JP6582558B2 - Dose prediction apparatus, dose prediction method, and dose prediction program - Google Patents

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Description

本発明は、放射線源からの放射線量を予測する線量予測装置、線量予測方法及び線量予測プログラムに関する。   The present invention relates to a dose prediction apparatus, a dose prediction method, and a dose prediction program for predicting a radiation dose from a radiation source.

環境中の放射線量分布を予測(評価)する場合、線量予測プログラムを用いて放射線源からの放射線量の予測が行われる。線量予測プログラムの代表例として、モンテカルロ法による放射線の輸送計算コード(以下、モンテカルロ輸送計算コードという。)が知られている。モンテカルロ法は、乱数を用いたシミュレーションを数多くの回数行うことにより近似解を求める計算手法である。モンテカルロ輸送計算コードは、放射線の輸送計算(体系内での多数の粒子の散乱と吸収、体系外への粒子の漏れ等の計算)をモンテカルロ法を用いて求め、所定の環境下における放射線量を評価する計算コードである。例えば、下記特許文献1には、モンテカルロ輸送計算コードを用いて原子炉機器や遮蔽体を有する遮蔽体領域の放射化の程度を評価する方法が開示されている。   When the radiation dose distribution in the environment is predicted (evaluated), the radiation dose from the radiation source is predicted using a dose prediction program. As a typical example of a dose prediction program, a radiation transport calculation code by the Monte Carlo method (hereinafter referred to as a Monte Carlo transport calculation code) is known. The Monte Carlo method is a calculation method for obtaining an approximate solution by performing simulations using random numbers many times. The Monte Carlo transport calculation code uses the Monte Carlo method to calculate radiation transport calculations (such as the scattering and absorption of a large number of particles in a system and the leakage of particles outside the system), and calculates the radiation dose in a given environment. The calculation code to be evaluated. For example, Patent Document 1 below discloses a method for evaluating the degree of activation of a shield region having a nuclear reactor equipment or shield using a Monte Carlo transport calculation code.

特開2014−238358号公報JP 2014-238358 A

線量予測プログラムを用いて放射線量を予測(評価)する場合、放射線源や遮蔽体などの評価対象の寸法やCADデータなどに基づき、評価対象の3次元形状モデル(3次元の形状情報)を自動的に作成するプログラムが開発されている。しかしながら、このようなプログラムによる3次元形状モデルの作成は、平板や円柱等といった単純な幾何形状を組み合わせることで実際の評価対象を模擬するものである。従って、放射線源や遮蔽体などの評価対象の形状として取り扱える形状が制限される。すなわち、複雑な幾何形状の3次元形状モデルを作成することは困難である。このため、例えば自然地形のように評価対象が単純な幾何形状の組み合わせで構成されていない場合、評価対象の3次元形状モデルと実際の評価対象の形状との差が生じ、その差によって線量予測プログラムによる予測結果(計算結果)に誤差が生じてしまう。   When predicting (evaluating) radiation dose using a dose prediction program, the evaluation target 3D shape model (3D shape information) is automatically generated based on the evaluation target dimensions such as radiation sources and shields, CAD data, etc. A program to be created automatically has been developed. However, the creation of a three-dimensional shape model by such a program simulates an actual evaluation object by combining simple geometric shapes such as a flat plate and a cylinder. Accordingly, the shapes that can be handled as the shape of the evaluation target such as a radiation source or a shield are limited. That is, it is difficult to create a three-dimensional shape model having a complicated geometric shape. For this reason, for example, when the evaluation target is not composed of a combination of simple geometric shapes such as natural terrain, a difference between the evaluation target three-dimensional shape model and the actual evaluation target shape is generated, and dose prediction is performed based on the difference. An error occurs in the prediction result (calculation result) by the program.

また、モンテカルロ輸送計算コードのような線量予測プログラムは、一般に、放射線源の位置が局所的又は限定的に存在するような環境下における放射線量の予測に用いられる。例えば、原子力施設や医療関連施設などの遮蔽設計における放射線量の予測に用いられることが多い。従って、評価対象の放射線源の位置が局所的又は限定的に存在しない場合、すなわち、放射線源が広範囲に分布するような場合は、放射線源からの放射線量を1か所毎(局所的)に評価しなければならない。このため、広範囲に分布するすべての放射線源からの放射線量を評価するためには膨大な時間がかかってしまう。   In addition, a dose prediction program such as a Monte Carlo transport calculation code is generally used to predict a radiation dose in an environment where the position of a radiation source exists locally or limitedly. For example, it is often used for radiation dose prediction in shielding designs such as nuclear facilities and medical facilities. Therefore, when the position of the radiation source to be evaluated does not exist locally or in a limited manner, that is, when the radiation source is distributed over a wide area, the radiation dose from the radiation source is set to one place (locally). Must be evaluated. For this reason, it takes an enormous amount of time to evaluate the radiation dose from all radiation sources distributed over a wide range.

本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであり、評価対象の形状モデルを可能な限り忠実に模擬することができ、かつ、放射線源が広範囲に分布する場合でも膨大な時間を要せずに予測結果を求めることができる線量予測装置、線量予測方法及び線量予測プログラムを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described circumstances, can simulate the shape model to be evaluated as faithfully as possible, and requires a huge amount of time even when the radiation source is distributed over a wide range. It is an object of the present invention to provide a dose prediction apparatus, a dose prediction method, and a dose prediction program that can obtain a prediction result without any problem.

上記目的を達成するために、本発明は、3次元形状モデルの形状表面に放射線源の強度を示す放射線源情報を設定するCG処理部と、3次元形状モデルの形状表面をメッシュ状に区切ることにより複数のメッシュを設定するとともに各メッシュに複数のセルを設定し、各セルに放射線源情報に応じた放射線強度の放射線源を設定する第1情報設定部と、所定位置に計算点を設定する第2情報設定部と、各セルに設定された放射線源からの計算点における放射線量を計算する線量計算処理部と、を備える線量予測装置を提供する。   In order to achieve the above object, the present invention divides a shape surface of a three-dimensional shape model into a mesh shape and a CG processing unit that sets radiation source information indicating the intensity of the radiation source on the shape surface of the three-dimensional shape model. Sets a plurality of meshes, sets a plurality of cells in each mesh, sets a radiation source having a radiation intensity corresponding to the radiation source information in each cell, and sets a calculation point at a predetermined position. There is provided a dose prediction apparatus including a second information setting unit and a dose calculation processing unit that calculates a radiation dose at a calculation point from a radiation source set in each cell.

また、計算点から距離が近いセルを分割することによりメッシュを細分化する細分化処理部を備える構成でもよい。また、細分化処理部は、セルの面積と等しい等価円の中心と計算点とを結ぶ線と、等価円の円周上の所定位置と計算点とを結ぶ線とでなす角度が一定角度以上である場合に、セルを分割する構成でもよい。   Moreover, the structure provided with the subdivision process part which subdivides a mesh by dividing | segmenting the cell with a short distance from a calculation point may be sufficient. In addition, the subdivision processing unit has an angle formed by a line connecting the center of the equivalent circle equal to the cell area and the calculation point and a line connecting the predetermined position on the circumference of the equivalent circle and the calculation point equal to or greater than a certain angle. In this case, the cell may be divided.

また、第1情報設定部は、各セルに対して、各セルの深さ方向に層状に点線源を設定する構成でもよい。また、第1情報設定部は、各セルに対して、各層の点線源の深さ方向の強度分布を設定する構成でもよい。   The first information setting unit may be configured to set a point source in a layered manner in the depth direction of each cell for each cell. Moreover, the structure which sets the intensity distribution of the depth direction of the point source of each layer with respect to each cell may be sufficient as a 1st information setting part.

また、CG処理部は、地形データ、標高データ、及び構造物の形状データに基づいて3次元形状モデルを作成する構成でもよい。また、CG処理部は、3次元形状モデルの形状表面にカラー情報で放射線源情報を設定する構成でもよい。また、CG処理部は、除染前後の放射線源強度分布に基づき、3次元形状モデルの形状表面に放射線源情報を設定し、線量計算処理部で計算された除染前後の放射線量分布の画像を生成する構成でもよい。また、線量計算処理部は、各セルに設定された放射線源からの計算点における放射線量を点減衰核計算法に基づき計算する構成でもよい。 The CG processing unit may be configured to create a three-dimensional shape model based on topographic data, altitude data, and structure shape data. The CG processing unit may be configured to set radiation source information with color information on the shape surface of the three-dimensional shape model. The CG processing unit sets radiation source information on the shape surface of the three-dimensional shape model based on the radiation source intensity distribution before and after decontamination, and the radiation dose distribution image before and after decontamination calculated by the dose calculation processing unit. The structure which produces | generates may be sufficient. The dose calculation processing unit may be configured to calculate the radiation dose at the calculation point from the radiation source set in each cell based on the point attenuation kernel calculation method.

また、計算点と各セルとの間に物体が存在するか否かを判定する見通し判定部と、見通し判定部で計算点と各セルとの間に物体が存在すると判定された場合、物体による各セルの放射線源からの放射線の減衰を計算する遮蔽計算処理部と、を備え、線量計算処理部は、遮蔽計算処理部で計算された放射線の減衰を加味して計算点における放射線量を計算する構成でもよい。また、CG処理部は、3次元形状モデルの形状表面に放射線透過率を設定し、遮蔽計算処理部は、放射線透過率及び物体の厚さに基づいて、物体による各セルの放射線源からの放射線の減衰を計算する構成でもよい。   Also, a line-of-sight determination unit that determines whether or not an object exists between a calculation point and each cell, and if the line-of-sight determination unit determines that an object exists between the calculation point and each cell, A shielding calculation processing unit that calculates the attenuation of radiation from the radiation source of each cell, and the dose calculation processing unit calculates the radiation dose at the calculation point in consideration of the radiation attenuation calculated by the shielding calculation processing unit. The structure to do may be sufficient. The CG processing unit sets the radiation transmittance on the shape surface of the three-dimensional shape model, and the shielding calculation processing unit performs radiation from the radiation source of each cell by the object based on the radiation transmittance and the thickness of the object. It is also possible to use a configuration for calculating the attenuation.

