Practical approach of airborne gamma-ray spectrometry using UAVs for evaluating ground-level dose rates

無人航空機を用いた空中ガンマ線スぺクトロメトリによる地上における空間線量率評価の実践的手法

Ji, Y.-Y.*; Ji, W.*; Kim, K.*; Kim, M. J.*; 越智 康太郎   ; 森下 祐樹   ; 眞田 幸尚   

Ji, Y.-Y.*; Ji, W.*; Kim, K.*; Kim, M. J.*; Ochi, Kotaro; Morishita, Yuki; Sanada, Yukihisa

UAVによる空中線スペクトロメトリは迅速な放射線マッピングを可能にするが、飛行高度による減衰、視野効果、汚染の不均一性、地形条件により地上線量率の定量評価は難しい。本研究では福島第一原子力発電所周辺でホバリング飛行による校正と地上測定を組み合わせた実用的手法を開発した。二重指数モデルで高度補正係数を導出し、三脚およびバックパック測定と比較した結果、不均一サイトでの補正は系統誤差を生むが、均一サイトでの校正により一致が改善された。適切な補正を用いれば、UAV空中測定は信頼できる線量率分布評価が可能である。

UAV-based airborne gamma-ray spectrometry enables rapid radiation mapping, but accurate estimation of ground-level ambient dose rates is difficult because of altitude attenuation, detector field-of-view effects, heterogeneous contamination, and terrain variability. We developed a practical method combining hovering-flight calibration and ground-based validation near the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant. Altitude correction factors were derived using a dual-exponential model and compared with tripod and backpack measurements. Results showed that heterogeneous contamination and terrain introduce systematic biases if correction factors are derived under non-uniform conditions, while calibration at uniform sites improves agreement. The proposed approach demonstrates that UAV airborne surveys can reliably estimate spatial dose-rate distributions when site-dependent corrections are applied.