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Simulation study of the effects of buildings, trees and paved surfaces on ambient dose equivalent rates outdoors at three suburban sites near Fukushima Dai-ichi

Kim, M.; Malins, A. ; 吉村 和也; 佐久間 一幸; 操上 広志; 北村 哲浩; 町田 昌彦; 長谷川 幸弘*; 柳 秀明*

Kim, M.; Malins, A.; Yoshimura, Kazuya; Sakuma, Kazuyuki; Kurikami, Hiroshi; Kitamura, Akihiro; Machida, Masahiko; Hasegawa, Yukihiro*; Yanagi, Hideaki*

放射能被害地域において空間線量率のシミュレーション精度を向上させるには、環境内の放射性核種の異なる分布、例えば、農地, 都市, 森林の放射能レベル差を考慮して現実的にモデル化する必要がある。さらには建物, 樹木, 地形による$$gamma$$線の遮蔽効果をモデルに考慮すべきである。以下に、福島県の市街地及び農地の3次元モデルの作成システムの概要を述べる。線源設定は$$^{134}$$Cs及び$$^{137}$$Csの放射能分布をモデルのさまざまな環境要素に異なる分布設定が可能である。構造物については、現地の建物モデルにおいては日本の典型的な9種類の建物モデルを用いて作成される。また、樹木については広葉樹と針葉樹モデル、地形モデルは、地形を考慮した地表面モデルを取り込んだ。計算対象のモデルの作成時は、数値標高モデル(DEM),数値表面モデル(DSM)及びユーザー編集の際にサポートする対象領域のオルソ画像で作られる。計算対象のモデルが作成されたら、放射線輸送解析計算コードであるPHITSに適したフォーマットでシステムから出力される。上記のシステムを用いて、福島第一原子力発電所から4km離れた地域でかつ、まだ除染作業が行われてない郊外を計算対象としてモデルを作成した。モデル作成後、PHITSによる空間線量率の計算結果は走行サーベイの実測値との相関があった。

To improve the accuracy of simulations for air dose rates over fallout contaminated areas, the distribution of the radionuclides within the environment should be modelled realistically, e.g. considering differences in radioactivity levels between agricultural land, urban surfaces, and forest compartments. Moreover simulations should model the shielding of $$gamma$$ rays by buildings, trees and land topography. Here we outline a system for generating three dimensional models of urban and rural areas in Fukushima Prefecture. The $$^{134}$$Cs and $$^{137}$$Cs radioactivity distribution can be set flexibly across the different components of the model. The models incorporate realistic representations of local buildings, based on nine common Japanese designs, individual conifer and broadleaf trees, and the topography of the land surface. Models are generated from Digital Elevation Model (DEM) and Digital Surface Model (DSM) datasets, and refined by users assisted with ortho-photographs of target sites. Completed models are exported from the system in a format suitable for the Particle and Heavy Ion Transport code System (PHITS) for the calculation of air dose rates and other radiological quantities. The system is demonstrated by modelling a suburban area 4 km from the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant that has yet to be decontaminated. Air dose rates calculated in PHITS were correlated with measurements taken across the site in a car-borne survey.

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パーセンタイル:100

分野:Environmental Sciences

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