(57)【要約】【課題】放出点から空間浮遊物質が放出された後、迅速に放出量を算出できる放出量推定装置を提供する。【解決手段】空間浮遊物質の拡散シミュレーション処理に基づいて事前に算出された、観測地点における空間浮遊物質の観測値と、空間浮遊物質の放出量と、の関係を特定する伝達関数を、複数の大気情報毎に記憶する。そして、空間浮遊物質が実際に放出された際の現在の大気情報を入力し、その大気情報に対応して伝達関数記憶部に記録されている伝達関数を読み取って、観測地点において新たに観測した観測値と、読み取った伝達関数とを用いて、新たに観測した観測値に基づく放出地点における空間浮遊物質の放出量を推定する。【選択図】図１
2015102371.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空間浮遊物質の拡散シミュレーション処理に基づいて事前に算出された観測地点における前記空間浮遊物質の観測値と、前記空間浮遊物質の放出量と、の関係を特定する伝達関数を、複数の大気情報毎に記憶する伝達関数記憶部と、
前記空間浮遊物質が実際に放出された際の現在の大気情報を入力し、その大気情報に対応して前記伝達関数記憶部に記録されている伝達関数を読み取って、前記観測地点において新たに観測した観測値と、読み取った伝達関数とを用いて、当該新たに観測した観測値に基づく放出地点における前記空間浮遊物質の放出量を推定する放出量推定部と、
を備えることを特徴とする放出量推定装置。
【請求項２】
前記放出量推定部は、複数の異なる前記観測地点それぞれにおいて観測した前記観測値と、前記現在の大気情報に基づいて前記伝達関数記憶部から読み取った伝達関数により前記複数の異なる前記観測地点それぞれについて推定した観測値と、の残差合計値が最小となる前記空間浮遊物質の放出量を推定する
ことを特徴とする請求項１に記載の放出量推定装置。
【請求項３】
前記大気情報は風状態情報、または大気安定度、またはその組み合わせの情報であり、
前記伝達関数記憶部は、前記大気情報は風状態情報、または大気安定度、またはその組み合わせで表される前記大気情報毎に前記伝達関数を記憶する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の放出量推定装置。
【請求項４】
前記空間浮遊物質の拡散シミュレーション処理と前記大気情報とに基づいて、前記観測地点における前記空間浮遊物質の観測値と、前記空間浮遊物質の放出量と、の関係を特定する伝達関数を実際に前記空間浮遊物質が放出される前に算出し、前記伝達関数記憶部に記録する伝達関数算出部と、
を備えることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか一項に記載の放出量推定装置。
【請求項５】
前記拡散シミュレーション処理が粒子法または差分法であり、
前記伝達関数算出部は、前記差分法である場合には、定められた短い時間間隔で前記伝達関数を算出し、前記伝達関数記憶部をその算出の度に更新する
ことを特徴とする請求項４に記載の放出量推定装置。
【請求項６】
前記空間浮遊物質が複数の核種の異なる放射性物質であり、
前記伝達関数算出部は、前記核種の半減期による放射線量の影響を時間経過に応じて反映した前記伝達関数を前記核種毎に算出して、前記伝達関数記憶部に記録する
ことを特徴とする請求項４または請求項５に記載の放出量推定装置。
【請求項７】
前記伝達関数算出部は、乾性沈着または湿性沈着の少なくとも一方に影響により地表に存在する前記核種からの放射線量の影響を反映した前記伝達関数を算出する
ことを特徴とする請求項４から請求項６の何れか一項に記載の放出量推定装置。
【請求項８】
複数の放出地点のうち前記残差合計値が最小となる放出地点を前記空間浮遊物質の放出した放出地点と特定する放出地点特定部と、
を備えることを特徴とする請求項２に記載の放出量推定装置。
【請求項９】
放出量推定装置が、
