JP2015040814A - 放射線物質移動経路推定方法及び除染方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】線量が高くなっている地点のうち放射線物質の移動経路の上流側に位置する地点を推定できるようにして、放射性物質で汚染された地域を効果的に除染できるようにする。
【解決手段】放射線物質により汚染された複数の地点においてそれぞれ線量率時系列データを取得するデータ取得ステップと、一の地点で取得された一方の線量率時系列データと他の地点で取得された他方の線量率時系列データとの相関関係を判定する相関判定ステップと、前記一方の線量率時系列データと他方の線量率時系列データとに相関があると判定された場合に、前記一の地点と他の地点との間で移動した放射線物質の移動方向を判定する移動方向判定ステップと、を備えた。
【選択図】図4
【解決手段】放射線物質により汚染された複数の地点においてそれぞれ線量率時系列データを取得するデータ取得ステップと、一の地点で取得された一方の線量率時系列データと他の地点で取得された他方の線量率時系列データとの相関関係を判定する相関判定ステップと、前記一方の線量率時系列データと他方の線量率時系列データとに相関があると判定された場合に、前記一の地点と他の地点との間で移動した放射線物質の移動方向を判定する移動方向判定ステップと、を備えた。
【選択図】図4
Description
本発明は、放射性物質に汚染された地域において放射線物質移動経路を推定する方法等に関する。
従来、放射能で汚染された土地に放射能除染剤を散布する放射性物質の除染方法が知られている(例えば、特許文献1など参照)。
放射性物質で汚染された地域においては、比較的に線量が高くなっている地点を特定し、当該線量が高くなっている地点のうち放射線物質の移動経路の上流側に位置する地点を除染することが効果的であると考えられる。
しかしながら、従来は、放射性物質で汚染された地域において放射線物質の移動経路を知ることが困難であり、線量が高くなっている地点をランダムに除染していたので、放射性物質で汚染された地域を効果的に除染することができなかった。
本発明は、線量が高くなっている地点のうち放射線物質の移動経路の上流側に位置する地点を推定できるようにして、放射性物質で汚染された地域を効果的に除染できるようにすることを目的とする。
しかしながら、従来は、放射性物質で汚染された地域において放射線物質の移動経路を知ることが困難であり、線量が高くなっている地点をランダムに除染していたので、放射性物質で汚染された地域を効果的に除染することができなかった。
本発明は、線量が高くなっている地点のうち放射線物質の移動経路の上流側に位置する地点を推定できるようにして、放射性物質で汚染された地域を効果的に除染できるようにすることを目的とする。
本発明に係る放射線物質移動経路推定方法は、放射線物質により汚染された複数の地点においてそれぞれ線量率時系列データを取得するデータ取得ステップと、一の地点で取得された一方の線量率時系列データと他の地点で取得された他方の線量率時系列データとの相関関係を判定する相関判定ステップと、前記一方の線量率時系列データと他方の線量率時系列データとに相関があると判定された場合に、前記一の地点と他の地点との間で移動した放射線物質の移動方向を判定する移動方向判定ステップと、を備えたので、一の地点と他の地点との地点ペアにおいて、放射線物質の移動経路の上流側に位置する地点を推定できるようになり、移動経路の上流側に位置する地点を除染することで、放射性物質で汚染された地域を効果的に除染することが可能となる。
また、前記データ取得ステップ、相関判定ステップ、移動方向判定ステップを実施し、移動方向判定ステップで放射線物質の移動方向上流側であると判定された地点の除染を行った後に、再度、データ取得ステップ、相関判定ステップ、移動方向判定ステップを実施することにより、線量率時系列データの変化量が激しくなり、相関のある地点ペアの相関がより強くなるので、より精度の高い放射線物質移動経路ネットワーク図を作成できるようになる。
さらに、放射線物質の移動方向が判定された地点間での放射性物質の移動速度を推定する移動速度推定ステップを備えたので、地点ペア間の放射性物質の移動速度情報に基づいて、当該地点ペアの移動方向上流側の地点の効果的な除染間隔を適切に予想できたり、効果的な除染対策を施すことが可能となり、効果的な除染作業を行える。
