局所域高分解能大気拡散・線量評価システムLHADDAS; 建物を考慮した詳細な放射性物質の拡散計算に基づく線量評価を初めて実現

Local-scale high-resolution atmospheric dispersion and dose assessment system; Realization for the first time of dose assessment based on detailed calculation of radioactive material dispersion taking buildings into account

中山 浩成   ; 小野寺 直幸   ; 佐藤 大樹   

Nakayama, Hiromasa; Onodera, Naoyuki; Satoh, Daiki

LHADDASは、現実気象条件下で建物影響を考慮した放射性物質の大気拡散の詳細評価が可能なLOHDIM-LES、建物遮蔽効果を考慮して迅速に空間線量率評価が可能なSIBYL、及び都市大気拡散の即時解析が可能なCityLBMの計算コードを統合したシステムであり、ユーザの目的に応じて計算コードの柔軟な選択が可能である。このため、LHADDASは、原子力施設の立地審査のための従来手法に代わるより現実的な事前解析、原子力緊急時対応のための対策立案や影響評価、都市市街地拡散テロにおける即時解析など局所域大気拡散の様々な課題の解決に活用できる有用性を有する。LHADDASは、放出率・気象データ・地理情報データ・線量率寄与応答関数の入力ファイルの処理や計算条件等の入力データの設定を行うプリプロセス、LOHDIM-LES・CityLBMによる大気拡散計算のためのソルバー、SIBYLによる空間線量率空間分布を詳細評価するポストプロセスの3つのパートにより構成されている。計算シミュレーションに必要な入出力ファイルを整合させ、それらを公開データから生成可能とすることで、簡易工程でシミュレーション実行が可能な統合システムを完成させた。

We developed the local-scale high-resolution atmospheric dispersion and dose assessment system (LHADDAS) for safety and consequence assessment of nuclear facilities and emergency response to nuclear accidents or deliberate releases of radioactive materials in built-up urban areas. This system comprises three parts, namely, preprocessing of input files, main calculation by a local-scale high-resolution atmospheric dispersion model using large-eddy simulation (LOHDIM-LES) or a real-time urban dispersion simulation model based on a lattice Boltzmann method (CityLBM), and postprocessing of dose calculation by a simulation code powered by lattice dose-response functions (SIBYL). LHADDAS has a broad utility and performs excellently in (1) simulating turbulent flows, plume dispersion, and dry deposition under realistic meteorological conditions; (2) simulating real-time tracer dispersion using a locally mesh-refined lattice Boltzmann method; and (3) estimating the air dose rates of radionuclides from air concentrations and surface deposition in consideration of the influence of individual buildings and structures. This system is promising for use in safety assessment of nuclear facilities (as an alternative to wind tunnel experiments), detailed pre/post-analyses of local-scale radioactive plume dispersion in case of nuclear accidents, and quick response to emergency situations resulting from deliberate release of radioactive materials by terrorist attacks in central urban district areas.