放射能の大気中拡散モデルとしては、風下方向を中心軸として、放射能濃度の分布がそのまわりで正規分布になるとして扱う、パスキルの式が古くから用いられている。SEOプログラムが準拠しているラスムッセン報告（WASH-1400、1975）や、日本の原子力安全委員会の安全解析気象指針も、パスキルの式を基本のモデルに採用している。

　高さＨ[m]の排気筒から、ある放射能が放出速度Q_０[Bq/秒]で放出されるとき、風下地点p(x,y,z)での放射能の濃度c (x,y,z)[Bq/m³]は、以下のパスキルの式で表される。

ただし、(1)式は、＜拡散中の放射能の減衰＞および＜地表沈着にともなう減量＞は考慮していない。つまり、半減期が長く沈着しないKr-85のような希ガス放射能の場合に適用できる式である。ちなみに、最後の(z+H)項は、放射能雲が地表に達してから反射してくる分を表している。

大気安定度について：雲の拡がり方を示す指標として、大気安定度が用いられ、以下のように風速、日射量、放射収支量に従ってА型〜Ｇ型に分けられる(安全解析気象指針より)。

　後の議論のため、(1)式を次のように変換しておく。

地表面濃度：z＝０、つまり地表面での濃度は、

　　　　　　　　　―――(2)

ｙ方向クサビ形分布：さらに、ｙ方向の濃度分布については、風下方向を中心とする一定角度q (=360･f) 内で一様とし、その角度外の濃度は０になる（クサビ形分布）と仮定する。（f値は、別途与えられる。）

　この場合、| q | £ 180･f において(2)式は、

　　　　　　　　　　　―――(3)

f値は、WASH-1400ドラフトに従うと、次の式で求められる。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　―――(4)

　　t：放射能放出継続時間

　　t₀：基準の放射能放出継続時間（＝0.5 hr）

　　f_o：基準のf値で、大気安定度別に以下の値

s _zの値：右図に大気安定度別の、風下距離xとs _zの関係を示す。図の値は、以下の式により計算されたものである。

　――(5)

（計算値が1000mを越えるとs _z=1000とする。）必要な定数 s ₁、a1、a2、a3は、大気安定度別に表にされており、SEOプログラムに組み込まれている。

　s _y(x)についての計算式もあるが、SEOプログラムではクサビ形モデルを用いるので、s _y(x)は必要としない。

　当面、地表面での濃度しか扱わないので、c (x,y,0) を c (x)と書くことにする。

　SEOプログラムでは、WASH-1400のドラフト（草案）を基に、＜放射能の減衰＞と＜地表沈着による減量＞および＜原子炉建屋の拡散への影響＞を考慮している。

まず、風下距離xまで達する放射能の量をQ(x)とする。建屋効果を表すAc[m²]を導入し、地表濃度c (x)を次の式で表す。

　　　　　　　―――(6)

ここで、Acは、格納容器の立ち上がり面積[m²]が、拡散に与える効果を表すために導入されたもので、SEOプログラムでは、　　　　―――(7)

　?式を基に、放射能雲がxからx+D xへと移動する間に、放射能減衰と地表沈着によって減少する量、D Q(x)を考えると

（時間D x/Uの間の放射能減衰量）＝、　　　　　λ：放射能減衰係数[1/sec]

（面積2p ･f･x･D xでの地表沈着量）＝　　Ｖ：地表沈着速度[m/sec]

　　　　　　　　　　　 ―――(8)

　従って、総量Q(x₁)の放射能雲が、x₁点からx₂点まで移動したとき、雲中の放射能量Q(x₂)は、(8)式を積分することにより、

　　　　　　―――(9)

(6)式と(9)式が、SEOプログラムにおいて地表での放射能濃度を求める基本式である。

　基本計算プログラム（ACC40K.for）においては、以下の35点（i=1,35）に対し、地表濃度c (x_i)を計算する。

具体的手順としては、放出源（x=0）から始めて、(6)と(9)式を使って、順に0.1km、0.15km、…、8000kmまでのc (x_i)を計算する。計算対象の放射能は45核種である(n=1,45)。

最も面倒なのは、(9)式の積分項であるが、SEOプログラムでは、各区間(x_i~ x_i+1)を20等分してシンプソンの積分公式を用いている。幸いなことにこの積分項は核種に無関係なので、区間内で一度計算すれば、すべての核種に適用できる。

　以上の手続きを基に、ある原発事故の入力パラメータ（出力、事故型、放出高さ、風速、大気安定度など）に対して、風下35地点での45核種の地表濃度c _n(x_i)[n=1,45 i=1,35]を計算する。

　地表沈着量（地表汚染密度）C _n(x_i)は、地表濃度c _n(x_i)から、以下の簡単な式で計算される。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　―――(10)

　ここまでのプロセスで、地表濃度c _n(x_i)と地表汚染密度C_n(x_i)を求めることができた。

SEOプログラムでは、c とCを基に、対応する換算係数等を用いて、外部被曝や内部被曝についての様々な量を計算する。

• グラウンド線量率(D10)：地表汚染による（沈着直後の地上1mでの）被曝線量率。

• 退避までのグラウンド線量(D14)：汚染が生じた時点から退避するまでの、地表汚染からの外部被曝線量。
• クラウド線量(D11)：通過する放射能雲からの地表での外部被曝線量。
• 短期グラウンド線量(DSP)：（始めの7日間とその後の23日の半分）のグラウンド線量

