KR20140038555A - 강하 매진의 비정상 발진원 위치의 탐색 방법 - Google Patents

Abstract

평가 지점(i_M, i_N)을 시점으로 하여, 대표 풍향 WD의 상방향으로 연장되는 중심축을 갖는 제1, 제2 발생원 탐색 영역 γ(i_M, i_t), γ(i_N, i_t) 중에 있는 좌표점(p)에 있어서의 평가 지점(i_M, i_N)에 관한 발진원 탐색 영역의 중심축 수직 단면적 S_p1, S_p2에 계수 B₁을 승산하여 가정 발진량 E₁, E₂를 산출하여, 가정 발진량 E₁, E₂의 비가 소정의 범위 내인지 여부를 판정한다.

Description

강하 매진의 비정상 발진원 위치의 탐색 방법 {METHOD OF SEARCHING FOR UNSTEADY DUST SOURCE POSITION OF DUSTFALL}

본 발명은 대기 중에 있어서의 강하 매진의 발진원을 탐색하는 기술에 관한 것이다. 본 발명은 대기 중에 있어서의 강하 매진을 관리하기 위한 계측 정보를 해석하는 기술에 관한 것이다.

본원은 2011년 8월 16일에, 일본에 출원된 일본 특허 출원 제2011-178038호, 2011년 11월 28일에, 일본에 출원된 일본 특허 출원 제2011-258757호, 2012년 3월 14일에, 일본에 출원된 일본 특허 출원 제2012-057303호 및 2012년 6월 7일에, 일본에 출원된 일본 특허 출원 제2012-129861호에 기초하여 우선권을 주장하고, 이들의 내용을 여기에 원용한다.

원자력 발전소가 사고에 의해 파괴된 경우, 복수의 방사성 발진 시설로부터 주위로 확산되는 방사성 강하 매진의 거동을 파악하는 것은, 최근의 중요한 공업적 과제이다. 또한, 강하 매진은 농업, 임업 등, 각종 산업에서도 발생한다. 사구 등의 자연계로부터 발생하는 강하 매진도 무시할 수 없다. 강하 매진의 발생원이 될 수 있는 발진원이 다수 존재할 때에 강하 매진의 평가 지점에 있어서의 「강하 매진량의 측정값」에 미치는 영향으로서, 어떤 발진원의 기여도가 큰지를 해석하는 기술은, 이들 강하 매진을 관리하고, 대책을 강구하는 데 있어서 중요하다.

이와 같은 관점에서, 평가 지점에 있어서 계측된 강하 매진량으로부터, 복수의 발생원에서의 매진의 발생량의 영향을 평가하는 기술, 즉 강하 매진의 주요한 발생원을 탐색하는 기술은 특허문헌 1 내지 4에 개시되어 있다.

특허문헌 1에는 대기 조건이나 기상 데이터, 대기 오염 물질 확산의 평가 범위의 지형 데이터 등의 입력 조건으로부터 시뮬레이션에 적합한 모델을 선정하고, 해석 정밀도 향상을 위해 이 입력 조건에 따른 데이터 베이스부의 측정값 데이터로부터 조정 입력 파라미터를 선정하여, 상기 모델에 의한 해석 조건과, 상기 조정 입력 파라미터로부터 입력 데이터를 작성하여 시뮬레이션을 하고, 그 결과와 방출원 측정값 데이터의 편차를 연산하여, 그 편차가 최소가 되는 데이터에 대응하여 방출원을 추정하는 기술이 개시되어 있다.

특허문헌 2에는 대기 관측국에 있어서 미리 측정된 대기 중의 화학 물질 농도가 이상 고농도를 나타내지 않는 기간에 배출원으로부터 방출되는 평상시 배출량을 입력하는 입력부와, 대기 중의 화학 물질 농도가 이상 고농도를 나타낸 기간에 배출원으로부터 방출된 화학 물질의 이상시 배출량을 출력하는 출력부를 구비하여, 배출원의 (평상시 배출량－이상시 배출량)의 2승의 합이 최소가 되는 값을 구함으로써, 대기 중의 화학 물질의 이상 고농도의 원인이 되는 배출원을 특정하는 기술이 개시되어 있다.

특허문헌 3에는 다수의 분진 발생 개소 a, b, c, d, e의 주변의 적어도 2 이상의 임의의 측정 개소 A, B, C에서, 적당한 기간에 걸쳐서 비산 분진량 및 풍향을 소정 시간 피치로 측정하는 제1 공정과, 제1 공정에서 얻어진 비산 분진량 및 풍향으로부터, 측정 개소별로, 풍향마다의 평균 비산 분진량을 산출하는 제2 공정과, 상기 복수의 분진 발생 개소 a 내지 e 및 상기 측정 개소 A 내지 C를 포함하는 지도 상에, 각 측정 개소를 중심으로 하여 평균 비산 분진량이 많은 복수의 풍향을 제도하는 제3 공정과, 제3 공정에서 제도한 각 측정 개소로부터의 풍향이 교차하는 교점이 위치하는 분진 발생 개소를, 또는 각 측정 개소로부터의 풍향이 대략 일치할 때에는 그 풍향에 존재하는 지도상의 분진 발생 개소를, 비산 분진의 발생원으로 특정하는 제4 공정을 포함하는 기술이 개시되어 있다.

특허문헌 4에는 복수 항목의 대기의 오염 상황을 측정하는 1개 또는 복수의 가반 자립형 멀티 센싱 유닛을, 무선 또는 유선의 네트워크 경유로 원격 제어하여 복수 항목의 대기의 오염 상황을 측정하고, 그 측정 데이터를 수집하여 표시하는 기술이 개시되어 있다.

또한, 발생원에서의 매진의 발생량으로부터 평가 지점에서의 강하 매진의 농도를 평가할 때에는, 통상, 플룸식이 사용된다. 특허문헌 5에는 지표면에서의 흡착이 없는, 점 발생원으로부터의 가스의 대기 확산 모델로서, 이하의 식 1과 같은 표준적인 플룸식이 기재되어 있다.

[식 1]

여기서, 식 1의 기호의 의미는 이하와 같다. 또한, 이들 기호의 의미는 이하의 설명에서도 동일하다. 이하의 기호는 모두 SI 단위계이다.

x, y, z:평가 지점의 3차원 직교 좌표(가스 발생원을 원점으로 함)[m]

x:수평면 상에서, 플룸 중심축이 연장되는 방향에 대응하는 좌표값

y:수평면 상에서, 플룸 중심축이 연장되는 방향에 수직인 방향(이하의 설명에서는, 이 방향을 필요에 따라서 「수평 방향」이라고 칭함)의 좌표값

z:연직 방향(이하의 설명에서는, 이 방향을 필요에 따라서 「연직 방향」이라고 칭함)의 좌표값

C:평가 지점(x, y, z)에서의 가스 농도[㎏/㎥, 또는, ㎥/㎥]

Q_P:가스 발생량[㎏/s, 또는 ㎥/s]

WS:풍속[m/s]

He:가스 발생원의 지표면으로부터의 높이[m]

σ_y, σ_z:가스 플룸 확산 폭[m](가스 흐름에 수직인 방향의 가스 농도 분포의 표준 편차로, σ_y는 수평 방향의 가스 플룸 확산 폭, σ_z는 연직 방향의 가스 플룸 확산 폭임).

특허문헌 5에서는 가스 플룸 확산 폭(σ_y, σ_z)을, 가스 흐름에 대해 수직 방향의 가스 농도 분포의 표준 편차로 정의하고 있다.

비특허문헌 1 및 2에는 지표면에서 흡착이 있는 가스와, 낙하 속도가 작은 미립자(SPM)에 관한 플룸식으로서, 다음의 식 2가 기재되어 있다.

[식 2]

여기서, 식 2의 α는 이하의 식 3으로 나타낸다.

[식 3]

식 3의 기호의 의미는 이하와 같다. 또한, 이들 기호의 의미는 이하의 설명에서도 동일하다.

V_d:침착 속도[m/s]

V_s:낙하 속도[m/s](SPM의 경우. 가스의 경우에는 0)

여기서, σ_y, σ_z는 플룸 중심축에 수직 방향의 「플룸 확산 폭」을 나타내기 위한 특성값이고, 플룸 중심축에 수직인 방향으로 가우스 분포의 농도 분포를 가정했을 때에 농도가 표준 편차가 되는 점과 플룸 중심축 사이의 거리가 사용된다.

또한, 플룸식은 식 1에 나타낸 것으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 비특허문헌 3에는 농도의 이중 가우스 분포를 가정하여, 플룸 중심축에 곡선을 사용한 플룸식이 개시되어 있다.

이들 플룸식에 공통되는 특징은, 첫째, 특정 농도 평가 지점의 농도값을, 평가 지점과 발생원의 좌표값, 발생원에서의 발생 속도(발생량) 및 풍향ㆍ풍속 등의 기상 조건 등의 함수식으로 표현하고, 결과를 일의적으로 부여하는 것이다. 둘째, 농도 산출에 있어서, 중심축을 가정하여, 중심축의 주위에 「플룸 확산 폭」σ_y, σ_z로 특징지어지는 고농도 영역을 형성하는 「플룸」을 설정하는 것이다. 다른 방법과 플룸식의 비교를 행하면, 복수의 연립 물리 방정식을 수치적으로 풀어 특정 농도 평가 지점의 농도값을 산출하는 수치 해석 방법은, 플룸을 가정하는 일 없이 농도 산출을 행하는 점이나 산출 결과가 일의라고는 한정되지 않는 점에서, 플룸식과는 다르다. 또한, 특정 농도 평가 지점의 농도값을, 평가 지점과 발생원의 좌표값, 발생원에서의 발생 속도(발생량) 및 풍향ㆍ풍속 등의 기상 조건 등을 간단히 변수화하여 구한 중회귀식도, 플룸을 가정하는 일이 없으므로, 플룸식이 아니다.

여기서, 식 2에 있어서의 「α가 곱해진 항」은 가스 또는 SPM의 연직 방향의 분포의 형상을 지표면에 있어서 대칭으로 반전시킴으로써, 지표면의 상방에서 가스나 SPM이 흡착되지 않고 체류하는 효과를 표현한 것이고, 가스나 SPM의 지표로의 흡착의 효과는 α의 대소에 의해 조정된다. 또한, 이하의 설명에 있어서, 식 2에 있어서의 「α가 곱해진 항」을 필요에 따라서 「지표면 반사항」이라고 칭한다.

또한, 평가 지점에 있어서 강하 매진량을 10분 정도의 단시간의 주기로 측정하는 기술로서, 특허문헌 6에는 상방으로 개방된 깔대기 형상의 입자 채취구와, 계측 장치 내를 순환하는 기류로와, 기류로의 도중에 배치된 관성 분급기를 사용하여, 조대 입자와 미소 입자에 대해 개별로 연속 질량 측정을 행하여, 조대 입자의 질량의 측정값으로부터 대기 중의 강하 분진의 강하 속도의 추이를 산출하는 β선 흡수식 질량 측정기를 사용한 연속식 강하 분진 계측 장치가 개시되어 있다.

그러나, 상술한 종래 기술에 있어서는, 이하의 문제점이 있었다.

즉, 제1 문제점으로서, 발생원을 탐색하는 대상의 발생물이 강하 매진에서는 없는 것을 들 수 있다.

예를 들어, 특허문헌 1, 2, 3 및 4의 기술에 있어서는, 발생원을 탐색하는 대상이 가스이다. 특허문헌 3의 기술에 있어서는, 발생원을 탐색하는 대상에 SPM이 포함되어 있는 것에 지나지 않는다. SPM은 강하 매진에 비해 훨씬 작은 입자이고(정의상, SPM은 직경 10㎛ 이하의 입자임), 그 대기 중에서의 확산 거동은 미소한 입자 침강이 생기는 것을 제외하면 실질적으로 가스의 거동과 동등하다.

한편, 강하 매진은 SPM에 비해 훨씬 큰 매진 입자이고(강하 매진은 직경 10㎛ 이상의 입자임), 그 낙하 속도가 극히 크다. 이로 인해, 강하 매진의 대기 중에서의 확산의 거동은 입자의 강하 속도에 극히 큰 영향을 받는다. 따라서, 강하 매진의 확산의 거동은 가스와는 크게 다르다.

또한, 여기서 본원이 관측 및 관리 대상으로 하는 강하 매진의 양은 지표면으로의 강하 매진의 침착량이다. 특허문헌 1 내지 4의 기술에서는, 평가 지점에 있어서의 가스 및 SPM의 농도를, 관측 및 관리 대상으로 하고 있다. 이로 인해, 지표면으로의 가스 및 SPM의 침착 속도를 직접 알 수는 없다. 확실히, 상기 식 2에는 침착 속도 V_d가 기재되어 있으므로, 침착 속도 V_d를 정확하게 부여할 수 있으면, 평가 지점 상에서의 가스 및 SPM 농도를, 지표면에서의 침착량으로 환산하는 것이 가능하다.

그러나, 비특허문헌 1에 기재되어 있는 바와 같이, SPM의 침착 속도 V_d는 지표면의 상태나 대기 난류의 영향을 받아 크게 변동된다. 또한, 가스의 침착 속도 V_d를 일반적으로 부여하는 방법은 개발되어 있지 않다. 따라서, 침착 속도 V_d의 값을 정확하게 부여하는 것은 실제로는 극히 곤란하고, 특허문헌 1 내지 4의 기술에서 강하 매진을 대상으로 하는 것은, 적어도 정량적으로는 곤란하다.

제2 문제점으로서, 강하 매진을 대상으로 한 발진원의 탐색 방법은, 종래, 존재하지 않았던 것을 들 수 있다. 종래의 발생원의 탐색 방법에 있어서는, 특허문헌 3으로 대표되는 바와 같이, 수평면(지표면) 내에서의 발생원의 탐색을 전제로 하고 있다. 이로 인해, 종래의 발생원의 탐색 방법에 있어서는, 입자의 낙하 속도 V_s가 크고, 또한 지표면에서의 침착량을 문제로 하는 「강하 매진의 발생원」을 3차원적으로 취급하는 것이 곤란하다. 특히, 특허문헌 3에 개시된 바와 같은, 평가 지점으로부터 풍상으로 발생원의 탐색선을 신장하는 방법의 경우, 식 2에 있어서의 지표면 반사항 {αㆍexp[－(He＋z－V_sx/WS)²/2σ_z ²]}의 영향을 정량적으로, 또한 일반적으로 취급하는 것이 곤란하므로, 발생원의 탐색선을 플룸식과 관련짓는 유효한 방법은 종래, 제안되어 있지 않다.

제3 문제점으로서, 상술한 종래 기술에 있어서는, 발생원의 탐색을 행할 때에 발생원의 위치 및 그곳에서의 개략의 발생량을 미리 가정하는 수순이 필수인 것을 들 수 있다.

예를 들어, 특허문헌 1 및 2의 기술에 있어서는, 우선, 미리 상정되는 모든 발생원 및 모든 평가 지점에 대해, 임의의 발생원에서의 발생량과 임의의 평가 지점에서의 농도의 관계를, 상술한 플룸식 등의 기상 조건의 함수로서 예측한다. 다음에, 모든 평가 지점에 있어서의 농도의 실측값과, 농도의 예측값의 차가 최소로 되도록, 상기 함수의 파라미터(σ_y나 Q_P 등)를 최적화 방법에 의해 조정한다. 따라서, 적어도, 모든 발생원의 위치를 미리 부여할 필요가 있다. 또한, 최적화 방법의 계산 과정의 타당성을 확보하기 위해서는, 각 발생원에서의 개략의 발생량도 초기 조건으로서 미리 부여하는 것이 일반적으로는 바람직하다. 왜냐하면, 최적화 문제에 있어서는, 실정으로부터 극단적으로 해리한 초기 조건을 부여한 경우, 실정과는 크게 다른 국소 안정점에 해가 수렴되는 경우가 있기 때문이다.

도 14는 종래법(특허문헌 3)에 있어서의 발진원의 탐색 방법을 모식적으로 도시하는 도면이다.

특허문헌 3의 기술에 있어서는, 도 14에 도시한 바와 같이 복수의 분진(SPM) 발생 개소 a, b, c, d, e 등을 미리 가정한 후, 그 주변의 복수의 평가 지점 i₁, i₂, i₃ 등에서의 SPM의 농도를 장기간 측정하고, 이 기간 내에 있어서 각 평가 지점에서 풍향별의 SPM의 농도 평균값 1(평가 지점 i₁, i₂, i₃을 둘러싸는 다각형을 참조)을 구하여, SPM의 농도의 평균값이 가장 커지는 풍향의 풍상 방향으로, 평가 지점 i₁, i₂, i₃으로부터 각각 수평면(지표면) 내에 발생원 탐색선 2, 3, 4를 신장하고, 이들 발생원 탐색선의 서로 교차한 교점 6, 7, 8 중, 상기 분진(SPM)의 발생 개소 a, b, c, d, e 중 어느 하나에 합치한 지점을, 특히, 분진(SPM)의 발생량이 큰 발생 개소로 판정하고 있다.

또한, 이하의 설명에서는 강하 매진 평가 지점을 강하 매진 관리 지점이라고 칭하는 경우가 있지만, 이들은 동일한 의미를 갖는다.

또한, 특허문헌 4의 기술에 있어서는, 상정되는 발생원의 근방에 계측기를 설치하는 것이 전제가 된다. 따라서, 발생원은 이미 알려져 있는 것이어야만 한다.

그러나, 다수의 발생원이 존재하는 경우, 이들 모든 발생원의 위치와 개략의 발생량을 미리 모두 파악하는 것은, 실제로는 곤란하고, 만약, 가능하다고 해도, 많은 자원을 필요로 하므로 적합하지 않다. 또한, 원자력 발전소의 사고지와 같이, 애당초 발진원에 접근할 수 없는 경우도 있다. 따라서, 특허문헌 1 내지 4의 기술에서는, 발생원의 수가 극히 소수이거나, 혹은 발생원의 발생량을 충분히 정확하게 파악할 수 있는 환경 하에서밖에 유효하게 적용할 수 없다는 문제가 있다.

제4 문제점으로서, 종래 기술에 있어서 대상으로 하는 발생원은, 기본적으로, 발생량이 시간적으로 변동되지 않는 정상 발생원이거나, 또는 발생량이 시간 평균값의 근방에서 약간 시간 변동되는 것뿐인 준 정상 발진원인 것을 들 수 있다.

예를 들어, 특허문헌 1 및 2에서는 최적화 방법을 적용한다. 이로 인해, 일반적으로는, 평가 지점수의 수를, 적용되는 플룸식 등의 함수 중에서 조정 가능한 파라미터의 수보다도 많이 설정해야 한다. 만약, 조정 가능한 파라미터의 수가 실질적으로 평가 지점의 수보다도 많으면, 얻어지는 해는, 일반적으로 일의적으로 정해지지 않으므로, 방법으로서 파탄되기 때문이다.

또한, 다수의 발생원이 존재하는 경우, 경제성의 관점에서 평가 지점의 수를 발생원의 수보다도 적게 설정하는 경우가 많다. 이와 같은 경우라도, 발생원을 정상 발생원으로 한정하면(즉, 발생량 Q_P를 조정 가능한 파라미터로 하지 않으면), 다수의 다른 시각에서의 평가 지점에서의 측정값을 사용함으로써, 발생원의 수 이상의 측정값을 확보할 수 있어, 최적화 방법을 적용할 수 있다. 한편, 발생량 Q_P가 비정상적으로 크게 변동하는, 비정상 발생원에 대해 특허문헌 1, 2의 기술을 적용할 때에는, 발생량 Q_P를, 조정 가능한 파라미터로 할 수밖에 없다. 이로 인해, 다수의 발생원을 탐색의 대상으로 하는 경우에는, 발생원의 수를 초과하는 극히 다수의 평가 지점을 설치할 필요가 있어, 경제성의 관점에서 현실적이지 않다.

또한, 특허문헌 3의 기술에 있어서는, 2개월 이상의 기간 내에서의 이산적으로 채취된 평가 지점에서의 SPM의 농도 데이터를 평균화하여 발생원의 탐색을 행한다. 따라서, 발생원은 정상 발생원으로 한정된다.

또한, 특허문헌 4의 기술에 있어서는, 상정되는 발생원의 근방에 평가 지점을 배치하므로, 원리적으로는 비정상 발생원을 탐색할 수 있다. 그러나, 이 기술에 있어서는, 복수의 발생원으로부터의 가스가 특정한 평가 지점에 동시에 도달하는 경우에, 복수의 발생원 중, 어떤 발생원이 탁월한 발생원인지를 판단하는 방법이 개시되어 있지 않고, 또한 상정되는 모든 발생원의 근방에 평가 지점을 설치하는 것도 개시되어 있지 않다. 따라서, 이 기술에서 비정상 발진원을 탐색하는 것이 가능한 것은, 발생원 사이의 거리가 서로 영향을 미치지 않을 정도로 먼 경우로 한정된다. 즉, 이 기술은 실질적으로 발생원과 평가 지점이 일대 일로 대응되는 경우밖에 적용할 수 없다.

그러나, 현실의 발생원에서는, 일반적으로 발생량이 크고, 또한 시간의 경과에 수반하여 변동된다. 따라서, 정상 발생원이나, 발생원과 평가 지점이 일대 일로 대응되는 발생원만을 대상으로 하는 종래 기술에서는, 현실의 발생원 탐색에 대해 충분히 적용할 수 없는 문제가 있었다.

그밖에, 매진이 방사성을 띠고 있는 경우에는, 특허문헌 7 내지 9에 개시되는 방법 등으로 매진의 α선, β선, 또는 γ선 등의 방사선량을 측정할 수 있다.

일본 특허 출원 공개 제2003-255055호 공보 일본 특허 출원 공개 제2005-292041호 공보 일본 특허 출원 공개 제2004-170112호 공보 일본 특허 출원 공개 제2003-281671호 공보 일본 특허 출원 공개 제2007-122365호 공보 일본 특허 출원 공개 제2008-224332호 공보 일본 특허 출원 공개 평8-327741호 공보 일본 특허 출원 공개 평7-35900호 공보 일본 특허 출원 공개 제2009-63510호 공보

부유상 입자 물질 대책 검토회(환경청 대기 보전국 대기 규제과 감수):부유 입자상 물질 오염 예측 매뉴얼, 도요칸 출판, 1997 오카모토 신이치:대기 환경 예측 강의, 교세이, 2001 United States Environment protection agency:EPA-454/R-03-004, 2004

본 발명은 이상의 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 발진량(발진원에 있어서의 강하 매진의 발생 속도)이 비정상적으로 변동되는 강하 매진의 발진원을, 발진원의 주변에서의 강하 매진의 측정값을 기초로, 효율적이고 또한 정확하게 특정하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명자의 연구의 결과, 이하의 해결 방법을 발명하는 데 이르렀다.

