JP6931617B2 - 放射線計測装置及び放射線計測方法 - Google Patents
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Description
そこで、本発明は、個人用の被ばく線量計を用いて正確に被ばく線量率を計測することを目的とする。
その他の手段については、発明を実施するための形態のなかで説明する。
図1に沿って、放射線計測装置1の構成を説明する。放射線計測装置1は、一般的なコンピュータであり、中央制御装置11、入力装置12、出力装置13、主記憶装置14、補助記憶装置15及び通信装置16を備える。これらは、バスで相互に接続されている。補助記憶装置15は、滞在時間情報31、被ばく線量情報32、被ばく線量率情報33、時系列被ばく線量率情報34、系統情報35及び系統流量情報36(いずれも詳細後記)を格納している。
図2に沿って、放射線管理区域2及び作業員の移動を説明する。図2は、放射線管理区域2の平面図である。本実施形態では、放射線管理区域2は、概ね正方形の形状を有する9つの領域E01〜E09に区画されている。なお、領域の形状及び数は任意である。図1の作業員3に相当する作業員が、図2においては4名存在し、それぞれ作業員a、作業員b、作業員c及び作業員dである。図2における実線の矢印は、各作業員が移動して行く経路及びその向きを示す。例えば、作業員aは、領域E07を出発した後、領域E08及び領域E09をその順に経由したうえで領域E06に到着する。他の作業員についても同様である。
図3に沿って、放射線管理区域2における系統を説明する。図3は、放射線管理区域2における系統の平面図である。放射線管理区域2においては、原子炉等に対する給排水、空調用の配管等の機器が配置されている。このような機器自身もまた、放射性物質から飛散する放射線に被ばくすることになる。すると、このような機器を介して、作業員3はさらに間接的にも放射線に被ばくすることになる。したがって、このような設備経由の被ばくを少しでも減らすことが重要になる。そのような機器の内側には、水等の流体が通っており、機器に付着した放射線の除染効果及び放射線の遮蔽効果が期待できる場合がある。多くの場合、作業員3の付近に流体がない場合に比して、流体がある場合の方が、作業員3の被ばく線量率は小さくなる。
図4に沿って、滞在時間情報31を説明する。滞在時間情報31においては、領域ID欄101に記憶された領域IDに関連付けて、各作業員の滞在時間欄102には各作業員の滞在時間が、合計滞在時間欄103には合計滞在時間が記憶されている。
各作業員の滞在時間欄102には、作業員aの滞在時間(欄102a)、作業員bの滞在時間(欄102b)、作業員cの滞在時間(欄102c)、及び、作業員dの滞在時間(欄102d)が記憶されている。滞在時間とは、作業員がその領域に滞在していた(その領域を通過するのに要した)時間である。これらの欄が空欄になっている場合、そのことは、当該作業員が当該領域を通過していないことを示している。
合計滞在時間欄103の合計滞在時間は、すべての作業員a〜dの滞在時間の合計値である。
これらのことは、後記する図5の被ばく線量情報32、図6の被ばく線量率情報33及び図7の被ばく線量率情報33についても同様である。なお、実際には、専ら検査目的で、作業員3が被ばく線量計5等を携帯したうえで放射線管理区域2を歩行する場合もあり、被ばく線量計5を携帯した作業員3が通常業務を行い、取得されたデータが事後的に検査目的で使用される場合もある。
各作業員の被ばく線量欄112には、作業員aの被ばく線量(欄112a)、作業員bの被ばく線量(欄112b)、作業員cの被ばく線量(欄112c)、及び、作業員dの被ばく線量(欄112d)が記憶されている。被ばく線量とは、作業員がその領域に滞在していた時間に被ばくした被ばく線量の累計値である。これらの欄が空欄になっている場合、そのことは、当該作業員が当該領域を通過していないことを示している。
合計被ばく線量欄113の合計被ばく線量は、すべての作業員a〜dの被ばく線量の合計値である。
図6に沿って、被ばく線量率情報33を説明する。図6の被ばく線量率情報33においては、領域ID欄121に記憶された領域IDに関連付けて、各作業員の被ばく線量率欄122には各作業員の被ばく線量率が、平均被ばく線量率欄123には平均被ばく線量率が記憶されている。
