拡散状況予測システム
【課題】拡散源からの拡散物質の拡散状況を実用面を重視した、より精度高い予測を可能とすることができる拡散物質の拡散状況予測システムを提供する。
【解決手段】本発明の拡散物質の拡散状況予測システム１０Ａは、拡散源が存在する対象地点を含む計算領域における、拡散源から放射性物質が放出される対象日時の風向、風速および安定度を含む気象データと、その時の放射性物質の放出量とが入力される気象データ・拡散物質入力部１１と、所定期間までにおける所定時間毎の気流場データを求める気流場データ演算部１２と、得られた各気流場データを用いて時間連続的に放射性物質の拡散場データを求める拡散場データ演算部１３とを有し、拡散源から放射性物質が放出される発災時刻が所定期間までの間に所定時間毎にずれたと仮定した場合に、気流場データ演算部１２及び拡散場データ演算部１３は、その時の各々の発災時刻における拡散場データを求める。
【解決手段】本発明の拡散物質の拡散状況予測システム１０Ａは、拡散源が存在する対象地点を含む計算領域における、拡散源から放射性物質が放出される対象日時の風向、風速および安定度を含む気象データと、その時の放射性物質の放出量とが入力される気象データ・拡散物質入力部１１と、所定期間までにおける所定時間毎の気流場データを求める気流場データ演算部１２と、得られた各気流場データを用いて時間連続的に放射性物質の拡散場データを求める拡散場データ演算部１３とを有し、拡散源から放射性物質が放出される発災時刻が所定期間までの間に所定時間毎にずれたと仮定した場合に、気流場データ演算部１２及び拡散場データ演算部１３は、その時の各々の発災時刻における拡散場データを求める。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、拡散物質の拡散状況予測システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば原子力発電所や化学工場などでの事故等により有害物質が放出された場合には、有害物質の拡散範囲や拡散濃度を予測し、有害物質による影響を受ける地域を予測する拡散状況予測システムが知られている。
【０００３】
この拡散状況予測システムは、例えば気象ＧＰＶ（Grid Point Value）データやアメダス（ＡＭｅＤＡＳ；Automated Meteorological Data Acquisition System）等の気象観測データに基づいて、大気現象を解析する偏微分方程式を演算することにより、事故発生（例えば、放射性物質の外部放出）時点から所定時間先の時点までの演算期間に渡り、一定時間間隔で多数の評価地点の気体状況（風向、風速等）を求め気流場データを演算し、得られた気流場データを用いて拡散計算を行うことにより、拡散物質の濃度（拡散場データ）を求め、事故源から放出された有害物質の拡散状況を予測している。
【０００４】
気流場データや拡散場データの演算は、膨大な時間を要することから、例えば、気流場データベースや拡散場データベースを予め用意しておき、大気中に放出された拡散物質の拡散状況を短時間で予測することができる拡散状況予測システムが提案されている（特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４２０９３５４号公報
【特許文献２】特開２０１０−１１７１９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の拡散物質の拡散状況予測システムでは、発災時刻が既知の状態からの演算を行うことが前提になっており、発災時刻が未定で、放出量も時間変化するような演算は対象としていない。そのため、このような条件下でのハザードマップの作成するための拡散予測システムが必要である。しかも、発災時刻が変化し、放出量も時間変化する場合の演算は、膨大なものとなるため、演算量を減らした実用的な方法も必要である。
【０００７】
そのため、例えば原子力発電所等の拡散源の周辺地形の地形影響をも考慮しながら、拡散物質の実際の拡散状況をより精度高い予測が可能とすることができる拡散物質の拡散状況予測システムが求められている。
【０００８】
本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであって、拡散源からの拡散物質の拡散状況を実用面を重視した、より精度高い予測を可能とすることができる拡散物質の拡散状況予測システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決するための本発明の第１の発明は、拡散物質を大気中に放出する拡散源が存在する対象地点を含む予め設定した広さの地理的領域に対応する計算領域における、前記拡散源から前記拡散物質が放出される対象日時の風向、風速および安定度を含む気象データと、前記対象日時の前記拡散物質の放出量とが入力される気象データ・拡散物質入力部と、前記気象データ・拡散物質入力部に入力された前記対象日時の気象データを基に少なくとも風向、風速および安定度を求め、求められた前記対象日時の気象データの風向、風速および安定度に基づいて大気現象を解析する気流場計算モデルにより演算を行うことにより、所定期間までにおける所定時間毎での気流場データを求める気流場データ演算部と、前記気流場データ演算部で求められた各々の前記気流場データを用いて時間連続的に、前記拡散物質の拡散状態を演算する拡散計算モデルにより演算を行うことにより前記拡散物質の拡散場データを求める拡散場データ演算部と、を有し、前記気象データ・拡散物質入力部には、前記拡散源から前記拡散物質が放出される発災時刻が前記所定期間までの間に前記所定時間毎にずれたと仮定した場合（発災時刻が未定のため、所定時間毎に発災時刻をずらす）に、その時の気象データと前記拡散物質の放出量とが入力され、前記気流場データ演算部及び拡散場データ演算部は、前記気象データ・拡散物質入力部に入力された各々の前記発災時刻における拡散場データを求めることを特徴とする拡散物質の拡散状況予測システムである。
【００１０】
第２の発明は、拡散物質を大気中に排出する拡散源が存在する対象地点を含む予め設定した広さの地理的領域に対応する計算領域における、少なくとも風向、風速および安定度を含む組み合わせが異なる複数のケースの気流場データが予め求められた気流場データベースが記憶されている記憶部と、前記拡散源から前記拡散物質が放出される対象日時の気象データと、前記対象日時の前記拡散物質の放出量とが入力される気象データ・拡散物質入力部と、前記気象データ・拡散物質入力部に入力された前記対象日時の気象データを基に少なくとも風向、風速および安定度を求め、予め求めた前記気流場データベースから前記対象日時の気象データの風向、風速および安定度に対応する気流場データを求め、予め決めた所定期間までにおける予め決めた所定時間毎での気流場データを求める気流場データ演算部と、前記気流場データ演算部において求められた前記対象日時における気流場データを前記拡散物質の拡散状態を演算する拡散計算モデルを用いて演算を行うことにより前記拡散物質の拡散場データを求めると共に、前記所定期間までに前記所定時間毎に求められた各々の前記気流場データを用いて前記拡散計算モデルにより演算を行い、前の時間帯で得られた拡散場データを初期値として用いて、次の時間帯の拡散場データを演算し、それを繰り返しながら、前記所定期間までにおける前記所定時間毎の拡散場データを求める拡散場データ演算部と、を有し、前記気象データ・拡散物質入力部には、前記拡散源から前記拡散物質が放出される発災時刻が前記所定期間までの間に前記所定時間毎にずれたと仮定した場合に、その時の気象データと前記拡散物質の放出量とが入力され、前記拡散場データ演算部は、前記気象データ・拡散物質入力部に入力された各発災時刻における前記所定期間までの間の前記所定時間毎の拡散場データを求めることを特徴とする拡散物質の拡散状況予測システムである。
【００１１】
第３の発明は、第２の発明において、前記記憶部は、前記気流場データベースの各気流場データを前記計算領域における、少なくとも風向、風速および安定度を含む組み合わせが異なる複数のケースの拡散場データが予め求められた拡散場データベースを記憶し、前記拡散場データ演算部は、前記気象データ・拡散物質入力部に入力された前記対象日時の気象データを基に、予め求めた前記拡散場データベースから前記対象日時の気象データの風向、風速および安定度に対応する拡散場データを求め、予め決めた所定期間までにおける予め決めた所定時間毎での拡散場データを求めるものであり、前記気象データ・拡散物質入力部には、前記拡散源から前記拡散物質が放出される発災時刻が前記所定期間までの間に前記所定時間毎にずれたと仮定した場合に、その時の気象データと前記拡散物質の放出量とが入力され、前記拡散場データ演算部は、前記気象データ・拡散物質入力部に入力された各発災時刻における前記所定期間までの間の前記所定時間毎の拡散場データを、各々の前記対象日時における前記拡散物質の放出量を換算して求めることを特徴とする拡散物質の拡散状況予測システムである。
【００１２】
第４の発明は、第２又は第３の発明において、前記記憶部は、前記気象データのうち前記風速を所定値に固定して前記風向と前記安定度との組み合わせが異なる複数のケースの気流場データが予め求められた気流場データベースに記憶し、前記気流場データ演算部は、前記所定期間までの間の前記所定時間毎の気流場データを求め、前記拡散場データ演算部は、前記所定期間までの間の前記所定時間毎の拡散場データを求めることを特徴とする拡散物質の拡散状況予測システムである。
【００１３】
第５の発明は、第１乃至第４の何れか１つの発明において、前記拡散場データ演算部は、前記発災時刻が前記所定期間までに前記所定時間毎にずれたと仮定した場合に得られた全ての拡散場データを合わせ、前記拡散物質の最大拡散範囲を求めることを特徴とする拡散物質の拡散状況予測システムである。
【００１４】
第６の発明は、第１乃至第５の何れか１つの発明において、前記拡散物質が放射性物質とした場合、前記拡散場データ演算部は、得られた前記拡散場データの結果に基づいて被ばく量を求めることを特徴とする拡散物質の拡散状況予測システムである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、拡散源からの拡散物質の拡散状況を実用面を重視した、より精度高い予測を可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、実施例１に係る拡散物質の拡散状況予測システムの構成を簡略に示す図である。
【図２】図２は、風向、風速、安定度の１年間の変化の一例を示す図である。
【図３】図３は、発災時刻と放射性物質の放出量の時間経過との関係の説明を示す図である。
【図４】図４は、発災時刻が１年間までの間に１時間毎にずれたと仮定した場合の発災時刻と放射性物質の放出量の時間経過との関係の説明を示す図である。
【図５】図５は、所定の発災時刻において放射性物質が放出された際の放射性物質の拡散場を１時間毎に年間計算した結果の一例を示す図である。
【図６】図６は、実施例２に係る拡散物質の拡散状況予測システムの構成を簡略に示す図である。
【図７】図７は、構築した気流場データベースの一例を示す図である。
【図８】図８は、気象条件分類した気流場データと時間経過との関係の説明を示す図である。
【図９】図９は、拡散場データの一例を示す図である。
【図１０】図１０は、実施例３に係る拡散物質の拡散状況予測システムの構成を簡略に示す図である。
【図１１】図１１は、拡散場データベースの一例を示す説明図である。
【図１２】図１２は、気象条件分類した拡散場データと時間経過との関係の説明を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための実施例につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施例に記載した内容により限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、下記実施例で開示した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。
【実施例１】
【００１８】
＜拡散物質の拡散状況予測システム＞
本発明による実施例１に係る拡散物質の拡散状況予測システムについて、図面を参照して説明する。なお、本実施例では、拡散物質が放射性物質（粒子）である場合について説明する。
【００１９】
図１は、本実施例に係る拡散物質の拡散状況予測システムの構成を簡略に示す図である。図１に示すように、本実施例に係る拡散物質の拡散状況予測システム１０Ａは、気象データ・拡散物質入力部１１と、気流場データ演算部１２と、拡散場データ演算部１３とを有する。
【００２０】
（気象データ・拡散物質入力部）
気象データ・拡散物質入力部１１には、拡散物質である放射性物質を大気中に放出する拡散源（例えば、原子力発電所）が存在する対象地点を含む予め設定した広さの地理的領域に対応する計算領域における、原子力発電所から放射性物質が放出される対象日時の風向、風速および安定度を含む気象データと、対象日時の放射性物質の放出量とが入力される。
【００２１】
なお、本実施例において、対象日時とは、拡散源（原子力発電所）から拡散物質（放射性物質）が大気に排出された日時をいう。
【００２２】
気象データ・拡散物質入力部１１に入力された対象日時の気象データαは、気流場データ演算部１２に送信される。気流場データ演算部１２には、気象データ・拡散物質入力部１１から送信された気象データαが入力される。
【００２３】
（気流場データ演算部）
気流場データ演算部１２は、気象データ・拡散物質入力部１１に入力された対象日時の気象データαを基に風向、風速および安定度を求め、求められた対象日時の気象データαの風向、風速および安定度に基づいて大気現象を解析する気流場計算モデルにより演算を行うことにより、１年間（３６５日）における１時間毎での気流場データを求める。
【００２４】
