佐藤 康雄 (2013) 放射能拡散予測システム SPEEDI なぜ活かされなかったか

  • 佐藤 康雄, 2013: 放射能拡散予測システム SPEEDI なぜ活かされなかったか (科学と人間シリーズ 3)。東洋書店, 153 pp. ISBN 978-4-86459-095-2.
  • 【[2016-03-29補足] 東洋書店は2015年に廃業してしまった。2016-03-29現在、「科学と人間シリーズ」は「科学と人間シリーズ 執筆者チーム」が発行者のような形で売られている。発売元はリーダーズノート株式会社だそうだ。東洋書店新社という会社ができたが、このシリーズはその会社に引き継がれていない。】

SPEEDIはSystem for Prediction of Environmental Emergency Dose Informationつまり「緊急時迅速放射能影響予測システム」の略で、日本原子力研究所(現在は日本原子力研究開発機構になっている)が開発し、文部科学省事業として原子力安全技術センターで運用されていたものである。おもに気象モデルによる物質の移流拡散の計算と、それがもたらす環境放射線量の予測からなっていた。

著者は気象学者である。わたしにとっては同じゼミに出席することがあった先輩だった。わたしが大学院生のとき、いわゆるオーバードクターだった。それから気象大学校講師として就職し、気象庁内の異動で気象研究所(つくば市)の研究職になった。そこでの仕事は気象モデルの応用であり、おもな課題は地球温暖化に伴って日本のローカルな気候がどうなるかで、大気による物質輸送を直接には扱っていなかったようだが、それを扱う人のすぐそばにいた。2004年に定年退職し、約5年間、JICAのプロジェクトでモンゴル気象庁に技術協力していた。その仕事からも引退してから、生まれたところでもある(高校のときは仙台にいたそうだが)福島県に転居した。それから7か月後に大震災と原子力事故に出会った。

気象モデルの専門家でもあり事故の被害者でもある著者だから、被害軽減に役立つはずだったSPEEDIが役にたたなかったことはほかの人にもまして無念にちがいない。本書で著者はいろいろな観点からこの問題を考えようとする。ただし問題がまだよく整理されていないところがあると思う。SPEEDI自体に関する話題もあるが、むしろ重要なのは、一方ではモデルによる移流拡散計算という技術の現状に関する展望、他方では原子力事故に関するさまざまな情報の流通に関する問題の指摘だと思う。

第1章 「37年前の福島第二原発裁判での住民の訴え」。1975年に住民が福島第二原子力発電所の設置許可処分取り消しを求めたが、最高裁まで行って1992年に原告敗訴になってしまった。その訴状には、外部電源喪失によって緊急冷却が働かず炉心溶融が起きて放射性物質が環境中に放出される危険が指摘されている。これでも裁判所は「危険性の証明が不十分」としてしまったわけだが、今から考えれば、安全性の証明がくずれていると考えるべきだったのだろう。なお、訴状には、当時の「拡散・被曝評価モデル」に対する批判も含まれていた。拡散の単純な計算や、雨の影響が考慮されていなかったことについては、今は変わっていると思う。しかし技術的には違うところで同様に批判できるところはあるだろう。

第2章 「SPEEDI、放射性物質の拡散シミュレーションとは?」。SPEEDIという特定のシステムの構成を、原子力安全委員会(2008, 2010改訂)の環境放射線モニタリング指針と、原子力安全技術センターの公開情報などをもとに短く紹介している。著者が「奇異の感じがする」と言っているのは、情報を送る先として想定されたのが、政府災害対策本部、現地災害対策本部(オフサイトセンター、2011年の事故では機能しなかった)、県であり、気象や地震・津波の警報のようにマスメディアを通じて住民に速く伝えることを計画していなかったことだ。さらに、2011年の事故発生時には、東京電力が事故を経産省に報告したが文科省に伝えられなかったためSPEEDIの緊急時モードへの切りかえが1時間遅れたそうだ。

第3章 「福島第一原発事故による放射性物質の移流拡散と当時の福島県・東日本の気象条件」。まず福島県の地勢、続いて事故時の気象条件を説明している。3月という比較的寒い季節で、地表に近い大気の成層が安定だったので、放射性物質の拡散は大きくならなかった。ただ、3月15日の夕方から夜に雨や雪(みぞれ)が降ったので、それに取りこまれた放射性物質が沈着し、土壌の放射性物質汚染がその後持続してしまった。もし積乱雲活動が盛んな夏の日中に事故が起きていたら、季節平均の風が浜通りから内陸へ向かっているうえに、積乱雲によって空気が鉛直に高く持ち上げられるので山を越えやすい。実際の2011年3月の事故とはずっと違ったところに汚染が広がった可能性があるのだ。