各作業員の被ばく線量率欄122には、作業員aの被ばく線量率(欄122a)、作業員bの被ばく線量率(欄122b)、作業員cの被ばく線量率(欄122c)、及び、作業員dの被ばく線量率(欄122d)が記憶されている。被ばく線量率とは、単位時間(ここでは1時間)当たりの被ばく線量であり、被ばく線量を滞在時間で除算した値である。これらの欄が空欄になっている場合、そのことは、当該作業員が当該領域を通過していないことを示している。
平均被ばく線量率欄123の平均被ばく線量率は、作業員aの被ばく線量率(欄122a)、作業員bの被ばく線量率(欄122b)、作業員cの被ばく線量率(欄122c)、及び、作業員dの被ばく線量率(欄122d)の平均値である。
被ばく線量率欄132の被ばく線量率は、すべての作業員についての被ばく線量率である。一見、図7の被ばく線量率欄132の被ばく線量率は、図6の平均被ばく線量率欄123の平均被ばく線量率と同じもののように見える。しかしながら、図6の平均被ばく線量率が各作業員の被ばく線量率の平均値であるのに対し、図7の被ばく線量率は、複数の作業員の合計被ばく線量を当該複数の作業員の合計滞在時間で除算した値である。
差異欄133の差異は、図6の平均被ばく線量率から図7の被ばく線量率を減算した値である。
図5の各作業員の被ばく線量(欄112a〜d)を図4の各作業員の滞在時間(欄102a〜d)で除算した値が、図6の各作業員の被ばく線量率(欄122a〜d)である。例えば、図5を参照すると、領域E09における作業員aの被ばく線量は“0.54167μSv”であることがわかる。図4を参照すると、領域E09における作業員aの滞在時間は“0.00417時”(約15秒)であることがわかる。図6の領域E09における“0.12990mSv/時”(最下行の欄122a)は、“(0.54167μSv/0.00417時)/1000=0.12990mSv/時”の計算結果である。当該計算において、図5の合計被ばく線量(欄113)及び図4の合計滞在時間(欄103)は考慮されていない。
図5の合計被ばく線量(欄113)を図4の合計滞在時間(欄103)で除算した値が、図7の被ばく線量率(欄132)である。例えば、図5を参照すると、領域E09の合計被ばく線量は“2.20833μSv”であることがわかる。図4を参照すると、領域E09の合計滞在時間は“0.01806時”(約65秒)であることがわかる。図7の領域E09における“0.12228mSv/時”(最下行の欄132)は、“(2.20833μSv/0.01806時)/1000=0.12228mSv/時”の計算結果である。当該計算において、図5の各作業員の合計被ばく線量(欄112a〜d)及び図4の各作業員の滞在時間(欄102a〜d)は直接考慮されていない。
・当該除算における分母の大きさを比較すると、図7の被ばく線量率を算出するときの方が、図6の平均被ばく線量率を算出するときより大きい。分子の大きさについても同様である。特に、図6の平均被ばく線量率を算出するとき、分子又は分母の有効数字(有効桁数)のうちの多くが“0”になる場合がある。
〈第2の処理〉所定の閾値未満の被ばく線量率が予測される場合は、合計被ばく線量を合計滞在時間で除算することによって、被ばく線量率の精度をさらに上げる(図7に対応)。
なお、同じ条件で比較した場合、第2の処理の方がより精度の高い被ばく線量率を計測できることが経験的にわかっている。
図8に沿って、時系列被ばく線量率情報34を説明する。時系列被ばく線量率情報34においては、時点欄141に記憶された時点に関連付けて、被ばく線量率欄142には被ばく線量率が、摘要欄143には摘要が記憶されている。
時点欄141の時点は、作業員3の被ばく線量計5が被ばく線量の計測を開始した時点(最初の領域を歩き始めた時点)の年月日時分秒である。例えば原子力発電プラントの定期検査の際に、複数の作業員3のそれぞれは、放射線管理区域2の1又は複数の領域を割当てられる。通常1人の作業員に複数の領域が割当てられ、それらの領域は“一筆書き”状の連続した領域となる。
・2017年2月7日に原子力発電プラントが停止した。
・その後、毎日定期検査が行われ、各領域の被ばく線量率が算出されていた。
・その後、2017年2月20日を最後に定期検査は終了した。
