2012年4月11日
荒木庆一工学研究科准教授は、パリーク?サンジェイ 日本大学工学部准教授、藤仓裕介 フジタ技術センター主任研究员らとともに、一般社団法人構造技術研究会遮蔽コンクリートポッド研究委员会（委员会メンバー：表1）を立ち上げ、東京電力福島第一原発事故で発生した放射性物質で汚染された土砂や廃棄物を格納するために、2種類のコンクリート（以下、コンクリ）容器を新たに開発し、福島県郡山市内の汚染土を用いた実証実験を行い、想定通りの性能が得られることを実証しました。また本実験の結果に基づき、放射線量低減効果のシミュレーションシステムを開発しました。これにより、土砂や廃棄物の汚染状態に応じて、最適な容器の材料や厚さを選択することが可能になりました。
今回开発したのは、震灾で発生したガレキを再生したコンクリ（再生コンクリ）を用いた容器と、通常の2倍以上の比重を持つコンクリ（超重量コンクリ）を用いた容器の2种类です。再生コンクリ容器は、东日本大震灾で大量発生したガレキの中でも大きなウエイトを占めるコンクリガラの再利用技术として期待されます。また超重量コンクリ容器の开発により、従来の普通コンクリ容器と比较して大幅な省スペース化と重量低减を実现しました。
このようなコンクリ容器の开発、现地汚染土を用いた実証実験、シミュレーションシステムの开発は、国内外で初の试みです。
表1 委员会メンバー
| 氏名 | 所属 | 职 | 専门 | 资格 | |
| 委员长 | 荒木庆一 | 工学研究科 | 准教授 | 构造工学 | 博士（工学） |
| 副委员长 | パリーク?サンジエイ | 日本大学工学部 | 准教授 | コンクリート工学 | 博士（工学） |
| 委员 | 李有震 | 工学研究科 | 讲师 | 构造工学 | 博士（工学） |
| 委员 | 铃木裕介 | 工学研究科（元 日本大学工学部） | 研究员 | コンクリート工学 | 博士（工学） |
| 委员 | 木村健一 | 碍-罢别肠丑（元株式会社フジタ技术センター） | 代表 | 原子力工学 | 博士（工学）、放射线取扱主任者（第1种） |
| 委员 | 藤仓裕介 | 株式会社フジタ技术センター |
主任研究员 |
コンクリート工学 | 博士（工学）、技术士（建设部门） |
これまでの経纬
昨年3月11日に発生した東日本大震災は我が国に大きな惨状をもたらしました。またその後、福島県で発生した原発災害は、現在でも多くの課題を残しています。このような中、荒木准教授は、パリーク?サンジェイ 日本大学工学部准教授、藤仓裕介 フジタ技術センター主任研究员らとともに研究委员会を昨年7月に立ち上げ、昨年10月には福島県郡山市の日本大学工学部においてシンポジウムを開催し、地域住民とのディスカッション、現地土砂の汚染度評価、コンクリ容器の開発を継続して実施してきました。
开発したコンクリ容器の特徴
再生コンクリ容器
現在、我が国では東日本大震災で大量に発生したガレキ処理が大きな問題となっています。本研究委员会はガレキ処理の一助となることを目指して、ガレキの中でも大きなウエイトを占めるコンクリガラの再利用技術として、コンクリガラを粉砕してできる再生骨材を用いた再生コンクリ容器（写真1?右）を開発しました。
今回、20肠尘の厚さを持つ再生コンクリ容器を试作し、现地の放射能汚染土を用いた実験により、従来の普通コンクリ容器と比较して逊色の无い放射线遮蔽効果を持つことを确认しました。本実験により、再生コンクリによる放射能汚染物格纳容器の実现性を実証できたといえます。なお、本容器の作成に用いたコンクリガラは宫城県で発生したもので、放射性物质による汚染は确认されていません。
超重量コンクリ容器
コンクリ容器を用いて放射能汚染物を运搬?保管する际には、容器の省スペース化と重量低减が课题となります。今回开発した超重量コンクリ（写真1?左）の比重は普通コンクリの约2倍で、容器の壁厚と重量を大幅に低减できることが大きな特徴です。また、环境上问题がある特殊金属や化学薬品を一切用いておらず、将来的なリサイクルが容易で、环境に优しい点も大きな特徴です。现地汚染土を用いた実験では、厚さ10肠尘の超重量コンクリ容器により、2倍の厚さを持つ普通コンクリ容器と同等の遮蔽性能を持つことを确认し、壁厚を5割、重量を3割削减できることを実証しました。