また、本発明の除染方法は、上述した放射線物質移動経路推定方法における移動方向判定ステップで放射線物質の移動方向上流側であると判定された地点の除染を行うようにしたので、放射性物質で汚染された地域を効果的に除染できる。
また、前記データ取得ステップ、相関判定ステップ、移動方向判定ステップを実施し、移動方向判定ステップで放射線物質の移動方向上流側であると判定された地点の除染を行った後に、再度、データ取得ステップ、相関判定ステップ、移動方向判定ステップを実施することにより、線量率時系列データの変化量が激しくなり、相関のある地点ペアの相関がより強くなるので、より精度の高い放射線物質移動経路ネットワーク図を作成できるようになる。
さらに、放射線物質の移動方向が判定された地点間での放射性物質の移動速度を推定する移動速度推定ステップを備えたので、地点ペア間の放射性物質の移動速度情報に基づいて、当該地点ペアの移動方向上流側の地点の効果的な除染間隔を適切に予想できたり、効果的な除染対策を施すことが可能となり、効果的な除染作業を行える。
また、本発明の除染方法は、上述した放射線物質移動経路推定方法における移動方向判定ステップで放射線物質の移動方向上流側であると判定された地点の除染を行うようにしたので、放射性物質で汚染された地域を効果的に除染できる。
放射線物質移動経路推定方法は、線量率測定ステップと、ホットスポット特定ステップと、データ取得ステップと、相関判定ステップと、移動方向判定ステップと、移動速度推定ステップとを備える。
線量率測定ステップでは、例えばGPS(グローバル・ポジショニング・システム)受信機付きのガイガーカウンター(放射線測定装置)を用いて、放射線物質により汚染された測定対象地域内の2以上の多数の地点での表面線量や空間線量等の線量率を、走行サーベイや歩行サーベイ等で測定する。
ホットスポット特定ステップでは、各地点で測定された線量率に基づいて2以上のホットスポットを特定する。尚、ホットスポットとは、例えば、測定対象地域内で一定値以上の線量率が計測された地点、測定対象地域内で計測された線量率が高い方の地点から抽出した一定数の地点、測定対象地域内で計測された地点において線量率が周辺よりも2倍以上高い地点等のことである。
図1では、×印及び●印の付いた多数の地点での線量を測定し、●印の付いた2以上の地点であるA〜Fで示す6つの地点がホットスポットとして特定されたことを示している。
図1では、×印及び●印の付いた多数の地点での線量を測定し、●印の付いた2以上の地点であるA〜Fで示す6つの地点がホットスポットとして特定されたことを示している。
データ取得ステップでは、特定された各ホットスポットのそれぞれにモニタリングポスト(放射線測定装置)を設置して、各ホットスポットでの表面線量率や空間線量率等の線量率を連続的に測定し、各ホットスポットにおいて蓄積された線量率時系列データを取得する。
図2に、各ホットスポット、例えば、地点A〜Fにおいてそれぞれ所定時間間隔毎に測定された線量率を蓄積した線量率時系列データを波形グラフで表示した一例を示す。図2の波形グラフでは、縦軸が線量率(nGy/h(ナノグレイ/時間))、横軸が時間(t)である。
図2に、各ホットスポット、例えば、地点A〜Fにおいてそれぞれ所定時間間隔毎に測定された線量率を蓄積した線量率時系列データを波形グラフで表示した一例を示す。図2の波形グラフでは、縦軸が線量率(nGy/h(ナノグレイ/時間))、横軸が時間(t)である。
相関判定ステップでは、任意の1つのホットスポットで取得された線量率時系列データとその他の複数のホットスポットで取得された線量率時系列データとを比較し、任意の1つのホットスポットで取得された線量率時系列データと相関がある線量率時系列データを持つホットスポットを抽出する。
相関判定ステップを実行する相関判定手段は、例えば、コンピュータと、相関係数算出処理プログラムと、判定処理プログラムと、相関距離算出処理プログラムとを備える。
相関係数算出処理プログラムは、任意の1つのホットスポットで取得された線量率時系列データとその他の複数のホットスポットで取得された線量率時系列データとの相関係数を算出する手段としてコンピュータを機能させるプログラムである。
