原子力施設に係る放射線影響評価 (06-03-05-03)

＜本文＞
１．概要
　原子力発電所、再処理施設等の原子力施設（放射性廃棄物の処理・貯蔵施設も含む）の稼働に伴う公衆に対する放射線影響の可能性については、原子力エネルギー利用の当初から認識されている。原子力施設の設置に際しては、公衆に対する放射線影響評価を事前に実施し、評価結果が線量基準を超えないことを実証する必要がある。我が国では、長年に亘る原子力施設の稼働経験を通して、気体放出物及び液体放出物に起因する被ばく線量の実測値または放出物中の放射性物質濃度の実測値に基づく評価値は、事前の評価結果を十分下回ることが実証されてきた。
　原子力施設から放出される放射性物質は、図１に示すように、環境媒体である大気、表面水系（海洋、湖沼、河川）及び地層中を移行し、人間の生活環境である生態圏に入り、最終的に種々の被ばく経路を経て人間に放射線影響を与える。これらの移行過程を解析し公衆の被ばく線量を予測することを放射線影響評価と称し、そこで用いられる計算コード及びデータベースを併せて放射線影響評価手法と呼ぶ。放射線影響評価手法は原子力開発の初期から研究開発が進められ、原子力施設（放射性廃棄物処分施設を除く）の平常運転時の評価手法は、安全側の評価を目的とした安全審査のレベルでは既に確立されている。また、近年では、放射性破棄物処分施設のうち、低レベル放射性廃棄物の浅地層処分に関する評価手法が確立された。現在は、原子炉過酷事故のような大規模な事故が発生することは殆ど考えられないが万一事故が発生した場合の潜在的影響を事前に把握することを目的とした原子力施設事故の確率論的評価手法、及び高レベル放射性廃棄物の深地層処分を対象とした評価手法の研究開発が進められている。
２．評価手法の目的別分類
　放射線影響評価は、その目的に対応して決定論的評価と確率論的評価に分類される。前者は比較的短期の評価または被ばくの原因となる事象の発生確率を安全側に見て１と仮定する場合に適用され、原子力施設の定常運転時及び低レベル放射性廃棄物浅地層処分の評価がこれに相当する。一方、後者は、潜在的影響（Potential impact）の評価を目的とし、極めて長期にわたる評価または被ばく原因事象の発生確率が１をかなり下回ると想定される場合に適用されるもので、原子力施設の事故時の確率論的評価及び高レベル放射性廃棄物の深地層処分の長期評価がこれに相当する。決定論的放射線影響評価では、一般に、パラメータの最良推定値を用いて、原子力施設からの放射性物質の放出量に基づいて、（1）大気、表面水系及び地層、並びに生態圏中での放射性物質の移行・濃縮過程を解析し、（2）人間が接触する環境媒体、吸入摂取する空気及び経口摂取する食物中の放射性物質濃度を算出し、（3）合理的に想定される被ばく経路に基づいて、線量係数（Dose factor:単位放射性物質濃度当たりの被ばく線量）を用いて被ばく線量が算出される。
　一方、確率論的評価では、被ばく原因事象の発生確率及び評価に用いるパラメータ値の確率分布を考慮して、決定論的手法と同様な解析により、被ばく線量またはリスクの確率分布が算出される。確率論的評価では、被ばく原因事象の同定及びパラメータ値の選定に伴う不確かさを客観的に低減できるとの利点があるが、確率分布で与えられる評価結果の解釈が線量基準（実効線量限度）との比較の観点では必ずしも明確ではないとの欠点がある。このため、確率論的評価は評価に伴う不確かさを把握するとの面で決定論的評価を補完するものと考えられ、我が国では原子力施設の安全審査では事故時も含めて決定論的手法が採用されている。
３．評価手法の構成と評価の流れ
　原子力施設の種類により、解析の対象となる環境媒体及び評価すべき項目が異なるので、評価手法の詳細な構成は若干異なるが、基本的には、図１に示した移行経路に沿った解析が実施できるように評価手法が構成されることになる。したがって、評価手法の主要な構成要素は、放射性物質の移行挙動を数学的に表現した評価モデル（計算コード）とデータベース（パラメータ値）である。基本的な評価モデルとしては、
（1）大気拡散モデル：大気中での放射性物質の移行挙動を解析する
（2）海洋拡散モデル：海洋中での放射性物質の移行挙動を解析する
（3）地層モデル：地層中での地下水の流れに伴う放射性物質の移行挙動を解析する
（4）生態圏モデル：環境媒体から動植物への放射性物質の移行・濃縮挙動を解析する（一般的に考慮される移行経路、被ばく経路を図２および図３に示す。）
