JP2001208848A

JP2001208848A - 放射線測定システム及び方法

Info

Publication number: JP2001208848A
Application number: JP2000019152A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Uchibori; 武司内堀; Hiroshi Kawaguchi; 浩志川口
Original assignee: Aloka Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2000-01-27
Filing date: 2000-01-27
Publication date: 2001-08-03

Abstract

(57)【要約】【課題】地理上における実測位置の実測値から補間位
置の推定値を演算し、線量率分布を作成する。【解決手段】Ｓ１０１では、地理上における複数の実
測位置において線量率が求められ、それらが実測値とさ
れる。これとあわせて各実測位置の位置データも取得さ
れる。Ｓ１０２では、それらの実測値が存在しない補間
位置について線量率の推定値が推定される。この場合に
おいては、空間統計学的な地理統計データ解析手法が利
用される。Ｓ１０３では、線量率の分布マップが作成さ
れ、Ｓ１０４ではそれが表示される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は放射線測定システム
及び方法に関し、特に地理上における線量率分布の作成
に関する。

【０００２】

【従来の技術及びその課題】地理上の線量率の分布を得
るためには、所定間隔をもった多数の地点において線量
率を実測し、その多数の実測値を地図上に表現するのが
理想的である。しかし、固定設置型のモニタリングポス
トの設置数を増大させると、システムコストが飛躍的に
増大し、また設置場所の確保や設置条件などの制約があ
るために多くの困難が伴う。一方、放射線測定器を自動
車などの移動体に搭載し、走行を行いながらあるいは駐
車位置を移動させて、線量率の測定を逐次的に行うこと
も可能である。しかし、その場合には、自動車が走行で
きる箇所でしか線量率の測定を行うことができないとい
う問題がある。いずれにしても、有限かつ非均等的に設
定された実測位置から得られる有限個の実測値をもっ
て、信頼性の高い線量率の分布を描くことが必要とな
る。

【０００３】なお、特開平８−３３４５６３号公報には
緊急時における放射線モニタリングシステムについて開
示されている。

【０００４】本発明は、上記従来の課題に鑑みなされた
ものであり、その目的は、有限の実測値をもって線量率
などの放射線情報の分布を作成することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】（１）上記目的を達成す
るために、本発明は、地理上の複数の実測位置において
放射線の線量率測定を行って実測値を求める測定手段
と、前記複数の実測位置についての実測値に基づいて、
地理上の複数の補間位置について線量率の推定値を推定
する推定手段と、前記複数の実測位置についての実測値
と前記複数の補間位置についての推定値とに基づいて、
地理上における線量率分布を形成する形成手段と、を含
むことを特徴とする。

【０００６】上記構成によれば、複数の実測値に基づい
て、複数の補間位置について推定値が推定され、それら
の実測値及び推定値に基づいて、地理上における線量率
分布を形成できる。よって、実際に測定を行っていない
位置についても線量率を合理的に推定できるという利点
がある。特に、各補間位置ごとに、複数の実測定位置か
ら距離を考慮し、それに基づいて線量率を推定するのが
望ましい。補間位置は固定的に設定してもよいし、ユー
ザー指定されるようにしてもよい。その補間位置の密度
や個数などをユーザー指定できるように構成するのが望
ましい。

【０００７】望ましくは、前記測定手段は、前記複数の
実測位置ごとに固定設置された複数のモニタリング装置
を含む。あるいは、望ましくは、前記測定手段は、移動
体に搭載された放射線測定器及び移動***置検出器を含
む。

【０００８】望ましくは、前記線量率分布は、等高線表
現及び色付け表現の少なくとも一方を利用して表現され
る。それらの表示形態をユーザー選択できるように構成
するのが望ましい。また、地理上の表示エリアを自在設
定できるようにしてもよい。更に、分布表示が合成され
る地図上に、地名、道路、河川などの地理情報を表すよ
うにするのが望ましい。加えて、原子力発電所、核燃料
施設などの原子力施設など明示するようにしてもよい。
望ましくは、前記複数の補間位置の密度を可変設定する
手段を含む。

【０００９】（２）また、上記目的を達成するために、
本発明は、地理上の複数の実測位置において放射線の線
量率測定を行って実測値を求める測定手段と、空間統計
学的手法に従って、前記複数の実測位置についての実測
値に基づいて、地理上の複数の補間位置について線量率
の推定値を推定する推定手段と、前記複数の実測位置に
ついての実測値と前記複数の補間位置についての推定値
とに基づいて、地理上における線量率分布を形成する形
成手段と、を含むことを特徴とする。