본 발명의 제1 형태에 관한 강하 매진의 비정상 발진원 위치의 탐색 방법은, 시간 주기 Δt_d마다의 i_t번째의 시각을 시각 t_d(i_t)로 하고, 서로 다른 2개 이상의 강하 매진 평가 지점 i에 있어서의, 시각 t_d(i_t－1)로부터 시각 t_d(i_t)까지의 기간인 기간 T_d(i_t)에 강하 매진을 포집하여, 단위 시간당의 강하 매진량 M의 측정값을 얻는 매진량 설정 공정과; 상기 강하 매진 평가 지점 i의 근방에 있어서, 상기 기간 T_d(i_t)에 상기 시간 주기 Δt_d보다도 짧은 시간 주기 Δt_wint로 연속적으로 풍향을 측정하여, 상기 기간 T_d(i_t)에 있어서의 대표 풍향 WD(i_t)을 도출하는 대표 풍향 도출 공정과; 상기 강하 매진 평가 지점 i의 근방에 있어서, 상기 기간 T_d(i_t)에 상기 시간 주기 Δt_wint로 연속적으로 풍속을 측정하여, 상기 기간 T_d(i_t)에 있어서의 대표 풍속 WS(i_t)를 도출하는 대표 풍속 도출 공정과; 상기 기간 T_d(i_t)에 포집된 강하 매진 입자의 낙하 속도의 계측값 또는 강하 매진 입자의 입경 분포로부터, 상기 기간 T_d(i_t)에 있어서의 개개의 강하 매진 입자의 입자 낙하 속도 V_s를 도출하는 입자 낙하 속도 도출 공정과; 상기 기간 T_d(i_t)에 있어서의 강하 매진 탐색 영역 γ(i, i_t)로서, 제1 강하 매진 평가 지점(i_M)을 시점으로 하여, 상기 대표 풍향 WD(i_t)의 풍상으로 연장되는 제1 중심축을 가짐과 함께, 상기 제1 중심축의 주위에 제1 강하 매진 발생원 탐색 영역 폭을 형성하여 상기 제1 중심축으로부터 수직 방향으로 상기 제1 강하 매진 발생원 탐색 영역 폭까지의 거리의 범위를 영역으로 하는 제1 강하 매진 발생원 탐색 영역[γ(i_M, i_t)]과, 상기 제1 강하 매진 평가 지점(i_M)과는 다른 제2 강하 매진 평가 지점(i_N)을 시점으로 하여, 상기 대표 풍향 WD(i_t)의 풍상으로 연장되는 제2 중심축을 가짐과 함께, 상기 제2 중심축의 주위에 제2 강하 매진 발생원 탐색 영역 폭을 형성하여 상기 제2 중심축으로부터 수직 방향으로 상기 제2 강하 매진 발생원 탐색 영역 폭까지의 거리의 범위를 영역으로 하는 제2 강하 매진 발생원 탐색 영역[γ(i_N, i_t)]을 설정하는 강하 매진 발생원 탐색 영역 설정 공정과; 상기 제1 강하 매진 평가 지점(i_M)에 있어서, 1개 또는 2개 이상의 연속되는 상기 기간 T_d(i_t)를 포함하는 기간 T_g(k) 내에서 측정한 상기 강하 매진량 M의 측정값이 최대가 되는 시각 t_d(i_t)에 있어서의 최대 강하 매진량 M_max(i_M)와, 당해 시각 t_d(i_t)에 있어서의 상기 제1 강하 매진 평가 지점(i_M)에 있어서의 i_t인 i_max(i_M)와, 당해 시각 t_d(i_t)에 있어서의 상기 대표 풍향 WD_max와 상기 대표 풍속 WS_max를 도출하는 최대 강하 매진 정보 도출 공정과; 상기 제1 강하 매진 발생원 탐색 영역[γ(i_M, i_t)]으로서 γ[i_M, i_max(i_M)]를, 상기 제2 강하 매진 발생원 탐색 영역[γ(i_N, i_t)]으로서 상기 기간 T_g(k) 내의 임의의 기간 T_d(i_t)에 대응하는 i_t를 사용하여, 상기 제1 강하 매진 발생원 탐색 영역 γ[i_M, i_max(i_M)] 및 상기 제2 강하 매진 발생원 탐색 영역[γ(i_N, i_t)]의 양쪽 중에 포함되는 좌표점(p)과, 상기 제1 강하 매진 평가 지점(i_M)과의 사이의 제1 거리 L_d(i_M) 및 상기 좌표점(p)과 상기 제2 강하 매진 평가 지점(i_N) 사이의 제2 거리 L_d(i_N)를 산출하는 거리 산출 공정과; 상기 좌표점(p)을 포함하는 상기 제1 강하 매진 발생원 탐색 영역[γ(i_M, i_max)]의 상기 제1 중심축의 수직면에 있어서의 상기 제1 강하 매진 발생원 탐색 영역의 단면적인 제1 발진원 탐색 영역 중심축 수직 단면적 S_p1을, 상기 제1 강하 매진 발생원 탐색 영역 폭을 사용하여 산출하고, 상기 좌표점(p)을 포함하는 상기 제2 강하 매진 발생원 탐색 영역[γ(i_N, i_t)]의 상기 제2 중심축의 수직면에 있어서의 상기 제2 강하 매진 발생원 탐색 영역의 단면적인 제2 발진원 탐색 영역 중심축 수직 단면적 S_p2를, 상기 제2 강하 매진 발생원 탐색 영역 폭을 사용하여 산출하는 단면적 산출 공정과; 상기 제1 발진원 탐색 영역 중심축 수직 단면적 S_p1에 비례하는 제1 가정 발진량 E₁과, 상기 제2 발진원 탐색 영역 중심축 수직 단면적 S_p2에 비례하는 제2 가정 발진량 E₂를 산출하는 발진량 산출 공정과; 상기 좌표점(p)을 포함하는 복수의 강하 매진 발생원 탐색 영역의 어느 조합에 대해, 상기 발진량 산출 공정에 있어서 산출된, 상기 제1 가정 발진량 E₁과 상기 제2 가정 발진량 E₂의 비가 소정의 상하한 임계값의 범위 내이면, 상기 좌표점(p)을, 상기 기간 T_g(k)에 있어서의 상기 시간 주기 Δt_g 이상의 시간 스케일을 갖는 주요한 비정상 발진원이라고 판단하고, 상기 발진량 산출 공정에 있어서 산출된, 상기 제1 가정 발진량 E₁과 상기 제2 가정 발진량 E₂의 비가 상기 소정의 상하한 임계값의 범위 외이면, 상기 좌표점(p)을, 상기 기간 T_g(k) 기간에 있어서의 상기 시간 주기 Δt_g 이상의 시간 스케일을 갖는 주요한 비정상 발진원이 아니라고 판단함과 함께, 상기 좌표점(p)이 상기 제1 강하 매진 발생원 탐색 영역과 상기 제2 강하 매진 발생원 탐색 영역 중 어느 쪽에도 포함되지 않는 경우에는 상기 좌표점(p)에서의 강하 매진의 비정상 발진원의 판단을 행하지 않는, 발진원 판정 공정을 포함하고, 플룸식에 있어서, 상기 제1 강하 매진 발생원 탐색 영역 중심축을 플룸 중심축으로 하여, 상기 플룸 중심축 상의 상기 제1 거리에 있어서의 플룸 확산 폭을 산출하고, 산출된 상기 플룸 확산 폭을, 상기 제1 강하 매진 발생원 탐색 영역 폭으로서 사용하고, 상기 제2 강하 매진 발생원 탐색 영역 중심축을 플룸 중심축으로 하여, 상기 플룸 중심축 상의 상기 제2 거리에 있어서의 플룸 확산 폭을 산출하고, 산출된 상기 플룸 확산 폭을, 상기 제2 강하 매진 발생원 탐색 영역 폭으로서 사용한다.

본 발명의 제2 형태로서는, 상기 제1 형태에 관한 강하 매진의 비정상 발진원 위치의 탐색 방법에 있어서, 상기 기간 T_d(i_t)는 연속되는 2개 이상의 상기 시각 t_d(i_t)를 포함하는 시간 주기 Δt_g마다의 시각이며 k번째의 시각을 t_g(k)로 한 경우의, 시각 t_g(k－1)로부터 시각 t_g(k)까지의 평가 기간인 상기 기간 T_g(k)에 포함되는 임의의 기간이어도 된다.

본 발명의 제3 형태로서는, 상기 제2 형태에 관한 강하 매진의 비정상 발진원 위치의 탐색 방법에 있어서, 상기 제1 강하 매진 발생원 탐색 영역[γ(i_M, i_max)]을, 상기 기간 T_g(k)에 있어서의 상기 제1 강하 매진 평가 지점(i_M)에 관한 비정상 강하 매진 탐색 영역으로서 설정하고, 상기 제2 강하 매진 발생원 탐색 영역[γ(i_N, i_t)]을, 상기 기간 T_g(k)의 임의의 시각 t_d(i_t)에 있어서의 상기 제2 강하 매진 평가 지점(i_N)에 관한 비정상 강하 매진 탐색 영역으로서 설정해도 된다.

상기 대표 풍향 도출 공정에 있어서, 상기 대표 풍향 WD(i_t)는 상기 기간 T_d(i_t)에 있어서의 상기 풍향의 측정값의 평균값으로서 도출되어도 된다.

상기 대표 풍속 도출 공정에 있어서, 상기 대표 풍속 WS(i_t)는 상기 기간 T_d(i_t)에 있어서의 상기 풍속의 측정값의 평균값으로서 도출되어도 된다.

상기 입자 낙하 속도 도출 공정에 있어서, 상기 입자 낙하 속도 V_s는 상기 기간 T_d(i_t)에 있어서의 상기 강하 매진의 상기 낙하 속도의 측정값의 평균값으로서 도출되어도 된다.

본 발명의 제4 형태로서는, 상기 제1 형태에 관한 강하 매진의 비정상 발진원 위치의 탐색 방법에 있어서, 상기 강하 매진 발생원 탐색 영역 중심축은, 상기 풍향의 풍상 방향을 수평 성분으로서 가짐과 함께, 상기 강하 매진의 상기 입자 낙하 속도 V_s를 상기 대표 풍속 WS로 제산한 값 V_s/WS를 연직 구배로서 갖고; 상기 플룸식에 있어서 상기 강하 매진 발생원 탐색 영역 중심축을 상기 플룸 중심축으로 하여, 상기 플룸 중심축 상의 상기 제1 또는 제2 거리에 있어서의 수평 방향의 플룸 확산 폭(σ_y)을 상기 강하 매진 발생원 탐색 영역 폭의 수평 성분으로서 사용하고, 상기 플룸 중심축 상의 상기 제1 또는 제2 거리에 있어서의 연직 방향의 플룸 확산 폭(σ_z)을 상기 강하 매진 발생원 탐색 영역 폭의 연직 성분으로서 각각 사용해도 된다.

본 발명의 제5 형태로서는, 상기 제1 형태 또는 제4 형태에 관한 강하 매진의 비정상 발진원 위치의 탐색 방법에 있어서, 상기 플룸 확산 폭(σ_y 및 σ_z)과, 상기 플룸 중심축 상의 발생원으로부터의 거리 x와, 발진량 Q_P와, 상기 대표 풍속 WS와, 상수 B와, 상기 플룸 확산 폭(σ_y 및 σ_z)을 사용하여 정의되는 플룸 범위를 사용하고, 상기 플룸 중심축 상의 발생원으로부터의 거리 x에서의 매진 농도 C(x)를 표현하는 이하의 식 A 및 식 B를, 상기 플룸식으로서 사용해도 된다.

[식 A]

[식 B]

본 발명의 제6 형태로서는, 상기 제5 형태에 관한 강하 매진의 비정상 발진원 위치의 탐색 방법에 있어서, 상기 플룸 확산 폭(σ_y 및 σ_z) 중, 보다 긴 쪽의 2배를 장축, 짧은 쪽의 2배를 단축으로 한 타원을 상기 플룸 중심축에 수직인 방향의 플룸의 단면 형상으로 하고, 상기 타원의 내측을 플룸 범위 내로 해도 된다.

본 발명의 제7 형태로서는, 상기 제1 형태 내지 제6 형태에 관한 강하 매진의 비정상 발진원 위치의 탐색 방법에 있어서, 상기 기간 T_d(i_t) 내에 상기 강하 매진 평가 지점 i에서 포집된 강하 매진 시료의 방사선량을 측정하고, 측정한 상기 방사선량의 강도에 기초하여 상기 강하 매진 시료를 매진종마다 분류하는 매진종 분류 공정을 더 갖고; 상기 포집된 강하 매진 시료 중, 상기 매진종 분류 공정에서 분류된 어느 하나의 매진종에 대응하는 부분의 강하 매진의 질량을 상기 강하 매진량 M으로 해도 된다.

본 발명의 제8 형태로서는, 상기 제1 형태 내지 제6 형태에 관한 강하 매진의 비정상 발진원 위치의 탐색 방법에 있어서, 상기 기간 T_d(i_t) 내에 상기 강하 매진 평가 지점 i에서 포집된 강하 매진 시료의 매진종을 분류하는 매진종 분류 공정과; 상기 포집된 강하 매진 시료 중, 상기 매진종 분류 공정에서 분류된 어느 하나의 매진종에 대해, 상기 강하 매진 평가 지점 i가 발진원인지 여부를 판정하는 발진원 판정 공정을 더 포함해도 된다.

본 발명의 제9 형태로서는, 상기 제1 형태에 관한 강하 매진의 비정상 발진원 위치의 탐색 방법에 있어서, 상기 개개의 강하 매진 입자에 대해, 당해 강하 매진 입자에 대응하는 상기 입자 낙하 속도 V_s를, 소여의 임계값인 입자 낙하 속도 상한값 V_smax 및 입자 낙하 속도 하한값 V_smin과 비교함으로써, 2개 이상 설정되는 등가 입경 구분 중 어느 하나로 분류함과 함께, 임의의 상기 등가 입경 구분 j로 분류된 강하 매진의 적산량을 사용하여 당해 등가 입경 구분에 대한 강하 매진량 m_j를 산출하는 공정과; 임의의 강하 매진 평가 지점 i_A 및 임의의 등가 입경 구분 j에 대해, 상기 기간 T_d(i_t)에 있어서의 상기 임의의 등가 입경 구분 j의 강하 매진의 비정상 발진원 탐색 영역을 γ로 하고, 당해 강하 매진 평가 지점 i_A를 시점으로 하여, 시각 t_d(i_t)에 있어서의 상기 대표 풍향 WD의 풍상으로, 상기 비정상 발진원 탐색 영역 γ의 직선 형상의 중심축의 수평 성분을 설정하는 공정과; 플룸식에 있어서의 발진원으로부터의 거리 L₀과 상기 시간 주기 Δt_d의 함수인 수평 플룸 확산 폭 σ_y[L₀, Δt_d]와, 상기 비정상 발진원 탐색 영역 γ의 중심축 상에서의 상기 시점으로부터의 거리 L_d를 사용하여, 비정상 발진원 탐색 영역 γ의 수평 성분으로서, 상기 비정상 강하 매진 탐색 영역 γ의 중심축에 직교하도록, 당해 중심축의 양측의 수평 방향으로, 당해 중심축으로부터 플룸 확산 폭 σ_y[L₀, Δt_d]까지의 영역을, 상기 비정상 발진원 탐색 영역 γ의 수평 성분으로서 설정하는 공정과; 상기 시점으로부터, (당해 등가 입경 구분 j에 있어서의 입자 낙하 속도 하한값)/(상기 대표 풍속 WD)에 기초하는 각도를 구배로 하고, 상기 대표 풍향 WD의 풍상을 향해 상승하는, 상기 비정상 발진원 탐색 영역의 하한선과, 상기 시점으로부터, (당해 등가 입경 구분에 있어서의 입자 낙하 속도 상한값)/(상기 대표 풍속 WS)에 기초하는 각도를 구배로 하여, 상기 대표 풍향의 풍상 방향을 향해 상승하는, 상기 비정상 발진원 탐색 영역 상한선과의 사이에 끼인 영역을, 상기 비정상 발진원 탐색 영역 γ의 연직 성분으로서 설정하는 공정과; 상기 비정상 발진원 탐색 영역 γ 내의 임의의 점 q에 있어서, 상기 강하 매진 평가 지점 i_A에 있어서의 상기 등가 입경 구분 j에 대한 강하 매진량 m_k와, 상기 비정상 발진원 탐색 영역 γ의 단면의 단면적이며, 상기 점 q를 지나 상기 비정상 발진원 탐색 영역 γ의 중심축에 수직인 방향의 단면의 단면적인 탐색 영역 단면적 S_p에 비례하는 추정 발진량 E(q, i_A)를 산출하는 공정과; 상기 추정 발진량 E(p, i_A)에 기초하여 발진원을 특정하는 공정을 더 포함해도 된다.

본 발명의 제10 형태로서는, 상기 제9 형태에 관한 강하 매진의 비정상 발진원 위치의 탐색 방법에 있어서, 상기 기간 T_d(i_t)에 있어서의 강하 매진의 비정상 발진원의 탐색 방법이며, 상기 대표 풍향 WD, 대표 풍속 WS는, 각각, 상기 기간 T_d(i_t)에 있어서의 풍향, 풍속의 측정값의 평균값이고, 임의의 상기 강하 매진 평가 지점 i_A에 있어서의 상기 대표 강하 매진량 M(i_A)은 상기 기간 T_d(i_t)에 있어서의 당해 강하 매진 평가 지점 i_A에서의 강하 매진량의 측정값 m으로부터 얻어지는 것이고, 특정한 상기 등가 입경 구분 j에 있어서, 서로 다른 특정한 상기 강하 매진 평가 지점 i_A1, i_A2에 대해, 상기 기간 T_d(i_t)에 있어서의 강하 매진의 비정상 발진원 탐색 영역 γ(i_A1), γ(i_A2)를 각각 설정하는 공정과; 상기 비정상 발진원 탐색 영역 γ(i_A1), γ(i_A2)의, 공간 상에서 공통되는 공통 영역 내에서 지정되는 상기 점 q에 있어서 산출되는 상기 추정 발진량 E(q, i_A1), E(q, i_A2)의 비가 소정의 상하한값의 범위 내인 경우에는, 상기 점 q를 상기 특정한 등가 입경 구분 j에 관한 발진원이라고 판정하고, 이 이외의 경우에는, 상기 점 q를 상기 특정한 등가 입경 구분에 관한 발진원이 아니라고 판정함과 함께, 상기 점 q에 있어서의 추정 발진량 E(q, i_A)를, 상기 추정 발진량 E(q, i_A1), E(q, i_A2)를 사용하여 산출하는 공정을 더 포함해도 된다.

본 발명의 제11 형태로서는, 상기 제9 형태에 관한 강하 매진의 비정상 발진원 위치의 탐색 방법에 있어서, 연속되는 2개 이상의 상기 시각 t_d(i_t)를 포함하는 시간 주기 Δt_g마다의, k번째의 시각 t_g(k)를 설정하여, 시각 t_g(k－1)로부터 시각 t_g(k)의 평가 기간인 기간 T_g(k)를 설정하는 공정과; 상기 기간 T_d(i_t)에 있어서의 풍향 측정값, 풍속 측정값을, 소여의 임계값을 사용하여 각각 풍향 구분, 풍속 구분으로 분류함과 함께, 각 풍향 구분, 각 풍속 구분을 대표하는, 구분 풍향 WD_c, 구분 풍속 WS_c를 산출하는 공정과; 임의의 강하 매진 평가 지점 i_A에 있어서, 상기 기간 T_g(k)에 있어서의 최대의 강하 매진량 m을 측정한 기간 T_d(i_t)에 대응하는 상기 강하 매진량의 측정값, 상기 구분 풍향 WD_c, 상기 구분 풍속 WS_c를, 당해 기간 T_g(k) 및 당해 강하 매진 평가 지점 i_A에 있어서의 상기 대표 강하 매진량 M(i_A), 상기 대표 풍향 WD(i_A), 상기 대표 풍속 WS(i_A)로서 각각 설정하는 공정과; 2개 이상의 상기 강하 매진 평가 지점을 설치하여, 특정한 서로 다른 2개의 상기 비정상 강하 매진 평가 지점 i_A1, i_A2에 대해, 상기 강하 매진의 비정상 발진원 탐색 영역 γ(i_A1), γ(i_A2)를 각각 설정하는 공정과; 상기 비정상 발진원 탐색 영역 γ(i_A1), γ(i_A2)의, 공간 상에서 공통되는 공통 영역 내에서 지정되는 상기 점 q에 있어서 산출되는 상기 추정 발진량 E(q, i_A1), E(q, i_A2)의 비가 소정의 상하한값의 범위 내인 경우에는, 상기 점 q를 상기 특정한 등가 입경 구분에 관한 발진원이라고 판정하고, 이 이외의 경우에는, 상기 점 q를 상기 특정한 등가 입경 구분에 관한 발진원이 아니라고 판정함과 함께, 상기 점 q에 있어서의 추정 발진량 E(q, i_A)를, 상기 추정 발진량 E(q, i_A1), E(q, i_A2)를 사용하여 산출하는 공정을 더 포함해도 된다.

본 발명의 제12 형태로서는, 상기 제9 형태에 관한 강하 매진의 비정상 발진원 위치의 탐색 방법에 있어서, 상기 기간 T_d(i_t) 내에 상기 강하 매진 평가 지점 i에서 포집된 강하 매진 시료의 방사선량을 측정하고, 측정한 상기 방사선량의 강도에 기초하여 상기 강하 매진 시료를 매진종마다 분류하는 매진종 분류 공정과; 분류한 상기 매진종마다 상기 강하 매진 평가 지점 i가 발진원인지 여부를 판정하는 발진원 판정 공정을 더 포함해도 된다.

본 발명의 제13 형태로서는, 제9 형태 내지 제12 형태에 관한 강하 매진의 비정상 발진원 위치의 탐색 방법에 있어서, 상기 기간 T_d(i_t) 내에 상기 강하 매진 평가 지점 i에서 포집된 강하 매진 시료의 매진종을 분류하는 매진종 분류 공정과; 상기 포집된 강하 매진 시료 중, 상기 매진종 분류 공정에서 분류된 어느 하나의 매진종에 대해, 상기 강하 매진 평가 지점 i가 발진원인지 여부를 판정하는 발진원 판정 공정을 더 포함해도 된다.

본 발명의 제14 형태로서는, 상기 제9 형태 내지 제13 형태에 관한 강하 매진의 비정상 발진원 위치의 탐색 방법에 있어서, 상기 플룸 확산 폭(σ_y 및 σ_z)과, 플룸 중심축 상의 발생원으로부터의 거리 x와, 강하 매진 발생량 Q_P와, 상기 대표 풍속 WS와, 상수 B와, 상기 플룸 확산 폭(σ_y 및 σ_z)을 사용하여 정의되는 플룸 범위를 사용하고, 플룸 중심축 상의 발생원으로부터의 거리 x에서의 매진 농도 C(x)를 표현하는 이하의 식 A 및 식 B를, 상기 플룸식으로서 사용해도 된다.

[식 A]

[식 B]

여기서, 식 A 및 식 B의 단위는 모두 SI 단위이고, σ_z는 연직면 내에 있어서, 발생원을 기점으로 하는 플룸의 상단부를 [당해 입경 구분에 있어서의 입자 낙하 속도 하한값]/[대표 풍속]에 기초하여 정해지는 구배선으로 함과 함께, 당해 플룸의 하단부를 [당해 입경 구분에 있어서의 입자 낙하 속도 상한값]/[대표 풍속]에 기초하여 정해지는 구배선으로 하여 정의되는 플룸 범위의, 상기 플룸의 중심축에 수직인 방향의 폭으로 한다.

본 발명에 따르면, 소수의 평가 지점에서의 강하 매진의 계측에 의해, 발진량이 비정상적으로 변동되는 강하 매진의 발진원을, 효율적이고 또한 정확하게 탐색할 수 있다.

도 1은 수평면 내에 투영한 플룸의 일례를 도시하는 도면이다.
도 2는 연직면 내에 투영한 플룸의 일례를 도시하는 도면이다.
도 3은 발진원 탐색 장치의 처리의 일례를 설명하는 흐름도이다.
도 4는 발진원 탐색 영역의 일례를 도시하는 도면이다.
도 5는 발진원을 탐색하는 방법의 일례를 설명하는 도면이다.
도 6은 농도 최대값을 나타내는 풍향 이외의 방향으로 발진원 탐색 영역을 설정하는 방법의 일례를 설명하는 도면이다.
도 7은 수평면 내에 투영한 플룸의 일례를 도시하는 도면이다.
도 8a는 연직면 내에 투영한 플룸의 일례를 도시하는 도면이다.
도 8b는 연직면 내에 투영한 플룸의 일례를 도시하는 도면이다.
도 9는 발진원 탐색 장치의 처리의 일례를 설명하는 흐름도이다.
도 10은 발진원 탐색 장치의 처리의 일례를 설명하는 흐름도이다.
도 11은 발진원의 탐색 방법의 개요의 일례를 설명하는 도면이다.
도 12는 발진원 탐색 장치의 처리의 일례를 설명하는 흐름도이다.
도 13은 발진원을 탐색하는 방법을 설명하는 도면이다.
도 14는 발진원을 탐색하는 종래의 방법을 설명하는 도면이다.

(본 발명의 실시 형태의 특징)

우선, 본 발명의 실시 형태의 특징에 대해 설명한다.

본 발명의 실시 형태의 제1 특징은, 강하 매진 평가 지점에 있어서의 강하 매진을 직접, 측정함으로써 강하 매진의 발진원을 탐색할 수 있는 점이다.

본 발명의 제2 특징은, 강하 매진의 발진원의 탐색에 있어서, 강하 매진 평가 지점으로부터 풍상으로 신장시키는 발진원 탐색 영역을, 플룸식과 서로 관련지음으로써, 발진원 후보에 있어서의 발진량의 정보를 얻을 수 있는 점이다.

구체적인 발진원 탐색 영역의 설정 방법은 이하와 같다. 상술한 바와 같이, 종래 기술에 있어서는, 식 2에 있어서의 지표면 반사항 {αㆍexp[－(He＋z－V_sx/WS)²/2σ_z ²]}의 취급이 곤란했다. 이로 인해, 강하 매진 평가 지점으로부터 풍상으로 신장시키는 발진원 탐색선을, 플룸식과 서로 관련짓는 것은 곤란하다고 생각되고 있었다. 그러나, 본 발명자들의 조사의 결과, 이 지표면 반사항이 문제가 되는 것은, 종래 기술이 주로 가스나 SPM을 대상으로 하고 있었기 때문인 것을 밝혀냈다. 강하 매진의 경우에는, 입자의 낙하 속도가 크기 때문에, 침착 속도 V_d≒낙하 속도 V_s가 된다. 따라서, 지표면에서의 반사의 영향은 작아, α＝0으로 간주할 수 있다. 따라서, 강하 매진에 대한 대기 확산식(플룸식)은, 식 2에 α＝0을 대입한 다음의 식 4와 같이 된다.

[식 4]

여기서, 이하의 식 5에 의해 좌표 변환을 행하면, 식 4는 이하의 식 6과 같이 된다.

[식 5]

[식 6]

여기서, 식 5에 의한 z부터 Z로의 좌표 변환은 발생원(발진원)을 원점으로 하여, 풍하 방향으로, tan^-1[V_s(입자 낙하 속도)/WS(풍속)]의 부각으로, 연직면 내에 매진 플룸의 중심축을 설정하고, 이 중심축을 Z축으로 하여 농도를 정의하는 것에 대응한다.

플룸 확산 폭(σ_y 및 σ_z)은 각각 y방향 및 z방향(통상, V_s≪WS이고, V_s≪WS의 조건에서는, z방향은, Z방향에 대략 동등하다고 간주할 수 있음)에서의 농도 분포의 표준 편차이다. 대부분의 경우, 지표면에서의 반사의 영향이 없으면, y방향 및 z방향의 농도 분포를 정규 분포로 간주할 수 있다. 이때, y＝σ_y 및 Z＝σ_z에 있어서의 농도값은 농도 최대값의 60％인 것에 비해, y＝2σ_y 및 Z＝2σ_z에 있어서의 농도값은 농도 최대값의 13％에 지나지 않는다. 즉, y>σ_y 및 Z>σ_z의 영역에 있어서, 농도는 급격히 저하된다. 따라서, 본 발명의 실시 형태에서는, 플룸식으로서, 이하의 식 7a, 식 7b를 전제로 하는 것으로 하였다.

[식 7a]

[식 7b]

여기서, 식 7a의 기호의 의미는 이하와 같다.

B:비례 상수

본 방법에 있어서는, 식 7a은 상대값만을 문제로 하므로, 비례 상수 B에는 임의의 값(예를 들어, 1)을 부여해도 된다.

또한, 플룸 범위 내라 함은, 식 4와 같이 플룸 수직 방향의 농도 분포에 가우스 분포를 가정했을 때의 농도가 농도 분포의 표준 편차의 값을 나타내는 위치보다도 중심축측의 영역을 말한다. 혹은, 플룸 범위 내라 함은, 플룸의 중심축으로부터, 중심축에 대해 수직인 방향으로, 플룸 확산 폭보다도 중심축측의 영역을 의미한다. 혹은, 보다 간편하게, σ_y, σ_z 중 보다 긴 쪽의 2배를 장축, 짧은 쪽의 2배를 단축으로 한 타원을 플룸 단면 형상으로 하고, 이 타원 내를 플룸 범위 내로 해도 된다. 또한, 보다 단순하게, 플룸 범위 내를, 이하의 식 8의 범위로 해도 된다. 한편, 플룸 범위 외라 함은, 플룸 범위 내 이외의 영역을 말한다.

