Development of a prediction model for ambient dose equivalent rate distribution based on ecological half-life profiles using LASSO regression and KURAMA data

LASSO回帰とKURAMAデータを使用した環境半減期プロファイルに基づく周辺線量当量率分布の予測モデルの開発

志風 義明 ; 斎藤 公明  ; 谷村 直樹*; 吉村 和也  ; Liu, X.; 町田 昌彦  

Shikaze, Yoshiaki; Saito, Kimiaki; Tanimura, Naoki*; Yoshimura, Kazuya; Liu, X.; Machida, Masahiko

2成分モデルは、速い減衰成分と遅い減衰成分から成り、主要な原子力事故現場周辺の汚染地域における空間線量率の減少傾向を近似するために広く使用されている。しかし、その妥当性は未だ十分に検証されていない。本研究では、2成分モデルの妥当性の評価し、環境半減期のプロファイルを調査するために、高自由度モデルによるLASSO回帰を使用して、福島第一原子力発電所事故後の2011年から2016年にかけて収集された広範な車載調査データを分析した。次に、空間線量率分布の将来予測を、土地利用と初期空間線量率のカテゴリごとに計算した平均環境半減期プロファイルを組み込んだ予測モデル式を使用して行った。予測精度は、異なるモニタリング方法で得られた空間線量率データセットを統合した現在最も信頼できる情報源である統合マップデータとの比較によって検証した。本論文では、上記の環境半減期プロファイルの分析結果、予測モデル計算の評価結果を示すとともに、その結果に至った原因を考察した。

The two-component model, comprising a fast-decay and a slow-decay component, has been widely used to approximate the decreasing trends of air dose rates in contaminated areas surrounding major nuclear accident sites. However, its adequacy is yet to be thoroughly validated. This study analyzed extensive car-borne survey data collected from 2011 to 2016 after the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant accident using the least absolute shrinkage and selection operator regression with a high-degree-of-freedom model. This analysis aimed to evaluate the adequacy of the two-component model and investigate the profiles of ecological half-lives. Next, future predictions of air dose rate distributions were made using a prediction model formula that incorporated the average ecological half-life profiles calculated for each land-use and initial air dose rate category. Prediction accuracy was verified through comparison with integrated map data, which merge air dose rate datasets obtained using different monitoring methods and represent the most currently reliable source. In this paper, we present the results of the analysis of the above environmental half-life profiles and the evaluation of the predictive model calculations, and discuss the reasons that led to these results.