JP2017198551A - 被曝線量計測システム、被曝線量計測方法、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】いつ、どこで、だれが、どのくらいの放射線に被曝したかを分析、判断でき、より高度な放射線管理が行える被曝線量計測システム、被曝線量計測方法、及びプログラムを提供する。
【解決手段】被曝線量計測システム１は、線量計１１と、測位装置１２と、被曝線量解析装置１３とを備える。線量計１１は、作業員１０の受ける放射線量を計測し、被曝線量の経時変化データを生成する。測位装置１２は、作業員１０の位置を測位し、測位位置の経時変化データを生成する。被曝線量解析装置１３は、被曝線量の経時変化データと測位位置の経時変化データとを関連付けて被曝線量の解析を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、被曝線量計測システム、被曝線量計測方法、及びプログラムに関する。

従来の放射線管理における作業員の被曝線量データは、個人線量計によって計測した被曝線量の積算値を用いることが一般的である（例えば特許文献１）。しかし、この手法では「いつ、どこで、だれが、どのくらい」の放射線に被曝したか、分析、判断することが困難である。一方、除染除去物や比較的高い放射能を有する放射性廃棄物を取り扱う可能性がある中間貯蔵施設では、作業員の被曝線量管理の観点から、より高度な放射線管理を求められる。

特開２０１４−１９９１９０号公報

特許文献１に示されるものでは、個々の作業員の被曝量や累積被曝線量のみが管理されている。この場合、その作業員が、いつ、どこで、どのように被曝したかを判定することは困難である。

上述の課題を鑑み、本発明は、いつ、どこで、だれが、どのくらいの放射線に被曝したかを分析、判断でき、より高度な放射線管理が行える被曝線量計測システム、被曝線量計測方法、及びプログラムを提供することを目的とする。

上述の課題を解決するために、本発明の一態様に係る被曝線量計測システムは、作業員の受ける放射線量を計測し、被曝線量の経時変化データを生成する線量計と、前記作業員の位置を測位し、測位位置の経時変化データを生成する測位装置と、前記被曝線量の経時変化データと前記測位位置の経時変化データとを関連付けて被曝線量の解析を行う被曝線量解析装置と、を備えることを特徴とする。

本発明の一態様に係る被曝線量計測方法は、作業員の受ける放射線量を計測して被曝線量の経時変化データを生成するとともに、前記作業員の位置を測位して測位位置の経時変化データを生成する工程と、前記被曝線量の経時変化データ及び前記測位位置の経時変化データを被曝線量解析装置に転送する工程と、前記被曝線量解析装置で、前記被曝線量の経時変化データと前記測位位置の経時変化データとを関連付けて被曝線量の解析を行う工程と、を備えるようにしたことを特徴とする。

本発明の一態様に係るプログラムは、被曝線量の経時変化データ及び測位位置の経時変化データを読み出すステップと、前記被曝線量の経時変化データと前記測位位置の経時変化データとを関連付けて被曝線量の解析を行うステップと、被曝量の解析結果を表示するステップと、を含むことを特徴とする。

本発明によれば、作業終了時に異常に高い線量に曝された作業員がいた場合、その作業員の測位位置の経時変化データと被曝線量の経時変化データから、「いつ・どこで・だれが・どのくらい」の放射線に被曝したかを確認することができる。このような分析により、放射性物質による局所的汚染場所等を迅速に推定することが可能となる。

