JP2015001500A - 汚染状況推定装置及び汚染状況推定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 除染方法の検討により資する汚染状況を示す情報を提供する。
【解決手段】 汚染状況推定装置１に含まれる情報処理装置２０は、所定の位置における、複数の異なる高さでの放射線量を示す値を、線量率計１０から受信することで入力する入力部２１と、予め記憶された複数の異なる高さでの放射線量を示す値の間の関係に基づいて、入力部２１によって入力された放射線量を示す値から所定の位置周辺の汚染状況を推定する推定部２２と、推定された前記汚染状況を示す情報を出力する出力部２３とを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、放射線物質による汚染状況を推定する汚染状況推定装置及び汚染状況推定方法に関する。

従来から、放射線物質により環境汚染が生じているエリアにおいて、汚染状況を計測することが行われている。例えば、特許文献１には、遠隔操作により放射線量を計測することが示されている。

特開昭６３−１５１８８４号公報

測定される汚染状況は、除染方法の検討や除染効果の評価に用いられる。測定される汚染状況を示す値としては、空間線量率（１ｍ高さでの線量率）、表面線量率（１ｃｍ高さでの線量率）及び表面汚染密度等がある。しかしながら、これらの計測のうち、表面線量率についてはホットスポットの特定に適用されているものの、より具体的な除染計画に対する反映が十分に行われていない。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、除染方法の検討により資する汚染状況を示す情報を提供することができる汚染状況推定装置及び汚染状況推定方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る汚染状況推定装置は、所定の位置における、複数の異なる高さでの放射線量を示す値を入力する入力手段と、予め記憶された複数の異なる高さでの放射線量を示す値の間の関係に基づいて、入力手段によって入力された放射線量を示す値から所定の位置周辺の汚染状況を推定する推定手段と、推定手段によって推定された汚染状況を示す情報を出力する出力手段と、を備える。

本発明に係る汚染状況推定装置では、複数の異なる高さでの放射線量を示す値から、それらの値の間の関係に基づいて汚染状況が推定される。従って、それぞれの高さの放射線量を示す値を個別に考慮する場合と比べて詳細な汚染状況を推定することができ、除染方法の検討により資する汚染状況を示す情報を提供することができる。

推定手段は、入力手段によって入力された２つの異なる高さでの放射線量を示す値の比と、予め設定された閾値との比較に基づき、所定の位置周辺の汚染状況を推定することとしてもよい。この構成によれば、例えば、地盤が一様に汚染されているか否かについて具体的な汚染状況を推定することができる。

推定手段は、入力手段によって入力された放射線量を示す値の少なくとも何れかに基づいて高さに応じた放射線量を示す値を推定するための式を推定し、当該式に基づく放射線量を示す値と入力手段によって入力された放射線量を示す値との比較に基づき、所定の位置周辺の汚染状況を推定することとしてもよい。この構成によれば、更に詳細な汚染状況を推定することができる。

入力手段は、水平方向における複数の所定の位置における、複数の異なる高さでの放射線量を示す値を入力し、推定手段は、入力手段によって入力された、複数の所定の位置における放射線量を示す値に基づいて汚染源の位置を推定する、こととしてもよい。この構成によれば、水平方向おいて更に詳細な汚染状況を推定することができる。

汚染状況推定装置は、放射線量を示す値を検出する検出手段を更に備えることとしてもよい。この構成によれば、複数の異なる高さでの放射線量を示す値を入力することができ、確実に汚染状況を推定することができる。

ところで、本発明は、上記のように汚染状況推定装置の発明として記述できる他に、以下のように汚染状況推定方法の発明としても記述することができる。これはカテゴリが異なるだけで、実質的に同一の発明であり、同様の作用及び効果を奏する。

即ち、本発明に係る汚染状況推定方法は、汚染状況推定装置による汚染状況推定方法であって、所定の位置における、複数の異なる高さでの放射線量を示す値を入力する入力ステップと、予め記憶された複数の異なる高さでの放射線量を示す値の間の関係に基づいて、入力ステップにおいて入力された放射線量を示す値から所定の位置周辺の汚染状況を推定する推定ステップと、推定ステップにおいて推定された汚染状況を示す情報を出力する出力ステップと、を含む。

本発明では、複数の異なる高さでの放射線量を示す値から、それらの値の間の関係に基づいて汚染状況が推定される。従って、それぞれの高さの放射線量を示す値を個別に考慮する場合と比べて詳細な汚染状況を推定することができ、除染方法の検討により資する汚染状況を示す情報を提供することができる。