【００１０】上記構成によれば、空間統計学的手法によ
って実測値に関する統計的な傾向から推定値が推定され
るので当該推定値の信頼性を高めることが可能となる。
この場合、複数の実測位置で囲まれる領域内に補間位置
が設定されるように実測位置を決定するのが望ましく、
またそれを考慮して、できる限り実測位置が分散するよ
うにするのが望ましい。

【００１１】望ましくは、前記推定手段は、前記複数の
実測位置についての実測値と前記複数の実測位置の相互
間距離とに基づいて、各距離ごとの経験バリオグラムを
演算する手段と、前記各距離ごとの経験バリオグラムに
対し、理論バリオグラムを定義する理論バリオグラム関
数がフィッティングするように、その理論バリオグラム
関数に含まれるパラメータの値を決定する手段と、前記
決定されたパラメータの値によって理論共分散関数を決
定し、前記各補間位置ごとに、前記理論共分散関数に基
づいて前記複数の実測値が当該補間位置へ与える影響を
重み値として求める手段と、前記各補間位置ごとに、前
記各実測値に対してそれに対応する重み値を乗算した結
果を加算し、これにより前記推定値を演算する手段と、
を含む。ここで、望ましくは、前記理論バリオグラム関
数は、球形モデル、指数型モデル又はガウス型モデルの
１つを基礎とする関数である。

【００１２】望ましくは、前記推定手段は、理論バリオ
グラムを定義する理論バリオグラム関数に含まれるパラ
メータの値を格納する手段と、前記パラメータの値によ
って理論共分散関数を決定し、前記各補間位置ごとに、
前記理論共分散関数に基づいて前記複数の実測値が当該
補間位置へ与える影響を重み値として求める手段と、前
記各補間位置ごとに、前記各実測値に対してそれに対応
する重み値を乗算した結果を加算し、これによって前記
推定値を演算する手段と、を含む。

【００１３】（３）また、上記目的を達成するために、
本発明は、地理上の複数の実測位置において放射線の線
量率測定を行って実測値を求める工程と、空間統計学的
手法に従って、前記複数の実測位置についての実測値に
基づいて、地理上の複数の補間位置について線量率の推
定値を推定する工程と、前記複数の実測位置についての
実測値と前記複数の補間位置についての推定値とに基づ
いて、地理上における線量率分布を形成する工程と、を
含むことを特徴とする。上記の推定工程及び形成工程を
実質的にソフトウエアにより実現するようにしてもよ
い。

【００１４】（４）推定方法の説明以下に、有限個の実
測値（実測線量率）から補間位置の推定値（推定線量
率）を算出する方法について、図９を用いて説明する。
この手法は、空間統計学の地理統計データ解析手法を応
用したものである。

【００１５】実測値の収集を前提とし、まず、Ｓ２０１
では、後述の各距離ごとに「経験バリオグラム」が演算
される。ここで、経験バリオグラムγ（ｈ）は下記のよ
うに定義される。

【００１６】

【数１】この経験バリオグラムγ（ｈ）は、２点間の距離ごとの
統計的な傾向を表すものである。つまり、γ（ｈ）は距
離ｈだけ離れた２点間の線量率の差の２乗平均の２分の
１、すなわち差分の２乗平均の２分の１に相当する。

【００１７】例えば、実測定位置が３点の場合、各点の
線量率値をそれぞれZ₁、Z₂、Z₃として、

【数２】となる。この経験バリオグラムは、距離の関数として、
一般的に図７に示す関数形を有する。ここで、ナゲット
(nugget)は、微視規模変動あるいは測定誤差に相当し、
バリオグラムγ（ｈ）のｈ＝０における値で定義され
る。シル(sill)は、ｈを無限大にした場合におけるγ
（ｈ）での確率場の分散を表すものである。レンジ(ran
ge)は、自己相関がなくなる距離に相当する。

【００１８】上記のＳ２０１において、実用的な規則と
して考慮すべき点が２つある。

【００１９】ａ）バリオグラムは、ペアの数が３０以上
になる距離ｈのみで計算すべきｂ）バリオグラムの信頼できる距離はｈ＜Ｄ／２ここで、Ｄはデータの２点間の距離の内で最大になる距
離である。もちろん、上記条件は測定条件や要求精度な
どに応じて異なる。なお、実測位置は、理想的には地図
上を網羅しているのが望ましく、そうでない場合でもあ
る程度広く分散しているのが望ましい。