判定処理プログラムは、相関係数算出処理プログラムにより算出された相関係数に基づいて、任意の1つのホットスポットと相関がある1つ以上の他のホットスポットを判定する手段としてコンピュータを機能させるプログラムである。
例えば、一方の線量率時系列データと他方の線量率時系列データとの相関係数が±0.5以上である場合に、これら一方の線量率時系列データと他方の線量率時系列データとに相関があると判定し、当該一方の線量率時系列データを取得した地点と他方の線量率時系列データを取得した地点とが放射線物質の移動経路であると推定する。
相関距離算出処理プログラムは、算出された相関係数に基づいて相関距離を求める手段としてコンピュータを機能させるプログラムである。
相関判定ステップを実行する相関判定手段は、例えば、コンピュータと、相関係数算出処理プログラムと、判定処理プログラムと、相関距離算出処理プログラムとを備える。
相関係数算出処理プログラムは、任意の1つのホットスポットで取得された線量率時系列データとその他の複数のホットスポットで取得された線量率時系列データとの相関係数を算出する手段としてコンピュータを機能させるプログラムである。
判定処理プログラムは、相関係数算出処理プログラムにより算出された相関係数に基づいて、任意の1つのホットスポットと相関がある1つ以上の他のホットスポットを判定する手段としてコンピュータを機能させるプログラムである。
例えば、一方の線量率時系列データと他方の線量率時系列データとの相関係数が±0.5以上である場合に、これら一方の線量率時系列データと他方の線量率時系列データとに相関があると判定し、当該一方の線量率時系列データを取得した地点と他方の線量率時系列データを取得した地点とが放射線物質の移動経路であると推定する。
相関距離算出処理プログラムは、算出された相関係数に基づいて相関距離を求める手段としてコンピュータを機能させるプログラムである。
相関判定ステップでは、ホットスポットの組み合わせの数に相当する全地点ペアの相関係数を求める。
例えば、図1に示すように、ホットスポットがA地点、B地点、C地点、D地点、E地点、F地点の6地点である場合、以下の全地点ペアである15の地点ペアの相関係数を求める。
・A地点の線量率時系列データとB地点の線量率時系列データとの相関係数、
・A地点の線量率時系列データとC地点の線量率時系列データとの相関係数、
・A地点の線量率時系列データとD地点の線量率時系列データとの相関係数、
・A地点の線量率時系列データとE地点の線量率時系列データとの相関係数、
・A地点の線量率時系列データとF地点の線量率時系列データとの相関係数、
・B地点の線量率時系列データとC地点の線量率時系列データとの相関係数、
・B地点の線量率時系列データとD地点の線量率時系列データとの相関係数、
・B地点の線量率時系列データとE地点の線量率時系列データとの相関係数、
・B地点の線量率時系列データとF地点の線量率時系列データとの相関係数、
・C地点の線量率時系列データとD地点の線量率時系列データとの相関係数、
・C地点の線量率時系列データとE地点の線量率時系列データとの相関係数、
・C地点の線量率時系列データとF地点の線量率時系列データとの相関係数、
・D地点の線量率時系列データとE地点の線量率時系列データとの相関係数、
・D地点の線量率時系列データとF地点の線量率時系列データとの相関係数、
・E地点の線量率時系列データとF地点の線量率時系列データとの相関係数、
図4に上記各地点ペアの相関係数を図表にした例を示す。
例えば、図1に示すように、ホットスポットがA地点、B地点、C地点、D地点、E地点、F地点の6地点である場合、以下の全地点ペアである15の地点ペアの相関係数を求める。
・A地点の線量率時系列データとB地点の線量率時系列データとの相関係数、
・A地点の線量率時系列データとC地点の線量率時系列データとの相関係数、
・A地点の線量率時系列データとD地点の線量率時系列データとの相関係数、
・A地点の線量率時系列データとE地点の線量率時系列データとの相関係数、
・A地点の線量率時系列データとF地点の線量率時系列データとの相関係数、
・B地点の線量率時系列データとC地点の線量率時系列データとの相関係数、
・B地点の線量率時系列データとD地点の線量率時系列データとの相関係数、
