Silviase/jgov_v1.4_full_ann huggingface dataset:
(市街地、住宅、表層土壤に吸着する放射性核種は強く吸着して

保持される部分と時間経過にともなって流出する部分にわけている)

図(2)-3 RODOS システムにおける放射性物質の移行と線量評価

意思決定支援ツールWeb-HIPREではコスト、作業量、作業者の被ばく量、除染効果等のファクターに関して、ユーザーが各々に対して設定した重みにより、複数の対策のランキングを行うツールである。

図(2)-4 ERMIN概念図
また、図(2)-4にERMINの概念図を示す。ERMINモデルへのユーザーインプットとしては大きく分けて3つあり、事故後放射性物質の降下初期段階における沈着量、土壌や建物といった環境媒体の割合と建物の立体配置等の環境設定、除染といった対応策の入力である。モデルでは、入力した沈着量から、a各環境媒体への初期沈着量を推定する(湿性沈着の流出を含む)。そして、b放射性物質の保持(崩壊と流出)を計算する。次に、c各環境媒体の汚染濃度 $$ Bq/m^{2} $$ からグリッド内のある地点における線量率 $$ Sv/h $$ への計算を行う。最後に④除染効果とコスト等の計算を行う。ここでa～dを以下で詳しく述べる。

a着量の計算について、福島事故で主な汚染源となっている放射性物質は、半減期が短い $ ^{134} $ Cs(2.06年)と半減期が非常に長い $ ^{137} $ Cs(30.2年)である。沈着条件は湿性沈着が主な沈着であったため湿性沈着を採用した $ ^{25)} $ 。以上2つの条件の時、道路、屋根、土壌について沈着割合と湿性沈着時の流出割合の知見 $ ^{26)} $ が得られているのでこれらのパラメータを採用した。表(2)-5に各パラメータを示す。

表(2)-5 Csの環境媒体間における沈着および流出割合

環境媒体	流出前における環境媒体間の沈着割合	降雨による流出割合
道路	1	0.55
屋根	0.85	0.5
土壤	1	0

b汚染濃度モデルについては、環境媒体各々に対し放射崩壊と天候による他媒体への移行を計算することによって、汚染濃度の経時変化を算出した。土壌では式(1)の鉛直方向1次元拡散方程式 $ ^{27)} $ を解いた。道路・屋根では素材に放射性物質が堅く結合している部分と緩く結合している部分に分けることによって表現されている式(2)，(3) $ ^{28} $ $ ^{29)} $ を解いた。堅い、緩いというのは、放射性物質の流出しやすさの事であり、それらを分配することで表現している。

\[\begin{aligned}&C\left(x,t\right)=C\left(0\right)\left[\frac{1}{\sqrt{\pi D t}}e^{\left(\frac{\left(x-t\right)^{2}}{4D t}\right)}-\frac{\nu}{2D}e^{\left(\frac{\nu}{D}x\right)}erfc\left(\frac{x+\nu t}{2\sqrt{D t}}\right)\right]e^{\left(\frac{\left(\ln(2)\right.}{T_{1/2}}\right)}\

ここで、 $ C(x, t) $ は時刻tにおける鉛直方向深さx [Bq]、 $ T_{1/2} $ [s]は半減期、 $ D\left[m^{2}/s\right] $ は土壤中の放射性核種の拡散係数、 $ v\left[m/s\right] $ は土壤中の細孔内水の速度、 $ C(t) $ [Bq]は時刻tにおける放射能、 $ a_{1} $ ， $ a_{2} $ は堅い結合と緩い結合をしている放射能の割合 $ (a_{1} + a_{2} = 1) $ 、 $ \tau_{1} $ ， $ \tau_{2} $ [s]は $ a_{1} $ ， $ a_{2} $ に対する天候プロセスにおける半減期である。道路・屋根の各パラメータについてもチェルノブイリ事故後のデータから算出されたもの $ ^{[26]} $ を用いた。また土壤パラメータに関しては日本の川俣町におけるデータ $ ^{[30]} $ から算出したものを用いた。表(2)-6に各パラメータを示す。
表(2)-6 汚染濃度モデルのパラメータ

D	0.3	cm^{2}/year	V	0.06	cm/year
T_{1,road}	0.4	years	T_{1,roof}	2	years
T_{2,road}	3	years	T_{2,roof}	35	years
a_{1,road}	0.7	-	a_{1,roof}	0.5	-
a_{2,road}	0.3	-	a_{2,roof}	0.5	-

また考えている環境媒体は道路、屋根、土壌のみであるが、ERMINでは建物の外壁、屋内、樹木といった環境媒体を考慮することが可能であるが、線量への寄与が小さいと考えられるので、今回の計算では省略した。

図(2)-5 環境媒体の立体配置図 $ ^{26)} $

図(2)-6 建物の構造 $ ^{26)} $

c汚染濃度 $ \left[Bq/m^{2}\right] $ から線量 $ \left[Sv/h\right] $ の計算方法については、図(2)-5のように、建物、道路、芝、土壌といった環境媒体がどのような配置、割合で存在しているか、また図(2)-6のように建物もどういった形状で、屋根の形や窓の位置等、空間を詳細に設定されたものを用いた。そのような仮想空間において、モンテカルロシミュレーションを行い、汚染源から飛来する各放射線の空気減衰や物体による遮蔽を計算し、ある場所における線量をシート化する。そして、そのシート用いて入力された汚染濃度、環境媒体の面積から3次元的に屋内・屋外における環境媒体からの線量の算出を行った。

d除染等の対策を行った際の効果、除染に係る様々評価項目(廃棄物量、コスト、作業量、作業者の被ばく量)を同時に計算した。除染後の放射能はある時刻の放射能に対し、除染前後でどれだけ汚染が取り除かれるかを示す指標である除染係数(DF)で割ることで求める式(4)を解いた。

\[C_{_{D}}\big(t,t_{_{D}}\big)=\frac{C\big(t\big)}{DF\big(t_{_{D}}\big)}\frac{}{}\frac{}{}\cdots\

この除染係数は時間の関数で、例えば屋根等であれば緩い結合の放射性物質が流出し、事故後時間の経過とともに堅い結合の割合が増え、容易に取れなくなるといった状況を反映することができる。
## （４）国内移行プログラムとの比較

