(57)【要約】【課題】原子炉建屋内で発生した燃料デブリなどの体積線源における重量を推定することができる放射線源の推定技術を提供する。【解決手段】放射線源の推定装置１０は、原子炉建屋１１内を模擬した構造モデルに対して、体積線源を含む線源モデルが設定される評価モデル設定部１３と、線源モデルが設定された構造モデルに線量評価セル３４を有する線量評価領域を設定する評価領域設定部１４と、線源モデルにおける体積線源の重量をパラメータとして、各線量評価セル３４における線量を計算する線量計算部１５と、線源モデルで設定した体積線源の各重量に応じて計算された各線量評価セル３４の計算線量を保存する線量データ保存部１６と、線量評価領域内で測定された測定線量を受け付ける測定線量受付部１７と、測定線量を、測定位置が属する線量評価セル３４における計算線量と照合して、合致する計算線量に対応する体積線源の重量を出力する第１線量照合部１８と、を備える。【選択図】  図１
2017101962.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子炉建屋の内部を模擬した構造モデルに対して、体積線源を含む線源モデルが設定される評価モデル設定部と、
前記線源モデルが設定された前記構造モデルに対して、線量評価セルを有する線量評価領域を設定する評価領域設定部と、
前記線源モデルにおける前記体積線源の重量をパラメータとして変化させた場合において、前記線量評価セルのそれぞれの線量を計算する線量計算部と、
前記線源モデルで設定した前記体積線源の前記重量のそれぞれに応じて計算された各前記線量評価セルの計算線量を保存する線量データ保存部と、
前記線量評価領域内で測定された放射線の測定線量を受け付ける測定線量受付部と、
前記測定線量を、測定位置が属する前記線量評価セルにおける前記計算線量と照合して、合致する前記計算線量に対応する前記体積線源の前記重量を出力する第１線量照合部と、を備えることを特徴とする放射線源の推定装置。
【請求項２】
前記線源モデルは、原子炉格納容器内及び原子炉圧力容器内のそれぞれに前記体積線源が設定されて、
前記線量計算部は、前記原子炉格納容器内及び前記原子炉圧力容器内のそれぞれにおいて設定された前記体積線源の前記重量をパラメータとして変化させた場合における、前記線量評価セルのそれぞれの線量を計算することを特徴とする請求項１に記載の放射線源の推定装置。
【請求項３】
前記線量計算部は、前記体積線源の前記重量をパラメータとして変化させた際に、前記体積線源によって生じる線量と前記線源モデルの全体により生じる合計線量とを区別して計算して、
前記測定線量受付部は、前記線量評価セルの中で前記合計線量に対して前記体積線源により生じる線量の割合が最も大きいセル内で測定された前記測定線量を受け付けることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の放射線源の推定装置。
【請求項４】
前記構造モデルには、前記体積線源以外からの線量の影響を低減させる遮蔽体が原子炉格納容器内にさらに設定されて、
前記測定線量受付部は、前記原子炉格納容器内に配置された前記遮蔽体の内部で測定された前記放射線の前記測定線量を受け付けることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の放射線源の推定装置。
【請求項５】
前記測定線量受付部は、原子炉格納容器の外側位置で測定された前記測定線量を受け付けて、
原子炉格納容器の内外を貫通する貫通部により生じる前記放射線の減衰率に基づいて、前記原子炉格納容器の外側位置で測定された前記測定線量を前記原子炉格納容器の内側位置における測定データに変換する測定線量変換部と、
変換された前記測定データを、前記原子炉格納容器の内側位置が属する前記線量評価セルにおける前記計算線量と照合して、合致する前記計算線量に対応する前記体積線源の前記重量を出力する第２線量照合部と、をさらに備えることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の放射線源の推定装置。
【請求項６】
前記線量計算部は、原子炉格納容器の一部又は全てを冠水させた場合を計算条件として考慮して、各前記線量評価セルにおける線量を計算することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の放射線源の推定装置。
【請求項７】