[식 8]

여기서, σ_y, σ_z는 발진원으로부터의 거리 L₀과 시간 주기 Δt_d의 함수이다{σ_y[L₀, Δt_d], σ_z[L₀, Δt_d]}. σ_y, σ_z는 주기 Δt_d를 고정하여(이를 기준 기간으로 함) 구해진 수표화 또는 도표화된 값으로 하고, 비특허문헌 1에 기재되는, Pasquill-Gifford에 의한 것이나 Briggs에 의한 것 등을 사용하여, 주기 Δt_d의 영향을 경험식으로 보정하여 구해진다. 주기 Δt_d의 영향을 경험식으로 보정하는 방법은, 비특허문헌 2에 개시된 바와 같이, 플룸 확산 폭(σ_y)에, {[실제로 사용하는 Δt_d]/[기준 시간의 Δt_d]}^P를 곱하는 것이다.

매진종과 매진 입경이 부여되면, 입자 낙하 속도 V_s가 종말 속도로서 정해지므로, 강하 매진량 M(x)은 농도 C(x)에, 입자 낙하 속도 V_s를 곱한 이하의 식 9a, 식 9b로 표현할 수 있다.

[식 9a]

[식 9b]

식 9a에 있어서, 일정한 풍속의 조건에서는, 플룸 범위 내의 국소의 강하 매진량 M(x)은 발진량 Q_P 및 플룸 확산 폭(σ_y, σ_z)에 의해서만 정해진다. 또한, 플룸 확산 폭(σ_y 및 σ_z)의 값은, x 및 기상 조건의 함수로서, 예를 들어 비특허문헌 1에 기재되는 Pasquill-Gifford의 식으로 표현할 수 있다. 따라서, 일정한 발진원 조건, 또한 일정한 기상 조건의 것에서는, 특정한 강하 매진 평가 지점에서의 강하 매진량 M(x)을 특정한 발진원으로부터의 거리 x만으로 표현할 수 있다.

다음에, 식 9a 및 식 9b를 사용하여, 특정한 강하 매진 평가 지점에 있어서의 발진원의 존재 범위에 대해 생각한다.

도 1은 특정한 강하 매진 평가 지점(i_M)을 원점(O)으로 한 수평면 내에서의 전체 좌표계 x', y'(지표면) 상에, x'＝L₀의 위치에 존재하는 2개의 발진원(i_o1, i_o2)으로부터, 강하 매진 평가 지점(i_M)과 동일 수평면 상에 발생한 플룸[α(i_o1), α(i_o2)]을 투영한 도면이다. 이때, 풍향 WD는 x'의 정의 방향이다. 플룸[α(i_o1), α(i_o2)]의 위치는 x'＝0에 있어서, 각각의 중심축(10a, 10b)이 지표면에 일치함과 함께, 플룸의 수평 방향의 단부{플룸[α(i_o1)]에서는 y'의 마이너스측 단부, 플룸[α(i_o2)]에서는 y'의 플러스측 단부}가 원점(O)을 통과하도록, 플룸[α(i_o1), α(i_o2)]이 배치되어 있다. 이 플룸[α(i_o1), α(i_o2)]의 배치가, x＝L₀으로 설정된 발진원(i_o1, i_o2)으로부터, 플룸[α(i_o1), α(i_o2)]이, 강하 매진 평가 지점(i_M)에 도달할 수 있는 한계의 위치이다. 즉, 발진원(i_o1)의 위치가, y'의 플러스측의 한계 위치이고, 발진원(i_o2)의 위치가, y'의 마이너스측의 한계 위치이다.

플룸[α(i_o1) 및 α(i_o2)]의 x'＝0에 있어서의 확산 폭(σ_y)은 σ_y(L₀)이다. 따라서, x'＝L₀에 있어서의 발진원(i_o1, i_o2) 사이의 거리의 반폭은 σ_y(L₀), 즉 플룸[α(i_o1)] 및 α(i_o2)의 x'＝0에 있어서의 확산 폭(σ_y)에 일치한다. 여기서, 강하 매진 평가 지점(i_M)에서 강하 매진이 계측되었을 때의 발진원(i_o1, i_o2)의 위치를 추정하는 경우, 수평면 내에 있어서, 발진원(i_o1, i_o2)이 존재할 수 있는 범위는, 원점(O)과, 발진원(i_o1)의 점을 통과하는 선 및 원점(O)과 발진원(i_o2)의 점을 통과하는 선에 끼인 영역 γ(i_M, i_t)(사선으로 나타내고 있는 영역)가 된다. 이 영역 γ(i_M, i_t)가 발진원 탐색 범위이다.

그런데, 발진원(i_o1, i_o2)을 배치하는 x'＝L₀의 값은 임의이다. 따라서, 임의의 x'의 위치에 있어서, 강하 매진 평가 지점(i_M)에 도달할 수 있는 발진원(i_o1, i_o2)의 y'방향의 범위의 반폭은 항상 σ_y(x')로 된다. 즉, 발진원 탐색 범위[γ(i_M, i_t)]의 y'방향의 반폭은, 예를 들어 식 6의 플룸식에서의 발진원과 동일 수평면 상에서의 σ_y와 동일한 형태가 된다. 따라서, 수평면 내에서의 발진원 탐색 영역[γ(i_M, i_t)]은 강하 매진 평가 지점(i_M)으로부터 대표 풍향의 풍상 방향으로 신장한 중심축(11) 상의, 강하 매진 평가 지점(i_M)으로부터의 거리만큼의 함수로 표현되는 탐색 영역 폭에 의해 설정할 수 있다.

도 2는 특정한 강하 매진 평가 지점(i_M)을 원점(O)으로 한 연직면 내에서의 전체 좌표계 x', z 상에, x'＝L₀의 위치에 존재하는 2개의 발진원(i_o3, i_o4)으로부터, 강하 매진 평가 지점(i_M)과 동일 연직 평면 상에 발생한 플룸[α(i_o3), α(i_o4)]을 투영한 도면이다.

기본적으로는, 도 1을 참조하면서 설명한 것과 동일한 방법으로, 발진원 탐색 영역[γ(i_M, i_t)]은 설정된다. 이때, 발진원 탐색 영역[γ(i_M, i_t)]의 폭은 확산 폭[σ_z(x')]으로 나타난다.

또한, 강하 매진은 낙하하므로, 연직 단면에 있어서, 플룸[α(i_o3), α(i_o4)]의 중심축(10c, 10d) 및 발진원 탐색 영역[γ(i_M, i_t)]의 중심축(11)은 θ(＝tan^－1(V_s/WS)]가 되는 각도로 경사진다. 이로 인해, 강하 매진 평가 지점(i_M)의 풍상의 지점 중, 발진원(i_o3, i_o4)으로부터 강하 매진 평가 지점(i_M)까지 강하 매진이 도달할 수 있는 것은, 강하 매진 평가 지점(i_M)으로부터 풍상으로 신장한 영역 중 일부의 영역에서 발진한 것으로 한정되게 된다. 이와 같이, 강하 매진 평가 지점(i_M)으로부터 발하는 탐색 영역[γ(i_M, i_t)]을, 풍상으로 신장하는 발진원의 탐색 방법에 있어서, 풍상의 거리의 범위를 제한하는 것은, 종래법에는 존재하지 않았던 사고 방식이고, 본 방법은 발진원을 탐색하는 영역을 한정할 수 있는 점에서 종래법에 비해 유리해, 발진원의 판정을 보다 정확하게 할 수 있다.

이상과 같은, 강하 매진량의 플룸식을 변형한 발진원 탐색 범위[γ(i_M, i_t)]의 단순하고, 또한 정량적인 표현은, 종래의 가스나 SPM을 전제로 한 플룸식에서는 실현할 수 없었던 것이고, 본 발명자들이 강하 매진의 낙하 속도 V_s가 비교적 큰 것에 착안한 후 행한 일련의 통찰에 의해 비로소 가능해진 것이다.

또한, 본 발명은, 식 9a 및 식 9b의 플룸식을 사용하는 것으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 미리 정밀한 측정을 실시하여 지표면 반사항의 영향을 정확하게 표현할 수 있는 경우에는, 지표면 반사항을 남긴 상태의 플룸식에 기초하여 식 9a의 σ_z의 항에 적절히 보정을 추가해도 된다.

본 발명의 실시 형태의 제3 특징은, 발진원이나 발진량을 반드시 미리 가정할 필요는 없다는 점이다. 현실의 발진원은 그 위치나 발진량의 모두가 미리 알려져 있지 않은 경우가 많으므로, 본 발명의 실시 형태의 방법은, 현실에 입각한 발진원의 탐색을 행할 수 있는 점에서 유리하다.

본 발명의 실시 형태의 제4 특징은, 비정상 발진원의 특정을 행할 수 있는 점이다. 본 발명의 실시 형태의 방법에서는, 강하 매진의 양의 측정값의 취득 주기마다, 또는 강하 매진의 양의 측정값의 취득 주기가 연속되는 수주기분의 시각마다, 그 시간대에 있어서의 주요한 발진원을 특정할 수 있다. 따라서, 강하 매진의 양의 측정값의 취득 주기의 수주기분 이상의 시간 스케일로 변동되는 비정상 발진원이면, 이를 파악할 수 있다. 또한, 비정상 발진원을 특정할 때에 필요한 강하 매진 평가 지점의 수는 잠재적인 발진원의 수보다도 충분히 적어도 된다.

본 발명의 실시 형태의 제5 특징은 평가 지점에서 포집한 강하 매진을 방사성 강하 매진 또는 비방사성 강하 매진으로 분류함으로써, 방사성 강하 매진의 비정상 발진원을, 방사성 발진원에 근접시키는 일 없이, 먼 곳에서의 강하 매진 계측 데이터를 사용하여 특정할 수 있는 점이다.

이하에, 도면을 참조하면서, 본 발명의 적합한 실시 형태에 대해 상세하게 설명한다. 또한, 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 기능 구성을 갖는 구성 요소에 대해서는, 동일한 번호를 부여함으로써 중복 설명을 생략한다.

(제1 실시 형태)

우선, 본 발명의 제1 실시 형태에 대해 설명한다.

강하 매진량 계측 수단(장치)에 의해 시간 주기 Δt_d마다 강하 매진량(강하 매진의 질량)이 측정된다(이하, 필요에 따라서 「시간 주기」를 「주기」라고 약칭함). 강하 매진량의 측정값이 출력되는 시각을 t_d(i_t)로 한다. 시각 t_d(i_t－1)로부터 시각 t_d(i_t)까지의 시간(기간)을 「기간 T_d(i_t)」라고 정의한다. i_t는 강하 매진의 계측을 개시한 시각을 0으로 하고, 1씩 증가하는 정수이다. 또한, n_t를 2 이상의 자연수로 하여, n_t개의 연속되는 「기간 T_d(i_t)」로 구성되는 시간을 「기간 T_g(k)」라고 정의한다. 여기서, 「기간 T_g(k)」의 시점의 시각을 시각 t_g(k－1)로 하고, 이때의 i_t를 0으로 한다. 「기간 T_g(k)」의 종점의 시각을 시각 t_g(k)로 하고, 이때의 i_t를 n_t로 한다. k는 강하 매진의 계측을 개시한 시각을 0으로 하고, 1씩 증가하는 정수이다. 본 실시 형태에서는, 개개의 「기간 T_g(k)」에 있어서의 강하 매진의 발생원을 특정하는 것이고, 주기 Δt_g(＝n_tㆍΔt_d) 이상의 시간 스케일(즉, 발진 계속 시간)을 갖는 발진원을 탐색의 대상으로 한다.

주기 Δt_g로서는, 예를 들어 주기 Δt_d의 6주기분을 채용할 수 있다(주기 Δt_d가 10분일 때, 주기 Δt_g는 1시간이 됨). 본 실시 형태에서 특정할 수 있는 발진원은 시간 스케일이 주기 Δt_g 이상인 비정상 발진원이다. 따라서, 주기 Δt_g를 극단적으로 길게 설정하는 것은, 특정할 수 있는 비정상 발진원이 감소하기 때문에 적합하지 않다. 일반적으로, 주간과 야간에서는, 기상 조건이 크게 다르다. 이로 인해, 대부분의 비정상 발진원은 반나절 이하의 시간 스케일을 나타내므로, 주기 Δt_g는 12시간 이하인 것이 바람직하다. 물론, 비정상 발진원의 시간 스케일이 12시간 이상인 것이 미리 판명되어 있는 경우에는 그렇지 않다.

또한, 발진원의 탐색을 실시할 수 있는 3차원 영역 중에, x, y, z의 직교 좌표계를 설정하여, 각 좌표축 상에 있어서, 각각 n_x, n_y, n_z개의 좌표 성분을 설치하여, 상기 3차원 공간을 n_x×n_y×n_z개의 좌표점(p)으로 대표하는 것으로 한다. 여기서, 좌표점(p)은 각 좌표축 성분이 각각 i_x번째, i_y번째, i_z번째인 좌표점을 나타낸다. 개개의 좌표점의 위치를, 각 좌표축 상의 좌표 성분의 순서 i_x, i_y, i_z를 사용하여, Sc(i_x, i_y, i_z)로서, 원점(O)으로부터의 위치 벡터로 표기한다. 각 좌표점(p)에서는 발진원 판단의 모드로서, 「발진원」, 「발진원이 아니다」 및 「미판정」의 3개 중, 어느 하나가 설정된다.

도 3의 흐름도를 사용하여, 발진원을 탐색할 때의 발진원 탐색 장치의 처리(발진원 탐색 처리)의 일례를 설명한다. 발진원 탐색 장치는, 예를 들어 CPU 등의 연산 장치, 메모리, HDD 및 각종 인터페이스를 구비한 정보 처리 장치[예를 들어, 시판의 퍼스널 컴퓨터(PC)]를 사용함으로써 실현된다. 예를 들어, 도 3의 흐름도는 C언어 등의 프로그래밍 언어를 사용하여 실행 가능한 컴퓨터 프로그램으로 번역되어, 미리, HDD 등에 보존된다. 정보 처리 장치에 있어서의 발진원 탐색 처리의 실행 시에는, CPU 등의 연산 장치에 의해, HDD 등에 기억된 상기 실행 가능한 컴퓨터 프로그램이 판독되어 기동하고, 상기 실행 가능한 컴퓨터 프로그램의 명령에 기초한 연산을 CPU 등의 연산 장치가 순차 실행됨으로써 실현된다. 상기 발진원 탐색 처리의 기동 타이밍은 수동 입력으로 상기 실행 가능한 컴퓨터 프로그램을 기동해도 되고, 또한 정기적으로 자동으로 기동하도록 해도 된다. 상술한 바와 같이, 본 실시 형태의 발진원 탐색 장치는 어떤 시각에 있어서, 「기간 T_g(k)」에 있어서의 강하 매진의 발진원을 탐색한다.

발진원 탐색 장치에 있어서, 강하 매진 평가 지점ㆍ좌표점 등의 위치 정보, 강하 매진량ㆍ풍향ㆍ풍속 등의 측정값이나 매진종에 관한 분석값 등의 필요 입력 정보는 정보 처리 장치에 접속된 키보드나 콘솔 화면 등을 사용하여, 미리 인력으로 입력할 수 있다. 입력된 상기 입력 정보는 HDD 등에 보존되어, 발진원 탐색 처리 실행의 진행에 따라서 적절히 판독된다.

발진원 탐색 장치에 있어서, 산출된 특정 좌표점에 대한 비정상 발진원 판정 결과 및 발진량 등의 산출 결과는 HDD 등에 보존됨과 함께, 콘솔 화면 등에 표시할 수 있다.

또한, 상기의 발진원 탐색 장치의 처리의 일부 또는 전부를 수동 계산 등의 다른 수단으로 치환해도 전혀 문제 없다.

우선, 제1 공정에 대해 설명한다.

스텝 S1에 있어서, 발진원 탐색 장치는 모든 좌표점(p)에 있어서, 발진원 판단 모드를 「미판정」으로 초기화한다.

다음에, 스텝 S2에 있어서, 발진원 탐색 장치는 모든 강하 매진 평가 지점 i(단, n_M≥i≥1)의 수평면(예를 들어, 지상 고도 1.5m) 내의 위치를, 상기 좌표계의 원점으로부터의 위치를 나타내는 위치 벡터 P(i)로서 산출한다.

다음에, 스텝 S3에 있어서, 발진원 탐색 장치는 「기간 T_g(k)」에 포함되는 모든 「기간 T_d(i_t)」에 있어서의 「대표 풍속 WD(i_t)와, 대표 풍향 WS(i_t)와, 모든 강하 매진 평가 지점에서의 강하 매진량 M(i, i_t)과, 강하 매진의 입자 낙하 속도 V_s(i, i_t)」를 설정(입력)한다. 본 실시 형태에서는, 예를 들어 이 스텝 S2에 있어서, 매진량 설정 공정, 대표 풍향 도출 공정, 대표 풍속 도출 공정 및 입자 낙하 속도 도출 공정이 실행된다.

여기서, 강하 매진량 M(i, i_t)은, 예를 들어 특허문헌 6에 기재되는 연속식 강하 매진계를 사용하여, 주기 Δt_d를, 예를 들어 10분으로 하여 측정할 수 있다. 풍향 및 풍속은, 예를 들어 시판의 프로펠러식 풍향 풍속계를 사용하여, 주기 Δt_d를 보다 짧은 주기 Δt_wint(예를 들어, 1초 주기)로 측정한 값으로 할 수 있다. 풍향의 공간 분해능은, 예를 들어 1° 간격이다. 대표 풍향 WD(i_t), 대표 풍속 WS(i_t)는, 예를 들어 대응하는 「기간 T_d(i_t)」에 있어서의 「풍향 측정값 및 풍속 측정값」의 평균값을 사용할 수 있다. 또한, 「강하 매진 평가 지점의 근방」이라 함은, 풍향ㆍ풍속이 강하 매진 평가 지점 상공에 있어서의 풍향ㆍ풍속과 높은 상관을 나타내는 범위이면 되고, 예를 들어 강하 매진 평가 지점으로부터 1㎞ 이내의 수평 거리로 할 수 있다. 지형이 단조로워 풍향ㆍ풍속 분포가 적은 지역에서는 이 이상의 수평 거리여도 된다. 또한, 풍향ㆍ풍속 측정점의 높이는 기상청이 권장하는 측정 높이인, 지표면으로부터 10m를 채용할 수 있다. 상정되는 발진원의 높이가 10m보다도 충분히 높은 경우에는, 지표면과 이 발진원 높이의 중간의 높이를 측정점 높이로 해도 된다.

또한, 「기간 T_g(k)」에 포함되는 모든 「기간 T_d(i_t)」에 평가 지점에서 포집된 강하 매진 샘플을 사용하여, 그 평균 낙하 속도를 측정하고, 이를 각각의 「기간 T_d(i_t)」에 대응하는 강하 매진의 입자 낙하 속도 V_s(i_t)로서 채용할 수 있다. 혹은, 측정 기기 등의 제약에 의해 강하 매진 포집의 샘플링 간격이 T_d(i_t)를 초과하는 등의 경우에는, 예를 들어 당해 「기간 T_g(k)」에 포집된 강하 매진 전체를 강하 매진 샘플로 하고, 그 평균 낙하 속도를, 「기간 T_g(k)」에 포함되는 모든 「기간 T_d(i_t)」에 공통의 입자 낙하 속도 V_s[＝V_s(i_t)＝constant]로서 채용해도 된다. 강하 매진 샘플의 낙하 속도의 측정 방법으로서는, 예를 들어, 이하의 방법이 있다. 즉, 강하 매진 샘플을 밀폐 용기의 상방으로부터 방출하여, 개개의 강하 매진 입자가 용기 저부에 도달하는 시간을 각각 계측하여, 낙하 거리를 낙하 시간으로 제산함으로써, 강하 매진의 입자 낙하 속도 V_s를 구할 수 있다. 용기 저부에 개개의 강하 매진 입자가 도달한 것을 검지하기 위해서는, 용기 저부에 있어서, 수평 방향으로 시트 형상의 레이저광을 연속적으로 조사하여, 강하 매진이 이 레이저광을 통과할 때에 발생하는 산란광을 광 검지기로 검출하는 등의 방법을 채용할 수 있다.

개개의 강하 매진 입자의 낙하 속도로부터 입자 낙하 속도 V_s를 산출하는 방법으로서는, 모든 강하 매진 입자의 수의 50％의 강하 매진 입자가 용기의 바닥에 도달한 시각에 대응하는 낙하 시간을, 강하 매진 입자의 입자 낙하 속도 V_s에 관한 강하 매진 입자의 낙하 속도로서 채용할 수 있다. 혹은, 강하 매진의 대강의 밀도와 형상이 미리 판명되어 있는 경우에는, 단순히, 강하 매진 샘플의 입경 분포를 측정함으로써, 강하 매진 입자의 입자 낙하 속도 V_s를 산출할 수 있다. 강하 매진의 입경으로부터 강하 매진 입자의 입자 낙하 속도 V_s를 산출하는 방법으로서, 예를 들어 다음의 스토크스의 종말 속도의 식 10을 사용할 수 있다.

[식 10]

여기서, 식 10의 기호의 의미는 이하와 같다(단위는, 모두 SI 단위임).

g:중력 가속도[m/s²]

D_P:입자 직경[m]

ρ_P, ρ_f:입자, 유체의 밀도[㎏/㎥]

C_R:저항 계수[－](입자 형상에 따라서 각종의 수표가 개시되어 있음)

다음에, 스텝 S4에 있어서, 발진원 탐색 장치는 모든 강하 매진 평가 지점 i에 있어서의 「각 강하 매진 평가 지점에 관한 발진원 탐색 영역 γ(i, i_t)」를, 「기간 T_g(k)」에 있어서의 모든 시각 t_d(i_t)에 있어서 설정한다. 본 실시 형태에서는, 예를 들어 이 스텝 S4에 있어서, 강하 매진 발생원 탐색 영역 설정 공정이 실행된다.

도 4는 발진원 탐색 범위[γ(i, i_t)]의 일례를 도시하는 도면이다. 도 4를 참조하면서, 발진원 탐색 범위[γ(i, i_t)]의 설정 방법의 일례를 설명한다.

도 4에 있어서, γ(i_M, i_t)는, 도 2 및 도 3에 있어서 좌표 성분마다 분해하여 표시한 발진원 탐색 영역[γ(i_M, i_t)]을, 등각 투영법에 의해 1매의 도면으로 표현한 것이다. 도 4에서는 절대 좌표(x', y', z) 상의 지표면에 2개의 강하 매진 평가 지점(i_M, i_N)을 설치하고, 이들 강하 매진 평가 지점(i_M, i_N)을 시점으로 하여, 대표 풍향 WD(i_t)의 풍상에 앙각 θ{＝tan^-1[V_s(i_M, i_t)/WS(i_t)], 또는, tan^-1[V_s(i_N, i_t)/WS(i_t)]}로, 발진원 탐색 영역[γ(i_M, i_t), γ(i_N, i_t)]의 중심축을 설정한다. 중심축 상의 주위에, 수평 방향으로 2σ_y, 연직 방향으로 2σ_z인 폭으로 타원 단면을 형성하도록, 발진원 탐색 영역[γ(i_M, i_t), γ(i_N, i_t)]을 설정한다. 도 4에 도시한 바와 같이, 복수의 발진원 탐색 영역 γ(i, i_t)가 존재하는 경우, 복수의 발진원 탐색 영역 γ(i, i_t) 사이의 공통 영역(41)이 발생하는 경우가 있다.

다음에, 스텝 S5에 있어서, 발진원 탐색 장치는 강하 매진 평가 지점 i에 대해, 「『기간 T_g(k)』 내에서 최대의 강하 매진량 M(i, i_t)이 되는 시각 t_d(i_t)의 강하 매진량인 M_max(i)와, 이때의 i_t인 i_max(i)와, 당해 시각 t_d(i_t)에 있어서의 대표 풍향 WD_maxㆍ대표 풍속 WS_max」를 산출한다. 본 실시 형태에서는, 예를 들어 이 스텝 S5에 있어서, 최대 강하 매진 정보 도출 공정이 실행된다.

다음에, 제2 공정에 대해 설명한다.

우선, 스텝 S6에 있어서, 발진원 탐색 장치는 한쪽의 강하 매진 평가 지점(i_M)으로서, 미선택의 강하 매진 평가 지점 i를 선택한다.

다음에, 스텝 S7에 있어서, 발진원 탐색 장치는 좌표점(p) 중, 미선택의 것을 선택한다.

다음에, 스텝 S8에 있어서, 발진원 탐색 장치는 좌표점(p)의 위치 벡터 Sc(i_x, i_y, i_z)를 구한다. 좌표점(p)의 위치 벡터 Sc는, 좌표축의 원점을 시점으로 하여, 각 좌표축 성분이 각각 i_x번째, i_y번째, i_z번째의 좌표축 분할점이 되는 점(즉, p점)을 종점으로 하도록 설정된다. 여기서, 「기간 T_g(k)」에 있어서의 「강하 매진 평가 지점(i_M)에 관한 유일한 비정상 강하 매진 탐색 영역」으로서, γ(i_M, i_max)를 제1 비정상 강하 매진 탐색 영역으로 한다.

다음에, 스텝 S9에 있어서, 발진원 탐색 장치는 상기 강하 매진 평가 지점(i_M)과는 다른 쪽의 강하 매진 평가 지점(i_N)을 선택한다. 여기서, 「기간 t_g(k)의 임의의 시각 t_d(i_t)」에 있어서의 「강하 매진 평가 지점(i_N)에 관한 비정상 강하 매진 탐색 영역」으로서, γ(i_N, i_t)를 제2 비정상 강하 매진 탐색 영역으로 한다.