本発明の第１の実施形態に係る被曝線量計測システムの概略構成図である。 本発明の第１の実施形態に係る被曝線量計測システムにおける線量計の一例を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係る被曝線量計測システムにおける測位装置の一例を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係る被曝線量計測システムにおいて被曝線量解析装置の一例を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係る被曝線量計測システムにおいて線量計から被曝線量解析装置に被曝線量の経時変化データを転送する際の処理を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施形態に係る被曝線量計測システムにおいて測位装置から被曝線量解析装置に測位位置の経時変化データを転送する際の処理を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施形態に係る被曝線量計測システムにおける被曝線量の経時変化データのデータベースの一例の説明図である。 本発明の第１の実施形態に係る被曝線量計測システムにおける測位位置の経時変化データのデータベースの一例の説明図である。 本発明の第１の実施形態に係る被曝線量計測システムにおいて被曝線量解析を行う際の処理を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施形態に係る被曝線量計測システムにおける計測時刻と、被曝線量と、測位位置との関係を示すデータベースの一例の説明図である。 本発明の第１の実施形態に係る被曝線量計測システムにおいて被曝線量解析装置の表示装置に表示される被曝線量の可視化画面の一例の説明図である。 本発明の第１の実施形態に係る被曝線量計測システムにおいて被曝線量解析装置の表示装置に表示される被曝線量の可視化画面の別の一例である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る被曝線量計測システム１の概略構成を示すものである。

図１に示すように、本発明の第１の実施形態に係る被曝線量計測システム１は、線量計１１と、測位装置１２と、被曝線量解析装置１３とから構成される。線量計１１及び測位装置１２は、作業員１０が携帯している。なお、ここでは、１人の作業員１０と、１つの線量計１１及び１つの測位装置１２のみ図示しているが、作業員１０は、複数人おり、線量計１１及び測位装置１２は、複数の作業員１０がそれぞれ携帯しているものとする。

線量計１１は、作業員１０の受ける外部の放射線量を計測し、被曝線量の経時変化データを生成する。線量計１１全体は、作業員１０が容易に携帯できるように、小型、軽量化されている。線量計１１としては、例えば、図２に示すように、半導体検出器を用いた構成のものが用いられる。

図２は、線量計１１の一例を示すブロック図である。図２に示すように、線量計１１は、半導体検出器２１と、分析部２２と、コントローラ２３と、表示部２４と、警告部２５と、メモリ２６と、時計２７と、インターフェース２８とを備えている。

半導体検出器２１は、例えばシリコン半導体検出器であり、入射した放射線に応じて、空乏層内に電子・ホール対を生成する。分析部２２は、空乏層内に生成された電子・ホール対を分析して、放射線を検出する。コントローラ２３は、分析部２２の検出出力に基いて、放射線の線量率や積算線量を計算する。コントローラ２３としては、例えばマイクロプロセッサが用いられる。表示部２４は、例えば液晶ディスプレイからなり、放射線の線量率や積算線量を表示する。警告部２５は、被曝の危険性があるとき等に、警報音を発生する。メモリ２６は、不揮発性のメモリであり、時計２７からの時刻情報に基いて、一定時間毎の被曝線量の経時変化データを記憶する。インターフェース２８は、線量計１１と被曝線量解析装置１３との間で、データの授受を行う。インターフェース２８は、ＬＡＮ(Local Area Network)等の有線インターフェースでも良いし、無線ＬＡＮやBluetooth（登録商標）等の無線インターフェースでも良い。また、インターフェース２８は、赤外線通信を行うものでも良い。

このように、本実施形態では、線量計１１は、表示部２４を有しており、作業員１０が表示部２４の表示を見て、放射線の線量率や積算線量を確認できる。また、本実施形態では、線量計１１は、警告部２５を有しており、放射線漏れ等の事故に対して、素早く対処できる。更に、本実施形態では、線量計１１は、一定時間毎の被曝線量の経時変化データをメモリ２６に記憶する機能を有している。なお、上述の例では、線量計１１として、半導体検出器を用いる構成としているが、ガイガーカウンタやシンチレーションカウンタ等、他の検出器を用いる構成としても良い。

図１において、測位装置１２は、作業員１０の位置を測位し、測位位置の経時変化データを生成する。測位装置１２としては、例えば、ＰＤＲ（歩行者自律航法：Pedestrian Dead-Reckoning）が用いられる。ＰＤＲは、自立型センサーにより加速度、角速度、磁気などを検知し、基準点からの歩行者の相対位置を精度良く計測する技術である。