本発明の実施形態に係る汚染状況推定装置の構成を示す図である。 仮想的な円盤線源を示す図である。 円盤線源の半径ｒが１ｍ、１００ｍ、１０ｋｍのそれぞれの場合の、高さが１ｃｍの線量率に対する高さの線量率の割合を示すグラフである。 表面線量率と空間線量率との関係を示す図である。 表面線量率と空間線量率との計測結果を示す図である。 本発明の第１実施形態に係る汚染状況推定装置で実行される処理（汚染状況推定方法）を示すフローチャートである。 地盤の線源の広さ毎の高さに応じた線量率のグラフである。 地盤以外の線源がある場合の高さに応じた線量率のグラフである。 線量率を推定するための式を概念的に示したグラフである。 地盤以外の線源がある場合の線量率の予測値と実測値とを示すグラフの例である。 地盤以外の線源がある場合の線量率の予測値と実測値とを示すグラフの別の例である。 本発明の第２実施形態に係る汚染状況推定装置で実行される処理（汚染状況推定方法）を示すフローチャートである。

以下、図面と共に本発明に係る汚染状況推定装置及び汚染状況推定方法の実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

＜第１実施形態＞
図１に本発明の第１実施形態に係る汚染状況推定装置１を示す。汚染状況推定装置１は、放射線物質による汚染状況を推定する装置である。汚染状況推定装置１によって推定される汚染状況は、除染方法の検討（除染計画）に用いられる。従って、汚染状況推定装置１によって汚染状況が推定されるエリアは、例えば、屋外等の広い範囲を有するエリアである。

図１に示すように本実施形態に係る汚染状況推定装置１は、線量率計１０と、情報処理装置２０とを備えて構成されている。線量率計１０は、放射線量を示す値を検出する検出手段である。線量率計１０は、例えば、ベータ線（β線）及びガンマ線（γ線）の線量率（μＳｖ／ｈ）検出する装置である。線量率計１０は、具体的には、ＮａＩシンチレーション式サーベイメータ（ＮａＩ線量率計）に相当する。あるいは、線量率計１０は、ＣｓＩシンチレーション式サーベイメータ（ＣｓＩ線量率計）としてもよい。あるいは、ＧＭサーベイメータ（ＧＭ汚染検査計）としてもよく、また、それらを併用することとしてもよい。

なお、ベータ線の透過力はガンマ線の透過力と比べるとはるかに弱いため、ベータ線を検出するＧＭ汚染検査計の方が汚染の度合の差が明確に数値に表れやすくなる。従って、ホットスポット等、汚染の強い場所を探したり、除染前後での汚染の状況の変化を把握したりするのに適している。それとは反対に、広い空間の平均的な汚染の度合いを調べるには適していない。その理由としては、広い空間の汚染は一見すると均一に汚染されているように見えるが、実際は空間的なばらつきを生じていることに由来する。そのため、空気中ではせいぜい数ｍしか透過しないベータ線を検出するＧＭ汚染検査計を使用して広範囲の汚染の度合いを測定することは難しいと言える。

それに対し、ＮａＩ線量率計は透過力の強いガンマ線を検出するので、広範囲の汚染の度合いを把握するのに適している。しかしながら、汚染源に近づくと検出器を通過する放射線の量も増えるので、汚染源との距離によっても数値は変化する。つまり、測定点の地表の汚染が著しい場合は、地表から１ｃｍでの測定値と地表から１ｍでの測定値の値が異なる。反対に、地表の汚染が少なく、その周辺からの影響が強い場合は、１ｃｍと１ｍでの測定結果に大きな差がない。また、例えば家屋の屋根、樹木、背の高い草等が周囲にある場合も、１ｃｍから１ｍに測定点を高くしても、地表以外の他の汚染源との距離は大きく変わらないため、１ｃｍと１ｍとであまり変化が見られない傾向がある。

例えば、原子力発電所における金属表面の汚染の度合いは、表面のみに汚染物が付着しているため、前述のとおり、ＧＭサーベイメータ（ＧＭ汚染検査計）が適している。しかしながら、除染業務においては、対象物の中に土壌が含まれるため、一概にＧＭサーベイメータが汚染の度合いの評価に適しているとは言い切れない。つまり、土壌においてセシウム（Ｃｓ）１〜２ｃｍ程度の間に留まっており、ＧＭサーベイメータだけでは表層下の汚染程度の把握に不十分と言える。そこで、本実施形態においては、土壌中の汚染の程度も評価しやすい、ＮａＩシンチレーション式サーベイメータを用いた表面線量率も併用して用いていることとしてもよい。