【００２０】Ｓ２０２では、上記のようにして求められ
た経験バリオグラムを利用して、「理論バリオグラム」
を規定する所定の関数についてのフィッティングが行わ
れる。その関数としては、各種のものがあるが、ここで
は、代表的な理論バリオグラムγ（ｈ）として球型モデ
ルを例にとって説明する。なお、理論バリオグラムに
は、この球形モデルの他に、指数型モデル、ガウス型モ
デルなどがある。

【００２１】球形モデルの理論バリオグラムは以下のよ
うに定義される。

【００２２】

【数３】図８に示すような座標系上においてＳ２０１で求められ
た経験バリオグラムをプロットし、各プロット点に対し
て、理論バリオグラム関数がフィッテイングするよう
に、当該理論バリオグラムが有する各パラメータＣ１、
Ｃ２、ａの各値を最適化する（Ｓ２０３参照）。これら
のパラメータの値を特定するのは、以下に説明する理論
共分散関数に含まれるパラメータの値を決定するためで
ある。

【００２３】Ｓ２０４では、理論バリオグラムに対応す
る理論共分散関数ρ（ｈ）がまず決定される。つまり、
各パラメータＣ１、Ｃ２、ａの値が代入され、以下のよ
うに当該関数が特定される。

【００２４】

【数４】Ｓ２０５では、この理論共分散関数を用いて、各補間位
置に対する各実測値の影響度が重みＷiとして計算され
る。具体的には、

【数５】として、以下の条件を満たすように、Ｗｉが計算され
る。ここで、Ｗ＝Ｒ^-1×Ｄである。

【００２５】

【数６】ここで、ρ_ijは定点ｉと測定点ｊ間（距離ｈ）における
ρ（ｈ）の値である。添え字番号の０は補間位置を表
し、１からｎは実測定位置ないし実測値を表す。また、
ｕはラグランジュ変数といわれ、それは上記条件を満た
すように適宜決定される。

【００２６】Ｓ２０６では、重みW_iを使用し、各実測位
置での実測値をZ_i、補間位置の推定値をZ₀として、下記
のようにして、推定値が演算される。

【００２７】

【数７】なお、以上のようにして求められた複数の推定値と複数
の実測値によって地理上の線量率分布が所定の表現形態
によって描かれる。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態を
図面に基づいて説明する。

【００２９】図１及び図２には、本発明に係る放射線測
定システムの好適な実施形態が示されている。

【００３０】図１において、この図１に示す構成例で
は、車両としての移動体８にデータ処理部１０などの構
成が搭載されている。データ処理部１０は例えばパーソ
ナルコンピュータで構成され、それには放射線測定器１
２及び地理上の位置を検出するＧＰＳ１４が接続されて
いる。

【００３１】放射線検出器１２は、半導体検出器やシン
チレーション検出器などによって構成されるものであ
り、データ処理部１０に対して検出値が出力される。デ
ータ処理部１０はその検出値を処理することによって線
量率などの演算を行う機能を有している。この場合、Ｇ
ＰＳ１４から出力される地理上の位置情報と共に線量率
が管理される。それらのデータはメモリ１６上に格納さ
れ、必要に応じてそのメモリ１６からデータが読み出さ
れて所定の演算が実行される。その演算結果は表示器１
８に表示される。本実施形態においては、特に表示器１
８上において後に具体的に示す地理上の線量率分布が表
示されている。

【００３２】図２に示す構成例では、放射線測定システ
ムが複数個のモニタリング装置２０と、ホスト装置２６
とで構成されている。モニタリング装置２０は地理上の
所定箇所に固定的に設置されるものであり、そのモニタ
リング装置２０は放射線検出器２２及び通信部２４を有
している。放射線検出器２２は、上記の放射線検出器１
２と同様に放射線の検出を行うものであり、その検出値
は通信部２４を介してホスト装置２６へ送信されてい
る。その通信は有線あるいは無線方式によって実現され
ている。ここで、各モニタリング装置２０の位置があら
かじめ求められており、モニタリング装置２０から出力
される検出データ（線量率データ）には位置データが付
加されている。