また、本発明は、3次元形状モデルの形状表面に放射線源の強度を示す放射線源情報を設定することと、3次元形状モデルの形状表面をメッシュ状に区切ることにより複数のメッシュを設定するとともに各メッシュに複数のセルを設定し、各セルに放射線源情報に応じた放射線強度の放射線源を設定することと、所定位置に計算点を設定することと、各セルに設定された放射線源からの計算点における放射線量を計算することと、を含む線量予測方法を提供する。   Further, the present invention sets radiation source information indicating the intensity of the radiation source on the shape surface of the three-dimensional shape model, and sets a plurality of meshes by dividing the shape surface of the three-dimensional shape model into mesh shapes. Set multiple cells in each mesh, set a radiation source of radiation intensity according to the radiation source information in each cell, set a calculation point at a predetermined position, and from the radiation source set in each cell And calculating a radiation dose at a calculation point of

また、本発明は、コンピュータに、3次元形状モデルの形状表面に放射線源の強度を示す放射線源情報を設定するCG処理と、3次元形状モデルの形状表面をメッシュ状に区切ることにより複数のメッシュを設定するとともに各メッシュに複数のセルを設定し、各セルに放射線源情報に応じた放射線強度の放射線源を設定する第1情報設定処理と、所定位置に計算点を設定する第2情報設定処理と、各セルに設定された放射線源からの計算点における放射線量を計算する線量計算処理と、を実行させる線量予測プログラムを提供する。   In addition, the present invention provides a computer with CG processing for setting radiation source information indicating the intensity of a radiation source on the shape surface of a three-dimensional shape model, and dividing the shape surface of the three-dimensional shape model into a mesh shape. A first information setting process for setting a plurality of cells in each mesh and setting a radiation source having a radiation intensity corresponding to the radiation source information in each cell; and a second information setting for setting a calculation point at a predetermined position Provided is a dose prediction program that executes a process and a dose calculation process for calculating a radiation dose at a calculation point from a radiation source set in each cell.

本発明によれば、3次元形状モデルの形状表面に放射線源の強度を示す放射線源情報を設定するCG処理部と、3次元形状モデルの形状表面をメッシュ状に区切ることにより複数のメッシュを設定するとともに各メッシュに複数のセルを設定し、各セルに放射線源情報に応じた放射線強度の放射線源を設定する第1情報設定部と、所定位置に計算点を設定する第2情報設定部と、各セルに設定された放射線源からの計算点における放射線量を計算する線量計算処理部とを備える。このような構成によれば、評価対象の3次元形状モデルを可能な限り忠実に模擬することができる。その結果、評価対象の3次元形状モデルと実際の評価対象の3次元形状との差が小さくなり、放射線量の計算結果の誤差も小さくすることができる。また、各セルに放射線源を設定することで、放射線源が広範囲に分布する場合でも膨大な時間を要せずに計算点における計算結果(予測結果)を求めることができる。   According to the present invention, a CG processing unit that sets radiation source information indicating the intensity of the radiation source on the shape surface of the three-dimensional shape model, and a plurality of meshes are set by dividing the shape surface of the three-dimensional shape model into a mesh shape In addition, a first information setting unit that sets a plurality of cells in each mesh, sets a radiation source having a radiation intensity corresponding to the radiation source information in each cell, and a second information setting unit sets a calculation point at a predetermined position; And a dose calculation processing unit for calculating a radiation dose at a calculation point from the radiation source set in each cell. According to such a configuration, the three-dimensional shape model to be evaluated can be simulated as faithfully as possible. As a result, the difference between the three-dimensional shape model to be evaluated and the three-dimensional shape to be actually evaluated is reduced, and the error in the calculation result of the radiation dose can be reduced. In addition, by setting a radiation source in each cell, a calculation result (prediction result) at a calculation point can be obtained without requiring an enormous amount of time even when the radiation source is distributed over a wide range.

本発明の線量予測装置が備える制御プログラム及びその制御プログラムで処理される情報を示す図である。It is a figure which shows the control program with which the dose prediction apparatus of this invention is provided, and the information processed with the control program. 第1実施形態に係る線量予測装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the dose prediction apparatus which concerns on 1st Embodiment. 3次元形状モデルに複数の単位領域のメッシュが設定された状態を示す図である。It is a figure which shows the state by which the mesh of the several unit area | region was set to the three-dimensional shape model. 図3に示すメッシュ内のセルを示す図である。It is a figure which shows the cell in the mesh shown in FIG. 層状体積線源モデルの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a layered volume radiation source model. セルの分割を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the division | segmentation of a cell. 入力ファイルの生成処理の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the production | generation process of an input file. 空間線量の計算処理の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the calculation process of an air dose. 図3に示す3次元形状モデルのメッシュを細分化した状態を示す図である。It is a figure which shows the state which subdivided the mesh of the three-dimensional shape model shown in FIG. 第2実施形態に係る線量予測装置の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the dose prediction apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 見通し判定処理を説明するための解析情報メッシュの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the analysis information mesh for demonstrating a vision determination process. 放射線源の強度分布の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of intensity distribution of a radiation source.

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。ただし、本発明はこれに限定されるものではない。また、図面においては実施形態を説明するため、一部分を大きく又は強調して記載するなど適宜縮尺を変更して表現する場合がある。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to this. Further, in the drawings, in order to describe the embodiment, the scale may be appropriately changed and expressed, for example, partly enlarged or emphasized.

<第1実施形態>
本発明の線量予測装置が備える制御プログラム及びその制御プログラムで処理される情報について説明する。図1は、本発明の線量予測装置が備える制御プログラム及びその制御プログラムで処理される情報を示す図である。図1に示す本発明の線量予測装置は、制御プログラムとして3次元CGプログラム200(3次元コンピュータ・グラフィックス・プログラム)と線量予測プログラム210とを備える。3次元CGプログラム200は、3次元形状モデルの作成(モデリング)や3次元形状モデルの画像の生成(レンダリング)を行うプログラムである。線量予測プログラム210は、放射線源からの放射線量を予測するプログラムである。
<First Embodiment>
A control program provided in the dose prediction apparatus of the present invention and information processed by the control program will be described. FIG. 1 is a diagram showing a control program provided in the dose prediction apparatus of the present invention and information processed by the control program. The dose prediction apparatus of the present invention shown in FIG. 1 includes a three-dimensional CG program 200 (a three-dimensional computer graphics program) and a dose prediction program 210 as control programs. The three-dimensional CG program 200 is a program for creating (modeling) a three-dimensional shape model and generating (rendering) an image of the three-dimensional shape model. The dose prediction program 210 is a program for predicting the radiation dose from the radiation source.

3次元CGプログラム200は、計算対象の情報100を入力する。図1に示すように、計算対象の情報100は、地形データ(地図データ)や標高データ、建物等の形状データ、除染前後の放射線源強度分布、表面放射線透過率などの情報を含む。   The three-dimensional CG program 200 inputs information 100 to be calculated. As shown in FIG. 1, the calculation target information 100 includes information such as terrain data (map data), elevation data, building shape data, radiation source intensity distribution before and after decontamination, surface radiation transmittance, and the like.

ここで、地形データは、線量予測装置による評価対象の地域における地形(地図)を示す2次元データであり、標高データは、地形データの各地点の標高を示すデータである。また、建物等の形状データは、線量予測装置による評価対象の地域に存在する建物等の形状を示す3次元データである。また、放射線源強度分布は、例えば、線量予測装置による評価対象の地域の各地点においてモニタリング等によって得られた計測値(高さ1cmの空間線量率[μSv/h])を示すデータである。線量予測装置による評価対象の地域が放射性物質で汚染された地域の場合、作業者は、除染が行われる前の放射線源強度分布と、除染が行われた後の放射線源強度分布とを3次元CGプログラム200に入力する。また、表面放射線透過率は、線量予測装置による評価対象の地域における表面の放射線透過率を示すデータである。   Here, the terrain data is two-dimensional data indicating the terrain (map) in the region to be evaluated by the dose prediction device, and the altitude data is data indicating the altitude of each point of the terrain data. Moreover, the shape data of a building etc. is three-dimensional data which shows the shape of the building etc. which exist in the evaluation object area | region by a dose prediction apparatus. The radiation source intensity distribution is data indicating, for example, a measurement value (a space dose rate [μSv / h] having a height of 1 cm) obtained by monitoring or the like at each point in the region to be evaluated by the dose prediction apparatus. If the area to be evaluated by the dose prediction device is an area contaminated with radioactive material, the operator must determine the radiation source intensity distribution before decontamination and the radiation source intensity distribution after decontamination. Input to the three-dimensional CG program 200. The surface radiation transmittance is data indicating the radiation transmittance of the surface in the area to be evaluated by the dose prediction apparatus.

3次元CGプログラム200は、地形データ、標高データ、及び建物等の形状データに基づいて3次元形状モデルを作成する。例えば、3次元CGプログラム200は、地形データと標高データに基づいて評価対象の地域の地形についての3次元形状をポリゴンメッシュで再現し、建物等の形状データに基づいて評価対象の地域内に存在する建物等の3次元形状をポリゴンメッシュで再現することにより、評価対象の地域における3次元形状モデルを作成する。   The three-dimensional CG program 200 creates a three-dimensional shape model based on topographic data, elevation data, and shape data such as buildings. For example, the three-dimensional CG program 200 reproduces the three-dimensional shape of the terrain of the evaluation target region with a polygon mesh based on the terrain data and the elevation data, and exists in the evaluation target region based on the shape data of the building or the like. A three-dimensional shape model in an evaluation target area is created by reproducing a three-dimensional shape of a building or the like to be evaluated with a polygon mesh.

また、3次元CGプログラム200は、放射線源強度分布に基づいて3次元形状モデルの形状表面に放射線源の強度を示す放射線源情報を設定する。具体的には、3次元CGプログラム200は、3次元形状モデルの形状表面における各ポリゴンメッシュに、放射線源強度に対応するカラー情報(例えば256諧調のカラー情報)をテクスチャマッピングする。例えば、3次元形状モデルの形状表面において、相対的に放射線源強度が高い部分を赤色とし、相対的に放射線源強度が低い部分を青色とする。   The three-dimensional CG program 200 sets radiation source information indicating the intensity of the radiation source on the shape surface of the three-dimensional shape model based on the radiation source intensity distribution. Specifically, the three-dimensional CG program 200 texture-maps color information (for example, 256 tone color information) corresponding to the radiation source intensity on each polygon mesh on the shape surface of the three-dimensional shape model. For example, on the shape surface of the three-dimensional shape model, a portion having a relatively high radiation source intensity is red, and a portion having a relatively low radiation source intensity is blue.

このように、3次元CGプログラム200により作成される3次元形状モデル、及び3次元CGプログラム200により3次元形状モデルの形状表面(各ポリゴンメッシュ)にカラー情報として設定される放射線源情報を解析情報110という。3次元CGプログラム200は、3次元形状モデルと放射線源情報(カラー情報)をCG共通フォーマットのデータ(汎用の3次元CGプログラムにおいて共通フォーマットのデータ)として生成することが可能である。3次元CGプログラム200は、CG共通フォーマットの解析情報110を線量予測プログラム210に出力する。   As described above, the three-dimensional shape model created by the three-dimensional CG program 200 and the radiation source information set as color information on the shape surface (each polygon mesh) of the three-dimensional shape model by the three-dimensional CG program 200 are analyzed information. 110. The three-dimensional CG program 200 can generate a three-dimensional shape model and radiation source information (color information) as CG common format data (common format data in a general-purpose three-dimensional CG program). The three-dimensional CG program 200 outputs the CG common format analysis information 110 to the dose prediction program 210.