前記評価モデル設定部は、取得された前記原子炉建屋の周囲の空間線量又は前記原子炉建屋内の構造物の位置情報を建屋情報として受け付けて前記構造モデルに反映させることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の放射線源の推定装置。
【請求項８】
出力された前記体積線源の前記重量に対応付けられた各前記線量評価セルの線量を線量マップとして表示する表示部をさらに備えることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の放射線源の推定装置。
【請求項９】
原子炉建屋の内部を模擬した構造モデルに対して、体積線源を含む線源モデルが設定されるステップと、
前記線源モデルが設定された前記構造モデルに対して、線量評価セルを有する線量評価領域を設定するステップと、
前記線源モデルにおける前記体積線源の重量をパラメータとして変化させた場合において、前記線量評価セルのそれぞれの線量を計算するステップと、
前記線源モデルで設定した前記体積線源の前記重量のそれぞれに応じて計算された各前記線量評価セルの計算線量を保存するステップと、
前記線量評価領域内で測定された放射線の測定線量を受け付けるステップと、
前記測定線量を、測定位置が属する前記線量評価セルにおける前記計算線量と照合して、合致する前記計算線量に対応する前記体積線源の前記重量を出力するステップと、を含むことを特徴とする放射線源の推定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、原子炉建屋の構造物内部に存在する放射線源の重量などを推定する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
沸騰水型原子炉において、地震や津波等により炉心冷却機能を喪失するような過酷事故が生じた場合、原子炉の核燃料が溶融する炉心溶融が発生するおそれがある。この場合、溶融した核燃料は、原子炉圧力容器を貫通して原子炉格納容器などに達し、再固化して燃料デブリ（炉心溶融物）となるおそれがある。
【０００３】
炉心溶融により燃料デブリが発生した場合、原子炉を解体して燃料デブリを早期に取り出す必要がある。大規模な炉心溶融が発生した場合、燃料デブリは原子炉圧力容器の下部や原子炉格納容器内のペデスタルに落下するものと想定されるが、高い放射線環境のため原子炉格納容器の内部へのアクセスは難しく、燃料デブリの存在重量や存在位置などの情報を把握することは困難となる。
【０００４】
原子炉格納容器の内部に存在する燃料デブリの存在重量や存在位置などの情報を推定できれば、取り出し用機器の耐放射線性を事前に確認することが可能となり、作業員の被曝量を低減することができるとともに原子炉解体期間や除染に必要な期間の大幅な短縮が可能となる。
【０００５】
従来では、原子力発電所等から環境中に放出された放射性物質により一様に汚染された面状線源の線源強度を推定する技術が開示されている。この技術は、線源強度を仮定した面状線源エリアからの線量を計算コードで求めて、線源エリア内で定義された評価セルでの線量測定値と計算値との比を仮定した線源強度に乗じることで、実際の線源強度を求めるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第５２８９５４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述のように沸騰水型原子炉において炉心溶融が生じた場合、原子炉圧力容器や原子炉格納容器などの構造物の内部に、溶融した核燃料が再固化した燃料デブリが体積線源として生じる。
【０００８】
この燃料デブリは、一様に汚染された面状線源と異なり、複雑な構造物の内部に一定の体積を有して存在するため、線源強度を推定するだけでは燃料デブリの存在重量などの情報を推定することはできない。
【０００９】