空間浮遊物質の拡散シミュレーション処理に基づいて事前に算出された観測地点における前記空間浮遊物質の観測値と、前記空間浮遊物質の放出量と、の関係を特定する伝達関数を、複数の大気情報毎に伝達関数記憶部に記憶し、
前記空間浮遊物質が実際に放出された際の現在の大気情報を入力し、その大気情報に対応して前記伝達関数記憶部に記録されている伝達関数を読み取って、前記観測地点において新たに観測した観測値と、読み取った伝達関数とを用いて、当該新たに観測した観測値に基づく放出地点における前記空間浮遊物質の放出量を推定する
ことを特徴とする放出量推定方法。
【請求項１０】
空間浮遊物質の拡散シミュレーション処理に基づいて事前に算出された観測地点における前記空間浮遊物質の観測値と、前記空間浮遊物質の放出量と、の関係を特定する伝達関数を、複数の大気情報毎に記憶する伝達関数記憶部を備えた放出量推定装置のコンピュータを、
前記空間浮遊物質が実際に放出された際の現在の大気情報を入力し、その大気情報に対応して前記伝達関数記憶部に記録されている伝達関数を読み取って、前記観測地点において新たに観測した観測値と、読み取った伝達関数とを用いて、当該新たに観測した観測値に基づく放出地点における前記空間浮遊物質の放出量を推定する放出量推定手段、
として機能させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空間浮遊物質の放出量を推定する放出量推定装置、放出量推定方法、ならびにそのプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
空間浮遊物質の放出量を推定する技術が特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−６５２０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１の技術は放出点からの空間浮遊物質の放出量に基づく拡散予測の精度を高めた技術であるが、放出点から空間浮遊物質が放出された後、より迅速に放出量を算出することが求められている。
【０００５】
そこでこの発明は、放出点から空間浮遊物質が放出された後、迅速に放出量を算出することのできる放出量推定装置、放出量推定方法、ならびにそのプログラムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の第一の態様によれば、放出量推定装置は、空間浮遊物質の拡散シミュレーション処理に基づいて事前に算出された観測地点における前記空間浮遊物質の観測値と、前記空間浮遊物質の放出量と、の関係を特定する伝達関数を、複数の大気情報毎に記憶する伝達関数記憶部と、前記空間浮遊物質が実際に放出された際の現在の大気情報を入力し、その大気情報に対応して前記伝達関数記憶部に記録されている伝達関数を読み取って、前記観測地点において新たに観測した観測値と、読み取った伝達関数とを用いて、当該新たに観測した観測値に基づく放出地点における前記空間浮遊物質の放出量を推定する放出量推定部と、を備える。
【０００７】
また本発明の第二の態様によれば、前記放出量推定部は、複数の異なる前記観測地点それぞれにおいて観測した前記観測値と、前記現在の大気情報に基づいて前記伝達関数記憶部から読み取った伝達関数により前記複数の異なる前記観測地点それぞれについて推定した観測値と、の残差合計値が最小となる前記空間浮遊物質の放出量を推定する。
【０００８】
また本発明の第三の態様によれば、前記大気情報は風状態情報、または大気安定度、またはその組み合わせの情報であり、前記伝達関数記憶部は、前記大気情報は風状態情報、または大気安定度、またはその組み合わせで表される前記大気情報毎に前記伝達関数を記憶する。
【０００９】
また本発明の第四の態様によれば、前記空間浮遊物質の拡散シミュレーション処理と前記大気情報とに基づいて、前記観測地点における前記空間浮遊物質の観測値と、前記空間浮遊物質の放出量と、の関係を特定する伝達関数を実際に前記空間浮遊物質が放出される前に算出し、前記伝達関数記憶部に記録する伝達関数算出部と、を備える。