線量予測プログラム210は、3次元CGプログラム200から出力される解析情報110(3次元形状モデル、放射線源情報)を入力する。また、線量予測プログラム210は、作業者による操作部(図2に示すキーボード2やマウス3)の操作に応じて、テキストデータである設定情報120を入力する。設定情報120は、図1に示すように、計算制御情報、モデルオプション、計算点座標、放射線関連データなどを含む。   The dose prediction program 210 receives analysis information 110 (three-dimensional shape model, radiation source information) output from the three-dimensional CG program 200. In addition, the dose prediction program 210 inputs the setting information 120 that is text data in accordance with the operation of the operation unit (keyboard 2 and mouse 3 shown in FIG. 2) by the operator. As shown in FIG. 1, the setting information 120 includes calculation control information, model options, calculation point coordinates, radiation-related data, and the like.

ここで、計算制御情報は、放射線量を計算する場合の計算手法(近似計算法)における係数や設定値などの情報、評価対象の地域における放射線量を計算する位置(以下、計算点又は評価点という。)の数を示す情報などを含む。モデルオプションは、放射線源モデル(本実施形態では、各セルの厚さ方向(深さ方向)に層状に点線源が堆積しているものとみなすモデル;図5に示す層状体積線源モデルを参照)における線源の分布状況などを示す情報である。計算点座標は、計算点の3次元座標を示す情報である。放射線関連データは、放射線源における放射線核種の構成割合などの情報である。解析情報110及び設定情報120を入力ファイルという。   Here, the calculation control information includes information such as coefficients and setting values in the calculation method (approximate calculation method) when calculating the radiation dose, and the position (hereinafter, calculation point or evaluation point) where the radiation dose is calculated in the evaluation target area. Including information indicating the number of. The model option is a radiation source model (in this embodiment, a model in which point sources are considered to be deposited in layers in the thickness direction (depth direction) of each cell; see the layered volume source model shown in FIG. ) Is information indicating the distribution status of the radiation source. The calculation point coordinates are information indicating the three-dimensional coordinates of the calculation points. The radiation-related data is information such as the composition ratio of radionuclides in the radiation source. The analysis information 110 and the setting information 120 are called input files.

線量予測プログラム210は、入力ファイルを読み込み、入力ファイルに含まれる解析情報110及び設定情報120に基づいて、計算点における放射線量(放射線強度)を計算する。そして、線量予測プログラム210は、評価対象の地域における除染前後の線量分布や線量低減比などの情報を含む計算結果130を3次元CGプログラム200に出力する。計算結果130はCG共通フォーマットのデータとして生成される。また、線量予測プログラム210は、テキストデータである詳細計算結果140を表示装置(図2参照)などに出力する。   The dose prediction program 210 reads the input file and calculates the radiation dose (radiation intensity) at the calculation point based on the analysis information 110 and the setting information 120 included in the input file. Then, the dose prediction program 210 outputs a calculation result 130 including information such as a dose distribution before and after decontamination and a dose reduction ratio in the evaluation target area to the three-dimensional CG program 200. The calculation result 130 is generated as CG common format data. Further, the dose prediction program 210 outputs a detailed calculation result 140, which is text data, to a display device (see FIG. 2).

3次元CGプログラム200は、計算結果130に含まれる評価対象の地域における除染前後の線量分布や線量低減比などの情報に基づいて、3次元形状モデルにおける除染前の線量分布や除染後の線量分布、除染前後の線量低減比を表す画像を生成する。これにより、除染前後の線量分布や線量低減比を視覚的に認識することができる。   The three-dimensional CG program 200 calculates the dose distribution before and after decontamination in the three-dimensional shape model based on information such as the dose distribution before and after decontamination and the dose reduction ratio in the evaluation target area included in the calculation result 130. An image showing the dose distribution and dose reduction ratio before and after decontamination is generated. Thereby, the dose distribution and dose reduction ratio before and after decontamination can be visually recognized.

図2は、第1実施形態に係る線量予測装置1の構成を示すブロック図である。図2に示す第1実施形態に係る線量予測装置1は、放射線源からの放射線量を予測(評価)する装置である。本実施形態では、線量予測装置1は、広範囲に分布する放射線源からの放射線量の分布を予測する。この線量予測装置1は、例えばコンピュータにより構成される。図2に示すように、線量予測装置1は、表示装置2、キーボード3、及びマウス4と接続されている。   FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the dose prediction apparatus 1 according to the first embodiment. A dose prediction apparatus 1 according to the first embodiment shown in FIG. 2 is an apparatus that predicts (evaluates) a radiation dose from a radiation source. In the present embodiment, the dose prediction apparatus 1 predicts the distribution of radiation dose from radiation sources distributed over a wide range. The dose prediction apparatus 1 is configured by a computer, for example. As shown in FIG. 2, the dose prediction device 1 is connected to a display device 2, a keyboard 3, and a mouse 4.

線量予測装置1は、図2に示すように、演算処理部10及び記憶部20を有している。演算処理部10は、放射線量の予測に関する制御全般を司る。記憶部20は、演算処理部10に各種処理を実行させるための制御プログラム(図1に示す3次元CGプログラム200、線量予測プログラム210、不図示のオペレーティングシステムなど)や、演算処理部10が各種処理を行うために必要な情報(図1に示す計算対象の情報100、解析情報110、設定情報120)、計算結果の情報(図1に示す計算結果130や詳細計算結果140)などを記憶する。   As shown in FIG. 2, the dose prediction apparatus 1 includes an arithmetic processing unit 10 and a storage unit 20. The arithmetic processing unit 10 performs overall control related to radiation dose prediction. The storage unit 20 includes various control programs (such as the three-dimensional CG program 200, the dose prediction program 210, and the operating system (not shown) shown in FIG. 1) for causing the arithmetic processing unit 10 to execute various types of processing. Information necessary for processing (calculation target information 100, analysis information 110, setting information 120 shown in FIG. 1), calculation result information (calculation result 130 and detailed calculation result 140 shown in FIG. 1), and the like are stored. .

演算処理部10は、図2に示すように、表示制御部11、データ入力部12、CG処理部13、情報設定部14(第1情報設定部、第2情報設定部)、細分化処理部15、及び線量計算処理部16を有している。なお、表示制御部11及びデータ入力部12は、CPU(Central Processing Unit)などの演算装置がオペレーティングシステムに基づいて実行する処理又は制御に相当し、CG処理部13は、演算装置が3次元CGプログラム200に基づいて実行する処理又は制御に相当し、情報設定部14、細分化処理部15及び線量計算処理部16は、演算装置が線量予測プログラム210に基づいて実行する処理又は制御に相当する。   As shown in FIG. 2, the arithmetic processing unit 10 includes a display control unit 11, a data input unit 12, a CG processing unit 13, an information setting unit 14 (first information setting unit, second information setting unit), and a subdivision processing unit. 15 and a dose calculation processing unit 16. The display control unit 11 and the data input unit 12 correspond to processing or control executed by an arithmetic device such as a CPU (Central Processing Unit) based on an operating system, and the CG processing unit 13 has a three-dimensional CG. The information setting unit 14, the segmentation processing unit 15, and the dose calculation processing unit 16 correspond to processing or control executed by the arithmetic device based on the dose prediction program 210. .

表示制御部11は、液晶表示ディスプレイのような表示装置2における情報の表示に関する制御を司る。例えば、表示制御部11は、表示装置2の表示画面に、CG処理部13により生成される3次元形状モデルの画像を表示する制御や、各種情報を入力するための情報入力領域の画像を表示する制御などを行う。データ入力部12は、キーボード3及びマウス4と接続される。このデータ入力部12は、作業者によるキーボード3やマウス4の操作に応じて情報(計算対象の情報100、設定情報120など)を入力する。   The display control unit 11 controls the display of information on the display device 2 such as a liquid crystal display. For example, the display control unit 11 displays on the display screen of the display device 2 a control for displaying an image of a three-dimensional shape model generated by the CG processing unit 13 and an image of an information input area for inputting various information. Control to perform. The data input unit 12 is connected to the keyboard 3 and the mouse 4. The data input unit 12 inputs information (calculation target information 100, setting information 120, etc.) according to the operation of the keyboard 3 and mouse 4 by the operator.

CG処理部13は、CG処理(コンピュータ・グラフィックス処理)を行う処理部である。このCG処理部13は、地形データや標高データ、建物等の形状に基づいて3次元形状モデル(3次元の形状情報)を作成する処理(モデリング処理)、3次元形状モデルの各ポリゴンメッシュに放射線源情報を設定する処理を行う。また、CG処理部13は、3次元の形状情報の画像を生成する処理(レンダリング処理)などを行う。また、CG処理部13は、線量計算処理部16で計算された計算結果130(除染前後の線量分布、線量低減比など)に基づいて、除染効果を視覚的に表した3次元形状モデルの画像を表示装置2に表示する。   The CG processing unit 13 is a processing unit that performs CG processing (computer graphics processing). The CG processing unit 13 is a process (modeling process) for creating a three-dimensional shape model (three-dimensional shape information) based on terrain data, elevation data, the shape of a building, etc., and applies radiation to each polygon mesh of the three-dimensional shape model. Performs processing to set source information. The CG processing unit 13 performs processing (rendering processing) for generating an image of three-dimensional shape information. The CG processing unit 13 also visually represents the decontamination effect based on the calculation results 130 calculated by the dose calculation processing unit 16 (dose distribution before and after decontamination, dose reduction ratio, etc.). Are displayed on the display device 2.

情報設定部14は、CG処理部13で作成されたCG共通フォーマットの3次元形状モデルを別のフォーマット(線量予測プログラム210による計算処理用のデータフォーマット)に再設定する。そして、情報設定部14は、CG処理部13で作成された3次元形状モデルの形状表面をメッシュ状に区切ることにより、3次元形状モデルの形状表面に複数の単位領域のメッシュを設定する。複数の単位領域のメッシュは、CG処理部13で作成された3次元形状モデルにおけるポリゴンメッシュと同一の大きさの領域でも異なる大きさの領域でもよい。また、情報設定部14は、3次元形状モデルの形状表面に設定された放射線源情報(カラー情報)に基づいて、各々のメッシュ単位の放射線源の強度を計算する。   The information setting unit 14 resets the three-dimensional shape model of the CG common format created by the CG processing unit 13 to another format (data format for calculation processing by the dose prediction program 210). Then, the information setting unit 14 sets a plurality of unit region meshes on the shape surface of the three-dimensional shape model by dividing the shape surface of the three-dimensional shape model created by the CG processing unit 13 into a mesh shape. The meshes of the plurality of unit regions may be the same size region as the polygon mesh in the three-dimensional shape model created by the CG processing unit 13 or a different size region. Further, the information setting unit 14 calculates the intensity of the radiation source for each mesh unit based on the radiation source information (color information) set on the shape surface of the three-dimensional shape model.