다음에, 스텝 S10에 있어서, 발진원 탐색 장치는 스텝 S6에서 선택한 강하 매진 평가 지점(i_M)과, 스텝 S9에서 선택한 강하 매진 평가 지점(i_N)이 동일 위치의 것인지 여부를 판정한다. 이 판정의 결과, 강하 매진 평가 지점(i_M)과 강하 매진 평가 지점(i_N)이 다른 위치의 것인 경우에는, 스텝 S11로 진행한다. 한편, 강하 매진 평가 지점(i_M)과 강하 매진 평가 지점(i_N)이 동일 위치의 것인 경우에는, 스텝 S11 내지 S20을 생략하고 후술하는 스텝 S21로 진행한다.

스텝 S11로 진행하면, 발진원 탐색 장치는 「기간 T_g(k)」 내의 시각 t_d(i_t) 중, 미선택의 시각 t_d(it)를 선택한다.

다음에, 스텝 S12에 있어서, 발진원 탐색 장치는 스텝 S7에서 선택한 좌표점(p)이, 제1 발진원 탐색 범위[γ(i_M, i_max)]와, 제2 발진원 탐색 범위[γ(i_N, i_t)]의 양쪽에 포함되고, 또한 발진원 판정 모드가 「발진원이 아니다」 이외의 모드라고 하는 발진원 판정 조건을 만족시키는지 여부를 판정한다.

이 판정의 결과, 발진원 판정 조건을 모두 만족시키는 경우에는, 스텝 S7에서 선택한 좌표점(p)은 발진원일 가능성이 있다. 이 발진원 판정 조건을 만족시키는 상태는, 도 4에 있어서 2개의 발진원 탐색 영역[γ(i_M, i_t), γ(i_N, i_t)]의 공통 영역(41)(사선으로 나타내는 영역) 내에, 좌표점(p)이 존재하는 상태에 대응한다. 이와 같이 발진원 판정 조건을 만족시키는 경우에는, 스텝 S13으로 진행한다. 한편, 발진원 판정 조건을 만족시키지 않는 경우에는, 스텝 S13 내지 S20을 생략하고 후술하는 스텝 S21로 진행한다.

스텝 S13으로 진행하면, 발진원 탐색 장치는 스텝 S7에서 선택한 좌표점(p)과, 스텝 S6에서 선택한 한쪽의 강하 매진 평가 지점(i_M) 사이의 (최단) 거리 L_d(i_M)와, 동일하게 스텝 S7에서 선택한 좌표점(p)과, 스텝 S9에서 선택한 다른 쪽의 강하 매진 평가 지점(i_N) 사이의 (최단) 거리 L_d(i_N)를 각각 산출한다.

좌표점(p)과 강하 매진 평가 지점(i_M) 사이의 거리 L_d(i_M)는, 예를 들어 위치 벡터 P(i_M)의 종점과, 위치 벡터 Sc(i_x, i_y, i_z)의 종점을 연결하는 벡터의 놈(norm)으로서 산출된다. 좌표점(p)과 강하 매진 평가 지점(i_N) 사이의 거리 L_d(i_N)의 산출 방법도 마찬가지이다. 본 실시 형태에서는, 예를 들어 이 스텝 S13에 있어서, 거리 산출 공정이 실행된다.

다음에, 스텝 S14에 있어서, 발진원 탐색 장치는 스텝 S7에서 선택한 좌표점(p)에 있어서의 「강하 매진 평가 지점(i_M, i_N)에 관한 발진원 탐색 영역[γ(i_M, i_t), γ(i_N, i_t)]의 중심축 수직 단면적 S_p1, S_p2」를 산출한다. 이들 발진원 탐색 영역[γ(i_M, i_t), γ(i_N, i_t)]의 중심축 수직 단면적 S_p1, S_p2의 산출 방법은, 예를 들어 다음과 같이 된다. 즉, 확산 폭 σ_y[L_d], σ_z[L_d] 중, 큰 쪽의 2배의 값을 장축 길이로 하고, 짧은 쪽의 2배의 값을 단축 길이로 하는 타원의 면적으로서, 발진원 탐색 영역[γ(i_M, i_t), γ(i_N, i_t)]의 중심축 수직 단면적 S_p1, S_p2를 계산할 수 있다. 본 실시 형태에서는, 이 스텝 S14에 있어서, 단면적 산출 공정이 실행된다.

다음에, 스텝 S15에 있어서, 발진원 탐색 장치는 강하 매진 평가 지점(i_M, i_N)으로부터 각각 추정되는 「스텝 S7에서 선택한 좌표점(p)에서의 가정 발진량 E₁, E₂」를 산출한다. 가정 발진량 E₁, E₂는, 예를 들어 다음의 식11a, 식11b를 사용하여 산출된다.

[식 11a]

[식 11b]

식 11a 및 식 11b에 있어서, B₁은 계수이다. 식 11a 및 식 11b는 일반적인 플룸식에 있어서, 국소에서의 농도는 발생원에서의 발생량에 비례하고, 국소에서의 플룸 단면적에 반비례하는 것과 대응하고 있다. 즉, 가령, 스텝 S7에서 선택한 좌표점(p)이 발진원이면, 강하 매진 평가 지점(i_M, i_N)에 있어서의 플룸 단면적에 반비례한 농도가 검출된다. 즉, 일정한 검출 농도에 대해, 상정되는 플룸 단면적이 클수록, 이에 대응하는 발생원에서의 발생량은 커야만 한다. 따라서, 발생원에서의 발생량은 강하 매진 평가 지점(i_M, i_N)에 있어서의 플룸 단면적에 비례할 것이다.

식 11a 및 식 11b의 B₁은 본래, 기상 조건 등의 다수의 파라미터에 따라서 변화되어야 할 계수이다. 그러나, 이하에 서술하는 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 발진원의 판정에 있어서, 가정 발진량 E₁, E₂의 비만을 사용한다. 또한, 가정 발진량 E₁, E₂는 동일한 시각의 데이터를 기초로 산출되므로, 전제가 되는 기상 조건이 공통된다. 따라서, 본 실시 형태에 있어서는, 간이한 방법으로서, B₁을 상수로서 설정할 수 있다. 본 실시 형태에서는, 예를 들어 이 스텝 S15에 있어서, 발진량 산출 공정이 실행된다.

다음에, 제3 공정에 대해 설명한다.

우선, 스텝 S16에 있어서, 발진원 탐색 장치는 가정 발진량 E₁, E₂의 비 R을 산출한다. 가정 발진량 E₁, E₂의 비 R은 E₁/E₂여도 되고, E₂/E₁이어도 된다.

다음에, 스텝 S17에 있어서, 발진원 탐색 장치는 스텝 S7에서 선택한 좌표점(p)이 발진원인지 여부를 판정한다. 본 실시 형태에서는, 발진원 탐색 장치는 가정 발진량 E₁, E₂의 비 R이, 미리 설정된 상하한 임계값의 범위 내(R_max≥R≥R_min)인지 여부를 판정한다. 이 판정의 결과, 가정 발진량 E₁, E₂의 비 R이 미리 설정된 상하한 임계값의 범위 내이면, 스텝 S7에서 선택한 좌표점(p)은 「발진원」이라고 판정된다. 한편, 가정 발진량 E₁, E₂의 비 R이 미리 설정된 상하한 임계값의 범위 외이면, 스텝 S7에서 선택한 좌표점(p)은 「발진원이 아니다」라고 판정된다.

이 판정법의 근거는 다음과 같다. 시간 스케일이 주기 Δt_g 이상인 비정상 발진원으로부터의 발진량의 변동은, 정의상, 「기간 T_g(k)」 내에서는 충분히 작다. 따라서, 발진량이 다른 발진원에 비해 큰 발진원, 즉 주요 발진원의 탐색을 행하는 한에 있어서는, 주요 발진원으로부터 발하는 강하 매진은 「기간 T_g(k)」 중에 도달할 수 있는 모든 강하 매진 평가 지점 i에 있어서 지배적이라고 생각된다. 이때, 이 「기간 T_g(k)」 중에 도달할 수 있는 강하 매진 평가 지점 i가 복수 존재하는 것이면, 이들의 강하 매진 평가 지점 i에서 관측되는 강하 매진량은 발진원[좌표점(p)]과 이들 각 강하 매진 평가 지점 i 사이의 거리의 함수(즉, 플룸식)에 따라서, 서로 일정한 비율을 나타내는 것이다. 따라서, 이 조건을 만족시키는 좌표점(p)은 주요 발진원으로서의 가능성이 높다. 따라서, 가정 발진량 E₁, E₂의 비 R이 미리 설정된 상하한 임계값의 범위 내인 경우에, 스텝 S7에서 선택한 좌표점(p)이 「발진원」이라고 판정한다.

한편, 가령, 이 각 강하 매진 평가 지점 i에서 관측되는 강하 매진량의 비가, 플룸식으로부터 산출되는 값과 크게 다른 것이면, 스텝 S7에서 선택한 좌표점(p)은 「기간 T_g(k)」 중에 복수의 평가 지점 i에 강하 매진이 도달할 수 있는 위치에 존재하는 좌표점(p)이라도, 허위의 발진원일 가능성이 높다. 따라서, 가정 발진량 E₁, E₂의 비 R이 미리 설정된 상하한 임계값의 범위 외인 경우에, 스텝 S7에서 선택한 좌표점(p)이 「발진원」이 아니라고 판정한다.

이 판정의 결과, 스텝 S7에서 선택한 좌표점(p)이 발진원인 경우에는, 스텝 S18로 진행한다. 한편, 스텝 S7에서 선택한 좌표점(p)이 발진원이 아닌 경우에는, 후술하는 스텝 S20으로 진행한다.

본 실시 형태에서는, 예를 들어 스텝 S12와 스텝 S17에 있어서, 발진원 판정 공정이 실행된다.

스텝 S18로 진행하면, 발진원 탐색 장치는 스텝 S9에서 선택한 좌표점(p)의 발진원 판단 모드를 「발진원」으로 설정한다.

다음에, 스텝 S19에 있어서, 발진원 탐색 장치는 「발진원」이라고 판정된 좌표점(p)에 있어서의 추정 발진량을 산출한다. 추정 발진량은, 예를 들어 「발진원」이라고 판정된 좌표점(p)에서의 발진원 판정(스텝 S17)에 사용한 모든 가정 발진량 E의 평균값으로 할 수 있다. 그리고, 후술하는 스텝 S21로 진행한다.

한편, 스텝 S20으로 진행하면, 발진원 탐색 장치는 스텝 S7에서 선택한 좌표점(p)의 발진원 판단 모드를 「발진원이 아니다」로 설정한다. 그리고, 스텝 S21로 진행한다.

스텝 S21로 진행하면, 발진원 탐색 장치는 「기간 T_g(k)」 내의 모든 시각 t_d(i_t)를 선택했는지 여부를 판정한다. 이 판정의 결과, 「기간 T_g(k)」 내의 모든 시각 t_d(i_t)를 선택하고 있지 않은 경우에는, 스텝 S11로 복귀된다. 한편, 「기간 T_g(k)」 내의 모든 시각 t_d(i_t)를 선택한 경우에는, 스텝 S22로 진행한다.

스텝 S22로 진행하면, 발진원 탐색 장치는 다른 쪽의 강하 매진 평가 지점(i_N)으로서, 모든 강하 매진 평가 지점 i를 선택했는지 여부를 판정한다. 이 판정의 결과, 다른 쪽의 강하 매진 평가 지점(i_N)으로서, 모든 강하 매진 평가 지점 i를 선택하고 있지 않은 경우에는, 스텝 S9로 복귀된다. 한편, 다른 쪽의 강하 매진 평가 지점(i_N)으로서, 모든 강하 매진 평가 지점 i를 선택한 경우에는, 스텝 S23으로 진행한다.

스텝 S23으로 진행하면, 발진원 탐색 장치는 모든 좌표점(p)을 선택했는지 여부를 판정한다. 이 판정의 결과, 모든 좌표점(p)을 선택하고 있지 않은 경우에는 스텝 S7로 복귀된다. 한편, 모든 좌표점(p)을 선택한 경우에는, 스텝 S24로 진행한다.

스텝 S24로 진행하면, 발진원 탐색 장치는 한쪽의 강하 매진 평가 지점(i_M)으로서, 모든 강하 매진 평가 지점 i를 선택했는지 여부를 판정한다. 이 판정의 결과, 한쪽의 강하 매진 평가 지점(i_M)으로서, 모든 강하 매진 평가 지점 i를 선택하고 있지 않은 경우에는, 스텝 S6으로 복귀된다. 한편, 한쪽의 강하 매진 평가 지점(i_M)으로서, 모든 강하 매진 평가 지점 i를 선택한 경우에는, 스텝 S25로 진행한다.

스텝 S25로 진행하면, 발진원 탐색 장치는 발진원의 위치와, 당해 발진원에 있어서의 추정 발진량을 표시한다. 그리고, 도 3의 흐름도에 의한 처리를 종료한다. 또한, 모든 좌표점(p)이 발진원으로 판정되지 않는 경우도 있다. 이 경우에는, 스텝 S25에 있어서, 발진원 탐색 장치는 그 취지를 표시한다.

이상과 같이, 제2, 제3 공정은 「기간 T_g(k)」 내의 모든 시각 t_d(i_t)에 관하여 실시할 수 있고, 특정한 좌표점(p)에 관하여, 특정한 시각 t_d(i_t)에서의 발진원인지 여부의 판정 결과가, 「기간 T_g(k)」를 대표하는 발진원인지 여부의 판정 결과로 될 수 있다. 스텝 S7에서 선택된 좌표점(p)에 있어서, 어떤 시각 t_d(i_t)에 있어서도 「발진원이 아니다」라고 판정되면, 이 「기간 T_g(k)」에 있어서 당해 좌표점(p)은 주요 발진원이 아니라고 판정된다. 한편, 어떤 시각 t_d(i_t)에 있어서, 당해 좌표점(p)이 「발진원」이라고 판정되고, 또한 그 이외의 어떤 시각에 있어서도 「발진원이 아니다」라고 판정되면, 당해 좌표점(p)은 「기간 T_g에 있어서의 주요 발진원이다」라고 판정된다.

또한, 제2, 제3 공정은 필요에 따라서, 강하 매진 평가 지점(i_M, i_N)이나 좌표점(p)을 변경하여, 발진원인지 여부의 판정을 각각 독립으로 행해도 된다. 어떤 발진원인지 여부의 판정에도 부여되지 않았던 좌표점(p)에서는, 초기값의 「미판정」이 발진원 판정 모드로서 남는다. 또한, 발진원이 얻어진 시점에서 처리를 종료해도 된다.

제2 공정 및 제3 공정은 특정한 강하 매진 강하 매진 평가 지점 i(＝i_M)에 대해 특정한 좌표점(p)에 대해 발진원의 판정을 행하는(상기한 발진원 판단의 모드를 어느 하나로 설정하는) 것이다. 필요에 따라서, 강하 매진 평가 지점 i 및 좌표점(p)을 변경하여 동일한 판정을 행한다.

이와 같이, 본 실시 형태에서는, 평가점 p로부터 풍상으로 신장시키는 발생원 탐색 영역에, 플룸식 사고 방식을 도입함으로써, 시간 스케일이 주기 Δt_g 이상인, 강하 매진의 발생원의 위치 및 발생원에서의 발진량의 특정을 정확하게 실시하는 것이 가능해진다. 따라서, 소수의 강하 매진 평가 지점에서의 강하 매진의 계측에 의해, 비정상 발진원을 포함하는 발진원의 탐색을 효율적으로, 또한, 정확하게 실시하는 것이 가능해진다.

(제2 실시 형태)

다음에, 본 발명의 제2 실시 형태를 설명한다.

미리, 발진원이 지표 부근의 높이로 한정된다고 판명되어 있을 때에는, 발진원 탐색 영역을, 제1 실시 형태와 같이 3차원의 영역이 아니라, 수평면 내(2차원의 영역 내)로 설정함으로써, 발진원 탐색의 과정을 간략화할 수 있어, 발진원 탐색에 필요로 하는 계산 불가를 저감시킬 수 있다.

구체적으로는, 도 3의 스텝 S4에 있어서, 발진원 탐색 장치는 발진원 탐색 영역[γ(i_M, i_t), γ(i_N, i_t)]의 중심축의 연직 방향에서의 경사 및 연직 방향의 확산 폭(σ_z)을 생략하여[앙각 θ를 0°, 확산 폭(σ_z)을 0으로 하여], 발진원 탐색 영역[γ(i_M, i_t), γ(i_N, i_t)]을 2차원화한다.

스텝 S2, S8에 있어서의 위치 벡터 P, Sc에 대해서도 연직 성분을 생략하여 2차원 벡터화한다.

단, 이와 같이 발진원 탐색 영역[γ(i_M, i_t), γ(i_N, i_t)]을 2차원화하는 경우라도, 좌표점(p)에 있어서의 발진량을 산출할 때에는, 매진 플룸의 연직 방향으로의 확산의 영향을 고려할 필요가 있다. 이로 인해, 스텝 S14에 있어서, 발진원 탐색 장치는 스텝 S7에서 선택한 좌표점(p)에 있어서의 「강하 매진 평가 지점(i_M, i_N)에 관한 발진원 탐색 영역[γ(i_M, i_t), γ(i_N, i_t)]의 중심축 수직 단면적 S_p1, S_p2」를 산출할 필요가 있다. 이 강하 매진 평가 지점(i_M, i_N)에 관한 발진원 탐색 영역[γ(i_M, i_t), γ(i_N, i_t)]의 중심축 수직 단면적 S_p1, S_p2는 이미 산출된 「거리 L_d(i_M), L_d(i_N)에 있어서의 강하 매진 입자의 「수평 방향의 확산 폭 σ_y[L_d]」를 반경으로 하는 원의 단면적으로 할 수 있다. 또는, 「거리 L_d(i_M), L_d(i_N)에 있어서의 강하 매진 입자의 「수평 방향의 확산 폭 σ_y[L_d]」에 대응하는 「거리 L_d(i_M), L_d(i_N)에 있어서의 강하 매진 입자의 「연직 방향의 확산 폭 σ_z[L_d]」를 사용하여, 장축 및 단축을 2×σ_y 또는 2×σ_Z로 하는 타원의 단면적으로 해도 된다.

본 실시 형태에 있어서는, 「기간 T_g(k)」에 포함되는 각 시각 t_d(i_t)에 있어서, 풍향 및 풍속이 일반적으로 변화된다. 본 실시 형태에서는, 특정한 강하 매진 평가 지점(i_M)에 관한 주요한 발진원을 탐색하므로, 「기간 T_g(k)」에 있어서 최대의 강하 매진량이 되는 풍향 WD_max(i_M)의 풍상으로 제1 발진원 탐색 범위[γ(i_M, i_t)]를 설정하는 것은 자연스럽다. 제1 발진원 탐색 범위[γ(i_M, i_t)] 내에서 발진원을 특정하기 위해서는, 다른 평가 지점(i_N)에 있어서의 제2 발진원 탐색 영역[γ(i_N, i_t)]과, 제1 발진원의 교차가 발생하는 것이 필요하다. 본 실시 형태에서는, 「기간 T_g(k)」 내의 풍향 WD_max(i_M)와는 다른 풍향 WD(i_N, i_t)가 되는 시각의 「강하 매진 평가 지점(i_N)에서의 강하 매진량의 계측값 M(i_N, i_t)」을 사용함으로써, 제1, 제2 발진원 탐색 영역[γ(i_M, i_t), γ(i_N, i_t)]의 교차가 발생하기 쉬워져, 보다 많은 좌표점(p)에서 발진원의 유무의 판정을 실시할 수 있고, 「미판정」의 좌표점(p)을 감소시킬 수 있는 것 외에, 보다 적은 평가 지점에 기초하여 발진원의 탐색을 할 수 있다.

이때, 풍향 WD(i_N, i_t)는, 종래법과 같이, 강하 매진 평가 지점(i_N)에 있어서 최대의 강하 매진량이 계측되었을 때의 풍향이 아니어도 된다. 이는, 본 발명의 실시 형태에서는, 플룸식에 기초하는 발진원 탐색 영역 내에서의 발진량의 추정값이 존재하므로, 종래법과 같이, 최대의 강하 매진량이 되는 풍향인지 여부의 정보뿐만 아니라, 특정한 풍향에 있어서의 강하 매진량의 측정값의 절대량의 정보(즉, 다른 풍향 조건에서의 강하 매진량과의 상대값 정보가 아님)를 발진원의 유무의 판정에 적용할 수 있기 때문이다.

종래법에 있어서의 발생원의 탐색 방법을 설명하는 모식도인 도 14와 동일한 대상계를 사용하여, 본 발명의 실시 형태의 이점을 설명한다. 상술한 바와 같이, 종래 기술에서는, 도 14에 있어서, 발생원 탐색선(2, 3, 4)의 교점(6, 7, 8)을 발진원이라고 간주한다. 그러나, 종래 기술에서는, 발생원 탐색선(2, 3, 4) 상에서의 발생량의 정보가 빠져 있다. 이로 인해, 이들 개개의 교점(6, 7, 8)이 발진원으로서 타당한지에 대해, 이 이상 정보를 얻을 수는 없다. 예를 들어, 교점(6)은 실제로 주요한 발생원일 가능성도 있지만, 다른 주요한 발진원에 의한 강하 매진 평가 지점 i₁, i₂로의 영향에 의해 외관상, 단순히 이 교점(6)에서 발생원 탐색선(2, 3)이 교차한 것뿐일지도 모른다{예를 들어, 강하 매진 평가 지점 i₁에 관한 주요한 발생원은 교점(7)이고, 강하 매진 평가 지점 i₂에 관한 주요한 발진원은 교점(8), 혹은, 시설[분진(SPM)의 발생 개소] c보다도 강하 매진 평가 지점 i₂에 가까운 위치에 존재하는 미지의 발생원일지도 모른다}. 종래법에서는, 이들 중 어느 것이 진실한 발진원인지를 판단하는 것은 불가능했다. 특히, 발생원이라고는 상정되어 있지 않은 지점에서 발생원 탐색선(2, 3, 4)의 교차가 발생한 경우[예를 들어, 교점(7, 8)], 이 교점이 미지의 발진원인지, 혹은 단순한 외관상의 발생원 탐색선의 교차(즉, 발생원이 아님)인지를 식별할 수는 없다. 따라서, 발진원을 과검출하거나(교차점을 모두 발생원이라고 판정하는 경우), 혹은 미지의 발진원의 검출이 불가능한(미리 발생원으로서 상정하고 있지 않은 지점에서의 발생원 탐색선의 교차를 모두 허위라고 판정함) 것 중 어느 하나의 문제에 빠지는 것을 피할 수 없었다.

도 5는 본 발명의 실시 형태에 있어서의 발진원을 탐색하는 방법의 일례를 모식적으로 설명하는 도면이다.

도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시 형태를 적용한 경우에는, 발진원 탐색 영역의 교차 영역에 있어서, 발진원으로서 타당한지 여부의 조사를 행할 수 있다. 즉, 예를 들어 도 5에 있어서, 도 14의 교점(6, 7, 8)에 각각 대응하는 강하 매진 평가 지점으로서, 발진원 탐색 영역[γ(i₁, i_tmax), γ(i₂, i_tmax), γ(i₃, i_tmax)] 사이의 공통 영역 내에 존재하는, 좌표점(p₁, p₂, p₃)이 얻어진 것으로 한다. 이때, 예를 들어 좌표점(p₁)의 발진원으로서의 타당성을 평가하기 위해서는, 좌표점(p₁)의 강하 매진 평가 지점(i₁ 및 i₂)에 각각 대응하는 추정 발진량 E(p₁, i₁)와 E(p₁, i₂)를 비교함으로써, 정량적으로 발진원을 판정할 수 있다.

또한, 종래법에서는 원리적으로, 풍향별의 농도 검출량이 최대값(적어도 극대값)을 나타내는 방향에서의 발생원의 탐색밖에 실시할 수 없다. 비정상 발진원의 탐색을 대상으로 하는 경우에는, 측정 기간이 비교적 짧으므로, 이 사이의 풍향의 변동은 일반적으로 한정된다. 따라서, 각 강하 매진 평가 지점에 있어서, 모든 풍향 조건으로 농도 측정값을 얻는 것은 실질적으로는 불가능하다. 이로 인해, 주요한 발생원, 강하 매진 평가 지점 및 측정값을 얻을 수 있는 풍향 범위의 조합에 의해서는, 특정한 강하 매진 평가 지점에 있어서, 본래, 농도 최대값을 나타내야 할 풍향이 측정 기간 중에 발생하지 않으므로, 발생원의 탐색이 불가능(혹은, 허위의 식별)으로 되는 경우가 있다. 원래대로라면, 한정된 풍향 조건에서의 농도 측정값이라도, 발생원에 관한 어떤 정보를 갖고 있을 것이다. 따라서, 풍향 데이터가 존재하는 방위에서 발진원의 탐색을 행할 수 있으면[예를 들어, 도 14에 도시하는 발생원 탐색선(5)과 같은 발생원 탐색선의 설정을 할 수 있으면], 적어도 다른 강하 매진 평가 지점에 있어서의 발생원의 식별에 유용한 정보를 제공할 수 있다. 그러나, 종래법에서는, 도 14에 도시하는 발생원 탐색선(5)과 같은 발생원 탐색선을 설정하는 방법이 애당초 존재하지 않으므로, 농도 최대값을 나타내는 풍향 이외에서의 농도 측정 데이터는 활용되는 경우가 없다.

도 6은 농도 최대값을 나타내는 풍향 이외의 방향으로 발진원 탐색 영역을 설정하는 방법의 일례를 모식적으로 설명하는 도면이다.

본 발명의 실시 형태에서는, 도 6에 도시한 바와 같이, 농도 최대값을 나타내는 풍향 이외의 방향으로도 발진원 탐색 영역[예를 들어, 발진원 탐색 영역[γ(i₃, i_t2)]을 설정할 수 있다. 그 결과, 발진원 탐색 영역[γ(i₁, i_tmax)와 γ(i₃, i_t2)]의 공통 영역 내의 좌표점(p₄) 등의, 종래, 발진원의 평가를 실시할 수 없었던 영역에서도, 발진원의 유무의 판정을 실시할 수 있다. 이 결과, 발진원의 유무의 판정을 실시 가능한 좌표점(p)은 종래법에 비해 비약적으로 증대시킬 수 있어, 보다 정밀한 발진원의 탐색을 행할 수 있다.