• 長期内部被曝(D05)：吸入にともなう長期（50年間）の内部被曝全身線量[Sv]。
• 短期内部被曝(D04)：吸入にともなう短期（始めの7日間とその後の23日の半分）の内部被曝全身線量。

• 長期Total線量(D12)：D11＋D14＋D05
• 短期Total線量(D13)：D11＋DSP＋D04

＜D10、D11、･･･という名称は、ACC40プログラム中の関数定義に準じたもの。＞

D10は、地表に沈着した放射能からのγ線による、地上１ｍでの放射線量率。それぞれの核種についての換算係数G _g(n)が与えられているので、以下の式で容易に計算できる。

　　　　　　　　　　　―――(11)

G _g(n)は、SEOによって、それぞれの放射能について、単位密度無限平面モデルにより計算された値を用いる（表１）。

SHLDは、計算のはじめにパラメータ入力される地面遮蔽係数で、SHLD=1とすれば、建物などの遮蔽は考慮されない。

汚染地からの避難は、滞在期間（日）としてパラメータ入力される。D14は、汚染が生じた時点から避難までのグラウンド線量で、(11)式を時間積分して容易に計算できる。

DSPは、急性の影響を評価するために導入されたもので、短期被曝線量を計算するためのグラウンド線量。

放射能雲の通過にともなう、雲からのγ線による地表での外部被曝線量。グラウンド線量率と同様に、地表放射能濃度c _n(x_i)にクラウド線量換算係数G _c(n)を掛けて計算されるが、現在のSEOプログラムでは２種類の換算係数が用意されている。

　地表濃度の放射能が、均一濃度で地上に半無限に分布するとした時のγ線による外部被曝換算係数。G _c(n)の値は、WASH-1400ドラフトに基づく（表１）。

　　　　　　　　　　　　―――(12)

　サブマージョン換算係数を用いると、放出源近くで、クラウド線量が非現実的に小さくなってしまう場合がある（H/s _z>>１のとき）。SEOは、この問題を回避するため、放射能雲からのγ線線量の換算係数を、近似式で計算する方法を開発した。この方法では、１計算ごとに、放出高さ(H)、s _z(x_i)、核種別γ線エネルギーなどを考慮した換算係数G _c(n,x_i)を求めてクラウド線量を計算する。＜近似計算方法の詳細は不明＞

　　　　　　　　　　―――(13)

＜風下距離が1kmを越えると、どちらのモデルもほぼ同じ値となるが、現在のSEOプログラムでは、計算者が指定しない限りＢを用いる。また、クラウド線量についての遮蔽係数は1.0（遮蔽なし）で固定されている。＞

SEOプログラムの内部被曝は、呼吸にともなう放射能吸入のみを扱い、飲食物の摂取にともなう内部被曝は扱っていない。

呼吸量は、WASH-1400ドラフトより、すべての人に対し毎秒0.22リットル（0.00022 m³/sec）とする。従って、取り込み放射能量QI_n(x_i)は

　　　　　　　　　　　　―――(14)

D05は、いわゆる預託線量当量(Committed Dose Equivalent)で、取り込み後50年間の全身被曝線量当量である。その換算係数H_L(n)は、ICRP30に基づく（表１）。

　　　　　―――(15)

D04は、短期の内部被曝で、吸入後７日間とそれに続く23日間の内部被曝である。

　　　　　―――(16)

短期内部被曝の換算係数H_S(n)は、ICRPでは与えられていないので、以下の方法で求められている（表１）。

　　　　　　　　―――(17)

ただし、H_7d、H_30d、H_50yは、WASH-1400最終報告で示されている７日間、30日間、50年間の骨髄線量換算係数である。

基本プログラム（ACC40K）は、短期Total被曝線量(D13)と長期Total被曝線量(D12)を求め、次のステップであるAJACへと引き渡す。AJACは、D13を基に急性死数を、D12を基にガン死数を計算する。

被曝影響計算プログラム(AJAC-KM)では、ACC40Kの計算結果を、原発位置データ、市町村位置データ、人口データと組み合わせて、急性死とガン死の数を計算する。各市町村での被曝線量は、ACC40Kの計算結果を内挿して求める。

SEOプログラムでの急性死確率L_acuteは、WASH-1400ドラフトのモデルを修正し、短期Total線量D_S(=D13)の関数として次の式で計算される。

　　　――(18)

ただし、D₁は半致死線量（初期設定は４Sv）で、aはL_acute曲線の立ち上がりと１への漸近の仕方を決める係数で、90%致死線量を6Svとするとa=5.419になる（右図）。

晩発性のガン死確率L_cancerは、長期Total線量D_L(=D12)の直線的関数として計算する。

　　　　―――(19)

D_C[Sv]は_、ガン線量として入力されるパラメータで、直線的線量・効果関係においてガン死１件が期待される被曝線量である（初期値は2.5Svになっている）。