図3は、3次元形状モデル300に複数の単位領域のメッシュが設定された状態を示す図である。図3に示す3次元形状モデル300では、建物などの物体310,320が設けられている。また、3次元形状モデル300は、直交する等間隔の複数の線により複数の方形状の単位領域のメッシュMに分割されている。3次元形状モデル300において、領域300aは低放射線源の領域であり、領域300bは高放射線源の領域である。高放射線源の領域300bの各メッシュMに設定される放射線源の強度は、低放射線源の領域300aの各メッシュMに設定される放射線源の強度よりも高いことを表している。なお、図3においては、地表から所定距離の高さ(地表面から所定距離だけ離れた位置)に計算点400が設定されている。計算点400の高さは任意であるが、例えば1mの高さを基本とする。   FIG. 3 is a diagram illustrating a state where a plurality of unit area meshes are set in the three-dimensional shape model 300. In the three-dimensional shape model 300 shown in FIG. 3, objects 310 and 320 such as buildings are provided. The three-dimensional shape model 300 is divided into a plurality of square unit regions meshes M by a plurality of orthogonally spaced lines. In the three-dimensional shape model 300, the region 300a is a low radiation source region, and the region 300b is a high radiation source region. The intensity of the radiation source set for each mesh M of the high radiation source region 300b is higher than the intensity of the radiation source set for each mesh M of the low radiation source region 300a. In FIG. 3, a calculation point 400 is set at a height of a predetermined distance from the ground surface (a position away from the ground surface by a predetermined distance). Although the height of the calculation point 400 is arbitrary, for example, a height of 1 m is basically used.

図2の説明に戻り、情報設定部14は、3次元形状モデルの形状表面に設定した各メッシュを4つのセルに分割する。そして、情報設定部14は、各セルに点線源を設定する。   Returning to the description of FIG. 2, the information setting unit 14 divides each mesh set on the shape surface of the three-dimensional shape model into four cells. Then, the information setting unit 14 sets a point source for each cell.

図4は、図3に示すメッシュM内のセルSel1〜Sel4を示す図である。各々のメッシュMは4つの頂点p1〜p4の位置情報により特定される。4つの頂点p1〜p4で構成される平面上のメッシュMで3次元形状モデルの局面形状を構成することができない。従って、メッシュMの中心に頂点p5を追加することで、メッシュMを4つのセルSel1〜Sel4に分割する。また、情報設定部14は、各々のメッシュ全体の放射線源の強度に基づいて、分割した各セルSel1〜Sel4の中心(又は重心)に仮想的に点線源r1〜r4があるものと仮定して各点線源r1〜r4の線量を計算する。そして、情報設定部14は、各セルSel1〜Sel4の中心(又は重心)に点線源r1〜r4をそれぞれ設定する。   FIG. 4 is a diagram illustrating cells Sel1 to Sel4 in the mesh M illustrated in FIG. Each mesh M is specified by position information of four vertices p1 to p4. The phase shape of the three-dimensional shape model cannot be constituted by the mesh M on the plane constituted by the four vertices p1 to p4. Therefore, by adding the vertex p5 to the center of the mesh M, the mesh M is divided into four cells Sel1 to Sel4. Also, the information setting unit 14 assumes that there are virtual point sources r1 to r4 at the centers (or centroids) of the divided cells Sel1 to Sel4 based on the intensity of the radiation source of each entire mesh. The dose of each point source r1 to r4 is calculated. Then, the information setting unit 14 sets the point line sources r1 to r4 at the centers (or centroids) of the cells Sel1 to Sel4, respectively.

また、図2の説明に戻り、情報設定部14は、設定情報120のモデルオプションに基づいて、各セルに対して、各セルの厚さ方向(深さ方向)に層状(レイヤ状)に点線源が堆積しているものとする層状体積線源モデルを設定する。これにより、1つのレイヤ(層)における放射線源が1つの点線源で近似される。   Returning to the description of FIG. 2, the information setting unit 14, based on the model option of the setting information 120, dotted lines in layers (layers) in the thickness direction (depth direction) of each cell. Set up a layered volume source model assuming that the source is deposited. Thereby, the radiation source in one layer (layer) is approximated by one point source.

図5は、層状体積線源モデルの構成を示す図である。図5においては、階層化されたセルSeliの構成及び放射線源ri1〜rij〜rimの深さ方向の強度分布を示している。モデルオプションには、各セルSeliの表面に対する法線方向(法線ベクトルの方向)にどれくらいの距離までの深さ(厚さ)にするか、また、その深さを何層に分割するか、を示す情報が設定されている。図5に示す例では、セルSeliは、所定の深さまで深さ方向にm個の層(第1層〜第j層〜第m層)が設定され、m個の層に各1個の点線源(点線源ri1〜点線源rij〜点線源rim)が設定されている。情報設定部14は、モデルオプションに基づいて、各々のセルに対して、所定個の層を設定するとともに、各層に所定個の点線源を設定する。なお、3次元形状モデルの表面が土の場合は、情報設定部14はセルの深さ(厚さ)として例えば4cm〜5cm程度の深さを設定する。   FIG. 5 is a diagram showing the configuration of the layered volume source model. In FIG. 5, the structure of the hierarchized cell Seli and the intensity distribution in the depth direction of the radiation sources ri1 to rij to rim are shown. Model options include how far the depth (thickness) is in the normal direction (normal vector direction) to the surface of each cell Seli, and how many layers the depth is divided into. Is set. In the example shown in FIG. 5, the cell Seli has m layers (first to j-th to m-th layers) set in the depth direction up to a predetermined depth, and one dotted line for each of the m layers. Sources (point line source ri1 to point line source rij to point line source rim) are set. The information setting unit 14 sets a predetermined number of layers for each cell based on the model option, and sets a predetermined number of point sources for each layer. When the surface of the three-dimensional shape model is soil, the information setting unit 14 sets a depth of, for example, about 4 cm to 5 cm as the cell depth (thickness).

また、モデルオプションには、各層の点線源ri1〜rij〜rimの深さ方向の強度分布の情報が設定されている。図5に示す例では、点線源ri1〜rij〜rimの強度分布W1は、深さによって強度が変わらない一様分布である。点線源ri1〜rij〜rimの強度分布W2は、深くなる程に強度が直線的に減少する直線減少(ランプ状)分布である。情報設定部14は、各層の点線源ri1〜rij〜rimの強度分布もセルSeliに対応つけて設定する。以上のように、3次元形状モデルを構成する各セルに対して、深さ方向に層状の点線源が設定された情報を解析情報メッシュという。   Also, in the model option, information on the intensity distribution in the depth direction of the point line sources ri1 to rij to rim of each layer is set. In the example shown in FIG. 5, the intensity distribution W1 of the point source ri1 to rij to rim is a uniform distribution whose intensity does not change depending on the depth. The intensity distribution W2 of the point source ri1-rij-rim is a linear decrease (ramp-shaped) distribution in which the intensity decreases linearly as the depth increases. The information setting unit 14 also sets the intensity distribution of the point line sources ri1 to rij to rim of each layer in association with the cell Seli. As described above, the information in which the layered point source is set in the depth direction for each cell constituting the three-dimensional shape model is referred to as an analysis information mesh.

図2の説明に戻り、情報設定部14は、設定情報120の計算点座標で表される位置に計算点を設定する。細分化処理部15は、計算点から距離が近いセルを分割することによりメッシュを細分化する処理を行う。   Returning to the description of FIG. 2, the information setting unit 14 sets a calculation point at a position represented by the calculation point coordinates of the setting information 120. The subdivision processing unit 15 performs a process of subdividing the mesh by dividing cells that are close to the calculation point.

図6は、セルの分割を説明するための図である。図6に示す三角形のセルSelは、長さL1の辺と、長さL2の辺と、長さL3の辺とで構成されている。また、セルSelの中心位置(の各層)に点線源rが設定されている。細分化処理部15は、セルSelの頂点の位置に基づいてセルSelの面積を計算する。そして、細分化処理部15は、セルSelの面積と等しい等価円Cを想定し、その等価円Cの中心をセルSelの中心と一致させる。図6に示すように、等価円Cの半径はRである。細分化処理部15は、計算点400と等価円Cの中心点とを結ぶ線と、計算点400と等価円Cの円周上の所定位置とを結ぶ線とでなす角度αを求める。細分化処理部15は、角度αが予め決められた一定の角度以上である場合、セルSelを分割する。なお、予め決められた一定の角度は設定情報120の計算制御情報に設定される。   FIG. 6 is a diagram for explaining cell division. The triangular cell Sel shown in FIG. 6 includes a side having a length L1, a side having a length L2, and a side having a length L3. A point source r is set at the center position (each layer) of the cell Sel. The subdivision processing unit 15 calculates the area of the cell Sel based on the position of the vertex of the cell Sel. Then, the subdivision processing unit 15 assumes an equivalent circle C equal to the area of the cell Sel, and matches the center of the equivalent circle C with the center of the cell Sel. As shown in FIG. 6, the radius of the equivalent circle C is R. The subdivision processing unit 15 obtains an angle α formed by a line connecting the calculation point 400 and the center point of the equivalent circle C and a line connecting the calculation point 400 and a predetermined position on the circumference of the equivalent circle C. The subdivision processing unit 15 divides the cell Sel when the angle α is equal to or larger than a predetermined angle. Note that a predetermined angle is set in the calculation control information of the setting information 120.