そして、次の件は、直接には気象の観測や予測ではないのだが、わたしはこの本で初めて知り、重要なことだと思う。アメリカ合衆国のエネルギー省が、3月17-19日、横田基地のアメリカ軍飛行機を使って放射能の観測をしていたのだ。これができることが、日本がアメリカの「軍事的属国である証拠」でもあるという著者のくやしさももっともだと思うが、この情報は18-20日に日本政府にも届いていたのだ。ところが受け取った外務省から文科省、保安院に伝達されたが、官邸、災害対策本部、安全委員会には届かず、避難指示に役立つことがなかった。これはとてもくやしいことだ。42ページの図3-5にあるのは19日現在の線量分布で、北西方向に高濃度汚染域が広がっている。3月23日に出されたSPEEDIによる逆推定の結果や、その後の詳しい研究による線量分布と大きな特徴は同様だ。つまり、結果として、3月15日夜の降水が、環境線量の大きなところの分布を決めてしまったのだ。

行政による避難指示は、2011年 3月12日に20km内に避難指示、3月15日に20-30km屋内退避、3月25日に20-30km自主避難要請(指示ではなかった)、そして4月22日になって20-30kmの北西側(浪江町)と30km外の飯舘村を計画的避難区域に指定、とうつりかわった。4月22日の指示は、3月19日の飛行機観測の結果を参照していればもっと早く出せたのではないか。

第4章「なぜ放射能拡散予測 (SPEEDI) が生かされなかったか?」。
2011年3月に実際に起こったこと。福島県庁では地震・停電で通信網が切れて専用端末が機能せず、県職員の個人メールアドレスに送ってもらったが、受け取ったメールを保持する記憶容量の制限がきびしかったので画像ファイルを消してしまったということだ。複合災害を考慮していなかったシステム設計の失敗だと言える。ただし著者は、県職員が、何か(たとえば安定ヨウ素剤服用指示)に役立つ情報と認識していれば、残すくふうをしたのではないか、という。

文科省はSPEEDIを見て計算値から高濃度汚染が予想された浪江町へ職員を向かわせ、赤宇木で15日22時で330 μSv/hを観測した。このSPEEDI計算は単位放出量によるものなのでそれだけで現地に警告すべきという判断に至らなかったのは無理もないとわたしは思う。しかし、観測値は発表すべきであり、それとつじつまのあうことがわかったSPEEDI計算を手がかりに広域の推定値を示してもよかったはずだ。しかし文科省や官邸はすぐに情報公表をしなかった。パニックをおそれたと伝えられている。しかし結果として、避難者が線量の高い地域に滞在したり避難ルートとして選択したりすることが起きてしまった。

(著者は、内部被曝について、ガンマ線をはかるホールボディカウンターではベータ線やアルファ線の被曝は見積もられないのではないかという疑問を述べている。わたしが得た知識によれば、ガンマ線で放射性核種がわかればそれによるベータ線の内部被曝もいっしょに見積もられている。しかしガンマ線を出さない核種があっても測定からもれるという問題はある。)

15日には原子力機構のWSPEEDI-IIによる計算も行なわれている。15日1時から連続放出(単位量)を仮定したものだ。結果は数量はともかく空間分布としては妥当なものになっている(ただし3月の比較的安定成層だったおかげもある)。著者は、これを使えば、浪江町では15日の夕方・夜は屋内退避、16日の朝に避難という行動がとれたのではないかという。わたしは(乏しい知識による推測だが)15日の行動に間に合う情報伝達は困難だったと思うのだが、伝達可能になりしだい使うべきだったと思う。しかし、結果論だが、18日以後については、アメリカ軍の飛行機による線量観測値が利用できたならば、SPEEDIはそれほど重要でなかったと思う。

SPEEDIは、発電所の近くのモニタリングポストの測定値から推定された放出量を入力とすることになっていた。ところが福島第一事故の場合は、モニタリングポストを管理するオフサイトセンターから人が退去することになったせいなどで、せっかく測定されていた12-15日のデータの大部分が6月3日まで利用できなかった。本書「おわりに」の記述を合わせると、県が保管していたが国と共有されていなかったらしい。

