

1𝑇𝑇𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒=1𝑇𝑇𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒+1

𝑇𝑇𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃

実効半減期 (Teff)
環境半減期 (Teco)
物理学的半減期 (Tphy)

近年では約4年の半減期で減衰してきていることが分かっている

Short component

Unit: year

Long componentt short90% confidence levelt long90% confidence level

80km zone

0.64

0.46

-

0.81

4.2

3.3-

5.2

EPZ

0.38

0.23-

0.54

3.6

3.1-

4.1

※EPZ（防災対策を重点的に充実すべき地域の範囲：10km）

航空機モニタリング結果の公開と反映
モニタリングの結果は規制庁・JAEA のHPで適宜公開

23

避難指示区域設定・除染範囲決定の基礎資料になっている

例: 事故２年後 (2013.03.11)

参考文献
Sanada et. al., The aerial radiation monitoring in Japan after the Fukushima
Daiichi nuclear power plant accident, Prog. Nuc. Sci. Tech. 4, 76-80, 2014
鳥居ら, 航空機モニタリングによる東日本全域の空間線量率と放射性物質の沈着量調査, 日本原子力学会誌(ATOMOZ), 54, 160-165, 2012
鳥居ら, 広域環境モニタリングのための航空機を用いた放射性物質拡散状況調査,
JAEA-Technology, 2012-036, 2012

事故直後の測定例（ヨウ素）24

ENHANCED ANALYSIS METHODS TO DERIVE THE SPATIAL DISTRIBUTION OF 131I DEPOSITION ON THE
GROUND BY AIRBORNE SURVEYS AT AN EARLY STAGE AFTER THE FUKUSHIMA DAIICHI NUCLEAR POWER
PLANT ACCIDENT
Tatsuo Torii,* Takeshi Sugita,*† Colin E. Okada,‡ Michael S. Reed,‡ and Daniel J. Blumenthal§
Health Phys. 105(2):192-200; 2013
I-131
Cs-134

Aircraft used by DOE for monitoring

I-131

Cs-134Extracting iodine-131peakand cesium-134 peak fromspectra
Radiation Detector on the Aircraft

A result of iodine-131
measured on April 2 and 3

事故直後の解析（汚染水の分布）
Distribution of radionuclides in surface seawater obtained by an aerial radiological survey
Yayoi Inomata, Michio Aoyama, Katsumi Hirose, Yukihisa Sanada, Tatsuo Torii, Takaki Tsubono,Daisuke Tsumune and Masatoshi Yamada, J Nucl Sci Technol 51(9-10) 1059-1063 201425

福島第一原子力発電所事故26

原子力防災への適用☆福島事故後の対応が認められ、「原子力災害マニュアル」に原子力機構が航空機モニタリングを実施することが記載される
平常時の活動① 福島周辺のモニタリングの継続② 全国の発電所周辺のバックグラウンドモニタリング
発電所周辺のフライトにおける技術的課題抽出（フライト条件の最適化、モニタリングのシミュレーション）
正確なBGを把握し、微少な放射線変化をとらえる
技術の維持
原子力緊急時支援・研修センター内に専門のチームを整備

27

講義内容

・紹介
・ 測定の基本的な考え方
・ 上空からの測定技術- 有人ヘリコプターによるモニタリング- 無人ヘリコプターによるモニタリング
・ 水底の測定技術- プラスチックシンチレーションファイバ- 無人機によるモニタリング

28

無人ヘリコプターによる遠隔モニタリング《特長》
1.人が容易に立ち入れない場所（高線量率場、森林、田んぼ等）での測定が可能
2.地上局を安全な場所に設置できる（眺望の良いところ； < 数 km）
3.放射線の他、映像もリアルタイムで把握できる
4.位置が正確に把握できる（GPS、自律飛行）
5.事前に飛行プログラムが設定できる（定期観測が可能）－除染前後、経時変化
6.低高度（＜３００ｍ）での観測が可能（航空法の対象外）
7.ホバリングも可能

29

3D-LiDARによる地形計測30

無人ヘリコプターの特徴

31

Count rate (cps/keV)

1,365 keV Cs-134
1,462 keV K-40

100662 keV Cs-137

1000

32796 keV Cs-134

γ線は、放出される放射性核種によりエネルギーが異なるエネルギーを弁別する測定手法（γ線スペクトロメトリ―）

605 keV Cs-134

放射線（γ線）の測定
LaBr3 :Ce
20 m
100 m

分解能：良い自己汚染：ある

10
1
0.1
0.01

0

1,000

2,000

3,000

G amma energy （ keV）

Count rate (cps/keV)

1000

20 m

100CeBr310

分解能：そこそこ良い
自己汚染：なし

10.1
0.01

100 m

01,0002,000

3,000G amma energy （ keV）

Count rate (cps/keV)