（5）健康影響モデル：放射線被ばくに起因する短期的・長期的健康影響を推定する
などが挙げられる。放射性廃棄物処分に関する評価では、処分施設からの放射性物質の漏洩量を測定によって求めることはできないので、ソースタームモデルを用いて解析する。
　原子力施設の代表例として原子力発電所をとりあげ、世界的にも研究開発が積極的に進められてきた確率論的環境影響評価手法の基本的骨格と評価の流れを図４に示す。確率論的評価では、放出源情報（放射性物質の放出量とその時間モード）に基づいて、年間の気象条件を確率論的に取り扱って、個人及び集団の被ばく線量、健康影響、防護対策の効果、経済損失などが評価される。評価の流れは以下の通りである。（1）年間の気象データ（１時間毎に気象データが測定されるので年間に 8，760個のデータが存在する）の中から代表的な気象データをデータサンプリング手法を用いて統計的に抽出する。（2）抽出された気象データとそれに対応した気象パラメータ、並びに放出源情報を入力として、大気拡散モデルを用いて、放射性物質の塊（プルーム）の大気中移行とプルームからの放射性物質の地表面への沈着量を解析する。（3）早期被ばくモデルを用いて、プルーム及び地表面沈着物質からの直接線による外部被ばく線量、並びにプルームの吸入摂取（呼吸による摂取）による内部被ばく線量を解析する。（4）これと平行して、地表面に沈着した放射性物質の長期に亘る生態圏中移行を解析して人間が摂取する物質中の放射能濃度を求め、長期被ばくモデルを用いて被ばく線量を算出する。（5）防護対策（退避、避難、安定よう素投与、移住、除染、汚染食物の摂取制限など）を実施することによる、（3）及び（4）で算出した被ばく線量の低減効果を防護対策モデルを用いて解析する。（6）最終的に算出された個人及び集団の被ばく線量に基づいて、健康影響モデルを用いて放射線被ばくに起因する種々の健康影響を評価する。評価結果は、気象データを確率論的に取り扱ったことを反映して、影響の確率分布で与えられることになる。
４．評価手法に関する研究開発の動向
　　原子力施設に係る放射線影響評価手法は、原子力開発の初期から広範な研究開発が進められ、安全側の評価（評価結果が現実を決して下回ることがないように考慮された評価）を意図した安全審査のレベルでは概ね確立している。しかし、現在も以下の目的で研究開発が継続されている。
（1）　現実に即した評価により、安全側の評価結果の裕度を定量的に把握する。
（2）　将来の原子力施設（例えば、新型炉、高レベル放射性廃棄物の深地層処分施設など）に対応する。
この分野で現在最も研究開発の努力が払われているのは、高レベル放射性廃棄物の深地層処分施設の安全評価手法の確立である。高レベル放射性廃棄物には10，000年またはそれ以上のオーダーの半減期を持つ放射性核種が含まれる。また、処分システムは高度の隔離機能を有するので放射線影響は極めて低いと想定されているが長期にわたって維持されることになる。したがって、線量基準には時間制限がないこと、すなわち将来の世代は現在の我々に付与されているものと同等のレベルの放射線防護が保証されるべきであるとの原則から、長期に及ぶ評価が必要となる場合が想定される。放射性廃棄物中の放射性物質は崩壊により時間の経過とともに減少するが、同時に評価の前提となる科学的基礎の信頼性も減少する。すなわち、時間とともに将来の環境条件の予測に含まれる不確かさは増加する。この課題を解決すべく世界的にも衆知を結集して研究開発が進められている。

＜図／表＞

＜参考文献＞
（1）Methodology for Evaluating the Radiological Consequences of Radioactive Effluents Released in Normal Operations， CEC （1979）.
（2）Proc. of the Seminar on Methods and Codes for Assessing the Off−site Consequences of Nuclear Accidents，CEC （1990）.
（3）Proc. of the Paris Symposium on Safety Assessment of Radioactive Waste Repositories，OECD/NEA （1989）.
（4）日本原子力研究所：原研における原子力安全性研究−第20回安全性研究成果報告会記念−、平成４年10月