小型动力堆海上核事故后放射性核素在大气和海洋中扩散研究

为准确评估小型动力堆海上严重核事故后释放的气载核素造成的海洋放射性污染水平,以小型动力堆断电诱发的严重核事故为例,建立核素在大气和海洋中扩散的计算模型,计算事故后大气和海洋中¹³⁷Cs的放射性污染水平,并分析了气载核素释放高度、大气稳定度对沉降核素海洋扩散的影响。结果表明,在一定的释放高度下,源下风轴线上表层海水中核素的时间积分浓度随下风向距离的增大呈先升高后下降的变化规律;在离源一定距离内,释放位置越高,表层海水中核素的时间积分浓度越小;在离源一定距离外,大气越不稳定,表层海水中核素的时间积分浓度越小。     

小型动力堆码头中破口失水事故大气扩散研究

采用高斯分段烟羽模型估算了某小型动力堆在码头内发生破口尺寸为29.4%当量直径的设计基准事故时,放射性核素在码头20 km区域范围内的大气扩散规律。源项采用严重事故计算程序MELCOR仿真获得,并将计算结果输入到大气扩散分析软件MACCS进行分析计算。计算结果表明：中破口失水事故会造成码头区域的放射性污染,风速越小、气象条件越稳定,放射性的影响范围越大。     

大气扩散模型ATSTEP在核应急决策支持系统中的应用研究

以广东大亚湾核电站为参考厂址，研究了欧洲核应急决策支持系统RODOS3．0中的大气摭用模型ATSTEP的适用性。研究结果表明，ATSTEP是一个计算速度快，适用于事故后快速评价的模型。另外，对模型中存在的若干缺陷和不足进行了修改和说明。     

使用蒙特卡罗方法模拟核事故气载放射性污染物大气扩散

本文通过运用蒙特卡罗模型对放射性污染物在大气中的扩散过程进行了仿真模拟,对不同边界层条件下的核事故早期烟羽在近地面高度上对环境的影响进行了分析.模拟结果表明,稳定条件下高架源释放形成的污染面积最大.蒙特卡罗模型能够较好的模拟核事故早期烟羽的演化情况.     

核事故条件下的大气扩散模式及应用

本文介绍一个适用于核事故条件的大气扩散模式(粒子-烟团模式)的建立与调试。模式在模拟大气扩散的粒子随机游走方法中引入类似于扩散烟团的核函数概念，用以反映单个随机游走粒子所代表的污染物质的空间影响范围。模式解决了随机游走粒子与核函数“烟团”耦合后反映扩散物理真实过程的一致性问题，在约200km的范围内模拟结果与理论结果相一致。与代表实际大气典型扩散状况的高斯烟羽模式的结果进行定量比较，表明本模式结果在10km的范围内总体合理，但在近源处有系统偏小。模式瞬时浓度的涨落相对于平均轴线浓度大体控制在20％～30％的范围内。将模式应用于秦山地区的实际地形和气象条件进行实例测试表明，其结果可以反映当地复杂的大气扩散过程和特性。     

海岛下垫面对核事故核素扩散影响规律研究

为研究核事故发生后气载核素在海洋环境中的扩散,以海岛核电厂为研究对象,采用计算流体动力学（CFD）模拟的方法对海岛核电厂各下垫面要素、风速变化、喷口速度变化进行了模拟,并用风洞实验验证CFD模拟的准确性。结果表明,山体会对地面最大扩散因子产生显著影响;平台的高度增加时,地面最大扩散因子降低,出现距离更靠近喷口;风速的增大会使得面最大扩散因子出现位置后移;喷口速度增大会使得地面最大扩散因子变小,其出现位置后移;在喷口速度变化的情况下,地面最大扩散因子的CFD模拟值和高斯烟羽模型计算值呈倍数关系,并以此对高斯烟羽模型进行了修正。      

随机游走大气扩散模型在核事故应急中的开发和应用

烟羽浓度预测是核事故早期应急响应放射性后果评价系统的主要内容之一.描述了大气扩散本身随机的特点,介绍了自行开发随机游走大气扩散模型Random Walk,并与现有欧共体开发的核应急决策支持系统RODOS中的拉格朗日烟团模型RIMPUFF进行比较验证.结果表明,两者计算结果相当吻合,但Random Walk计算出的烟羽范围比RIMPUFF计算出的稍小.随机游走大气扩散模型Ran-dom Walk能够较好的模拟核事故发生条件下的大气扩散过程,可以作为核事故应急决策系统的一个大气扩散模块,为早期应急和后果评价提供更接近实际的信息.     

核事故大气扩散的多风扇风洞设计及实验验证

在核电厂发生严重事故时,需用大气扩散模型对核事故后果进行环境评价,而模型的准确性可通过风洞实验进行验证。为了提高风洞实验验证的准确性,克服被动风洞对边界层模拟的适应性差、调节复杂等缺点,本文将结构抗风中的多风扇技术引入到核事故大气扩散模拟研究中。通过设计10（行）×8（列）多风扇风洞,搭建了带风速反馈的风机阵列主动控制系统,对D类稳定度下边界层风速廓线特性进行了风洞模拟。本文实现了石岛湾核电厂址的风速廓线的快速模拟,且模拟精度较高,验证了多风扇风洞技术对大气边界层模拟的可靠性,为核电厂址大气扩散风洞实验提供了新的实验方法。     

