2012年1月26日
原子炉実験所のグループは、生活圏における空间线量率を継続的かつ简便に测定できるシステムである碍鲍搁础惭础-滨滨を开発しました。これまで空间线量率は、モニタリングポストによる定点観测や、断続的な自动车走行サーベイや航空机サーベイによる観测などによって得られていましたが、今回开発した碍鲍搁础惭础-滨滨は小型かつ安価に製造可能であり、测定のための特别な技术や装置を必要としないため、生活圏における広范囲にわたる継続的な空间线量率の测定が可能になります。
原子炉実験所では、自動車などに取り付けた測定器で空間線量率を測定し、測定位置をGPSにより計測し、これらの情報をネットワーク回線を用いて随時収集することで、広範囲の空間線量率をほぼリアルタイムに収集することができるシステムKURAMA（91视频 Radiation Mapping system）を開発し、福島県や文部科学省による空間線量率の広範囲測定に用いられてきました。このKURAMAの技術をもとに、より小型で堅牢、さらに測定も完全に自動化したKURAMA-IIを開発することで、生活圏を移動範囲とする移動体（路線バス、コンビニエンスストアの配送車、配達で使われるバイクなど）に搭載し、定常的に生活圏の放射線量の監視ができるようになりました。放射性物質による汚染の発生した地域では、今後数十年にわたって継続的にきめ細かい放射線量の測定を行っていく必要がありますが、KURAMA-IIによりその際の労力を最小限に抑えつつきめ細かい監視が可能になります。
本開発は、谷垣実 原子炉実験所助教、奥村良 同技術職員らを中心とする原子炉実験所福島支援ワーキンググループによって行われました。
ポイント
- 迅速かつ精密な空间线量マップの作成が可能な碍鲍搁础惭础を开発
- 碍鲍搁础惭础を小型化し、かつ耐久性を向上させた碍鲍搁础惭础-滨滨を开発
- 碍鲍搁础惭础-滨滨は测定のための特别な操作が不要であるため、生活圏内を常时移动する移动体（路线バス、コンビニエンスストアの配送车、配达で使われるバイクなど）に搭载して定常的な线量监视システムを构筑することが可能
- 福岛交通株式会社の协力により路线バスでの実証试験を开始、バイクへの搭载试験も行っている
碍鲍搁础惭础-滨滨开発の背景と目的
2011年3月11日の东日本大震灾とそれに伴う津波により、东京电力福岛第一原子力発电所で我が国最大の原子力灾害が発生しました。福岛県を中心に広范囲にわたって放射性物质が拡散し、现在も多くの住民の方々が避难生活を余仪なくされています。
原子力災害において、迅速かつ精密な空間線量マップを作ることは、 住民のみなさんの被曝状況や環境の汚染実態を把握し、被曝低減のための適切な行動計画の作成や環境修復を行うための基礎データとしてきわめて重要です。 そこで、原子炉実験所では空間線量率分布の迅速かつ精密な把握を目的とした安価な走行サーベイシステムであるKURAMAを2011年4月に開発し、翌5月に福島県と実証試験を行いました。 類似のシステムと異なり、多数の測定車のデータをネットワーク経由でほぼリアルタイムに共有でき、さらにGoogle Earth上にリアルタイムでプロットできることから、臨機応変な対応や測定の効率の良さが評価され、6月から福島県および文部科学省の放射線量調査に使われています。福島県では県内各地の住宅地を中心とした詳細な放射線量マップ作成のためのシステムとして採用され、特定避難勧奨地点指定のための一次データとしても使われました。文部科学省でも福島県やその近隣県における測定や、緊急時避難準備区域解除に向けた放射線測定に採用されています。その結果は放射线量等分布マップなどで公開されています。2011年12月には航空機サーベイで空間線量率が0.2?Sv/h以上と判定された地域での詳細な線量マップ作成のための測定が行われ、現在得られたデータの解析が進行中です。このようにKURAMAは、まさに原子力災害における目に見えない放射線を見る「目」として活用されています。
原子力災害による被災地域では、今後数十年の長期にわたって継続的な空間線量率のモニタリングが必要ですが、その測定作業に関わる負担は可能な限り低減する必要があると考えます。そのためには測定のための走行を行うのではなく、すでに生活圏内で運行している移動体へ測定器を搭載して自動測定できると好都合です。そのような移動体の中でも路線バスやコンビニエンスストアなどの配送車は、決まった経路を定時性をもって運行すること、さらに運行経路が生活圏に密着して緻密に張り巡らされていることが特徴です。また、配達で使われるバイクは路線バスほどの経路の再現性や定時性はないものの、バスや配送車の入り込めない路地裏まできめ細かく回って行くという特徴があります。 仮にKURAMAの測定が完全自動化され、これらの生活圏内を常時巡回する移動体に搭載できれば、最低限の労力で継続的な放射線量の監視システムができます。そこで、KURAMAを改良し、堅牢?小型で特別な操作が不要な自動測定システムとしてKURAMA-IIを開発しました。