・B地点の線量率時系列データとE地点の線量率時系列データとの相関係数、
・B地点の線量率時系列データとF地点の線量率時系列データとの相関係数、
・C地点の線量率時系列データとD地点の線量率時系列データとの相関係数、
・C地点の線量率時系列データとE地点の線量率時系列データとの相関係数、
・C地点の線量率時系列データとF地点の線量率時系列データとの相関係数、
・D地点の線量率時系列データとE地点の線量率時系列データとの相関係数、
・D地点の線量率時系列データとF地点の線量率時系列データとの相関係数、
・E地点の線量率時系列データとF地点の線量率時系列データとの相関係数、
図4に上記各地点ペアの相関係数を図表にした例を示す。
地点ペアの一方の地点Xで取得された一方の線量率時系列データと他方の地点Yで取得された他方の線量率時系列データとの相関係数の求め方の一例を説明する。
地点ペアの一方の地点Xと他方の地点Yとにおいて同じ時間帯に観測された線量率時系列データをコンピュータに入力する。
地点ペアの一方の地点Xと他方の地点Yとにおいて観測期間内(例えば平成25年7月1日午前0時から平成25年7月30日の午前0時までの間)で例えば1時間毎に計測された線量率のデータ群が線量率時系列データとしてコンピュータに入力されたとする。
この場合、相関判定手段は、例えば相関測度構成法(Correlation Metric Construction Method, CMC法)に基づいて相関係数を求める。
当該相関測度構成法では、まず、一方の地点Xで取得された線量率時系列データの観測期間内での変動量を、最小値が−1、最大値が+1になるように規格化した規格化線量率変動量XW(t)を算出するとともに、他方の地点Yで取得された線量率時系列データの観測期間内での変動量を、最小値が−1、最大値が+1になるように規格化した規格化線量率変動量YW(t)を算出する。
そして、任意の区間L内での一方の地点Xでの規格化線量率変動量XW(t)と他方の地点Yでの規格化線量率変動量YW(t)との時間差相関係数RXY(τ)を次式に従って算出する。尚、RXY(τ)は、−1〜+1の値となる。
地点ペアの一方の地点Xと他方の地点Yとにおいて同じ時間帯に観測された線量率時系列データをコンピュータに入力する。
地点ペアの一方の地点Xと他方の地点Yとにおいて観測期間内(例えば平成25年7月1日午前0時から平成25年7月30日の午前0時までの間)で例えば1時間毎に計測された線量率のデータ群が線量率時系列データとしてコンピュータに入力されたとする。
この場合、相関判定手段は、例えば相関測度構成法(Correlation Metric Construction Method, CMC法)に基づいて相関係数を求める。
当該相関測度構成法では、まず、一方の地点Xで取得された線量率時系列データの観測期間内での変動量を、最小値が−1、最大値が+1になるように規格化した規格化線量率変動量XW(t)を算出するとともに、他方の地点Yで取得された線量率時系列データの観測期間内での変動量を、最小値が−1、最大値が+1になるように規格化した規格化線量率変動量YW(t)を算出する。
そして、任意の区間L内での一方の地点Xでの規格化線量率変動量XW(t)と他方の地点Yでの規格化線量率変動量YW(t)との時間差相関係数RXY(τ)を次式に従って算出する。尚、RXY(τ)は、−1〜+1の値となる。
尚、任意の区間Lは、例えば図3に示すように、一方の地点Xでの規格化線量率変動量XW(t)の時間軸tj上のt1〜t2の区間であり、他方の地点Yでの規格化線量率変動量YW(t)の時間軸tj上のt1+τ〜t2+τの区間である。
当該任意の区間Lは、長く設定すればするほど正確な相関係数を得ることができる。したがって、当該区間Lは、それ以上長く区間を長く設定しても得られる相関係数がほとんど変化しない程度に、できるだけ長くすることが好ましい。
例えば典型的な線量率変動(例えば10%以上の線量率変動)を数回〜十数回程度含む区間を区間Lとすればよい。
当該任意の区間Lは、長く設定すればするほど正確な相関係数を得ることができる。したがって、当該区間Lは、それ以上長く区間を長く設定しても得られる相関係数がほとんど変化しない程度に、できるだけ長くすることが好ましい。