細分化処理部15は、セルSelを構成する3つの辺のうち、最も長い辺(図6に示す例では長さL1の辺)を特定する。そして、細分化処理部15は、特定した辺の所定位置(例えば辺の中心位置)の点Pdと、特定した辺に対抗するセルSelの頂点とを結ぶ線でセルSelを分割する。この場合、図6に示すように、セルSelはセルSel−1とセルSel―2に分割される。このような処理を繰り返し実行する。以上の処理を行うことで、計算点400に近いセルSelが細かく分割される。細分化処理部15がセルを分割した場合、情報設定部14は、細分化処理部15で分割された各セルの面積などに応じて、各セルにおける各層の点線源の強度を計算する。そして、情報設定部14は、分割された各セルにおける各層に点線源を設定する。   The subdivision processing unit 15 identifies the longest side (the side having the length L1 in the example shown in FIG. 6) among the three sides constituting the cell Sel. Then, the subdivision processing unit 15 divides the cell Sel by a line connecting the point Pd at a predetermined position (for example, the center position of the side) of the specified side and the apex of the cell Sel facing the specified side. In this case, as shown in FIG. 6, the cell Sel is divided into a cell Sel-1 and a cell Sel-2. Such processing is repeatedly executed. By performing the above processing, the cell Sel close to the calculation point 400 is finely divided. When the subdivision processing unit 15 divides the cell, the information setting unit 14 calculates the intensity of the point source of each layer in each cell according to the area of each cell divided by the subdivision processing unit 15. Then, the information setting unit 14 sets a point source for each layer in each divided cell.

線量計算処理部16は、3次元形状モデルを構成する各セルに層状に設定された点線源からの計算点400における放射線量(放射線強度)を近似計算法の一種である点減衰核計算法に基づいて計算する。なお、点減衰核計算法については後述する。   The dose calculation processing unit 16 converts the radiation dose (radiation intensity) at the calculation point 400 from the point source set in layers in each cell constituting the three-dimensional shape model into a point attenuation nuclear calculation method which is a kind of approximate calculation method. Calculate based on. The point decay kernel calculation method will be described later.

次に、線量予測装置1による放射線量(放射線強度)の予測の動作について説明する。   Next, the operation of predicting the radiation dose (radiation intensity) by the dose prediction apparatus 1 will be described.

図7は、入力ファイルの生成処理の一例を示すフローチャートである。図7に示す処理において、データ入力部12は、作業者によるキーボード3やマウス4の操作に応じて計算対象の情報100を入力する(ステップS1)。CG処理部13は、入力した計算対象の情報100のうちの地形データや標高データなどから3次元形状モデルを作成する(ステップS2)。また、CG処理部13は、入力した計算対象の情報100のうちの放射線源強度分布に基づいて、3次元形状モデルを構成する各ポリゴンメッシュに放射線源情報をカラー情報で設定する(ステップS3)。そして、CG処理部13は、放射線源情報が設定された3次元形状モデルを解析情報110として記憶部20に記憶する(ステップS4)。   FIG. 7 is a flowchart illustrating an example of input file generation processing. In the process shown in FIG. 7, the data input unit 12 inputs the information 100 to be calculated in response to the operation of the keyboard 3 and the mouse 4 by the worker (step S1). The CG processing unit 13 creates a three-dimensional shape model from terrain data, altitude data, etc. in the input information 100 to be calculated (step S2). Further, the CG processing unit 13 sets the radiation source information as color information in each polygon mesh constituting the three-dimensional shape model based on the radiation source intensity distribution in the input information 100 to be calculated (step S3). . Then, the CG processing unit 13 stores the three-dimensional shape model in which the radiation source information is set in the storage unit 20 as the analysis information 110 (Step S4).

なお、データ入力部12は、作業者によるキーボード3やマウス4の操作に応じて、計算制御情報、モデルオプション、計算点座標、放射線関連データなどを含む解析情報110を入力し、入力した解析情報110を記憶部20に記憶する。   The data input unit 12 inputs analysis information 110 including calculation control information, model options, calculation point coordinates, radiation-related data, and the like according to the operation of the keyboard 3 and the mouse 4 by the operator. 110 is stored in the storage unit 20.

図8は、空間線量の計算処理の一例を示すフローチャートである。図8に示す処理において、情報設定部14は、記憶部20に記憶されている解析情報110及び設定情報120から構成される入力ファイルを読み込む(ステップS11)。そして、情報設定部14は、読み込んだ入力ファイルの解析情報110及び設定情報120に基づいて解析情報メッシュを設定する(ステップS12)。   FIG. 8 is a flowchart illustrating an example of air dose calculation processing. In the process shown in FIG. 8, the information setting unit 14 reads an input file composed of the analysis information 110 and the setting information 120 stored in the storage unit 20 (step S11). Then, the information setting unit 14 sets an analysis information mesh based on the analysis information 110 and setting information 120 of the read input file (step S12).

すなわち、上述したように、情報設定部14は、CG処理部13で作成された3次元形状モデルの形状表面をメッシュ状に区切ることにより、3次元形状モデルの形状表面に複数の単位領域のメッシュを設定する。また、情報設定部14は、3次元形状モデルの形状表面に設定された放射線源情報(カラー情報)に基づいて、各々のメッシュ単位の放射線源の強度を計算する。また、情報設定部14は、3次元形状モデルの形状表面に設定した各メッシュを4つのセルに分割する。そして、情報設定部14は、各セルに点線源を設定する。また、情報設定部14は、設定情報120のモデルオプションに基づいて、各セルに対して、各セルの深さ方向に層状に点線源が堆積しているものとする層状体積線源モデルを設定する。   That is, as described above, the information setting unit 14 divides the shape surface of the three-dimensional shape model created by the CG processing unit 13 into a mesh shape, thereby meshing a plurality of unit region meshes on the shape surface of the three-dimensional shape model. Set. Further, the information setting unit 14 calculates the intensity of the radiation source for each mesh unit based on the radiation source information (color information) set on the shape surface of the three-dimensional shape model. The information setting unit 14 divides each mesh set on the shape surface of the three-dimensional shape model into four cells. Then, the information setting unit 14 sets a point source for each cell. In addition, the information setting unit 14 sets a layered volume source model in which point sources are accumulated in layers in the depth direction of each cell based on the model option of the setting information 120. To do.

次に、情報設定部14は、空間線量の計算点を設定する(ステップS13)。そして、細分化処理部15は、ステップS13で設定した計算点から距離が近いセルを分割することにより解析情報メッシュを細分化する細分化処理(詳細化処理)を実行する(ステップS14)。細分化処理部15がセルを分割した場合、情報設定部14は、細分化処理部15で分割された各セルの面積などに応じて、各セルにおける各層の点線源の強度を計算し、計算した強度の点線源を各層に設定する。   Next, the information setting unit 14 sets an air dose calculation point (step S13). Then, the segmentation processing unit 15 executes a segmentation process (detailing process) for segmenting the analysis information mesh by dividing a cell that is close to the calculation point set in step S13 (step S14). When the subdivision processing unit 15 divides the cell, the information setting unit 14 calculates the intensity of the point source of each layer in each cell according to the area of each cell divided by the subdivision processing unit 15 and the like. A point source with the intensity obtained is set for each layer.

図9は、図3に示す3次元形状モデルのメッシュを細分化した状態を示す図である。図9に示すように、計算点400に近い領域300Pのメッシュが最も細かく細分化されている。領域300Pの次に計算点400に近い領域300Qのメッシュは、領域300Pのメッシュよりも粗い。領域300Qの次に計算点400に近い領域300Rのメッシュは、領域300Qのメッシュよりも粗い。領域300Rの次に計算点400に近い領域300Sのメッシュは、領域300Rのメッシュよりも粗い。   FIG. 9 is a diagram showing a state where the mesh of the three-dimensional shape model shown in FIG. 3 is subdivided. As shown in FIG. 9, the mesh in the region 300P near the calculation point 400 is most finely divided. The mesh of the region 300Q next to the calculation point 400 next to the region 300P is coarser than the mesh of the region 300P. The mesh in the region 300R next to the calculation point 400 next to the region 300Q is coarser than the mesh in the region 300Q. The mesh of the region 300S next to the calculation point 400 next to the region 300R is coarser than the mesh of the region 300R.

このように、計算点400に近いメッシュを細分化(つまりメッシュ内のセルの分割)を行うことにより、計算点400における放射線量の計算において誤差を極力小さくすることができる。すなわち、計算点400に近いメッシュ(セル)における放射線源が放射線量の計算に与える影響が大きく、計算点400に近いメッシュ(セル)が粗いと、各層の点線源から計算点までの距離などが変わってしまい、放射線量の計算における誤差が大きくなる。しかし、計算点400に近いメッシュを細分化を行うことで、そのような誤差を小さくすることができる。   As described above, by subdividing the mesh close to the calculation point 400 (that is, dividing the cells in the mesh), the error in the calculation of the radiation dose at the calculation point 400 can be minimized. That is, the radiation source in the mesh (cell) close to the calculation point 400 has a large influence on the calculation of the radiation dose, and if the mesh (cell) close to the calculation point 400 is rough, the distance from the point source to the calculation point of each layer, etc. It will change, and the error in calculating the radiation dose will increase. However, by subdividing the mesh close to the calculation point 400, such an error can be reduced.

次に、線量計算処理部16は、3次元形状モデルを構成する各セルに層状に設定された点線源からの計算点400における放射線量を点減衰核計算法に基づいて計算する(ステップS15)。具体的には、図5に示す層状体積線源モデルにおいて、線量計算処理部16は、点減衰核計算法に基づき、セルごとに下記の式(1)を用いて、計算点400における放射線量(放射線強度)を計算する。   Next, the dose calculation processing unit 16 calculates the radiation dose at the calculation point 400 from the point source set in layers in each cell constituting the three-dimensional shape model based on the point attenuation kernel calculation method (step S15). . Specifically, in the layered volume source model shown in FIG. 5, the dose calculation processing unit 16 uses the following equation (1) for each cell based on the point attenuation kernel calculation method, and the radiation dose at the calculation point 400. Calculate (radiation intensity).

Figure 0006582558
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ここで、Iはセルiによる放射線量(光子フラックス[photons/ms]もしくは相対値)を示す。Refrdensは変換係数(任意)を示す。Sはセルiの放射能強度(0.0〜1.0の任意数値:3次元形状モデルのカラー設定)を示す。Asはセルiの面積[m]を示す。Fは放射線核種から放出される光子エネルギーnの構成割合を示す。BAi,nはセルiの放射線核種から放出される光子エネルギーnの主媒体のビルドアップ係数を示す。例えば空気が主媒体となる。BSi,n,jはセルiの第j層の放射線核種から放出される光子エネルギーnの体積線源のビルドアップ係数を示す。Sorilyi,jはセルiの第j層における放射能体積密度(相対値もしくは[Bq/m])を示す。Thlayerは1層分の厚さ[m]を示す。 Here, I i indicates the radiation dose (photon flux [photons / m 2 s] or relative value) from the cell i. R efrdens indicates a conversion coefficient (arbitrary). S i represents the radioactivity intensity of cell i (arbitrary numerical value of 0.0 to 1.0: color setting of a three-dimensional shape model). As i indicates the area [m 2 ] of the cell i. F n represents the constituent ratio of the photon energy n emitted from the radionuclide. BA i, n represents the build-up coefficient of the main medium of photon energy n emitted from the radionuclide of cell i. For example, air is the main medium. BS i, n, j represents the build-up coefficient of the volume source of photon energy n emitted from the radionuclide of the j-th layer of cell i. Sorily i, j indicates the radioactive volume density (relative value or [Bq / m 3 ]) in the j-th layer of cell i. Th layer indicates the thickness [m] of one layer.