・その後、2017年3月1日に、臨時検査が行われ、各領域の被ばく線量率が算出された。この時点後は、計測値に基づく被ばく線量率は算出されていない。
・現時点である2017年3月10日における被ばく線量率が推定された。
図9に沿って、系統情報35を説明する。系統情報35においては、機器ID欄151に記憶された機器IDに関連付けて、種類欄152には種類が、領域ID欄153には領域IDが、上流機器ID欄154には上流機器IDが、下流機器ID欄155には下流機器IDが記憶されている。系統情報35は、全体として、図3の系統に属する各機器の配置を示している。
機器ID欄151の機器IDは、機器を一意に特定する識別子である。ここでの機器は、給排水、空調等の流体の動きに関する機器である。
種類欄152の種類は、機器の種類であり、ここでは、“配管”又は“三方弁”の何れかである。
上流機器ID欄154の上流機器IDは、当該機器が接続される他の機器のうち、当該機器の上流側の機器の機器IDである。
下流機器ID欄155の下流機器IDは、当該機器が接続される他の機器のうち、当該機器の下流側の機器の機器IDである。
系統情報35のレコードの数は、放射線管理区域2に存在する機器(流体の動きに関するものに限る)の数に一致する。
図10に沿って、系統流量情報36を説明する。系統流量情報36においては、時点欄161に記憶された時点に関連付けて、流量欄162には流量が、三方弁開度欄163には三方弁開度が、補正係数欄164には補正係数が記憶されている。
時点欄161の時点は、系統に属する各機器に対する制御値の基準時点である。
時点欄161、流量欄162及び三方弁開度欄163は、全体として系統の運転計画(いつ、どのような制御値をどの機器に与えるか)になっている。
・2017年3月10日から3月15日にかけて、流体の流量は、当初の“0”から、“1000”に増加し、さらに“2000”に増加する。
・三方弁V01は、当初、流体をすべて配管P03側に流し、やがて、配管P02側及び配管P03側に均等に流し、最後に、すべて配管P02側に流す。
・三方弁V01の上流にあたる領域E02及び三方弁V01が配置されている領域E05においては、流体の流量が増加するにつれて、補正係数が、“1.0”、“0.8”、“0.6”のように小さくなっている。
・三方弁V01の下流にあたる領域E06及びE09においては、補正係数は、当初“1.0”であり、流体の全量が配管P03側に流れ始めると“0.8”になり、流体の半分が配管P02側に流れ始めると“0.9”になり、流体の全量が配管P02側に流れ始めると“1.0”に戻る。
図11に沿って、被ばく線量率の推定を説明する。図11のグラフの横軸は時間であり、縦軸はある任意の領域における被ばく線量率である。時点t1から時点t2までの期間において、定期検査が実行されており、その結果、放射線計測装置1は、当該期間について当該領域の被ばく線量率を算出している。このように算出された被ばく線量率は、もともと定期検査が行われた時点ごとの離散値である。しかしながら、ここでは、放射線計測装置1は、任意の手法(補間、回帰分析等)によって、離散値を滑らかな連続値のグラフ51として表現している。
・時点t3から時点t4までの期間の長さΔtを取得する。
・グラフ51のうち、時点t2からΔtだけ遡った部分を切り出す。
・切り出した部分の左端が、●52に一致するように、切り出した部分を平行移動する。
・平行移動した部分の右端の縦軸の目盛を、時点t4における被ばく線量率の推定値とする。
図12に沿って、処理手順を説明する。処理手順を開始する前提として、補助記憶装置15は、系統情報35を図9の完成状態で記憶しているものとする。
ステップS201において、放射線計測装置1の線量率補正部23は、系統情報35(図9)を取得する、具体的には、線量率補正部23は、補助記憶装置15から系統情報35を読み出す。
第2に、線量率補正部23は、系統流量情報36のレコードを、被ばく線量率を推定すべき時点の数だけ作成する。
第4に、線量率補正部23は、各時点かつ各領域の補正係数を算出する。図10の説明で前記した通り、線量率補正部23は、過去の経験則に基づき、流量が大きいほど補正係数を小さくする。
第2に、線量率算出部21は、ステップS203の“第1”において取得したデータに基づき、被ばく線量情報32を作成する。