또한, 도 14에 도시하는 종래법에 있어서는, 발진원의 유무의 판정을 2차원 평면 상에서 행하기 때문에, 발진원 탐색선(2, 3, 4)의 교점(6, 7, 8)을 모두 발진원으로 간주한다고 하는 폐해가 있었다. 이에 대해, 본 발명의 제1 실시 형태에서는, 발진원 탐색 영역 γ(i, i_t)는 강하 매진 평가 지점 i에서 얻어진 강하 매진 샘플의 입경의 분석 결과를 사용하여, 3차원 공간 상에 전개된다. 이로 인해, 종래법에 있어서, 도 5에 도시한 바와 같은 평면도에서는 언뜻 보면, 발진원 탐색 범위끼리가 교차하고 있는 것처럼 보여도, 연직 방향도 포함해서 보면, 당해 발원 탐색 범위 사이에 공통 영역이 존재하지 않는 경우가 많이 발생한다. 이로 인해, 본 발명의 실시 형태에서는, 도 14에 도시한 바와 같은 평면 상에서의 교차점(6, 7, 8)에 대응하는 특정점 중, 실제로는 발진원으로는 될 수 없는(즉, 3차원 공간 상에서 진원 탐색 영역 사이의 공통 영역에 포함되지 않은) 점을 발진원의 후보로부터 제외할 수 있다. 이에 의해, 발진원의 탐색을 보다 고정밀도로 행할 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 실시 형태에 의해, 발진원으로 될 수 없는 좌표점(p)을 제외하면서, 발진원의 후보가 될 수 있는 보다 많은 좌표점(p)을 설정할 수 있어, 설정한 좌표점(p)에 있어서, 보다 고정밀도로 발진원의 위치 및 발진원에서의 발진량의 특정을 실시할 수 있다.

(제3 실시 형태)

다음에, 본 발명의 제3 실시 형태를 설명한다.

평가 지점에서 포집한 강하 매진의 방사선을 측정하고 그 강도에 기초하여, 개개의 강하 매진 입자(의 샘플), 또는 당해 강하 매진 입자(의 샘플) 전체를 방사성 강하 매진 또는 비방사성 강하 매진으로 분류하고, 방사성 강하 매진만(또는 비방사성 강하 매진만)을 대상으로 한 방사성 강하 매진(또는 비방사성 강하 매진)의 비정상 발진원을 탐색할 수 있다.

강하 매진의 방사선 강도의 측정 방법에는 공지의 방법을 사용할 수 있다. 예를 들어, 특허문헌 7 내지 9에 기재되는 방법을 사용할 수 있다.

방사선 강도에 기초하는 강하 매진 시료의 분류 방법에는, 예를 들어 상기 기간 T_d(i_t)[시각 t_d(i_t－1)로부터 시각 t_d(i_t)까지의 시간(기간)]에 각 평가 지점에서 포집된 시료 중 개개의 강하 매진 입자를 1개씩 분리하여 각각의 방사선 강도를 측정하여, 방사선 강도가 소정 임계값 이상인 경우에는, 당해 방사선 강도를 갖는 강하 매진 입자를 방사성 강하 매진으로 하고, 그 이외를 비방사성 강하 매진으로 분류할 수 있다. 이 시료 전체의 질량은 강하 매진량으로서 측정되어 있으므로, 상기 시료 전체의 질량에 방사성 강하 매진의 개수 비율{＝[방사성 강하 매진의 개수÷(방사성 강하 매진의 개수＋비방사성 강하 매진의 개수)]}을 곱한 값을 이 시료 중의 방사성 강하 매진의 질량으로 할 수 있다. 혹은, 포집된 특정한 강하 매진 입자의 시료 전체의 방사선 강도를 측정하여, 방사선 강도가 소정 임계값 이상인 경우에는, 당해 시료 전체의 질량을 방사성 강하 매진의 질량으로 하고, 그 이외의 경우에는 당해 시료 전체의 질량을 비방사성 강하 매진 시료의 질량으로 해도 된다. 도 3의 스텝 S102에서는, 이와 같이 하여 얻어진 방사성 강하 매진의 질량(또는 비방사성 강하 매진의 질량)이, 강하 매진량 M(i)으로서 설정된다. 그리고, 방사성 강하 매진(또는 비방사성 강하 매진)에 대해, 「발진원」, 「발진원이 아니다」 및 「미판정」 중 어느 하나가 설정된다.

이와 같은 취급에 의해, 예를 들어 방사성 강하 매진의 비정상 발진원을, 방사성 발진원에 근접시키는 일 없이, 먼 쪽에서의 강하 매진 계측 데이터를 사용하여 특정할 수 있다. 또한, 방사성 강하 매진 및 비방사성 강하 매진 중 어느 것을 발진원의 탐색 대상으로 할지에 대해서는, 예를 들어 도 3의 흐름도를 개시하기 전에, 정보 처리 장치에 접속된 키보드나 콘솔 화면 등을 사용하여, 미리 인력으로 설정(입력)할 수 있다.

또한, 강하 매진의 분류는 방사성 물질로 한정되지 않고, 평가 지점에서 포집한 강하 매진 시료를 매진종마다 분류하고, 분류된 어느 하나의 매진종에 대해, 발진원인지 여부를 판정해도 된다.

매진종의 분류는 개개의 강하 매진종의 물성의 분석 결과로부터 분류하는 등의 공지의 방법을 사용할 수 있다. 예를 들어, 전자 현미경인 EPMA를 사용하여 개개의 강하 매진 시료의 성분 구성률을 정량적으로 구하고, 이 성분 구성에 기초하여 매진종마다 분별해도 된다.

이와 같은 취급에 의해, 매진종이 복수 존재하는 강하 매진의 발진원을 특정할 수 있다.

평가 지점에서 포집한 강하 매진을 종류별로 판별하여, 개개의 강하 매진 입자(의 샘플), 또는 당해 강하 매진 입자(의 샘플) 전체를 강하 매진의 종류별로 판별하여, 개개의 강하 매진을 대상으로 하여 비정상 발진원을 탐색할 수 있다.

입자의 매진종 구분 i_s를 판별하는 방법으로서는, 당해 T_g(k) 기간에 포집된 개개의 강하 매진 입자의 물성을 분석하면 된다. 입자의 물성 분석 방법으로서는, 예를 들어, 모든 입자를 수지 등에 매립하고, 연마에 의해 입자 단면을 노출시킨 후 X선을 주사하면서 입자 단면에 조사하여 그 반사의 특성으로부터 입자 중의 원소를 특정하는 EPMA를 적용할 수 있다.

혹은, EPMA와 같은 수고와 비용이 드는 방법을 피하기 위해, 고로법에 의한 제철 플랜트에 유래하는 강하 매진의 매진종인 것이 사전에 명확한 경우, 간이하게 매진종을 판별하는 다음의 방법을 사용해도 된다.

즉, 제1 공정에 있어서, 포집된 상기 강하 매진 시료에 자력을 부여하여 상기 강하 매진을 자석에 착자하는 착자성 강하 매진과 자석에 부착되지 않는 비착자성 강하 매진으로 분리한다. 여기서 사용하는 자석은 0.1T 내지 0.4T 정도의 자력을 표면에서 유지할 수 있는 전자석 또는 네오디뮴 자석 등의 영구 자석이다. 그리고, 포집된 상기 강하 매진 시료에 자력을 부여하여 상기 강하 매진을 자석에 착자하는 착자성 강하 매진과 자석에 부착되지 않는 비착자성 강하 매진으로 분리한다. 이와 같은 자력의 범위이면, 대부분의 철광석이나 제강 슬래그(일반적으로 철분을 많이 포함하고 있음)를 착자시킬 수 있고, 또한 극미량의 철분을 함유하는 석탄 등을 착자시키지 않으므로, 개개의 매진을 착자성 매진과 비착자성종 매진으로 분리할 수 있다. 또한, 고로법에 의한 제철 플랜트에 유래하는 강하 매진의 매진종으로서는, 철광석이나 철분 등의 철계 매진, 석탄이나 코크스 등의 카본계 매진, 고로 슬래그 매진 및 제강 슬래그 매진 등이 대표적인 것이다. 착자성의 매진에는 철계 매진 및 제강 슬래그 매진이 대응하고, 비착자성의 매진에는 카본계 매진 및 고로 슬래그 매진이 대응한다.

제2 공정에 있어서, 상기 착자성 매진 시료와 상기 비착자성종 매진 시료의 각각에 대해, 매진 입자가 서로 접촉하지 않도록 2차원적으로 분산 배치시킨 후, 이들을 시판의 디지털 카메라 등으로 촬영하여 입자의 화상을 얻는다. 상기 착자성 매진 시료의 화상을 「착자성 매진 시료의 화상」으로, 상기 비착자성 매진 시료의 화상을 「비착자성 매진 시료의 화상」으로, 이하에 칭하는 것으로 한다. 매진 시료의 개개의 입자를 서로 접촉시키지 않기 위해서는, 매진 입자를 높은 곳으로부터 살포하는 등의 방법을 사용하면 된다.

제3 공정에 있어서, 상기 착자성 강하 매진 화상 및 상기 비착자성 강하 매진 화상은 화상 처리 장치에 입력되어, 각각 화상 처리가 이루어진다. 개개의 화상에 이루어지는 화상 처리의 내용은 다음과 같다. 우선, 화상 중의 각 화소의 위치 및 명도 정보를 기초로, 독립된 입자라고 판별되는 연속되는 화소군을 산출하는 입자 판별을 행한다. 다음에, 개개의 강하 매진 입자의 대표 위치 및 대표 명도를 산출한다. 대표 위치로서는, 개개의 입자에 있어서 대응하는 화소군의 각 화소 위치의 중심을 사용할 수 있다. 대표 명도로서는, 개개의 입자에 있어서 대응하는 화소군의 각 화소 명도의 평균값을 사용할 수 있다. 다음에, 상기 대표 명도와 소정의 명도 임계값을 비교하여 개개의 입자를 암색 입자와 명색 입자로 입자 명도를 구분한다. 소정 임계값에 관해서는, 미리, 명색 입자군과 암색 입자군의 대표 시료를 준비하여 상기와 동일한 화상 처리를 행하여, 얻어진 각각의 입자군의 명도 평균값의 중간의 명도를 임계값으로서 사용할 수 있다. 다음에, 상기 입자 명도 구분 및 상기 제1 공정에서 얻어진 상기 개개의 강하 매진의 착자성의 유무의 조합을 사용하여, 상기 착자성 입자 화상 및 비착자성 입자 화상 중의 모든 입자를 착자성 암색 입자, 착자성 명색 입자, 비착자성 암색 입자 및 비착자성 명색 입자 중 어느 하나로 분류하여 매진 특성을 구분한다.

화상 처리 장치로서, 시판의 화상 처리 소프트(예를 들어, 「Image Pro Plusversion 5」) 등을 내장한 시판의 퍼스널 컴퓨터 등을 사용할 수 있고, 상기의 화상 처리 조작은 이와 같은 소프트의 표준 기능(화상의, 2치화ㆍ경계 판별ㆍ입자 계측 기능 등)을 사용하여 실현할 수 있다.

제4 공정에 있어서, 상기 착자성 입자 화상 및 비착자성 입자 화상 중 모든 입자를, 상기 매진 특성에 기초하여, 소정의 매진종 중 어느 하나로 판정한다. 소정의 매진종이라 함은, 대표적인 동일 종류(철광석, 석탄, 코크스, 철분, 고로 슬래그, 전로 슬래그 등)의 입자 시료에 대해 상기의 자력 선별 및 화상 처리에 의한 입자 명도 판별을 행하여, 평균적인 매진 특성(착자성 암색 입자, 착자성 명색 입자, 비착자성 암색 입자 및 비착자성 명색 입자 중 어느 하나)을 구한다. 본 발명자의 조사 결과로부터, 철광석 및 철분은 착자성 암색 입자로 분류되므로, 착자성 암색 입자를 「철계 매진」으로 하여 소정의 매진종의 하나로서 채용할 수 있다. 또한, 석탄 및 코크스는 비착자성 암색 입자로 분류되므로, 비착자성 암색 입자를 「카본계 매진」으로 하여 소정의 매진종의 하나로서 채용할 수 있다. 또한, 제강 슬래그와 고로 슬래그는 착자성 명색 입자와 비착자성 암색 입자로 각각 분류되므로, 착자성 명색 입자를 「제강 슬래그계 매진」으로 하고, 비착자성 명색 입자를 「고로 슬래그계 매진」으로 하여, 각각 소정의 매진종의 하나로서 채용할 수 있다.

또한, 이상 설명한 본 발명의 실시 형태는 컴퓨터가 프로그램을 실행함으로써 실현할 수 있다. 또한, 상기 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체 및 상기 프로그램 등의 컴퓨터 프로그램 프로덕트도 본 발명의 실시 형태로서 적용할 수 있다. 기록 매체로서는, 예를 들어 플렉시블 디스크, 하드 디스크, 광 디스크, 광자기 디스크, CD-ROM, 자기 테이프, 불휘발성의 메모리 카드, ROM 등을 사용할 수 있다.

다음에, 후술하는 각종 실시 형태의 특징에 대해 설명한다.

제1 특징은 강하 매진 평가 지점에 있어서의 강하 매진을 직접 측정함으로써 강하 매진의 발진원을 탐색할 수 있는 점이다.

제2 특징은 강하 매진의 발진원의 탐색에 있어서, 강하 매진 평가 지점으로부터 풍상으로 신장시키는 발진원 탐색 영역을, 플룸식과 관련지음으로써, 발진원 후보에 있어서의 발진량의 정보를 얻을 수 있는 점이다.

구체적인 발진원 탐색 영역의 설정 방법은 이하와 같다. 상술한 바와 같이, 종래 기술에 있어서는, 식 2에 있어서의 지표면 반사항 {αㆍexp[－(He＋z－V_sx/WS)²/2σ_z ²]}의 취급이 곤란했다. 이 강하 매진 평가 지점으로부터 풍상으로 신장시키는 발진원 탐색선을, 플룸식과 관련짓는 것은 곤란하다고 생각되고 있었다. 그러나, 본 발명자들의 조사의 결과, 이 지표면 반사항이 문제가 되는 것은, 종래 기술이 주로 가스나 SPM을 대상으로 하고 있었기 때문인 것을 밝혀냈다. 강하 매진의 경우에는, 입자의 낙하 속도가 크기 때문에, 침착 속도 V_d≒낙하 속도 V_s가 된다. 따라서, 지표면에서의 반사의 영향은 작아, α＝0으로 간주할 수 있다. 따라서, 강하 매진에 대한 대기 확산식(플룸식)은 식 2에 α＝0을 대입한 다음의 식 4와 같이 된다.

[식 4]

여기서, 이하의 식 5에 의해 좌표 변환을 행하면, 식 4는 이하의 식 6과 같이 된다.

[식 5]

[식 6]

여기서, 식 5에 의한 z부터 Z로의 좌표 변환은 연직면 내에서 발생원(발진원)을 원점으로 하고, 풍하 방향으로, tan^-1[V_s(입자 낙하 속도)/WS(풍속)]의 부각으로, 매진 플룸의 중심축을 설정하고, 이 중심축을 Z축으로 하여 농도를 정의하는 것에 대응한다.

플룸 확산 폭(σ_y, σ_z)은 각각 y방향, z방향(통상, V_s≪WS이고, 이때 z방향은 Z방향에 대략 동등하다고 간주할 수 있음)에서의 농도 분포의 표준 편차이다. 대부분의 경우, 지표면에서의 반사의 영향이 없으면, y방향 및 z방향의 농도 분포를 정규 분포로 간주할 수 있다. 이때, y＝σ_y에 있어서의 농도값은 농도 최대값의 60％인 것에 비해, y＝2σ_y에 있어서의 농도값은 농도 최대값의 13％에 지나지 않는다. 즉, y>σ_y의 영역에 있어서, 농도는 급격히 저하된다. 따라서, 본 실시 형태에서는 플룸식으로서, 식 7a, 식 7b를 사용하는 것으로 하였다.

[식 7a]

[식 7b]

여기서, 식 7a의 기호의 의미는 이하와 같다.

B:비례 상수

[식 8]

여기서, 플룸 범위 내라 함은, 식 4와 같이, 플룸의 중심축으로부터, 중심축에 대해 수직인 방향으로, 플룸 확산 폭보다도 중심축측의 영역을 의미한다. 플룸 확산 폭의 수평 성분 σ^y에는 농도 분포로서 가우스 분포를 가정한 경우의 농도의 표준 편차의 값을 사용할 수 있다. 이 플룸 확산 폭의 수평 성분 σ_y는 발진원으로부터의 거리 L₀과 시간 주기 Δt_d의 함수이다(σ_y[L₀, Δt_d]). 플룸 확산 폭의 수평 성분 σ_y는 시간 주기 Δt_d를 고정하여(이를 기준 기간으로 함) 수표화 또는 도표화된 값으로 하고, 비특허문헌 1에 기재되는 Pasquill-Gifford에 의한 것이나 Briggs에 의한 것 등을 사용하여, 시간 주기 Δt_d의 영향을 경험식으로 보정하여 구해진다. 시간 주기 Δt_d의 영향을 경험식으로 보정하는 방법은 비특허문헌 2에 개시된 바와 같이, 플룸 확산 폭의 수평 성분 σ_y에, ([실제로 사용하는 Δt_d]/[기준 시간의 Δt_d])^P를 곱하는 것이다.

본 실시 형태의 대상인 강하 매진에서는, 입자의 낙하 속도가 입자 사이에서 변동되므로, 플룸 확산 폭의 연직 성분 σz는 가스의 확산 시보다도 현저하게 커진다. 이로 인해, 가스 확산과 같이, 플룸 확산 폭의 수평 성분 σy와 동일한 가우스 분포를 가정한 농도 분포를, 플룸 확산 폭의 연직 성분 σ_z에 적용할 수는 없다.

따라서, 본 실시 형태에서는, 우선, 대상으로 하는 강하 매진을 입경 임계값으로 구분하고, 각각의 입경 구분에서 강하 매진량을 측정한다. 그리고, 검토 대상으로 하는 특정한 입경 구분의 강하 매진에 대해서는, 일률적으로, 발생원으로부터 발하는 플룸의 상단부를, [당해 입경 구분에 있어서의 입자의 낙하 속도의 하한값]/[대표 풍속]에 기초하여 정해지는 구배선으로 하여 연직면 내에 설정함과 함께, 플룸의 하단부를, [당해 입경 구분에 있어서의 입자의 낙하 속도의 상한값]/[대표 풍속]에 기초하여 정해지는 구배선으로 하여 연직면 내에 설정하고, 그들 플룸의 상단부와 하단부 사이의 영역을 플룸 범위 내로 하였다. 즉, 플룸 폭의 연직 성분 σ_z는 당해 플룸 범위의 연직 방향의 길이(플룸의 중심축에 수직인 방향의 폭)가 된다.

상기 입자의 낙하 속도의 하한값 및 상한값은 당해 입경 구분에 있어서의 입경 임계값의 최소측 및 최대측에 있어서의 입경에서의 입자의 낙하 속도에 각각 대응한다. 본 발명에서는, 플룸 범위 내에서의 입자 농도의 분포를 문제로 하는 것이 아니라, 플룸 범위만을 지정할 수 있으면 되므로, 이와 같은 취급에 의해, 정확하고, 또한 간이하게 플룸 확산 폭을 특정할 수 있고, 발진원이 발진원 탐색 영역의 범위 외가 되는 발진원 탐색 영역의 설정을 방지할 수 있어, 정확한 발진원의 특정을 할 수 있다.

매진종과 매진 입경이 부여되면, 입자 낙하 속도 V_s가 종말 속도로서 정해지므로, 강하 매진량 M(x)은 농도 C(x)에, 입자 낙하 속도 V_s를 곱한 다음의 식 9a, 식 9b로 표현할 수 있다.

[식 9a]

[식 9b]

식 9a에 있어서, 일정 풍속의 조건에서는, 플룸 범위 내의 국소의 강하 매진량 M(x)은 발진량 Q_P 및 플룸 확산 폭(σ_y, σ_z)에 의해서만 정해진다. 또한, 플룸 확산 폭(σ_y 및 σ_z)의 값은 특정한 발진원으로부터의 거리 x 및 기상 조건의 함수로서, 예를 들어 비특허문헌 1에 기재되는 Pasquill-Gifford의 식으로 표현할 수 있다. 따라서, 일정한 발진 조건, 또한, 일정한 기상 조건의 것에서는, 특정한 강하 매진 평가 지점에서의 강하 매진량 M(x)을, 특정한 발진원으로부터의 거리 x만으로 표현할 수 있다.

다음에, 식 9a 및 식 9b를 사용하여, 특정한 강하 매진 평가 지점에 있어서의 발진원의 존재 범위(발진원 탐색 영역)에 대해 생각한다. 우선, 발진원 탐색 영역의 수평 성분의 설정 방법에 대해 서술한다.

도 7은 특정한 강하 매진 평가 지점(i_M)을 원점으로 한 수평면 내에서의 전체 좌표계 x', y' 상에 [강하 매진 평가 지점(i_M)과 동일 수평면(지표면) 상에], x'＝L₀의 위치에 존재하는 2개의 발진원(i_o1, i_o2)으로부터 발한 플룸[α(i_o1), α(i_o2)]을 투영한 도면이다. 이때, 풍향 WD는 x'의 방향이다. 플룸[α(i_o1), α(i_o2)]의 위치는 x'＝0에 있어서, 각각의 중심축(10a, 10b)이 지표면에 일치함과 함께, 플룸의 수평 방향의 단부[플룸[α(i_o1)]에서는 y'의 마이너스측 단부, 플룸[α(i_o2)]에서는 y'의 플러스측 단부]가 원점(O)을 통과하도록, 플룸[α(i_o1), α(i_o2)]이 배치되어 있다. 이 플룸[α(i_o1), α(i_o2)]의 배치가, x＝L₀으로 설정된 발진원(i_o1, i_o2)으로부터, 플룸[α(i_o1), α(i_o2)]이 강하 매진 평가 지점(i_M)에 도달할 수 있는 한계의 위치이다. 즉, 발진원(i_o1)의 위치가 y'의 플러스측의 한계 위치이고, 발진원(i_o2)의 위치가 y'의 마이너스측의 한계 위치이다.

플룸[α(i_o1)] 및 α(i_o2)의 x'＝0에 있어서의 플룸 확산 폭(σ_y)은 σ_y(L₀)이므로, x'＝L₀에 있어서의 발진원(i_o1, i_o2) 사이의 거리의 반폭은 σ_y(L₀), 즉 플룸[α(i_o1) 및 α(i_o2)]의 x'＝0에 있어서의 플룸 확산 폭에 일치한다. 여기서, 강하 매진 평가 지점(i_M)에서 강하 매진이 계측되었을 때의 발진원(i_o1, i_o2)의 위치를 추정하는 경우, 수평면 내에 있어서, 발진원(i_o1, i_o2)이 존재할 수 있는 범위는, 원점(O)과 발진원(i_o1)의 점을 통과하는 선 및 원점(O)과 발진원(i_o2)의 점을 통과하는 선에 끼인 영역 [γ(i_M)](사선으로 나타내고 있는 영역)이 되고, 이 영역 [γ(iM)]가 발진원 탐색 범위이다.

그런데, 발진원(i_o1, i_o2)을 배치하는 x'＝L₀의 값은 임의이므로, 임의의 x'의 위치에 있어서, 강하 매진 평가 지점(i_M)에 도달할 수 있는 발진원(i_o1, i_o2)의 y'방향의 범위의 반폭은, 항상, 플룸 확산 폭[σ_y(x')]이 된다. 즉, 발진원 탐색 범위[γ(i_M)]의 y'방향의 반폭은 식 9a 및 식 9b의 플룸식과 동일한 형태가 된다. 따라서, 수평면 내에서의 발진원 탐색 영역[γ(i_M)]은 강하 매진 평가 지점(i_M)으로부터 대표 풍향 WD의 풍상으로 신장된 중심축(11) 상의, 강하 매진 평가 지점(i_M)으로부터의 거리만의 함수로 표현되는 탐색 영역 폭{플룸 확산 폭[σ_y(x')]}에 의해 설정할 수 있다.

다음에, 발진원 탐색 영역[γ(i_M)]의 연직 성분의 설정 방법에 대해 서술한다.

도 8a 및 도 8b는 연직 단면에 있어서, 발진원 탐색 영역[γ(i_M)]을 설정하는 방법의 일례를 설명하는 이미지도이다. 도 8a는 연직 단면에 있어서의 발진원 탐색 영역[γ(i_M)]을, 수평 단면에서의 것과 동일한 플룸 확산 폭(σ_z)과, 입자 낙하의 영향을 조합하여 설정한 모습의 일례를 도시하는 도면이다. 플룸 확산 폭(σ_z)에 관한 설정은 수평 방향의 플룸 확산 폭(σ_y)을 연직 방향의 플룸 확산 폭(σ_z)으로 치환하는 것 이외, 기본적으로 수평 단면에 있어서의 설정과 마찬가지이다.

한편, 입자의 낙하의 영향에 대해서는, 매진의 입경의 편차의 영향을 평가하는 것이 특히 중요하다. 즉, 일반적으로, 포집된 강하 매진 샘플 중에서의 입경은 넓게 분포하고, 동일한 강하 매진 샘플에 포함되는 개개의 입자의 낙하 속도는 몇 자리수 다르다. 이로 인해, 강하 매진 샘플은 입자의 낙하 속도에 가장 영향을 미치는 입경에 의해 구분되어야 한다. 여기서, 입경 구분의 구분수를 극단적으로 많이 설정하면, 하나의 입경 구분당의 강하 매진 샘플의 양이 과소로 되어, 이 강하 매진 샘플을 사용한 해석의 오차가 커지므로, 입경 구분의 수는 일반적으로 소수로 한정할 수밖에 없다. 비정상 발진원의 해석에는 단시간에 얻어진 소량의 강하 매진 샘플만이 사용되기 때문이다.