線量率計１０は、所定の位置（同一の水平方向での位置）における、予め設定された複数の異なる高さ（異なる鉛直方向での位置）での放射線量を示す値を検出する。具体的には、線量率計１０は、地表から１ｃｍの高さでの線量率である表面線量率と、地表から１ｍの高さでの線量率である空間線量率とを計測（検出）する。なお、上記において、同一の位置は、汚染状況の推定において同一とみなせる範囲内の位置であればよい。計測の際の線量率計１０の位置決めは、例えば、汚染状況推定装置１のユーザ（計測者）によって行われてもよい。また、棒状の部材を用意し、棒状の部材をその軸方向が鉛直方向となるように地表に突き立てたときに地表から１ｃｍとなる位置及び１ｍとなる位置それぞれに線量率計１０を固定しておくこととしてもよい。この構成によれば、確実に１ｃｍ及び１ｍの高さでの線量率を計測することができる。

線量率計１０と情報処理装置２０とは、有線あるいは無線によって接続されており、互いに情報の送受信を行うことができる。線量率計１０は、測定した放射線量を示す値を情報処理装置２０に出力する。

情報処理装置２０は、線量率計１０から受信した情報に基づいて情報処理を行うことにより、放射線物質による汚染状況を推定する装置である。情報処理装置２０は、具体的には、ワークステーションやＰＣ（Personal Computer）等の装置に相当し、ＣＰＵ（CentralProcessing Unit）やメモリ等のハードウェアにより構成されている。情報処理装置２０は、これらの構成要素がプログラム等により動作することにより後述する各機能が発揮される。なお、本実施形態では、情報処理装置２０は一つの装置で実現されているが、複数の情報処理装置がネットワークにより互いに接続されて構成される情報処理システムにより実現されていてもよい。

ここで、本実施形態における汚染状況の推定に用いる線量率の関係について説明する。放射線は距離に伴い減衰する特性がある。そのため、一般には地面の汚染部位近辺の表面線量率に比べ、空間線量率が低い値を示す。図２に示すように、地表面の半径ｒの円形の範囲において面的に一様に汚染している状態である（放射線物質が一様に分布している）仮想的な円盤線源３０を考える。遮へい体がない場合、この円盤線源３０の中心における高さｄの点Ｐにおける線量率は以下の式（１）で表現することができる。

ここで、Φ_Ｐは点Ｐにおけるγ線密度［γ／（ｃｍ^２・ｓ）］であり、Ｑ_Ａは円盤線源３０の強度［γ／（ｃｍ^２・ｓ）］である。また、θは、点Ｐから円盤線源３０への垂線と点Ｐから円盤線源３０の端点（円盤線源３０における中心から距離ｒの位置の点）までの線とがなす角である。

図３のグラフに円盤線源３０の半径ｒが１ｍ、１００ｍ、１０ｋｍのそれぞれの場合の、高さｄが１ｃｍの線量率（高さ１ｃｍの点Ｐにおけるγ線密度）に対する、点Ｐの高さｄ毎での線量率の割合を示す。図３のグラフにおいて横軸が高さｄを示し、縦軸が割合を示す。図３のグラフに示すように円盤線源３０の半径ｒが１００ｍの場合には、高さｄが１ｃｍの場合の線量率である表面線量率に対して、高さｄが１ｍの場合の線量率である空間線量率の値は５０％となる。

従って、半径１００ｍ程度のエリアを基準に考えると、線量率を計測した位置（原位置）において、概略の指標として以下のような判断を実施することができる。また、図４に表面線量率（横軸）と、空間線量率（縦軸）との関係を示す。

即ち、空間線量率×２＞表面線量率である場合（図４において、空間線量率×２＝表面線量率の直線Ｌ１より左上の領域の関係の場合）、地盤以外の汚染源が周囲にある。地盤以外の汚染源は、例えば、樹木や建物である。空間線量率×２＝表面線量率である場合（図４において直線Ｌ１上の関係の場合）、地盤以外の汚染源が無く、地盤が面的に汚染されている。空間線量率×２＜表面線量率である場合（図４において直線Ｌ１より右下の領域の関係の場合）、地盤の汚染が限定された範囲である（線源が円盤線源３０であるとした場合、その半径ｒが１００より小さい）。

上記の空間線量率と表面線量率との関係（理論式）の妥当性を確認した本願出願人らが実施した線量率の計測結果を図５に示す。これは、福島県の葛尾村、田村市及び富岡町の予め設定した計測点（メッシュポイント）において表面線量率と空間線量率とを計測した結果（５，２４１点）である。なお、計測は、除染前及び除染後の両方に行われた（事前・事後モニタリング）。