しかし、単位量放出を仮定した計算は行なわれていた。線量が定量的にはわからなくても、分布がわかれば避難ルートや屋内退避などの判断の助けになるので、積極的に公表するべきだった。ただし、どんな仮定によるものかについてていねいな解説が必要で、それを責任をもって行なう機関がなかったことが根本的問題だった。

3月23日に原子力安全委員会が公表したSPEEDI計算結果は、利用可能だった少数のモニタリングポストの観測値などを使って逆推定した放出量に基づくものだ。その1か月後までに期間を延長したものも、定性的分布は変わっていない。先ほど述べたように、この事例の場合は、3月15日夜の雨・雪による沈着が基本的パタンを決めてしまったのだ。

著者は、事故直後に避難に役立つ情報を出すことができたはずなのに、原子力防災基本計画にそれを可能にするしくみがなかったことを非常に残念に思っている。過酷事故の場合、放出量情報が得られないことは当然ありそうなことなのだ。それでも放出量を仮定した(たとえば単位量の)計算は、それと知って使えば有用なのだ。

第5章「放射性物質の移流拡散シミュレーションの有用性と本質的な限界」。
この章では、今回の事故でのさまざまな汚染例や、放射性物質の地表面沈着量の観測(地方自治体観測の集約結果)についてもふれられているが、おもに、SPEEDI以外の移流拡散シミュレーション、ことに、気象研究所の関山剛氏、田中泰宙氏、梶野瑞王氏などの仕事を紹介している。移流拡散とともに、放射性物質が硫酸などのエアロゾル粒子にとりこまれ、その粒子が併合などによって数や大きさを変え、そして一部は直接(乾性)、多くは雨や雪にとりこまれて(湿性)陸や海に沈着する過程を表現する必要があるが、それに関する知識にはまだ不確かさが大きい。また、予測の改良には、シミュレーションに観測値をとりこむ「データ同化」や、複数の初期値からの予測を組み合わせる「アンサンブル予測」の技法も関係してくる。

第6章 「チェルノブイリ事故の放射性物質の移流拡散シミュレーション」。1986年のチェルノブイリ事故の際には、日本の気象研究所を含む世界の多数の機関で、広域の放射性物質輸送・沈着のシミュレーションとその観測との比較が行なわれた。またヨーロッパでは人工的な物質を放出して追いかける実験も行なわれた。当時の知識では湿性沈着を正しく計算できなかったという制約はあるが、こういった経験を経て今の移流拡散モデルがある。

第7章 「シミュレーション予測結果をどう国民に伝えるか — 緊急事故時の情報一元化問題ほか」。
日本気象学会の、2011年3月18日の理事長メッセージとその関連の動きについては[わたしの別のブログ記事]と話題が重なるが、著者はとくに2012年の評議員会議事録(「天気」http://www.metsoc.jp/tenki 2012年6月号)に注意を向けている。

緊急情報発信の一元化は一般論としては正しいのだが、原子力防災については、2001年の省庁再編で役割分担の流れはわかりにくくなっていた。2011年 3月、原子力安全技術センターは仮想放出計算をするとともに保安院と安全委にそれぞれ2人のオペレータを派遣したのだそうだ。3月16日、災害対策本部はSPEEDI情報の評価・発信機関として安全委を指定した。安全委は23日に逆推定にもとづく線量の図を発表したが、緊急の避難に役立つ可能性があった単位量放出の結果が公表されるのはそれよりあとになった。SPEEDI情報発信の責任者が安全委と決まってからも、たとえば文科省が自発的に公開を決断して安全委の了解をとりつけるような動きがあるべきだったのではないか、と著者は考える。

なお、2010年10月に菅首相が出席した浜岡原発総合防災訓練では机上資料としてSPEEDI情報が配布されていたのだそうだ。あとから考えれば残念だが、形式的に扱われてその意義に思いがおよばなかったのだろう。

日常のうちに、仮に事故が起こったらどこにどのような危険が及ぶかの可能性を示すハザードマップを作るには、SPEEDIのたぐいのモデルが有用だ。敦賀原発について岐阜県が行なったシミュレーションの例がある。なお、原子力規制委員会が2012年10月24日に公表した拡散予測は、SPEEDIではなく、一様な風向風速による移流と濃度の拡散を計算したものを、過去の気象データを用いて集計したものである。福島第一についての計算結果で(南東のほか)北北西にのびているのは夏の季節風を反映したもので、3月15日に起きたこととの一致は偶然なのだ。