이로 인해, 입경 구분 내에서의 입경차는 통상, 수배 정도가 되고, 입자의 낙하 속도의 차는 동일한 입경 구분 내에서도 여전히 무시할 수 없는 영향이 남는다. 따라서, 어떤 입경 구분 내에서의 최대 입자에 상당하는 플룸[α(i_o3)]과 최소 입자에 상당하는 플룸[α(i_o4)]을 각각 설정하여, 이들 플룸에 끼인 영역을 발진원 탐색 영역[γ(i_M)]으로 함으로써, 당해 입경 구분 내에서의 모든 입자에 대해, 발진원 탐색 영역[γ(i_M)]을 특정할 수 있다.

플룸[α(i_o3) 및 α(i_o4)]에 있어서는, 연직 단면에 있어서, 입경 구분 내의 최대 입자 직경에 있어서의 플룸[α(i_o3)]의 중심축(12) 및 입경 구분 내의 최소 입자 직경에 있어서의 플룸[α(i_o4)]의 중심축(13)은 θ{＝tan^-1[V_s/WS]}인 각도로 경사진다(도 8a 및 도 8b의 각도 θ_max, θ_min을 참조). 여기서의 입자 낙하 속도 V_s는 입경 구분의 범위의 최대 입경[α(i_o3)의 경우] 및 최소 입경[α(i_o4)의 경우]에 각각 대응한다. 이로 인해, 강하 매진 평가 지점(i_M)의 풍상의 지점 중, 발진원(i_o3, i_o4)으로부터 강하 매진 평가 지점(i_M)까지 도달할 수 있는 강하 매진은 일부의 영역에서 발진한 것으로 한정되게 된다. 이와 같이, 강하 매진 평가 지점(i_M)으로부터 발생원 탐색 영역[γ(i_M)]을 풍상으로 신장하는 발진원의 탐색 방법에 있어서, 풍상의 거리의 범위를 제한하는 것은, 종래법에는 존재하지 않았던 사고 방식이고, 본 방법은 발진원 탐색 영역[γ(i_M)]을 한정할 수 있는 점에서 종래법에 비해 유리하다.

또한, 본 발명자들은, 강하 매진에 있어서는 플룸 확산 폭에 비해, 입경 구분 내에서의 입자 낙하 속도의 편차에 의한 발진원 탐색 범위[γ(i_M)]의 확대의 쪽이 일반적으로 큰 것을 발견하였다. 따라서, 해석을 단순화하기 위해, 도 8b에 도시한 바와 같이, 발진원 탐색 범위[γ(i_M)]의 연직 성분을 설정하는 데 있어서, 플룸 확산 폭을 무시하고, 입자 낙하 속도 V_s의 편차의 영향만을 고려한 발진원 탐색 영역[γ(i_M)]으로 하는, 즉 플룸[α(i_o3), α(i_o4)]의 중심축(12, 13)을 발진원 탐색 영역[γ(i_M)]의 외측 테두리로 하는 개량을 추가하였다.

최종적으로, 발진원 탐색 영역[γ(i_M)]의 상기 수평 성분 및 상기 연직 성분을 3차원 공간에 통합하여, 3차원적인 발진원 탐색 영역[γ(i_M)]이 설정된다.

이상과 같은, 강하 매진량의 플룸식을 변형한 발진원 탐색 범위[γ(i_M)]의 단순하고, 또한 정량적인 표현은 종래의 가스나 SPM을 전제로 한 플룸식에서는 실현할 수 없었던 것이고, 본 발명자들이 강하 매진의 입자 낙하 속도 V_s가 비교적 큰 것에 착안한 후 행한 일련의 통찰에 의해 비로소 가능해진 것이다.

또한, 본 발명은 식 9a 및 식 9b의 플룸식을 사용하는 것으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 미리 정밀한 측정을 실시하여 지표면 반사항의 영향을 정확하게 표현할 수 있는 경우에는, 지표면 반사항을 남은 플룸식에 기초하여 식 9a 및 식 9b에서의 지표 농도 분포를 보정하는 항 등을 적절히 추가해도 된다.

제3 특징은 발진원이나 발진량을 반드시 미리 가정할 필요가 없는 점이다. 현실의 발진원은 그 위치나 발진량 모두가 미리 알려져 있지 않은 경우가 많으므로, 금회 제안하는 방법은 현실에 입각한 발진원의 탐색을 행할 수 있는 점에서 유리하다.

제4 특징은 비정상 발진원의 특정을 행할 수 있는 점이다. 금회 제안하는 발진원의 탐색 방법에서는 강하 매진의 양의 측정값의 취득 주기마다, 또는 강하 매진의 양의 측정값의 취득 주기가 연속되는 수주기분의 시각마다, 그 시간대에 있어서의 주요한 발진원을 특정할 수 있다. 따라서, 강하 매진의 양의 측정값의 취득 주기의 수주기분 이상의 시간 스케일로 변동되는 비정상 발진원이면, 이를 파악할 수 있다. 또한, 비정상 발진원을 특정할 때에 필요한 강하 매진 평가 지점의 수는 잠재적인 발진원수보다도 충분히 적어도 된다.

(후술하는 각종 실시 형태에 관한 공통 사항)

후술하는 각종 실시 형태에 공통되는 본 발명의 사고 방식을, 도 9의 흐름도를 참조하면서 설명한다. 설명을 간략화하기 위해, 도 9의 흐름도에서는, 특정한 시각에 있어서 하나의 발진원 탐색 영역을 설정하고, 기간 T_d(i_t)에 있어서의 강하 매진의 발생원을 특정할 때의 본 실시 형태의 발진원 탐색 장치의 처리의 사고 방식의 일례를 설명한다. 도 9의 흐름도에 도시하는 발진원 탐색 방법은 후술하는 각종 실시 형태의 설명에 있어서, 발진원을 복수 설정하는, 기간 T_g(k) 내의 기간 T_d(i_t)에 적용하는 등의 확장을 추가한 후, 구체적으로 기술된다.

강하 매진량 계측 수단(장치)에 의해 시간 주기 Δt_d마다 강하 매진량의 계측값이 출력된다. 강하 매진량의 계측값이 출력되는 시각을 시각 t_d(i_t)로 한다. 시각 t_d(i_{t -1})로부터 시각 t_d(i_t)까지의 시간(기간)을 기간 T_d(i_t)로 정의한다. i_t는 강하 매진의 계측을 개시한 시각을 0으로 하고, 1씩 증가하는 정수이다. 본 실시 형태는 개개의 기간 T_d(i_t)에 있어서의 강하 매진의 발생원을 특정하는 것이고, 시간 주기 Δt_d 이상의 시간 스케일(즉, 발진 계속 시간)을 갖는 발진원을 탐색의 대상으로 한다.

발진원 탐색 장치는, 예를 들어 CPU 등의 연산 장치, 메모리, HDD 및 각종 인터페이스를 구비한 정보 처리 장치[예를 들어, 시판의 퍼스널 컴퓨터(PC)]를 사용함으로써 실현된다. 예를 들어, 도 9의 흐름도는 C언어 등의 프로그래밍 언어를 사용하여 실행 가능한 컴퓨터 프로그램으로 번역되어, 미리, HDD 등에 보존된다. 정보 처리 장치에 있어서의 발진원 탐색 처리의 실행 시에는, CPU 등의 연산 장치에 의해, HDD 등에 기억된 상기 실행 가능한 컴퓨터 프로그램이 판독되어 기동하고, 상기 실행 가능한 컴퓨터 프로그램의 명령에 기초한 연산을 CPU 등의 연산 장치가 순차 실행됨으로써 실현된다. 도 9에 도시하는 발진원 탐색 처리의 기동 타이밍은 수동 입력으로 상기 실행 가능한 컴퓨터 프로그램을 기동해도 되고, 또한 정기적으로 자동으로 기동하도록 해도 된다. 상술한 바와 같이, 본 실시 형태의 발진원 탐색 장치는 어떤 시각에 있어서, 「기간 T_d(i_t)」에 있어서의 강하 매진의 발진원을 탐색한다.

발진원 탐색 장치에 있어서, 평가 지점ㆍ좌표점 등의 위치 정보, 강하 매진량ㆍ풍향ㆍ풍속 등의 측정값이나 매진종에 관한 분석값 등의 필요 입력 정보는 정보 처리 장치에 접속된 키보드나 콘솔 화면 등을 사용하여, 미리 인력으로 입력할 수 있다. 입력된 상기 입력 정보는 HDD 등에 보존되어, 발진원 탐색 처리 실행의 진행에 따라서 적절히 판독된다.

발진원 탐색 장치에 있어서, 산출된 특정 좌표점에 대한 비정상 발진원 판정 결과 및 발진량 등의 산출 결과는 HDD 등에 보존됨과 함께, 콘솔 화면 등에 표시할 수 있다.

또한, 상기의 발진원 탐색 장치의 처리의 일부 또는 전부를 수동 계산 등의 다른 수단으로 치환해도 전혀 문제가 없다.

스텝 S101에 있어서, 발진원 탐색 장치는 특정한 기간 T_d(i_t), 특정한 강하 매진량 관리 지점(i_M) 및 특정한 입경 구분 j에 있어서의 대표 풍향 WD, 대표 풍속 WS 및 상기 특정한 강하 매진량 관리 지점(i_M)에 있어서의 대표 강하 매진량 M을 설정한다.

여기서, 대표 강하 매진량 M은, 예를 들어 특허문헌 6에 기재되는 연속식 강하 매진계를 사용하여, 시간 주기 Δt_d를, 예를 들어 10분으로 하여 측정할 수 있다. 대표 풍향 WD 및 대표 풍속 WS는, 예를 들어 시판의 프로펠러식 풍향 풍속계를 강하 매진 관리 지점(i_M)의 근방에 설치하고, 이것을 사용하여, 시간 주기 Δt_d보다도 길지 않은(짧은) 시간 주기 Δt_wd(예를 들어, 1초 주기)로 연속적으로 얻어진 측정값을, 당해 기간 T_d(i_t)에서 평균화함으로써 얻어진다. 풍향의 측정의 공간 분해능으로서, 예를 들어 1° 간격으로 풍향을 측정할 수 있다.

여기서, 「강하 매진 관리 지점(i_M)의 근방」이라 함은, 풍향ㆍ풍속이 강하 매진 관리 지점(i_M)의 상공에 있어서의 풍향ㆍ풍속과 높은 상관을 나타내는 범위이면 되고, 예를 들어 강하 매진 관리 지점(i_M)으로부터 1㎞ 이내의 수평 거리로 할 수 있다. 지형이 단조로워 풍향ㆍ풍속 분포가 적은 지역에서는, 이 이상의 수평 거리를 강하 매진 관리 지점(i_M)의 근방으로 해도 된다. 또한, 풍향ㆍ풍속의 측정점의 높이는, 예를 들어 기상청이 권장하는 측정 높이인, 지표면으로부터 10m를 채용할 수 있다. 상정되는 발진원의 높이가 10m보다도 충분히 높은 경우에는, 예를 들어 지표면과 이 발진원 높이의 중간 높이를 측정점의 높이로 해도 된다.

또한, 대표 강하 매진량 M의 측정 위치(샘플 채취 위치)는, 예를 들어 지상 고도 1.5m로 할 수 있다.

또한, 대표 강하 매진량 M은, 예를 들어 특허문헌 6에 기재되는 연속식 강하 매진계를 사용하여, 시간 주기 Δt_d(예를 들어, 10분)로 하여 얻어진 강하 매진의 양의 측정값 m으로부터, 대상이 되는 입경 구분의 전체 포집률에 대한 구성률 C를 사용하여, m×C로서 구할 수 있다.

상기 포집된 개개의 강하 매진 입자를 입경 구분으로 분류하는 방법은, 예를 들어 우선, 포집된 개개의 강하 매진 입자를 현미경 등으로 관찰ㆍ측정하여, 강하 매진 입자의 치수나 형상을 기록한다. 다음에, 개개의 강하 매진 입자의 치수ㆍ형상ㆍ밀도를 사용하여 당해 강하 매진 입자의 등가 입경을 산출하고, 이 등가 입경을, 소정의 입경 임계값을 사용하여 분류할 수 있다. 또한, 일반적으로 등가 입경이 동일한 입자는 입자 낙하 속도 Vs가 동일해진다고 생각되고 있으므로, 등가 입경을 사용한 강하 매진 입자의 분류는 실질적으로 입자 낙하 속도 Vs에 의한 분류와 등가이다. 즉, 예를 들어 강하 매진 입자에 대응하는 상기 입자 낙하 속도 Vs를, 소여의 임계값인 입자 낙하 속도 상한값 V_smax 및 입자 낙하 속도 하한값 V_smin과 비교함으로써, 강하 매진 입자를 2 이상의 등가 입경 중 어느 하나로 분류할 수 있다.

등가 입경의 산출에는 각종 방법이 제안되어 있다. 예를 들어, 개개의 강하 매진 입자의 체적과 동등한 체적의 구형의 직경에, 강하 매진 입자의 형상(어스펙트비 등)에 기초하여 미리 경험적으로 정해진 보정 계수를 곱하여 등가 입경을 산출할 수 있다. 강하 매진 입자의 밀도는 실측해도 되고, 매진종을 미리 특정할 수 있는 경우에는 문헌값 등을 사용해도 된다. 등가 입경을 사용하여, 포집된 전체 강하 매진 입자를 각 입경 구분으로 분류한 후, 각 입경 구분에 포함되는 개개의 강하 매진 입자의 밀도 및 체적을 사용하여 산출된 개개의 강하 매진 입자의 질량을 적산함으로써, 당해 입경 구분에 있어서의 강하 매진 입자의 양(강하 매진량)을 구할 수 있다. 또한, 전체 입경 구분에 있어서 마찬가지로 구한 강하 매진 입자의 양을 적산하여 전체 강하 매진의 질량을 산출하여, 당해 입경 구분의 강하 매진 입자의 질량과 전체 강하 매진 입자의 질량의 비를 상기 구성률 C로서 사용할 수 있다. 이와 같이 함으로써, 당해 입경 구분에서의 강하 매진 입자의 질량을 산출할 때의 계산 오차가 상쇄되므로, 고정밀도로 대표 강하 매진량 M을 구할 수 있다.

발진원 탐색 장치는 발진원의 탐색을 실시할 수 있는 3차원 영역 중에, x, y, z인 직교 좌표계를 설정하여, 도 9의 스텝 S102에 있어서, 강하 매진 평가 지점(i_M)의 수평면 내의 위치를, 상기 직교 좌표계의 원점으로부터의 벡터인 강하 매진 평가 지점 벡터 P(i_M)로 하여 산출(설정)한다.

다음에, 스텝 S103에 있어서, 발진원 탐색 장치는 강하 매진 평가 지점(i_M)에 관한 발진원 탐색 영역[γ(i_M)]의 수평 성분을 설정한다.

구체적으로 설명하면 우선, 발진원 탐색 장치는 상기 3차원 영역에 있어서, 강하 매진 평가 지점(i_M)을 시점으로 하여, 대표 풍향 WD(즉, 풍상 방향) 방향으로, 발진원 탐색 영역[γ(i_M)]의 중심축의 직선 형상의 수평 성분을 설정한다. 다음에, 발진원 탐색 장치는 발진원 탐색 영역[γ(i_M)]의 중심축을 포함하는 수평면 상에 있어서, 당해 중심축의 수평 성분의 양측에, 당해 중심축으로부터의 거리로서, 당해 중심축 상의 점과 강하 매진 평가 지점(i_M) 사이의 거리의 함수(식 1을 참조)인 플룸 확산 폭(σ_y)의 거리를 항상 유지하도록, 발진원 탐색 영역[γ(i_M)]의 수평 방향의 외측 테두리를 설정한다.

다음에, 스텝 S104에 있어서, 발진원 탐색 장치는 강하 매진 평가 지점(i_M)에 관한 발진원 탐색 영역[γ(i_M)]의 연직 성분을 설정한다.

구체적으로 설명하면 우선, 발진원 탐색 장치는 상기 3차원 영역의 연직면 내이며, 상기 발진원 탐색 영역[γ(i_M)]의 중심축의 수평 성분을 포함하는 연직면 내에 있어서, 강하 매진 평가 지점(i_M)을 시점으로 하여, 당해 입경 구분의 최대 입경(예를 들어, 입경의 상한 임계값)에 대응하는 입자 낙하 속도 V_smax와 대표 풍속 WS를 사용하여 산출되는 앙각 θ_max{＝tan^-1[V_smax/WS]}에 의해 신장되는 직선을, 발진원 탐색 영역[γ(i_M)]의 상부 테두리로서 설정한다. 마찬가지로, 발진원 탐색 장치는 당해 입경 구분의 최소 입경(예를 들어, 입경의 하한 임계값)에 대응하는 입자 낙하 속도 V_smin과 대표 풍속 WS를 사용하여 산출되는 앙각 θ_min{＝tan^-1[V_smin/WS]}에 의해 신장되는 직선을, 발진원 탐색 영역[γ(i_M)]의 하부 테두리로서 설정한다.

발진원 탐색 장치는 편의적으로, 발진원 탐색 영역[γ(i_M)]의 중심축의 연직 성분을 정한다. 발진원 탐색 영역[γ(i_M)]의 중심축의 연직 성분은 강하 매진 평가 지점(i_M)을 시점으로 하여, (θ_max＋θ_min)/2인 앙각으로 연직면 내에 신장되는 직선으로 한다. 또한, 입자 낙하 속도 V_s는 실측해도 되고, 혹은 등가 입경을 스토크스의 종말 속도의 식에 적용하여, 이하의 식 10으로 구해도 된다.

[식 10]

여기서, 식 10의 기호의 의미는 이하와 같다.

g:중력 가속도[m/s²]

D_p:등가 입자 직경[m]

ρ_p, ρ_f:입자, 유체의 밀도[㎏/㎥]

C_R:저항 계수[－]

다음에, 스텝 S105에 있어서, 발진원 탐색 장치는 스텝 S103에서 설정된 2개의 외측 테두리 곡선과, 스텝 S104에서 설정된 상부 테두리 직선 및 하부 테두리 직선으로 둘러싸인, 직사각형 단면을 갖는 3차원 영역을 발진원 탐색 영역[γ(i_M)]으로서 설정한다.

이하의 설명에서는, 필요에 따라서 이상의 스텝 S101 내지 S105를 통합하여, 스텝 S1001(탐색 영역 설정)이라고 칭한다.

후술하는 각종 실시 형태에 있어서, 탐색 영역 설정 공정은 복수의 관리 지점 i에 대해 각각 발진원 탐색 영역 γ(i)가 설정되는 공정으로 확장된다.

다음에, 발진원 탐색 장치는 상기 3차원 영역 중에서 특정점 p에서의 발진량을 추정한다.

우선, 스텝 S106에 있어서, 발진원 탐색 장치는 상기 발진원 탐색 영역[γ(i_M)]에 포함되는 점 p를 특정점 p(i_M)로서 설정한다. 특정점 p(i_M)의 설정 방법은 임의여도 된다. 또한, 스텝 S1001(탐색 영역 설정)에서 설정된 발진원 탐색 영역[γ(i_M)] 내에 발진원의 중요한 후보가 존재하는 경우에, 이 후보에 대응하는 점을 특정점 p(i_M)로 해도 된다.

다음에, 스텝 S107에 있어서, 발진원 탐색 장치는 상기 3차원 영역 중에서, 원점을 시점으로 하고, 특정점 p(i_M)를 종점으로 하는 위치 벡터 Sc를 정한다.

다음에, 스텝 S108에 있어서, 발진원 탐색 장치는 강하 매진 관리 지점(i_M)과 특정점 p(i_M) 사이의 거리 L_d를 산출한다. 이 거리 L_d(i_M)는 강하 매진 관리 지점(i_M)의 위치 벡터 P(i_M)의 종점과, 위치 벡터 Sc의 종점을 연결하는 벡터의 놈으로서 산출된다.

다음에, 스텝 S109에 있어서, 발진원 탐색 장치는 발진원 탐색 영역[γ(i_M)]의 단면의 단면적이며, 특정점 p(i_M)를 포함하고, 또한 발진원 탐색 영역[γ(i_M)]의 중심축에 수직인 방향의 단면의 단면적인 발진원 탐색 영역 단면적 S_p를 산출한다. 발진원 탐색 영역 단면적 S_p는, 예를 들어 당해 단면에 대응하는, 상기 발진원 탐색 영역[γ(i_M)]의 수평 단면의 외측 테두리 사이 거리와, 상기 발진원 탐색 영역[γ(i_M)]의 연직 단면의 상부 테두리-하부 테두리 사이 거리를 곱하여 구할 수 있다.

다음에, 스텝 S109에 있어서, 발진원 탐색 장치는 특정점 p(i_M)에 있어서의 추정 발진량 E(p, i_M)를 산출한다. 특정점 p(i_M)에 있어서의 추정 발진량 E(p, i_M)는, 예를 들어 다음의 식 11을 사용함으로써 산출할 수 있다.

[식 11]

여기서, B는 계수이고, 등가 입경의 함수로서 경험적으로 구할 수 있다. 이 식 11은 일반적인 플룸식에 있어서, 국소에서의 강하 매진의 농도는 발생원에서의 강하 매진의 발생량에 비례하고, 국소에서의 플룸 단면적에 반비례하는 것과 대응하고 있다. 즉, 가령, 당해 특정점 p의 좌표점이 발진원이면, 강하 매진 평가 지점(i_M)에 있어서의 플룸 단면적에 반비례한 농도가 검출된다. 즉, 일정한 검출 농도에 대해, 상정되는 플룸 단면적이 클수록, 이것에 대응하는 발생원에서의 강하 매진의 발생량은 커야만 한다. 따라서, 발생원에서의 강하 매진의 발생량은 강하 매진 평가 지점(i_M)에 있어서의 플룸 단면적에 비례할 것이다.

다음에, 스텝 S110에 있어서, 발진원 탐색 장치는 발진원의 판정과 발진량의 추정을 행한다. 여기서, 특정점 p(i_M)에 있어서의 추정 발진량 E(p, i_M)의 값을, 좌표점 벡터 Sc(i_x, i_y, i_z)나 거리 L_d를 사용하여 산출한다. 또한, 이 E(p, i_M)를 사용하여 발진원의 판정을 행한다.

이하의 설명에서는, 필요에 따라서, 이상의 스텝 S106 내지 S110을 통합하여, 스텝 S1002(발진량 추정)라고 칭한다. 발진량 추정 공정은 후술하는 각종 실시 형태에 있어서 복수의 발진원 탐색 영역 γ를 사용한 방법으로 확장된다. 그 구체적 확장 방법에 대해서는, 후술하는 각종 실시 형태의 설명에 있어서 서술한다.

이와 같은 발진원 판정 방법을 사용함으로써, 기간 T_d(i_t)에서, 강하 매진 관리 지점(i_M)의 풍상에 복수의 발진원의 후보가 존재하는 경우라도, 추정 발진량 E(p, i_M)의 정보를 사용함으로써, 보다 타당한 발진원의 후보를 발진원으로서 선택할 수 있다.

(제4 실시 형태)

다음에, 본 발명의 제4 실시 형태에 대해 설명한다.

본 실시 형태에서는, 발진원의 탐색을 실시할 수 있는 3차원 영역 중에, x, y, z인 직교 좌표계를 설정하고, 각 좌표축 상에 있어서 각각 n_x, n_y, n_z개의 좌표 성분을 설치하여, 상기 3차원 공간을 n_x×n_y×n_z개의 좌표점(p)으로 대표하는 것으로 한다(여기서, p는 각 좌표축 성분이 각각 i_x번째, i_y번째, i_z번째인 좌표점을 나타냄).

또한, 본 실시 형태에서는 1개의 기간 T_d(i_t)만을 포함하는 기간 T_g(k)를 사용한다. 즉, 기간 T_d(i_t)와 기간 T_g(k)는 일대 일로 대응한다. 따라서, 본 실시 형태의 이하의 설명에서는 T_g(k)를 간단히 기간 T_d(i_t)로, i_max(i_M)를 간단히 i_t 등으로 약기한다.

개개의 좌표점(p)의 위치를, 각 좌표축 상의 좌표 성분의 순서 i_x, i_y, i_z를 사용하여, 위치 벡터 Sc(i_x, i_y, i_z)와 같이, 원점으로부터의 벡터로 표기한다. 각 좌표점(p)에서는 발진원 판단의 모드로서, 「발진원」, 「발진원이 아니다」 및 「미판정」의 3개 중 어느 하나가 설정된다.

도 10의 흐름도를 참조하면서, 특정한 시각에 있어서 기간 T_d(i_t)에 있어서의 강하 매진의 발생원을 특정할 때의 본 실시 형태의 발진원 탐색 장치의 처리의 일례를 설명한다.

우선, 스텝 S201에 있어서, 발진원 탐색 장치는 모든 좌표점(p)에 있어서, 발진원 판단 모드를 「미판정」으로 초기화한다.

다음에, 스텝 202에 있어서, 발진원 탐색 장치는 당해 기간 T_d(i_t)에 있어서의 대표 풍속 WD, 대표 풍속 WS 및 입경 구분을 설정한다. 이들 설정 방법은 제1 실시 형태와 마찬가지여도 된다.

다음에, 스텝 S203에 있어서, 발진원 탐색 장치는 미선택의 강하 매진 관리 지점(강하 매진 관리 지점은 번호 i_M으로 구별됨. n_M≥i_M≥1임)을 선택한다. 그리고, 스텝 S203 내지 205에 있어서, 발진원 탐색 장치는 모든 강하 매진 관리 지점(i_M)에 대해, 상기 스텝 S1001(탐색 영역 설정)의 처리를 적용하여, 대표 강하 매진량 M(i_M)을 각각 설정한다.

모든 강하 매진 관리 지점(i_M)에 대해 대표 강하 매진량 M(i_M)을 각각 설정하면, 스텝 S206으로 진행한다. 스텝 S206으로 진행하면, 발진원 탐색 장치는 미선택의 강하 매진 관리 지점(i_M1)을 1개 선택한다.

다음에, 발진원 탐색 장치는 스텝 S207에 있어서, 미선택의 강하 매진 관리 지점(i_M2)을 1개 선택하고, 스텝 S208에 있어서, 미선택의 좌표점(p)을 1개 선택한다.