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、原子炉建屋内で発生した燃料デブリなどの体積線源における重量を推定することができる放射線源の推定技術を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の実施形態に係る放射線源の推定装置において、原子炉建屋の内部を模擬した構造モデルに対して、体積線源を含む線源モデルが設定される評価モデル設定部と、前記線源モデルが設定された前記構造モデルに対して、線量評価セルを有する線量評価領域を設定する評価領域設定部と、前記線源モデルにおける前記体積線源の重量をパラメータとして変化させた場合において、前記線量評価セルのそれぞれの線量を計算する線量計算部と、前記線源モデルで設定した前記体積線源の前記重量のそれぞれに応じて計算された各前記線量評価セルの計算線量を保存する線量データ保存部と、前記線量評価領域内で測定された放射線の測定線量を受け付ける測定線量受付部と、前記測定線量を、測定位置が属する前記線量評価セルにおける前記計算線量と照合して、合致する前記計算線量に対応する前記体積線源の前記重量を出力する第１線量照合部と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明の実施形態に係る放射線源の推定方法において、原子炉建屋の内部を模擬した構造モデルに対して、体積線源を含む線源モデルが設定されるステップと、前記線源モデルが設定された前記構造モデルに対して、線量評価セルを有する線量評価領域を設定するステップと、前記線源モデルにおける前記体積線源の重量をパラメータとして変化させた場合において、前記線量評価セルのそれぞれの線量を計算するステップと、前記線源モデルで設定した前記体積線源の前記重量のそれぞれに応じて計算された各前記線量評価セルの計算線量を保存するステップと、前記線量評価領域内で測定された放射線の測定線量を受け付けるステップと、前記測定線量を、測定位置が属する前記線量評価セルにおける前記計算線量と照合して、合致する前記計算線量に対応する前記体積線源の前記重量を出力するステップと、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の実施形態により、原子炉建屋内で発生した燃料デブリなどの体積線源における重量を推定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１実施形態に係る放射線源の推定装置の構成図。
【図２】体積線源（燃料デブリ）が設定された沸騰水型原子炉の構造モデルの一例を示す図。
【図３】体積線源が設定された沸騰水型原子炉の構造モデルに対して、線量評価領域を設定した状態を示す図。
【図４】原子炉格納容器内に設定された体積線源の重量比率とペデスタル開口部における計算線量との関係の一例を示すグラフ。
【図５】原子炉格納容器内が冠水した場合における、原子炉格納容器内に設定された体積線源の重量比率とペデスタル開口部における計算線量との関係の一例を示すグラフ。
【図６】第１実施形態に係る放射線源の推定手順を示すフローチャート。
【図７】原子炉格納容器のペデスタル下部における、線源モデル全体により計算された合計線量と体積線源により計算されたよる線量との関係の一例を示すグラフ。
【図８】遮蔽体が設定された沸騰水型原子炉の構造モデルの一例を示す図。
【図９】第４実施形態に係る放射線源の推定装置の構成図。
【図１０】（Ａ）は原子炉格納容器の内外を貫通して設けられた貫通部を含む沸騰水型原子炉の構造モデルの一例を示す図、（Ｂ）は貫通部の断面図。
【図１１】第４実施形態に係る放射線源の推定手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（第１実施形態）
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
本実施形態に係る放射線源の推定装置１０（以下、“推定装置１０”と省略する）は、過酷事故が発生した原子炉建屋１１内で炉心溶融が発生した際に、原子炉格納容器１２の内部で存在が想定される燃料デブリの重量を推定する装置である。なお、以下では重量推定の対象となる体積線源として燃料デブリを例に説明するが、本実施形態は核燃料物質を含む燃料デブリ以外の体積線源を対象とする場合にも適用できる。
【００１５】
図１に示すように、第１実施形態に係る推定装置１０は、評価モデル設定部１３と、評価領域設定部１４と、線量計算部１５と、線量データ保存部１６と、測定線量受付部１７と、第１線量照合部１８と、表示部１９と、を備えている。
【００１６】
なお、推定装置１０の各構成は、所定のプログラムコードを、プロセッサなどの電子回路において実行することによって実現しても良く、このようなソフトウェア処理に限らず、例えば、ＡＳＩＣ等の電子回路を用いたハードウェア処理で実現したユニットあるいは計算機として構成しても良いし、ソフトウェア処理とハードウェア処理とを組み合わせて実現したユニットあるいは計算機として構成しても良い。
【００１７】