【００１０】
また本発明の第五の態様によれば、前記拡散シミュレーション処理が粒子法または差分法であり、前記伝達関数算出部は、前記差分法である場合には、定められた短い時間間隔で前記伝達関数を算出し、前記伝達関数記憶部をその算出の度に更新する。
【００１１】
また本発明の第六の態様によれば、前記空間浮遊物質が複数の核種の異なる放射性物質であり、前記伝達関数算出部は、前記核種の半減期による放射線量の影響を時間経過に応じて反映した前記伝達関数を前記核種毎に算出して、前記伝達関数記憶部に記録する。
【００１２】
また本発明の第七の態様によれば、前記伝達関数算出部は、乾性沈着または湿性沈着の少なくとも一方に影響により地表に存在する前記核種からの放射線量の影響を反映した前記伝達関数を算出することを特徴とする。
【００１３】
また本発明の第八の態様によれば、複数の放出地点のうち前記残差合計値が最小となる放出地点を前記空間浮遊物質の放出した放出地点と特定する放出地点特定部と、を備える。
【００１４】
また本発明は、放出量推定装置が、空間浮遊物質の拡散シミュレーション処理に基づいて事前に算出された観測地点における前記空間浮遊物質の観測値と、前記空間浮遊物質の放出量と、の関係を特定する伝達関数を、複数の大気情報毎に伝達関数記憶部に記憶し、前記空間浮遊物質が実際に放出された際の現在の大気情報を入力し、その大気情報に対応して前記伝達関数記憶部に記録されている伝達関数を読み取って、前記観測地点において新たに観測した観測値と、読み取った伝達関数とを用いて、当該新たに観測した観測値に基づく放出地点における前記空間浮遊物質の放出量を推定することを特徴とする放出量推定方法である。
【００１５】
また本発明は、空間浮遊物質の拡散シミュレーション処理に基づいて事前に算出された観測地点における前記空間浮遊物質の観測値と、前記空間浮遊物質の放出量と、の関係を特定する伝達関数を、複数の大気情報毎に記憶する伝達関数記憶部を備えた放出量推定装置のコンピュータを、前記空間浮遊物質が実際に放出された際の現在の大気情報を入力し、その大気情報に対応して前記伝達関数記憶部に記録されている伝達関数を読み取って、前記観測地点において新たに観測した観測値と、読み取った伝達関数とを用いて、当該新たに観測した観測値に基づく放出地点における前記空間浮遊物質の放出量を推定する放出量推定手段、として機能させることを特徴とするプログラムである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、放出点から空間浮遊物質が放出された後、迅速に放出量を算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態による放出量推定装置の構成を示す第１のブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態による観測装置の設置状況を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態による伝達関数算出部の処理フローを示す図である。
【図４】本発明の一実施形態による伝達関数算出部の処理概要を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態による放出量推定部の処理フローを示す図である。
【図６】本発明の一実施形態による放出量推定装置の構成を示す第２のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施形態による放出量推定装置を図面を参照して説明する。
図１は同実施形態による放出量推定装置の構成を示す第１のブロック図である。
この図において、符号１は放出量推定装置である。放出量推定装置１は伝達関数記憶部１１を備える。当該伝達関数記憶部１１はＨＤＤ、メモリなどの記憶部である。または伝達関数記憶部１１は放出量推定装置１に通信接続されたデータベースサーバであってもよい。放出量推定装置１は、伝達関数算出部１２、放出量推定部１３を備える。伝達関数算出部１２、放出量推定部１３は、放出量推定装置１のコンピュータにおけるＣＰＵ（制御部）がプログラムを実行することにより放出量推定装置１に備わる機能部である。