図５は、横軸を表面線量率（μＳｖ／ｈ）とし、縦軸を空間線量率（μＳｖ／ｈ）として、同一地点において計測された表面線量率及び空間線量率をプロットしたものである。図中の実線Ｌ２は、近似直線である、ｙ（空間線量率）＝０．６５０９ｘ（表面線量率）を示す。図中の破線Ｌ３は、空間線量率×２＝表面線量率の関係である。また、表面線量率及び空間線量率について以下の統計データが得られた。

図５より、表面線量率が高いデータ（２０μＳｖ／ｈ以上の値）等、近似直線に上手くのってこないデータはあるが、その他のデータについてはおおよそ近似直線にのっている。近似直線の式は表面線量率の６５％の値が空間線量率になると示している。計算値（５０％）より、実測値の関係の傾き（６５％）が少し大きめになった理由としては、上記の概略の指標（空間線量率×２＞表面線量率のケース）に示した通り、除染対象エリアには樹木や建物があり、半径１００ｍの円形領域内において地盤以外の汚染源からの影響を多々受けている可能性が高いことがある。また、空間線量率×２＞表面線量率となったその他の要因としては、表面線量率の計測の高さ及びスカイシャインの影響が考えられる。表面線量率の計測の高さについては、ＮａＩシンチレーション式サーベイメータを地面から浮かして測定する際、１ｃｍより高めに測定した場合、小さめの値となることがある。また、スカイシャインの影響で、空間線量率及び表面線量率の値共に値の底上げがなされている可能性がある。

上述した通り、「空間線量率×２」を一つの判断基準として考えることは、原位置での汚染状況の判断における判断指標として有効である。本実施形態は、上記の判断基準を用いるものである。

図１に示すように情報処理装置２０は、入力部２１と、推定部２２と、出力部２３とを備えて構成されている。

入力部２１は、所定の位置（同一の位置）における、複数の異なる高さでの放射線量を示す値を入力する入力手段である。具体的には、入力部２１は、線量率計１０から送信された情報を受信することで放射線量を示す値を入力する。入力する放射線量を示す値は、例えば、上述した地表から１ｃｍの高さの線量率である表面線量率、及び地表から１ｍの高さの線量率である空間線量率の２つの値である。入力部２１は、入力した放射線量を示す値を推定部２２に出力する。

推定部２２は、予め記憶された複数の異なる高さでの放射線量を示す値の間の関係に基づいて、入力部２１によって入力された放射線量を示す値から所定の位置周辺の汚染状況を推定する推定手段である。推定部２２は、入力手段によって入力された２つの異なる高さでの放射線量を示す値の比と、予め設定された閾値との比較に基づき、所定の位置周辺の汚染状況を推定する。例えば、推定部２２は、表面線量率／空間線量率の値を算出し、算出した値と閾値とを比較することで汚染状況を推定する。具体的には、閾値は２とする。算出した値が閾値を上回った場合（即ち、「空間線量率×２＜表面線量率」を満たす場合）には、上述したように汚染状況を地盤の汚染が限定された範囲であると推定する。算出した値が閾値を下回った場合（即ち、「空間線量率×２＞表面線量率」を満たす場合）には、地盤以外の汚染源が周囲にあるものと推定する。また、閾値を２つ設けておき（例えば、２＋α、２−αとの閾値（αは予め設定された値））、算出した値がそれらの閾値の間の値である場合には、地盤以外の汚染源が無く、地盤が面的に汚染されているとの推定を行ってもよい。

なお、上記の推定では比の値を算出することとしたが、必ずしも比の値を算出する必要はなく、実質的に比の値が考慮されていればよい。例えば、「空間線量率×閾値＞表面線量率」の関係を満たすか否かを判断することで所定の位置周辺の汚染状況を推定することとしてもよい。なお、上記の閾値及び判断基準については、複数の異なる高さでの放射線量を示す値の間の関係として、予め設定されて推定部２２によって記憶されている。

また、推定部２２は、入力部２１によって入力された放射線量を示す値以外にも情報を入力して、汚染状況の推定に用いることとしてもよい。例えば、推定対象となる位置の周囲に地盤以外の汚染対象があるか否かを示す情報を入力してその情報を汚染状況の推定に用いることとしてもよい。地盤以外の汚染対象とは、例えば、建物等の構造物や樹木である。この情報の入力は、例えば、汚染状況推定装置１のユーザ（計測者）の情報処理装置２０に対する操作によって行われる。