国内の移行モデルとしては、除染効果評価システム（Calculation system for Decontamination Effect: CDE）を原子力機構が開発している。このモデルは、使いやすさを重視しているためマイクロソフト社の表計算ソフトであるエクセル上で動作できる。JAEAのホームページ上で公開され、登録ユーザーには無償で提供されている。入力データは、地形データ、表面汚染密度、除染係数（Decontamination factor: DF）である。DFは放射性物質が除去される割合を示す指標であり、除染技術に依存する。地形データは、緯度経度の直接入力だけでなく、市販の電子地図やインターネット上の地図サービスも利用でき、選択するパラメータは、土壌、草地、家、耕作地等が準備されている。表面汚染密度も、直接入力だけでなく、文部科学省の航空機モニタリングの結果が利用できる。DFは、直接入力も可能であるが、日本原子力学会のデータが内蔵されているため、除染技術を選択するだけで自動入力が可能である。これらを元に除染前後の空間線量及び除染効果を算出する。このプログラムのアルゴリズムには表面汚染密度を与える必要があるが、プログラム内で空間線量率と表面汚染密度の換算を行っているため、ユーザーは空間線量率のみを入力すれば良い仕様になっている。この計算結果は、利用者に地図上でカラーマップとして提供される。プログラムの実行速度は1ケースあたり数秒であるため、「想定した除染計画に対する除染効果の事前検討に有効である」ことが売りである。評価範囲は500m四方まで可能であり、対象域の外部領域からの空間線量の影響も考慮した値を算出することも特徴の一つである。このモデルでは、山間部や農村のような人家が散在している地域での解析を得意とし、建物が集中している

## 市街地には特化していない。

これに対して、ERMINは上述したように住居地域に特化したモデルである。しかし、利用者は国家の政策を提案または実行する立場の者を対象として開発されているため、CDEのように比較的容易に入手でき実行も可能であるプログラムではない。このモデルは、住居に関する様々なパラメータ設定が可能であるだけでなく、天候による放射性物質の移動が考慮されているところに特徴がある。このパラメータとして、降雨の有無やその量、降雪に関しては積雪に関する情報の選択も可能である。更に、放射性物質の移動と言う観点から、除去作業の有無やその技術の種類の選択だけでなく、再浮遊に関するパラメータも準備され、放射性物質がどのようなサイズの粒子（エアロブル）に付着し、このエアロブルがどのような場所にどれくらいの期間存在するのか等も考慮している。居住区に関するパラメータも、建築物や道路等が、どのようなタイプのものが、どれくらいの割合で存在しているのかだけでなく、街路樹の高さや落葉の有無など入力項目は多岐に渡る。詳細な設定が出来る代わりに、ERMINを使いこなすには、トレーニングが必要である。

γ線の分布の予測に関するアルゴリズムは、CDEとERMINでは異なる。

## （５）RODOS・EURANOSの日本適応への必要な要素の同定

RODOSシステムの住居地域用モデルERMINは欧州で開発されたため、日本での適用可能性を検討する必要があり、また実際にモデルを適用した事例が欧州でもないため、適用方法の確立をする必要がある。以上2つの観点から日本適用への留意点を探った。実際にモデルを適用した箇所は千葉県柏市および福島県の除染モデル実証事業で行われた大熊町および富岡町である。

## 1 ）柏市への適用
降下初期のデータが豊富な千葉県柏市の屋外施設及び小学校に関して、平地(運動グラウンド)を対象にモデルを適用した。沈着量(Bq/m²)は除染対象箇所の空間線量率から換算係数 $ ^{31)} $ を用いた推定(逆井運動広場： $ 4.52\times10^{4} $ Bq/m²)および航空機モニタリングデータ $ ^{88} $ から推定( $ 2.25\times10^{4} $ Bq/m²)した。空間線量率から換算係数を用いた推定は、μSv/h→MBq/m²への換算係数( $ ^{134} $ Cs： $ 5.4\times10^{-6} $ 、 $ ^{137} $ Cs： $ 2.1\times10^{-6} $ )を用いて、各測定日から沈着日までの経過日数から崩壊を逆計算 $ ^{89} $ し、求めた5点の沈着量の平均値を初期沈着量としている。自然由来( $ ^{40} $ K)の放射線を0.04μSv/h $ ^{32)} $ 、原発からの $ ^{134} $ Cs及び $ ^{137} $ Csの放出比率は1:1 $ ^{33)} $ 、沈着条件は湿性沈着、沈着日は2011年3月21日である。また、環境設定はGISを用いて建物、道路、芝・土壌の面積を算出した。モデルで計算する除染内容は、表土除去である。実測値は月に一度測定されている放射性Cs由来の空間線量率である。逆井運動広場の除染効果についての実測値、計算値を図(2)-7に示す。除染が実施されたのは、空間線量率

## の値が急激に下がっている2012年4月3日から5月25日である。

柏市内数か所にも同様な計算を行った結果、平地に関しては空間線量率の経時変化、除染効果ともにある程度の再現性を得られた（データ示さず。）また、留意点は、初期沈着量の推定、航空機モニタリングデータの取り扱い、ベクレルからシーベルトへの換算、ERMINで使用するグリッドは互いに独立している等である。

図(2)-7 逆井運動広場における実測値(空間線量率)と計算値の比較

## 2 ）福島県への適用

「除染モデル実証事業」対象地域である大熊町役場周辺地区、富岡町夜の森地区に関して、住居地域用モデルを適用した(大熊町役場周辺の適用結果のみを報告)。沈着量の推定方法および環境設定の方法は柏市適用時と同様であるが、除染内容は表土除去と道路の切削である(屋根に関しては、事故後半年以上経過しているので除染効果が非常に限定的となってしまうため、今回は考慮していない)。実測値は除染モデル実証事業でモニタリングされた値を用いた。そこから得られた初期沈着量は $ 1.79\times10^{6}\ Bq/m^{2} $ である。また除染パラメータも同様にモデル事業より算出している。大熊町役場周辺の住居地域に対して、汚染濃度 $ (Bq/m^{2}) $ 及び屋内・屋外における各環境媒体からの
線量( $ \mu~Sv/h $ )の同定、実測値(空間線量率)と計算値の比較の計算結果を以下に示す(図(2)-8~11)。

図(2)-8 汚染濃度の推移( $ ^{137} $ Cs)