例えば典型的な線量率変動(例えば10%以上の線量率変動)を数回〜十数回程度含む区間を区間Lとすればよい。
相関判定手段は、時間τが一定間隔で変化するように、一方の地点Xでの規格化線量率変動量XW(t)の時間軸tj及び他方の地点Yでの規格化線量率変動量YW(t)の時間軸tjのうちのいずれか一方の時間軸tjを固定して他方の時間軸tjを一定間隔で移動させる毎に任意の区間L内での一方の地点Xでの規格化線量率変動量XW(t)と他方の地点Yでの規格化線量率変動量YW(t)との時間差相関係数RXY(τ)を求める計算を繰り返す。
例えば、一方の地点Xでの規格化線量率変動量XW(t)の時間軸tjを固定し、当該規格化線量率変動量XW(t)の時間軸tjに対して他方の地点Yでの規格化線量率変動量YW(t)の時間軸tjを時間τだけずらして、図4(a)に示すように当該規格化線量率変動量XW(t)の波形と規格化線量率変動量YW(t)の波形とを表示画面に重ねて表示する。そして、図4(b)〜図4(e)に示すように、規格化線量率変動量YW(t)の波形を左方向に一定間隔ずつずらして時間τを変化させる毎に任意の区間L内での一方の地点Xでの規格化線量率変動量XW(t)と他方の地点Yでの規格化線量率変動量YW(t)との時間差相関係数RXY(τ)を求める計算を繰り返す。
尚、τの変化範囲は、例えば+1日〜−1日の範囲内で1時間刻みで変化させる。
例えば、一方の地点Xでの規格化線量率変動量XW(t)の時間軸tjを固定し、当該規格化線量率変動量XW(t)の時間軸tjに対して他方の地点Yでの規格化線量率変動量YW(t)の時間軸tjを時間τだけずらして、図4(a)に示すように当該規格化線量率変動量XW(t)の波形と規格化線量率変動量YW(t)の波形とを表示画面に重ねて表示する。そして、図4(b)〜図4(e)に示すように、規格化線量率変動量YW(t)の波形を左方向に一定間隔ずつずらして時間τを変化させる毎に任意の区間L内での一方の地点Xでの規格化線量率変動量XW(t)と他方の地点Yでの規格化線量率変動量YW(t)との時間差相関係数RXY(τ)を求める計算を繰り返す。
尚、τの変化範囲は、例えば+1日〜−1日の範囲内で1時間刻みで変化させる。
次に、相関判定手段は、図5に示すように、RXY(τ)の絶対値|RXY(τ)|対τのグラフを作成する。そして、|RXY(τ)|の最大ピーク値を、一方の地点Xでの規格化線量率変動量XW(t)と他方の地点Yでの規格化線量率変動量YW(t)との最大相関係数CXYとし、|RXY(τ)|の最大ピーク位置のτ値を、一方の地点Xでの規格化線量率変動量XW(t)と他方の地点Yでの規格化線量率変動量YW(t)との時間差τXYとする。
尚、図4に示した波形表示と図5に示したグラフ表示などの表示は視認性を高めるために表示画面に表示することが好ましいが、これらの表示は行わなくてもよい。
尚、図4に示した波形表示と図5に示したグラフ表示などの表示は視認性を高めるために表示画面に表示することが好ましいが、これらの表示は行わなくてもよい。
相関判定手段は、全ての地点ペアについて上述した最大相関係数CXY及び時間差τXYを計算し、図6に示すような各地点ペアの相関係数行列、および、図7に示すような時間差行列を作成する。
尚、対応テーブルを参照して相関距離を求めてもよい。対応テーブルとしては、例えば、相関係数が高いほど相関距離が短く設定された対応テーブル、例えば、図6;図9に示すように、地点ペアABの相関係数が0.9の場合は相関距離dABが0.1、地点ペアBCの相関係数が0.8の場合は相関距離dBCが0.2、地点ペアDFの相関係数が0.7の場合は相関距離dDFが0.3というように決められた対応テーブルを用いれば良い。
次に、相関判定手段は、例えば多次元尺度構成法を図8の相関距離行例に適用し、各地点を2次元の平面上にマッピングする。これにより、放射性物質の移動にとって近い位置にある地点同士は近くに、遠い位置にある地点同士は遠くに配置された、図10に示すような地点配置図が生成される。
そして、図6の相関係数行列の要素のうち、相関係数が一定の閾値以上のものを抽出し、図10の地点配置図上で対応する地点間に直線を引く。例えば、閾値を相関係数0.5とし、相関係数0.5以上の地点ペアを抽出する。この場合、図6に示すように、相関係数0.5以上の地点ペアは、相関係数0.9の地点ペアAB、相関係数0.8の地点ペアBC、相関係数0.8の地点ペアCD、相関係数0.9の地点ペアDE、相関係数0.7の地点ペアDFであるから、図10の地点配置図上の地点ペアAB間、地点ペアBC間、地点ペアCD間、地点ペアDE間、地点ペアDF間に直線を引いた地点相関図が生成される。