다음에, 스텝 S209 이후에 있어서, 발진원 탐색 장치는 모든 좌표점(p)에 관하여, 2개의 강하 매진 평가 지점(i_M1, i_M2)의 모든 조합에 있어서의 처리를 기초로, 발진원의 판정을 행한다. 이하에, 특정한 좌표점(p)에 있어서의, 서로 다른 2개의 특정한 강하 매진 관리 지점(i_M1, i_M2)을 사용한 발진원의 판정 방법의 일례를 나타낸다.

도 11은 발진원의 탐색 방법의 개요의 일례를 설명하는 도면이다.

도 11에서는 강하 매진 평가 지점(i_M1, i_M2)에 각각 대응하는 발진원 탐색 영역을, γ(i_M1), γ(i_M2)로서 나타낸다. 여기서는, 발진원 탐색 영역[γ(i_M1), γ(i_M2)]의 공통 영역(51) 내에 존재하는 좌표점(p)만을 발진원 판정의 대상으로 한다.

도 10의 설명으로 돌아가, 스텝 S209에 있어서, 발진원 탐색 장치는 좌표점(p)의 위치 벡터 Sc(i_x, i_y, i_z)를 정한다. 위치 벡터 Sc는 좌표축의 원점을 시점으로 하여, 각 좌표축 성분이 각각 i_x번째, i_y번째, i_z번째인 좌표축의 분할점이 되는 점[즉, 좌표점(p)]을 종점으로 하도록 설정된다.

다음에, 스텝 S210에 있어서, 발진원 탐색 장치는 강하 매진 관리 지점(i_M1, i_M2)에 각각 대응하는 발진원 탐색 범위[γ(i_M1), γ(i_M2)]의 공간 상에서의 공통 영역(11) 내에 좌표점(p)이 존재하는지 여부를 판정한다. 이 판정의 결과, 공통 영역(11) 내에 좌표점(p)이 존재하고, 또한 좌표점(p)에서의 발진원 판정 모드가 「발진원이 아니다」가 아닌 경우에는 스텝 S211로 진행한다. 한편, 공통 영역(11) 내에 좌표점(p)이 존재하지 않는 경우, 또는 좌표점(p)에서의 발진원 판정 모드가 「발진원이 아니다」인 경우에는, 스텝 S215, S207로 진행하여, 발진원 탐색 장치는 좌표점(p)을 변경하고, 다시, 발진원 탐색 범위 내에 좌표점(p)이 존재하는지의 판정을 행한다.

다음에, 스텝 S211에 있어서, 발진원 탐색 장치는 강하 매진 관리 지점(i_M1, i_M2)에 각각 대응하는 좌표점(p)의 추정 발진량 E(p, i_M1), E(p, i_M2)를, 상기 스텝 S1002(발진량 추정)의 처리를 적용하여 산출한다.

다음에, 스텝 S212에 있어서, 발진원 탐색 장치는, 추정 발진량 E(p, i_M1) 및 E(p, i_M2)의 비 R을 산출한다. 이 비 R의 산출에 있어서는, E(p, i_M)를 산출할 때에 도입된 경험항 B₁이 상쇄되므로, 보다 정밀도를 향상시킬 수 있다. 비 R은 E(p, i_M1)/E(p, i_M2)여도 되고, E(p, i_M2)/E(p, i_M1)여도 된다.

다음에, 스텝 S213에 있어서, 발진원 탐색 장치는 좌표점(p)이 발진원인지의 판정을 행한다. 본 실시 형태에서는, 발진원 탐색 장치는 상기 비 R이, 소여의 상하한 임계값 R_max, R_min의 범위 내이면, 당해 좌표점(p)을 시간 스케일이 시간 주기 Δt_d 이상인 「발진원」이라고 판정한다. 한편, 상기 R이, 상하한 임계값 R_max, R_min의 범위 외이면, 당해 좌표점(p)을 「발진원이 아니다」라고 판정한다.

이 판정법의 근거는 다음과 같다. 시간 스케일이 시간 주기 Δt_d 이상인 비정상 발진원은, 정의상, 기간 T_d(i_t) 내에서는 발진량의 변동은 충분히 작다. 따라서, 발진량이 다른 발진원에 비해 큰 발진원, 즉 주요한 발진원의 탐색을 행하는 한에 있어서는, 이곳으로부터 발생한 강하 매진은 기간 T_d(i_t) 중에 도달할 수 있는 모든 강하 매진 평가 지점에 있어서 지배적이라고 생각된다. 이때, 이 기간 T_d(i_t) 중에 도달할 수 있는 강하 매진 평가 지점이 복수 존재하는 것이면, 이들 강하 매진 평가 지점에서 관측되는 강하 매진량은 당해 발진원과, 이들 각 강하 매진 평가 지점 사이의 거리의 함수(즉, 플룸식)에 따라서, 서로 일정한 비율을 나타낼 것이다. 따라서, 이 조건을 만족시키는 좌표점(p)은 주요한 발진원으로서의 가능성이 높으므로, 발진원 판정을 「발진원」으로 한다.

한편, 가령, 이 각 강하 매진 평가 지점 사이에서의 강하 매진량의 측정값의 비가 플룸식으로부터 산출되는 값과 크게 다른 것이면, 기간 T_d(i_t) 중에 복수의 강하 매진 관리 지점에 강하 매진이 도달할 수 있는 위치에 존재하는 좌표점(p)이어도, 이 좌표점(p)은 허위의 발진원일 가능성이 높으므로, 발진원 판정을 「발진원이 아니다」로 한다.

상기 비 R이, 소여의 상하한 임계값 R_max, R_min의 범위 내라고 판정되면, 스텝 S214로 진행하고, 발진원 탐색 장치는 「발진원」이라고 판정된 좌표점(p)에 대해, 추정 발진량 E(p, i_M1) 및 E(p, i_M2)를 사용하여 당해 좌표점(p)에 고유한 추정 발진량 E(p, i_M)를 산출한다. E(p, i_M)의 산출 방법은, 예를 들어 추정 발진량 E(p, i_M1) 및 E(p, i_M2)의 평균값을 사용할 수 있다.

마찬가지로, 모든 좌표점(p)에 있어서의 발진원의 판정을 2개의 강하 매진 관리 지점(i_M1, i_M2) 사이의 모든 조합에 대해 행한다. 좌표점(p) 중, 어느 발진원 탐색 범위에도 포함되지 않는 등의 이유로 「발진원」 또는 「발진원이 아니다」의 어느 것으로도 판정되지 않았던 좌표점에서는, 초기값의 「미판정」이 발진원 판정 모드로서 남는다.

이와 같이, 본 실시 형태에서는 강하 매진 관리 지점(i_M)으로부터 풍상으로 신장시키는 발생원 탐색 영역[γ(i_M)]에 플룸식 사고 방식을 도입함으로써, 발생원에서의 발생량의 추정이 가능해지고, 이를 사용하여 강하 매진량의 측정값이 클 때의 풍상에 발진원이 존재한다고 하는 단순한 판정이나, 혹은 발진원 탐색선끼리가 교차하는 것만을 이용한 발진원 판정이라고는 할 수 없는 고도의 발진원 판정을 실현할 수 있다.

(제5 실시 형태)

다음에, 본 발명의 제5 실시 형태에 대해 설명한다.

본 실시 형태에서는, 2 이상의 자연수인 n_t개의, 연속되는 기간 T_d(i_t)로부터 구성되는 시간을 기간 T_g(k)라고 정의한다. 여기서, 기간 T_g(k)의 시점의 시각을 t_g(k－1)로 하고, 이때의 i_t를 0으로 한다. 기간 T_g(k)의 종점의 시각을 t_g(k)로 하고, 이때의 i_t를 n_t로 한다. k는 강하 매진 계측 개시 시각을 0으로 하고, 1씩 증가하는 정수이다. 본 실시 형태는 개개의 기간 T_g(k)에 있어서의 강하 매진의 발생원을 특정하는 것이고, Δt_g(＝n_tㆍΔt_d) 이상의 시간 스케일(즉, 발진 계속 시간)을 갖는 발진원을 대상으로 한다. 또한, 본 실시 형태는 제5 실시 형태와 동일한 측정값을 사용하여, 이를 시간 주기 Δt_g마다 집계하여 발진원의 탐색을 행함으로써, 발진원의 판정을 행하는 좌표점의 수를 실질적으로 확대하는 방법이다.

다음에, 도 12의 흐름도를 참조하면서, 특정한 시각 t_g(k)에 있어서 기간 T_g(k)에 있어서의 본 실시 형태의 강하 매진의 발생원을 특정할 때의 본 실시 형태의 발진원 탐색 장치의 처리의 일례를 설명한다. 또한, 이하의 설명에 있어서는, 제5 실시 형태와 동일한 부분에 관한 상세한 설명을 생략한다.

우선, 스텝 S301에 있어서, 발진원 탐색 장치는 모든 좌표점에 있어서, 발진원 판단 모드를 「미판정」으로 초기화한다.

다음에, 스텝 S302에 있어서, 발진원 탐색 장치는 입경 구분을 설정한다.

다음에, 모든 강하 매진 관리 지점(i_M)에 대해, 대표 강하 매진량, 대표 풍향 및 대표 풍속을 설정한다. 구체적으로는, 우선, 스텝 S303에 있어서, 발진원 탐색 장치는 미선택의 강하 매진 관리 지점(i_M)을 1개 선택한다. 다음에, 스텝 S304에 있어서, 발진원 탐색 장치는 특정한 강하 매진 관리 지점(i_M)에 대해, 기간 T_g(k)에 포함되는 모든 기간 T_d(i_t) 중에서 최대의 강하 매진량의 측정값 m을 나타내는 시각 t_d(i_tmax)를 구한다. 여기서, i_t는, 기간 T_g(k) 내에 있어서의 기간 T_d(i_t)의 순서이고, 1≤i_t≤n_t이다. i_tmax는 기간 T_g(k)에 포함되는 모든 기간 T_d(i_t) 중에서 최대의 강하 매진량의 측정값 m을 나타내는 시각 t_d(i_tmax)가 되는 i_t의 순서이다.

다음에, 발진원 탐색 장치는, 스텝 S305에 있어서, i_t를 인크리먼트하고, 스텝 S306에 있어서, i_t가 그 최대값 n_t를 초과하였는지 여부를 판정한다. 이 판정의 결과, i_t가 그 최대값 n_t를 초과하고 있지 않은 경우에는 스텝 S304로 복귀된다. 그리고, 모든 i_t에 대해, 기간 T_g(k)에 포함되는 모든 기간 T_d(i_t) 중에서 최대의 강하 매진량의 측정값 m을 나타내는 시각 t_d(i_tmax)를 구한다.

다음에, 스텝 S307에 있어서, 발진원 탐색 장치는 당해 강하 매진 관리 지점(i_M)에 관한 대표 강하 매진량 M(i_M), 대표 풍향 WD(i_M) 및 대표 풍속 WS(i_M)를 설정한다. 이들의 대표값을 설정하는 방법에는, 예를 들어 제1 법으로서, 대표 강하 매진량 M(i_M)으로서, 최대의 강하 매진량이 측정된, 기간 T_d(i_tmax)에서의 강하 매진량의 측정값 m을 사용할 수 있다. 마찬가지로, 대표 풍향 WD(i_M), 대표 풍속 S(i_M)로서, 최대의 강하 매진량이 측정된, 기간 T_d(i_tmax)에서 각각 풍향의 측정값의 평균값, 풍속의 측정값의 평균값을 사용할 수 있다.

혹은, 대표 강하 매진량 M(i_M), 대표 풍향 WD(i_M) 및 대표 풍속 WS(i_M)를 설정하는 제2 법으로서, 이하의 방법을 사용할 수도 있다. 즉, 풍향 및 풍속에 상 하한의 임계값을 마련하여, 풍향ㆍ풍속의 측정값을 풍향ㆍ풍속 구분으로 분류함과 함께, 기간 T_g(k) 내에 있어서의 모든 기간 T_d(i_t)에서의 강하 매진량의 측정값 m을, 대응하는 풍향ㆍ풍속 구분으로 분류한 후, 각 풍향ㆍ풍속 구분 내에서, 강하 매진량의 측정값 m의 평균값을 구한다. 각 풍향ㆍ풍속 구분 사이에서의 강하 매진량의 측정값 m의 최대값을 대표 강하 매진량 M(i_M)으로 하고, 이 강하 매진량의 측정값 m의 최대값이 속하는 풍향, 풍속 구분에 대응하는 풍향, 풍속을, 각각 대표 풍향 WD(i_M), 대표 풍속 WS(i_M)로 한다.

풍향ㆍ풍속 구분에 대응하는 풍향, 풍속의 산출 방법에는, 예를 들어 당해 풍향ㆍ풍속 구분에 대응하는 상한 임계값 및 하한 임계값의 평균값을 사용할 수 있다. 상기 제1 법은, 상기 제2 법에 있어서, 풍향ㆍ풍속 구분을 극단적으로 세분화한, 제2 법의 특수한 경우에 상당하고, 실질적으로 각 풍향ㆍ풍속 구분으로 분류되는 측정값이 1세트 이하로 된다(대부분의 풍향ㆍ풍속 구분으로는 측정값이 분류되지 않음). 기간 T_g(k)로서는, 상기 제1 법의 경우, 예를 들어 시간 주기 Δt_d의 6주기분(시간 주기 Δt_d가 10분일 때, 1시간)을 채용할 수 있다. 또한, 상기 제2 법에 있어서, 풍향ㆍ풍속 구분마다의 측정값의 평균화에 의한 데이터의 안정성을 확보하는 경우에는, 기간 T_g(k)로서, 예를 들어 100주기 이상의 시간 주기 Δt_d를 채용할 수도 있다. 풍향의 임계값에는, 예를 들어 1 내지 22.5°마다의 분할을 사용할 수 있다. 또한, 풍속의 임계값에는 1 내지 5m/s마다의 분할을 사용할 수 있다.

다음에, 스텝 S308에 있어서, 발진원 탐색 장치는 강하 매진 관리 지점(i_M)에 대해, 상기 스텝 S1001(탐색 영역 설정)의 처리를 적용하여, 대표 강하 매진량 M(i_M)을 각각 설정한다. 그리고, 스텝 S309에 있어서, 발진원 탐색 장치는 모든 강하 매진 관리 지점(i_M)을 선택하였는지 여부를 판정하여, 모든 강하 매진 관리 지점(i_M)을 선택하지 않은 경우에는 스텝 S303으로 복귀된다. 이와 같이 하여, 모든 강하 매진 관리 지점(i_M)에 대한 설정을 행할 수 있다.

이후의 스텝 S310부터 S321은 제5 실시 형태에서 설명한 스텝 S206부터 S217과 마찬가지이다. 이와 같이 하여, 본 실시 형태에 있어서, 발진원의 판정 및 추정 발진량 E(p, i_M)를 구할 수 있다.

본 실시 형태에서는 시간 스케일이 시간 주기 Δt_g 이상인 비정상 발진원을 특정할 수 있다. 또한, 본 실시 형태에서는 제4 실시 형태와는 달리, 일반적으로, 대표 풍향 WDㆍ대표 풍속 WS가 강하 매진 관리 지점(i_M)마다 다르다. 이로 인해, 각 강하 매진 평가 지점(i_M)의 발진원 탐색 영역[γ(i_M)]은 각 강하 매진 평가 지점(i_M)의 근방에 있어서 서로 교차하기 쉬워진다. 따라서, 본 실시 형태는 강하 매진 평가 지점(i_M)의 근방에서의 발진원 판정에 유리하다.

본 실시 형태에서는 플룸식에 기초하는 발진원 탐색 영역[γ(i_M)] 내에서의 발진량의 추정값이 존재하므로, 종래법에서와 같이, 최대의 강하 매진량이 되는 풍향인지 여부의 정보뿐만 아니라, 특정한 풍향에 있어서의 강하 매진량의 정보(즉, 다른 풍향 조건에서의 강하 매진량과의 상대값 정보뿐만이 아님)를, 발진원의 판정에 적용할 수 있기 때문이다. 이것의 이점을 이하에 구체적으로 설명한다.

도 13은 종래법에 있어서의 발생원의 탐색 방법을 모식적으로 도시한 도 14에 도시한 것과 동일한 대상계에 대해, 본 실시 형태의 방법을 적용한 발생원의 탐색 방법을 모식적으로 도시하는 도면이다. 도 13을 사용하여 본 실시 형태의 이점을 설명한다.

상술한 바와 같이, 종래 기술에서는, 도 14에 있어서, 발생원 탐색선(2, 3, 4)의 교점(6, 7, 8)을 발진원이라고 간주한다. 그러나, 종래 기술에서는 발생원 탐색선(2, 3, 4) 상에서의 발생량의 정보가 부족하기 때문에, 이들 개개의 교점(6, 7, 8)이 발진원으로서 타당한지에 대해, 그 이상 정보를 얻을 수는 없다.

예를 들어, 교점(6)은 실제로 주요한 발생원일 가능성도 있지만, 다른 주요한 발진원에 의한 강하 매진 관리 지점(i_M1, i_M2)으로의 영향에 의해 외관상, 간단히 이 교점(6)에서 발생원 탐색선(2, 3, 4)이 교차했을 뿐일지도 모른다[예를 들어, 강하 매진 관리 지점(i_M1)에 관한 주요한 발생원은 교점(7)이고, 강하 매진 관리 지점(i_M2)에 관한 주요한 발진원은 교점(8), 혹은 시설 c보다도 강하 매진 관리 지점(i_M2)에 가까운 위치에 존재하는 미지의 발생원일지도 모른다].

종래법에서는, 이들 중 어느 것이 진실한 발진원인지를 판단하는 것은 불가능했다. 특히, 발생원이라고는 상정되어 있지 않은 지점에서 발생원 탐색선의 교차가 발생한 경우[예:교점(7, 8)], 이 교점이 미지의 발진원인지, 혹은, 단순한 외관상의 발생원 탐색선의 교차(즉, 발생원이 아님)인지를 식별할 수는 없으므로, 발진원을 과검출하거나(교차점을 모두 발생원이라고 판정하는 경우), 미지의 발진원의 검출이 불가능한(미리 발생원으로서 상정하고 있지 않은 지점에서의 발생원 탐색선의 교차를 모두 허위라고 판정한) 것 중 어느 하나의 문제에 빠지는 것을 피할 수 없었다.

한편, 상술한 각 실시 형태에서는, 도 13에 도시한 바와 같이, 발진원 탐색 영역의 교차 영역에 있어서, 발진원으로서 타당한지의 조사를 행할 수 있다. 즉, 예를 들어 도 13에 있어서, 도 14의 교점(6, 7, 8)에 각각 대응하는 평가점으로서, 발진원 탐색 영역[γ(i_M1)ㆍγ(i_M2), γ(i_M2)ㆍγ(i_M3), γ(i_M1)ㆍγ(i_M3)] 사이의 공통 영역 내에 존재하는, 좌표점(p₁, p₂, p₃)이 얻어진 것으로 한다. 이때, 예를 들어 좌표점(p₁)의 발진원으로서의 타당성을 평가하기 위해서는, 좌표점(p₁)의 강하 매진 평가 지점(i_M1 및 i_M2)에 각각 대응하는 추정 발진량 E(p₁, i_M1)와 E(p₁, i_M2)를 비교함으로써, 정량적으로 발진원을 판정할 수 있다.

또한, 도 14에 도시하는 종래법에 있어서는, 2차원적인 발진원 판정이었으므로, 발진원 탐색선(2, 3, 4)의 교점(6, 7, 8)을 모두 발진원으로 간주하는 폐해가 있었다. 이에 대해, 상술한 각 실시 형태에서는, 발진원 탐색 영역[γ(i_M)]은 강하 매진 평가 지점(i_M)에서 얻어진 강하 매진 샘플의 입경의 분석 결과를 사용하여, 3차원 공간 상에 전개된다. 이로 인해, 종래법에 있어서, 도 13의 평면도에서는 언뜻 보면, 발진원 탐색 영역[γ(i_M)]끼리가 교차하고 있는 것처럼 보여도, 연직 방향의 분포에서는 당해 발원 탐색 영역[γ(i_M)] 사이에 공통 영역이 존재하지 않는 경우가 많이 발생한다. 이로 인해, 상술한 각 실시 형태에서는, 도 14에 있어서의 평면 상에서의 교차점에 대응하는 특정점 중, 실제로는 발진원으로는 될 수 없는(즉, 3차원 공간 상에서 진원 탐색 영역 사이의 공통 영역 내에 존재하지 않는) 점을 발진원 후보로부터 제외할 수 있어, 발진원의 탐색을 보다 고정밀도로 행할 수 있다.

(제6 실시 형태)

다음에, 본 발명의 제6 실시 형태에 대해 설명한다. 상술한 비정상 발진원의 탐색을, 방사성의 비정상 발진원의 탐색에 적용할 수 있다.

질량의 측정을 위해 포집한 강하 매진의 방사선량을 측정하여, 소정의 방사선량 임계값 이상의 입자, 또는 입자군을 검출했을 때만, 예를 들어 제4 내지 제6 실시 형태와 동일한 비정상 발진원의 탐색을 행함으로써, 방사성의 비정상 발진원을, 다른 비방사성의 발진원으로부터 분리하여 특정할 수 있다. 강하 매진의 방사선의 측정 방법은, 예를 들어 특허문헌 7 내지 9 등의 방법을 사용할 수 있다. 소정의 방사선량 임계값에는, 예를 들어 1밀리베크렐을 사용할 수 있다.

또한, 강하 매진의 분류는 방사성 물질로 한정되지 않고, 평가 지점에서 포집한 강하 매진 시료를 매진종마다 분류하여, 분류된 어느 하나의 매진종에 대해, 발진원인지 여부를 판정해도 된다.

매진종의 분류는 개개의 강하 매진종의 물성의 분석 결과로부터 분류하는 등의 공지의 방법을 사용할 수 있다. 예를 들어, 전자 현미경인 EPMA를 사용하여 개개의 강하 매진 시료의 성분 구성률을 정량적으로 구하여, 이 성분 구성에 기초하여 매진종마다 분별해도 된다.

이와 같은 취급에 의해, 매진종이 복수 존재하는 강하 매진의 발진원을 특정할 수 있다.

또한, 이상 설명한 본 발명의 실시 형태 중, 발진원 탐색 장치가 행하는 처리(예를 들어, 도 9, 도 10, 도 12의 흐름도에 의한 처리)는 컴퓨터가 프로그램을 실행함으로써 실현할 수 있다. 또한, 상기 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체 및 상기 프로그램 등의 컴퓨터 프로그램 프로덕트도 본 발명의 실시 형태로서 적용할 수 있다. 기록 매체로서는, 예를 들어 플렉시블 디스크, 하드 디스크, 광 디스크, 광자기 디스크, CD-ROM, 자기 테이프, 불휘발성의 메모리 카드, ROM 등을 사용할 수 있다.

또한, 이상 설명한 본 발명의 실시 형태는 모두 본 발명을 실시하는 데 있어서의 구체화의 예를 나타낸 것에 지나지 않고, 이들에 의해 본 발명의 기술적 범위가 한정적으로 해석되어서는 안되는 것이다. 즉, 본 발명은 그 기술 사상, 또는 그 주요한 특징으로부터 일탈하지 않고, 다양한 형태로 실시할 수 있다.

본 발명은 원자력 발전소 등의 발진량(발진원에 있어서의 강하 매진의 발생 속도)이 비정상적으로 변동되는 강하 매진의 발진원을 탐색하는 방법에 널리 적용할 수 있고, 강하 매진의 발진원을 효율적이고 또한 정확하게 탐색할 수 있다.