図(2)-9 屋内における環境媒体からの線量

図(2)-10 屋外における環境媒体からの線量 図(2)-11 実測値(空間線量率)と計算値の比較

考えている環境媒体は道路、屋根、土壌である。ERMINでは建物の外壁、屋内、樹木といった環境媒体を考慮することが可能であるが、線量への寄与が小さいと考えられるので省略した。また住居地域の環境設定の関係上、住宅近傍の土壌(small area)とある一定の広がりをもった領域の土壌(large area)に分けられる。

汚染濃度の推移に関しては、 $ ^{134} $ Csおよび $ ^{137} $ Csの両方、放射崩壊と他媒体への移行・保持を計算し、また、道路、屋根は堅い結合と緩い結合によって表現され、土壌は鉛直方向1次元拡散方程式によって計算を行っている。また急激な減少が除染効果の計算結果である。このようにERMINでは各環境媒体の汚染濃度の経時変化を算出することが可能である。

屋内については、汚染濃度、環境面積、3次元的距離、空気減衰、遮蔽を考慮し、屋内における環境媒体からの線量の同定を行った。その結果から屋根の線量が最大、また土壌からの線量も同程度であることがわかった。しかし、システムの関係上屋内における土壌からの寄与(large area)が過小評価されている。

同様な計算を屋外についても行った。屋外においては圧倒的に土壌からの線量が大きく、94％と見積もられた。除染によって大幅に土壌からの線量が減少した。また屋外における線量の合計に、自然由来の放射線量を加えたものを空間線量率とし、実測値と比較した。未知のファクターが多

以上4つのグラフからわかることは、福島適用への定量的な不確実性は残るので、環境媒体の汚染濃度、屋内の線量率の測定が望まれる。しかし、汚染濃度の推移、屋内・屋外における線量の同定、空間線量率の傾向反映ができた。

次に屋内・屋外における環境媒体からの線量の計算(図(2)-9、図(2)-10)を行うことができたことによって、住民が通常通り生活することを前提(屋内に16h)、移動範囲は一つのグリッド内等の条件のもと、除染による追加被ばく量の低減効果を計算した。また同時に除染に係るファクターについての計算結果を得た。図(2)-12に結果を示す。
図(2)−12 除染による追加被ばく量の低減効果および除染に係る様々なファクター

地域住民が通常通り生活した際、このシナリオでは除染により10mSv(約1年間)の被ばく量低減を見積もることが示唆され、それと同時に除染に係るファクターを得ることができたことによって、ステークホルダー間での合意形成支援ツールになることが示唆された。

得られた留意点として、住居の構造、材質の違いの考慮の必要性があること。半定量的に傾向自体を反映することができたものの、モデルの再現性向上のためには、空間線量率の測定のみならず、環境媒体の汚染濃度および屋内における線量率の測定が望まれること。また屋内の土壌からの線量が過小評価であること等である。

## （６）住居地域用モデルERMINの再現性向上と感度解析

## 1 ）屋外・屋内における線量率の再現性向上

住居地域用モデルERMINを用いて計算した空間線量率の再現性向上のために、ERMIN中で想定している2つの環境設定のパラメータを変更した。ERMINで想定している環境設定の中には、a建物等がなく、平坦に土壌が広がっている"Large open area"、b煉瓦と軽量コンクリートブロック、タイル屋根、コンクリート基盤の二階建て、敷地16 m×14 m、高さ9 m、道の同じ側の隣家までは7 mで反対側の隣家までは20 m、といったような住居地域をあらわす"Street of semi-detached houses without basement"が存在する。

Large open areaに関しては、初期沈着量のインプットをBq/m^{2}=1,000,000(^{134}Cs,^{137}Cs各々に対して)とした際、文科省が公表している表面汚染密度と空間線量率の相関係数 $ ^{34)} $ より算出した値、約7.2μSv/hに対し、ERMINの計算結果は約5.1μSv/hしか出力しない結果を得た。

その値を再現するためには、土壌割合のパラメータを1→1.37にする必要があることが判明した。Street of semi-detached houses without basementに関しては、建物の存在があるので、想定しているデフォルトの環境割合は0.697であるが、その値を0,697、1.0、1.3と変更したところ、屋内・屋外共に線量率が上昇した。これは土壌が増えた分、屋内に影響を及ぼしていることがわかる。Large open areaに適用した方法と同様に、文科省の相関係数より得られる空間線量率、約7.2μSv/hに対し、ERMINの計算結果は約6.5μSv/hであった。その値を再現するには土壌割合のパラメータを0.697→1.12にする必要があることが判明した。

以上から、昨年度適用した柏市および福島県について適用しなおし、どの程度再現性を得られているかを計算した。その中でも、昨年度計算結果を載せた、大熊町役場周辺の適用結果を図(2)-13に示す。同図より、除染前の空間線量率について、パラメータ変更前と変更後を比較して、約50%
図(2)-13 パラメータ変更前後における空間線量率の比較

また、さらなる空間線量率の再現性向上のために、環境半減期の導入の提案が考えられる。空間線量率のモニタリングデータから、初期沈着量を推定する際に、物理的減衰のみによって補正を行うと、天候等の影響によって流出した分の放射性物質が過小評価されてしまうことになる。したがって、そのような状況を改善するために、JAEAでは環境半減期の導入を検討 $ ^{35)} $ している。環境半減期とは、物理的減衰でなくて、天候等の環境因子によって減衰した分を表すものである。環境半減期の導入によって、実測値よりも小さい値が算出される傾向にある問題を改善することができると考えられる。しかし、この環境半減期であるが、地域の特性に大きく左右される傾向にある。従って、日本では一律にある値に統一することが困難であると考えられ、今後さらなる調査を行うことによって、どこどこの地域では環境半減期がどの程度であるかといった詳細なデータを得ることが出来れば、初期沈着量の推定に用いることが出来ると考えられる。

図(2)-14 屋外の空間線量率

図(2)-15 屋内の線量率

続いて屋内の線量率の再現性向上のために、伊達郡川俣町においてERMINを適用した結果を示す。屋内の線量率に関して、ERMINモデルで想定している"Street of semi-detached houses without basement"においては、屋外の線量率に比べ、屋内の線量率は約10分の1程度となっていることがわかっている。しかし、JAEAより、日本における屋外の線量率に対する屋内の線量率は、約3分の1という報告 $ ^{36)} $ がされている。そこで、JAEAの調査対象地域の一つである、川俣町において屋外と屋内の線量率の計算を行い、屋外の線量率に対する屋内の線量率を把握し、その後パラメー
タを変更し、屋内における線量率が屋外の約3分の1となるようにフィッティングを行った。その結果を図(2)-14、図(2)-15に示す。これらの結果より、この地域はそもそも屋外に対する屋外の線量率が約2分の1であること、屋外の線量率が若干の過小評価であるため、実測値の再現性はいま一つであるが、屋外に対する屋内の線量率は、約10分の1から約3分の1になった。そのため、日本での屋内における線量率の再現性を向上することができた。