【００１９】
伝達関数記憶部１１は、空間浮遊物質の拡散シミュレーション処理に基づいて事前に算出された観測地点における空間浮遊物質の観測値（計算値）と、空間浮遊物質の放出量と、の関係を特定する伝達関数を、複数の大気情報毎に記憶している。
伝達関数算出部１２は、伝達関数を実際に空間浮遊物質が放出される前に算出し、伝達関数記憶部に記録する。
放出量推定部１３は、空間浮遊物質が実際に放出された際の現在の大気情報を入力し、複数の大気情報について算出された空間浮遊物質の伝達関数のうち現在の大気情報についての伝達関数を伝達関数記憶部１１から読み取る。放出量推定部１３は、観測地点において新たに観測した観測値と、読み取った伝達関数とを用いて、新たに観測した観測値に基づく放出地点における空間浮遊物質の放出量を推定する。放出量推定部１３は複数の観測地点それぞれに設けられた観測装置２１と通信ネットワークで接続されており、その観測装置２１から入力した観測値を用いて放出量を推定する。観測値はユーザによって直接、放出量推定装置１に入力される様にしてもよい。
【００２０】
図２は観測地点に備えられた観測装置の設置状況を示す図である。
図２で示す放出地点において空間浮遊物質が放出される。例えば空間浮遊物質は、工場などから放出される。定められた複数の観測地点にはそれぞれ観測装置２１が図２で示すように設置されている。各観測装置２１は検出した空間浮遊物質の観測値を、通信ネットワークを介して放出量推定装置１へ出力する。観測装置２１は放出地点に備えられていてもよい。放出量推定装置１は、観測装置２１から得られた観測値と、伝達関数記憶部１１に記録されている伝達関数行列を用いて、放出地点において放出された空間浮遊物質の放出量を推定する。
【００２１】
図３は本実施形態による伝達関数算出部１２の処理フローを示す図である。
図４は本実施形態による伝達関数算出部１２の処理概要を示す図である。
まず伝達関数算出部１２は、大気情報の入力（図４の符号４０１参照）を受け付ける（ステップＳ１０１）。当該大気情報は、風状態情報、または大気安定度、またはその組み合わせの情報である。風状態情報は、風向きまたは風速またはそれらの組み合わせの情報である。本実施形態において風状態情報は風向き１６方位を示し、大気安定度は静、動、乱などの３段階の安定度について数値で表された情報であるとする。つまり本実施形態において大気情報は１６×３＝４８通りの大気情報を示すものとする。なお風状態情報がさらに段階的な風速を示し、その風速が大、中、小の３段階であり、大気情報が１６×３×３＝１４４通りの大気情報の何れかを示すものとしてもよい。風状態情報や大気安定度については上記以外の数や向きの方位や、段階数であってよく、適宜決定することができる。
【００２２】
次に伝達関数算出部１２は、複数の連続する時刻のある一つの時刻ｔｉ（例えばｉ＝２）に空間浮遊物質の単位放出量Ｑ（ｔｉ）が放出されたものとして、その時刻ｔｉ（ｉ＝２）の情報を取得する（ステップＳ１０２）。空間浮遊物質は工場などから空中に排出された物質である。時刻ｔｉ（ｉ＝２）に実際に放出地点から単位放出量Ｑ（ｔｉ）が放出された場合における、連続する各時刻の単位放出量Ｑ（ｔｉ）は、下記式（１）のように表すことができる（図４の符号４０２参照）。時刻ｔｉ（ｉ＝２）以外の他の時刻には単位放出量の空間浮遊物質は放出されていないものとする。
Ｑ（ｔｉ）＝［Ｑｔ１，Ｑｔ２，・・・，Ｑｔｎ］
＝［０，１．０，０，・・・，０］        ・・・（１）
伝達関数算出部１２は時刻ｔｉ（ｉ＝２）の情報を、ユーザからの入力により受け付けてもよい。
【００２３】