1000
10020 m
100 m

分解能：良い自己汚染：なし
しかし不感時間が長い

1010.10.01

http://www.cnic.jp/5219より

SrI 2 :E u

0

1,000

2,000
G amma energy （ keV）

3,000

サイト内から5 km圏内の測定
無人ヘリコプターによる発電所から半径5㎞圏内の空間線量率の分布33

無人ヘリの妥当性
1st100

1st run: 20th Oct., 2012101
n = 1360.1

y = 0.81 x
0.1

1

10

Dose rate by grouund (μSv/h)Cal. Point 1

Dose rate by grouund (μSv/h)

100

34

101n = 470
y = 1.05 x
0.1

100

2nd
2nd run: 20th Mar., 2013

0.1Dose rate by UHMS (μSv/h)100

3rd run: 31th Jul., 2013101
n = 5020.1

y = 0.98 x
0.1

1

10101
n = 4940.1

100

y = 1.07 x
0.1

5th run: 22th Jul., 2014101
n = 4940.1

y = 0.94 x
0.1

10

100

6th100

Dose rate by grouund (μSv/h)Cal. Point 5

Dose rate by grouund (μSv/h)Cal. Point 4

1

Dose rate by UHMS (μSv/h)

5th100100

4th run: 7th Jan., 2014

Dose rate by UHMS (μSv/h)Cal. Point 3

10

4th3rdDose rate by grouund (μSv/h)Cal. Point 2Dose rate by grouund (μSv/h)

100

1

Dose rate by UHMS (μSv/h)

110

Dose rate by UHMS (μSv/h)100

6th: 15th Jan., 2015

101n = 501
0.1y = 0.98 x
0.1

110

Dose rate by UHMS (μSv/h)

100

除染効果の確認
Before

Dose rate at 1m
on the ground(mSv/h)

35
After

Dose rate at 1m
on the ground(mSv/h)

Decontamination area土壌中放射性セシウムの深度分布推定技術
40

土壌深度と γ 線スペクトルの関係

散乱線成分
Count rate

直接線多36

散乱線増加

直接線成分

3020
1000200

400

600

800

1,000

Gamma energy (keV)

散乱線と直接線の比から
土壌深さ分布のパラメータを作成

放射能土壌深さ方向情報

地表10 cm の線量率 (μSv/h) マッ プ
地表10㎝の線量率（μSv/h）

赤に近いほど土壌深くまで放射能分布がある

重量緩衝深度(Βeff / g cm -2 )内挿マ ッ プ

60<
45-60
30-45
15-30
0-157 2016５3374 1532

土壌の放射能（Bq kg-1 ）土壌深さ方向（㎝）

土壌深くに線源があると土壌の影響で散乱線が増加する

指数関数で近似される

1315
17

傾きが大きいほど深く放射能が入っている

空からの測定の特徴と課題

37

換算方法

150
120

測定高度から減衰率を算出し、地上値へ換算

90

高度

平面・線源均一のモデルを仮定して換算

60
30
000.5

減衰率（661keV）

実際は…

これらの影響を受けることで、地上測定値と上空測定値の間にのズレが生じる

地形の凹凸

遮蔽物（樹木等）

技術開発要素線量の分布

1遠隔測定における換算手法の開発

38

 遠くからの測定でより詳しい放射線源の分布を知りたい
将来目標

新たな換算手法による三次元的な分布の推定
STEP-2

STEP-1

逆問題解析

機械学習

パラメータを用いて測定値から最適化する

多くの測定データで学習し推定するパラメータ作成が必要

パラメータ作成の自動化?

リアルタイムでの分布の可視化
放射線測定の高精度化
被ばく評価、防災ツール

実際の線源はどこにあるのか？

様々な影響
その場における値しか分からない入力値（線源）から出力値（測定値）を求める：順問題

線源の分布
強度出力値（測定値）から入力値（線源）を求める：逆問題+最適化計算

検出器による測定値

逆問題解析と機械学習
逆問題解析による換算

39

放射線が「何によって」「どのくらい」遮蔽され検出器まで来るのかを一つひとつ理論的に計算するパラメータを増やすことで、換算精度の向上は期待できるが、多くのパラメータの作成には大きな労力が必要
パラメータは手動で作成

統計的に得られたパラメータを用いて多くの測定経験値より換算を行う

機械学習を用いた換算
福島の環境における測定の経験【アウトプット】
地上1m空間線量率

上空での測定値
写真情報
地形データ

比較
更新

ニューラルネットワーク

パラメータは自動で作成

ビッグデータ

【正解値】
地上測定値

【インプット】
上空測定データ、地形データ

各換算手法を用いた上空からの測定値換算結果(a)地上測定値(b)従来法（FSM）

40(c)逆問題（MLEM）(d)機械学習（ANN）※ArcGISを用いて作成(Environmental Systems Research Institute Inc., California, USA)

