1.4 樹木の被ばく線量評価法の開発に関する調査研究
Development of Dose Assessment Method for Black Pine Conifer
大塚 良仁, 谷享, 植田 真司, 高久 雄一

環境影響研究部

Yoshihito OHTSUKA, Takashi TANI, Shinji UEDA, Yuichi TAKAKU
Department of Radioecology
Abstract
Since conifers are known to be more sensitive to radiation exposure than other organisms in the generalenvironment, we planned to establish the radiation dose assessment method for one type of conifer and get its
natural background radiation dose rate. After considering that the first commercial spent nuclear fuelreprocessing plant is now preparing for full operation in Aomori Prefecture, we selected a forest of Japanese
black pine (Pinus thunbergii) trees, about 4 km from the main stack of the plant, as our target field. In addition,
we studied the iodine dynamics in the forest for possible radioiodine release from the plant.
In order to evaluate radiation dose rate to the pine tree by the radiation transport code using a Monte
Carlo method (PHITS), we constructed the pine tree phantom which matches the tree midrange size in thetarget field. The phantom was produced from shapes, weights, and elemental compositions which we obtainedfrom seven tree samples collected during 2016 to 2019. The phantom of stem and canopy had a geometricalshape. In addition, three lateral branches at different heights, a stump, a horizontal root, and a tap root were
polygon type phantoms with resolution of 1×1×1 mm. In our target field, the crown of a pine tree in the
midrange size had about 23 nodes at different heights with 3 to 4 lateral branches on average. Furthermore,these trees having the same size as the main structure of the phantom were evenly distributed surrounding thephantom. By using PHITS, the phantom and mean concentration of radionuclides analyzed in the trees andsoils collected from 2017 to 2019, we estimated absorbed dose rate in the whole tree was 51 nGy h-1 including
cosmic rays.
To study iodine dynamics in the forest, we measured stable iodine concentrations in plant, atmosphericand hydrological samples collected inside and outside the forest. Mean dry deposition rates of particulate, andorganic and inorganic gaseous iodine from the atmosphere to the above-ground part of the tree were estimatedto be 6.7E-3, 2.1E-3 and 1.7E-2 m s-1, respectively, by using data obtained during the non-precipitation period.
We established collecting methods of 129I in atmospheric and hydrological samples inside and outside theforest in order to evaluate dry and wet deposition velocities to the above-ground part and washing out ratefrom the above-ground part of 129I released by the reprocessing plant. Furthermore, we obtained theconcentration of 129I in the tree and soil samples collected in 2019 by the AMS method.

- 22 -1. 目的クロマツの線源別・核種別・部位別線量換算係数

本調査では、青森県六ヶ所村に立地する大型再処は、放射線輸送コードPHTISを用いたモンテカルロ

理施設周辺に広く生育し、放射線感受性が高いとさ計算により求め、得られた換算係数に対応する平成れるクロマツの被ばく線量率を計算する手法を確立

29～令和2年度に得た土壌試料やクロマツの部位別するとともに、その手法を用いて、比較対照となる試料中放射性核種濃度の平均値を乗じて、クロマツ自然被ばく線量率を求める。さらに、大気放出されの自然被ばく線量率を求めた。

る放射性ヨウ素のクロマツへの乾性及び湿性沈着速2.2 クロマツ林内におけるヨウ素の挙動調査

度、並びに除去速度の取得に必要な降下物及び大気調査区内外において月別の全（湿性＋乾性）大気

129中 Iの試料採取法を確立することを目的とする。

降下物及び降雨期間別の降雨を採取して、それぞれ令和2年度は、当該施設東側に位置するクロマツ林の期間の安定ヨウ素の降下フラックスを求めた。無調査区内において令和元年度に採取した土壌中の放降雨期間における降下フラックスは全降下フラック

射性核種濃度を測定するとともに、平成28～令和元スから降雨期間中のフラックスを差し引いて求めた。

年度に調査区に隣接するエリアから採取したクロマ

さらに、大気中粒子態、全ガス態及び無機ガス態安ツ試験木7個体の形状データ等を基に線量評価用の定ヨウ素濃度を無降雨及び降雨期間別に調査した。

クロマツ群落ファントムを作成して、線源別・核種有機ガス態濃度は全ガス態から無機ガス態濃度を差別・部位別の線量換算係数を計算し、クロマツ地上し引いた値とした。無降雨期間における安定ヨウ素部の自然被ばく線量率を得た。の降下量及び大気中濃度から大気からクロマツ林へ加えて、クロマツ林内外において大気降下物、並の乾性沈着速度を計算により求めた。

びに大気中粒子態及びガス態安定ヨウ素の濃度等を林内外における無降雨及び降雨期間中の降下物及測定して、大気中安定ヨウ素のクロマツへの乾性沈び大気中129Iの採取法を確立するために、これらの試着速度を求めるとともに、林内外における降下物及料中の129I採取条件の最適化を行うとともに、試料採び大気中129Iの試料採取法を確立した。

取器を作成し、クロマツ林調査区内外における降雨事象別の試料中129I濃度を測定した。加えて、クロマ

2. 方法

ツの部位別試料及びクロマツ林土壌試料中 129Iのバ

2.1 クロマツの被ばく線量評価法の開発及び自然被ックグラウンド濃度をAMS法により測定した。

ばく線量率の計算
令和元年度に採取したクロマツ林内土壌試料中の3. 成果の概要

放射性核種濃度を測定した。さらに、平成28～令和

3.1 クロマツの被ばく線量評価法の開発及び自然被元年に調査区内で採取した平均的な大きさのクロマ

ばく線量率の計算

ツ7個体の地上部及びこの7個体のうち3個体の根部

土壌試料中238Uと226Raはほぼ放射平衡に達してお（根株、杭根及び水平根）の形状データを基に、クり、両核種ともに深さ10～20 cmに濃度の極大があっロマツ群落ファントムを構築した。主幹及び樹冠はた。232Th－228Ra－228Th間はほぼ放射平衡に達してお幾何形状を組み合わせたファントム、3種類の高さのり、これらの3核種は238Uと似た鉛直分布であった。