そして伝達関数算出部１２は、受け付けた大気情報であるときの、観測地点ｊにおける、ある時刻ｔｉでの放射線量Ｃ（ｉｊ）を推定する（ステップＳ１０３）。ここで、ｊは観測地点（ｊ＝１，２，・・・Ｎ）を示す。観測地点は複数Ｎあるものとする。なお、時刻ｔｉ（例えば、ｉ＝２）に単位放出量Ｑ（ｔｉ）の空間浮遊物質量が放出されたことに基づく、ある観測地点ｊにおける観測値Ｃ（ｉｊ）は、下記式（２）のように表される（図４の符号４０３参照）。
Ｃ（ｉｊ）＝［Ｃ１，Ｃ２，・・・ＣＮ］    ・・・（２）
【００２４】
放出地点における空間浮遊物質の放出量Ｑ（ｔｉ）と観測地点における観測値Ｃ（ｉｊ）との関係式（線形連立方程式）は、伝達関数行列Ｍ（ｉｊ）を用いて、式（３）のように表すことができる。
Ｃ（ｉｊ）＝Ｍ（ｉｊ）×Ｑ（ｔｉ）      ・・・（３）
よって、単位放出量の空間浮遊物質は放出されたときに、ある観測地点ｊにおいて観測できる観測値Ｃ（ｉｊ）は、上記式（３）に、Ｑ（ｔｉ）＝［０，１，０，・・・０］を代入することで算出することができる（図４の符号４０４参照）。
【００２５】
ここで伝達関数行列Ｍ（ｉｊ）が不明な状況である。伝達関数算出部１２が以下、伝達関数行列Ｍ（ｉｊ）を予め拡散シミュレーション（拡散計算）により算出することについて説明する。具体的には伝達関数算出部１２は、時刻ｔｉに単位放出量Ｑ（ｔｉ)の空間浮遊物質が放出した場合の拡散計算を、粒子法シミュレーション（粒子拡散モデル、粒子法とも呼ぶ）を用いて行う。
【００２６】
この粒子法シミュレーションにより伝達関数算出部１２は、まず、時刻ｔｉにおいて観測地点ｊとの、ある相対的な位置関係にある空間位置Ｆ（ｘ，ｙ，ｚ）に粒子が浮いている状態を算出する（空間位置Ｆは放出点を原点とする位置）。そして、伝達関数算出部１２は、ある観測地点ｊにおける、ある時刻ｔｉでの観測値（計算値）Ｃ（ｉｊ）を求める。例えば本実施形態においては、空間浮遊物質が放射性物質であるとし、ある観測地点ｊにおける、ある時刻ｔｉでの放射線量Ｃ（ｉｊ）を推定する（放射線量Ｃ（Ｂｑ／ｍ３））。このとき、空間浮遊物質の粒子一つによる観測地点ｊでの空間線量Ｄ０は拡散計算による放射性物質の空間濃度を使って、式（４）により算出する。
Ｄ０＝Ｆ（Ｑ，ｒ）      ・・・（４）
式（４）において、Ｑは核種に応じた単位時間当たりの放射線量（１Ｂｑ（ベクレル）／ｓ（秒））である。またｒは、拡散による空間浮遊物質（核種）の位置と観測地点ｊとの間の距離を示している。
【００２７】
粒子がＴ個放出されたとすると、粒子がＦ１〜ＦＴまでの空間にそれぞれ放射能量（Ｂｑ）をもって存在していることになる。よって伝達関数算出部１２は、各粒子からの線量Ｄ０を足し合わせ、観測地点ｊにおけるある時刻ｔｉでの放射線量Ｃ（ｉｊ）を求める。なお、上記Ｄ０は大気中に浮遊する放射性物質からの空間線量を示しており、各粒子からの線量Ｄ０を足し合わせ、観測地点ｊにおけるある時刻ｔｉでの放射線量Ｃ（ｉｊ）を求めているが、地面へ沈着した放射性物質からの空間線量Ｄ１を算出し、地面に沈着した各粒子からの線量Ｄ１を、空中の各粒子からの線量Ｄ０に足し合わせて、観測地点ｊにおけるある時刻ｔｉでの放射線量Ｃ（ｉｊ）を求めてもよい。伝達関数算出部１２は、地面に沈着する放射性物質は、自然に地面へ沈着（乾性沈着）する放射性物質と、雨などにより地表に沈着（湿性沈着）する放射性物質のいずれか一方または両方を考慮して、その沈着した放射性物質の量を算出する。
【００２８】
上述の例では、粒子法を用いて空間浮遊物質の拡散について算出しているが、他の実施形態においては差分法を用いて算出してもよい。差分法の場合、あるΔｘ，Δｙ、Δｚの各範囲で囲まれる空間Ｓに、ある濃度（Ｂｑ／ｍ３）の放射性物質が存在しているものとして拡散計算を行う。差分法から線量を求める方法はいくつか公知の技術が存在するがどのような差分法の技術を利用して観測地点ｊにおける、ある時刻ｔｉでの放射線量Ｃ（ｉｊ）を求めてもよい。差分法において、最も簡単な方法は、式（５）のように空間濃度から換算係数を用いて線量換算する方法である。
Ｄ＝ＫＣ    ・・・（５）