μaは放射線核種から放出される光子エネルギーnの主媒体中の線減衰係数を示す。μνは体積線源中の線減衰係数を示す。DISはセルiの中心と計算点との距離を示す。plenlyi,jはセルiの第j層からの放射線が体積線源中を横切る距離(線減衰距離)を示す。pdislyi,jはセルiの第j層と計算点との距離を示す。なお、添え字iはセルを表すインデックスであり、nは放射線核種から放出される光子エネルギーを表すインデックスであり、jは層(レイヤ)を表すインデックスである。 .mu.a n denotes the linear attenuation coefficient in the main medium of photon energy n emitted from a radionuclide. μν n represents a linear attenuation coefficient in the volume source. DIS i indicates the distance between the center of cell i and the calculation point. plenly i, j indicates the distance (line attenuation distance) that the radiation from the j-th layer of the cell i crosses through the volume radiation source. pdisly i, j indicates the distance between the j-th layer of cell i and the calculation point. The subscript i is an index representing a cell, n is an index representing photon energy emitted from the radionuclide, and j is an index representing a layer.

なお、放射線核種からは、一般に複数のエネルギーの異なる光子(ガンマ線等)が放出される。これらの光子の減衰は、エネルギーにより異なるので、減衰係数μanは、核種から放出されるエネルギーの異なる光子線(ガンマ線等)毎に定義している。   In general, a plurality of photons (gamma rays or the like) having different energies are emitted from the radionuclide. Since the attenuation of these photons varies depending on the energy, the attenuation coefficient μan is defined for each photon beam (gamma ray or the like) with different energy emitted from the nuclide.

線量計算処理部16は、3次元形状モデルを構成するすべてのセルSeliによる放射線量を足し合わせることで、計算点400における放射線量の総和を求める。また、放射線関連データで放射線各種の構成割合が指定されている場合(例えば、セシウム137が何パーセント、セシウム134が何パーセント、その他の核種が何パーセントなどのように指定されている場合)、線量計算処理部16は、各々の放射線各種についての計算点400における放射線量の総和を求め、それらの値を足し合わせる。   The dose calculation processing unit 16 obtains the sum of the radiation doses at the calculation points 400 by adding the radiation doses of all the cells Seli constituting the three-dimensional shape model. In addition, if the radiation-related data specifies the composition ratio of various types of radiation (for example, what percentage is specified for cesium 137, what percentage for cesium 134, what percentage for other nuclides, etc.) The calculation processing unit 16 obtains the sum of the radiation doses at the calculation points 400 for each type of radiation, and adds these values.

次に、線量計算処理部16は、設定情報120の計算点座標で指定されたすべての計算点における放射線量を計算したか否かを判定する(ステップS16)。線量計算処理部16がすべての計算点における放射線量を計算していないと判定した場合は(ステップS16のNO)、情報設定部14はメッシュの初期化を実行する(ステップS17)。すなわち、情報設定部14はメッシュを細分化していない状態(図3に示す状態)に戻す。そして、ステップS13〜S17の処理を繰り返し実行する。線量計算処理部16は、すべての計算点における放射線量を計算したと判定した場合は(ステップS16のYES)、計算結果(計算結果130、詳細計算結果140)を出力する(ステップS18)。   Next, the dose calculation processing unit 16 determines whether or not the radiation dose has been calculated at all the calculation points designated by the calculation point coordinates of the setting information 120 (step S16). When it is determined that the dose calculation processing unit 16 has not calculated the radiation dose at all the calculation points (NO in step S16), the information setting unit 14 executes mesh initialization (step S17). That is, the information setting unit 14 returns the mesh to a state where it is not subdivided (the state shown in FIG. 3). And the process of step S13-S17 is repeatedly performed. When it is determined that the radiation dose at all calculation points has been calculated (YES in step S16), the dose calculation processing unit 16 outputs a calculation result (calculation result 130, detailed calculation result 140) (step S18).

その後、CG処理部13は、計算結果130に含まれる評価対象の地域における除染前後の線量分布や線量低減比などの情報に基づいて、3次元形状モデルにおける除染前の線量分布や除染後の線量分布、除染前後の線量低減比を表す画像を生成する。表示制御部11は、CG処理部13で生成された画像を表示装置2に出力して表示させる。これにより、作業者は除染前後の線量分布の変化などを視覚的に認識することができる。また、表示制御部11は、線量計算処理部16から出力される詳細計算結果140を表示装置2に出力して表示させる。これにより、作業者は詳細な計算結果をテキストデータで確認することができる。   Thereafter, the CG processing unit 13 determines the dose distribution and decontamination before the decontamination in the three-dimensional shape model based on the information such as the dose distribution before and after the decontamination and the dose reduction ratio in the evaluation target area included in the calculation result 130. An image representing the subsequent dose distribution and the dose reduction ratio before and after decontamination is generated. The display control unit 11 outputs and displays the image generated by the CG processing unit 13 on the display device 2. Thereby, the operator can visually recognize a change in dose distribution before and after decontamination. Further, the display control unit 11 outputs the detailed calculation result 140 output from the dose calculation processing unit 16 to the display device 2 for display. Thereby, the operator can confirm the detailed calculation result by text data.

以上に説明したように、第1実施形態では、3次元形状モデルの形状表面に放射線源の強度を示す放射線源情報を設定するCG処理部13と、3次元形状モデルの形状表面をメッシュ状に区切ることにより複数のメッシュを設定するとともに各メッシュに複数のセルを設定し、各セルに放射線源情報に応じた放射線強度の放射線源を設定する第1情報設定部14と、所定位置に計算点を設定する第2情報設定部14と、各セルに設定された放射線源からの計算点における放射線量を計算する線量計算処理部16と、を備える。このような構成によれば、評価対象の3次元形状モデルを可能な限り忠実に模擬することができ、かつ、放射線源が広範囲に分布する場合でも膨大な時間を要せずに計算結果(予測結果)を求めることができる。   As described above, in the first embodiment, the CG processing unit 13 that sets radiation source information indicating the intensity of the radiation source on the shape surface of the three-dimensional shape model, and the shape surface of the three-dimensional shape model are meshed. A first information setting unit 14 that sets a plurality of meshes by partitioning, sets a plurality of cells in each mesh, and sets a radiation source having a radiation intensity corresponding to the radiation source information in each cell, and a calculation point at a predetermined position And a dose calculation processing unit 16 for calculating a radiation dose at a calculation point from the radiation source set in each cell. According to such a configuration, the three-dimensional shape model to be evaluated can be simulated as faithfully as possible, and the calculation result (prediction) is not required even if the radiation source is distributed over a wide range. Result).

また、第1実施形態では、計算点から距離が近いセルを分割することによりメッシュを細分化する細分化処理部15を備えるので、計算点における放射線量の計算において誤差を小さくすることができる。また、第1実施形態では、細分化処理部15は、セルの面積と等しい等価円の中心と計算点とを結ぶ線と、等価円の円周上の所定位置と計算点とを結ぶ線とでなす角度が一定角度以上である場合に、セルを分割する。このような構成によれば、メッシュを細分化するか(セルを分割するか)否かの判定の精度を高めることができ、より一層、放射線量の計算における誤差を小さくすることができる。   In the first embodiment, since the subdivision processing unit 15 that subdivides the mesh by dividing a cell that is close to the calculation point is provided, an error in the calculation of the radiation dose at the calculation point can be reduced. In the first embodiment, the subdivision processing unit 15 includes a line connecting the center of the equivalent circle equal to the cell area and the calculation point, and a line connecting a predetermined position on the circumference of the equivalent circle and the calculation point. The cell is divided when the angle formed by is greater than a certain angle. According to such a configuration, it is possible to improve the accuracy of determining whether to subdivide the mesh (divide cells) or not, and to further reduce the error in calculating the radiation dose.

また、第1実施形態では、第1情報設定部14は、各セルに対して、各セルの深さ方向に層状に点線源を設定する。このような構成によれば、地表の表面だけでなく土の中に放射線源が存在するような、汚染された環境下における実際の放射線源のモデルを高い精度で模擬することができる。その結果、放射線量の計算結果(予測結果)の精度を向上させることができる。   In the first embodiment, the first information setting unit 14 sets a point source in a layered manner in the depth direction of each cell for each cell. According to such a configuration, a model of an actual radiation source in a contaminated environment where the radiation source exists not only on the surface of the ground but also in the soil can be simulated with high accuracy. As a result, the accuracy of the radiation dose calculation result (prediction result) can be improved.

また、第1実施形態では、第1情報設定部14は、各セルに対して、各層の点線源の深さ方向の強度分布を設定するので、汚染された環境下における実際の放射線源のモデルをより一層高い精度で模擬することができ、放射線量の計算結果(予測結果)の精度もより一層向上させることができる。   In the first embodiment, the first information setting unit 14 sets the intensity distribution in the depth direction of the dotted line source of each layer for each cell, and thus a model of an actual radiation source in a contaminated environment. Can be simulated with higher accuracy, and the accuracy of the calculation result (prediction result) of the radiation dose can be further improved.

また、第1実施形態では、CG処理部13は、地形データ、標高データ、及び建物等の形状データに基づいて3次元形状モデルを作成するので、自然地形や構造物などの任意形状の3次元形状モデルを作成することができる。また、第1実施形態では、CG処理部13は、3次元形状モデルの形状表面にカラー情報で放射線源情報を設定するので、CG共通フォーマットのデータとして3次元形状モデルを作成することができ、作業者による使い勝手が向上する。また、第1実施形態では、CG処理部13は、除染前後の放射線源強度分布に基づき、3次元形状モデルの形状表面に放射線源情報を設定し、線量計算処理部で計算された除染前後の放射線量分布の画像を生成する。このような構成によれば、作業者が視覚的に除染効果を確認することができる。   In the first embodiment, the CG processing unit 13 creates a three-dimensional shape model based on topographic data, altitude data, and shape data such as a building. Therefore, the three-dimensional shape of an arbitrary shape such as a natural topography or a structure is obtained. A shape model can be created. In the first embodiment, since the CG processing unit 13 sets the radiation source information with color information on the shape surface of the three-dimensional shape model, the three-dimensional shape model can be created as data in the CG common format, Usability for workers is improved. In the first embodiment, the CG processing unit 13 sets the radiation source information on the shape surface of the three-dimensional shape model based on the radiation source intensity distribution before and after the decontamination, and the decontamination calculated by the dose calculation processing unit. Generate images of radiation dose distribution before and after. According to such a configuration, the operator can visually confirm the decontamination effect.

