Effectiveness of fused LASSO for prediction of distribution of radioactive materials in reactor buildings

原子炉建屋内における放射性物質分布の推定のための融合LASSOの有効性

山田 進  ; 吉田 亨*; 長谷川 幸弘*; 町田 昌彦  

Yamada, Susumu; Yoshida, Toru*; Hasegawa, Yukihiro*; Machida, Masahiko

原子炉建屋の廃炉を安全に行うためには、放射線源分布の位置を特定することが非常に重要になる。これまでにも、同じ形状のセルで表現されているモデルに対して、LASSOを用いることで観測した空間線量から線源分布を推定できることが報告されている。さらに、セルが同じ形状でない場合でも、隣接セル間の濃度差を考慮した評価関数をfused LASSOを用いて最小化することで分布の推定ができる。しかし、モデルの構造データの精度の関係で、あるセル群が周囲のセル群と接していないとみなされている場合、そのようなセル群において推定される線源濃度が非常に高くなることかある。この問題を避けるため、新しい評価関数を提案し、テスト問題でその有効性を確認した。さらに、この提案した評価関数を用いることで、原子力機構のJMTRのプールカナル循環系機器室の線源分布をこれまでよりも正確に推定することに成功した。

In order to safely carry out the decommission of reactor buildings, it is extremely important to identify the radiation source distribution. It has been reported that when the structural model of the building is constructed by uniform cells, the source distribution can be estimated from the measured air dose rates by minimizing an evaluation function using the Least Absolute Shrinkage and Selection Operator (LASSO). Moreover, if cells are non-uniform, we can estimate the distribution using the fused LASSO which minimizes the evaluation function that takes account of the connectivity between the adjacent cells. However, when a group of some cells is considered disconnected from the surrounding ones due to the precision of the measured structural data, the concentration of the group can be singularly high. Therefore, in order to avoid the problem, we propose a new evaluation function that can prevent the singularity. We estimated the distribution for the test model using the proposed evaluation function and confirmed the validity of the function. Moreover, we succeeded in estimating the source distribution in the pool canal circulation system room in JMTR in the Japan Atomic Energy Agency by the fused LASSO for the new function more accurately than previous analysis.