図３は、測位装置１２の一例を示すブロック図である。図３に示すように、測位装置１２は、加速度センサ３１と、角速度センサ３２と、磁気センサ３３と、コントローラ３４と、メモリ３５と、時計３６と、インターフェース３７とを備えている。

加速度センサ３１は、Ｘ軸方向と、Ｙ軸方向と、Ｚ軸方向との三軸の加速度を検出する。角速度センサ３２は、ピッチ方向と、ヨー方向と、ロール方向の三軸の角速度を検出する。磁気センサ３３は、前後方向と、左右方向と、上下方向との三軸の地磁気を検出する。コントローラ３４は、加速度センサ３１、角速度センサ３２、及び磁気センサ３３の検出出力を用いて、作業員１０の基準点からの相対位置を自律的に測位する。コントローラ３４としては、例えばマイクロプロセッサが用いられる。メモリ３５は、不揮発性のメモリであり、時計３６からの時刻情報に基いて、一定時間毎に測位データを取得し、この一定時間毎の測位データを記憶する。インターフェース３７は、測位装置１２と被曝線量解析装置１３との間で、データの授受を行う。インターフェース３７は、ＬＡＮ等の有線インターフェースでも良いし、無線ＬＡＮやBluetooth（登録商標）等の無線インターフェースでも良い。また、インターフェース３７は、赤外線通信を行うものでも良い。

このように、本実施形態では、測位装置１２として、ＰＤＲを用いている。ＰＤＲを用いると、屋内でも、作業員１０の現在地を測位できる。更に、本実施形態では、測位装置１２は、一定時間毎の測位位置の経時変化データをメモリ３５に記憶する機能を有している。

なお、測位装置１２としては、小型、軽量化されており、ネームプレートと一体化して作業員１０に装着できるようなものを用いることができる。また、測位装置１２としては、汎用の携帯端末を用いても良い。また、上述の例では、測位装置１２として、ＰＤＲを用いたが、ＧＰＳ（ Global Positioning System）や屋内ＧＰＳ、ビーコンのような定置式の測位装置を用いても良い。また、線量計１１と測位装置１２とを一体化して構成しても良い。

図１において、被曝線量解析装置１３は、線量計１１から被曝線量の経時変化データを取り込むとともに、測位装置１２から測位位置の経時変化データを取り込む。そして、被曝線量解析装置１３は、被曝線量の経時変化データと測位位置の経時変化データとを関連付けて、被曝線量の解析を行う。被曝線量解析装置１３としては、例えば、パーソナルコンピュータが用いられる。

図４は、被曝線量解析装置１３として用いられるパーソナルコンピュータの一例を示すブロック図である。図４において、ＣＰＵ(Central Processing Unit)４１は、バス４２に接続される。ＣＰＵ４１は、コマンドを解釈して、実行を行う。このバス４２に、ＲＯＭ(Read Only Memory)４３、ＲＡＭ(Random Access Memory)４４が接続される。ＲＯＭ４３には、ＢＩＯＳ（ Basic Input/Output System ）等のブートプログラムが記憶されている。ＲＡＭ４４は、メインメモリとして用いられる。

また、バス４２には、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）やＳＳＤ（Solid State Drive）等の補助記憶装置４５や光ディスクドライブ４６が接続される。補助記憶装置４５には、ＯＳやアプリケーションのプログラムが記録される他、画像ファイル、音声ファイル、テキストファイル、その他、各種のファイルが記録される。

また、バス４２には、グラフィックス処理部４７を介して、液晶ディスプレイ等の表示装置４８が接続される。また、バス４２には、通信インターフェース４９が接続される。通信インターフェース４９としては、ＬＡＮ等の有線インターフェース、無線ＬＡＮやBluetooth（登録商標）等の無線インターフェース、赤外線インターフェース等がある。さらに、バス４２には、キーボード５１やマウス５２等の入力装置が接続される。