評価モデル設定部１３は、原子炉建屋１１内における原子炉格納容器１２などの構造物や機器を模擬した構造モデルが設定されている。構造モデルは、プラント建設時の設計データや定期点検・修理などの保全データから取得された構造物や機器の位置情報、材料情報などに基づいて構成される。この構造モデルに対して、放射線源を模擬した線源モデルが設定される。
【００１８】
線源モデルは、核物質を含んで一定の体積を有して、原子炉格納容器１２などの構造物の内部に存在すると仮定し設定する体積線源と、放射性物質が構造物や機器の表面に付着し存在すると仮定して設定する付着線源と、から構成される。線源モデルは、構造モデル２２に対してユーザにより任意に設定することができる。
【００１９】
図２は、線源モデルが設定された沸騰水型原子炉の構造モデル２２を示すものである。なお、図２は構造モデル２２の一例を示すものであり、原子炉建屋１１内の構造物、機器をさらに詳細に設定したモデルを用いても良い。
【００２０】
ここで、構造モデル２２の構成について簡単に説明する。
沸騰水型原子炉の構造モデル２２は、原子炉格納容器１２、原子炉ウェル２３、及び各種の機器を配置された多数の区画から構成されている。原子炉ウェル２３は、ウェルプラグ２４で閉止されている。
【００２１】
原子炉格納容器１２の内部には、原子炉圧力容器２５、原子炉遮蔽壁２６、ペデスタル２７が設置されている。そして、原子炉圧力容器２５の内部には、シュラウド２８、上部格子板２９、気水分離器３０、蒸気乾燥器３１が設置されている。なお、原子炉圧力容器２５を保持するための台座であるペデスタル２７には、作業員が内部にアクセスするためのペデスタル開口部３２が設けられている。
【００２２】
この構造モデル２２に対して、放射線源の存在位置や付着状況を仮定して線源モデルが設定される。
【００２３】
原子炉建屋１１内において炉心溶融が発生した場合、核燃料及び燃料被覆管等を含む溶融物である燃料デブリは原子炉圧力容器２５の底部へ落下する。さらに、大規模な炉心溶融が発生した場合、燃料デブリは原子炉圧力容器２５を貫通して、原子炉格納容器１２（ペデスタル２７の下部）にも落下する。
【００２４】
このため、原子炉圧力容器２５及び原子炉格納容器１２のそれぞれに燃料デブリが存在すると仮定して、原子炉圧力容器２５の底部に燃料デブリを模擬した体積線源３３ａを設定する一方、原子炉格納容器１２に燃料デブリを模擬した体積線源３３ｂを設定する。なお、体積線源３３は、原子炉圧力容器２５及び原子炉格納容器１２の内部のいずれか一方に設定しても良い。
【００２５】
また、体積線源３３の形状は、原子炉圧力容器２５の底部に設定する体積線源３３ａについては部分球形状として、原子炉格納容器１２の内部に設定する体積線源３３ｂについてはペデスタル２７の下部に一様に広がる円柱形状として設定する。
【００２６】
さらに、原子炉格納容器１２及び原子炉圧力容器２５の間隙などから核分裂生成物等の放射性物質が漏洩することで、原子炉ウェル２３、ウェルプラグ２４、原子炉格納容器１２、及び原子炉圧力容器２５などの構造物表面に放射性物質が付着すると仮定して付着線源（図示省略）を設定する。
【００２７】
付着線源は、全て構造物の表面に一様に付着するものと仮定して設定する。なお、シュラウド２８の直上に位置する上部格子板２９については、放射化生成物を付着線源と仮定して設定する。
【００２８】
建屋情報取得手段２０（図１）は、原子炉建屋１１周囲の空間線量または建屋内の構造物における位置情報を建屋情報として取得する手段である。建屋情報取得手段２０としては、３次元上の空間線量を計測するガンマカメラや３次元構造物の点群情報（位置情報）を取得可能な３次元レーザースキャナが例示される。
【００２９】
評価モデル設定部１３は、建屋情報取得手段２０において取得された建屋情報を入力して、この建屋情報を構造モデル２２あるいは線源モデルの設定に反映させても良い。現状の放射性物質による汚染状態や建屋内部の構造物の位置情報を反映させることで、構造モデル２２及び線源モデルがより正確に設定され、体積線源の重量推定精度を向上させることができる。
【００３０】
評価領域設定部１４は、線源モデルが設定された構造モデル２２に対して、放射線の線量を評価するための線量評価領域を設定する。
【００３１】
図３は、線源モデルが設定された構造モデル２２に対して、線量評価セル３４（３４１，３４２，３４３，・・・）を有する線量評価領域３５を設定した状態の一例を示す図である。
【００３２】