安定度は、例えば、パスキルの大気安定度分類に基づいて決定する。パスキルの大気安定度分類では、安定度を、昼間は風速と日射量とから決定され、夜間は風速と雲量とから決定される。また、安定度は、入力された気象データのデータ要素（特に、風速と気温）から安定度を演算するようにしてもよい。
【００２５】
得られた風向、風速および安定度を気流場計算モデルを用いて演算することにより、１年間の１時間毎における気流場データが求められる。
【００２６】
気流場計算モデルとして、例えば、従来より公知のものが用いられるが、例えば、数値シミュレーションモデルにより数値流体解析（ＣＦＤ：Computational Fluid Dynamics）を用いる方法などが挙げられる。
【００２７】
数値シミュレーションモデルによりＣＦＤを用いる場合には、気象データ・拡散物質入力部１１に入力された対象日時の各々の気象データαをＣＦＤを用いて演算し、非定常時の気流場データを演算する。
【００２８】
なお、ＣＦＤとは、実際の地理的領域（地球表面上の領域）に対応した計算領域を計算機に設定し、この計算領域を格子状に分割して、各格子点の変数（風速、温度等）について、変数の微分方程式を時間積分することにより気流場データあるいは拡散場データを解析する演算手法である。
【００２９】
図２は、風向、風速、安定度の１年間の変化の一例を示す図である。図２に示すように、得られた風向、風速および安定度を気流場計算モデルを用いて演算することにより、１年間分（８７６０時間分）の１時間毎における気流場データを求める。
【００３０】
また、本実施例においては、所定期間を１年間として、所定時間を１時間として、８７６０時間分の気流場データを求めるようにしているが、本実施例はこれに限定されるものではなく、所定期間は数日、数週間、数年間のいずれでもよいし、所定時間は数十分、数時間、数週間、数年間のいずれでもよい。
【００３１】
気流場データ演算部１２で演算された気流場データｄｔは、拡散場データ演算部１３に送信される。
【００３２】
（拡散場データ演算部）
拡散場データ演算部１３は、気流場データ演算部１２で求められた各々の気流場データｄｔを用いて時間連続的に、放射性物質の拡散状態を演算する拡散計算モデルにより演算を行うことにより放射性物質の拡散場データを求める。拡散場データは、放射性物質の拡散状況（拡散領域、拡散濃度）を示すものであり、この拡散場データから放射性物質の拡散状況の予測ができる。
【００３３】
なお、拡散計算モデルとしては、従来より公知のものが用いられるが、例えば、コロラド州立大学と米国ＡＴＭＥＴ社で開発されたＨＹＰＡＣＴ（Hybrid Particle Concentration Transport Model）コード、下記式（１）の正規拡散式（解析解）を用いる方法、数値シミュレーションモデルによりＣＦＤを用いる方法などが挙げられる。
【００３４】
拡散計算モデルとして、下記式（１）の正規拡散式（解析解）を用いる場合には、この式を用いて、８７６０時間分の年間の定常計算を実施し、その計算結果から拡散場データを作成してもよい。
【００３５】
【数１】
ここで、式（１）中、ｘ、ｙ、ｚは座標であり、Ｃは濃度であり、Ｕは風速であり、Ｑは放出量であり、Ｈｅは放出源高さであり、σyは水平方向拡散幅（気象状態によって決まる量）であり、σzは鉛直方向拡散幅（気象状態によって決まる量）である。
【００３６】
数値シミュレーションモデルによりＣＦＤを用いる場合には、気流場データ演算部１２で求められた各々の非定常時の気流場データｄｔをＣＦＤを用いて演算し、非定常時の拡散場データを演算する。
【００３７】
本実施例に係る拡散物質の拡散状況予測システム１０Ａは、気象データ・拡散物質入力部１１には、原子力発電所から放射性物質が放出される事故発生時刻（発災時刻）が１年間までの間に１時間毎にずれたと仮定した場合に、その時の気象データと放射性物質の放出量とが入力され、気流場データ演算部１２及び拡散場データ演算部１３は、気象データ・拡散物質入力部１１に入力された各々の発災時刻における拡散場データを求める。発災時刻が未定のため、１時間毎に発災時刻をずれたと仮定して計算する。
【００３８】
図３は、発災時刻と放射性物質の放出量の時間経過との関係の説明を示す図であり、図４は、発災時刻が１年間までの間に１時間毎にずれたと仮定した場合の発災時刻と放射性物質の放出量の時間経過との関係の説明を示す図である。図３に示すように、放射性物質が拡散源から発災時刻１（１月１日、１時）、発災時刻２（１月２日、２時）において生じたと仮定した場合、放射性物質の放出量は各々の発災時刻１、２の時点の直後ではピークとなり、時間経過にしたがって減少する。そこで、放射性物質が原子力発電所から発災時刻１、２において各々生じたと仮定すると、図４に示すように、発災時刻を所定時間（例えば、１月１日１時）から１時間毎にずらして、３６５日後（１２月３１日２４時）までの８７６０回の年間計算（実効放出継続時間分の計算）を実施する。この結果、各発災時刻１、２〜８７６０における各々の拡散場データを求めることができる。
【００３９】
所定の発災時刻（例えば、発災時刻ｊ）において放射性物質が放出された際の放射性物質の拡散場を１時間毎に年間計算（８７６０時間分）した結果の一例を図５に示す。図５に示すように、所定の発災時刻（例えば、発災時刻ｊ）において放射性物質が放出された際の放射性物質の拡散を１時間毎に年間計算（８７６０時間分）した拡散場データから計算領域における所定の発災時刻（例えば、発災時刻ｊ）において放射性物質が放出された際の放射性物質の拡散状況（拡散領域、拡散濃度）を求めることができる。
【００４０】
また、拡散場データ演算部１３は、この拡散場データから計算領域における放射性物質の拡散状況から被曝量を計算することができる。
【００４１】
また、発災時刻ｊにおいて放射性物質が放出されたとした時の放射性物質の年平均濃度をＣｊとし、発災時刻ｊにおいて放射性物質が放出されたとした時の時刻ｉでの１時間分の濃度をＣjiとすると、放射性物質の年平均濃度Ｃｊは、下記式（２）のように表すことができる。以下に、評価対象を年平均値とする場合について説明する。評価対象が異なる場合も同様な考え方を採用できる。
【００４２】
【数２】
（式中、ｉ、ｊは１〜８７６０の整数である。）
【００４３】
また、発災時刻ｊにおける放射性物質の年平均濃度Ｃｊの最大影響範囲（最大濃度）は下記式（３）のように表される。
Ｃmax＝Ｍａｘ（Ｃj）・・・（３）
（式中、ｊは１〜８７６０の整数である。）
【００４４】
よって、拡散場データ演算部１３は、所定の発災時刻（例えば、発災時刻ｊ）において１年間の間にその発災時刻から１時間毎に計算して得られた全ての拡散場データを合わせることで、所定の発災時刻（例えば、発災時刻ｊ）において放射性物質が放出された際の放射性物質の各方位毎における最大影響範囲を抽出することができる。これにより、所定の発災時刻（例えば、発災時刻ｊ）において放射性物質が放出された際の放射性物質の最大影響範囲を示す拡散場データをハザードマップとして作成することができる。
【００４５】
放射性物質の最大影響範囲は、適宜設定することができるが、例えば、放射性物質の評価基準を超える範囲等とする。
【００４６】
このように、本実施例に係る拡散物質の拡散状況予測システム１０Ａによれば、原子力発電所（拡散源）からの拡散物質である放射性物質の拡散状況を、実用面を重視してより精度高い予測が可能となる。すなわち、本実施例に係る拡散物質の拡散状況予測システム１０Ａは、所定の発災時刻（例えば、発災時刻ｊ）から所定期間までの間において所定時間毎に放射性物質が放出された際の気象条件や放射性物質の放出量などに基づいて拡散場データを計算し、実際の条件にできる限り忠実に計算を行うようにしているため、拡散場データ演算部１３で得られた拡散場データは所定の発災時刻（例えば、発災時刻ｊ）において放射性物質が放出された際の実際の放射性物質の拡散状況に近い拡散場データを得ることができると共に、計算領域における被曝量を求めることができる。
【００４７】
よって、発災時刻を予期することは困難であるが、発災の有無に関わらず常に原子力発電所から放射性物質が放出された際の拡散場データを作成し、放射性物質の最大影響範囲を把握することができる。また、必要に応じて、原子力発電所からの放射性物質の放出量の時間変化も考慮した拡散場データを作成することができる。このため、事故が発生した際には、原子力発電所から放射性物質が放出され、拡散した際の拡散領域の住民の避難等を的確に行うことができる。
【００４８】
なお、本実施例においては、拡散物質として原子力発電所から放出される放射性物質の拡散状況を予測する場合について説明したが、本実施例はこれに限定されるものではなく、例えば、工場の煙突から大気中に排出されるガス体（煙）が拡散した場合に各地点におけるガス体濃度を計算する場合や、環境アセスメントの解析における拡散物質の拡散状況を解析する場合などにも適用することができる。
【実施例２】
【００４９】
＜拡散物質の拡散状況予測システム＞
本発明による実施例２に係る拡散物質の拡散状況予測システムについて、図面を参照して説明する。また、本実施例に係る拡散物質の拡散状況予測システムについて、図１に示す本発明の実施例１に係る拡散物質の拡散状況予測システムと共通する構成については説明を省略する。
【００５０】
図６は、本実施例に係る拡散物質の拡散状況予測システムの構成を簡略に示す図である。図６に示すように、本実施例に係る拡散物質の拡散状況予測システム１０Ｂは、記憶部２１Ａと、気象データ・拡散物質入力部２２と、気流場データ演算部２３と、拡散場データ演算部２４Ａとを有する。なお、気象データ・拡散物質入力部２２は気象データ・拡散物質入力部１１と同一であり、気流場データ演算部２３は気流場データ演算部１２と同一であり、拡散場データ演算部２４Ａは拡散場データ演算部１３と同一である。
【００５１】
（記憶部）
記憶部２１Ａは、放射性物質を大気中に排出する原子力発電所が存在する対象地点を含む予め設定した広さの地理的領域に対応する計算領域における、風向、風速および安定度を含む組み合わせが異なる複数のケースの気流場データが予め求められた気流場データベースＤＢが記憶されている。
【００５２】
図７は、構築した気流場データベースＤＢの一例を示す図である。図７に示すように、気流場データベースＤＢは、風向（１６方位：１〜１６）と風速（６風速階級：１〜６）と安定度（６安定度：１〜６）とが異なる、５７６通り（１６通り×６通り×６通り＝５７６通り）の気流場データ（ｄ（１−１−１）〜ｄ（１６−６−６））からなる。各気流場データ（例えばｄ（１−１−１））は、特定の風向、風速、安定度（例えば、風向が１方位で、風速が１階級で安定度が１安定度）における、気流場計算モデルにより計算された計算対象領域の３次元気流データである。
【００５３】
記憶部２１Ａは、このようにして予め求めた気流場データベースＤＢが記憶されている。
【００５４】
本実施例においては、気流場データの気象条件分類は、風向を１６方位とし、風速を６風速階級とし、安定度を６安定度とし、合計５７６通りとしているが、本実施例はこれに限定されるものではなく、風向は例えば４方位以上３２方位以下の範囲内に分類し、風速は例えば３階級以上９階級以下の範囲内に分類し、安定度は「不安定」から「安定」として例えば３段階以上９段階以下の範囲内に分類してもよい。計算領域の地理的状況を考慮して適宜変更可能である。
【００５５】
本実施例においては、気流場データベースＤＢは、気象条件分類を風向、風速および安定度の組み合わせが異なる５７６ケースとした気流場データを用いているが、本実施例はこれに限定されるものではなく、上記気象条件分類に応じて変化するものでもよい。
【００５６】
（気象データ・拡散物質入力部）
気象データ・拡散物質入力部２２には、原子力発電所から放射性物質が放出される対象日時の気象データと、対象日時の放射性物質の放出量とが入力される。
【００５７】
気象データ・拡散物質入力部２２に入力された気象データαは、気流場データ演算部２３に送信される。気流場データ演算部２３には、気象データ・拡散物質入力部２２から対象日時の気象データαが入力される。
【００５８】
（気流場データ演算部）
気流場データ演算部２３は、気象データ・拡散物質入力部２２に入力された対象日時の気象データαを基に風向、風速および安定度を求め、予め求めた気流場データベースＤＢから対象日時の気象データの風向、風速および安定度に対応する気流場データを求め、予め決めた１年間（３６５日）における予め決めた１時間毎での気流場データを求める。
【００５９】
対象日時の風向、風速および安定度は、対象日時の気象データを基に実施例１における気流場データ演算部１２と同様にして求める。
【００６０】
気流場データ演算部２３は、以下のような演算を行い、対象日時の気象データαの風向、風速および安定度に対応する気流場データを求める。図８は、気象条件分類した気流場データと時間経過との関係の説明を示す図である。
（１）まず、放射性物質が原子力発電所から所定の発災時刻１（例えば、１月１日、１時）の１時間目として入力された気象データαの「風向、風速および安定度」から、記憶部２１Ａに記憶した「風向、風速および安定度」が異なる５７６通りに気象条件分類した気流場データを含む気流場データベースＤＢから、気象データαの「風向、風速および安定度」に対応する「風向、風速および安定度」となっている気流場データｄを抽出する。この抽出した気流場データｄを気流場データｄｔとして、拡散場データ演算部２４Ａに送信される。
（２）また、気象データαの「風向、風速および安定度」に対応する「風向、風速および安定度」となっている気流場データｄがない場合には、気象データαの「風向、風速および安定度」に極めて近い「風向、風速および安定度」となっている複数の気流場データを抽出する。そして、抽出した複数の気流場データを、内挿補間演算をして、気象データαの「風向、風速および安定度」と同じ「風向、風速および安定度」となっている新たな気流場データを演算して求め、この新たな気流場データを気流場データｄｔとして、拡散場データ演算部２４Ａに送信される。