講義内容

・紹介
・ 測定の基本的な考え方
・ 上空からの測定技術- 有人ヘリコプターによるモニタリング- 無人ヘリコプターによるモニタリング- 新たな放射線計測技術の展望
・ 水底の測定技術- プラスチックシンチレーションファイバ- 無人機によるモニタリング

41

プラスチックシンチレーションファイバー(PSF)
放射線42

シンチレーション光

光電子増
倍管

光電子増
倍管

距離A

距離B
位置X

測定Box
時間差

START

時間差から位置Xが求まる

STOP

START信号STOP信号
時間-波高変換機（TAC）

特徴検出器の長さ：5m－100m
位置分解能：40cm(10m）（これまで）陸上で放射能分布の測定に使用
PSFの耐水性を利用し、水中測定に使用

ファイバ

光電子増倍管PSF測定例）学校のプールサイドにおける除染試験
除染前

除染後移動方向（ m)

距離（ｍ）

距離（ｍ）

43

汚染水タンクへの適用【活用案】○ 案1：タンク周りでの迅速漏洩検知

ファイバーをタンク周りに配置

計数率

位置を検出

ファイバーの位置(m)○ 案2: 堰内雨水中の漏洩検知

計数率

漏洩

44

位置を検出
漏洩を検出
ファイバーの位置(m)汚染水の漏洩監視としての応用
ラボでのPSF感度試験
・既知の汚染水を用いて感度試験を実施
・濃度と計数率のよい相関関係を確認
・汚染水に対する感度(cps/Bq/ml)を評価

45

タンク周りでのフィールド試験
・汚染水漏洩タンク (B-A5貯槽)及び雨水が堰にたまっているタンク (G6-A6貯槽) を選定
・B-A5貯槽：汚染水接触部の計数率上昇
・G6-A6貯槽：雨水接触により計数率減少＊汚染水への接触部分の計数率が上昇

PSF と計測機器

12,000y = 9.6442x + 799.42
R² = 0.997

10,000濃度 (Bq/L)

希釈した汚染水

汚染水＊雨水に接触後、計数率減少

8,000
6,000
Sr sample
Cs sample

4,000
2,000
0y = 3.9219x + 75.097
R² = 0.9987
0

1,000

2,000

計数率 (cps)

3,000

汚染水を用いて濃度直線性確認

PSF

水底の広域な測定技術

46

水中での放射線測定
水中での実測例

47

中に空洞を作ることで放射線の飛程を伸ばす

水による遮蔽

放射線は水中で空気中よりもよく遮蔽される（飛ばない）ので測定するには対象物との距離を短くすることが必要

水底測定用の機器

48

 検出部にファイバーのプラスチックシンチ
レーターを使用
 検出部は最大20m 陸上で使用実績あり

 検出部に LaBr3(Ce)シンチレーターを使用
 スペクトル分析が可能
 検出器の応答特性を計算コードを用いて解析し、実際の水底の状況を模擬した評価が可能

広範囲を測定できるが取得できるのは計数率のみスペクトルを取得できる
スポット的な測定のみ

両者を併用することで、水底の放射性物質濃度のマップ化

計数率から放射能への換算

49PSF

換算係数

モンテカルロコードEGS5を用いた
水底スペクトロメータの値を元にPSFのカウントを放射能に換算する係数を求める

水底スペクトロメータ(3 in x 3 in: Labr3(Ce))

Count rate (cps)100

Cs-137662
662keV
Cs-134keV
Cs-134 609 keV

10Dataprocessing unit
Cs-134 796 keV

LaBr3:Ce
3’’x3’’Φ

Cs-134 1365 keV

1K-40 1461 keV

0.1
0.01

Cable (30 m)
0500

1,000
1,500
Gamma energy (keV)

2,000Detector

50

PSFと堆積物の濃度比較
Sediment core sampler

PSF換算濃度 と堆積物サンプル

PMT

Fiber

PMT

y＝2x

y＝x
y＝0.5x・PSFの推定濃度と堆積物のコア試料とも良い相関がみられる。
直線から外れたデータについて
1.それぞれ同一点での採取が難しい
2.堆積物の鉛直方向の濃度分布が一定でない
3.検出器の堆積物中への沈み込みや、水草等による浮きため池での放射能測定結果例
浚渫前51

浚渫後：浚渫エリア
・全体的に5,000Bq/kg-wetを超える部分が小さくなっている・ため池の効率的な除染の計画をする際に有益・除染効果の確認にも適用可能••