## 2 ）除染パラメータ

除染作業において、コスト、作業者の被ばく量・作業量、廃棄物の量や濃度等といったパラメータに関して、JAEAによる除染モデル事業の様々なデータを用いて、ヨーロッパ版を日本版に変更した。

## 3 ）環境媒体のパラメータ感度解析(土壤)

土壤内における放射性物質の拡散は、以下の鉛直方向1次元拡散方程式で表される。

$$ C_{S p}(x,t)=C_{S p}(0)\left[\frac{1}{\sqrt{\pi D_{s}t}}e^{\left(-\frac{(x-\upsilon_{s}t)^{2}}{4D_{s}t}\right)}-\frac{\upsilon_{s}}{2D_{s}}e^{\left(\frac{\upsilon_{s}}{D_{s}}x\right)}erfc\left(\frac{x+\upsilon_{s}t}{2\sqrt{D_{s}t}}\right)\right]e^{\left(-\frac{\ln(2)}{T_{1/2p}}t\right)}\\ ただし $$

C(x,t) : 時刻tにおける鉛直方向深さx[Bq]

T_{1/2}[s] : 半減期

Ds $$ m^{2}/s $$ ：土壤中の放射性核種の拡散係数

vs $$ m/s $$ ：土壤中の細孔內水の速度

拡散係数Dsおよび細孔内水の速度vsに関しては、Ds(0.2-1)およびvs(0-0.3)の範囲における値が考えられる $ ^{26} $ 。したがって、それらの値の範囲の中で、以下のパラメータの組み合わせで感度解析を行った。なお、run3のD=0.6 cm²/y, v=0.15 cm/yについてはERMINのデフォルトのパラメータである(表(2)-7)。

表 $ (2) $ -7 感度解析に向けたパラメータ設定

$ Ds[cm^{2}/y] $	$ Vs[cm/y] $
run1	0.2	0.01
run2	0.6	0.01
run3	0.6	0.15
run4	1	0.15
run5	1	0.3

実験結果として、初期濃度 $ C_{Sp}=1Bq/cm^{2} $ で計算した結果は図(2)-17～21のとおりである。

注：横軸が深さ(cm)、縦軸が放射能(Bq/cm^{3})
図(2)-17 run1

図(2)-18 run2

図(2)-19 run3

図(2)-20 run4

図(2)-21 run5

また川俣町(タバコ畑)においては、 $ D=0.3\ cm^{2}/y $ , $ v=0.06\ cm/y $ といった結果が得られている $ ^{30)} $ 。このパラメータで計算した結果を図(2)-21に示す。ERMINでデフォルトとして用いているパラメータ $ D=0.6\ cm^{2}/y $ , $ v=0.15\ cm/y $ の計算結果(図(2)-18)と比較すると、深度分布のプロファイルが大きく異なる。ここで、実際に川俣町のパラメータを用いて、図(2)-13よりさらに、どの程度再現性が向上するのかを計算した。結果を図(2)-22に示した。図(2)-22より、セシウムが地上近くに存在することによって、土壌由来の線量率が上昇し、空間線量率も上昇した。また、表層中のセシウムが増加し除染効果も上昇した。以上より、除染効果の上昇も考慮して、除染係数を定める必要があるものの、除染前の空間線量率については、実測値と計算値が近くなったことが確認された。

図(2)-21 川俣町

図(2)-22 土壤パラメータ変更時の空間線量率
ただし、土壌中の放射性セシウムの移流拡散状況を表すパラメータは場所や土地利用によって異なるため、実測値を入力して、土地利用別の深度分布の変化傾向を考慮した移行モデルを作成することが必要である。

## 4 ）除染効果の感度解析(除染係数と切削深さ)

表土除去における除染係数と切削深さの2つのパラメータを変更した際の、除染効果の検証を行った。除染係数に関しては、2,5,10を想定した。これはJAEAで行われた除染モデル実証事業において、機械による表土除去の除染係数が1.1-10であるためである。また同様に、掘削深さに関しては、2-5 cmのケースがほとんどであるからである。図(2)-23に除染効果の感度解析の結果を示す。

図(2)-23 除染効果の感度解析(除染係数と切削深さ)

（7）RODOSおよびEURANOSに基づく除染対策の日本への適用および意思決定支援ツールを用いた除染計画の効果の相対化

1）住居地域モデルERMINの適用と意思決定支援ツールWeb-HIPREを用いた除染計画の比較

住居地域用モデルERMINによって得られた計算結果、除染による住民の被ばく量の低減、作業者の被ばく量、作業量、廃棄物の発生量、コストといった5つの観点から、除染計画を比較した。また、平成24年度はグリッド一つのみの適用であったが、平成25年度は複数のグリッドの適用を目指した。適用箇所は昨年度の同様に富岡町夜の森地区に対して計算を行った。

図(2)-24 グリッド作成
図(2)-25 モニタリングポイント

図(2)-26 モニタリングデータ

図(2)-24における紫色で囲われた部分が除染モデル実証事業対象地域である。計算対象領域は橙色枠で囲った部分(6-9, 12-15)である。作成したグリッドの番号は、メッシュIDを左下から右に向かって0-5, 6-11, 12-17, 18-23とした。また、図(2)-25で示した測定ポイントにおいて、各地点でのモニタリング測定データの結果が得られている（図(2)-26） $ ^{90} $ 。初期沈着量推定に用いた測定ポイントは、図(2)-24中の24, 26, 28, 29, 34, 35, 36, 38, 39である。