（３）次いで、次の１時間後（すなわち、所定の発災時刻１（例えば、１月１日、１時）の２時間目）の気象データαの「風向、風速および安定度」から、記憶部２１Ａに記憶した気流場データベースＤＢから、気象データαの「風向、風速および安定度」に対応する「風向、風速および安定度」となっている気流場データｄを抽出する。この抽出した気流場データｄを気流場データｄｔとして、拡散場データ演算部２４Ａに送信される。
（４）このように、次の１時間後における気象データαの「風向、風速および安定度」に対応する「風向、風速および安定度」となっている気流場データを気流場データベースＤＢから選定し、気流場データベースＤＢから気流場データｄを抽出して、気流場データｄｔとして、拡散場データ演算部２４Ａに送信される。
【００６１】
（拡散場データ演算部）
拡散場データ演算部２４Ａは、気流場データ演算部２３において求められた対象日時における気流場データｄｔを、放射性物質の拡散状態を演算する拡散計算モデルを用いて演算を行うことにより放射性物質の拡散場データを求める。
【００６２】
また、拡散場データ演算部２４Ａは、１年間までに１時間毎に求められた各々の気流場データｄｔを用いて拡散計算モデルにより演算を行い、前の時間帯で得られた拡散場データｄＫｔを初期値として用いて、次の時間帯の拡散場データを演算し、それを繰り返しながら、１年間における１時間毎の拡散場データを求める。即ち、拡散場データ演算部２４Ａは、所定の発災時刻（例えば、１月１日、１時）のｎ時間目の時に求めた拡散場データを初期値として次の１時間後（ｎ＋１時間目）の時の拡散計算を実施して次の拡散場データを更新し、連続的に年間拡散計算（実効放出継続時間分）を行う。なお、ｎは０以上の整数である。
【００６３】
これにより、拡散場データ演算部２４Ａは、気象データ・拡散物質入力部２２に入力された各々の発災時刻（例えば、発災時刻ｊ）の時における図９に示すような拡散場データをハザードマップとして求める。
【００６４】
本実施例に係る拡散物質の拡散状況予測システム１０Ｂは、気象データ・拡散物質入力部２２には、原子力発電所から放射性物質が放出される所定の発災時刻（例えば、発災時刻ｊ）が１年間の間に１時間毎にずれたと仮定して年間計算（８７６０時間分）した場合に、その時の気象データαと放射性物質の放出量とが入力され、拡散場データ演算部２４Ａは、気象データ・拡散物質入力部２２に入力された各発災時刻（例えば、発災時刻ｊ）における１年間の１時間毎の各拡散場データを求めることができる。
【００６５】
また、図３に示すように、放射性物質が原子力発電所から発災時刻１（１月１日、１時）、発災時刻２（１月１日、２時）において生じたと仮定した場合、例えば、放射性物質の放出量は各々の発災時刻１、２の時点の直後ではピークとなり、時間経過にしたがって減少する。そのため、放射性物質が原子力発電所から発災時刻１、２において各々生じたと仮定して、図８に示すように、発災時刻を所定時間（例えば、１月１日１時）から１時間毎にずらして、３６５日後（１２月３１日２４時）までの８７６０回の年間計算（実効放出継続時間分の計算）を実施する。これにより、各発災時刻１〜８７６０における各々の拡散場データを求めることができる。
【００６６】
よって、気流場データ演算部２３は記憶部２１Ａに予め記憶されている気流場データベースＤＢから所定の発災時刻（例えば、発災時刻ｊ）の気象データの風向、風速および安定度に対応する気流場データを用いることで、所定の発災時刻（例えば、発災時刻ｊ）において放射性物質が放出された際の放射性物質の拡散を１時間毎に年間計算（８７６０時間分）した拡散場データを容易に得ることができる。そのため、計算領域において所定の発災時刻（例えば、発災時刻ｊ）に放射性物質が放出された際の放射性物質の拡散状況（拡散領域、拡散濃度）を容易に求めることができる。
【００６７】
また、拡散場データ演算部２４Ａは、この拡散場データから計算領域における放射性物質の拡散状況から被曝量を計算することができる。
【００６８】
また、原子力発電所の含まれる計算領域の気象条件によっては、気象の分類が少なくなる場合があるため、そのような場合には風向、風速および安定度の組み合わせが異なるケースの数を更に低減することが可能となり、より迅速に拡散場データを計算することができる。
【００６９】
発災時刻ｊにおける放射性物質の年平均濃度をＣｊとし、発災時刻ｊにおける時刻ｉでの１時間分の濃度をＣjiとすると、放射性物質の年平均濃度Ｃｊは、下記式（２）のように示される。以下に、評価対象を年平均値とする場合について説明する。評価対象が異なる場合も同様な考え方を採用できる。
【００７０】
【数３】
（式中、ｉ、ｊは１〜８７６０の整数である。）
【００７１】
また、発災時刻ｊにおける放射性物質の年平均濃度Ｃｊの最大影響範囲（最大濃度）は下記式（３）のように表される。
Ｃmax＝Ｍａｘ（Ｃj）・・・（３）
（式中、ｊは１〜８７６０の整数である。）
【００７２】
よって、拡散場データ演算部２４Ａは、所定の発災時刻（例えば、発災時刻ｊ）において１年間の間にその発災時刻から１時間毎に計算して得られた全ての拡散場データを合わせることで、所定の発災時刻（例えば、発災時刻ｊ）において放射性物質が放出された際の放射性物質の各方位毎における最大影響範囲を抽出することができ、発災時刻に依存しないハザードマップを作成できる。また、これにより、所定の発災時刻（例えば、発災時刻ｊ）において放射性物質が放出された際の放射性物質の最大影響範囲を示す拡散場データをハザードマップとしても作成することができる。
【００７３】
放射性物質の最大影響範囲は、適宜設定することができるが、例えば、放射性物質の評価基準を超える範囲等とする。
【００７４】
このように、本実施例に係る拡散物質の拡散状況予測システム１０Ｂによれば、原子力発電所（拡散源）からの拡散物質である放射性物質の拡散状況をより精度高く、効率良く予測することができる。すなわち、実施例１に係る拡散物質の拡散状況予測システム１０Ａでは、所定の各発災時刻（例えば、発災時刻ｊ）において１年間を１時間後として８７６０ケース（１年分）の年間計算を実施する。本実施例に係る拡散物質の拡散状況予測システム１０Ｂは、所定の各発災時刻（例えば、発災時刻ｊ）において行われていた８７６０ケースの気流場の年間計算を５７６ケースの気流場に分類するため、気流場の計算量を軽減することができる。これにより、放射性物質の拡散状況をより効率良く短時間で予測することができる。この結果、拡散場データ演算部２４Ａで得られた拡散場データは所定の発災時刻（例えば、発災時刻ｊ）において放射性物質が放出された際の実際の放射性物質の拡散状況に近似した拡散場データを得ることができると共に、計算領域における被ばく量を求めることができる。
【００７５】
よって、発災時刻を予期することは困難であるが、常に原子力発電所から放射性物質が放出された際の拡散場データを短時間で更に効率良く作成し、放射性物質の最大影響範囲を把握することができる。また、必要に応じて、原子力発電所からの放射性物質の放出量の時間変化も考慮した拡散場データを短時間で効率良く作成することができる。このため、原子力発電所から放射性物質が放出され、拡散した際の拡散領域の住民の避難等を的確に行うことができる。
【実施例３】
【００７６】
＜拡散物質の拡散状況予測システム＞
本発明による実施例３に係る拡散物質の拡散状況予測システムについて、図面を参照して説明する。また、本実施例に係る拡散物質の拡散状況予測システムについて、図１、６に示す本発明の実施例１、２に係る拡散物質の拡散状況予測システムと共通する構成については説明を省略する。
【００７７】
図１０は、本実施例に係る拡散物質の拡散状況予測システムの構成を簡略に示す図である。図１０に示すように、本実施例に係る拡散物質の拡散状況予測システム１０Ｃは、記憶部２１Ｂと、気象データ・拡散物質入力部２２と、気流場データ演算部２３と、拡散場データ演算部２４Ｂとを有する。なお、気象データ・拡散物質入力部２２は気象データ・拡散物質入力部１１と同一であり、気流場データ演算部２３は気流場データ演算部１２と同一である。
【００７８】
（記憶部）
記憶部２１Ｂは、気流場データベースＤＢと、気流場データベースＤＢの各気流場データを計算領域における、風向、風速および安定度を含む組み合わせが異なる複数のケースの拡散場データが予め求められた拡散場データベースＤＢＫを記憶している。
【００７９】
記憶部２１Ｂは、図７に示すような気流場データベースＤＢを構築する。
【００８０】
気流場データベースＤＢに含まれている、図７に示すような風向（１６方位：１〜１６）と風速（６風速階級：１〜６）と安定度（６安定度：１〜６）とが異なる５７６通りの気流場データ（ｄ（１−１−１）〜ｄ（１６−６−６））を、それぞれ、放射性物質の拡散状態を演算する拡散方程式に代入することにより、図１１に示すような風向、風速および安定度が異なる５７６通りの拡散場データ（ｄＫ（１−１−１）〜ｄＫ（１６−６−６））を求める。各拡散場データ（例えばｄＫ（１−１−１））は、特定の風向、風速、安定度（例えば、風向が１方位で、風速が１階級で安定度が１安定度）における、気流場計算モデルにより計算された３次元気流データである。
【００８１】
記憶部２１Ｂは、このようにして予め求めた拡散場データベースＤＢＫが記憶されている。
【００８２】
また、拡散場データベースＤＢＫは、例えば、気流場データベースＤＢの各気流場データに放射性物質の単位放出量を換算するようにしてもよい。
【００８３】
本実施例においては、拡散場データの気象条件分類は、気流場データの気象条件分類と同様に、風向を１６方位とし、風速を６風速階級とし、安定度を６安定度とし、合計５７６通りとしているが、本実施例はこれに限定されるものではなく、気流場データの気象条件分類と同様、風向は例えば４方位以上３２方位以下の範囲内に分類し、風速は例えば３階級以上９階級以下の範囲内に分類し、安定度は「不安定」から「安定」として例えば３段階以上９段階以下の範囲内に分類してもよい。計算領域の地理的状況を考慮して適宜変更可能である。
【００８４】
本実施例においては、拡散場データベースＤＢＫは、気象条件分類を風向、風速および安定度の組み合わせが異なる５７６ケースとした拡散場データを用いているが、本実施例はこれに限定されるものではなく、上記気象条件分類に応じて変化するものでもよい。
【００８５】
（気象データ・拡散物質入力部）
気象データ・拡散物質入力部２２には、原子力発電所から放射性物質が放出される対象日時の気象データと、対象日時の放射性物質の放出量とが入力される。
【００８６】
気象データ・拡散物質入力部２２に入力された気象データαは、気流場データ演算部２３に送信される。気流場データ演算部２３には、気象データ・拡散物質入力部２２から対象日時の気象データαが入力される。
【００８７】
（気流場データ演算部）
気流場データ演算部２３は、上記実施例２の気流場データ演算部２３と同様である。すなわち、気流場データ演算部２３は、気象データ・拡散物質入力部２２に入力された対象日時の気象データαを基に風向、風速および安定度を求め、予め求めた気流場データベースＤＢから対象日時の気象データの風向、風速および安定度に対応する気流場データを求め、予め決めた１年間（３６５日）における予め決めた１時間毎での気流場データを求める。
【００８８】
気流場データ演算部２３で演算され、抽出された気流場データｄｔは、拡散場データ演算部２４Ｂに送信される。
【００８９】
（拡散場データ演算部）
拡散場データ演算部２４Ｂは、気象データ・拡散物質入力部２２に入力された対象日時の気象データαを基に、予め求めた拡散場データベースＤＢＫから対象日時の気象データαの「風向、風速および安定度」に対応し、予め求めた少なくとも風向、風速および安定度の組み合わせが異なる５７６ケースの単位放出量に対する拡散場データｄＫｔを求める。
【００９０】
また、拡散場データ演算部２４Ｂは、予め決めた１年間の１時間毎での拡散場データｄＫｔを求める。
【００９１】
拡散場データ演算部２４Ｂは、以下のような演算を行い、対象日時の気象データの風向、風速および安定度に対応する拡散場データを求める。図１２は、気象条件分類した拡散場データと時間経過との関係の説明を示す図である。
（１）放射性物質が拡散源から所定の発災時刻１（例えば、１月１日、１時）の１時間目として入力された気象データαの「風向、風速および安定度」から、記憶部２１Ｂに記憶した「風向、風速および安定度」が異なる５７６通りに気象条件分類した拡散場データを含む拡散場データベースＤＢＫから、気象データαの「風向、風速および安定度」に対応する「風向、風速および安定度」となっている拡散場データｄＫを抽出する。この抽出した拡散場データｄＫを拡散場データｄＫｔとして出力する。
【００９２】
（２）また、気象データαの「風向、風速および安定度」に対応する「風向、風速および安定度」となっている拡散場データｄＫがない場合には、気象データαの「風向、風速および安定度」に極めて近い「風向、風速および安定度」となっている複数の拡散場データを抽出する。そして、抽出した複数の拡散場データを、内挿補間演算をして、気象データαの「風向、風速および安定度」と同じ「風向、風速および安定度」となっている新たな拡散場データを演算して求め、この新たな拡散場データを拡散場データｄＫｔとして、出力する。
（３）次いで、次の１時間後（すなわち、所定の発災時刻１（例えば、１月１日、１時）の２時間目）の気象データαの「風向、風速および安定度」から、記憶部２１Ｂに記憶した拡散場データベースＤＢＫから、気象データαの「風向、風速および安定度」に対応する「風向、風速および安定度」となっている拡散場データｄＫを抽出する。この抽出した拡散場データｄＫを拡散場データｄＫｔとして出力する。
（４）このように、次の１時間後における気象データαの「風向、風速および安定度」に対応する「風向、風速および安定度」となっている拡散場データｄＫを拡散場データベースＤＢＫから選定し、拡散場データベースＤＢＫから拡散場データｄＫを抽出して、拡散場データｄＫｔとして出力される。