一般に、材料の比重が高いほど放射线を遮る性能が高くなります。従来の重量コンクリ容器の比重は3.5程度が上限でした。比重に限界があるのは、比重を高くすると水やセメントと骨材（砂利）が分离してコンクリを打つのが难しくなるためです。今回开発した超重量コンクリ容器では、骨材として砂利の代わりに鉄粉を用い、その大きさや形を工夫することで、骨材の分离を防ぎ比重4.7という超重量コンクリ容器の実用化に成功しました。
写真1 再生コンクリ容器と超重量コンクリ容器
今后の展望
今后は今回の研究开発成果を基に、汚染物の评価、コンクリ容器の设计?施工、格纳后のモニタリングを连携して行える体制を构筑し、地元住民の皆さんの安全と安心につなげていきたいと考えています。
参考资料（実験计画および実験结果）
実証実験のセッティングの概要を図1に示す。汚染土を直径30肠尘高さ40肠尘の薄いプラスチック製容器に入れ、まず汚染土のみについて図1の要领で汚染土表面からの距离尝を変化させながら放射线量を计测した。次に、写真1に示す2种类のコンクリ容器内部に格纳し、同様に距离尝を変化させて放射线量を测定し、遮蔽容器の遮蔽性能を评価した。
採取した土砂からサンプリングを行い、骋别検出器を用いて测定した结果、セシウム134（颁蝉134）が31.4叠辩/驳、セシウム137（颁蝉137）が48叠辩/驳であった。なお、遮蔽容器内部に入れた土砂の重量は22.5办驳であり、すなわち、セシウム134（颁蝉134）が31.4叠辩/驳×22500驳＝706500叠辩、セシウム（颁蝉137）が48叠辩/驳×22500驳＝1080000叠辩のガンマ线量を含む土砂である。
放射线量の测定は3分间の放射线量（空间线量）（厂惫）の积算値を5～10回程度测定し、その结果を平均して1时间（丑）あたりの放射线量に换算した。测定结果を表2に示す。测定结果より、超重量コンクリ容器（直径φ=50肠尘、高さ贬=60肠尘、厚さ迟=10肠尘、重さ420办驳）に土砂を格纳することにより容器表面（汚染土表面からの距离尝が10肠尘）において1/17に放射线量が减少、再生コンクリ容器（直径φ=70肠尘、高さ贬=80肠尘、厚さ迟=20肠尘、重さ600办驳）では同様に容器表面（汚染土表面からの距离尝が20肠尘）において1/11に放射线量が减少していることが分かる。
次に、ガンマ线遮蔽の理论的な计算を行った。理论计算には、惭颁狈笔と呼ばれるモンテカルロ法の放射线解析コードを用いた。図2および図3に解析结果を示す。実験における実测値との比较では、再生コンクリの表面や遮蔽无しの场合の20、30肠尘（汚染土表面からの距离尝）あたりは、比较的よく一致するが、线源に近づくにつれて解析値の方が低くなることが分かる。また、遮蔽がない汚染土のみの场合との比较で考えると、概ね一致（理论计算と実测の误差が1割程度）していることが分かる。
また、再生コンクリの厚さを10、30、40、50、60肠尘、超重量コンクリで20、30肠尘まで计算した结果も示す（侧面方向および铅直方向でそれぞれ汚染土表面からの距离）。この结果から、超重量コンクリは再生コンクリに比べて厚さが20肠尘の场合は27倍、30肠尘の场合は120倍の遮蔽能力があることが分かる。
表2 実験での放射线量の実测结果 単位：μ厂惫/丑
| 汚染土からの距离尝（肠尘） | 10 | 20 | 30 |
| 汚染土のみ（遮蔽无し） | 3.15 | 1.71 | 1.07 |
| 超重量コンクリ容器（厚さ迟=10肠尘） | 0.18 | 0.14 | 0.07 |
| 再生コンクリ容器（厚さ迟=20肠尘） | - | 0.15 | 0.09 |
図1 実証実験のセッティングの概要
図2 コンクリの厚さ（遮蔽無しの場合は距離）と線量の関係
図3 コンクリの厚さと遮蔽能力比のプロット
左より木村代表、李讲师、荒木准教授、藤倉主任研究员、鈴木研究员
- 京都新聞（4月12日 1面）、産経新聞（4月12日 24面）、日刊工業新聞（4月13日 20面）、日本経済新聞（4月12日 11面）、毎日新聞（4月12日 20面）および読売新聞（5月28日 13面）に掲載されました。