初期沈着量の推定方法として、モニタリングポイント各々に対してモニタリングデータ5点
(2012/12/23, 2013/1/7, 1/8, 1/9, 1/10) から推定し、その平均値を初期沈着量とした。ただし、二日目以降で明らかに空間線量率が下がっているポイントに関しては、除染が行われたと考えられるため、それ以前のデータから初期沈着量を推定した。またメッシュIDに対して測定点が2点の箇所については、2つのポイントの平均値を初期沈着量とした。推定方法は $ \mu~Sv/h\rightarrowMBq/m^{2} $ の換算係数を用いて、各測定日から沈着日までの経過日数から崩壊を逆計算し、求めた5点沈着量の平均値を初期沈着量としている。計算核種は $ ^{134}Cs $ ， $ ^{137}Cs $ 、沈着条件は湿性沈着である。また、自然由来の放射能の影響を考慮するために、実測値から0.04 $ \mu~Sv/h $ を引いた値を用いて推定している。また、 $ ^{134}Cs $ 及び $ ^{137}Cs $ の放出比率は1:1の仮定をしている。その他の設定として、環境設定として、GISを用いて、建物、道路、芝及び土壌の面積を割り出した。

除染方法については、除染モデル実証事業で行われた除染内容 $ ^{37)} $ は次の通りである。樹木の除染、表土はぎとり、道路の切削ないし高压水洗浄、宅地の屋根のブラッシング、雨どいの堆積物除去・拭き取り、たたきの高压水洗浄ないし切削、庭の表土剥ぎ取り。

実際にモデルで計算しているのは、宅地(土面)の表土はぎとり、道路の掘削、屋根のブラッシングである。除染パラメータは表(2)-8に示す。

表(2)-8 除染パラメータ

除染名称	廃棄物	廃棄物発生速度[kg/m²]	掘削深さ[m]	除染係数	チーム規模	作業効率[m²/team.hr]	作業器具コスト	必要物質[€/m²]	労働コスト[€/m²]
機械による表土除去(small scale)	土壌と芝	30	0.02	3	8	66	0.09	0	5.3
機械による表土除去(large scale)	土壌と芝	30	0.02	3	8	66	0.09	0	5.3
道路の切削	アスファルト	11.2	0.005	22	9	173	0.2	0.1	3.9
屋根のブラッシング	水	3	-	1.5	8	17.5	0	0	10.9

また、以下の3つの除染シナリオを考えた。

Strategy1：実際に行われた除染計画に出来る限り沿う場合

表土除去、道路の切削、屋根のブラッシングをID=6,7,...,15と8つのメッシュに対して適用したもの。

Strategy2：Strategy1 から屋根のブラッシングを除いた場合

屋根の除染はコストや作業量がかかるわりには、除染効果がいま一つであることが、除染モデル実証事業及びモデル計算より明らかになっているため。

Strategy3：ID=12に対する除染を行わなかった場合

モニタリングデータから最も除染効果の低かったID=12を除いた場合、除染計画全体ではどのように変わるかを評価するため。

結果に関しては、除染シナリオ1のID=7について、 $ ^{137}Cs $ の汚染濃度 $ \left(\mathrm{Bq}/\mathrm{m}^{2}\right) $ 及び屋内・屋外における各環境媒体からの線量 $ (\mu\mathrm{Sv}/\mathrm{h}) $ の同定、住民が通常通り生活した際の追加被ばく量の計算結果を図(2)-27～30に示す。空間線量率に関する計算結果(すべてのメッシュに対する)を図(2)-32に
示す。ただし、IDの数字が小さい順に並んでいる。また、3つのシナリオの住民の被ばく量(沈着後、3年経過時における)、作業者の被ばく量、コスト、廃棄物量、作業量についての結果を表(2)-9に示す。

図(2)-27 汚染濃度の推移( $ ^{137}Cs $ )

図(2)-28 屋内における環境媒体からの線量

図(2)-29 屋外における各境媒体からの線量( $ \mu $ Sv/h) 図(2)-30 住民の積算追加被ばく量

（５）RODOS・EURANOSの日本適応への必要な要素の同定において示した結果のように、あるひとつのメッシュに着目したときの道路、屋根、土壌といった環境媒体のプロファイルを得た。汚染濃度に関しては、道路は、除染前までに崩壊とウェザリング効果で大幅に減少し、除染によってほぼゼロとなっている。一方、土壌と屋根は降下後の保持力が高く、除染後土壌は大幅に減少し、屋根は多少の減少をしている。土壌に比べ、屋根と道路は沈着時に約半分ほどまで汚染が減少している。屋内における環境媒体からの線量については、建物近傍からの土壌からの線量がもっとも大きく、また屋根からの線量も大きい。除染後は土壌と屋根からの線量が同程度となっている。屋外における環境媒体からの線量については、ほぼ土壌からの線量が占めている。住民の積算追加被ばく量については、除染後約一年間で、約20mSvの被ばく量低減効果を見込むことができる。空間線量率の実測値との比較については、除染によって減少する空間線量率の値、除染前後での空間線量率の値に関して、概ね一致している場所、一方だけ一致している場所、どちらも一致していない場所とわけられる。

表(2)-9の除染シナリオの比較結果より、実際の除染を行っているStrategy1については、住民の被ばく量の低減効果は最も高いが、作業者の被ばく量、コスト、作業量が他の2つのシナリオに比較して格段に高い結果となっている。
図(2)-31 空間線量率の計算値と実測値の比較

表 $ (2) $ -9 除染シナリオの比較

評価項目	No countermeasures (1095.0 days)	Strategy1	Strategy2	Strategy3
住民の被ばく量
[man-Sv]	1.29	0.928	0.970	1.01
作業者の被ばく量
[man-Sv]	0	0.120	0.0216	0.0179
コスト[€]	0	6.55×10⁵	2.11×10⁵	1.89×10⁵
廃棄物量[kg]	0	2.61×10⁶	2.57×10⁶	2.27×10⁶
作業量[man-days]	0	943	166	141

以上の結果を用いて、Web-HIPREによる除染シナリオの比較を行った。複数の除染シナリオを比較する際の考え方の概念図を図(2)-32に示す。除染シナリオとして、Strategy 1，2，3はCriteria2で示している5つの評価項目（住民の被ばく量、作業者の被ばく量、コスト、廃棄物量、作業量）で表せられ、さらに、これら評価項目は、Criteria1において、2つの指標（被ばく量と投入資源）
でまとめることができる。このCriteria1および2において重みづけを行い、ランキング化を行う。重み付けの方法は、各Criteriaに対して（図(2)-32中の点線）、計算結果から求めるものではなく、計画策定者自身が重みを決定する。本来、住民を含めたステークホルダ一同士で、あるいは計画策定者自身が決めるが、今回は便宜的に図(2)-32の値を採用した。図(2)-32中の点線左から3番目については、ERMINの計算結果から重みを算出する。図(2)-33より、たとえばコストに関して得られた結果を横軸、重みを縦軸としたとき、今回は線形的に評価する。全てのファクターに関して同様の重みづけを行うと、図(2)-34を得る。