第2に、線量率算出部21は、ステップS205の“第1”において受け付けた予測値が所定の閾値以上である場合(ステップS205“Yes”)、ステップS207に進む。線量率算出部21は、予測値が所定の閾値未満である場合(ステップS205“No”)、ステップS206に進む。このとき、線量率算出部21は、被ばく線量率の予測値に応じて、被ばく線量率を算出する処理を使い分けてさえいれば、分岐条件と分岐先の処理の対応関係は任意である。極端な場合、分岐先のステップS206及びS207が相互に逆であってもよい。なお、ここでの分岐条件については、詳しく後記する。
第2に、線量率算出部21は、図6の被ばく線量率情報33を作成し、領域ID及び各作業員の被ばく線量を記憶する。
第3に、線量率算出部21は、各作業員の被ばく線量の平均値を算出し、平均被ばく線量率欄123に記憶する。
第2に、線量率推定部22は、ユーザが入力装置12を介して、最新計測時点における各領域の被ばく線量率を入力するのを受け付ける。ここでの最新計測時点は、最終の定期検査以降の時点であり、最新計測時点においては、系統に流体は流れていないものとする。補助記憶装置15が、最新計測時点における各領域の(平均)被ばく線量率を図6又は図7の型式で記憶している場合、線量率推定部22は、それを読み出す。
第2に、線量率推定部22は、時系列被ばく線量率情報34の推定対象時点についての被ばく線量率欄142に、ステップS209の“第1”において推定した被ばく線量率を記憶する。
(E01,E02,・・・,E09)=(♭1,♭2,・・・,♭9)
[E01,E02,・・・,E09]=[1.0,0.9,・・・,0.8]
(E01,E02,・・・,E09)=(1.0×♭1,0.9×♭2,・・・,0.8×♭9)
前記のステップS205において、線量率算出部21は、ユーザが入力した被ばく線量率の予測値を、直後の処理を分岐するための条件とした。しかしながら、線量率算出部21は、ユーザの入力を受け付けるまでもなく、過去の被ばく線量率を補助記憶装置15から取得してもよい。さらに、線量率算出部21は、被ばく線量率の予測値を受け付けることに代えて、前記した第1の処理(ステップS207に対応)及び第2の処理(ステップS206に対応)のいずれかをユーザが選択するのを受け付けてもよい。
さらに、線量率算出部21は、その領域に滞在した作業員の数が所定の閾値以上である場合、ステップS206に進み、作業員の数が所定の閾値未満である場合、ステップS207に進んでもよいし、その逆でもよい。
前記では、線量率補正部23は、流体の流量に基づき、領域ごとの補正係数を変化させている。線量率補正部23は、他の情報に基づき領域ごとの補正係数を変化させてもよい。他の情報としては、領域ごとの以下のような情報が挙げられる。いずれも、被ばく線量率(標準線量率)に対して、正方向又は負方向の影響を及ぼし得る情報である。
・放射線遮蔽体をどの位置に設置したか否かを示す情報
・どの位置の機器(配管等)を除染したか否かを示す情報
・どの位置の機器を交換したか否かを示す情報
すべての領域について被ばく線量率が算出され得るわけではない。作業員3が歩行できない領域が存在する場合もある。さらに、ある領域を歩行した作業員3の数が所定の閾値未満であり、当該領域の被ばく線量率の信頼度が低い場合もある。この場合、線量率表示部24は、以下のようなメッセージを出力装置13に表示してもよい。
・“領域○○については、データが存在しません。”
・“領域○○の被ばく線量率は、参考値です。”
過去の定期検査における被ばく線量率が存在せず、最新計測時点における被ばく線量率のみが存在する場合も想定され得る。この場合、線量率表示部24は、最新計測時点における被ばく線量率のみを出力装置13に表示してもよい。さらに線量率表示部24は、以下のようなメッセージを併せて表示してもよい。
・“この被ばく線量率は、現時点より○日前の計測値に基づくものです。現時点の真の被ばく線量率は、さらに変化している可能性があります。”
・“現時点の被ばく線量率を正確に推定することはできません。”
推定対象時点における系統流量情報36が存在しない場合も想定され得る。この場合、線量率表示部24は、推定対象時点における被ばく線量率を出力装置13に表示したうえで、以下のようなメッセージを併せて表示してもよい。
