Development and validation of a fluence boundary method for efficient indoor dose assessment from ground-deposited Cs

地表沈着Csによる屋内線量評価の高効率的に向けたフルエンス境界法の開発と検証

小林 光*; Ma, X.*; 須藤 慎仁*; 山守 諒*; 古田 琢哉   

Kobayashi, Hikaru*; Ma, X.*; Suto, Masahito*; Yamamori, Ryo*; Furuta, Takuya

モンテカルロ光子輸送シミュレーションは、Cs-137の地表沈着に起因する屋内線量分布を予測するために広く用いられているが、計算コストが高いという課題がある。計算効率を向上させるため、本研究ではフルエンス境界法(Fluence Boundary Method: FBM)を提案する。FBMでは、建物周囲の近傍境界に光子フルエンス解析分布を適用することで、遠方線源からの寄与を考慮する。このフルエンス解析分布は、各境界に隣接する土地被覆の種類に基づいて定義される。FBMの妥当性を、フルシミュレーション結果との比較によって検証した結果、建物内の線量分布を誤差が5%未満で再現できることがわかった。さらに、舗装面および土壌面に対するCs-137深度分布()の不確かさが屋内線量分布に与える影響を評価することで、土地被覆による境界表現の妥当性を検討した。その結果、合理的な範囲内では正規化された屋内線量分布のに対する依存性は小さく、測定値によって線量を正規化することで、代表的なを用いた屋内線量分布の予測が可能であることが示唆された。

Monte Carlo photon transport simulations are widely used to predict indoor dose distributions from Cs-137 ground deposition, but their computational cost can be high. To improve efficiency, we propose the fluence boundary method (FBM), which accounts for contributions from distant sources by applying analyzed photon fluence profiles at near-site boundaries surrounding a building. These profiles are defined according to the land-cover type adjacent to each boundary. The method was validated by comparing FBM results with full simulations, demonstrating that FBM achieved a maximum absolute percentage error below 5% across indoor dose distributions. The feasibility of representing fluence boundaries using land-cover types was further examined by evaluating the impact of uncertainties in relaxation mass depth () for paved and soil surfaces. The normalized indoor dose distributions showed weak dependence on within a reasonable range, indicating that indoor dose distributions can be reliably predicted using representative values when doses are normalized to measurements.