【００３３】ホスト装置２６においては、通信部２８に
よって各モニタリング装置からの送信データが受信さ
れ、それらの受信データがデータ処理部３２によって処
理される。メモリ３０上には上記のメモリ１６と同様に
線量率データ及び位置データが相互に関連づけて格納さ
れる。データ処理部３２はそのメモリ３０上から必要な
データを読み出して所定の演算を実行し、その演算結果
を表示器３４に出力する。その表示器３４上には地理上
における線量率分布が表示される。

【００３４】なお、上記の図１に示した構成例では、移
動体８上にデータ処理部１０を搭載したが、データ処理
部１０をホスト装置に設け、移動体８からのデータ転送
によってデータ処理を行うようにしてもよい。

【００３５】図４には、本実施形態に係る線量率分布を
描くためのソフトウエアによって作成された画像例が示
されている。ここで、画面内には地図が表示されてお
り、その地図上には移動体の走行経路上にマークとして
の測定箇所１０２が表されている。ちなみに、そのウイ
ンドウの上側には各種のアイコンが表示され、線量率の
単位を選択するためのボタン１０３が含まれる。また、
ウインドウの左側には地図の縮尺を選択するためのボタ
ン１００が含まれる。

【００３６】なお、図４には、一部の測定点のみが示さ
れているが、主要な各道路に沿って走行測定あるいは停
車測定を実行し、できるだけ広い範囲にわたって測定点
が分散するようにその測定を行うのが望ましい。

【００３７】以上のような実測定の結果に基づいて、図
５及び図６に示すような放射線分布が表示される。図５
に示す表示形態においては、いわゆる等高線表示１０４
によって放射線の線量率の分布が表されている。また、
図６に示す表示例においては、いわゆるカラー表示ある
いはカラーメッシュ表示１０６などの表示形態によって
放射線の線量率分布が表されている。ちなみに、このよ
うな表示を行う場合に、線量率分布と地図とを合成して
表示するのが望ましく、このような形態によれば、地図
上の各位置との関係において線量率を把握することが可
能となる。

【００３８】図３には、図１及び図２に示したデータ処
理部１０，３２によって実行される処理がフローチャー
トとして示されている。

【００３９】まずＳ１０１では、上述したように実測位
置において、実測値が測定される。この場合、各実測位
置についての位置データも同時に収集される。Ｓ１０２
では、実測位置が存在していない領域に補間位置が定め
られ、その補間位置において線量率の推定値が推定され
る。そして、Ｓ１０３では、図５あるいは図６に示した
ような分布マップが作成され、そしてＳ１０４において
当該分布マップが表示される。

【００４０】上記のＳ１０２の工程において推定値を推
定する場合には、上述した図９に示す手法を適用するの
が望ましい。すなわち、実測値に基づいて経験バリオグ
ラムを演算し、その演算結果に基づいて理論バリオグラ
ムを表す関数のフィッティングを実行し、そのフィッテ
ィングによりパラメータの値を特定し、そのようなパラ
メータの値によって規定される所定の関数から各実測値
ごとの重みを算出し、そのような重みに基づいて推定値
を推定する。もちろん、この手法以外の手法を利用して
推定値の推定を行ってもよいが、上記の空間統計的理論
に基づいた手法によれば、より診断性の高い線量率の推
定を行えるという利点がある。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
地理上における信頼性の高い線量率分布を作成できると
いう利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るシステムの構成例を示す図であ
る。

【図２】本発明に係るシステムの他の構成例を示す図
である。

【図３】データ処理部の動作内容を示すフローチャー
トである。

【図４】地理上における測定点を示す図である。

【図５】等高線表示による線量率分布を示す図であ
る。

【図６】カラーメッシュ表示による線量率分布を示す
図である。

【図７】経験バリオグラムの関数系を示す図である。

【図８】理論バリオグラムの関数系を示す図である。

【図９】統計的手法を基礎とする線量率の推定方法を
示すフローチャートである。

【符号の説明】

８移動体、１０データ処理部、１２放射線検出
器、１４ＧＰＳ、１６メモリ、１８表示器、２０
モニタリング装置、２２放射線検出器、２４通信部、
２６ホスト装置、２８通信部、３０メモリ、３２
データ処理部、３４表示器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2C032 HB22 HC26 2G088 AA06 EE10 EE11 FF17 KK20 KK24 KK27 KK32 KK35 LL13 MM02 MM04 5J062 CC07 HH05 9A001 GG14 GZ05 JJ11 JJ72