本実施形態では、図４に示したパーソナルコンピュータに、通信プログラム６１と、被曝線量解析プログラム６２とがインストールされる。通信プログラム６１は、線量計１１や測位装置１２との間で、被曝線量の経時変化データや測位位置の経時変化データをやり取りするものである。被曝線量解析プログラム６２は、被曝線量の経時変化データと測位位置の経時変化データとを関連付けて、放射線量の解析を行うものである。

放射被曝線量解析を行う場合には、まず、線量計１１と被曝線量解析装置１３とが接続され、線量計１１から被曝線量解析装置１３に、被曝線量の経時変化データが転送される。また、測位装置１２と被曝線量解析装置１３とが接続され、測位装置１２から被曝線量解析装置１３に、測位位置の経時変化データが転送される。

図５は、線量計１１から被曝線量解析装置１３に被曝線量の経時変化データを転送する際の処理を示すフローチャートである。
（ステップＳ１０１）ＣＰＵ４１は、通信インターフェース４９に線量計１１が接続されたか否かを判定する。ＣＰＵ４１は、通信インターフェース４９に線量計１１が接続されたと判定すると（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、処理をステップＳ１０２に進める。
（ステップＳ１０２）ＣＰＵ４１は、線量計１１に、被曝線量の経時変化データの転送要求を送信する。線量計１１は、測位位置の経時変化データの転送要求を受信すると、メモリ２６から被曝線量の経時変化データを読み出し、被曝線量解析装置１３に送信する。
（ステップＳ１０３）ＣＰＵ４１は、線量計１１から被曝線量の経時変化データを受信する。
（ステップＳ１０４）ＣＰＵ４１は、この被曝線量の経時変化データを補助記憶装置４５に保存する。

図６は、測位装置１２から被曝線量解析装置１３に測位位置の経時変化データを転送する際の処理を示すフローチャートである。
（ステップＳ２０１）ＣＰＵ４１は、通信インターフェース４９に測位装置１２が接続されたか否かを判定する。ＣＰＵ４１は、通信インターフェース４９に測位装置１２が接続されたと判定すると（ステップＳ２０１：Ｙｅｓ）、処理をステップＳ２０２に進める。
（ステップＳ２０２）ＣＰＵ４１は、測位装置１２に、測位位置の経時変化データの転送要求を送信する。測位装置１２は、測位位置の経時変化データの転送要求を受信すると、メモリ３５から測位位置の経時変化データを読み出し、被曝線量解析装置１３に送信する。
（ステップＳ２０３）ＣＰＵ４１は、測位装置１２から測位位置の経時変化データを受信する。
（ステップＳ２０４）ＣＰＵ４１は、この測位位置の経時変化データを補助記憶装置４５に保存する。

なお、上述の例では、線量計１１や測位装置１２を被曝線量解析装置１３に接続して、被曝線量の経時変化データや測位位置の経時変化データを、線量計１１や測位装置１２から被曝線量解析装置１３に転送しているが、線量計１１や測位装置１２に無線ＬＡＮを介してネットワークに接続できる機能をもたせ、線量計１１からの被曝線量の経時変化データや測位装置１２からの測位位置の経時変化データをネットワーク上のサーバ（クラウド上）に転送し、ネットワーク上のサーバを介して、被曝線量の経時変化データや測位位置の経時変化データを被曝線量解析装置１３に転送するようにしても良い。