以上により、A地点、B地点、C地点、D地点、E地点、F地点が1本以上の直線で他の地点と繋げられた図11に示すような地点相関図が生成される。
尚、相関係数の閾値は、例えば全ての地点が少なくとも1本の直線で他の地点とつながるように値を定めればよい。
以上により、A地点、B地点、C地点、D地点、E地点、F地点が1本以上の直線で他の地点と繋げられた図11に示すような地点相関図が生成される。
尚、相関係数の閾値は、例えば全ての地点が少なくとも1本の直線で他の地点とつながるように値を定めればよい。
次に、移動方向判定ステップでは、任意の1つの地点と当該地点で取得された線量率時系列データと相関の強い線量率時系列データを持つ地点との間での放射線物質の移動方向を求める。
移動方向判定ステップを実行する移動方向判定手段は、例えば、コンピュータと、判定処理プログラムとを備える。
判定処理プログラムは、ずれ時間τの符号に基づいて一方の地点と他方の地点とのどちらが放射性物質の移動方向上流側であるかを判定する手段としてコンピュータを機能させるプログラムである。
即ち、移動方向判定手段は、判定処理プログラムに基づいて、図7の時間差行列要素の符合(ずれ時間τの符号)に応じて図11の地点相関図に表示された地点ペア間の直線に放射線物質の移動方向を示す矢印を付す。例えば、一方の地点Xと他方の地点Yとの最大相関係数CXYが閾値以上でτXYが正値の場合、一方の地点Xから他方の地点Yへの方向を示す矢印を引く。
例えば図7の時間差行列において、相関係数0.9の地点ペアABの時間差τは正値1.5であるから、A→Bのように矢印を付す。また、相関係数0.8の地点ペアBC、相関係数0.8の地点ペアCD、相関係数0.9の地点ペアDE、相関係数0.7の地点ペアDFの時間差τはいずれも負値であるから、C→B、D→C、E→D、F→Dのように矢印を付す(時間差τが正値の場合と比べて逆向きとなるように矢印が付される)。
即ち、図7において、地点ペアの時間差τが正値の場合は、表の縦欄に表示された地点から表の横欄に表示された地点に向けて矢印が付され、地点ペアの時間差τが負値の場合は、表の横欄に表示された地点から表の縦欄に表示された地点に向けて矢印が付される。
以上により、図12に示すような、放射線物質移動経路ネットワーク図が作成される。
移動方向判定ステップを実行する移動方向判定手段は、例えば、コンピュータと、判定処理プログラムとを備える。
判定処理プログラムは、ずれ時間τの符号に基づいて一方の地点と他方の地点とのどちらが放射性物質の移動方向上流側であるかを判定する手段としてコンピュータを機能させるプログラムである。
即ち、移動方向判定手段は、判定処理プログラムに基づいて、図7の時間差行列要素の符合(ずれ時間τの符号)に応じて図11の地点相関図に表示された地点ペア間の直線に放射線物質の移動方向を示す矢印を付す。例えば、一方の地点Xと他方の地点Yとの最大相関係数CXYが閾値以上でτXYが正値の場合、一方の地点Xから他方の地点Yへの方向を示す矢印を引く。
例えば図7の時間差行列において、相関係数0.9の地点ペアABの時間差τは正値1.5であるから、A→Bのように矢印を付す。また、相関係数0.8の地点ペアBC、相関係数0.8の地点ペアCD、相関係数0.9の地点ペアDE、相関係数0.7の地点ペアDFの時間差τはいずれも負値であるから、C→B、D→C、E→D、F→Dのように矢印を付す(時間差τが正値の場合と比べて逆向きとなるように矢印が付される)。
即ち、図7において、地点ペアの時間差τが正値の場合は、表の縦欄に表示された地点から表の横欄に表示された地点に向けて矢印が付され、地点ペアの時間差τが負値の場合は、表の横欄に表示された地点から表の縦欄に表示された地点に向けて矢印が付される。
以上により、図12に示すような、放射線物質移動経路ネットワーク図が作成される。
図12に示す放射線物質移動経路ネットワーク図では、地点A;E;Fが放射線物質移動方向上流側のホットスポットであると推定されるので、放射性物質で汚染された地域内において地点A;E;Fを除染すれば当該地域内を効率的に除染できる。