側枝、並びに根部の根株、杭根及び水平根は、解像40度1×1×1 mmのポリゴンファントムを作成した。このもやや小さいものの、深さ5～200 cmでは顕著な濃度ファントムの周辺には、評価対象のクロマツ地上部変動は認められなかった。

Kは深さ0～5 cmの濃度が深さ5 cm以深の濃度よりと同形状の周辺木を配置して、クロマツ林を模した作成したクロマツ群落ファントムをFig. 1に示す。

群落ファントムとした。評価対象のクロマツ及び周線量評価対象のクロマツは計算領域の中心に配置し辺木、並びにこれらを配置したリター及び土壌層のた。線源領域としての空気層及び土壌層の範囲は、密度、安定元素濃度及び放射性核種濃度等は、平成それぞれ平成30年度及び令和元年度に設定した大き28～令和2年度に実測した値の平均値を入力した。

さとした。樹冠には側枝が分岐する節が平均23存在- 23 -

するが、本調査では頭頂部から6、12及び18節目（地min-1 で1ヶ月採取すると全ガス態成分は捕集効率面からの高さ11.4、13.4及び15.3 mに相当）の側枝ポ95%以上で採取可能であり、各成分のバックグラウリゴンファントムを作成して、樹冠ファントムに挿ンドレベルの 129I濃度が定量可能であることが分か入して側枝の部位別線量換算係数を計算した。側枝った。採取期間1ヶ月に占める降雨期間は13～16%での各部位の大きさに比べて、線源領域が極めて大きあることから、上記の採取条件では降雨期間に採取

い空気や土壌層からの放射線輸送計算では、対象側した試料中129Iは定量下限値以下になるが、1ヶ月間枝ポリゴンファントムを覆う円柱を配置して、線源連続採取した試料と無降雨期間に採取した試料中のから輸送される放射線をその円柱の外壁に一旦入射濃度から計算により降雨期間中の大気中濃度を求めさせ、その入射場所、角度及びエネルギー等の分布ることが可能である。

を基にこの円柱の内壁から再度放射線を輸送させる

令和元年度に採取したクロマツ試験木の部位別試

接続計算法を適応し、計算精度の向上を図った。

料中129I濃度を測定し、当該施設本格稼働前の濃度分作成したクロマツ群落ファントムの線源別・核種布を明らかにした。同年度にこの試験木周辺から採別・部位別線量換算係数に、リター及び土壌試料、取した土壌中129I濃度は深さ0～10 cmが最も大きく、並びにクロマツ部位別試料中放射性核種濃度を乗じ深度の増加とともに減少した。129I蓄積量は3.2E-1 Bq

た値に、六ヶ所村における宇宙線電離成分による線m-2であり、そのうち使用済燃料のせん断・溶解処理量率27 nGy h-1（Ohtsuka et al., 2015）を加えたクロマ試験に由来する蓄積量は2.3E-1 Bq m-2と推定され、ツの自然被ばく線量率は51 nGy h-1となった。

六ヶ所村内の最大値2.6E-1 Bq m-2（環境科学技術研究所, 2020）と同等であった。

3.2 クロマツ林内におけるヨウ素の挙動調査
令和2年1月～12月のクロマツ林外の安定ヨウ素の引用文献

月別全降下フラックスは林内におけるフラックスに比べて概ね大きいが、冬期ではその差が小さくなる

環境科学技術研究所 (2020) 令和元年度排出放射能環境動態調査報告書 pp. 245-255.

傾向が認められた。林内外における全ガス態安定ヨ
ウ素濃度は、粒子態濃度に比べて平均約7倍大きく、

Ohtsuka et al. (2015) Radiat. Prot. Dosim. 167, pp. 235238.

両成分ともに林外の方が概ね高濃度であった。

UNSCEAR (2011) Source and effects of ionizing

平成31年1月～令和2年12月の無降雨期間中の林内外における大気降下物及び大気中粒子態、有機ガス

radiation, UNSCEAR 2008 reports to the general
assembly with scientific annexes, Vol. II, p. 232-233.

態及び無機ガス態の安定ヨウ素濃度を用いて計算した各成分の安定ヨウ素の乾性沈着速度の平均値は、それぞれ6.7E-3、2.1E-3及び1.7E-2 m s-1となり、無機ガス態成分の速度が最も大きかった。またこれらの乾性沈着速度とUNSCEAR（2011）が報告する速度を比較すると、粒子態の値は同等であるが、無機ガス態は約1/3、有機ガス態は約4倍の値であった。
クロマツ林内外における無降雨及び降雨期間中の降下物中129I降下量観測には、本調査で安定ヨウ素用に作成した試料採取器が転用可能であることが分かった。大気中粒子態及び全ガス態129Iは、それぞれ1枚のシリカろ紙（QR-100、ADVANTEC製）とその後段に2段重ねにした活性炭繊維ろ紙（C560TA、ワカイダエンジニアリング製）を配置し、大気を流速30 L- 24 -

Fig. 1

Dimensions of a pine tree phantom centered in a black pine forest.

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