【００９３】
本実施例に係る拡散物質の拡散状況予測システム１０Ｃは、気象データ・拡散物質入力部２２には、原子力発電所から放射性物質が放出される所定の発災時刻（例えば、発災時刻ｊ）が１年間の間に１時間毎にずれたと仮定して年間計算（８７６０時間分）した場合に、その時の気象データαと放射性物質の放出量とが入力され、気流場データ演算部２３において記憶部２１Ｂに予め記憶されている気流場データベースＤＢから対象日時の気象データの風向、風速および安定度に対応する気流場データｄｔを求めると共に、その気流場での放射性物質の単位放出量の拡散計算を考慮しつつ拡散場データベースＤＢＫから拡散場データｄＫｔを求める。そして、拡散場データ演算部２４Ｂは、気象データ・拡散物質入力部２２に入力された各発災時刻（例えば、発災時刻ｊ）における１年間の１時間毎の各拡散場データを求めることができる。
【００９４】
また、図３に示すように、放射性物質が原子力発電所から発災時刻１（１月１日、１時）、発災時刻２（１月１日、２時）において生じたと仮定した場合に、放射性物質の放出量は各々の発災時刻１、２の時点の直後ではピークとなり、時間経過にしたがって減少する。そのため、放射性物質が原子力発電所から発災時刻１、２において各々生じたと仮定して、図１２に示すように、発災時刻を所定時間（例えば、１月１日１時）から１時間置き毎にずらして、３６５日後（１２月３１日２４時）までの８７６０回の年間計算（実効放出継続時間分の計算）を実施し、各発災時刻１〜８７６０における各々の拡散場データを求めることができる。
【００９５】
よって、気流場データ演算部２３及び拡散場データ演算部２４Ｂは記憶部２１Ｂに予め記憶されている気流場データベースＤＢ、拡散場データベースＤＢＫから所定の発災時刻（例えば、発災時刻ｊ）の気象データの風向、風速および安定度に対応する気流場データｄ、拡散場データｄＫを用いることで、所定の発災時刻（例えば、発災時刻ｊ）において放射性物質が放出された際の放射性物質の拡散を１時間毎に年間計算（８７６０時間分）した拡散場データを容易に得ることができる。そのため、計算領域において所定の発災時刻（例えば、発災時刻ｊ）に放射性物質が放出された際の放射性物質の拡散状況（拡散領域、拡散濃度）を容易に求めることができる。
【００９６】
また、拡散場データ演算部２４Ｂは、この拡散場データから計算領域における放射性物質の拡散状況から被曝量を計算することができる。
【００９７】
また、原子力発電所の含まれる計算領域の気象条件によっては、気象の分類が少なくなる場合があるため、そのような場合には風向、風速および安定度の組み合わせが異なるケースの数を更に低減することが可能となり、より迅速に拡散場データを計算することができる。
【００９８】
拡散場データベースＤＢＫに記憶されている拡散場データの気象分類条件がＮｏ．Ｋのときにおける放射性物質の単位放出量であって、単位風速時の１時間濃度をＲｄkとし、発災時刻ｊにおいて放射性物質が放出されたとした時の放射性物質の年平均濃度をＣｊとし、発災時刻ｊにおいて放射性物質が放出されたとした時の時刻ｉでの１時間分の濃度をＣjiとすると、放射性物質の年平均濃度Ｃｊは、下記式（２）のように表され、発災時刻ｊにおいて放射性物質が放出されたとした時の時刻ｉでの１時間分の濃度Ｃjiは下記式（４）のように表すことができる。以下に、評価対象を年平均値とする場合について説明する。評価対象が異なる場合も同様な考え方を採用できる。
【００９９】
【数４】
（式中、ｉ、ｊは１〜８７６０の整数である。）
【０１００】
また、発災時刻ｊにおける放射性物質の年平均濃度Ｃｊの最大影響範囲（最大濃度）は下記式（３）のように表される。
Ｃmax＝Ｍａｘ（Ｃj）・・・（３）
（式中、ｊは１〜８７６０の整数である。）
【０１０１】
よって、拡散場データ演算部２４Ｂは、所定の発災時刻（例えば、発災時刻ｊ）において１年間の間にその発災時刻から１時間毎に計算して得られた全ての拡散場データを合わせることで、所定の発災時刻（例えば、発災時刻ｊ）において放射性物質が放出された際の放射性物質の各方位毎における最大影響範囲を抽出することができ、発災時刻に依存しないハザードマップを作成できる。また、これにより、所定の発災時刻（例えば、発災時刻ｊ）において放射性物質が放出された際の放射性物質の最大影響範囲を示すハザードマップも作成することができる。
【０１０２】
放射性物質の最大影響範囲は、上述と同様、適宜設定することができるが、例えば、放射性物質の評価基準を超える範囲等とする。
【０１０３】
このように、本実施例に係る拡散物質の拡散状況予測システム１０Ｃによれば、気流場データｄｔ、拡散場データｄＫｔを求める際に、予め用意していた気流場データベースＤＢと、その気流場での放射性物質の単位放出量の拡散計算した拡散場データベースＤＢＫの中から、所定の発災時刻（例えば、発災時刻ｊ）における対象日時の気象データαの「風向、風速および安定度」に対応する「風向、風速および安定度」となっている気流場データｄｔ及び拡散場データｄＫｔを抽出するだけで、発災時刻の異なる場合の計算が簡単になり、年間計算を５７６ケースの拡散場のデータベースを用いて、計算量を軽減することができる。これにより、短時間で気流場データｄｔ及び拡散場データｄＫｔを求めることができるため、放射性物質の拡散状況を更に効率良く短時間で求めることができる。この結果、拡散場データ演算部２４Ｂで得られた拡散場データは所定の発災時刻（例えば、発災時刻ｊ）において放射性物質が放出された際の実際の放射性物質の拡散状況に近似した拡散場データをより迅速に簡単に得ることができると共に、計算領域における被ばく量を迅速に求めることができる。
【０１０４】
よって、常に原子力発電所から放射性物質が放出された際の拡散場データを短時間で更に効率良く作成し、放射性物質の最大影響範囲を迅速に把握することができる。このため、原子力発電所から放射性物質が放出され、拡散した際の拡散領域の住民の避難等をより迅速かつ的確に行うことができる。
【実施例４】
【０１０５】
＜拡散物質の拡散状況予測システム＞
本発明による実施例４に係る拡散物質の拡散状況予測システムについて、図面を参照して説明する。また、本実施例に係る拡散物質の拡散状況予測システムについて、図１、６、１０に示す本発明の実施例１〜３に係る拡散物質の拡散状況予測システムと共通する構成については説明を省略する。
【０１０６】
本実施例に係る拡散物質の拡散状況予測システムは、図６に示すように、実施例２に係る拡散物質の拡散状況予測システム１０Ｂにおいて、記憶部２１Ａは、気象データのうち、風速を所定値（例えば、１）に固定して、風向（例えば、１６方位）及び安定度（例えば、６安定度）の組み合わせが異なる９６通り（１６通り×６通り＝９６通り）の気流場データが予め求められた気流場データベースに記憶する。
【０１０７】
気流場データ演算部２３は、記憶部２１Ａに記憶された気流場データベースに基づいて所定の発災時刻（例えば、発災時刻ｊ）から１年間の間における１時間毎の気流場データを求める。
【０１０８】
拡散場データ演算部２４Ａは、得られた各気流場データに基づいて、代表気象（風速が例えば１ｍ／ｓ）における放射性物質の単位放出量を考慮しつつ、風向（例えば、１６方位）と、安定度（例えば、６安定度）とが異なる、９６通り（１６通り×６通り＝９６通り）分の放射性物質の拡散場データを求めると共に、これに対応した被曝量の計算を行う。
【０１０９】
また、風速が大きいほど、放射性物質は拡散し、濃度は低くなることから、風速の違いは風速の大きさに反比例させるように換算して補正する。
【０１１０】
よって、本実施例に係る拡散物質の拡散状況予測システムによれば、年間気象が、風速の階級別に分類する必要がなく、風向及び安定度別に放射性物質の拡散量を計算すれば良いため、各発災時刻（例えば、発災時刻ｊ）において行われていた拡散場の年間計算を更に簡単にし、計算量を軽減することができる。このため、短時間で気流場データｄｔ及び拡散場データｄＫｔを求めることができ、放射性物質の拡散状況を更に効率良く短時間で求めることができる。この結果、実際の放射性物質の拡散状況に近似した拡散場データを更に迅速かつ簡単に得ることができると共に、計算領域における被曝量を求めることができる。
【符号の説明】
【０１１１】
１０Ａ〜１０Ｃ 拡散物質の拡散状況予測システム
１１ 気象データ・拡散物質入力部
１２ 気流場データ演算部
１３ 拡散場データ演算部
２１Ａ、２１Ｂ 記憶部
２２ 気象データ・拡散物質入力部
２３ 気流場データ演算部
２４Ａ、２４Ｂ 拡散場データ演算部
α 気象データ
ｄｔ 気流場データ
ｄＫｔ 拡散場データ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、拡散物質の拡散状況予測システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば原子力発電所や化学工場などでの事故等により有害物質が放出された場合には、有害物質の拡散範囲や拡散濃度を予測し、有害物質による影響を受ける地域を予測する拡散状況予測システムが知られている。
【０００３】
この拡散状況予測システムは、例えば気象ＧＰＶ（Grid Point Value）データやアメダス（ＡＭｅＤＡＳ；Automated Meteorological Data Acquisition System）等の気象観測データに基づいて、大気現象を解析する偏微分方程式を演算することにより、事故発生（例えば、放射性物質の外部放出）時点から所定時間先の時点までの演算期間に渡り、一定時間間隔で多数の評価地点の気体状況（風向、風速等）を求め気流場データを演算し、得られた気流場データを用いて拡散計算を行うことにより、拡散物質の濃度（拡散場データ）を求め、事故源から放出された有害物質の拡散状況を予測している。
【０００４】
気流場データや拡散場データの演算は、膨大な時間を要することから、例えば、気流場データベースや拡散場データベースを予め用意しておき、大気中に放出された拡散物質の拡散状況を短時間で予測することができる拡散状況予測システムが提案されている（特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４２０９３５４号公報
【特許文献２】特開２０１０−１１７１９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の拡散物質の拡散状況予測システムでは、発災時刻が既知の状態からの演算を行うことが前提になっており、発災時刻が未定で、放出量も時間変化するような演算は対象としていない。そのため、このような条件下でのハザードマップの作成するための拡散予測システムが必要である。しかも、発災時刻が変化し、放出量も時間変化する場合の演算は、膨大なものとなるため、演算量を減らした実用的な方法も必要である。
【０００７】
そのため、例えば原子力発電所等の拡散源の周辺地形の地形影響をも考慮しながら、拡散物質の実際の拡散状況をより精度高い予測が可能とすることができる拡散物質の拡散状況予測システムが求められている。
【０００８】
本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであって、拡散源からの拡散物質の拡散状況を実用面を重視した、より精度高い予測を可能とすることができる拡散物質の拡散状況予測システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決するための本発明の第１の発明は、拡散物質を大気中に放出する拡散源が存在する対象地点を含む予め設定した広さの地理的領域に対応する計算領域における、前記拡散源から前記拡散物質が放出される対象日時の風向、風速および安定度を含む気象データと、前記対象日時の前記拡散物質の放出量とが入力される気象データ・拡散物質入力部と、前記気象データ・拡散物質入力部に入力された前記対象日時の気象データを基に少なくとも風向、風速および安定度を求め、求められた前記対象日時の気象データの風向、風速および安定度に基づいて大気現象を解析する気流場計算モデルにより演算を行うことにより、所定期間までにおける所定時間毎での気流場データを求める気流場データ演算部と、前記気流場データ演算部で求められた各々の前記気流場データを用いて時間連続的に、前記拡散物質の拡散状態を演算する拡散計算モデルにより演算を行うことにより前記拡散物質の拡散場データを求める拡散場データ演算部と、を有し、前記気象データ・拡散物質入力部には、前記拡散源から前記拡散物質が放出される発災時刻が前記所定期間までの間に前記所定時間毎にずれたと仮定した場合（発災時刻が未定のため、所定時間毎に発災時刻をずらす）に、その時の気象データと前記拡散物質の放出量とが入力され、前記気流場データ演算部及び拡散場データ演算部は、前記気象データ・拡散物質入力部に入力された各々の前記発災時刻における拡散場データを求めることを特徴とする拡散物質の拡散状況予測システムである。
【００１０】
第２の発明は、拡散物質を大気中に排出する拡散源が存在する対象地点を含む予め設定した広さの地理的領域に対応する計算領域における、少なくとも風向、風速および安定度を含む組み合わせが異なる複数のケースの気流場データが予め求められた気流場データベースが記憶されている記憶部と、前記拡散源から前記拡散物質が放出される対象日時の気象データと、前記対象日時の前記拡散物質の放出量とが入力される気象データ・拡散物質入力部と、前記気象データ・拡散物質入力部に入力された前記対象日時の気象データを基に少なくとも風向、風速および安定度を求め、予め求めた前記気流場データベースから前記対象日時の気象データの風向、風速および安定度に対応する気流場データを求め、予め決めた所定期間までにおける予め決めた所定時間毎での気流場データを求める気流場データ演算部と、前記気流場データ演算部において求められた前記対象日時における気流場データを前記拡散物質の拡散状態を演算する拡散計算モデルを用いて演算を行うことにより前記拡散物質の拡散場データを求めると共に、前記所定期間までに前記所定時間毎に求められた各々の前記気流場データを用いて前記拡散計算モデルにより演算を行い、前の時間帯で得られた拡散場データを初期値として用いて、次の時間帯の拡散場データを演算し、それを繰り返しながら、前記所定期間までにおける前記所定時間毎の拡散場データを求める拡散場データ演算部と、を有し、前記気象データ・拡散物質入力部には、前記拡散源から前記拡散物質が放出される発災時刻が前記所定期間までの間に前記所定時間毎にずれたと仮定した場合に、その時の気象データと前記拡散物質の放出量とが入力され、前記拡散場データ演算部は、前記気象データ・拡散物質入力部に入力された各発災時刻における前記所定期間までの間の前記所定時間毎の拡散場データを求めることを特徴とする拡散物質の拡散状況予測システムである。