式（５）においてＫは換算係数（Ｂｑ／ｍ３→Ｓｖの換算係数）、Ｃは空間濃度（Ｂｑ／ｍ３）を示している。ここで、差分法における空間Ｓ内に存在する空間浮遊物質（放射性物質など）は、異なる時刻に放出された空間浮遊物質が混在している。よって、差分法を用いる場合、空間Ｓ内に存在する空間浮遊物質（放射性物質など）の濃度を、それらの放出時間の違いによる影響度毎に分割して観測地点ｊにおける観測値（放射線量）Ｃ（ｉｊ）を求めることができない。従って伝達関数算出部１２は、定められた短い時間間隔（数時間間隔）で、差分法によるある観測地点ｊにおけるある時刻ｔｉでの観測値（放射線量の計算値）Ｃ（ｉｊ）を求め、その都度、伝達関数記憶部１１を更新すればよい。
【００２９】
そして、伝達関数算出部１２は、空間浮遊物質の単位放出量Ｑ（ｔｉ）と、拡散シミュレーションにより推定した時刻ｔｉ（ｉ＝１，２，・・・，ｎ）それぞれの時刻での観測地点ｊでの観測値（計算値）Ｃ（ｉｊ）、とを用いて上記式（３）により伝達関数行列Ｍ（ｉｊ）を導出する（ステップＳ１０４）。
【００３０】
上記式（３）はより詳細には、以下の式（６）のように表すことができる。つまり、観測地点ｊにおける観測値（計算値）Ｃ（ｉｊ）と放出量Ｑ（ｉｊ）との関係は、伝達関数（Ｍ１１，Ｍ２１，・・・Ｍｉ１），（Ｍ２１，Ｍ２２，・・・Ｍｉ２），（Ｍ１３，Ｍ２３，・・・Ｍｉ３），・・・，（Ｍ１ｊ，Ｍ２ｊ，・・・Ｍｉｊ）を用いて、式（６）のように表すことができる。
【００３１】
【数１】
2015102371.tif 000003
【００３２】
伝達関数算出部１２は、複数の観測地点ｊについての、複数の連続した各時刻ｔｉでの放射線量Ｃ（ｉｊ）の算出を、時刻毎、観測地点ごとに繰り返し行い、式（４）に用いられている伝達関数行列Ｍ（ｉｊ）を算出する。
【００３３】
つまり、「Ｃ１ｊ＝Ｍ１１・Ｑ１」によりＣ１ｊ，Ｑ１が推定や設定により既知であるからＭ１１を算出することができる。また「Ｃ１ｊ＝Ｍ２１・Ｑ２」によりＣ１ｊ，Ｑ２が推定や設定により既知であるからＭ２１を算出することができる。同様に式（４）より「Ｃｉｊ＝Ｍ２１・Ｑ２」によりＣ１ｊ，Ｑ２が推定や設定により既知であるからＭ２１を算出することができる。このように伝達関数算出部１２は、複数の観測地点ｊについての、複数の連続した各時刻ｔｉでの放射線量Ｃ（ｉｊ）の推定を、時刻毎、観測地点ごとに繰り返し行い、式（４）に用いられている伝達関数行列Ｍ（ｉｊ）を算出する。
【００３４】
そして伝達関数算出部１２は、ある大気情報について算出した伝達関数行列Ｍ（ｉｊ）を、伝達関数記憶部１１に記録する。さらに伝達関数算出部１２は、風状態情報は風向き１６方位のいずれかを示し、大気安定度が静、動、乱の３段階の安定度を示す１６×３＝４８通りの大気情報について、伝達関数行列Ｍ（ｉｊ）を繰り返し算出し、事前に伝達関数記憶部１１に記録しておく。なお上述したように、風状態情報や大気安定度については上記以外の数や向きの方位や、段階数であってよいため、異なる数の方位、安定度の数である場合には、それに応じた分だけ伝達関数行列Ｍ（ｉｊ）を繰り返し算出する。
以上の処理により空間浮遊物質が実際に放出される前に、事前に各大気状態における伝達関数行列Ｍ（ｉｊ）を算出することができる。
【００３５】
図５は放出量推定部の処理フローを示す図である。
次に、実際に空間浮遊物質が実際に放出された場合に、放出量推定装置１が伝達関数行列Ｍ（ｉｊ）を用いて放出地点における放出量を推定する場合の処理フローについて説明する。
【００３６】
まず複数の観測地点それぞれに設置されている観測装置２１は、空間浮遊物質の観測を行っている。そして何れかの観測装置２１が空間浮遊物質の観測値を検出すると、通信ネットワークを介して接続された放出量推定装置１へ観測値の検出を通知する。すると放出量推定装置１は放出量の推定処理を開始する（ステップＳ２０１）。なお、放出地点（例えば工場内など）に設けられた観測装置２１が観測値を検出して放出量推定装置１へ通知するようにしてもよい。または、空間浮遊物質の放出を検出した観測装置２１からのアラーム信号に基づいて警報が鳴り、ユーザがその警報に基づいて放出量推定装置１に放出量の推定処理の開始を放出量推定装置１に入力するようにしてもよい。