・“この被ばく線量率は、系統の状態によって被ばく線量率が変化することはないことを前提としています。”
・“現時点の被ばく線量率を正確に推定することはできません。”
本実施形態の放射線計測装置1の効果は以下の通りである。
(1)放射線計測装置は、放射線管理区域の多くの領域において被ばく線量率を計測できる。また、放射線計測装置は、被ばく線量率の予測値が小さい場合でも、正確に被ばく線量率を計測できる。
(2)放射線計測装置は、領域における流体の存在によって被ばく線量率を補正できる。
(3)放射線計測装置は、現在または将来の被ばく線量率を推定できる。
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしもすべての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆どすべての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
2 放射線管理区域
3 作業員
4 位置計測装置
5 被ばく線量計
6 ネットワーク
11 中央制御装置
12 入力装置
13 出力装置
14 主記憶装置
15 補助記憶装置
16 通信装置
21 線量率算出部
22 線量率推定部
23 線量率補正部
24 線量率表示部
31 滞在時間情報
32 被ばく線量情報
33 被ばく線量率情報
34 時系列被ばく線量率情報
35 系統情報
36 系統流量情報
Claims (10)
- 複数の作業員の被ばく線量及び位置情報に基づき、放射線管理区域を構成する領域ごとに被ばく線量率を算出するに際し、
被ばく線量率の予測値が所定の閾値以上である場合、個々の作業員の前記領域における被ばく線量を個々の作業員の前記領域における滞在時間で除算することによって被ばく線量率を作業員ごとに算出し、当該算出した被ばく線量率の平均値を算出する線量率算出部を備えること、
を特徴とする放射線計測装置。 - 前記線量率算出部は、
前記被ばく線量率の予測値が所定の閾値未満である場合、複数の作業員の合計被ばく線量を、複数の作業員の合計滞在時間で除算すること、
を特徴とする請求項1に記載の放射線計測装置。 - 前記領域に属する流体の動きに基づき、前記算出した被ばく線量率を補正する線量率補正部を備えること、
を特徴とする請求項2に記載の放射線計測装置。 - 前記線量率補正部は、
前記流体が通過する設備の位置情報、及び、前記流体の流量に基づき、前記被ばく線量率を補正する補正係数を変化させること、
を特徴とする請求項3に記載の放射線計測装置。 - 最新の被ばく線量率、及び、過去の被ばく線量率の時系列の変化傾向に基づき、現在又は将来における前記被ばく線量率を推定する線量率推定部を備えること、
を特徴とする請求項4に記載の放射線計測装置。 - 放射線計測装置の線量率算出部は、
複数の作業員の被ばく線量及び位置情報に基づき、放射線管理区域を構成する領域ごとに被ばく線量率を算出するに際し、
被ばく線量率の予測値が所定の閾値以上である場合、個々の作業員の前記領域における被ばく線量を個々の作業員の前記領域における滞在時間で除算することによって被ばく線量率を作業員ごとに算出し、当該算出した被ばく線量率の平均値を算出すること、
を特徴とする放射線計測装置の放射線計測方法。 - 前記線量率算出部は、
前記被ばく線量率の予測値が所定の閾値未満である場合、複数の作業員の合計被ばく線量を、複数の作業員の合計滞在時間で除算すること、
を特徴とする請求項6に記載の放射線計測方法。 - 前記放射線計測装置の線量率補正部は、
前記領域に属する流体の動きに基づき、前記算出した被ばく線量率を補正すること、
を特徴とする請求項7に記載の放射線計測方法。 - 前記線量率補正部は、
前記流体が通過する設備の位置情報、及び、前記流体の流量に基づき、前記被ばく線量率を補正する補正係数を変化させること、
を特徴とする請求項8に記載の放射線計測方法。 - 前記放射線計測装置の線量率推定部は、
最新の被ばく線量率、及び、過去の被ばく線量率の時系列の変化傾向に基づき、現在又は将来における前記被ばく線量率を推定すること、
を特徴とする請求項9に記載の放射線計測方法。
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