原子力事故時の放射性プルームの定量的可視化

Quantitative visualization of a radioactive plume in a nuclear accident

永井 晴康  ; 中山 浩成   ; 佐藤 大樹   ; 谷森 達*

Nagai, Haruyasu; Nakayama, Hiromasa; Satoh, Daiki; Tanimori, Toru*

原子力施設の事故により放出された放射性プルームの3次元分布を定量的に可視化するための革新的モニタリング手法を提案し、その解析手法の実現可能性を仮想データを用いた試験により示す。提案する手法は、電子飛跡検出型コンプトンカメラ(ETCC)によるガンマ線分光イメージングとドップラーライダーによる3次元気流場測定に基づくリアルタイム高分解能大気拡散シミュレーションの組合せである。ETCCは、対象とする放射性プルーム中の特定の放射性核種からの直達ガンマ線の入射方向分布画像を取得できる。放射性プルームの3次元分布は、対象の周囲複数個所に設置したETCCの直達ガンマ線画像とリアルタイム大気拡散シミュレーションによるプルームの濃度分布予測を融合した逆解析により再構築される。解析手法を試作し、大気拡散と放射線輸送の数値シミュレーションにより生成された仮想的なデータを用いて試験を行った。

A novel monitoring method for the quantitative visualization of 3D distribution of a radioactive plume accidentally released from a nuclear facility is proposed, and the feasibility of its analysis method is demonstrated by preliminary test using hypothetical data. The proposed method is the combination of gamma-ray imaging spectroscopy with the electron tracking Compton camera (ETCC) and real-time high-resolution atmospheric dispersion simulation based on 3D wind observation with Doppler lidar. ETCC can acquire the angle distribution images of direct gamma-ray from a specific radionuclide in a target radioactive plume. The 3D distribution of radioactive plume is inversely reconstructed from direct gamma-ray images by several ETCCs located around the target by harmonizing with the air concentration distribution pattern of the plume predicted by real-time atmospheric dispersion simulation. Analysis methods were developed and tested by using hypothetical data generated by numerical simulations of atmospheric dispersion and radiation transport.