【００３７】
放出量の推定処理の開始は、放出量推定装置１が各観測装置２１にも通知する。その通知を受けた観測装置２１は、その後、定められた時間隔てた時刻ｔｉを検出する度に、検出した観測値Ｃ（ｉｊ）を放出量推定装置１へ送信する。そして放出量推定装置１は各観測装置２１からの観測値Ｃ（ｉｊ）を取得する（ステップＳ２０２）。伝達関数算出部１２は定められた時間隔てた時刻ｔｉを検出する度に測定された各観測装置２１の観測値Ｃ（ｉｊ）を、直接ユーザからの入力により受け付けるようにしてもよい。
【００３８】
上述したように放出地点における空間浮遊物質の放出量Ｑ（ｔｉ）と観測地点における観測値Ｃ（ｉｊ）の関係式（線形連立方程式）は、伝達関数行列Ｍ（ｉｊ）を用いて、式（３）や式（６）のように表すことができる。放出量推定装置１の放出量推定部１３は、現在の大気情報を入力する（ステップＳ２０３）。そして現在の大気情報に対応して伝達関数記憶部１１に記録されている伝達関数行列Ｍ（ｉｊ）を読み取る（ステップＳ２０４）。放出量推定部１３は、取得した各観測装置２１からの観測値Ｃ（ｉｊ）と、読み取った伝達関数行列Ｍ（ｉｊ）とを用いて、下記式（７）の残差ノルムπが最小となる放出量Ｑ（ｔｉ）＝［Ｑｔ１，Ｑｔ２，・・・，Ｑｔｎ］を推定する（ステップＳ２０５）。式（７）において変数Ｎは観測地点の数を示している（ｋ＝１，・・・，Ｎ）。
【００３９】
【数２】
2015102371.tif 000004
【００４０】
つまり、観測地点がａ，ｂ，ｃの３か所ある場合には（Ｎ＝３）、観測地点ｊａにおいて式（６）より
Ｃ１ｊａ＝Ｍ１１ａ・Ｑ１＋Ｍ２１ａ・Ｑ２＋，…，＋Ｍｉ１ａ・Ｑｉ
Ｃ２ｊａ＝Ｍ１２ａ・Ｑ１＋Ｍ２２ａ・Ｑ２＋，…，＋Ｍｉ２ａ・Ｑｉ
・・・
Ｃｉｊａ＝Ｍ１ｊａ・Ｑ１＋Ｍ２ｊａ・Ｑ２＋，…，＋Ｍｉｊａ・Ｑｉ
となり、
観測地点ｊｂにおいて式（６）より
Ｃ１ｊｂ＝Ｍ１１ｂ・Ｑ１＋Ｍ２１ｂ・Ｑ２＋，…，＋Ｍｉ１ｂ・Ｑｉ
Ｃ２ｊｂ＝Ｍ１２ｂ・Ｑ１＋Ｍ２２ｂ・Ｑ２＋，…，＋Ｍｉ２ｂ・Ｑｉ
・・・
Ｃｉｊｂ＝Ｍ１ｊｂ・Ｑ１＋Ｍ２ｊｂ・Ｑ２＋，…，＋Ｍｉｊｂ・Ｑｉ
となり、
観測地点ｊｃにおいて式（６）より
Ｃ１ｊｃ＝Ｍ１１ｃ・Ｑ１＋Ｍ２１ｃ・Ｑ２＋，…，＋Ｍｉ１ｃ・Ｑｉ
Ｃ２ｊｃ＝Ｍ１２ｃ・Ｑ１＋Ｍ２２ｃ・Ｑ２＋，…，＋Ｍｉ２ｃ・Ｑｉ
・・・
Ｃｉｊｃ＝Ｍ１ｊｃ・Ｑ１＋Ｍ２ｊｃ・Ｑ２＋，…，＋Ｍｉｊｃ・Ｑｉ
となるため、
Ｃ１ｊａ＝Ｍ１１ａ・Ｑ１＋Ｍ２１ａ・Ｑ２＋，…，＋Ｍｉ１ａ・Ｑｉ
Ｃ１ｊｂ＝Ｍ１１ｂ・Ｑ１＋Ｍ２１ｂ・Ｑ２＋，…，＋Ｍｉ１ｂ・Ｑｉ
・・・
Ｃ１ｊｃ＝Ｍ１１ｃ・Ｑ１＋Ｍ２１ｃ・Ｑ２＋，…，＋Ｍｉ１ｃ・Ｑｉ
を用いて、
｛（Ｍ１１ａ・Ｑ１＋Ｍ２１ａ・Ｑ２＋，…，＋Ｍｉ１ａ・Ｑｉ）−Ｃ１ｊａ｝２
｛（Ｍ１１ｂ・Ｑ１＋Ｍ２１ｂ・Ｑ２＋，…，＋Ｍｉ１ｂ・Ｑｉ）−Ｃ１ｊｂ｝２
・・・
｛（Ｍ１１ｃ・Ｑ１＋Ｍ２１ｃ・Ｑ２＋，…，＋Ｍｉ１ｃ・Ｑｉ）−Ｃ１ｊｃ｝２
の総和（＝π）が最小となるような、放出地点における未知の放出量Ｑ（ｔｉ）＝Ｑ１，Ｑ２・・・Ｑｉを算出する。つまり、放出量推定部１３は、観測値と計算値の残差ノルムπ（残差合計値）が最小となるような放出量を推定する。そして放出量推定装置１は推定した放出量を例えばモニタなどに出力する。
【００４１】
以上の処理により放出量推定装置１は、予め大気情報毎に算出された伝達関数行列のうち、空間浮遊物質が放出された時点での大気情報に応じた伝達関数行列を用いて放出地点における放出量を推定する。したがって、伝達関数行列を算出するための時間が短縮され、迅速な放出量の推定を行うことができる。
【００４２】
なお上述の、放射性物質（核種）の乾性沈着する単位時当たりの量Ｄｄ（Ｂｑ／ｍ２／ｓ）は、式（８）により算出することができる。また放射性物質の乾性沈着する単位時間当たりの量Ｄｗ（Ｂｑ／ｍ２／ｓ）は式（９）により算出することができる。このような乾性沈着や湿性沈着した放射性物質からの空間線量を考慮した観測地点ｊの観測値のシミュレーション結果に基づいて伝達関数行列Ｍｉｊを算出すれば、より精度の高い放射線量を推定するための伝達関数行列Ｍｉｊを算出することができる。