線量評価領域３５は、評価領域内における放射線の線量を評価するために仮定された解析上の設定面であり、任意の大きさの線量評価セル３４により格子状に区切られている。そして、線量評価セル３４のそれぞれは、セルを相互に識別するための位置情報を有している。
【００３３】
線量計算部１５は、評価モデル設定部１３で設定された体積線源３３の重量をパラメータとして変化させて、線量評価セル３４のそれぞれにおける線量をシミュレーション計算する。図２に示すように燃料デブリを模擬する体積線源３３ａ、３３ｂを設定した場合は、合計重量が溶融前の炉心燃料及び被覆管の総重量となるように維持させながら、体積線源３３それぞれの重量を変化させて各線量評価セル３４の線量を計算する。
【００３４】
線量を計算するための計算コードは、実形状における散乱線も考慮可能なモンテカルロ法計算コードＭＣＮＰを使用する。線量評価セル３４の位置によっては、構造物による散乱線の寄与が大きくなることも考えられるが、ＭＣＮＰを用いることで散乱線の影響を考慮することができる。
【００３５】
なお、線量計算部１５は、原子炉格納容器１２の一部又は全てを冠水させた場合を計算条件として考慮して、各線量評価セル３４における線量を計算しても良い。
【００３６】
線量データ保存部１６は、線量計算部１５の計算結果を入力して、体積線源３３の各重量に対応付けて線量評価セル３４のそれぞれの計算線量を保存する。
【００３７】
図４は、全ての体積線源３３に対する体積線源３３ｂ（原子炉格納容器１２内の燃料デブリ）の重量比率とペデスタル開口部３２における計算線量との関係の一例を示すグラフである。なお、図４の縦軸は、体積線源３３ｂの重量比率が１００％における計算線量を基準値（＝１．０）とした場合の線量率で表している。
【００３８】
線量データ保存部１６には、線量評価セル３４のそれぞれにおいて、体積線源３３の重量に対応づけて計算線量が保存される。
【００３９】
図５は、原子炉格納容器１２の内部が冠水した場合における、全ての体積線源３３に対する体積線源３３ｂ（原子炉格納容器１２内の燃料デブリ）の重量比率とペデスタル開口部３２における計算線量との関係の一例を示すグラフである。
【００４０】
放射線測定器２１（図１）は、線量評価領域３５内の任意の位置に配置されて、放射線の線量を測定するための測定器である。放射線測定器２１は、ＧＭ管やガンマ線計測用のＧｅ、ＣｄＴｅ、ＣｄＴｅ、ＣｄＺｎＴｅ、ＴｌＢｒ等の半導体検出器が使用できる。使用する放射線測定器２１は、線量計算部１５で計算される放射線の種類に応じて適宜選択される。
【００４１】
なお、放射線測定器２１の原子炉建屋１１内への配置は、作業員により配置可能な位置の場合は作業員により実施され、作業員による測定器の配置が困難の場合は遠隔地から操作可能な遠隔ロボット等を用いて配置される。放射線測定器２１は、測定された測定線量とともに測定位置の情報を推定装置１０に送信する。
【００４２】
測定線量受付部１７は、放射線測定器２１で測定された測定線量及び測定位置の情報を受け付ける。
【００４３】
第１線量照合部１８は、線量データ保存部１６にアクセスして、受け付けた測定線量を、測定位置が属する線量評価セル３４での計算線量と照合する。そして、測定線量と合致する計算線量に対応する体積線源３３の重量を表示部１９に出力する。
【００４４】
そして、表示部１９は、第１線量照合部１８から出力された体積線源３３の重量を、原子炉建屋１１内における体積線源の推定重量として表示する。複数の位置に体積線源３３を設定した場合は、体積線源のそれぞれの重量を表示する。
【００４５】
また、表示部１９は、線量データ保存部１６から線量データを入力して、推定された体積線源３３の重量に対応する各線量評価セル３４の計算線量を線量マップとして表示しても良い。
【００４６】
図６は、第１実施形態に係る放射線源の推定手順のフローチャートを示している（適宜、図１〜図３参照）。
【００４７】
評価モデル設定部１３は、原子炉建屋１１内の構造モデル２２に対して、体積線源３３を含む線源モデルが設定される（Ｓ１０）。
【００４８】
評価領域設定部１４は、線量評価セル３４を有する線量評価領域３５を設定する（Ｓ１１）。
【００４９】
線量計算部１５は、評価モデル設定部１３で設定された体積線源３３の重量をパラメータとして変化させて、線量評価セル３４のそれぞれにおける線量を計算する（Ｓ１２）。
【００５０】
線量データ保存部１６は、線量計算部１５の計算結果を入力して、体積線源の重量のそれぞれに応じて計算された各線量評価セル３４の計算線量を保存する（Ｓ１３）。
【００５１】