図(2)-32より、例えば住民への被ばく量は除染シナリオ1に比べ除染シナリオ2の方が優れているが、コストや作業量に関しては除染シナリオ1の方がかかる。あくまで重みづけの方法で異なる結果となるので注意が必要であるものの、5つの評価項目に関して、総合的に見れば除染シナリオ2または3の方が優れているということが視覚的に相対化することできた。

計画策定者による重みの決定

ERMIN 計算結果より重みを算出

図(2)-32 複数の除染シナリオを比較する際の考え方の概念図

図(2)-33 ERMIN計算結果より重みを算出する方法
図(2)-34 除染計画の比較

## 2 ）追加被ばく量、コスト、除去物量等といったファクターに対する重みづけ方法の検討

計画策定者が決定する重みの違いにより、Web-HIPREによる結果がどう変わるかを検証するために、線量と資源について感度解析を行った。

資源と線量の比を変更することで、除染計画（除染なしを含む）のランキングが変わる事がわかる。例えば図(2)-34では、Strategy2、3に違いはほとんど見られなかったが、線量の重みを高めるとStrategy2が優れ、一方、資源の重みを高めるとStrategy3が優れる結果となった。これは除染をより多く行っているのはStrategy2であるため、線量の重みを高めればStrategy2が優れ、逆に資源の重みを高めればStrategy3が優れるといったことである。従って、何に重きを置くかで除染計画の優劣が変わるということであるが、それをこのようなツールを用いて可視化しながら議論を行うことで、意思決定支援を行うことが出来ると考えられる。

図(2)-35 Web-HIPREによる重み付け方法の検討

左上：線量と資源の比が9対1、右上：線量と資源の比が3対1

左下：線量と資源の比が1対3、右下：線量と資源の比が1対9
## 3 ）RODOSおよびWeb-Hipreを用いた車座会議による合意形成に向けた基づく意思決定支援

本研究が当初予定の3年計画から2年計画へと短縮されたため、日本の環境条件へ適用したRODOSを用いて、車座会議を実施することは叶わなかったが、除染の実施方法にいくつか選択肢がある中、地域での除染をどうするかといったことを考える際に、地域車座会議と連携することにより、地域の状況に合わせ、行政および住民にとってより最適な合意を取ることが可能となることいえる。

除染による放射線被ばく量の削減効果を可視化し、それに伴うコストや廃棄物発生量を可視化することにより、過剰な除染へのブレーキをかけると共に、コストに見合った除染の方法や、さらに、より最適な資金の活用方法へと車座会議において議論が活発化することが期待できる。

## 5 ．本研究により得られた成果

## （1） 科学的意義

## 1 ）福島における住居地域に対応した除染シミュレーションの適用

欧州で開発されたRODOSシステムおよび住居地域用モデルERMINの実践登用を初めて日本のケースで実施した。平地用および住居地域における環境設定において、いくつかのケースでは、除染前後における空間線量率の経時変化の再現を行うことができた。除染モデル実証事業で得られたパラメータを用いることによって、欧州パラメータではない、日本の諸条件に適合したモデル構築を行い、再現性の向上を行った。日本におけるデータを用いる事によって、土壤中の放射性物質の挙動、屋内・屋外における線量率の再現性向上を行った。

## 2 ）地域の状況に応じた除染実施に向けた意思決定支援ツールによる除染計画の効果の相対化

RODOSシステムおよび住居地域モデルERMINのパラメータを福島への適用し、地域の状況に応じた意思決定を支援するツールとしてのWeb-HIPREを用いて、複数の除染シナリオを比較するためのに、除染による住民の被ばく量の低減、作業者の被ばく量、作業量、廃棄物の発生量、コストといった5つ評価項目の観点から、除染計画を比較することができることを示した。これにより、除染実施者や地域住民を含めた関係者によって、優先度を重み付けすることにより、除染シナリオを相対化、可視化することが可能となった。

福島における除染の推進と復興に向けて地域での車座会議において、シミュレーション結果を用いることにより地域住民と行政との間での合意形成への支援することが可能となる。

## 3 ）日本の地域条件を反映した除染計画策定に資する除染シミュレーションモデルの提案

研究結果を踏まえ、日本の被災地域の状況を適切に反映した「日本型の除染モデル」のプロトタイプとして、ERMIN、Web-HIPREを活用して以下のような計算を行うことが可能である。

・RODOSでは事故数年後の各環境媒体の汚染濃度及び線量寄与を計算することが出来るので、ある地域条件に対して除染すべき対象の優先化

・線量率の高い地域において、年間被ばく量1mSv (あるいは20 mSv) を達成するためには何年かかるか、どれだけの除染作業が必要かの推計

・費用の限度額を設定し、その範囲内の除染作業でどこまで被ばく量を下げることができるの
## かの推計

・仮置き場に利用できる場所の容積に限度がある場合、仮置き場に保管できる範囲で除染を行うと、どの程度被ばく量を低減することができるのかの推計

・屋内／屋外で過ごす時間の割合により、追加被ばく量にはどのような影響があるのかの推計

・除染作業で切削する深さを変えると、追加被ばく量にはどのような影響があるかの推計

重要なポイントとして、除染計画を考える際に、除染効果が高いものを選ぶといった考えではなく、除染を行ったことによって通常通り生活した際の住民への被ばく量がどれだけ低減するのかといった視点に立って計画を考えることが重要であるといえる。除染を考える際にどの程度空間線量率が落ちるかを検討するだけでなく、除染を行って、そのコミュニティ全体で、どの場所をどれだけ除染したら、その地域全体でどの程度住民の被ばく量が低減するかを検討すべきであると考えられる。さらに被ばく量の観点だけでなく、コスト、あるいは作業者の被ばく量、作業量、廃棄物量といった観点も含めて、総合的にその地域特有の除染計画の策定を行うことが重要であるといえる。