線量計１１から被曝線量解析装置１３に被曝線量の経時変化データを転送すると、補助記憶装置４５には、被曝線量の経時変化データのデータベースが構築される。図７は、被曝線量の経時変化データのデータベースの一例である。図７に示すように、被曝線量の経時変化データのデータベースには、計測時刻と、被曝線量とが対応付けて記憶される。なお、線量計１１の時計２７の時刻と、被曝線量解析装置１３でデータ管理する際の時計の時刻の表記とが異なる場合には、線量計１１から被曝線量解析装置１３に被曝線量の経時変化データを転送する際に、時刻の変換を行う必要がある。例えば、線量計１１の時計２７がＵＮＩＸ（登録商標）時間なら、線量計１１から被曝線量解析装置１３に被曝線量の経時変化データを転送する際に、ＵＮＩＸ（登録商標）時間からカレンダー時間への変換を行う。

また、測位装置１２から被曝線量解析装置１３に測位位置の経時変化データを転送すると、補助記憶装置４５には、測位位置の経時変化データのデータベースが構築される。図８は、測位位置の経時変化データのデータベースの一例である。図８に示すように、測位位置の経時変化データのデータベースには、計測時刻と、測位位置とが対応付けて記憶される。なお、前述と同様に、測位装置１２の時計３６の時刻と、被曝線量解析装置１３でデータ管理する際の時計の時刻の表記とが異なる場合には、測位装置１２から被曝線量解析装置１３に測位位置の経時変化データを転送する際に、時刻の変換を行う必要がある。

図９は、被曝線量解析装置１３で被曝線量解析を行う際の処理を示すフローチャートである。
（ステップＳ３０１）ＣＰＵ４１は、解析命令が入力されたか否かを判定する。ＣＰＵ４１は、解析命令が入力されたと判定すると（ステップＳ３０１：Ｙｅｓ）、処理をステップＳ３０２に進める。
（ステップＳ３０２）ＣＰＵ４１は、補助記憶装置４５から、図７に示すような被曝線量の経時変化データのデータベースと、図８に示すような測位位置の経時変化データのデータベースとを読み出す。
（ステップ３０３）ＣＰＵ４１は、被曝線量の経時変化データのデータベースと測位位置の経時変化データのデータベースとを関連させて、図１０に示すような、計測時刻と、被曝線量と、測位位置との関係を示すデータベースを構築する。
（ステップＳ３０４）ＣＰＵ４１は、計測時刻と、被曝線量と、測位位置ととの関係を示すデータベースから、解析命令に応じて必要なデータを取り出し、解析処理を行う。
（ステップＳ３０５）ＣＰＵ４１は、解析結果を、表示装置４８に表示する。

なお、図７に示す計測時刻と線量との関係を示すデータベース及び図８に示す計測時刻と測位位置との関係を示すデータベースは、各作業員毎に構築される。したがって、作業員がＮ人であれば、図７及び図８に示すようなデータベースがＮ人分構築されることになる。同様に、図１０に示すようなデータベースは、作業員がＮ人であれば、Ｎ人分構築されることになる。

このように、本発明の第１の実施形態に係る被曝線量計測システム１では、図７に示す被曝線量の経時変化データのデータベースと、図８に示す測位位置の経時変化データのデータベースとを関連付けることで、図１０に示すように、計測時刻と、測位位置と、被曝線量ととの関係を示すデータベースが構築できる。これにより、「いつ・どこで・だれが・どのくらい」の放射線に被曝したかを、分析・判断することが可能になる。また、作業員がいつ、どこにいて、どのくらいの放射線に被曝したかを、画面上に表示して、被曝線量の経時変化を可視化することができる。

ここで、図７に示す被曝線量の経時変化データのデータベースと、図８に示す測位位置の経時変化データのデータベースとを関連付ける際には、計測時刻が鍵となる。したがって、線量計１１からの被曝線量の経時変化データと、測位装置１２からの測位位置の経時変化データとで、計測時刻を同期させておくことが望まれる。なお、線量計１１からの被曝線量の経時変化データと、測位装置１２からの測位位置の経時変化データとで計測時刻のタイミングが異なっている場合には、最も近い時刻のものを鍵として、関連付ければ良い。

