放射性物質の大気中の挙動
福島大学大学院共生システム理工学研究科○渡邊

表 1 3 月 1 日から 31 日までの雨水とメンブランフィルターに含まれていた放射性物質量

NuclidePrecipitation

FilterTotal（Bq／（Bq/m2）（Bq/m2）

ｍ2）

I-131

1937686

36861.28

1974548I-1320506964.7

506964.7

Cs-13451678.76

128681.3

180360.1

Cs-13610736.72

30006.740743.42

Cs-13755411.78

147132.2202544Te-1321387180799206.3

2186387

Ba-14008173.609

8173.609

La-14017059635

39160785

56220420

Total

20502328

40817811

61320140は約 2％がフィルターで観測されているが，多くは降水中に存在するのに対して，I-132 は全てがフィルターにトラップされている。一方，Cs-134 は 71.3％，Cs-136 は 73.6％，Cs-137 は 72.6％とおおよそ 7 割がフィルターでトラップされ，3 割が降水中に含まれている形になっていた。これらは単に水溶性か非水溶性かということだけではなく，付着している粒径にも依存して生じた結果と考えられる。
こうした雨水による降下量の観測をこれまで継続しているが，Te や Ba，La ，I-132 が観測されたのは 3 月のみで，Cs-132 と I-131 は 5 月 9 日採取まで観測されたが，その後は Cs-134，Cs-137 に限られている。また，これらの月毎の降下量を第 1 図に示す。
1000000
大学
福島県
100000
Fallout (Bq/m2)

１．はじめに2011 年 3 月 11 日の地震と津波で東京電力福島第一原子力発電所事故が発生し，多くの放射性物質が一般環境中に放出された。そして現在もなお 1000
万 Bq/h の放射性物質が一般環境中に放出され続けている。その総量は 900PBq から 480PBq と見積もる機関によって大きく異なっており，さらに，1 号機から 4 号機の原子炉毎に放出された放射性物質の構成も異なっていることが指摘されているが，その実態は依然として明らかになっていない。しかし，事故後放射線被ばく低減の観点から環境中の放射性物質の動態を明らかにすることが必要になり，多くの支援を受けて観測の準備が整ったものから順次観測を始めた。可能な限り今回の事故の実態を正確に残すことが事故の世代に生きている人間の一つの責任でもあると考えている。
２．降水採取と降下量計測
福島大学では 1988 年 4 月から酸性雨の観測が継続しており，開放系で孔径 5μm のメンブランフィルターでろ過した雨水を採取している。2011 年 3 月も当然粉塵も含めて降下量を観測することが可能で，雨水とフィルターとをそれぞれ Ge 半導体検出器にかけて放射性物を計測した結果が表 1 である。I-131

明

10000

1000

100

10３月４月５月６月７月

8月

９月 １０月 １１月 １２月

1月

2月

3月

4月5月6月第 1 図 2011 年 3 月から 2012 年 7 月までの月ごとの放射性降下物量の変動

同図には福島市方木田で福島県原子力センターが毎日測定している降下量を月ごとに積算した量も比較のため載せているが，1 ヶ月総量採取と傾向は一致している。何よりも重要なことは 2011 年 4 月 1 日から 2012 年 7 月 31 日までの降下量の総量は福島市で18935Bq/m2 となっていることである。また，事故発生月の 3 月から指数関数的に減少してきた降下量は11 月を極小値として再び増加しながら減少していることである。除染活動が進行する中，降下量の変動要因を明らかにすることが重要になっている。
第 2 図は福島県原子力センターが 2011 年 4 月 25日から 2012 年 7 月 31 日まで 24 時間単位で計測している降下量の変動を示したものである。2011 年 7 月19 日の極大値は流跡線解析で事故現場からの直接輸送が確認できるが，12 月からの極大値は事故現場からの直接輸送は解析されていない。また，強風による再飛散が指摘されているが，強風時に線量が高くなる傾向はあるものの，直接風速との相関はない。
降下量の変動をみても 12 月からの降下量の変動形
態 が ガ ウ ス 分 布を し て いる よ う に 見 え る。 渡 邊（2011）は 2011 年 4 月 15 日から 29 日まで放射能ゾンデ観測を実施し，対流圏圏界面下部に 0.24MeV 以上の放射線強度をもつ放射性物質の存在を指摘している。一つはこうした大気中の高線量気塊が沈着しながら循環しているような様子として捉えることも考えられる。これらの高線量域はおおよそ 40 日周期を持ち，現在もなお継続して出現している。