【００１１】
第３の発明は、第２の発明において、前記記憶部は、前記気流場データベースの各気流場データを前記計算領域における、少なくとも風向、風速および安定度を含む組み合わせが異なる複数のケースの拡散場データが予め求められた拡散場データベースを記憶し、前記拡散場データ演算部は、前記気象データ・拡散物質入力部に入力された前記対象日時の気象データを基に、予め求めた前記拡散場データベースから前記対象日時の気象データの風向、風速および安定度に対応する拡散場データを求め、予め決めた所定期間までにおける予め決めた所定時間毎での拡散場データを求めるものであり、前記気象データ・拡散物質入力部には、前記拡散源から前記拡散物質が放出される発災時刻が前記所定期間までの間に前記所定時間毎にずれたと仮定した場合に、その時の気象データと前記拡散物質の放出量とが入力され、前記拡散場データ演算部は、前記気象データ・拡散物質入力部に入力された各発災時刻における前記所定期間までの間の前記所定時間毎の拡散場データを、各々の前記対象日時における前記拡散物質の放出量を換算して求めることを特徴とする拡散物質の拡散状況予測システムである。
【００１２】
第４の発明は、第２又は第３の発明において、前記記憶部は、前記気象データのうち前記風速を所定値に固定して前記風向と前記安定度との組み合わせが異なる複数のケースの気流場データが予め求められた気流場データベースに記憶し、前記気流場データ演算部は、前記所定期間までの間の前記所定時間毎の気流場データを求め、前記拡散場データ演算部は、前記所定期間までの間の前記所定時間毎の拡散場データを求めることを特徴とする拡散物質の拡散状況予測システムである。
【００１３】
第５の発明は、第１乃至第４の何れか１つの発明において、前記拡散場データ演算部は、前記発災時刻が前記所定期間までに前記所定時間毎にずれたと仮定した場合に得られた全ての拡散場データを合わせ、前記拡散物質の最大拡散範囲を求めることを特徴とする拡散物質の拡散状況予測システムである。
【００１４】
第６の発明は、第１乃至第５の何れか１つの発明において、前記拡散物質が放射性物質とした場合、前記拡散場データ演算部は、得られた前記拡散場データの結果に基づいて被ばく量を求めることを特徴とする拡散物質の拡散状況予測システムである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、拡散源からの拡散物質の拡散状況を実用面を重視した、より精度高い予測を可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、実施例１に係る拡散物質の拡散状況予測システムの構成を簡略に示す図である。
【図２】図２は、風向、風速、安定度の１年間の変化の一例を示す図である。
【図３】図３は、発災時刻と放射性物質の放出量の時間経過との関係の説明を示す図である。
【図４】図４は、発災時刻が１年間までの間に１時間毎にずれたと仮定した場合の発災時刻と放射性物質の放出量の時間経過との関係の説明を示す図である。
【図５】図５は、所定の発災時刻において放射性物質が放出された際の放射性物質の拡散場を１時間毎に年間計算した結果の一例を示す図である。
【図６】図６は、実施例２に係る拡散物質の拡散状況予測システムの構成を簡略に示す図である。
【図７】図７は、構築した気流場データベースの一例を示す図である。
【図８】図８は、気象条件分類した気流場データと時間経過との関係の説明を示す図である。
【図９】図９は、拡散場データの一例を示す図である。
【図１０】図１０は、実施例３に係る拡散物質の拡散状況予測システムの構成を簡略に示す図である。
【図１１】図１１は、拡散場データベースの一例を示す説明図である。
【図１２】図１２は、気象条件分類した拡散場データと時間経過との関係の説明を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための実施例につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施例に記載した内容により限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、下記実施例で開示した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。
【実施例１】
【００１８】
＜拡散物質の拡散状況予測システム＞
本発明による実施例１に係る拡散物質の拡散状況予測システムについて、図面を参照して説明する。なお、本実施例では、拡散物質が放射性物質（粒子）である場合について説明する。
【００１９】
図１は、本実施例に係る拡散物質の拡散状況予測システムの構成を簡略に示す図である。図１に示すように、本実施例に係る拡散物質の拡散状況予測システム１０Ａは、気象データ・拡散物質入力部１１と、気流場データ演算部１２と、拡散場データ演算部１３とを有する。
【００２０】
（気象データ・拡散物質入力部）
気象データ・拡散物質入力部１１には、拡散物質である放射性物質を大気中に放出する拡散源（例えば、原子力発電所）が存在する対象地点を含む予め設定した広さの地理的領域に対応する計算領域における、原子力発電所から放射性物質が放出される対象日時の風向、風速および安定度を含む気象データと、対象日時の放射性物質の放出量とが入力される。
【００２１】
なお、本実施例において、対象日時とは、拡散源（原子力発電所）から拡散物質（放射性物質）が大気に排出された日時をいう。
【００２２】
気象データ・拡散物質入力部１１に入力された対象日時の気象データαは、気流場データ演算部１２に送信される。気流場データ演算部１２には、気象データ・拡散物質入力部１１から送信された気象データαが入力される。
【００２３】
（気流場データ演算部）
気流場データ演算部１２は、気象データ・拡散物質入力部１１に入力された対象日時の気象データαを基に風向、風速および安定度を求め、求められた対象日時の気象データαの風向、風速および安定度に基づいて大気現象を解析する気流場計算モデルにより演算を行うことにより、１年間（３６５日）における１時間毎での気流場データを求める。
【００２４】
安定度は、例えば、パスキルの大気安定度分類に基づいて決定する。パスキルの大気安定度分類では、安定度を、昼間は風速と日射量とから決定され、夜間は風速と雲量とから決定される。また、安定度は、入力された気象データのデータ要素（特に、風速と気温）から安定度を演算するようにしてもよい。
【００２５】
得られた風向、風速および安定度を気流場計算モデルを用いて演算することにより、１年間の１時間毎における気流場データが求められる。
【００２６】
気流場計算モデルとして、例えば、従来より公知のものが用いられるが、例えば、数値シミュレーションモデルにより数値流体解析（ＣＦＤ：Computational Fluid Dynamics）を用いる方法などが挙げられる。
【００２７】
数値シミュレーションモデルによりＣＦＤを用いる場合には、気象データ・拡散物質入力部１１に入力された対象日時の各々の気象データαをＣＦＤを用いて演算し、非定常時の気流場データを演算する。
【００２８】
なお、ＣＦＤとは、実際の地理的領域（地球表面上の領域）に対応した計算領域を計算機に設定し、この計算領域を格子状に分割して、各格子点の変数（風速、温度等）について、変数の微分方程式を時間積分することにより気流場データあるいは拡散場データを解析する演算手法である。
【００２９】
図２は、風向、風速、安定度の１年間の変化の一例を示す図である。図２に示すように、得られた風向、風速および安定度を気流場計算モデルを用いて演算することにより、１年間分（８７６０時間分）の１時間毎における気流場データを求める。
【００３０】
また、本実施例においては、所定期間を１年間として、所定時間を１時間として、８７６０時間分の気流場データを求めるようにしているが、本実施例はこれに限定されるものではなく、所定期間は数日、数週間、数年間のいずれでもよいし、所定時間は数十分、数時間、数週間、数年間のいずれでもよい。
【００３１】
気流場データ演算部１２で演算された気流場データｄｔは、拡散場データ演算部１３に送信される。
【００３２】
（拡散場データ演算部）
拡散場データ演算部１３は、気流場データ演算部１２で求められた各々の気流場データｄｔを用いて時間連続的に、放射性物質の拡散状態を演算する拡散計算モデルにより演算を行うことにより放射性物質の拡散場データを求める。拡散場データは、放射性物質の拡散状況（拡散領域、拡散濃度）を示すものであり、この拡散場データから放射性物質の拡散状況の予測ができる。
【００３３】
なお、拡散計算モデルとしては、従来より公知のものが用いられるが、例えば、コロラド州立大学と米国ＡＴＭＥＴ社で開発されたＨＹＰＡＣＴ（Hybrid Particle Concentration Transport Model）コード、下記式（１）の正規拡散式（解析解）を用いる方法、数値シミュレーションモデルによりＣＦＤを用いる方法などが挙げられる。
【００３４】
拡散計算モデルとして、下記式（１）の正規拡散式（解析解）を用いる場合には、この式を用いて、８７６０時間分の年間の定常計算を実施し、その計算結果から拡散場データを作成してもよい。
【００３５】
【数１】
ここで、式（１）中、ｘ、ｙ、ｚは座標であり、Ｃは濃度であり、Ｕは風速であり、Ｑは放出量であり、Ｈｅは放出源高さであり、σyは水平方向拡散幅（気象状態によって決まる量）であり、σzは鉛直方向拡散幅（気象状態によって決まる量）である。
【００３６】
数値シミュレーションモデルによりＣＦＤを用いる場合には、気流場データ演算部１２で求められた各々の非定常時の気流場データｄｔをＣＦＤを用いて演算し、非定常時の拡散場データを演算する。
【００３７】
本実施例に係る拡散物質の拡散状況予測システム１０Ａは、気象データ・拡散物質入力部１１には、原子力発電所から放射性物質が放出される事故発生時刻（発災時刻）が１年間までの間に１時間毎にずれたと仮定した場合に、その時の気象データと放射性物質の放出量とが入力され、気流場データ演算部１２及び拡散場データ演算部１３は、気象データ・拡散物質入力部１１に入力された各々の発災時刻における拡散場データを求める。発災時刻が未定のため、１時間毎に発災時刻をずれたと仮定して計算する。
【００３８】
図３は、発災時刻と放射性物質の放出量の時間経過との関係の説明を示す図であり、図４は、発災時刻が１年間までの間に１時間毎にずれたと仮定した場合の発災時刻と放射性物質の放出量の時間経過との関係の説明を示す図である。図３に示すように、放射性物質が拡散源から発災時刻１（１月１日、１時）、発災時刻２（１月２日、２時）において生じたと仮定した場合、放射性物質の放出量は各々の発災時刻１、２の時点の直後ではピークとなり、時間経過にしたがって減少する。そこで、放射性物質が原子力発電所から発災時刻１、２において各々生じたと仮定すると、図４に示すように、発災時刻を所定時間（例えば、１月１日１時）から１時間毎にずらして、３６５日後（１２月３１日２４時）までの８７６０回の年間計算（実効放出継続時間分の計算）を実施する。この結果、各発災時刻１、２〜８７６０における各々の拡散場データを求めることができる。
【００３９】
所定の発災時刻（例えば、発災時刻ｊ）において放射性物質が放出された際の放射性物質の拡散場を１時間毎に年間計算（８７６０時間分）した結果の一例を図５に示す。図５に示すように、所定の発災時刻（例えば、発災時刻ｊ）において放射性物質が放出された際の放射性物質の拡散を１時間毎に年間計算（８７６０時間分）した拡散場データから計算領域における所定の発災時刻（例えば、発災時刻ｊ）において放射性物質が放出された際の放射性物質の拡散状況（拡散領域、拡散濃度）を求めることができる。
【００４０】
また、拡散場データ演算部１３は、この拡散場データから計算領域における放射性物質の拡散状況から被曝量を計算することができる。
【００４１】
また、発災時刻ｊにおいて放射性物質が放出されたとした時の放射性物質の年平均濃度をＣｊとし、発災時刻ｊにおいて放射性物質が放出されたとした時の時刻ｉでの１時間分の濃度をＣjiとすると、放射性物質の年平均濃度Ｃｊは、下記式（２）のように表すことができる。以下に、評価対象を年平均値とする場合について説明する。評価対象が異なる場合も同様な考え方を採用できる。
【００４２】
【数２】
（式中、ｉ、ｊは１〜８７６０の整数である。）
【００４３】
また、発災時刻ｊにおける放射性物質の年平均濃度Ｃｊの最大影響範囲（最大濃度）は下記式（３）のように表される。
Ｃmax＝Ｍａｘ（Ｃj）・・・（３）
（式中、ｊは１〜８７６０の整数である。）
【００４４】
よって、拡散場データ演算部１３は、所定の発災時刻（例えば、発災時刻ｊ）において１年間の間にその発災時刻から１時間毎に計算して得られた全ての拡散場データを合わせることで、所定の発災時刻（例えば、発災時刻ｊ）において放射性物質が放出された際の放射性物質の各方位毎における最大影響範囲を抽出することができる。これにより、所定の発災時刻（例えば、発災時刻ｊ）において放射性物質が放出された際の放射性物質の最大影響範囲を示す拡散場データをハザードマップとして作成することができる。
【００４５】