## （２）環境政策への貢献

## ＜行政が既に活用した成果＞

特に記載すべき事項はない。

## ＜行政が活用することが見込まれる成果＞

地域の実情を反映した除染計画や復興に向けた計画づくりを実現するためには、地域に密着した情報の収集と提供が不可欠である。たとえば、除染実施計画を考える際には、一律的に空間線量を下げるためのオプションを選ぶのではなく、住民の被ばく量を低減（通常通り生活した場合の被ばく量の低減）するという視点に立って計画を考えることが重要である。RODOSモデルは除染効果を可視化するものであり、上記のような計画策定と意思決定を支援ツールとして活用できる可能性がある。

RODOSでは事故数年後の各環境媒体の汚染濃度及び線量寄与を計算することにより、地域条件に基づいて除染すべき対象の優先化を行うこと、除染に伴う様々なファクターを同時に計算することが可能である。具体的にはコスト、廃棄物の量と濃度、作業者の被ばく量と作業量、被ばく量の低減といった観点を含めたいくつかの除染シナリオを提示することができる。実際に除染をしても環境中の放射線量をゼロにすることは困難であることを可視化し、除染後のリスクについての提示といったことが可能であると考えられる。それゆえ、ある除染対象エリアの状況（例として、一つの小学校を含む等）を元に除染実施計画を立て合意するプロセスにおいて、自治体が住民を含めた様々なステークホルダーと合意形成しながら除染実施計画を策定する際の議論や、策定された除染実施計画に関するコミュニケーションに必要なデータを可視化し、対話と合意形成を支えるツールとして貢献しうるものである。

本研究の研究代表である細見正明が環境省の除染適正化推進委員会に委員長として参加している。本研究を通じて培った知見を活用し、環境省が進める除染の適正化に対して貢献した。さらに、今後、福島県や福島県内の地方自治体との連携を通じ、成果の広報と普及に務める。
## 6 ．国際共同研究等の状況

## （１）カールスエー工科大学との国際共同研究

RODOSシステム研修と題し、RODOSシステムおよび関連するモジュール（住居地域モデル（ERMIN）、農業モデル（AgriCP）等）の習得を目的に、ドイツカールスルエー工科大学：Karlsruhe Institute of Technology (KIT)のProf. Wolfgang Raskobとの共同研究を実施した。日本からは、2012年6月に、細見、難波、佐久間が参加した。また、福島の状況を認識し、研究およびRODOSの福島への適用に向けて、より具体的なアドバイスが可能となるように、2012年7月に、Prof. Wolfgangを招聘し、福島での現地調査および国際シンポジウム「欧州の経験と知恵に学ぶ 福島の除染」や福島大学での専門家会合、ISAP「欧州の経験と知恵に学ぶ福島の効果的な除染とは」に参加した。さらに、RODOSの福島への適用の状況を欧州のRODOSユーザーおよび開発者と議論するために、2013年2月に、RODOS USER Group meetingに参加した。同時に、住居地域モデル（ERMIN）に関する意見交換や意思決定支援ツールであるWeb－HIPRE、水文モデル（HDM）の習得も行った。ドイツカールスルエー工科大学も主要メンバーとして参加しているNERIS-TP Dissemination workshop（2014年1月）でのImproved Tools, Demonstration Exerciseにおいて、「Use of Simulation Capabilities of the ERMIN by FAIRDO project after Fukushima」と題して、RODOSの日本への適応についての結果の紹介を行い、RODOSの開発者やユーザーとの意見交換を行った。

## （２）ドイツ連邦放射線防護庁との国際連携

ドイツ連邦放射線防護庁では、上記で説明したRODOSモジュールである農業モデル（AgriCP）の開発を行っている。2012年6月に実施したRODOSの研修時においても同庁との連携を実施した。また、2012年12月に開催された「原子力安全に関する福島閣僚会議」（国際原子力機関、日本政府主催）で来日したDr. Erich Wirthとの意見交換を実施した。本研究との国際連携の一環として、Dr. Erichは、2013年7月に日本へ招聘され、持続可能なアジア太平洋に関する国際フォーラム（ISAP）「原子力災害に備えて：福島と欧州からの教訓」への登壇、福島での現地調査、地域車座会議第1回への参加した。福島の原子力災害からの復興の現状と課題を学んでもらうと共に、除染の推進および復興に向けて貢献した。

## 7 ．研究成果の発表状況

## （1） 誌上発表

## <論文（査読あり）>

特に記載すべき事項はない。

## <査読付論文に準ずる成果発表>（対象：社会・政策研究の分野）

特に記載すべき事項はない。

## くその他誌上発表（査読なし）>

1）難波謙二、都丸亜希子（2013）「除染の現状」（特集「企業の地震防災対策～『東日本大震災』から2年」、安全と健康、Vol.14、p.31-34

2）細見正明（2013）放射能除染対策効果の評価、ベース設計資料、No.156土木編、
## （2） 口頭発表（学会等）

1)難波謙二：双葉町復興まちづくり委員会・ふるさと再建部会（2012）「除染技術の現状について」

2) K. Nanba: The Federal Office for Radiation Protection SG-Seminar, Munchen, Germany, "FUKUSHIMA–2 Years after the NPP-Accident Measurements and Decontamination Activities"

3)佐久間一幸、仲田宗行、難波謙二、寺田昭彦、細見正明：化学工学会 第78年会（2013）「地域条件を反映した除染計画の策定」

4) K. Sakuma & Y. Totoki: NERIS-TP Dissemination workshop: Improved Tools, Demonstration Exercise, Oslo, Norway 2014.