推定対象となる位置の周囲に地盤以外の汚染対象がないことを示す情報が入力された場合には、地盤以外の汚染源が周囲にあるとの推定は妥当ではない。そのため、その場合、推定部２２は、「空間線量率×２＜表面線量率」を満たさなかった場合には、地盤以外の汚染源が無く、地盤が面的に汚染されているとの推定を行う。一方、推定対象となる位置の周囲に地盤以外の汚染対象があることを示す情報が入力された場合には、線量率の値によっては地盤以外の汚染源が周囲にあるとの推定が妥当である。そのため、その場合、推定部２２は、「空間線量率×２＜表面線量率」を満たさなかった場合には、地盤以外の汚染源が周囲にあるものと推定する。なお、何れの場合も、推定部２２は、「空間線量率×２＜表面線量率」を満たす場合には、汚染状況を地盤の汚染が限定された範囲であると推定する。推定部２２は、推定結果を示す情報を出力部２３に出力する。

出力部２３は、推定部２２によって推定された汚染状況を示す情報を出力する出力手段である。出力部２３による出力は、例えば、汚染状況推定装置１のユーザ（計測者）が汚染状況の推定結果を確認できるように表示装置等への表示出力としてもよいし、あるいは他の装置に情報を出力することとしてもよい。以上が、本実施形態に係る汚染状況推定装置１の構成である。

引き続いて、図６のフローチャートを用いて、本実施形態に係る汚染状況推定装置１で実行される処理及び動作（汚染状況推定方法）を説明する。本実施形態に係る汚染状況推定装置１では、まず、線量率計１０によって、所定の位置（同一の位置）において、地表から１ｃｍの高さでの線量率である表面線量率と、地表から１ｍの高さでの線量率である空間線量率とが計測される（Ｓ０１、検出ステップ）。計測された表面線量率と空間線量率との値は、線量率計１０から情報処理装置２０に送信される。

情報処理装置２０では、入力部２１によって表面線量率と空間線量率との値が受信されて入力される（Ｓ０２、入力ステップ）。表面線量率と空間線量率との値は、入力部２１から推定部２２に出力される。続いて、推定部２２によって、表面線量率と空間線量率との比の値が算出され、算出された値と予め記憶された閾値及び判断基準とに基づいて、所定の位置周辺の汚染状況が推定される（Ｓ０３、推定ステップ）。推定結果を示す情報は、推定部２２から出力部２３に出力される。続いて、出力部２３によって、推定結果を示す情報が、汚染状況推定装置１のユーザ（計測者）が参照できるように出力される（Ｓ０４、出力ステップ）。以上が、本実施形態に係る汚染状況推定装置１で実行される処理及び動作である。

上述したように本実施形態では、複数の異なる高さでの放射線量を示す値から、それらの値の間の関係に基づいて汚染状況が推定される。従って、それぞれの高さの放射線量を示す値を個別に考慮する場合と比べて詳細な汚染状況を推定することができる。具体的には、例えば、表面線量率と空間線量率との比の値に基づいて、地盤の汚染が限定された範囲であるか否か、あるいは地盤以外の汚染源が周囲にあるか否かといった推定を行うことができる。

汚染状況推定装置１による汚染状況は、除染計画に利用することができる。例えば、除染は上から下に行われる。まず、建物の屋根より高い樹木に対して除染が行われる（ＳＴＥＰ０）。続いて、建物の屋上・屋根（ＳＴＥＰ１）、雨樋（ＳＴＥＰ２）、壁・窓・戸（ＳＴＥＰ３）、最後に地面（ＳＴＥＰ４）の順に行われる。また、地面の除染を行う場合には、奥から手前に一定方向に除染が行われる。

例えば、本実施形態によって地盤以外の汚染源が周囲にあると推定される場合には、地盤（地面）の前に周囲にある樹木や建物を対象とした除染計画が立てられる。あるいは、地盤の汚染が限定された範囲であると推定された箇所より先に、地盤が面的に汚染されている推定された箇所を先に除染というが立てられる。

なお、本実施形態では、汚染状況推定装置１に線量率計１０を含む構成としていたが、必ずしも線量率計１０を含まなくてもよい。その場合、情報処理装置２０の入力部２１は、例えば、汚染状況推定装置１のユーザの情報処理装置２０に対する入力操作によって放射線量を示す値を入力することとしてもよい。あるいは、情報処理装置２０の入力部２１は、汚染状況推定装置１とは別構成である線量率計から放射線量を示す値を受信することとしてもよい。

また、本実施形態では、放射線量が測定される高さは、地表から１ｃｍ及び１ｍとしたが必ずしも上記の高さには限られない。また、閾値（判断基準）を「空間線量率×２＝表面線量率」の関係に基づくものとしたが必ずしも上述した値には限られない。上記の高さ及び閾値（判断基準）は、汚染状況の推定対象となる箇所の状況等に応じて適宜設定することができる。

また、上述した実施形態では、放射線量を示す値として線量率を用いていたが、放射線量を示す値であればそれ以外の種類の値を用いることとしてもよい。以上が、本発明の第１実施形態の説明である。