水中放射能の変動監視
長尺PSF（５０〜100m）の開発も実施

講義内容

・紹介
・ 測定の基本的な考え方
・ 上空からの測定技術- 有人ヘリコプターによるモニタリング- 無人ヘリコプターによるモニタリング- 新たな放射線計測技術の展望
・ 水底の測定技術- プラスチックシンチレーションファイバ- 無人機によるモニタリング

52

水底の広域な測定技術

53

水底の広域な測定技術
小型無人潜水ロボット（ROV）

AREVA製作

54
無人観測船

ROV(Remote Operated Vehicle)の概要

55

放射線検出器LaBr3(Ce)シンチレータ【ROV諸元】
サイズ： W60×L89cm×H80cm
重 量： 140kg以下
耐水圧： 100メートル
ケーブル長：200メートル
装 備： 推進スラスター（水平、垂直、横断）
ビデオカメラ、ハロゲンライト、
LaBr3放射線検出器

56

ROVを用いたモニタリングシステム
制御ボックス

ケーブル発電機GPS
USBL

船（全長：23ft程度）

水深～100ｍ

（水中）

（水底）

ROV

300ｍ

位置測位可能範囲

ROVを用いたモニタリングシステム【表示機能】
・母船の位置、方位・ROVの位置、方位、水深・観測地点までの距離、方位57

無人観測船システムの概要
土壌コアサンプラー

地上基地局

58

無人観測船システム

59• 遠隔操作で無人観測船の操縦• 電動ウィンチにより検出器を海底まで下ろし、放射能を観測（ケーブル長:200m）

・無線LAN
・衛星電話回線

陸上基地局

GPSによる位置情報

 観測中は検出器の傾き、深度、張力センサー及びWebカメラによるケーブル状況を監視

ケーブルの制御

陸上基地局

位置表示

ケーブル長：200m

水底検出器

検出器データ

船外監視、ケーブル監視無人観測船システム その他追加機能
 定点保持機能の向上
船首にスラスターを取付けることにより、半径5m程度で定点保持が可能となった。

60

 マルチセンサーの開発[測定項目]① 放射線 (β+γ, β)
② 水深
③ 水温
④ 電導度
⑤ センサーの傾斜⑥ 水底からの距離⑦ 土壌コア採取 (最大8本)
PSF

 塩分濃度および水温の観測
CTDセンサーを取り付けることにより、放射能と同時に塩分、水温、水深を観測可能となった。
CTDセンサー

土壌コアサンプラー(TELEDINE RD INSTRUMENT社製 CITADEL CDT-NV)

福島沖での観測試験••••
真野川河口域61

観測場所：請戸川河口域、真野川河口域
観測数量：40地点／1エリア
観測時間：3分間／1地点
採 泥：観測地点と同一地点においてエクマンバージ採泥器により採泥

請戸川河口域①離岸：曳航or
人員による操作
外部PC

福島第一原子力発電所③測定点での停止②測定点への移動④放射線検出器による測定⑦データの出力⑥基地局への帰還

伴走船待機⑤次点への移動

最大2 km

無人観測船

観測結果 請戸川河口域
October 2015

November 2015

September 2016

November 2016

October 2017

October 2018

62
January 2016

July 2017

Observation Point
137Cs concentration of wet

sediment weight (Bq kg-1)

国内の連携及び国際的な寄与
Government- Nuclear Regulation Authority (NPA)- Ministry of the Environment- Ministry of Education, Culture, Sports, Scienceand Technology (MEXT)- Fukushima pref.

63

University
Scottish Universities Environmental ResearchCentre (SUERC)- Tokyo university- Tokai university- Fukushima university- Chiba university-Fukushima Environmental Safety center,
Fukushima Radiation measurement GroupCompany- Tokyo e
Manufacturer- Yamaha Motor Co., Ltd.
- Japan Radiation Engineering Co.,Ltd.
- enRoute Co., Ltd.
- Areva NP- Meisei electric Co., Ltd- NESI-Etc.
Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA)- Tokyo Electric Power Company (TEPCO)- OYO Corporation- Aero Asahi Corporation.
- Nakanihon Air Service CO.,LTD.
- Korea Institute of Nuclear Safety (KINS)64

ご清聴ありがとうございました参考文献

文部科学省
放射線量等分布マップ拡大サイト

原子力百科事典 ATOMICA
放射線の蛍光作用

原子力規制委員会
放射線モニタリング情報

自作シンチレーション検出器の作り方と性能評価

特定復興再生拠点区域におけるモニタリング及び被ばく評価手法の検討

USVを用いた海底の放射能分布測定システムの開発

65

浜松ホトニクス
光電子増倍管 その基礎と応用

平成30年度
航空機モニタリング

プラスチックシンチレーションファイバ
汚染水管理への応用

ゼロから作る
Deep Learning

カスケードコリレーション（ニューラルネットワーク）