また、図13に示すような放射線物質移動経路ネットワーク図が作成された場合、地点Dが放射線物質移動方向上流側のホットスポットであると推定されるので、放射性物質で汚染された地域内において地点Dを除染すれば当該地域内を効率的に除染できる。
即ち、従来のようにランダムにホットスポットを除染した場合、再汚染の可能性が高くなるが、本願発明では図12;図13に示すような放射線物質移動経路ネットワーク図を作成することで、放射線物質移動方向上流側のホットスポットがわかるので、放射線物質移動方向上流側のホットスポットを計画的に除染することにより、ホットスポットの再汚染の可能性を低くできる。すなわち、効果的なネットワーク除染を行うことが可能となる。
また、長期的に見て放射性物質移動経路が変動した場合にも本手法によれば移動経路推定が可能になる。
また、長期的に見て放射性物質移動経路が変動した場合にも本手法によれば移動経路推定が可能になる。
また、前記データ取得ステップ、相関判定ステップ、移動方向判定ステップを実施し、作成された放射線物質移動経路ネットワーク図を参照して放射線物質の移動方向上流側であると判定された地点の除染を行った後に、再度、データ取得ステップ、相関判定ステップ、移動方向判定ステップを実施すれば、線量率時系列データの変化量が激しくなり、相関のある地点ペアの相関がより強くなって、相関のある地点ペアの相関係数がより高い値を示すことになるので、より精度の高い放射線物質移動経路ネットワーク図を作成できるようになる。よって、より効果的なネットワーク除染を行うことが可能となる。
そして、当該除染を繰り返すことによって、放射性物質移動経路の推定精度が向上し、より効率的な除染計画が立てられるようになる。
そして、当該除染を繰り返すことによって、放射性物質移動経路の推定精度が向上し、より効率的な除染計画が立てられるようになる。
移動速度推定ステップでは、任意の1つの地点と当該地点で取得された線量率時系列データと相関の強い線量率時系列データを持つ地点との間での放射線物質の移動速度を推定する。
移動速度推定ステップを実行する移動速度推定手段は、例えば、コンピュータと、移動速度推定処理プログラムとを備える。
移動速度推定処理プログラムは、例えばGPSで計測された地点ペア間の実距離÷地点ペアの最大相関係数CXYが得られた条件での時間差τXYにより、又は、地点ペア間の相関距離÷地点ペアの最大相関係数CXYが得られた条件での時間差τXYにより、地点ペア間の放射性物質の移動速度を推定する手段としてコンピュータを機能させるプログラムである。
地点ペア間の放射性物質の移動速度が速いという情報は、当該地点ペアの移動方向上流側の地点の除染間隔を短くして、当該地点ペア間の放射性物質の移動量を抑制するためのファクターとして使用でき、逆に地点ペア間の放射性物質の移動速度が遅いという情報は、当該地点ペアの移動方向上流側の地点の除染間隔を長くできる情報として利用できる。
また、地点ペア間の放射性物質の移動速度が速い場合には、当該地点間に人工ホットスポット(バッファ)を作って当該人工ホットスポットに放射性物質を誘導する除染対策を施せば、除染作業を効率的に行えるようになる。
このように、地点ペア間の放射性物質の移動速度を得ることができるようになることで、地点ペアの移動方向上流側の地点の効果的な除染間隔を適切に予想できるようになったり、効果的な除染対策を施すことが可能となり、効果的な除染作業を行えるようになる。
移動速度推定ステップを実行する移動速度推定手段は、例えば、コンピュータと、移動速度推定処理プログラムとを備える。
移動速度推定処理プログラムは、例えばGPSで計測された地点ペア間の実距離÷地点ペアの最大相関係数CXYが得られた条件での時間差τXYにより、又は、地点ペア間の相関距離÷地点ペアの最大相関係数CXYが得られた条件での時間差τXYにより、地点ペア間の放射性物質の移動速度を推定する手段としてコンピュータを機能させるプログラムである。
地点ペア間の放射性物質の移動速度が速いという情報は、当該地点ペアの移動方向上流側の地点の除染間隔を短くして、当該地点ペア間の放射性物質の移動量を抑制するためのファクターとして使用でき、逆に地点ペア間の放射性物質の移動速度が遅いという情報は、当該地点ペアの移動方向上流側の地点の除染間隔を長くできる情報として利用できる。