放射性物質の最大影響範囲は、適宜設定することができるが、例えば、放射性物質の評価基準を超える範囲等とする。
【００４６】
このように、本実施例に係る拡散物質の拡散状況予測システム１０Ａによれば、原子力発電所（拡散源）からの拡散物質である放射性物質の拡散状況を、実用面を重視してより精度高い予測が可能となる。すなわち、本実施例に係る拡散物質の拡散状況予測システム１０Ａは、所定の発災時刻（例えば、発災時刻ｊ）から所定期間までの間において所定時間毎に放射性物質が放出された際の気象条件や放射性物質の放出量などに基づいて拡散場データを計算し、実際の条件にできる限り忠実に計算を行うようにしているため、拡散場データ演算部１３で得られた拡散場データは所定の発災時刻（例えば、発災時刻ｊ）において放射性物質が放出された際の実際の放射性物質の拡散状況に近い拡散場データを得ることができると共に、計算領域における被曝量を求めることができる。
【００４７】
よって、発災時刻を予期することは困難であるが、発災の有無に関わらず常に原子力発電所から放射性物質が放出された際の拡散場データを作成し、放射性物質の最大影響範囲を把握することができる。また、必要に応じて、原子力発電所からの放射性物質の放出量の時間変化も考慮した拡散場データを作成することができる。このため、事故が発生した際には、原子力発電所から放射性物質が放出され、拡散した際の拡散領域の住民の避難等を的確に行うことができる。
【００４８】
なお、本実施例においては、拡散物質として原子力発電所から放出される放射性物質の拡散状況を予測する場合について説明したが、本実施例はこれに限定されるものではなく、例えば、工場の煙突から大気中に排出されるガス体（煙）が拡散した場合に各地点におけるガス体濃度を計算する場合や、環境アセスメントの解析における拡散物質の拡散状況を解析する場合などにも適用することができる。
【実施例２】
【００４９】
＜拡散物質の拡散状況予測システム＞
本発明による実施例２に係る拡散物質の拡散状況予測システムについて、図面を参照して説明する。また、本実施例に係る拡散物質の拡散状況予測システムについて、図１に示す本発明の実施例１に係る拡散物質の拡散状況予測システムと共通する構成については説明を省略する。
【００５０】
図６は、本実施例に係る拡散物質の拡散状況予測システムの構成を簡略に示す図である。図６に示すように、本実施例に係る拡散物質の拡散状況予測システム１０Ｂは、記憶部２１Ａと、気象データ・拡散物質入力部２２と、気流場データ演算部２３と、拡散場データ演算部２４Ａとを有する。なお、気象データ・拡散物質入力部２２は気象データ・拡散物質入力部１１と同一であり、気流場データ演算部２３は気流場データ演算部１２と同一であり、拡散場データ演算部２４Ａは拡散場データ演算部１３と同一である。
【００５１】
（記憶部）
記憶部２１Ａは、放射性物質を大気中に排出する原子力発電所が存在する対象地点を含む予め設定した広さの地理的領域に対応する計算領域における、風向、風速および安定度を含む組み合わせが異なる複数のケースの気流場データが予め求められた気流場データベースＤＢが記憶されている。
【００５２】
図７は、構築した気流場データベースＤＢの一例を示す図である。図７に示すように、気流場データベースＤＢは、風向（１６方位：１〜１６）と風速（６風速階級：１〜６）と安定度（６安定度：１〜６）とが異なる、５７６通り（１６通り×６通り×６通り＝５７６通り）の気流場データ（ｄ（１−１−１）〜ｄ（１６−６−６））からなる。各気流場データ（例えばｄ（１−１−１））は、特定の風向、風速、安定度（例えば、風向が１方位で、風速が１階級で安定度が１安定度）における、気流場計算モデルにより計算された計算対象領域の３次元気流データである。
【００５３】
記憶部２１Ａは、このようにして予め求めた気流場データベースＤＢが記憶されている。
【００５４】
本実施例においては、気流場データの気象条件分類は、風向を１６方位とし、風速を６風速階級とし、安定度を６安定度とし、合計５７６通りとしているが、本実施例はこれに限定されるものではなく、風向は例えば４方位以上３２方位以下の範囲内に分類し、風速は例えば３階級以上９階級以下の範囲内に分類し、安定度は「不安定」から「安定」として例えば３段階以上９段階以下の範囲内に分類してもよい。計算領域の地理的状況を考慮して適宜変更可能である。
【００５５】
本実施例においては、気流場データベースＤＢは、気象条件分類を風向、風速および安定度の組み合わせが異なる５７６ケースとした気流場データを用いているが、本実施例はこれに限定されるものではなく、上記気象条件分類に応じて変化するものでもよい。
【００５６】
（気象データ・拡散物質入力部）
気象データ・拡散物質入力部２２には、原子力発電所から放射性物質が放出される対象日時の気象データと、対象日時の放射性物質の放出量とが入力される。
【００５７】
気象データ・拡散物質入力部２２に入力された気象データαは、気流場データ演算部２３に送信される。気流場データ演算部２３には、気象データ・拡散物質入力部２２から対象日時の気象データαが入力される。
【００５８】
（気流場データ演算部）
気流場データ演算部２３は、気象データ・拡散物質入力部２２に入力された対象日時の気象データαを基に風向、風速および安定度を求め、予め求めた気流場データベースＤＢから対象日時の気象データの風向、風速および安定度に対応する気流場データを求め、予め決めた１年間（３６５日）における予め決めた１時間毎での気流場データを求める。
【００５９】
対象日時の風向、風速および安定度は、対象日時の気象データを基に実施例１における気流場データ演算部１２と同様にして求める。
【００６０】
気流場データ演算部２３は、以下のような演算を行い、対象日時の気象データαの風向、風速および安定度に対応する気流場データを求める。図８は、気象条件分類した気流場データと時間経過との関係の説明を示す図である。
（１）まず、放射性物質が原子力発電所から所定の発災時刻１（例えば、１月１日、１時）の１時間目として入力された気象データαの「風向、風速および安定度」から、記憶部２１Ａに記憶した「風向、風速および安定度」が異なる５７６通りに気象条件分類した気流場データを含む気流場データベースＤＢから、気象データαの「風向、風速および安定度」に対応する「風向、風速および安定度」となっている気流場データｄを抽出する。この抽出した気流場データｄを気流場データｄｔとして、拡散場データ演算部２４Ａに送信される。
（２）また、気象データαの「風向、風速および安定度」に対応する「風向、風速および安定度」となっている気流場データｄがない場合には、気象データαの「風向、風速および安定度」に極めて近い「風向、風速および安定度」となっている複数の気流場データを抽出する。そして、抽出した複数の気流場データを、内挿補間演算をして、気象データαの「風向、風速および安定度」と同じ「風向、風速および安定度」となっている新たな気流場データを演算して求め、この新たな気流場データを気流場データｄｔとして、拡散場データ演算部２４Ａに送信される。
（３）次いで、次の１時間後（すなわち、所定の発災時刻１（例えば、１月１日、１時）の２時間目）の気象データαの「風向、風速および安定度」から、記憶部２１Ａに記憶した気流場データベースＤＢから、気象データαの「風向、風速および安定度」に対応する「風向、風速および安定度」となっている気流場データｄを抽出する。この抽出した気流場データｄを気流場データｄｔとして、拡散場データ演算部２４Ａに送信される。
（４）このように、次の１時間後における気象データαの「風向、風速および安定度」に対応する「風向、風速および安定度」となっている気流場データを気流場データベースＤＢから選定し、気流場データベースＤＢから気流場データｄを抽出して、気流場データｄｔとして、拡散場データ演算部２４Ａに送信される。
【００６１】
（拡散場データ演算部）
拡散場データ演算部２４Ａは、気流場データ演算部２３において求められた対象日時における気流場データｄｔを、放射性物質の拡散状態を演算する拡散計算モデルを用いて演算を行うことにより放射性物質の拡散場データを求める。
【００６２】
また、拡散場データ演算部２４Ａは、１年間までに１時間毎に求められた各々の気流場データｄｔを用いて拡散計算モデルにより演算を行い、前の時間帯で得られた拡散場データｄＫｔを初期値として用いて、次の時間帯の拡散場データを演算し、それを繰り返しながら、１年間における１時間毎の拡散場データを求める。即ち、拡散場データ演算部２４Ａは、所定の発災時刻（例えば、１月１日、１時）のｎ時間目の時に求めた拡散場データを初期値として次の１時間後（ｎ＋１時間目）の時の拡散計算を実施して次の拡散場データを更新し、連続的に年間拡散計算（実効放出継続時間分）を行う。なお、ｎは０以上の整数である。
【００６３】
これにより、拡散場データ演算部２４Ａは、気象データ・拡散物質入力部２２に入力された各々の発災時刻（例えば、発災時刻ｊ）の時における図９に示すような拡散場データをハザードマップとして求める。
【００６４】
本実施例に係る拡散物質の拡散状況予測システム１０Ｂは、気象データ・拡散物質入力部２２には、原子力発電所から放射性物質が放出される所定の発災時刻（例えば、発災時刻ｊ）が１年間の間に１時間毎にずれたと仮定して年間計算（８７６０時間分）した場合に、その時の気象データαと放射性物質の放出量とが入力され、拡散場データ演算部２４Ａは、気象データ・拡散物質入力部２２に入力された各発災時刻（例えば、発災時刻ｊ）における１年間の１時間毎の各拡散場データを求めることができる。
【００６５】
また、図３に示すように、放射性物質が原子力発電所から発災時刻１（１月１日、１時）、発災時刻２（１月１日、２時）において生じたと仮定した場合、例えば、放射性物質の放出量は各々の発災時刻１、２の時点の直後ではピークとなり、時間経過にしたがって減少する。そのため、放射性物質が原子力発電所から発災時刻１、２において各々生じたと仮定して、図８に示すように、発災時刻を所定時間（例えば、１月１日１時）から１時間毎にずらして、３６５日後（１２月３１日２４時）までの８７６０回の年間計算（実効放出継続時間分の計算）を実施する。これにより、各発災時刻１〜８７６０における各々の拡散場データを求めることができる。
【００６６】
よって、気流場データ演算部２３は記憶部２１Ａに予め記憶されている気流場データベースＤＢから所定の発災時刻（例えば、発災時刻ｊ）の気象データの風向、風速および安定度に対応する気流場データを用いることで、所定の発災時刻（例えば、発災時刻ｊ）において放射性物質が放出された際の放射性物質の拡散を１時間毎に年間計算（８７６０時間分）した拡散場データを容易に得ることができる。そのため、計算領域において所定の発災時刻（例えば、発災時刻ｊ）に放射性物質が放出された際の放射性物質の拡散状況（拡散領域、拡散濃度）を容易に求めることができる。
【００６７】
また、拡散場データ演算部２４Ａは、この拡散場データから計算領域における放射性物質の拡散状況から被曝量を計算することができる。
【００６８】
また、原子力発電所の含まれる計算領域の気象条件によっては、気象の分類が少なくなる場合があるため、そのような場合には風向、風速および安定度の組み合わせが異なるケースの数を更に低減することが可能となり、より迅速に拡散場データを計算することができる。
【００６９】
発災時刻ｊにおける放射性物質の年平均濃度をＣｊとし、発災時刻ｊにおける時刻ｉでの１時間分の濃度をＣjiとすると、放射性物質の年平均濃度Ｃｊは、下記式（２）のように示される。以下に、評価対象を年平均値とする場合について説明する。評価対象が異なる場合も同様な考え方を採用できる。
【００７０】
【数３】
（式中、ｉ、ｊは１〜８７６０の整数である。）
【００７１】
また、発災時刻ｊにおける放射性物質の年平均濃度Ｃｊの最大影響範囲（最大濃度）は下記式（３）のように表される。
Ｃmax＝Ｍａｘ（Ｃj）・・・（３）
（式中、ｊは１〜８７６０の整数である。）
【００７２】
よって、拡散場データ演算部２４Ａは、所定の発災時刻（例えば、発災時刻ｊ）において１年間の間にその発災時刻から１時間毎に計算して得られた全ての拡散場データを合わせることで、所定の発災時刻（例えば、発災時刻ｊ）において放射性物質が放出された際の放射性物質の各方位毎における最大影響範囲を抽出することができ、発災時刻に依存しないハザードマップを作成できる。また、これにより、所定の発災時刻（例えば、発災時刻ｊ）において放射性物質が放出された際の放射性物質の最大影響範囲を示す拡散場データをハザードマップとしても作成することができる。
【００７３】
放射性物質の最大影響範囲は、適宜設定することができるが、例えば、放射性物質の評価基準を超える範囲等とする。
【００７４】
このように、本実施例に係る拡散物質の拡散状況予測システム１０Ｂによれば、原子力発電所（拡散源）からの拡散物質である放射性物質の拡散状況をより精度高く、効率良く予測することができる。すなわち、実施例１に係る拡散物質の拡散状況予測システム１０Ａでは、所定の各発災時刻（例えば、発災時刻ｊ）において１年間を１時間後として８７６０ケース（１年分）の年間計算を実施する。本実施例に係る拡散物質の拡散状況予測システム１０Ｂは、所定の各発災時刻（例えば、発災時刻ｊ）において行われていた８７６０ケースの気流場の年間計算を５７６ケースの気流場に分類するため、気流場の計算量を軽減することができる。これにより、放射性物質の拡散状況をより効率良く短時間で予測することができる。この結果、拡散場データ演算部２４Ａで得られた拡散場データは所定の発災時刻（例えば、発災時刻ｊ）において放射性物質が放出された際の実際の放射性物質の拡散状況に近似した拡散場データを得ることができると共に、計算領域における被ばく量を求めることができる。
【００７５】
よって、発災時刻を予期することは困難であるが、常に原子力発電所から放射性物質が放出された際の拡散場データを短時間で更に効率良く作成し、放射性物質の最大影響範囲を把握することができる。また、必要に応じて、原子力発電所からの放射性物質の放出量の時間変化も考慮した拡散場データを短時間で効率良く作成することができる。このため、原子力発電所から放射性物質が放出され、拡散した際の拡散領域の住民の避難等を的確に行うことができる。