また、第1実施形態では、線量計算処理部16は、各セルに設定された放射線源からの計算点における放射線量を点減衰核計算法に基づき計算するので、高い精度の計算結果(予測結果、評価結果)を得ることができる。   In the first embodiment, the dose calculation processing unit 16 calculates the radiation dose at the calculation point from the radiation source set in each cell based on the point attenuation kernel calculation method. Evaluation result) can be obtained.

<第2実施形態>
上記した第1実施形態では、計算点と各セルとの間に存在する物体による放射線の減衰について考慮していなかった。これに対し、第2実施形態では、計算点と各セルとの間に存在する物体による放射線の減衰を考慮して放射線量を計算する。
Second Embodiment
In the first embodiment described above, radiation attenuation due to an object existing between the calculation point and each cell is not considered. On the other hand, in the second embodiment, the radiation dose is calculated in consideration of the radiation attenuation by the object existing between the calculation point and each cell.

図10は、第2実施形態に係る線量予測装置1Aの一例を示すブロック図である。図10に示す線量予測装置1Aの演算処理部10Aは、図2に示した線量予測装置1の演算処理部10と異なり、見通し判定部17及び遮蔽計算処理部18を有している。見通し判定部17は、計算点と各セルとの間に物体が存在するか否かを判定する処理部である。遮蔽計算処理部18は、見通し判定部17で計算点と各セルとの間に物体が存在すると判定された場合、物体による各セルの放射線源からの放射線の減衰を計算する処理部である。線量計算処理部16は、遮蔽計算処理部18で計算された放射線の減衰を加味した上で計算点における放射線量を計算する。   FIG. 10 is a block diagram illustrating an example of a dose prediction apparatus 1A according to the second embodiment. Unlike the calculation processing unit 10 of the dose prediction apparatus 1 illustrated in FIG. 2, the calculation processing unit 10A of the dose prediction apparatus 1A illustrated in FIG. 10 includes a line-of-sight determination unit 17 and a shielding calculation processing unit 18. The line-of-sight determination unit 17 is a processing unit that determines whether an object exists between a calculation point and each cell. The occlusion calculation processing unit 18 is a processing unit that calculates the attenuation of radiation from the radiation source of each cell by the object when the line-of-sight determination unit 17 determines that an object exists between the calculation point and each cell. The dose calculation processing unit 16 calculates the radiation dose at the calculation point in consideration of the radiation attenuation calculated by the shielding calculation processing unit 18.

図11は、見通し判定処理を説明するための3次元形状モデルを示す図である。図11に示す3次元形状モデル500の形状表面には、放射線透過率(放射線透過係数、遮蔽係数)がCG処理部13によって設定されているものとする。すなわち、計算対象の情報100の中に放射線透過率の分布情報を含める。CG処理部13は、放射線透過率の分布情報に基づいて、3次元形状モデル500の形状表面を構成するポリゴンメッシュごとに放射線透過率を設定する。例えば、CG処理部13は、放射線源情報が設定される3次元形状モデルとは異なる3次元形状モデルに放射線透過率を設定する。この場合、2つの3次元形状モデルが作成されることとなる。   FIG. 11 is a diagram illustrating a three-dimensional shape model for explaining the line-of-sight determination process. It is assumed that a radiation transmittance (radiation transmission coefficient, shielding coefficient) is set by the CG processing unit 13 on the shape surface of the three-dimensional shape model 500 shown in FIG. That is, the distribution information of the radiation transmittance is included in the information 100 to be calculated. The CG processing unit 13 sets the radiation transmittance for each polygon mesh constituting the shape surface of the three-dimensional shape model 500 based on the distribution information of the radiation transmittance. For example, the CG processing unit 13 sets the radiation transmittance in a three-dimensional shape model different from the three-dimensional shape model in which the radiation source information is set. In this case, two three-dimensional shape models are created.

図11に示すように、3次元形状モデル500は、建物(構造物)510が設置されている。また、3次元形状モデル500において、計算点400は建物510の付近に設定されている。計算点400から建物510を見た場合に、領域500aは建物510の陰に隠れてしまう。領域500aのメッシュ(メッシュ内のセル)と計算点400との間に物体(建物510)が存在することになる。   As shown in FIG. 11, a three-dimensional shape model 500 is provided with a building (structure) 510. In the three-dimensional shape model 500, the calculation point 400 is set near the building 510. When the building 510 is viewed from the calculation point 400, the region 500a is hidden behind the building 510. An object (building 510) exists between the mesh (cell in the mesh) in the region 500a and the calculation point 400.

見通し判定部17は、例えば図8のステップS15の処理内において、計算点400の位置(3次元座標)と各メッシュ(又は各メッシュ内のセル)の位置(例えば中心位置の3次元座標)との間に建物510が存在するか否か判定する。そして、線量計算処理部16は、各セルの放射線源からの放射線量を計算する。次に、見通し判定部17が計算点400の位置と各メッシュの位置との間に建物510が存在すると判定した場合は、遮蔽計算処理部18は、建物510による各メッシュ内のセルの放射線源からの放射線の減衰を計算する。   For example, in the process of step S15 in FIG. 8, the line-of-sight determination unit 17 determines the position of the calculation point 400 (three-dimensional coordinates) and the position of each mesh (or cell in each mesh) (for example, the three-dimensional coordinates of the center position) It is determined whether or not the building 510 exists between the two. Then, the dose calculation processing unit 16 calculates the radiation dose from the radiation source of each cell. Next, when the line-of-sight determination unit 17 determines that the building 510 exists between the position of the calculation point 400 and the position of each mesh, the shielding calculation processing unit 18 uses the radiation source of the cells in each mesh by the building 510. Calculate the attenuation of radiation from.

具体的には、遮蔽計算処理部18は、CG処理部13により3次元形状モデル500の形状表面に設定された放射線透過率に基づいて、建物510の放射線透過率を認識する。また、遮蔽計算処理部18は、セルの放射線源からの放射線が建物510を通過する距離を計算する。そして、遮蔽計算処理部18は、建物510の放射線透過率と放射線が建物510を通過する距離に基づいて、建物510によって放射線がどれくらい減衰するか(放射線がどれくらい透過するか)を計算する。遮蔽計算処理部18は、計算結果に基づいて、計算点400における放射線量を補正する。   Specifically, the shielding calculation processing unit 18 recognizes the radiation transmittance of the building 510 based on the radiation transmittance set on the shape surface of the three-dimensional shape model 500 by the CG processing unit 13. Further, the shielding calculation processing unit 18 calculates the distance that the radiation from the radiation source of the cell passes through the building 510. Then, the shielding calculation processing unit 18 calculates how much radiation is attenuated by the building 510 (how much radiation is transmitted) based on the radiation transmittance of the building 510 and the distance that the radiation passes through the building 510. The shielding calculation processing unit 18 corrects the radiation dose at the calculation point 400 based on the calculation result.

以上に説明したように、第2実施形態では、計算点400と各セルとの間に物体510が存在するか否かを判定する見通し判定部17と、見通し判定部17で計算点400と各セルとの間に物体510が存在すると判定された場合、物体510による各セルの放射線源からの放射線の減衰を計算する遮蔽計算処理部18とを備え、線量計算処理部16は、遮蔽計算処理部18で計算された放射線の減衰を加味して計算点における放射線量を計算する。このような構成によれば、より高精度な計算結果(予測結果)を得ることができる。   As described above, in the second embodiment, the line-of-sight determination unit 17 that determines whether or not the object 510 exists between the calculation point 400 and each cell, and the line-of-sight determination unit 17 calculates the calculation point 400 and each of the points. When it is determined that the object 510 exists between the cells, the shielding calculation processing unit 18 calculates attenuation of radiation from the radiation source of each cell by the object 510, and the dose calculation processing unit 16 includes the shielding calculation processing. The radiation dose at the calculation point is calculated in consideration of the radiation attenuation calculated by the unit 18. According to such a configuration, a more accurate calculation result (prediction result) can be obtained.

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は、上記実施形態に記載の範囲には限定されない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記実施形態に多様な変更又は改良を加えることが可能である。また、上記の実施形態で説明した要件の1つ以上は、省略されることがある。そのような変更又は改良、省略した形態も本発明の技術的範囲に含まれる。また、上記した実施形態を適宜組み合わせて適用することも可能である。   As mentioned above, although this invention was demonstrated using embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. Various modifications or improvements can be added to the above embodiment without departing from the spirit of the present invention. In addition, one or more of the requirements described in the above embodiments may be omitted. Such modifications, improvements, and omitted forms are also included in the technical scope of the present invention. In addition, the above-described embodiments can be applied in appropriate combination.

例えば、放射線源モデルにおける各層の点線源の強度分布は、図5に示したような一様分布や直線減少(ランプ状)分布に限定されない。図12は、放射線源の強度分布の変形例を示す図である。図12(1)は、放射線源モデルにおける各層の点線源の強度分布が直線上に変化する分布であり、図12(2)は、放射線源モデルにおける各層の点線源の強度分布が指数関数上に減衰する分布である。情報設定部14が図12に示すような放射線源の強度分布を設定した上で、線量計算処理部16が計算点における放射線強度を計算してもよい。   For example, the intensity distribution of the dotted line source of each layer in the radiation source model is not limited to the uniform distribution or the linear decrease (ramp shape) distribution as shown in FIG. FIG. 12 is a diagram showing a modification of the intensity distribution of the radiation source. FIG. 12 (1) shows a distribution in which the intensity distribution of the point source of each layer in the radiation source model changes on a straight line, and FIG. 12 (2) shows the intensity distribution of the point source of each layer in the radiation source model on an exponential function. It is a distribution that decays. After the information setting unit 14 sets the intensity distribution of the radiation source as shown in FIG. 12, the dose calculation processing unit 16 may calculate the radiation intensity at the calculation point.

また、情報設定部14は、放射線源モデルにおける所定の層にだけ放射線源を設定し、その放射線源の強度分布を設定してもよい。また、近似計算法として上記の式(1)に示したものに限らず、例えば上記の式(1)を簡略化した式を用いてもよい。また、近似計算法として点減衰核計算法を用いる場合に限らず、他の計算法を用いてもよい。この場合、計算制御情報でどのような計算手法を用いるかを示す情報を指定してもよい。   Further, the information setting unit 14 may set a radiation source only in a predetermined layer in the radiation source model, and set the intensity distribution of the radiation source. Further, the approximate calculation method is not limited to that shown in the above equation (1), and for example, an equation obtained by simplifying the above equation (1) may be used. Further, the calculation method is not limited to the point attenuation kernel calculation method, and other calculation methods may be used. In this case, information indicating what calculation method is used in the calculation control information may be specified.