また、地点ペア間の放射性物質の移動速度が速い場合には、当該地点間に人工ホットスポット(バッファ)を作って当該人工ホットスポットに放射性物質を誘導する除染対策を施せば、除染作業を効率的に行えるようになる。
このように、地点ペア間の放射性物質の移動速度を得ることができるようになることで、地点ペアの移動方向上流側の地点の効果的な除染間隔を適切に予想できるようになったり、効果的な除染対策を施すことが可能となり、効果的な除染作業を行えるようになる。
本発明の放射線物質移動経路推定方法は、長期に亘って計測する必要があるので、長期に亘って線量を放出する物質の移動経路推定に適しており、例えば、放射線の半減期が30年であるセシウム137の移動経路推定に利用でき、セシウム137の除染を効果的に行えるようになる。
尚、上記では、相関係数の一定の閾値を±0.5としたが、相関係数の閾値(下限値)は、±0.7未満としても良い。ただし、相関係数の下限値を低くしすぎると、放射線物質の移動経路の推定精度が悪くなるので、相関係数の閾値は、±0.2〜0.3程度以上にすることが好ましい。
また、上記では、ホットスポット間の相関を判定したが、比較的線量が高くなっている地点間の相関を判定してもよい。
また、測定対象地域内で線量を計測したすべての地点間の相関を判定してもよい。即ち、各地点を2次元の平面上にマッピングするまでは、相関係数の高い地点ペアを抽出する前に全ての地点間データを使用して各地点間の相関を求めてから、相関係数の高い地点ペアを抽出するようにしてもよい。
また、地点間の相関係数は、相関測度構成法(Correlation Metric Construction Method, CMC法)以外の方法で求めてもよい。例えば類似性の尺度であるJaccard係数(谷本係数)を使用してもよい。
また、上記では、ホットスポット間の相関を判定したが、比較的線量が高くなっている地点間の相関を判定してもよい。
また、測定対象地域内で線量を計測したすべての地点間の相関を判定してもよい。即ち、各地点を2次元の平面上にマッピングするまでは、相関係数の高い地点ペアを抽出する前に全ての地点間データを使用して各地点間の相関を求めてから、相関係数の高い地点ペアを抽出するようにしてもよい。
また、地点間の相関係数は、相関測度構成法(Correlation Metric Construction Method, CMC法)以外の方法で求めてもよい。例えば類似性の尺度であるJaccard係数(谷本係数)を使用してもよい。
また、本発明の移動経路推定方法は、放射線物質以外の砒素、油等の有害物質の移動経路推定にも適用可能である。
A〜F 地点(ホットスポット)。
Claims (4)
- 放射線物質により汚染された複数の地点においてそれぞれ線量率時系列データを取得するデータ取得ステップと、
一の地点で取得された一方の線量率時系列データと他の地点で取得された他方の線量率時系列データとの相関関係を判定する相関判定ステップと、
前記一方の線量率時系列データと他方の線量率時系列データとに相関があると判定された場合に、前記一の地点と他の地点との間で移動した放射線物質の移動方向を判定する移動方向判定ステップと、
を備えたことを特徴とする放射線物質移動経路推定方法。 - 前記データ取得ステップ、相関判定ステップ、移動方向判定ステップを実施し、移動方向判定ステップで放射線物質の移動方向上流側であると判定された地点の除染を行った後に、再度、データ取得ステップ、相関判定ステップ、移動方向判定ステップを実施することを特徴とする請求項1に記載の放射線物質移動経路推定方法。
- 放射線物質の移動方向が判定された地点間での放射性物質の移動速度を推定する移動速度推定ステップを備えたことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の放射線物質移動経路推定方法。
- 請求項1に記載の放射線物質移動経路推定方法における移動方向判定ステップで放射線物質の移動方向上流側であると判定された地点の除染を行うことを特徴とする除染方法。
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