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】地理上の複数の実測位置において放射線
の線量率測定を行って実測値を求める測定手段と、前記複数の実測位置についての実測値に基づいて、地理
上の複数の補間位置について線量率の推定値を推定する
推定手段と、前記複数の実測位置についての実測値と前記複数の補間
位置についての推定値とに基づいて、地理上における線
量率分布を形成する形成手段と、を含むことを特徴とする放射線測定システム。
【請求項２】請求項１記載のシステムにおいて、前記測定手段は、前記複数の実測位置ごとに固定設置さ
れた複数のモニタリング装置を含むことを特徴とする放
射線測定システム。
【請求項３】請求項１記載のシステムにおいて、前記測定手段は、移動体に搭載された放射線測定器及び
移動***置検出器を含むことを特徴とする放射線測定シ
ステム。
【請求項４】請求項１記載のシステムにおいて、前記線量率分布は、等高線表現及び色付け表現の少なく
とも一方を利用して表現されることを特徴とする放射線
測定システム。
【請求項５】請求項４記載のシステムにおいて、前記複数の補間位置の密度を可変設定する手段を含むこ
とを特徴とする放射線測定システム。
【請求項６】地理上の複数の実測位置において放射線
の線量率測定を行って実測値を求める測定手段と、空間統計学的手法に従って、前記複数の実測位置につい
ての実測値に基づいて、地理上の複数の補間位置につい
て線量率の推定値を推定する推定手段と、前記複数の実測位置についての実測値と前記複数の補間
位置についての推定値とに基づいて、地理上における線
量率分布を形成する形成手段と、を含むことを特徴とする放射線測定システム。
【請求項７】請求項６記載のシステムにおいて、前記推定手段は、前記複数の実測位置についての実測値と前記複数の実測
位置の相互間距離とに基づいて、各距離ごとの経験バリ
オグラムを演算する手段と、前記各距離ごとの経験バリオグラムに対し、理論バリオ
グラムを定義する理論バリオグラム関数がフィッティン
グするように、その理論バリオグラム関数に含まれるパ
ラメータの値を決定する手段と、前記決定されたパラメータの値によって理論共分散関数
を決定し、前記各補間位置ごとに、前記理論共分散関数
に基づいて前記複数の実測値が当該補間位置へ与える影
響を重み値として求める手段と、前記各補間位置ごとに、前記各実測値に対してそれに対
応する重み値を乗算した結果を加算し、これにより前記
推定値を演算する手段と、を含むことを特徴とする放射線測定システム。
【請求項８】請求項７記載のシステムにおいて、前記理論バリオグラム関数は、球形モデル、指数型モデ
ル又はガウス型モデルの１つを基礎とする関数であるこ
とを特徴とする放射線測定システム。
【請求項９】請求項１記載のシステムにおいて、前記推定手段は、理論バリオグラムを定義する理論バリオグラム関数に含
まれるパラメータの値を格納する手段と、前記パラメータの値によって理論共分散関数を決定し、
前記各補間位置ごとに、前記理論共分散関数に基づいて
前記複数の実測値が当該補間位置へ与える影響を重み値
として求める手段と、前記各補間位置ごとに、前記各実測値に対してそれに対
応する重み値を乗算した結果を加算し、これによって前
記推定値を演算する手段と、を含むことを特徴とする放射線測定システム。
【請求項１０】地理上の複数の実測位置において放射
線の線量率測定を行って実測値を求める工程と、空間統計学的手法に従って、前記複数の実測位置につい
ての実測値に基づいて、地理上の複数の補間位置につい
て線量率の推定値を推定する工程と、前記複数の実測位置についての実測値と前記複数の補間
位置についての推定値とに基づいて、地理上における線
量率分布を形成する工程と、を含むことを特徴とする放射線測定方法。
【請求項１１】放射線測定システムで利用されるプロ
グラムを格納した媒体であって、前記プログラムは、地理上の複数の実測位置において放射線の線量率測定を
行って得られた実測値を入力する機能と、空間統計学的手法に従って、前記複数の実測位置につい
ての実測値に基づいて、地理上の複数の補間位置につい
て線量率の推定値を推定する機能と、前記複数の実測位置についての実測値と前記複数の補間
位置についての推定値とに基づいて、地理上における線
量率分布を形成する機能と、を含むことを特徴とするプログラム記録媒体。