＜第２実施形態＞
引き続いて、本発明の第２実施形態について説明する。上述した第１実施形態では、比較的大まかな汚染状況を推定するものであったが、線量率計１０によって、より多くの情報を取得できる場合には、より詳細な汚染状況の推定が可能となる。本実施形態においても、汚染状況推定装置１は、図１に示すように線量率計１０と、情報処理装置２０とから構成されている（本実施形態においても符号については、第１実施形態と同様のものを用いる）。なお、特に説明がない点は、汚染状況推定装置１は、第１実施形態と同様の構成である。

本実施形態においては、線量率計１０は、所定の位置（同一の水平方向での位置）における、３点以上の異なる高さ（異なる鉛直方向での位置）での放射線量を示す値を検出する。線量率計１０は、第１実施形態と同様のものを用いてもよいが、３点以上の異なる高さでの放射線量を容易に計測できるように光ファイバセンサによって線量率を計測する装置を用いることとしてもよい。光ファイバセンサによって線量率を計測する装置は、例えば、線量率を線状に検出する装置であり、検出する方向を鉛直方向とすれば異なる高さにおいて複数の放射線量を示す値を検出することができる。あるいは、当該装置は、鉛直方向において連続的な放射線量を示す値（放射線量の分布）を検出することができる。当該装置は、従来のものを用いることができる。

放射線量を検出する高さには、例えば、１ｃｍ高さ及び１ｍ等の２つの固定的な高さが含まれていることとするのがよい。また、それ以外には、１ｃｍ高さ及び１ｍの間の高さ、及び１ｍを超える高さが含まれていることとするのがよい。線量率計１０は、測定した放射線量を示す値である線量率を情報処理装置２０に出力する。この際、線量率がどの高さの線量率かを把握できるようにしておく。

情報処理装置２０は、第１実施形態と同様に、入力部２１と、推定部２２と、出力部２３とを備えて構成されている。入力部２１は、線量率計１０から送信された情報を受信することで放射線量を示す値を入力して、入力した放射線量を示す値を推定部２２に出力する。

推定部２２は、入力部２１によって入力された放射線量を示す値の少なくとも何れかに基づいて高さに応じた放射線量を示す値を推定するための式を推定し、当該式に基づく放射線量を示す値と入力部２１によって入力された放射線量を示す値との比較に基づき、所定の位置周辺の汚染状況を推定する。

上述したように周囲に樹木や構造物がない場合、高さ方向の線量率は地盤の線源の広さに応じたものとなる。図７（ａ）及び図７（ｂ）に地盤の線源４０の広さ毎の高さに応じた線量率のグラフを示す。図７（ａ）及び図７（ｂ）において、横軸が線量率を示し、縦軸が高さを示している。線源４０の広さが広いと１ｃｍ高さでの線量率がほぼ同じでも、１ｍ高さでの線量率は異なってくる。図７（ｂ）に示す例では、図７（ａ）に示す例と比べて地盤の線源４０の広さが広いため１ｍ高さにおける線量率が高くなっている。

図８に、周囲に樹木や構造物があり、それらが線源となっているような地盤以外の線源５０がある場合の高さに応じた線量率のグラフを示す。この場合、高さ方向の線量率は、地盤の線源４０に基づく線量率（図８において線Ｌ４で示す）と、地盤以外の線源５０に基づく線量率（図８において線Ｌ５で示す）とが足し合わされた値となる。従って、例えば、１ｍ高さでの線量率が、地盤の線源４０に基づく線量率と比べて高くなる。その一方で、地盤以外の線源５０が比較的高い位置にある場合等には、１ｃｍ高さでの線量率が、地盤の線源４０に基づく線量率とさほど変わらない場合がある。この場合、単に１ｃｍ高さでの線量率と１ｍ高さでの線量率とから、地盤の線源４０の広さを推定しようとすると地盤の線源４０の広さが広いものと誤って推定してしまうおそれがある。本実施形態における推定部２２による汚染状況の推定は、上記のような場合でも地盤以外の線源５０の存在を適切に推定するものである。

推定部２２は、入力部２１によって入力された放射線量を示す値である線量率のうち、２つの高さの線量率に基づいて、高さに応じた線量率（鉛直方向の線量率）を推定するための式（線量率曲線、線量率分布）を推定する。上記の２つの高さは、予め設定されたものであり、例えば、地表から１ｃｍ及び１ｍの高さである。また、この式は、例えば、上述したように周囲に樹木や構造物（遮へい体）がない場合の式（１）である。具体的には、推定部２２は、予め式（１）を記憶しておき、図９に概念的に示すように、１ｃｍ高さ及び１ｍ高さでの線量率がのるように式（１）を示す線量率曲線Ｌ６を算出する。なお、式（１）においてθが地表からの高さと線源４０の半径ｒとから求められる値であるため、推定部２２は、実質的には１ｃｍ高さ及び１ｍ高さでの線量率に基づいて線源４０の半径ｒを決定する。