“Use of Simulation Capabilities of the ERMIN by FAIRDO project after Fukushima”

5)佐久間一幸、難波謙二、寺田昭彦、細見正明：日本原子力学会春の年会(2014)「地域条件を反映した除染計画の策定」

## （3） 出願特許

特に記載すべき事項はない

（４）シンポジウム、セミナー等の開催（主催のもの）

1) FAIRDO 専門家ワークショップ（2012年7月19日、福島大学、観客約40名）

2)国際シンポジム「欧州の経験と知恵に学ぶ効果的な福島の除染」（2012年7月21日、桜の聖母短期大学、観客約200名）

3)持続可能なアジア太平洋に関する国際フォーラム（ISAP）パラレルセッション「欧州の経験と知恵に学ぶ福島の効果的な除染とは」（2012年7月24日、パシフィコ横浜、観客約60名）

4) ワークショップ「効果的な除染に関する報告会」（2012年12月13日、福島大学、観客約20名）

5)持続可能なアジア太平洋に関する国際フォーラム（ISAP2013）パラレルセッション「原子力災害に備えて：福島と欧州からの教訓」（2013年7月23日、パシフィコ横浜、観客約60名）

6) 第1回 FAIRDO車座会議「福島の復興に向けた合意形成の基盤作りについて」（2013年7月26日、福島大学、福島市、参加者約30名）

7) 第2回 FAIRDO車座会議「福島の復興－地域からの合意形成に向けて－」（2013年9月27日、A・O・Z、福島市、参加者約30名）

8) 第3回 FAIRDO車座会議「除染・復興の推進に向けた霊山町の課題」（2013年11月12日、霊山町総合福祉センター、伊達市、参加者約30名）

9) 第4回 FAIRDO車座会議「除染・復興の推進に向けた伊達市霊山町の課題：どう共有し前へ進むか？」（2014年2月3日、霊山町中央公民館、伊達市、参加者約30名）
（５）マスコミ等への公表・報道等

1) 難波謙二（2012）「放射能除染問題について専門家に聞く」土と水、第57号、p.6-9

## (6) その他

特に記載すべき事項はない

### 8 \. 引用文献

1) “平成二十三年三月十一日に発生した東北地方太平洋沖地震に伴う原子力発電所の事故により放出された放射性物質による環境の汚染への対処に関する特別措置法” 2011.

2) 福島県：“緊急実施基本方針に基づく市町村除染計画策定マニュアル” 2011.

3) 相馬市：“相馬市除染計画（第1版）”2011.

4) 相馬市：“相馬市除染実施計画（第2版）” 2012.

5) 伊達市：“伊達市除染基本計画（第1版）”2011.

6) 飯舘村: “飯舘村除染計画書-豊かな”ふるさとを再生するために-”2011.

7) 原子力災害対策本部: “除染に関する緊急実施基本方針” 2011.

8) 原子力災害対策本部: “市町村による除染実施ガイドライン” 2011.

9) 環境省: “除染関係ガイドライン（第1版）” 2011.

10)環境省除染チーム：“放射線量低減対策特別緊急事業費補助金（環水大総発第111222001号）に係るQA（全体的事項）”2012.

11)環境省:“除染関係Q & A”2014.

12)環境省：“除染関係ガイドライン（第2版）”2013.

13)環境回復検討会：“今後の森林除染の在り方に関する当面の整理について”2012.

14)日本原子力学会 クリーンアップ分科会: “除染技術カタログVer.1.0” 2011.

15)内閣府原子力被災者生活支援チーム：“除染技術カタログ”2011.

16)日本原子力研究開発機構：“福島第一原子力発電所事故に係る福島県除染ガイドライン作成調査業務報告書”2012.

17)日本原子力研究開発機構：“福島第一原子力発電所事故に係る避難区域等における除染実証業務報告書”2012.

18)環境省:“自衛隊による役場の除染の結果について（最終報告）”2012.

19)日本原子力研究開発機構：“福島第一原子力発電所事故に係る避難区域等における除染実証業務（除染技術実証試験事業編）報告書”2012.

20)環境省：“平成23年度除染技術実証事業概要書”2012.

21) 日本原子力研究開発機構: “平成24年度 除染技術評価等業務報告書” 2012.

22) W. Raskob, F. K. Gmbh, G. F. Gering, and G. J. Lochard: “EURANOS”

23) Forschungszentrum Karlsruhe Institut for Kern and Energietechnik Accident Consequence Group: "The RODOS system (version PV6.0)" 2005.

24) W. Raskob, D. Trybushnyi, I. Ievdin, and M. Zheleznyak: “JRODOS: Platform for improved long term countermeasures modelling and management” Radioprotection, vol. 46, no. 6, pp. 731–736, 2011.

25)日本原子力研究開発機構：“福島第一原発発電所事故に伴うCs137の大気降下状況の試算-世界
版SPEEDI（WSPEEDI）を用いたシミュレーション”2011.

26)A. Jones, T. Charnock, and L. Singer:: “Description of the Modelling of Transfer and Dose Calculations within ERMIN v1.0 and associated data libraries” 2009.

27) K. Bunzl, W. Schimmack, L. Zelles, and B. P. Albers: “Spatial variability of the vertical migration of fallout 137Cs in the soil of a pasture, and consequences for long-term predictions” Radiat Env. Biophys, vol. 39, pp. 197–205, 2000.

28) K. G. Andersson and J. Roed: “Dose received in a dry-contaminated living area in the Bryansk Region, since the Chernobyl accident” J. Environ. Radioact., 2004.

29) K. G. Andersson, C. J. Roed, and L. Fogh: “Weathering of radiocaesium contamination on urban streets, walls and roofs” J. Environ. Radioact., vol. 62, pp. 49–60, 2002.

30) 斉藤公明 “自然環境中における放射性物質の移行メカニズム調査の結果” in 平成24年度放射能測定調査委託業務「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率」，no. cm，日本原子力研究開発機構，2012, pp. 91–270.

31) International Atomic Energy Agency: “Generic procedures for assessment and response during a radiological emergency” 2000.

32)環境省:“追加被ばく線量1ミリシーベルトの考え方”in災害廃棄物安全評価検討会・環境回復検討会 第1回合同検討会,2011,p.23.

33)東京電力株式会社:“福島第一原子力発電所事故における 放射性物質の大気中への放出量の推定について”2012.

34)文部科学省：“文部科学省による放射線量等分布マップ（放射性セシウムの土壌濃度マップ）の作成について”2011.

35)木名瀬栄:“空間線量率の変化傾向の解析に基づくモデルパラメータの決定”in平成24年度放射能測定調査委託業務「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率」，2012, pp. 53–70.

36)日本原子力研究開発機構 福島技術本部：“放射線量等分布状況調査(空間線量率、土壌濃度マップの作成）に関連した研究”in 平成23年度放射能測定調査委託事業「福島第一原子力発電所事故に伴う放射性物質の第二次分布状況等に関する調査研究」成果報告書，日本原子力研究開発機構,2011,pp.69-91.

37)日本原子力研究開発機構：“付録2 除染モデル実証事業等の成果報告会” in 福島第一原子力発電所事故に係る避難区域等における除染実証業務 報告書，日本原子力研究開発機構，2012，p.付録107-付録277.