一方、放射線測定器２１は、線量評価領域３５内の任意の位置に配置されて、放射線の線量を測定する（Ｓ１４）。
【００５２】
第１線量照合部１８は、線量データ保存部１６にアクセスして、受け付けた測定線量を放射線測定器２１の測定位置が属する線量評価セル３４における計算線量と照合する（Ｓ１５）。
【００５３】
表示部１９は、測定線量と合致する計算線量に対応する体積線源３３の重量を原子炉建屋１１内における体積線源の推定重量として表示する（Ｓ１６）。
【００５４】
このように、原子炉建屋１１を模擬した構造モデル２２に体積線源３３を設定し、体積線源３３の重量をパラメータとして計算した計算線量と実際の測定線量とを照合することにより、原子炉建屋１１内に存在する燃料デブリの重量を推定することができる。
【００５５】
また、本実施形態では体積線源３３の設定位置を固定して線量の計算を行っているが、体積線源３３の重量とともに体積線源３３の設定位置をパラメータとして変化させて、計算線量と実際の測定線量とを照合することにより、原子炉建屋１１内に存在する燃料デブリの位置を推定することもできる。
【００５６】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係る推定装置１０について説明する。第２実施形態については、全体の構成は第１実施形態（図１）と同一となるため図面の記載を省略し、同一の機能については記載を省略して第１実施形態と異なる機能を中心に説明する。
【００５７】
第２実施形態に係る推定装置１０の線量計算部１５は、体積線源３３の重量をパラメータとして各線量評価セル３４の線量を計算する際、線源モデルの全体により生じる合計線量（第１実施形態で求めた計算線量）と体積線源３３により生じる線量とを区別して計算する。つまり、付着線源を除いた体積線源３３のみを起因とする線量を別に計算する。
【００５８】
線量データ保存部１６は、体積線源３３の各重量に対応付けて、線量評価セル３４のそれぞれにおける合計線量及び体積線源３３による線量を保存する。
【００５９】
ユーザは、各線量評価セル３４の合計線量及び体積線源３３により生じる線量を表示部１９で表示させて、合計線量に対する体積線源３３により生じる線量の比率を確認して、最も比率が大きい線量評価セル３４の位置を放射線の測定位置として決定する。なお、表示部１９において、体積線源３３により生じる線量の比率を自動で計算して、最も比率が大きい線量評価セル３４の位置を測定位置として決定しても良い。
【００６０】
放射線測定器２１は、測定位置として決定された線量評価セル３４の位置に配置されて、放射線の線量を測定する。
【００６１】
測定線量受付部１７は、放射線測定器２１で測定された測定線量を受け付ける。そして、第１線量照合部１８は、受け付けた測定線量を、測定位置が属する線量評価セル３４における計算線量と照合して、合致する計算線量に対応する体積線源３３の重量を出力する。
【００６２】
図７は、付着線源を含む合計線量率と体積線源３３による線量率との関係の一例を示すグラフである。ここでは、原子炉格納容器１２内に設定される体積線源３３ｂの重量比率を５％として計算している。
【００６３】
なお、横軸はペデスタル２７の中心位置を基準位置（＝１．０）として、この基準位置からペデスタル開口部３２の径方向に沿った距離を相対距離で示しており、縦軸は中心位置での合計線量を基準値（＝１．０）とした場合の線量率で示している。
【００６４】
ユーザは、合計線量データと体積線源３３のみより生じる線量とを表示部１９させて、燃料デブリの線量における影響が大きい位置を測定位置として決定する。
【００６５】
実際の測定線量と計算線量との誤差を低減して体積線源の重量推定精度を高める観点から、放射線の測定は体積線源による線量の寄与が大きい位置で実施されることが望ましい。第２実施形態のように、放射線測定器２１の測定を体積線源による寄与が大きい位置を予め計算により求めることで、測定線量と計算線量との誤差を低減でき、体積線源の重量推定精度を向上させることができる。
【００６６】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態に係る推定装置１０について説明する。第３実施形態については、全体の構成は第１実施形態（図１）と同一となるため図面の記載を省略し、同一の機能については記載を省略して第１実施形態と異なる機能を中心に説明する。
【００６７】