推定部２２は、推定した線量率曲線Ｌ６に基づいて線量率を推定（算出）する。ここで推定する線量率は、例えば、線量率曲線Ｌ６の推定に用いられた線量率以外で線量率が計測された高さである。また、線量率が鉛直方向において万遍なく計測されている場合には、推定する高さを予め設定しておいてもよい。また、推定対象の高さは、複数でもよい。

推定部２２は、推定した線量率（予測値）と、線量率計１０から入録された線量率の計測値とを比較する。なお、この比較は、同一の高さの線量率毎に行われる。推定部２２は、この比較に基づき、所定の位置周辺の汚染状況を推定する。具体的には、推定部２２は、計測値から予測値を引くことで差分を算出し（差分の算出が上記の比較に相当する）、差分から汚染状況を推定する。例えば、図１０に示すように、差分のうち予測値の２０％を超える値があった場合（図１０において線Ｌ７が計測値を示す）、推定部２２は、地盤以外の線源５０が存在していると推定する。また、図１１に示すように、差分のうち予測値の−２０％を下回る値があった場合（図１１において線Ｌ７が計測値を示す）、推定部２２は、地盤以外の線源５０が存在していると推定する。上記の２０％との閾値は、機器の校正の基準に準じた値である。

また、地盤以外の線源５０が存在していると推定された場合、推定部２２は、計測値−予測値の差分が最も大きな高さに地盤以外の線源５０が存在していると推定する。例えば、図１１の場合には、１ｍ高さの位置に地盤以外の線源５０が存在していると推定する。なお、地盤以外の線源５０が存在していると推定するための閾値は、必ずしも上記の２０％に限られず推定の目的等に応じて適宜、設定することとすればよい。

上記の比較の結果、（差分を算出した）全ての高さでの差分が、予測値の±２０％の範囲にあるとされた場合（即ち、予測値≒計測値となった場合）には、推定部２２は、地盤以外の線源５０が存在していない（汚染源が地表面のみ）と推定する。

推定部２２は、推定された汚染状況を示す情報（例えば、地盤以外の線源５０の有無、及び地盤以外の線源５０の高さの情報）を出力部２３に出力する。出力部２３は、推定部２２から入力された情報を第１実施形態と同様の方法で出力する。

引き続いて、図１２のフローチャートを用いて、本実施形態に係る汚染状況推定装置１で実行される処理及び動作（汚染状況推定方法）を説明する。本実施形態に係る汚染状況推定装置１では、まず、光ファイバセンサによる線量率計１０によって、所定の位置（同一の位置）において、異なる地表からの高さ（少なくとも３点）での線量計が計測される（Ｓ１１、検出ステップ）。計測された線量率の値は、線量率計１０から情報処理装置２０に送信される。

情報処理装置２０では、入力部２１によって線量率の値が受信されて入力される（Ｓ１２、入力ステップ）。線量率の値は、入力部２１から推定部２２に出力される。続いて、推定部２２によって、２つの高さ（例えば、１ｃｍ高さ及び１ｍ高さ）線量率の値に基づいて、高さに応じた線量率を推定するための式（線量率曲線、線量率分布）が推定される（Ｓ１３、推定ステップ）。

続いて、推定部２２によって、推定した式に基づいて、所定の高さの線量率である予測値が推定される。続いて、推定部２２によって、算出した予測値と、入力部２１から入力された線量率の計測値との高さ毎の差分が算出される（Ｓ１４、推定ステップ）。即ち、予測値と計測値との比較された値が算出される。続いて、推定部２２によって、当該差分から汚染状況が推定される（Ｓ１５、推定ステップ）。推定結果を示す情報は、推定部２２から出力部２３に出力される。続いて、出力部２３によって、推定結果を示す情報が、汚染状況推定装置１のユーザ（計測者）が参照できるように出力される（Ｓ１６、出力ステップ）。以上が、本実施形態に係る汚染状況推定装置１で実行される処理及び動作である。

上述したように本実施形態よれば、線量率計１０によって３つ以上の高さにおいて線量率の計測値を得ることができれば、更に詳細な汚染状況を推定することができる。例えば、地盤以外の線源５０の有無、及び地盤以外の線源５０の高さの情報について第１実施形態と比べて高い精度で推定することができる。これにより、更に適切に除染計画を立てることができる。