【実施例３】
【００７６】
＜拡散物質の拡散状況予測システム＞
本発明による実施例３に係る拡散物質の拡散状況予測システムについて、図面を参照して説明する。また、本実施例に係る拡散物質の拡散状況予測システムについて、図１、６に示す本発明の実施例１、２に係る拡散物質の拡散状況予測システムと共通する構成については説明を省略する。
【００７７】
図１０は、本実施例に係る拡散物質の拡散状況予測システムの構成を簡略に示す図である。図１０に示すように、本実施例に係る拡散物質の拡散状況予測システム１０Ｃは、記憶部２１Ｂと、気象データ・拡散物質入力部２２と、気流場データ演算部２３と、拡散場データ演算部２４Ｂとを有する。なお、気象データ・拡散物質入力部２２は気象データ・拡散物質入力部１１と同一であり、気流場データ演算部２３は気流場データ演算部１２と同一である。
【００７８】
（記憶部）
記憶部２１Ｂは、気流場データベースＤＢと、気流場データベースＤＢの各気流場データを計算領域における、風向、風速および安定度を含む組み合わせが異なる複数のケースの拡散場データが予め求められた拡散場データベースＤＢＫを記憶している。
【００７９】
記憶部２１Ｂは、図７に示すような気流場データベースＤＢを構築する。
【００８０】
気流場データベースＤＢに含まれている、図７に示すような風向（１６方位：１〜１６）と風速（６風速階級：１〜６）と安定度（６安定度：１〜６）とが異なる５７６通りの気流場データ（ｄ（１−１−１）〜ｄ（１６−６−６））を、それぞれ、放射性物質の拡散状態を演算する拡散方程式に代入することにより、図１１に示すような風向、風速および安定度が異なる５７６通りの拡散場データ（ｄＫ（１−１−１）〜ｄＫ（１６−６−６））を求める。各拡散場データ（例えばｄＫ（１−１−１））は、特定の風向、風速、安定度（例えば、風向が１方位で、風速が１階級で安定度が１安定度）における、気流場計算モデルにより計算された３次元気流データである。
【００８１】
記憶部２１Ｂは、このようにして予め求めた拡散場データベースＤＢＫが記憶されている。
【００８２】
また、拡散場データベースＤＢＫは、例えば、気流場データベースＤＢの各気流場データに放射性物質の単位放出量を換算するようにしてもよい。
【００８３】
本実施例においては、拡散場データの気象条件分類は、気流場データの気象条件分類と同様に、風向を１６方位とし、風速を６風速階級とし、安定度を６安定度とし、合計５７６通りとしているが、本実施例はこれに限定されるものではなく、気流場データの気象条件分類と同様、風向は例えば４方位以上３２方位以下の範囲内に分類し、風速は例えば３階級以上９階級以下の範囲内に分類し、安定度は「不安定」から「安定」として例えば３段階以上９段階以下の範囲内に分類してもよい。計算領域の地理的状況を考慮して適宜変更可能である。
【００８４】
本実施例においては、拡散場データベースＤＢＫは、気象条件分類を風向、風速および安定度の組み合わせが異なる５７６ケースとした拡散場データを用いているが、本実施例はこれに限定されるものではなく、上記気象条件分類に応じて変化するものでもよい。
【００８５】
（気象データ・拡散物質入力部）
気象データ・拡散物質入力部２２には、原子力発電所から放射性物質が放出される対象日時の気象データと、対象日時の放射性物質の放出量とが入力される。
【００８６】
気象データ・拡散物質入力部２２に入力された気象データαは、気流場データ演算部２３に送信される。気流場データ演算部２３には、気象データ・拡散物質入力部２２から対象日時の気象データαが入力される。
【００８７】
（気流場データ演算部）
気流場データ演算部２３は、上記実施例２の気流場データ演算部２３と同様である。すなわち、気流場データ演算部２３は、気象データ・拡散物質入力部２２に入力された対象日時の気象データαを基に風向、風速および安定度を求め、予め求めた気流場データベースＤＢから対象日時の気象データの風向、風速および安定度に対応する気流場データを求め、予め決めた１年間（３６５日）における予め決めた１時間毎での気流場データを求める。
【００８８】
気流場データ演算部２３で演算され、抽出された気流場データｄｔは、拡散場データ演算部２４Ｂに送信される。
【００８９】
（拡散場データ演算部）
拡散場データ演算部２４Ｂは、気象データ・拡散物質入力部２２に入力された対象日時の気象データαを基に、予め求めた拡散場データベースＤＢＫから対象日時の気象データαの「風向、風速および安定度」に対応し、予め求めた少なくとも風向、風速および安定度の組み合わせが異なる５７６ケースの単位放出量に対する拡散場データｄＫｔを求める。
【００９０】
また、拡散場データ演算部２４Ｂは、予め決めた１年間の１時間毎での拡散場データｄＫｔを求める。
【００９１】
拡散場データ演算部２４Ｂは、以下のような演算を行い、対象日時の気象データの風向、風速および安定度に対応する拡散場データを求める。図１２は、気象条件分類した拡散場データと時間経過との関係の説明を示す図である。
（１）放射性物質が拡散源から所定の発災時刻１（例えば、１月１日、１時）の１時間目として入力された気象データαの「風向、風速および安定度」から、記憶部２１Ｂに記憶した「風向、風速および安定度」が異なる５７６通りに気象条件分類した拡散場データを含む拡散場データベースＤＢＫから、気象データαの「風向、風速および安定度」に対応する「風向、風速および安定度」となっている拡散場データｄＫを抽出する。この抽出した拡散場データｄＫを拡散場データｄＫｔとして出力する。
【００９２】
（２）また、気象データαの「風向、風速および安定度」に対応する「風向、風速および安定度」となっている拡散場データｄＫがない場合には、気象データαの「風向、風速および安定度」に極めて近い「風向、風速および安定度」となっている複数の拡散場データを抽出する。そして、抽出した複数の拡散場データを、内挿補間演算をして、気象データαの「風向、風速および安定度」と同じ「風向、風速および安定度」となっている新たな拡散場データを演算して求め、この新たな拡散場データを拡散場データｄＫｔとして、出力する。
（３）次いで、次の１時間後（すなわち、所定の発災時刻１（例えば、１月１日、１時）の２時間目）の気象データαの「風向、風速および安定度」から、記憶部２１Ｂに記憶した拡散場データベースＤＢＫから、気象データαの「風向、風速および安定度」に対応する「風向、風速および安定度」となっている拡散場データｄＫを抽出する。この抽出した拡散場データｄＫを拡散場データｄＫｔとして出力する。
（４）このように、次の１時間後における気象データαの「風向、風速および安定度」に対応する「風向、風速および安定度」となっている拡散場データｄＫを拡散場データベースＤＢＫから選定し、拡散場データベースＤＢＫから拡散場データｄＫを抽出して、拡散場データｄＫｔとして出力される。
【００９３】
本実施例に係る拡散物質の拡散状況予測システム１０Ｃは、気象データ・拡散物質入力部２２には、原子力発電所から放射性物質が放出される所定の発災時刻（例えば、発災時刻ｊ）が１年間の間に１時間毎にずれたと仮定して年間計算（８７６０時間分）した場合に、その時の気象データαと放射性物質の放出量とが入力され、気流場データ演算部２３において記憶部２１Ｂに予め記憶されている気流場データベースＤＢから対象日時の気象データの風向、風速および安定度に対応する気流場データｄｔを求めると共に、その気流場での放射性物質の単位放出量の拡散計算を考慮しつつ拡散場データベースＤＢＫから拡散場データｄＫｔを求める。そして、拡散場データ演算部２４Ｂは、気象データ・拡散物質入力部２２に入力された各発災時刻（例えば、発災時刻ｊ）における１年間の１時間毎の各拡散場データを求めることができる。
【００９４】
また、図３に示すように、放射性物質が原子力発電所から発災時刻１（１月１日、１時）、発災時刻２（１月１日、２時）において生じたと仮定した場合に、放射性物質の放出量は各々の発災時刻１、２の時点の直後ではピークとなり、時間経過にしたがって減少する。そのため、放射性物質が原子力発電所から発災時刻１、２において各々生じたと仮定して、図１２に示すように、発災時刻を所定時間（例えば、１月１日１時）から１時間置き毎にずらして、３６５日後（１２月３１日２４時）までの８７６０回の年間計算（実効放出継続時間分の計算）を実施し、各発災時刻１〜８７６０における各々の拡散場データを求めることができる。
【００９５】
よって、気流場データ演算部２３及び拡散場データ演算部２４Ｂは記憶部２１Ｂに予め記憶されている気流場データベースＤＢ、拡散場データベースＤＢＫから所定の発災時刻（例えば、発災時刻ｊ）の気象データの風向、風速および安定度に対応する気流場データｄ、拡散場データｄＫを用いることで、所定の発災時刻（例えば、発災時刻ｊ）において放射性物質が放出された際の放射性物質の拡散を１時間毎に年間計算（８７６０時間分）した拡散場データを容易に得ることができる。そのため、計算領域において所定の発災時刻（例えば、発災時刻ｊ）に放射性物質が放出された際の放射性物質の拡散状況（拡散領域、拡散濃度）を容易に求めることができる。
【００９６】
また、拡散場データ演算部２４Ｂは、この拡散場データから計算領域における放射性物質の拡散状況から被曝量を計算することができる。
【００９７】
また、原子力発電所の含まれる計算領域の気象条件によっては、気象の分類が少なくなる場合があるため、そのような場合には風向、風速および安定度の組み合わせが異なるケースの数を更に低減することが可能となり、より迅速に拡散場データを計算することができる。
【００９８】
拡散場データベースＤＢＫに記憶されている拡散場データの気象分類条件がＮｏ．Ｋのときにおける放射性物質の単位放出量であって、単位風速時の１時間濃度をＲｄkとし、発災時刻ｊにおいて放射性物質が放出されたとした時の放射性物質の年平均濃度をＣｊとし、発災時刻ｊにおいて放射性物質が放出されたとした時の時刻ｉでの１時間分の濃度をＣjiとすると、放射性物質の年平均濃度Ｃｊは、下記式（２）のように表され、発災時刻ｊにおいて放射性物質が放出されたとした時の時刻ｉでの１時間分の濃度Ｃjiは下記式（４）のように表すことができる。以下に、評価対象を年平均値とする場合について説明する。評価対象が異なる場合も同様な考え方を採用できる。
【００９９】
【数４】
（式中、ｉ、ｊは１〜８７６０の整数である。）
【０１００】
また、発災時刻ｊにおける放射性物質の年平均濃度Ｃｊの最大影響範囲（最大濃度）は下記式（３）のように表される。
Ｃmax＝Ｍａｘ（Ｃj）・・・（３）
（式中、ｊは１〜８７６０の整数である。）
【０１０１】
よって、拡散場データ演算部２４Ｂは、所定の発災時刻（例えば、発災時刻ｊ）において１年間の間にその発災時刻から１時間毎に計算して得られた全ての拡散場データを合わせることで、所定の発災時刻（例えば、発災時刻ｊ）において放射性物質が放出された際の放射性物質の各方位毎における最大影響範囲を抽出することができ、発災時刻に依存しないハザードマップを作成できる。また、これにより、所定の発災時刻（例えば、発災時刻ｊ）において放射性物質が放出された際の放射性物質の最大影響範囲を示すハザードマップも作成することができる。
【０１０２】
放射性物質の最大影響範囲は、上述と同様、適宜設定することができるが、例えば、放射性物質の評価基準を超える範囲等とする。
【０１０３】
このように、本実施例に係る拡散物質の拡散状況予測システム１０Ｃによれば、気流場データｄｔ、拡散場データｄＫｔを求める際に、予め用意していた気流場データベースＤＢと、その気流場での放射性物質の単位放出量の拡散計算した拡散場データベースＤＢＫの中から、所定の発災時刻（例えば、発災時刻ｊ）における対象日時の気象データαの「風向、風速および安定度」に対応する「風向、風速および安定度」となっている気流場データｄｔ及び拡散場データｄＫｔを抽出するだけで、発災時刻の異なる場合の計算が簡単になり、年間計算を５７６ケースの拡散場のデータベースを用いて、計算量を軽減することができる。これにより、短時間で気流場データｄｔ及び拡散場データｄＫｔを求めることができるため、放射性物質の拡散状況を更に効率良く短時間で求めることができる。この結果、拡散場データ演算部２４Ｂで得られた拡散場データは所定の発災時刻（例えば、発災時刻ｊ）において放射性物質が放出された際の実際の放射性物質の拡散状況に近似した拡散場データをより迅速に簡単に得ることができると共に、計算領域における被ばく量を迅速に求めることができる。
【０１０４】
よって、常に原子力発電所から放射性物質が放出された際の拡散場データを短時間で更に効率良く作成し、放射性物質の最大影響範囲を迅速に把握することができる。このため、原子力発電所から放射性物質が放出され、拡散した際の拡散領域の住民の避難等をより迅速かつ的確に行うことができる。
【実施例４】
【０１０５】
＜拡散物質の拡散状況予測システム＞
本発明による実施例４に係る拡散物質の拡散状況予測システムについて、図面を参照して説明する。また、本実施例に係る拡散物質の拡散状況予測システムについて、図１、６、１０に示す本発明の実施例１〜３に係る拡散物質の拡散状況予測システムと共通する構成については説明を省略する。
【０１０６】
本実施例に係る拡散物質の拡散状況予測システムは、図６に示すように、実施例２に係る拡散物質の拡散状況予測システム１０Ｂにおいて、記憶部２１Ａは、気象データのうち、風速を所定値（例えば、１）に固定して、風向（例えば、１６方位）及び安定度（例えば、６安定度）の組み合わせが異なる９６通り（１６通り×６通り＝９６通り）の気流場データが予め求められた気流場データベースに記憶する。
【０１０７】
気流場データ演算部２３は、記憶部２１Ａに記憶された気流場データベースに基づいて所定の発災時刻（例えば、発災時刻ｊ）から１年間の間における１時間毎の気流場データを求める。
【０１０８】