聚变堆失真空事故下氚的大气扩散模拟研究

聚变反应堆发生失真空事故的情况下氚会泄漏到环境中,氚大气扩散模拟是聚变堆事故后果评价的重要内容。基于高斯烟团模型以及Pasquill稳定度分类方法,考虑重力沉降、烟气抬升、风速等因素的影响,建立了适用于事故下瞬态分析的大气扩散模型,在高斯烟团模型中加入修正了像源贡献的地面反射系数,提高了模型对于地面边界处干沉降的计算效果。选取加拿大氚气释放实验和美国萨凡那河工厂氚释放事故验证了所建立模型的准确性,模型的计算结果与HotSpot 3.0和UFOTRI软件的精度相当。选取国际热核聚变实验堆（International Thermonuclear Experimental Reactor,ITER）的失真空事故作为研究对象,分析了氚的分阶段释放、风速以及释放高度对氚扩散分布的影响。结果表明：氚的分阶段释放会导致沿下风向出现两个高放射性区域;释放高度和风速的增加会强化氚在大气中的扩散行为,从而减弱放射性在近场的积聚。     

核事故污染物大气扩散的三维近实时模拟方法研究

当核电站发生放射性物质泄漏事故时,及时地预报污染物的分布和浓度将为制定应急预案提供重要的技术支撑。求解污染物在大气中运输和扩散模拟时,虽边界条件、源项及其他物理参数可能会发生变化,但控制方程的数学形式不变。本文采用了缩减基有限元方法将这些变化的条件视为参数,利用少数具有代表性的经典有限元解构造了解空间的基函数,最后采用了仿射分解将系统拆分为参数有关部分和参数无关部分,大幅降低了系统矩阵和载荷向量的组装难度。实验结果表明,在线阶段的求解速度提高3个数量级左右,因此该方法可用于污染物扩散的近实时模拟。     

内陆代表性厂址事故扩散因子不同估算方法的比较

针对内陆核电选址中小风、静风频率较高的厂址,分别采用美国核管会(NRC)导则推荐方法和运用三维客观诊断风场与Lagrangian烟团模型模拟整年8 760小时逐时排放方法,计算了湖南桃花江厂址事故工况下的大气扩散因子,探讨复杂条件下大气扩散模型的适宜性。研究表明:在非居住区边界概率论方法计算的最大小时事故扩散因子较烟团模型计算方法保守;Lagrangian烟团模型计算的小时事故扩散因子在某些方位大于概率论方法结果,某些远距离子区的扩散因子大于近距离子区;对于释放时间相对较长的情形,导则方法估算结果仍偏小。由此可见,导则推荐方法得到的扩散因子存在不保守的情形,建议在计算复杂地形、小静风频率较高的内陆厂址事故扩散因子时慎重选择扩散模型。     

核电厂事故核素扩散有效剂量影响因子模拟研究

介绍了核电厂事故后果评价影响因素模拟分析方法,以某内陆核电厂址为研究对象,应用核电厂事故后果计算程序模拟了不同扩散参数和源项变化情景下核电厂事故短期大气弥散因子和有效剂量对其响应特征。结果表明,水平扩散参数情景下短期大气弥散因子的最大值发生频率相对于垂直扩散参数情景较低,有效剂量最大值发生频率源项情景远高于扩散参数情景,有效剂量对扩散参数的响应程度要比对源项变化的响应程度要高。多种因子对核电厂核素大气扩散特征的综合效应还需进一步研究。     

船用堆SGTR事故下舱室放射性活度分析

分析了船用堆蒸汽发生器传热管破裂（SGTR）事故的进程,采用热工水力计算耦合放射性源项分析方法,建立放射性核素迁移、泄漏的数学模型,计算了该船用核动力装置特定舱室的放射性活度,为SGTR事故放射性后果分析、辐射防护措施制定提供了依据。该模型已应用于船用堆典型运行事故放射性后果分析平台。     

日本福岛核电站事故泄漏放射性核素漂移扩散状况分析

利用自主研发的放射性核素大气扩散模拟计算软件RADCES模拟计算了日本福岛第一核电站事故泄漏放射性核素的漂移扩散情况,给出了放射性核素云团的漂移扩散路径及到达CTBT国际监测系统部分核素监测台站的时间。结果表明,理论预测放射性核素云团到达时间与台站监测到异常样品的时间基本一致。     

核事故应急气载放射性物质扩散的精细化模拟方法研究

通过对国内外有代表性的中小尺度核与辐射事故后果评价数值模拟方法的调研,对发生在我国及境外邻近地区的核事故确立了精细化评估气载放射性物质扩散的数值模拟软件系统的总体研发方案,拟建系统采用相应的气象场与扩散场的预报方法和回顾性分析方法。该方法为软件的顺利研发奠定了技术基础,进而可有效提升我国核与辐射事故的应急响应能力。     

分段烟羽模型和烟团模型在核事故应急中的应用比较

为了研究分段烟羽模型和烟团模型在核事故应急中的适用性 ,对不同流场条件下分段高斯烟羽模型和烟团模型的模拟结果进行了比较。在均匀稳定流场中 ,两种模型的模拟结果相近 ;而在非均匀稳定的流场中 ,分段烟羽模型的模拟结果呈现明显的不连续性。而且对于瞬时释放 ,烟团模型比分段烟羽模型更接近实际情况。通过对模型性能的对比 ,并考虑应急决策支持的要求和我国核电站的厂址条件 ,推荐采用烟团模型     

福岛核事故期间浙江地区空气中放射性水平应急监测

福岛核事故发生后,浙江省辐射环境监测站在浙江省境内开展了空气中放射性水平的应急监测.本文介绍此次应急监测的内容,对测量结果进行了分析,为类似辐射应急监测提供了几点建议.