第３実施形態に係る評価モデル設定部１３の構造モデル２２では、体積線源３３以外からの線量の影響を低減させるための遮蔽体がモデル内に設定される。遮蔽体は、放射線を遮断可能な材質（鉛など）で構成されるものとして、体積線源３３の存在位置の近傍に配置される。
【００６８】
図８は、遮蔽体３６の設置を考慮した場合における、沸騰水型原子炉の構造モデル２２の一例を示す図である。
【００６９】
遮蔽体３６は、体積線源３３以外からの線量の影響を低減させるように配置される、例えば図８に示すようにコの字型に形成されて、遮蔽体３６の開口部位が体積線源３３ｂの方向に向かうように配置される。
【００７０】
遮蔽体３６は、評価モデル設定部１３で設定された位置と同一の位置に原子炉格納容器内に実際に配置されて、放射線測定器２１は、遮蔽体３６の内部で放射線の線量を測定する。なお、遮蔽体３６は、原子炉格納容器１２の内外を貫通して設けられている貫通部（例えば、開口ダクト）を利用して原子炉格納容器１２内に配置される。
【００７１】
測定線量受付部１７は、放射線測定器２１で測定された測定線量を受け付ける。そして、第１線量照合部１８は、受け付けた測定線量を、測定位置が属する線量評価セル３４における計算線量と照合して、合致する計算線量に対応する体積線源３３の重量を出力する。
【００７２】
このように、体積線源３３以外からの線量の影響を低減させる遮蔽体３６の内部で放射線の測定を行うことで、体積線源による線量の寄与が大きい位置で放射線測定を実施することできる。このため、測定線量と計算線量との誤差を低減でき、体積線源の重量推定精度を向上させることができる。
【００７３】
（第４実施形態）
図９は、第４実施形態に係る推定装置１０の構成図を示している。なお、図９において図１と共通の構成又は機能を有する部分は、同一符号で示し、重複する説明を省略する。
【００７４】
第４実施形態に係る推定装置１０は、測定線量変換部３９と、第２線量照合部４０と、をさらに備える。なお、原子炉建屋１１は、原子炉格納容器１２の内外を貫通する貫通部３８、例えば作業員の格納容器内部へのアクセス用の貫通孔や開口ダクトなどを有するものとする。
【００７５】
放射線測定器２１は、原子炉格納容器１２の外側に配置されて、放射線の線量を測定する。このとき、放射線の線量測定は、燃料デブリの存在が推定される位置の近傍に設置された貫通部３８の開口端（原子炉格納容器１２外側における開口端）付近で測定されることが望ましい。
【００７６】
推定装置１０の測定線量受付部１７は、放射線測定器２１で測定された測定線量とともに測定位置の情報を受け付ける。
【００７７】
測定線量変換部３９は、原子炉格納容器１２の内外を貫通する貫通部３８により生じる放射線の減衰率に基づいて、原子炉格納容器１２の外側位置で測定された測定線量を原子炉格納容器１２の内側位置における測定データに変換する。
【００７８】
図１０を用いて、原子炉格納容器１２の外側位置で測定された測定線量を原子炉格納容器１２の内側位置における測定データに変換する方法を説明する。ここでは、線量測定位置Ａにおける測定線量を原子炉格納容器１２の内側位置Ａ’における測定データに変換するものとする。
【００７９】
図１０（Ａ）は、第４実施形態に適用される構造モデル２２の一例を示す図であり、図１０（Ｂ）は、原子炉格納容器１２の内外を貫通する貫通部３８の断面図を示している。なお、貫通部３８は直円筒型の形状であるとする。
【００８０】
まず、貫通部３８におけるガンマ線の線量減衰率Ｒａは下記の計算式（１）で表すことができる。なお、Ｃは補正係数、ｒは貫通部３８の半径、Ｔは貫通部３８の長さを表している。
【数１】
2017101962.tif 000003
【００８１】
さらに、線量測定位置Ａが貫通部３８の延長方向上の近傍にある場合、貫通部３８の出口から線量測定位置Ａまでのガンマ線の線量減衰率Ｒｂ１は下記の計算式（２）で表すことができる。なお、Ｌは貫通部３８の開口端から線量測定位置Ａまでの距離を表す。
【００８２】
【数２】
2017101962.tif 000004
【００８３】
したがって、貫通部３８の外側における測定線量に、直円筒ダクトにおけるガンマ線の線量減衰率Ｒａの逆数及び貫通部３８の開口から線量測定位置Ａまでの線量減衰率Ｒｂ１の逆数を乗じることで、原子炉格納容器１２の内側位置Ａ’における線量データを逆算して求めることができる。
【００８４】
一方、線量測定位置Ａが貫通部３８の延長方向上の近傍にない場合は、貫通部３８の出口から線量測定位置までのガンマ線の線量減衰率Ｒｂ２は下記の計算式（３）で表される。このときは、貫通部３８の外側における測定線量に、線量減衰率Ｒａの逆数及び線量減衰率Ｒｂ２の逆数を乗じることで、原子炉格納容器１２の内側位置Ａ’における線量データを逆算して求めることができる。