拡散場データ演算部２４Ａは、得られた各気流場データに基づいて、代表気象（風速が例えば１ｍ／ｓ）における放射性物質の単位放出量を考慮しつつ、風向（例えば、１６方位）と、安定度（例えば、６安定度）とが異なる、９６通り（１６通り×６通り＝９６通り）分の放射性物質の拡散場データを求めると共に、これに対応した被曝量の計算を行う。
【０１０９】
また、風速が大きいほど、放射性物質は拡散し、濃度は低くなることから、風速の違いは風速の大きさに反比例させるように換算して補正する。
【０１１０】
よって、本実施例に係る拡散物質の拡散状況予測システムによれば、年間気象が、風速の階級別に分類する必要がなく、風向及び安定度別に放射性物質の拡散量を計算すれば良いため、各発災時刻（例えば、発災時刻ｊ）において行われていた拡散場の年間計算を更に簡単にし、計算量を軽減することができる。このため、短時間で気流場データｄｔ及び拡散場データｄＫｔを求めることができ、放射性物質の拡散状況を更に効率良く短時間で求めることができる。この結果、実際の放射性物質の拡散状況に近似した拡散場データを更に迅速かつ簡単に得ることができると共に、計算領域における被曝量を求めることができる。
【符号の説明】
【０１１１】
１０Ａ〜１０Ｃ 拡散物質の拡散状況予測システム
１１ 気象データ・拡散物質入力部
１２ 気流場データ演算部
１３ 拡散場データ演算部
２１Ａ、２１Ｂ 記憶部
２２ 気象データ・拡散物質入力部
２３ 気流場データ演算部
２４Ａ、２４Ｂ 拡散場データ演算部
α 気象データ
ｄｔ 気流場データ
ｄＫｔ 拡散場データ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
拡散物質を大気中に放出する拡散源が存在する対象地点を含む予め設定した広さの地理的領域に対応する計算領域における、前記拡散源から前記拡散物質が放出される対象日時の風向、風速および安定度を含む気象データと、前記対象日時の前記拡散物質の放出量とが入力される気象データ・拡散物質入力部と、
前記気象データ・拡散物質入力部に入力された前記対象日時の気象データを基に少なくとも風向、風速および安定度を求め、求められた前記対象日時の気象データの風向、風速および安定度に基づいて大気現象を解析する気流場計算モデルにより演算を行うことにより、所定期間までにおける所定時間毎での気流場データを求める気流場データ演算部と、
前記気流場データ演算部で求められた各々の前記気流場データを用いて時間連続的に、前記拡散物質の拡散状態を演算する拡散計算モデルにより演算を行うことにより前記拡散物質の拡散場データを求める拡散場データ演算部と、
を有し、
前記気象データ・拡散物質入力部には、前記拡散源から前記拡散物質が放出される発災時刻が前記所定期間までの間に前記所定時間毎にずれたと仮定した場合に、その時の気象データと前記拡散物質の放出量とが入力され、
前記気流場データ演算部及び拡散場データ演算部は、前記気象データ・拡散物質入力部に入力された各々の前記発災時刻における拡散場データを求めることを特徴とする拡散物質の拡散状況予測システム。
【請求項２】
拡散物質を大気中に排出する拡散源が存在する対象地点を含む予め設定した広さの地理的領域に対応する計算領域における、少なくとも風向、風速および安定度を含む組み合わせが異なる複数のケースの気流場データが予め求められた気流場データベースが記憶されている記憶部と、
前記拡散源から前記拡散物質が放出される対象日時の気象データと、前記対象日時の前記拡散物質の放出量とが入力される気象データ・拡散物質入力部と、
前記気象データ・拡散物質入力部に入力された前記対象日時の気象データを基に少なくとも風向、風速および安定度を求め、予め求めた前記気流場データベースから前記対象日時の気象データの風向、風速および安定度に対応する気流場データを求め、予め決めた所定期間までにおける予め決めた所定時間毎での気流場データを求める気流場データ演算部と、
前記気流場データ演算部において求められた前記対象日時における気流場データを前記拡散物質の拡散状態を演算する拡散計算モデルを用いて演算を行うことにより前記拡散物質の拡散場データを求めると共に、前記所定期間までに前記所定時間毎に求められた各々の前記気流場データを用いて前記拡散計算モデルにより演算を行い、前の時間帯で得られた拡散場データを初期値として用いて、次の時間帯の拡散場データを演算し、それを繰り返しながら、前記所定期間までにおける前記所定時間毎の拡散場データを求める拡散場データ演算部と、
を有し、
前記気象データ・拡散物質入力部には、前記拡散源から前記拡散物質が放出される発災時刻が前記所定期間までの間に前記所定時間毎にずれたと仮定した場合に、その時の気象データと前記拡散物質の放出量とが入力され、
前記拡散場データ演算部は、前記気象データ・拡散物質入力部に入力された各発災時刻における前記所定期間までの間の前記所定時間毎の拡散場データを求めることを特徴とする拡散物質の拡散状況予測システム。
【請求項３】
請求項２において、
前記記憶部は、前記気流場データベースの各気流場データを前記計算領域における、少なくとも風向、風速および安定度を含む組み合わせが異なる複数のケースの拡散場データが予め求められた拡散場データベースを記憶し、
前記拡散場データ演算部は、前記気象データ・拡散物質入力部に入力された前記対象日時の気象データを基に、予め求めた前記拡散場データベースから前記対象日時の気象データの風向、風速および安定度に対応し、予め求めた少なくとも風向、風速および安定度を含む組み合わせが異なる複数のケースの単位放出量に対する拡散場データを求め、予め決めた所定期間までにおける予め決めた所定時間毎での拡散場データを求めるものであり、
前記気象データ・拡散物質入力部には、前記拡散源から前記拡散物質が放出される発災時刻が前記所定期間までの間に前記所定時間毎にずれたと仮定した場合に、その時の気象データと前記拡散物質の放出量とが入力され、
前記拡散場データ演算部は、前記気象データ・拡散物質入力部に入力された各発災時刻における前記所定期間までの間の前記所定時間毎の拡散場データを、各々の前記対象日時における前記拡散物質の放出量を換算して求めることを特徴とする拡散物質の拡散状況予測システム。
【請求項４】
請求項２又は３において、
前記記憶部は、前記気象データのうち前記風速を所定値に固定して前記風向と前記安定度との組み合わせが異なる複数のケースの気流場データが予め求められた気流場データベースに記憶し、
前記気流場データ演算部は、前記所定期間までの間の前記所定時間毎の気流場データを求め、
前記拡散場データ演算部は、前記所定期間までの間の前記所定時間毎の拡散場データを求めることを特徴とする拡散物質の拡散状況予測システム。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか１つにおいて、
前記拡散場データ演算部は、前記発災時刻が前記所定期間までに前記所定時間毎にずれたと仮定した場合に得られた全ての拡散場データを合わせ、前記拡散物質の最大拡散範囲を求めることを特徴とする拡散物質の拡散状況予測システム。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか１つにおいて、
前記拡散物質が放射性物質とした場合、
前記拡散場データ演算部は、得られた前記拡散場データの結果に基づいて被ばく量を求めることを特徴とする拡散物質の拡散状況予測システム。
【請求項１】
拡散物質を大気中に放出する拡散源が存在する対象地点を含む予め設定した広さの地理的領域に対応する計算領域における、前記拡散源から前記拡散物質が放出される対象日時の風向、風速および安定度を含む気象データと、前記対象日時の前記拡散物質の放出量とが入力される気象データ・拡散物質入力部と、
前記気象データ・拡散物質入力部に入力された前記対象日時の気象データを基に少なくとも風向、風速および安定度を求め、求められた前記対象日時の気象データの風向、風速および安定度に基づいて大気現象を解析する気流場計算モデルにより演算を行うことにより、所定期間までにおける所定時間毎での気流場データを求める気流場データ演算部と、
前記気流場データ演算部で求められた各々の前記気流場データを用いて時間連続的に、前記拡散物質の拡散状態を演算する拡散計算モデルにより演算を行うことにより前記拡散物質の拡散場データを求める拡散場データ演算部と、
を有し、
前記気象データ・拡散物質入力部には、前記拡散源から前記拡散物質が放出される発災時刻が前記所定期間までの間に前記所定時間毎にずれたと仮定した場合に、その時の気象データと前記拡散物質の放出量とが入力され、
前記気流場データ演算部及び拡散場データ演算部は、前記気象データ・拡散物質入力部に入力された各々の前記発災時刻における拡散場データを求めることを特徴とする拡散物質の拡散状況予測システム。
【請求項２】
拡散物質を大気中に排出する拡散源が存在する対象地点を含む予め設定した広さの地理的領域に対応する計算領域における、少なくとも風向、風速および安定度を含む組み合わせが異なる複数のケースの気流場データが予め求められた気流場データベースが記憶されている記憶部と、
前記拡散源から前記拡散物質が放出される対象日時の気象データと、前記対象日時の前記拡散物質の放出量とが入力される気象データ・拡散物質入力部と、
前記気象データ・拡散物質入力部に入力された前記対象日時の気象データを基に少なくとも風向、風速および安定度を求め、予め求めた前記気流場データベースから前記対象日時の気象データの風向、風速および安定度に対応する気流場データを求め、予め決めた所定期間までにおける予め決めた所定時間毎での気流場データを求める気流場データ演算部と、
前記気流場データ演算部において求められた前記対象日時における気流場データを前記拡散物質の拡散状態を演算する拡散計算モデルを用いて演算を行うことにより前記拡散物質の拡散場データを求めると共に、前記所定期間までに前記所定時間毎に求められた各々の前記気流場データを用いて前記拡散計算モデルにより演算を行い、前の時間帯で得られた拡散場データを初期値として用いて、次の時間帯の拡散場データを演算し、それを繰り返しながら、前記所定期間までにおける前記所定時間毎の拡散場データを求める拡散場データ演算部と、
を有し、
前記気象データ・拡散物質入力部には、前記拡散源から前記拡散物質が放出される発災時刻が前記所定期間までの間に前記所定時間毎にずれたと仮定した場合に、その時の気象データと前記拡散物質の放出量とが入力され、
前記拡散場データ演算部は、前記気象データ・拡散物質入力部に入力された各発災時刻における前記所定期間までの間の前記所定時間毎の拡散場データを求めることを特徴とする拡散物質の拡散状況予測システム。
【請求項３】
請求項２において、
前記記憶部は、前記気流場データベースの各気流場データを前記計算領域における、少なくとも風向、風速および安定度を含む組み合わせが異なる複数のケースの拡散場データが予め求められた拡散場データベースを記憶し、
前記拡散場データ演算部は、前記気象データ・拡散物質入力部に入力された前記対象日時の気象データを基に、予め求めた前記拡散場データベースから前記対象日時の気象データの風向、風速および安定度に対応し、予め求めた少なくとも風向、風速および安定度を含む組み合わせが異なる複数のケースの単位放出量に対する拡散場データを求め、予め決めた所定期間までにおける予め決めた所定時間毎での拡散場データを求めるものであり、
前記気象データ・拡散物質入力部には、前記拡散源から前記拡散物質が放出される発災時刻が前記所定期間までの間に前記所定時間毎にずれたと仮定した場合に、その時の気象データと前記拡散物質の放出量とが入力され、
前記拡散場データ演算部は、前記気象データ・拡散物質入力部に入力された各発災時刻における前記所定期間までの間の前記所定時間毎の拡散場データを、各々の前記対象日時における前記拡散物質の放出量を換算して求めることを特徴とする拡散物質の拡散状況予測システム。
【請求項４】
請求項２又は３において、
前記記憶部は、前記気象データのうち前記風速を所定値に固定して前記風向と前記安定度との組み合わせが異なる複数のケースの気流場データが予め求められた気流場データベースに記憶し、
前記気流場データ演算部は、前記所定期間までの間の前記所定時間毎の気流場データを求め、
前記拡散場データ演算部は、前記所定期間までの間の前記所定時間毎の拡散場データを求めることを特徴とする拡散物質の拡散状況予測システム。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか１つにおいて、
前記拡散場データ演算部は、前記発災時刻が前記所定期間までに前記所定時間毎にずれたと仮定した場合に得られた全ての拡散場データを合わせ、前記拡散物質の最大拡散範囲を求めることを特徴とする拡散物質の拡散状況予測システム。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか１つにおいて、
前記拡散物質が放射性物質とした場合、
前記拡散場データ演算部は、得られた前記拡散場データの結果に基づいて被ばく量を求めることを特徴とする拡散物質の拡散状況予測システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
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【公開番号】特開２０１３−８８２０６（Ｐ２０１３−８８２０６Ａ）
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２７４５８（Ｐ２０１１−２２７４５８）
【出願日】平成２３年１０月１４日（２０１１．１０．１４）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月１４日（２０１１．１０．１４）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
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