図１１は、被曝線量解析装置１３の表示装置４８に表示される被曝線量の可視化画面の一例である。この例は、作業員の位置と、被曝線量とを、時系列で可視化して、被曝線量解析装置１３の表示装置４８に表示したものである。すなわち、図１１（Ａ）、図１１（Ｂ）、及び図１１（Ｃ）では、それぞれ、午前９時、午前１０時、午前１１時に、作業員Ａ〜Ｄがいた位置がプロットされている。各プロット位置には、そのときの各作業員の被曝線量が示されている。なお、被曝線量は、色や濃淡により、視覚的にわかりやすく表示しても良い。このように、作業員の位置と、被曝線量とを、時系列で可視化すると、各作業員の被曝線量だけでなく、いつ、どの位置で、線量の増加があったかを一瞥してわかる。

図１２は、被曝線量解析装置１３の表示装置４８に表示される被曝線量の可視化画面の別の一例である。この例は、作業員が滞在していたエリアを時系列ごとに色や濃淡で視覚的に分かりやすく図示するとともに、その図の上に被曝線量率の経時変化を重ね合わせたものである。これにより、各作業員の被曝線量だけでなく、いつ、どのエリアで、被曝線量の増減があったかを一瞥して分かる。

以上説明したように、本実施形態では、作業終了時に異常に高い線量に曝された作業員がいた場合、その作業員の測位位置の経時変化データと被曝線量の経時変化データとを関連付けることで、「いつ・どこで・だれが・どのくらい」の放射線に被曝したかを確認することができる。また、被曝線量解析により、被曝線量の積算値による放射線管理だけでなく、放射性物質による局所的汚染場所等を迅速に推定することが可能となる。また、本発明では、従来から存在する一般的な空間線量の分布ではなく，作業員の行動パターンから最も被曝量が多いエリアを特定できるため、作業員の行動の効率化による被曝線量の低減や、作業員が集中しやすい場所に線量の高い資材等を置かないといった、作業改善に繋げることができる。

なお、被曝線量計測システム１の全部または一部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより各部の処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

１…被曝線量計測システム，１１…線量計，１２…測位装置，１３…被曝線量解析装置

Claims (7)

1. 作業員の受ける放射線量を計測し、被曝線量の経時変化データを生成する線量計と、
   前記作業員の位置を測位し、測位位置の経時変化データを生成する測位装置と、
   前記被曝線量の経時変化データと前記測位位置の経時変化データとを関連付けて被曝線量の解析を行う被曝線量解析装置と、
   を備えることを特徴とする被曝線量計測システム。
2. 前記測位装置は、歩行者自律航法で作業員の位置を測位することを特徴とする請求項１に記載の被曝線量計測システム。
3. 前記線量計は、所定時間毎の作業員の被曝線量の経時変化データを記憶するメモリを有することを特徴とする請求項１又は２に記載の被曝線量計測システム。
4. 前記測位装置は、所定時間毎の作業員の測位位置の経時変化データを記憶するメモリを有することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の被曝線量計測システム。
5. 前記被曝線量解析装置は、作業員の位置と、被曝線量とを、時系列で可視化して表示することを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の被曝線量計測システム。
6. 作業員の受ける放射線量を計測して被曝線量の経時変化データを生成するとともに、前記作業員の位置を測位して測位位置の経時変化データを生成する工程と、
   前記被曝線量の経時変化データ及び前記測位位置の経時変化データを被曝線量解析装置に転送する工程と、
   前記被曝線量解析装置で、前記被曝線量の経時変化データと前記測位位置の経時変化データとを関連付けて被曝線量の解析を行う工程と
   を備えるようにしたことを特徴とする被曝線量計測方法。
7. 被曝線量の経時変化データ及び測位位置の経時変化データを読み出すステップと、
   前記被曝線量の経時変化データと前記測位位置の経時変化データとを関連付けて被曝線量の解析を行うステップと、
   被曝量の解析結果を表示するステップと、
   を含むコンピュータにより実行可能なプログラム。

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