【００８５】
【数３】
2017101962.tif 000005
【００８６】
なお、貫通部３８におけるガンマ線の線量減衰率を示す簡易式については、貫通部３８を介した原子炉格納容器１２の内外における線量減衰率の関係を表す式であれば、上述の計算式（１）〜（３）に限定されるものではない。
【００８７】
第２線量照合部４０（図９）は、測定線量変換部３９で変換された測定データを入力する。この測定データを、線量データ保存部１６に保存されている計算線量と照合する。測定データの照合は、原子炉格納容器１２の内側位置Ａ’が属する線量評価セル３４における計算線量と行う。
【００８８】
そして、第２線量照合部４０は、測定データと合致する計算線量に対応する体積線源の重量を表示部１９に出力する。
【００８９】
図１１は、第４実施形態に係る放射線源の推定手順のフローチャートを示している（適宜、図９、図１０参照）。なお、Ｓ２０〜Ｓ２３は、第１実施形態に係る放射線源の推定手順で示したＳ１０〜Ｓ１３と同一の内容となるため説明を省略する。
【００９０】
放射線測定器２１は、原子炉格納容器１２の外側に配置されて、放射線の線量を測定する（Ｓ２４）。そして、測定線量受付部１７は、放射線測定器２１で測定された測定線量を受け付ける。
【００９１】
測定線量変換部３９は、原子炉格納容器１２の内外を貫通する貫通部３８により生じる放射線の減衰率に基づいて、原子炉格納容器１２の外側位置で測定された測定線量を原子炉格納容器１２の内側位置における測定データに変換する（Ｓ２５）。
【００９２】
第２線量照合部４０は、測定線量変換部３９で変換された測定データを、原子炉格納容器１２の内側位置が属する線量評価セル３４における計算線量と照合する（Ｓ２６）。
【００９３】
表示部１９は、測定線量と合致する計算線量に対応する体積線源３３の重量を原子炉建屋１１内における体積線源の推定重量として表示する（Ｓ２７）。
【００９４】
このように、貫通部３８におけるガンマ線の減衰率に基づいて貫通部３８の内側位置の測定データに変換することで、原子炉格納容器１２の外側の線量測定値から燃料デブリの推定重量を簡易に推定することができる。
【００９５】
また、原子炉格納容器１２の外部で構造モデル２２に変更があった場合であっても、構造モデル２２の修正を伴う線量計算を再度実施する必要がなくなるため、体積線源の重量推定を簡易かつ短時間で実施することができる。
【００９６】
以上述べた各実施形態の放射線源の推定装置によれば、原子炉建屋内部の構造モデルに対して体積線源を設定して、体積線源の重量をパラメータとして計算した計算線量と実際の測定線量とを照合することで、原子炉建屋内で発生した燃料デブリなどの体積線源における重量を推定することができる。
【００９７】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００９８】
１０…放射線源の推定装置、１１…原子炉建屋、１２…原子炉格納容器、１３…評価モデル設定部、１４…評価領域設定部、１５…線量計算部、１６…線量データ保存部、１７…測定線量受付部、１８…第１線量照合部、１９…表示部、２０…建屋情報取得手段、２１…放射線測定器、２２…構造モデル、２３…原子炉ウェル、２４…ウェルプラグ、２５…原子炉圧力容器、２６…原子炉遮蔽壁、２７…ペデスタル、２８…シュラウド、２９…上部格子板、３０…気水分離器、３１…蒸気乾燥器、３２…ペデスタル開口部、３３ａ…体積線源（燃料デブリ）、３３ｂ…体積線源（燃料デブリ）、３４（３４１，３４２，３４３，・・・）…線量評価セル、３５…線量評価領域、３６…遮蔽体、３８…貫通部、３９…測定線量変換部、４０…第２線量照合部。
【図１】
2017101962.tif 000006
【図２】
2017101962.tif 000007
【図３】
2017101962.tif 000008
【図４】
2017101962.tif 000009
【図５】
2017101962.tif 000010
【図６】
2017101962.tif 000011
【図７】
2017101962.tif 000012
【図８】
2017101962.tif 000013
【図９】
2017101962.tif 000014
【図１０】
2017101962.tif 000015
【図１１】
2017101962.tif 000016