上述した実施形態では、同一の位置における高さが異なる放射線量を示す値に基づいて汚染状況を推定していた。しかしながら、水平方向において異なる位置における放射線量を示す値に基づいて汚染状況を推定することで更に詳細な推定が可能になる。

例えば、上述したように推定部２２が、地盤以外の線源５０が存在していると推定した場合に、更にその周囲の位置において計測された線量率を用いて更に詳細な推定を行う。即ち、推定部２２は、入力部２１によって入力された、複数の所定の位置における放射線量を示す値に基づいて汚染源（線源）の位置を推定する。例えば、地盤以外の線源５０が存在していると推定された地点の周囲の３測点において、鉛直方向の異なる３点以上の位置において線量率の計測を行う。具体的には、地盤以外の線源５０が存在していると推定された地点を中心に半径１ｍ程度の位置で１２０°ずつ３測点の線量率を計測する。

なお、この計測は、ある地点で地盤以外の線源５０が存在していると推定された場合、（例えば、周囲の地点の計測をユーザに促す等して）行われてもよいし、予め計画的に計測地点を決めておき行われてもよい。

この場合、上記の入力部２１は、水平方向における複数の所定の位置における、複数の異なる高さでの放射線量を示す値を入力する。この際、水平方向における互いに位置関係を把握できる情報も合わせて入力する。例えば、位置関係が決められた位置での線量率を入力する場合には、ユーザの情報処理装置２０への操作によって入力してもよい。あるいは、例えば、放射線量が計測された位置の座標である緯度及び経度の位置情報を入力することとしてもよい。この場合、例えば、線量率計１０にＧＰＳ（GlobalPositioning System）等による測位装置を設けておき、測位装置によって得られた位置情報を計測値と合わせて情報処理装置２０に送信する。

推定部２２は、上記のように周囲の位置（半径１ｍ程度の位置で１２０°ずつの３測点）において、上述した実施形態と同様に高さに応じた線量率（鉛直方向の線量率）を推定するための式を設定して、予測値と計測値との差分を算出する。続いて、推定部２２は、差分を算出した地点間において、線形補間して３次元空間上における上記の差分を示す３次元コンターを作成する。推定部２２は、同一の高さにおいて作成した３次元コンターを輪切りにし、コンター（差分）の大きな方向を線源の方向と推定する。

上記の構成によれば、水平方向おいて更に詳細な汚染状況を推定することができる。具体的には、線源（汚染位置）の方向を推定することができる。

１…汚染状況推定装置、１０…線量率計、２０…情報処理装置、２１…入力部、２２…推定部、２３…出力部。

Claims (6)

1. 所定の位置における、複数の異なる高さでの放射線量を示す値を入力する入力手段と、
   予め記憶された複数の異なる高さでの放射線量を示す値の間の関係に基づいて、前記入力手段によって入力された放射線量を示す値から前記所定の位置周辺の汚染状況を推定する推定手段と、
   前記推定手段によって推定された前記汚染状況を示す情報を出力する出力手段と、
   を備える汚染状況推定装置。
2. 前記推定手段は、前記入力手段によって入力された２つの異なる高さでの放射線量を示す値の比と、予め設定された閾値との比較に基づき、前記所定の位置周辺の汚染状況を推定する請求項１に記載の汚染状況推定装置。
3. 前記推定手段は、前記入力手段によって入力された放射線量を示す値の少なくとも何れかに基づいて高さに応じた放射線量を示す値を推定するための式を推定し、当該式に基づく放射線量を示す値と前記入力手段によって入力された放射線量を示す値との比較に基づき、前記所定の位置周辺の汚染状況を推定する請求項１又は２に記載の汚染状況推定装置。
4. 前記入力手段は、水平方向における複数の所定の位置における、複数の異なる高さでの放射線量を示す値を入力し、
   前記推定手段は、前記入力手段によって入力された、前記複数の所定の位置における放射線量を示す値に基づいて汚染源の位置を推定する、請求項１〜３の何れか一項の記載の汚染状況推定装置。
5. 放射線量を示す値を検出する検出手段を更に備える請求項１〜４の何れか一項の記載の汚染状況推定装置。
6. 汚染状況推定装置による汚染状況推定方法であって、
   所定の位置における、複数の異なる高さでの放射線量を示す値を入力する入力ステップと、
   予め記憶された複数の異なる高さでの放射線量を示す値の間の関係に基づいて、前記入力ステップにおいて入力された放射線量を示す値から前記所定の位置周辺の汚染状況を推定する推定ステップと、
   前記推定ステップにおいて推定された前記汚染状況を示す情報を出力する出力ステップと、
   を含む汚染状況推定方法。

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