1 : 풍향별 강하 매진량 분포
2, 3, 4, 5 : 발생원 탐색선
6, 7, 8 : 발생원 탐색선의 교점
9 : 강하 매진 플룸의 중심축
10a, 10b, 10c, 10d : 플룸의 중심축
11 : 발진원 탐색 영역의 중심축
12 : 입경 구분 내 최대 입자 직경에 있어서의 강하 매진 플룸의 중심축
13 : 입경 구분 내 최소 입자 직경에 있어서의 강하 매진 플룸의 중심축
41, 51 : 발진원 탐색 영역 사이의 공통 영역
a, b, c, d, e : 미리 상정되는 발생원
i₁, i₂, i₃, i_M, i_N, i_M1, i_M2, i_M3 : 강하 매진 평가(관리) 지점
i_o1, i_o2, i_o3, i_o4 : 발진원
p, p₁, p₂, p₃, p₄ : 좌표점
L₀ : 발진원을 배치하는 x'
O : 원점
WD : 풍향
α(i_o1), α(i_o2), α(i_o3), α(i_o4) : 플룸
σ_y(L₀), σ_z(x') : 플룸의 확산 폭
γ(i_M), γ(i_M, i_t), γ(i_N, i_t), γ(i_M1), γ(i_M2), γ(i_M3), γ(i₁, i_tmax), γ(i₂, i_tmax), γ(i₃, i_tmax), γ(i₃, i_t2) : 발진원 탐색 범위
θ : 플룸의 중심축의 경사 각도
θ_max : 입경 구분 내 최대 입자 직경에 있어서의 플룸의 중심축의 경사 각도
θ_min : 입경 구분 내 최소 입자 직경에 있어서의 플룸의 중심축의 경사 각도

Claims (22)

1. 시간 주기 Δt_d마다의 i_t번째의 시각을 시각 t_d(i_t)로 하고, 서로 다른 2개 이상의 강하 매진 평가 지점 i에 있어서의, 시각 t_d(i_t－1)로부터 시각 t_d(i_t)까지의 기간인 기간 T_d(i_t)에 강하 매진을 포집하여, 단위 시간당의 강하 매진량 M의 측정값을 얻는 매진량 설정 공정과;
   상기 강하 매진 평가 지점 i의 근방에 있어서, 상기 기간 T_d(i_t)에 상기 시간 주기 Δt_d보다도 짧은 시간 주기 Δt_wint로 연속적으로 풍향을 측정하여, 상기 기간 T_d(i_t)에 있어서의 대표 풍향 WD(i_t)를 도출하는 대표 풍향 도출 공정과;
   상기 강하 매진 평가 지점 i의 근방에 있어서, 상기 기간 T_d(i_t)에 상기 시간 주기 Δt_wint로 연속적으로 풍속을 측정하여, 상기 기간 T_d(i_t)에 있어서의 대표 풍속 WS(i_t)를 도출하는 대표 풍속 도출 공정과;
   상기 기간 T_d(i_t)에 포집된 강하 매진 입자의 낙하 속도의 계측값 또는 강하 매진 입자의 입경 분포로부터, 상기 기간 T_d(i_t)에 있어서의 개개의 강하 매진 입자의 입자 낙하 속도 V_s를 도출하는 입자 낙하 속도 도출 공정과;
   상기 기간 T_d(i_t)에 있어서의 강하 매진 탐색 영역 γ(i, i_t)로서, 제1 강하 매진 평가 지점(i_M)을 시점으로 하여, 상기 대표 풍향 WD(i_t)의 풍상으로 연장되는 제1 중심축을 가짐과 함께, 상기 제1 중심축의 주위에 제1 강하 매진 발생원 탐색 영역 폭을 형성하여 상기 제1 중심축으로부터 수직 방향으로 상기 제1 강하 매진 발생원 탐색 영역 폭까지의 거리의 범위를 영역으로 하는 제1 강하 매진 발생원 탐색 영역[γ(i_M, i_t)]과, 상기 제1 강하 매진 평가 지점(i_M)과는 다른 제2 강하 매진 평가 지점(i_N)을 시점으로 하여, 상기 대표 풍향 WD(i_t)의 풍상으로 연장되는 제2 중심축을 가짐과 함께, 상기 제2 중심축의 주위에 제2 강하 매진 발생원 탐색 영역 폭을 형성하여 상기 제2 중심축으로부터 수직 방향으로 상기 제2 강하 매진 발생원 탐색 영역 폭까지의 거리의 범위를 영역으로 하는 제2 강하 매진 발생원 탐색 영역[γ(i_N, i_t)]을 설정하는 강하 매진 발생원 탐색 영역 설정 공정과;
   상기 제1 강하 매진 평가 지점(i_M)에 있어서, 1개 또는 2개 이상의 연속되는 상기 기간 T_d(i_t)를 포함하는 기간 T_g(k) 내에서 측정한 상기 강하 매진량 M의 측정값이 최대가 되는 시각 t_d(i_t)에 있어서의 최대 강하 매진량 M_max(i_M)와, 당해 시각 t_d(i_t)에 있어서의 상기 제1 강하 매진 평가 지점(i_M)에 있어서의 i_t인 i_max(i_M)와, 당해 시각 t_d(i_t)에 있어서의 상기 대표 풍향 WD_max와 상기 대표 풍속 WS_max를 도출하는 최대 강하 매진 정보 도출 공정과;
   상기 제1 강하 매진 발생원 탐색 영역[γ(i_M, i_t)]으로서 γ[i_M, i_max(i_M)]를, 상기 제2 강하 매진 발생원 탐색 영역[γ(i_N, i_t)]으로서 상기 기간 T_g(k) 내의 임의의 기간 T_d(i_t)에 대응하는 i_t를 사용하여, 상기 제1 강하 매진 발생원 탐색 영역 γ[i_M, i_max(i_M)] 및 상기 제2 강하 매진 발생원 탐색 영역[γ(i_N, i_t)]의 양쪽 중에 포함되는 좌표점(p)과, 상기 제1 강하 매진 평가 지점(i_M)과의 사이의 제1 거리 L_d(i_M) 및 상기 좌표점(p)과 상기 제2 강하 매진 평가 지점(i_N) 사이의 제2 거리 L_d(i_N)를 산출하는 거리 산출 공정과;
   상기 좌표점(p)을 포함하는 상기 제1 강하 매진 발생원 탐색 영역[γ(i_M, i_max)]의 상기 제1 중심축의 수직면에 있어서의 상기 제1 강하 매진 발생원 탐색 영역의 단면적인 제1 발진원 탐색 영역 중심축 수직 단면적 S_p1을, 상기 제1 강하 매진 발생원 탐색 영역 폭을 사용하여 산출하고, 상기 좌표점(p)을 포함하는 상기 제2 강하 매진 발생원 탐색 영역[γ(i_N, i_t)]의 상기 제2 중심축의 수직면에 있어서의 상기 제2 강하 매진 발생원 탐색 영역의 단면적인 제2 발진원 탐색 영역 중심축 수직 단면적 S_p2를, 상기 제2 강하 매진 발생원 탐색 영역 폭을 사용하여 산출하는 단면적 산출 공정과;
   상기 제1 발진원 탐색 영역 중심축 수직 단면적 S_p1에 비례하는 제1 가정 발진량 E₁과, 상기 제2 발진원 탐색 영역 중심축 수직 단면적 S_p2에 비례하는 제2 가정 발진량 E₂를 산출하는 발진량 산출 공정과;
   상기 좌표점(p)을 포함하는 복수의 강하 매진 발생원 탐색 영역의 어느 조합에 대해, 상기 발진량 산출 공정에 있어서 산출된, 상기 제1 가정 발진량 E₁과 상기 제2 가정 발진량 E₂의 비가 소정의 상하한 임계값의 범위 내이면, 상기 좌표점(p)을, 상기 기간 T_g(k)에 있어서의 상기 시간 주기 Δt_g 이상의 시간 스케일을 갖는 주요한 비정상 발진원이라고 판단하고, 상기 발진량 산출 공정에 있어서 산출된, 상기 제1 가정 발진량 E₁과 상기 제2 가정 발진량 E₂의 비가 상기 소정의 상하한 임계값의 범위 외이면, 상기 좌표점(p)을, 상기 기간 T_g(k) 기간에 있어서의 상기 시간 주기 Δt_g 이상의 시간 스케일을 갖는 주요한 비정상 발진원이 아니라고 판단함과 함께, 상기 좌표점(p)이 상기 제1 강하 매진 발생원 탐색 영역과 상기 제2 강하 매진 발생원 탐색 영역 중 어느 쪽에도 포함되지 않는 경우에는 상기 좌표점(p)에서의 강하 매진의 비정상 발진원의 판단을 행하지 않는, 발진원 판정 공정을 포함하고,
   플룸식에 있어서, 상기 제1 강하 매진 발생원 탐색 영역 중심축을 플룸 중심축으로 하여, 상기 플룸 중심축 상의 상기 제1 거리에 있어서의 플룸 확산 폭을 산출하고, 산출된 상기 플룸 확산 폭을, 상기 제1 강하 매진 발생원 탐색 영역 폭으로서 사용하고, 상기 제2 강하 매진 발생원 탐색 영역 중심축을 플룸 중심축으로 하여, 상기 플룸 중심축 상의 상기 제2 거리에 있어서의 플룸 확산 폭을 산출하고, 산출된 상기 플룸 확산 폭을, 상기 제2 강하 매진 발생원 탐색 영역 폭으로서 사용하는 것을 특징으로 하는, 강하 매진의 비정상 발진원 위치의 탐색 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 기간 T_d(i_t)는 연속되는 2개 이상의 상기 시각 t_d(i_t)를 포함하는 시간 주기 Δt_g마다의 시각이며 k번째의 시각을 t_g(k)로 한 경우의, 시각 t_g(k－1)로부터 시각 t_g(k)까지의 평가 기간인 상기 기간 T_g(k)에 포함되는 임의의 기간인 것을 특징으로 하는, 강하 매진의 비정상 발진원 위치의 탐색 방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 제1 강하 매진 발생원 탐색 영역[γ(i_M, i_max)]을, 상기 기간 T_g(k)에 있어서의 상기 제1 강하 매진 평가 지점(i_M)에 관한 비정상 강하 매진 탐색 영역으로서 설정하고, 상기 제2 강하 매진 발생원 탐색 영역[γ(i_N, i_t)]을 상기 기간 T_g(k)의 임의의 시각 t_d(i_t)에 있어서의 상기 제2 강하 매진 평가 지점(i_N)에 관한 비정상 강하 매진 탐색 영역으로서 설정하는 것을 특징으로 하는, 강하 매진의 비정상 발진원 위치의 탐색 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 대표 풍향 도출 공정에 있어서, 상기 대표 풍향 WD(i_t)는 상기 기간 T_d(i_t)에 있어서의 상기 풍향의 측정값의 평균값으로서 도출되는 것을 특징으로 하는, 강하 매진의 비정상 발진원 위치의 탐색 방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 대표 풍속 도출 공정에 있어서, 상기 대표 풍속 WS(i_t)는 상기 기간 T_d(i_t)에 있어서의 상기 풍속의 측정값의 평균값으로서 도출되는 것을 특징으로 하는, 강하 매진의 비정상 발진원 위치의 탐색 방법.
6. 제1항에 있어서, 상기 입자 낙하 속도 도출 공정에 있어서, 상기 입자 낙하 속도 V_s는 상기 기간 T_d(i_t)에 있어서의 상기 강하 매진의 상기 낙하 속도의 측정값의 평균값으로서 도출되는 것을 특징으로 하는, 강하 매진의 비정상 발진원 위치의 탐색 방법.
7. 제1항에 있어서, 상기 강하 매진 발생원 탐색 영역 중심축은 상기 풍향의 풍상 방향을 수평 성분으로서 가짐과 함께, 상기 강하 매진의 상기 입자 낙하 속도 V_s를 상기 대표 풍속 WS로 제산한 값 V_s/WS를 연직 구배로서 갖고;
   상기 플룸식에 있어서 상기 강하 매진 발생원 탐색 영역 중심축을 상기 플룸 중심축으로 하여, 상기 플룸 중심축 상의 상기 제1 또는 제2 거리에 있어서의 수평 방향의 플룸 확산 폭(σ_y)을 상기 강하 매진 발생원 탐색 영역 폭의 수평 성분으로서 사용하고, 상기 플룸 중심축 상의 상기 제1 또는 제2 거리에 있어서의 연직 방향의 플룸 확산 폭(σ_z)을 상기 강하 매진 발생원 탐색 영역 폭의 연직 성분으로서 각각 사용하는 것을 특징으로 하는, 강하 매진의 비정상 발진원 위치의 탐색 방법.
8. 제1항에 있어서, 상기 플룸 확산 폭(σ_y 및 σ_z)과, 상기 플룸 중심축 상의 발생원으로부터의 거리 x와, 발진량 Q_P와, 상기 대표 풍속 WS와, 상수 B와, 상기 플룸 확산 폭(σ_y 및 σ_z)을 사용하여 정의되는 플룸 범위를 사용하고, 상기 플룸 중심축 상의 발생원으로부터의 거리 x에서의 매진 농도 C(x)를 표현하는 이하의 식 A 및 식 B를, 상기 플룸식으로서 사용하는 것을 특징으로 하는, 강하 매진의 비정상 발진원 위치의 탐색 방법.
   [식 A]
   

   

   
   [식 B]
   

   
9. 제8항에 있어서, 상기 플룸 확산 폭(σ_y 및 σ_z) 중, 보다 긴 쪽의 2배를 장축, 짧은 쪽의 2배를 단축으로 한 타원을 상기 플룸 중심축에 수직인 방향의 플룸의 단면 형상으로 하고, 상기 타원의 내측을 플룸 범위 내로 하는 것을 특징으로 하는, 강하 매진의 비정상 발진원 위치의 탐색 방법.
10. 제7항에 있어서, 상기 플룸 확산 폭(σ_y 및 σ_z)과, 상기 플룸 중심축 상의 발생원으로부터의 거리 x와, 발진량 Q_P와, 상기 대표 속도 WS와, 상수 B와, 상기 플룸 확산 폭(σ_y 및 σ_z)을 사용하여 정의되는 플룸 범위를 사용하고, 상기 플룸 중심축 상의 발생원으로부터의 거리 x에서의 매진 농도 C(x)를 표현하는 이하의 식 A 및 식 B를, 상기 플룸식으로서 사용하는 것을 특징으로 하는, 강하 매진의 비정상 발진원 위치의 탐색 방법.
    [식 A]
    

    

    
    [식 B]
    

    
11. 제10항에 있어서, 상기 플룸 확산 폭(σ_y 및 σ_z) 중, 보다 긴 쪽의 2배를 장축, 짧은 쪽의 2배를 단축으로 한 타원을 상기 플룸 중심축에 수직인 방향의 플룸의 단면 형상으로 하고, 상기 타원의 내측을 플룸 범위 내로 하는 것을 특징으로 하는, 강하 매진의 비정상 발진원 위치의 탐색 방법.
12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기간 T_d(i_t) 내에 상기 강하 매진 평가 지점 i에서 포집된 강하 매진 시료의 방사선량을 측정하고, 측정한 상기 방사선량의 강도에 기초하여 상기 강하 매진 시료를 매진종마다 분류하는 매진종 분류 공정을 더 포함하고;
    상기 포집된 강하 매진 시료 중, 상기 매진종 분류 공정에서 분류된 어느 하나의 매진종에 대응하는 부분의 강하 매진의 질량을 상기 강하 매진량 M으로 하는 것을 특징으로 하는, 강하 매진의 비정상 발진원 위치의 탐색 방법.
13. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기간 T_d(i_t) 내에 상기 강하 매진 평가 지점 i에서 포집된 강하 매진 시료의 매진종을 분류하는 매진종 분류 공정과;
    상기 포집된 강하 매진 시료 중, 상기 매진종 분류 공정에서 분류된 어느 하나의 매진종에 대해, 상기 강하 매진 평가 지점 i가 발진원인지 여부를 판정하는 발진원 판정 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 강하 매진의 비정상 발진원 위치의 탐색 방법.
14. 제1항에 있어서, 상기 개개의 강하 매진 입자에 대해, 당해 강하 매진 입자에 대응하는 상기 입자 낙하 속도 V_s를, 소여의 임계값인 입자 낙하 속도 상한값 V_smax 및 입자 낙하 속도 하한값 V_smin과 비교함으로써, 2개 이상 설정되는 등가 입경 구분 중 어느 하나로 분류함과 함께, 임의의 상기 등가 입경 구분 j로 분류된 강하 매진의 적산량을 사용하여 당해 등가 입경 구분에 대한 강하 매진량 m_j를 산출하는 공정과;
    임의의 강하 매진 평가 지점 i_A 및 임의의 등가 입경 구분 j에 대해, 상기 기간 T_d(i_t)에 있어서의 상기 임의의 등가 입경 구분 j의 강하 매진의 비정상 발진원 탐색 영역을 γ로 하고, 당해 강하 매진 평가 지점 i_A를 시점으로 하여, 시각 t_d(i_t)에 있어서의 상기 대표 풍향 WD의 풍상으로, 상기 비정상 발진원 탐색 영역 γ의 직선 형상의 중심축의 수평 성분을 설정하는 공정과;
    플룸식에 있어서의 발진원으로부터의 거리 L₀과 상기 시간 주기 Δt_d의 함수인 수평 플룸 확산 폭 σ_y[L₀, Δt_d]와, 상기 비정상 발진원 탐색 영역 γ의 중심축 상에서의 상기 시점으로부터의 거리 L_d를 사용하여, 비정상 발진원 탐색 영역 γ의 수평 성분으로서, 상기 비정상 강하 매진 탐색 영역 γ의 중심축에 직교하도록, 당해 중심축의 양측의 수평 방향으로, 당해 중심축으로부터 플룸 확산 폭 σ_y[L_d, Δt_d]까지의 영역을, 상기 비정상 발진원 탐색 영역 γ의 수평 성분으로서 설정하는 공정과;
    상기 시점으로부터, (당해 등가 입경 구분 j에 있어서의 입자 낙하 속도 하한값)/(상기 대표 풍속 WD)에 기초하는 각도를 구배로 하고, 상기 대표 풍향 WD의 풍상을 향해 상승하는, 상기 비정상 발진원 탐색 영역의 하한선과, 상기 시점으로부터, (당해 등가 입경 구분에 있어서의 입자 낙하 속도 상한값)/(상기 대표 풍속 WS)에 기초하는 각도를 구배로 하여, 상기 대표 풍향의 풍상 방향을 향해 상승하는, 상기 비정상 발진원 탐색 영역 상한선과의 사이에 끼인 영역을, 상기 비정상 발진원 탐색 영역 γ의 연직 성분으로서 설정하는 공정과;
    상기 비정상 발진원 탐색 영역 γ 내의 임의의 점 q에 있어서, 상기 강하 매진 평가 지점 i_A에 있어서의 상기 등가 입경 구분 j에 대한 강하 매진량 m_k와, 상기 비정상 발진원 탐색 영역 γ의 단면의 단면적이며, 상기 점 q를 지나 상기 비정상 발진원 탐색 영역 γ의 중심축에 수직인 방향의 단면의 단면적인 탐색 영역 단면적 S_p에 비례하는 추정 발진량 E(q, i_A)를 산출하는 공정과;
    상기 추정 발진량 E(p, i_A)에 기초하여 발진원을 특정하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 강하 매진의 비정상 발진원의 탐색 방법.
15. 제14항에 있어서, 상기 기간 T_d(i_t)에 있어서의 강하 매진의 비정상 발진원의 탐색 방법이며,
    상기 대표 풍향 WD, 대표 풍속 WS는, 각각, 상기 기간 T_d(i_t)에 있어서의 풍향, 풍속의 측정값의 평균값이고,
    임의의 상기 강하 매진 평가 지점 i_A에 있어서의 상기 대표 강하 매진량 M(i_A)은 상기 기간 T_d(i_t)에 있어서의 당해 강하 매진 평가 지점 i_A에서의 강하 매진량의 측정값 m으로부터 얻어지는 것이고,
    특정한 상기 등가 입경 구분 j에 있어서, 서로 다른 특정한 상기 강하 매진 평가 지점 i_A1, i_A2에 대해, 상기 기간 T_d(i_t)에 있어서의 강하 매진의 비정상 발진원 탐색 영역 γ(i_A1), γ(i_A2)를 각각 설정하는 공정과;
    상기 비정상 발진원 탐색 영역 γ(i_A1), γ(i_A2)의, 공간 상에서 공통되는 공통 영역 내에서 지정되는 상기 점 q에 있어서 산출되는 상기 추정 발진량 E(q, i_A1), E(q, i_A2)의 비가 소정의 상하한값의 범위 내인 경우에는, 상기 점 q를 상기 특정한 등가 입경 구분 j에 관한 발진원이라고 판정하고, 이 이외의 경우에는, 상기 점 q를 상기 특정한 등가 입경 구분에 관한 발진원이 아니라고 판정함과 함께, 상기 점 q에 있어서의 추정 발진량 E(q, i_A)를, 상기 추정 발진량 E(q, i_A1), E(q, i_A2)를 사용하여 산출하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 강하 매진의 비정상 발진원의 탐색 방법.
16. 제14항에 있어서, 연속되는 2개 이상의 상기 시각 t_d(i_t)를 포함하는 시간 주기 Δt_g마다의, k번째의 시각 t_g(k)를 설정하고, 시각 t_g(k－1)로부터 시각 t_g(k)의 평가 기간인 기간 T_g(k)를 설정하는 공정과;
    2개 이상의 상기 강하 매진 평가 지점을 설치하여, 특정한 서로 다른 2개의 상기 비정상 강하 매진 평가 지점 i_A1, i_A2에 대해, 상기 강하 매진의 비정상 발진원 탐색 영역 γ(i_A1), γ(i_A2)를 각각 설정하는 공정과;
    상기 비정상 발진원 탐색 영역 γ(i_A1), γ(i_A2)의, 공간 상에서 공통되는 공통 영역 내에서 지정되는 상기 점 q에 있어서 산출되는 상기 추정 발진량 E(q, i_A1), E(q, i_A2)의 비가 소정의 상하한값의 범위 내인 경우에는, 상기 점 q를 상기 특정한 등가 입경 구분에 관한 발진원이라고 판정하고, 이 이외의 경우에는, 상기 점 q를 상기 특정한 등가 입경 구분에 관한 발진원이 아니라고 판정함과 함께, 상기 점 q에 있어서의 추정 발진량 E(q, i_A)를, 상기 추정 발진량 E(q, i_A1), E(q, i_A2)를 사용하여 산출하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 강하 매진의 비정상 발진원의 탐색 방법.
17. 제16항에 있어서, 상기 기간 T_d(i_t)에 있어서의 풍향 측정값, 풍속 측정값을, 소여의 임계값을 사용하여 각각 풍향 구분, 풍속 구분으로 분류함과 함께, 각 풍향 구분, 각 풍속 구분을 대표하는, 구분 풍향 WD_c, 구분 풍속 WS_c를 산출하는 공정과;
    임의의 강하 매진 평가 지점 i_A에 있어서, 상기 기간 T_g(k)에 있어서의 최대의 강하 매진량 m을 측정한 기간 T_d(i_t)에 대응하는 상기 강하 매진량의 측정값, 상기 구분 풍향 WD_c, 상기 구분 풍속 WS_c를, 당해 기간 T_g(k) 및 당해 강하 매진 평가 지점 i_A에 있어서의 상기 대표 강하 매진량 M(i_A), 상기 대표 풍향 WD(i_A), 상기 대표 풍속 WS(i_A)로서 각각 설정하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 강하 매진의 비정상 발진원의 탐색 방법.
18. 제14항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기간 T_d(i_t) 내에 상기 강하 매진 평가 지점 i에서 포집된 강하 매진 시료의 방사선량을 측정하고, 측정한 상기 방사선량의 강도에 기초하여 상기 강하 매진 시료를 매진종마다 분류하는 매진종 분류 공정과;
    분류한 상기 매진종마다 상기 강하 매진 평가 지점 i가 발진원인지 여부를 판정하는 발진원 판정 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 강하 매진의 비정상 발진원 위치의 탐색 방법.
19. 제18항에 있어서, 상기 플룸 확산 폭(σ_y 및 σ_z)과, 플룸 중심축 상의 발생원으로부터의 거리 x와, 강하 매진 발생량 Q_P와, 상기 대표 풍속 WS와, 상수 B와, 상기 플룸 확산 폭(σ_y 및 σ_z)을 사용하여 정의되는 플룸 범위를 사용하고, 플룸 중심축 상의 발생원으로부터의 거리 x에서의 매진 농도 C(x)를 표현하는 이하의 식 A 및 식 B를, 상기 플룸식으로서 사용하는 것을 특징으로 하는, 강하 매진의 비정상 발진원의 탐색 방법.
    [식 A]
    

    

    
    [식 B]
    

    

    
    여기서, 식 A 및 식 B의 단위는 모두 SI 단위이고, σ_z는 연직면 내에 있어서, 발생원을 기점으로 하는 플룸의 상단부를 [당해 입경 구분에 있어서의 입자 낙하 속도 하한값]/[대표 풍속]에 기초하여 정해지는 구배선으로 함과 함께, 당해 플룸의 하단부를 [당해 입경 구분에 있어서의 입자 낙하 속도 상한값]/[대표 풍속]에 기초하여 정해지는 구배선으로 하여 정의되는 플룸 범위의, 상기 플룸의 중심축에 수직인 방향의 폭으로 한다.
20. 제14항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 플룸 확산 폭(σ_y 및 σ_z)과, 플룸 중심축 상의 발생원으로부터의 거리 x와, 강하 매진 발생량 Q_P와, 상기 대표 풍속 WS와, 상수 B와, 상기 플룸 확산 폭(σ_y 및 σ_z)을 사용하여 정의되는 플룸 범위를 사용하고, 플룸 중심축 상의 발생원으로부터의 거리 x에서의 매진 농도 C(x)를 표현하는 이하의 식 A 및 식 B를, 상기 플룸식으로서 사용하는 것을 특징으로 하는, 강하 매진의 비정상 발진원의 탐색 방법.
    [식 A]
    

    

    
    [식 B]
    

    

    
    여기서, 식 A 및 식 B의 단위는 모두 SI 단위이고, σ_z는 연직면 내에 있어서, 발생원을 기점으로 하는 플룸의 상단부를 [당해 입경 구분에 있어서의 입자 낙하 속도 하한값]/[대표 풍속]에 기초하여 정해지는 구배선으로 함과 함께, 당해 플룸의 하단부를 [당해 입경 구분에 있어서의 입자 낙하 속도 상한값]/[대표 풍속]에 기초하여 정해지는 구배선으로 하여 정의되는 플룸 범위의, 상기 플룸의 중심축에 수직인 방향의 폭으로 한다.
21. 제14항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기간 T_d(i_t) 내에 상기 강하 매진 평가 지점 i에서 포집된 강하 매진 시료의 매진종을 분류하는 매진종 분류 공정과;
    상기 포집된 강하 매진 시료 중, 상기 매진종 분류 공정에서 분류된 어느 하나의 매진종에 대해, 상기 강하 매진 평가 지점 i가 발진원인지 여부를 판정하는 발진원 판정 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 강하 매진의 비정상 발진원 위치의 탐색 방법.
22. 제21항에 있어서, 상기 플룸 확산 폭(σ_y 및 σ_z)과, 플룸 중심축 상의 발생원으로부터의 거리 x와, 강하 매진 발생량 Q_P와, 상기 대표 풍속 WS와, 상수 B와, 상기 플룸 확산 폭(σ_y 및 σ_z)을 사용하여 정의되는 플룸 범위를 사용하고, 플룸 중심축 상의 발생원으로부터의 거리 x에서의 매진 농도 C(x)를 표현하는 이하의 식 1 및 식 2를, 상기 플룸식으로서 사용하는 것을 특징으로 하는, 강하 매진의 비정상 발진원의 탐색 방법.
    [식 A]
    

    

    
    [식 B]
    

    

    
    여기서, 식 1 및 식 2의 단위는 모두 SI 단위이고, σ_z는 연직면 내에 있어서, 발생원을 기점으로 하는 플룸의 상단부를 [당해 입경 구분에 있어서의 입자 낙하 속도 하한값]/[대표 풍속]에 기초하여 정해지는 구배선으로 함과 함께, 당해 플룸의 하단부를 [당해 입경 구분에 있어서의 입자 낙하 속도 상한값]/[대표 풍속]에 기초하여 정해지는 구배선으로 하여 정의되는 플룸 범위의, 상기 플룸의 중심축에 수직인 방향의 폭으로 한다.

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