第8章 「なお起こり得る原発事故時にSPEEDI情報を役立たせるには」。著者があげている7項目の提案をわたしなりに要約すると次のようになる。
1. 単位放出あるいは仮想的放出SPEEDI計算を(ていねいに説明して)避難に役立てる
2. 図情報を公表する権限を本部長でなく現場に近いところに。ネットやメディアで通報。
3. 放射性ヨウ素の健康影響推定のために移流拡散モデルを利用
4. 住民への情報伝達の責任分担を明確に。県の役割が重要。
5. 次の事故の可能性にそなえて平時の訓練を。気象庁・環境省の協力を。
6. 規制委員会に拡散予測シミュレーションに詳しい人を含める
7. ヨーロッパの緊急時対応システムを参考に。

「おわりに」。著者の主張をわたしなりに要約しておく。
– 原子力をどうしていくかについて、大きいのは放射性廃棄物処分の問題だ。これは次世代にかかわる倫理の問題だ。
– 避難住民の帰還については、高濃度汚染地域は除染をあきらめて国の費用で別の場所に新しい町の創生を考えるべきだ。
– 科学・技術は役にたたなければ…
– 住民も自分たちを最終的に守るのは自分たちだという気持ちを持つ必要がある。

折り返しのあとに詳しい目次をつける。

はしがき
目次
第1章 37年前の福島第二原発裁判での住民の訴え
1-1 37年前の福島第二原発裁判とは?
1-2 裁判の争点、原告団の主張
1-3 3.11後の今日、この裁判がもっている意味
第2章 SPEEDI、放射性物質の拡散シミュレーションとは?
第3章 福島第一原発事故による放射性物質の移流拡散と当時の福島県・東日本の気象条件
3-1 福島県の地勢
3-2 事故時の気象条件と福島県・東日本の放射能汚染
[囲み記事1] 安定成層大気、不安定成層大気
3-3 もし積乱雲活動が盛んな夏の日中に事故が起きていたら
3-4 米国エネルギー省の飛行機観測による放射能汚染状況は
3-5 避難地域の連続的な拡大
第4章 なぜ放射能拡散予測 (SPEEDI) が生かされなかったか?
4-1 安全神話の中、SPEEDIはその実力を誇大宣伝していた?
[囲み記事2] 安定ヨウ素剤
4-2 SPEEDIモデルの計算結果は二通りに使える
– 正確な時間的放出量が得られていない場合の有用性
– 定量的放出率情報を推定できた場合の有用性
[囲み記事3] 逆解析、逆推定
4-3 SPEEDI結果はなぜ避難住民に役立てられなかったか
第5章 放射性物質の移流拡散シミュレーションの有用性と本質的な限界
5-1 今回の事故でのさまざまな汚染例
– 宮城県栗原市での牛の飼料としての「稲わら」の汚染の問題
– 静岡県での茶葉の汚染
5-2 あらためて移流拡散シミュレーションモデルとは?
5-3 最先端モデルによる移流拡散シミュレーション
– 原発事故による放射性物質の地表面沈着量の観測
– – 文科省による飛行機観測結果
– – 東京大学鶴田氏ほかの地方自治体観測の集約結果
– 名古屋大学山澤弘実氏のシミュレーション
– さらに精巧なモデルの構築に向けて
– – 気象研究所関山氏のシミュレーション
– – エアロゾルの粒径ごとの分布の時間変化を表現する数値モデルが必要
– 気象研究所田中泰宙氏、梶野瑞王氏らによるシミュレーション
[囲み記事4] データ同化
[囲み記事5] アンサンブル予測法とアンサンブル平均、偏差
[囲み記事6] カオス
[囲み記事7] エイトケン粒子
5-4 事故が夏起こっていたら、どうなっていただろうか?
第6章 チェルノブイリ事故の放射性物質の移流拡散シミュレーション
第7章 シミュレーション予測結果をどう国民に伝えるか — 緊急事故時の情報一元化問題ほか
7-1 緊急事故時の情報一元化の問題 — 学会と行政の違い
7-2 移流拡散シミュレーションモデル計算による原発事故ハザードマップ作り
– 岐阜県が行った敦賀原発事故シミュレーション
– 原子力規制委員会が行った拡散予測
第8章 なお起こり得る原発事故時にSPEEDI情報を役立たせるには
参考文献

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