また、セルの分割の方法も図6に示した方法に限定されず、他の方法であってもよい。例えば、計算点400とセルの中心(重心)との距離が一定距離以内である場合に当該セルを分割する方法でもよい。   Further, the cell dividing method is not limited to the method shown in FIG. 6, and other methods may be used. For example, a method may be used in which the cell is divided when the distance between the calculation point 400 and the center (center of gravity) of the cell is within a certain distance.

また、図1に示すように、3次元CGプログラム200と線量予測プログラム210とを異なるプログラムで構成していたが、1つの制御プログラムで3次元CGプログラム200の処理と線量予測プログラム210の処理を行う構成でもよい。   Further, as shown in FIG. 1, the three-dimensional CG program 200 and the dose prediction program 210 are configured by different programs, but the processing of the three-dimensional CG program 200 and the processing of the dose prediction program 210 are performed by one control program. The structure to perform may be sufficient.

また、上記した各実施形態では、線量予測装置1は1台のコンピュータで実現されることを想定していた。しかし、線量予測装置1は複数台のコンピュータで構成してもよい。例えば、3次元CGプログラム200を備えた第1コンピュータが3次元形状モデルの作成や、3次元形状モデルへの放射線源情報の設定などを行う。第1コンピュータが3次元CGプログラム200を用いて作成した放射線源情報などが設定された3次元形状モデルと設定情報をネットワークを介して第2コンピュータ(例えばサーバ)に送信する。第2コンピュータは、線量予測プログラム210を備え、線量予測プログラム210を用いて放射線量の計算を行う。そして、第2コンピュータは、計算結果をネットワークを介して第1コンピュータに送信する。   Moreover, in each above-mentioned embodiment, it assumed that the dose prediction apparatus 1 was implement | achieved by one computer. However, the dose prediction apparatus 1 may be composed of a plurality of computers. For example, a first computer equipped with the three-dimensional CG program 200 creates a three-dimensional shape model and sets radiation source information in the three-dimensional shape model. The first computer transmits the three-dimensional shape model set with the radiation source information and the like created using the three-dimensional CG program 200 and the setting information to the second computer (for example, a server) via the network. The second computer includes a dose prediction program 210 and calculates the radiation dose using the dose prediction program 210. Then, the second computer transmits the calculation result to the first computer via the network.

1 線量予測装置
2 表示装置
10 演算処理部
11 表示制御部
12 データ入力部
13 CG処理部
14 情報設定部(第1情報設定部、第2情報設定部)
15 細分化処理部
16 線量計算処理部
17 見通し判定部
18 遮蔽計算処理部
100 計算対象の情報
110 解析情報
120 設定情報
130 計算結果
140 詳細計算結果
200 3次元CGプログラム
210 線量予測プログラム
300,500 3次元形状モデル
400 計算点
M メッシュ
Sel セル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Dose prediction apparatus 2 Display apparatus 10 Computation processing part 11 Display control part 12 Data input part 13 CG process part 14 Information setting part (1st information setting part, 2nd information setting part)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 15 Subdivision processing part 16 Dose calculation processing part 17 Line-of-sight determination part 18 Occlusion calculation processing part 100 Information of calculation object 110 Analysis information 120 Setting information 130 Calculation result 140 Detailed calculation result 200 Three-dimensional CG program 210 Dose prediction program 300,500 3 Dimensional shape model 400 Calculation points M Mesh Sel cell

Claims (13)

3次元形状モデルの形状表面に放射線源の強度を示す放射線源情報を設定するCG処理部と、
前記3次元形状モデルの形状表面をメッシュ状に区切ることにより複数のメッシュを設定するとともに各メッシュに複数のセルを設定し、各セルに前記放射線源情報に応じた放射線強度の放射線源を設定する第1情報設定部と、
所定位置に計算点を設定する第2情報設定部と、
前記各セルに設定された前記放射線源からの前記計算点における放射線量を計算する線量計算処理部と、を備える線量予測装置。
A CG processing unit that sets radiation source information indicating the intensity of the radiation source on the shape surface of the three-dimensional shape model;
A plurality of meshes are set by dividing the shape surface of the three-dimensional shape model into meshes, a plurality of cells are set for each mesh, and a radiation source having a radiation intensity corresponding to the radiation source information is set for each cell. A first information setting unit;
A second information setting unit for setting a calculation point at a predetermined position;
A dose prediction apparatus comprising: a dose calculation processing unit that calculates a radiation dose at the calculation point from the radiation source set in each cell.
前記計算点から距離が近いセルを分割することにより前記メッシュを細分化する細分化処理部を備える請求項1に記載の線量予測装置。   The dose prediction apparatus according to claim 1, further comprising a subdivision processing unit that subdivides the mesh by dividing a cell having a short distance from the calculation point. 前記細分化処理部は、セルの面積と等しい等価円の中心と前記計算点とを結ぶ線と、前記等価円の円周上の所定位置と前記計算点とを結ぶ線とでなす角度が一定角度以上である場合に、前記セルを分割する請求項2に記載の線量予測装置。   The subdivision processing unit has a constant angle formed by a line connecting the center of the equivalent circle equal to the cell area and the calculation point and a line connecting a predetermined position on the circumference of the equivalent circle and the calculation point. The dose prediction apparatus according to claim 2, wherein the cell is divided when the angle is equal to or greater than an angle. 前記第1情報設定部は、各セルに対して、各セルの深さ方向に層状に点線源を設定する請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の線量予測装置。   The dose prediction apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the first information setting unit sets a point source in a layered manner in the depth direction of each cell for each cell. 前記第1情報設定部は、各セルに対して、各層の点線源の深さ方向の強度分布を設定する請求項4に記載の線量予測装置。   The dose prediction apparatus according to claim 4, wherein the first information setting unit sets an intensity distribution in a depth direction of a point source of each layer for each cell. 前記CG処理部は、地形データ、標高データ、及び構造物の形状データに基づいて前記3次元形状モデルを作成する請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の線量予測装置。 The dose prediction apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the CG processing unit creates the three-dimensional shape model based on terrain data, altitude data, and shape data of a structure . 前記CG処理部は、前記3次元形状モデルの形状表面にカラー情報で放射線源情報を設定する請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の線量予測装置。   The dose prediction apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the CG processing unit sets radiation source information with color information on a shape surface of the three-dimensional shape model. 前記CG処理部は、除染前後の放射線源強度分布に基づき、前記3次元形状モデルの形状表面に前記放射線源情報を設定し、前記線量計算処理部で計算された除染前後の放射線量分布の画像を生成する請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の線量予測装置。   The CG processing unit sets the radiation source information on the shape surface of the three-dimensional shape model based on the radiation source intensity distribution before and after the decontamination, and the radiation dose distribution before and after the decontamination calculated by the dose calculation processing unit. The dose prediction apparatus of any one of Claim 1 to 7 which produces | generates the image of. 前記線量計算処理部は、前記各セルに設定された前記放射線源からの前記計算点における放射線量を点減衰核計算法に基づき計算する請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の線量予測装置。   9. The dose calculation processing unit according to claim 1, wherein the dose calculation processing unit calculates a radiation dose at the calculation point from the radiation source set in each cell based on a point attenuation kernel calculation method. 10. Dose prediction device. 前記計算点と各セルとの間に物体が存在するか否かを判定する見通し判定部と、
前記見通し判定部で前記計算点と各セルとの間に前記物体が存在すると判定された場合、前記物体による各セルの放射線源からの放射線の減衰を計算する遮蔽計算処理部と、を備え、
前記線量計算処理部は、前記遮蔽計算処理部で計算された前記放射線の減衰を加味して前記計算点における放射線量を計算する請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の線量予測装置。
A line-of-sight determination unit that determines whether an object exists between the calculation point and each cell;
A shielding calculation processing unit that calculates attenuation of radiation from the radiation source of each cell by the object when the line-of-sight determination unit determines that the object is present between the calculation point and each cell;
The dose prediction unit according to any one of claims 1 to 9, wherein the dose calculation processing unit calculates a radiation dose at the calculation point in consideration of attenuation of the radiation calculated by the shielding calculation processing unit. apparatus.
前記CG処理部は、前記3次元形状モデルの形状表面に放射線透過率を設定し、
前記遮蔽計算処理部は、前記放射線透過率及び前記物体の厚さに基づいて、前記物体による各セルの放射線源からの放射線の減衰を計算する請求項10に記載の線量予測装置。
The CG processing unit sets a radiation transmittance on the shape surface of the three-dimensional shape model,
The dose prediction apparatus according to claim 10, wherein the shielding calculation processing unit calculates attenuation of radiation from a radiation source of each cell by the object based on the radiation transmittance and the thickness of the object.
3次元形状モデルの形状表面に放射線源の強度を示す放射線源情報を設定することと、
前記3次元形状モデルの形状表面をメッシュ状に区切ることにより複数のメッシュを設定するとともに各メッシュに複数のセルを設定し、各セルに前記放射線源情報に応じた放射線強度の放射線源を設定することと、
所定位置に計算点を設定することと、
前記各セルに設定された前記放射線源からの前記計算点における放射線量を計算することと、を含む線量予測方法。
Setting radiation source information indicating the intensity of the radiation source on the shape surface of the three-dimensional shape model;
A plurality of meshes are set by dividing the shape surface of the three-dimensional shape model into meshes, a plurality of cells are set for each mesh, and a radiation source having a radiation intensity corresponding to the radiation source information is set for each cell. And
Setting a calculation point at a predetermined position;
Calculating a radiation dose at the calculation point from the radiation source set in each cell.
コンピュータに、
3次元形状モデルの形状表面に放射線源の強度を示す放射線源情報を設定するCG処理と、
前記3次元形状モデルの形状表面をメッシュ状に区切ることにより複数のメッシュを設定するとともに各メッシュに複数のセルを設定し、各セルに前記放射線源情報に応じた放射線強度の放射線源を設定する第1情報設定処理と、
所定位置に計算点を設定する第2情報設定処理と、
前記各セルに設定された前記放射線源からの前記計算点における放射線量を計算する線量計算処理と、を実行させる線量予測プログラム。
On the computer,
CG processing for setting radiation source information indicating the intensity of the radiation source on the shape surface of the 3D shape model;
A plurality of meshes are set by dividing the shape surface of the three-dimensional shape model into meshes, a plurality of cells are set for each mesh, and a radiation source having a radiation intensity corresponding to the radiation source information is set for each cell. A first information setting process;
A second information setting process for setting a calculation point at a predetermined position;
A dose prediction program for executing a dose calculation process for calculating a radiation dose at the calculation point from the radiation source set in each cell.
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