碍鲍搁础惭础-滨滨の构成
碍鲍搁础惭础-滨滨の构成は図1のとおりです。KURAMA-IIの車載機は、CsI検出器、CPUを搭載した計測シャーシ、シャーシに挿入される3G/GPSモジュールから構成されます。CsI検出器は2011年9月に発表された浜松ホトニクス社C12137で、γ線の空間線量率だけでなくエネルギースペクトルも得られるのが特徴です。計測シャーシはナショナルインスツルメンツ社のCompactRIOシリーズを使用しています。このシリーズは片手で持てるほどの大きさであり、自動車の衝突試験の際のデータ収集用に自動車に取り付けられるなど耐久性や信頼性にもすぐれています。またLabVIEWで開発されたソフトウェアが稼働できることも重要な特徴です。この特徴を活かし、KURAMA-IIの車載機ソフトウェアは、LabVIEWで開発されており実際の測定実績も豊富なKURAMAのソフトウェアがベースとなっています。
車載機は移動中のGPSの位置情報と放射線検出器の測定値を保存すると同時にデータを携帯電話回線を経由してゲートウェイへ送り出します。ゲートウェイで一般的なテキストデータへ変換されたのち、リアルタイムにインターネット上で共有されます。共有された測定結果は従来のKURAMAと同様にGoogle Earth上に即座に可視化したり（図2）、各種解析ソフトで読み込んで解析する事も可能です。
車載機は通常ツールボックス（34.5 cm × 17.5 cm × 19.5 cm）に入れられ（図3）、路線バスの場合は後部座席後方のスペースに設置されます（図4）。
本开発成果と今后の展望
碍鲍搁础惭础-滨滨は9月に原理検証试験を行い、颁辞尘辫补肠迟搁滨翱と颁蝉滨検出器による机器构成の有効性、また碍鲍搁础惭础と碍鲍搁础惭础-滨滨での线量测定结果が良い一致をすることを确认しました。その后颁蝉滨検出器として浜松ホトニクスの颁12137を使用した実証机の开発を进め、12月に福岛交通株式会社の路线バスでの実証机の动作试験や、车内に设置する碍鲍搁础惭础-滨滨の计测値から车外の空间线量を求めるために必要な车体による遮蔽効果の测定を行いました。そして2011年12月27日より営业运転中の路线バスに搭载しての実証试験を开始しています（図5）。この実証试験は数週间の予定で行われており、実际の走行でのデータ取得の试験だけではなく、営业走行中のバスで発生する碍鲍搁础惭础-滨滨侧で制御できない电源翱狈/翱贵贵への対応可否なども评価されることになります。
このバスでの試験と並行してバイクへの搭載も試みました（図6）。バイクは自動車に比べて走行中の衝撃や振動が激しい上に電源などの制約も大きく計測機器の搭載には困難が伴いますが、 KURAMA-IIの小型で高い耐久性かつ省電力性により走行試験に成功しています。これらの成果を踏まえ、今後は路線バス、コンビニエンスストアの配送車、配達で使われるバイクなどへの搭載を進めて定常的な空間線量の監視体制の構築を行い、住民のみなさんの安全や安心につなげていきたいと考えています。
本开発は日本ナショナルインスツルメンツ社の「ものつくり復兴支援助成プログラム」に採択され、机材の提供や技术的支援をいただいています。また、碍鲍搁础惭础や碍鲍搁础惭础-滨滨の试験や现地での活动にあたっては、福岛県灾害対策本部原子力班の支援?协力をいただいています。また、福岛交通株式会社よりバス车体の遮蔽効果测定や路线バスによる実証试験などの协力をいただいています。
図1 KURAMA-II システム構成図
図2 Google Earth上でのデータ表示例
 図3 ツールボックス（34.5cm×17.5cm×19.5cm）に入れられたKURAMA-II車載機 |  図4 車内設置の様子 |
図5 営業走行中のバスでの実証試験データ（例）
図6 バイクへの搭載試験。荷台にKURAMA-IIと検出器の入った箱が設置されている。
関连リンク
- 碍鲍搁础惭础の飞别产ページ
- 自动车走行サーベイモニタリングによる调査结果
- 放射线量等分布マップ
- 読売新聞（12月26日 12面）に掲載されました。