【００４３】
Ｄｄ＝ＣＶｇ          ・・・（８）
Ｄｗ＝∫ΛＣｄｚ      ・・・（９）
【００４４】
式（８）、式（９）においてＣは放射性物質の濃度（Ｂｑ／ｍ３）を示す。また式（８）においてＶｇは沈着速度（ｃｍ／ｓ）を示している。一般的にはＶｇ＝０．３（ｃｍ／ｓ）を用いる。また式（９）においてΛは洗浄係数（１／ｓ）、ｚは鉛直方向を示しており、式（１０）で表すことができる。
Λ＝ａＰｂ          ・・・（１０）
なお、Ｐは降水強度（ｍｍ／ｈｒ）、ａ，ｂはパラメータ（一般的な値はａ＝１Ｅ−４，ｂ＝０．５）である。
【００４５】
また伝達関数行列Ｍｉｊを算出するに当たり、伝達関数算出部１２は、放射性物質の核種ごとの半減期の違いを考慮して、核種毎の半減期の影響を反映させた伝達関数行列Ｍｉｊを算出し、伝達関数記憶部１１に記録するようにしてもよい。
ここで上述した半減期を考慮しない場合の放出地点における空間浮遊物質の放出量Ｑ（ｔｉ）と観測地点における観測値Ｃ（ｉｊ）の関係式（線形連立方程式）は、伝達関数行列Ｍ（ｉｊ）を用いて、式（３）のように表すことができた。一方、放出地点における空間浮遊物質の放出量Ｑ（ｔｉ）と、半減期を考慮した場合の観測地点における観測値Ｃ’（ｉｊ）との関係式（線形連立方程式）は、観測値Ｃ（ｉｊ）が式（１１）のように表すことができるため、式（１２）となる。
【００４６】
Ｃ（ｉｊ）＝Ｃ’（ｉｊ）ｅｘｐ（−λｔ）                  ・・・（１１）
Ｃ’（ｉｊ）ｅｘｐ（−λｔ）＝Ｍ（ｉｊ）×Ｑ（ｔｉ）      ・・・（１２）
なお式（１１）、（１２）においてｔは時間（ｓ）、λは崩壊定数（１／ｓ）を示している。
【００４７】
図６は放出量推定装置の構成を示す第２のブロック図である。
上述したように放出地点での放出量の推定対象となる空間浮遊物質は、化学プラントなどの工場から排出される煙などに含まれる化学物質であってもよい。そして、観測装置２１は化学プラントの周囲１００箇所以上の多数の観測装置２１を設置するようにしてもよい。そして、放出量推定装置１は、１００箇所以上の観測装置２１において観測された観測値に基づいて、伝達関数行列Ｍｉｊを算出して伝達関数記憶部１１に記録しておき実際に事故などによって化学物質が放出された場合の放出地点における当該化学物質の放出量の推定を行うようにしてよい。または観測装置２１で観測したガス濃度データを用いてガスの放出量を推定するようにしてもよい。放出量推定部１３は、観測値と計算値の残差合計値が最小となるような放出量を推定するが、例えば、放出量推定装置１が別途備える放出地点特定部１４（図６）が、放出箇所ごとに計算される残差合計値（π）が最小となる地点が、もっとも、放出地点の箇所として信頼度が高いと判断するようにしてもよい。
このような処理を行うことにより、繰り返し計算で放出箇所を特定することなしに、短い計算時間で放出箇所と放出量を求めることが可能となる。
【００４８】
上述の放出量推定装置は内部に、コンピュータシステムを有している。そして、上述した各処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。
【００４９】
上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
【符号の説明】
【００５０】
１・・・放出量推定装置
１１・・・伝達関数記憶部
１２・・・伝達関数算出部
１３・・・放出量推定部
１４・・・放出地点特定部
２１・・・観測装置
【図１】
2015102371.tif 000005
【図２】
2015102371.tif 000006
【図３】
2015102371.tif 000007
【図４】
2015102371.tif 000008
【図５】
2015102371.tif 000009
【図６】
2015102371.tif 000010