2.6E-04
Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ （Ｂｑ／ｍ３）

600

400

300
200
100

2.1E-04
1.6E-04
1.1E-04
6.0E-05
1.0E-05

12/7/25

第 2 図 2011 年 4 月 25 日から 2012 年 7 月 31 日までの
日毎の放射性降下物量の変動

３．大気中濃度の変化
降下量の変動は，基本的に大気中放射性物質の沈着作用によるもので，大気中濃度の変動を明らかにすることが重要である。福島大学では，2011 年 5 月
18 日からハイボリュームサンプラーを設置し，大気中濃度を調査してきた。当初は 24 時間単位で観測してきたが，大気中濃度が減少してきた 2011 年 9 月からは 72 時間を単位として大気を 1 分間 700L の割合で採取し，Ge 半導体検出器を用いて計測している。
第 3 図は大気中濃度と前述の降下量の変動を合わせ10.2 4.2 2.1 1.3 0.690.39 0
Particle Size（μm）
第 4 図 2011 年 12 月７日から 2012 年 3 月 22 日までの大気中の粒度別放射性物質濃度

物質に与えている影響はそれほど大きいものではないことが分かった。また，第 5 図に示した各
観測日付ごとの大気中の放射性物質量と花粉量
30000

0.018
PollenConcentration

25000
P o lle n N u m b e r ( 個 / m 3 )12/6/25

12/5/25

12/4/25

12/3/25

12/2/25

12/1/25

11/12/25

11/11/25

11/9/25

11/10/25

11/8/25

11/7/25

11/6/25

11/5/25

11/4/25

0Cs134
Cs137

20000
15000
10000
5000
00.0160.014
0.012
0.010.008
0.006
0.004

C o n c e n tra tio n ( B q / m 3 )Fallout （Bq/m2)

500

0.00201 日 5 日 8 日 2 日 5 日 9 日 2 日 6 日 9 日 2 日 5 日 9 日 2 日 6 日 9 日 3 日 6日
3月 3月 3月 3月1 3月1 3月1 3月2 3月2 3月2 4月 4月 4 月 4月1 4月1 4月1 4月2 4月2

第 5 図 2012 年 3 月 1 日から 314 月 26 日までの花粉濃度と放射性物質濃度の変動の変動では，大気中の放射性物質濃度と花粉量とは一致しておらず，個別に見ても花粉と大気中濃度との関係は認められなかった。
第 3 図 2011 年 5 月 18 日から 2012 年 3 月 24 日までの放射性物質の降下量と大気中濃度て示したものである。当然のことながら大気中濃度と降下量は同様な傾向で変動している。大気中濃度は事故後指数関数的に減少し，9 月 18 日ごろ極小値となり，その後次第に増加し，2012 年 2 月 10 日ごろにまた極大値を示す変動をしている。大気中の濃度からこの降下量が生じているとすると沈着速度は平均約 30cm/sec と大きな値になっている。
４．粒度別濃度変化

こうした大気中濃度の変動要因を明らかにする一つとして，花粉等の森林起源との関係を明らかにするためハイボリュームサンプラーにインパクターを装着し，7 段階に区分して粒度ごとの放射性物資濃度を 2011 年 12 月 7 日から 2012 年 4月 30 日まで調査した。その粒度別積算濃度を第 4図に示す。最も高い濃度を示すものは 0.39μm 以下の微粒子で，次が最も大きい 10.2μm 以上の大きい粒子であった。一般にスギ花粉の大きさは 30μm から 40μm といわれており，大気中の放射性５．まとめ

東京電力第一原子力発電所事故により一般環境中に放出された放射性物質を一刻も早く除染することが求められているものの，その一般環境中の動態研究は始まったばかりで，多くの環境研究者が積極的に実施する必要がある。
チェリノブイリ事故の教訓から学び，多くの除染技術等が実施されたが，土質による差異や気候の差異など，教訓は必ずしも容易に適用できていないのが現実である。
また，放射性物質の除染は相対的に高線量期間をいかに短縮するかが問われており，5 年，10 年計画での除染計画は現地として容認できるものではない。仮置き場，中間貯蔵場，最終処分場等なかなか決定できる状況にはないものの，低線量ひばく量が時間積算というファクターが大きいことを考慮すると，それぞれの保管場所での安全管理，環境管理を確立することも大きな課題である。それぞれの立場での環境科学関係者の支援をお願いしたい。