基于MIKE21的滨海核设施液态流出物稀释扩散规律及排放优化的模拟研究

本文针对滨海核设施液态流出物海域排放问题,利用水动力软件M IK E21建立了排放海域的水动力和稀释扩散模型,模拟了液态流出物的放射性核素在潮汐作用下的稀释扩散规律,研究了潮型、潮位、排放时段等因素对放射性核素稀释扩散效果的影响.模拟研究发现,在潮差较大的落潮时段集中排放放射性核素,近岸放射性核素的浓度更低,更有利于液...     

中尺度海域核设施低放废液排放方案的初步探究

以某海域为例,初步探究某核设施正常运行时低放废液在中尺度海域的排放方案。采用MIKE21模拟软件,利用水动力模块(HD)和对流扩散模块(AD)建立了中尺度海域放射性核素迁移扩散数值模型,以半衰期为12.5年的放射性核素氚为例,考虑了排放口离岸距离、排放口方位和不利风向等因素,对放射性核素在中尺度海域的迁移分布状况进行了数值模拟。初步计算结果表明,排放口设在某河口东北侧,距岸不小于30 km的海域,有利于放射性核素的迁移、扩散。     

大亚湾潮流场拟谱法计算及放射性核素扩散的粒子随机行走模拟

基于拟谱方法计算得到大亚湾海域的潮流场,根据该潮流场的计算结果和大亚湾地区的风速实测值,利用粒子随机行走模型,对大亚湾核电站液态排出物中的放射性核素的扩散进行模拟,给出了放射性核素随风、潮流和湍流扩散的相对浓度分布和放射性核素的浓度分布中心在大亚湾海域的轨迹。这些结果可为大亚湾核电站液态排出物的合理排放提供参考信息,为排出物中的放射性核素对周边辐射环境安全的可能影响提供参考信息。     

福岛核污水排放预测计算研究

通过建立太平洋水动力模型,计算得到福岛核泄漏发生后,相关海域核素的扩散规律、福岛核污水船运排放预测及距离海岸1 km隧道核污水排放预测情况。通过计算结果与实际测量值进行对比发现,模拟结果与实测值吻合良好,证明了计算结果的准确性。计算结果表明：核污水一方面随着海流迁移,另一方面扩散,放射性核素浓度较高区域沿海岸线向北迁移,随后向东北方向螺旋前进。核污水船运排放后核素随海流迁移较慢,基本呈现以排污点为中心的轴向扩散,核污水中放射性核素受海流、潮流和扩散的影响,逐渐呈现带状分布,且向东北方向迁移,并于第15日左右到达日本沿海地区。无论是沿海,还是1 km排放,放射性核素会很快扩散到沿岸。随着扩散的进行,核污水中放射性核素受海流、潮流和扩散的影响,逐渐呈现带状分布,且向东北方向迁移。     

我国沿海核电站海洋放射性就地伽玛能谱测量研究

通过对国内主要核电站进行调研和资料总结,根据CPR1000、AP1000和EPR三种核电机组类型排放数据,选定了我国核电站海域的重点监测核素,建立了核电站海域源项模型。以最小可探测活度浓度为主要依据,为核电站海域各重点监测核素选定了用于碘化钠探测器的首选监测的γ射线。利用蒙特卡罗模拟,计算了探测器在海水中的有效探测距离,并对比了不同的探测器封装材料对γ射线的衰减能力。研究结果可用于降低海水就地γ谱仪的最低可探测活度浓度,提高人工放射性核素的识别能力。     

福岛第一核电站事故对近岸海域鱼类的辐射影响

利用福岛第一核电站事故后不同沿岸和离岸距离处的海水中放射性核素137Cs的监测数据,以鱼类为参考水生生物,通过核素137Cs的累积动力学模式对鱼体内核素的动态浓集进行了评估,给出了福岛第一核电站事故后液态放射性释放所致近岸海域水生动物体内核素水平的变化规律。     

海洋γ谱连续监测方法模拟

通过蒙特卡罗程序MCNP(Monte Carlo N Particle Transport Code)建立了海洋γ谱连续监测的测量模型,模拟计算不同能量γ射线在海水中的衰减情况和有效探测距离。根据我国近岸海域海水中天然放射性核素活性浓度,模拟得到不同晶体尺寸NaI探测器连续监测的本底谱,分析能量分辨率对全能峰本底计数率的影响并探讨了影响NaI探测器能量分辨率的因素。最后针对我国核电厂周围海域中重点关注的人工放射性核素,并假设不同尺寸NaI晶体在能量662 keV处分辨率保持7.0%不变的条件下,分别计算了不同尺寸NaI晶体探测器在海洋γ谱连续监测中的探测效率、本底计数率和最小可探测活性浓度等技术参数。模拟结果为海洋或其它水体中γ谱连续监测方法的应用提供技术参考。     

深圳近岸海域海水及沉积物中放射性核素水平

采集并分析了深圳近岸海域海水和沉积物中放射性核素的水平。结果表明,海水中226 Ra、232 Th、40 K和137 Cs的活度浓度分别为12.8~42.6Bq/m3(平均值为(24.2±8.6)Bq/m3)、3.2~15.6Bq/m3(平均值为(8.8±3.6)Bq/m3)、529.7~974.1Bq/m3(平均值为(786.4±158.4)Bq/m3)和1.7~3.7Bq/m3(平均值为(2.6±0.7)Bq/m3);沉积物中226 Ra、232 Th、40 K和137 Cs的比活度分别为17.9~35.0Bq/kg(平均值为(26.5±5.4)Bq/kg)、32.9~59.8Bq/kg(平均值为(43.2±9.1)Bq/kg)、326.2~415.3Bq/kg(平均值为(364.2±32.4)Bq/kg)和0.9~3.5Bq/kg(平均值为(1.8±0.8)Bq/kg);海水及沉积物中110 Agm的含量均低于检测限。深圳近岸海域海水和沉积物中放射性核素水平与我国其它海域相当,未见大亚湾海域海水及沉积物放射性核素含量异常。     

滨海核电厂液态流出物间歇排放数值模拟分析

应用非结构化网格MIKE 21水动力模型及对流扩散模块,针对某滨海核电厂工程海域建立液态流出物排放数学模型,对核电厂运营期间液态流出物中核素在等浓度排放条件下4种不同典型潮时(涨憩、落急、落憩、涨急)起始的间歇排放进行数值模拟,并与连续排放进行比较,给出了不同工况下液态流出物在环境水域中全潮平均相对浓度分布及影响范围、不同半径海域内核素的平均相对浓度以及取水相对浓度特征值。对比分析显示,滨海核电液态流出物在受纳水体中的输移、扩散主要受潮流影响。落急时刻起始的间歇排放方式总体上在环境影响和取水浓度方面均具有显著优势。计算结果可为核电厂液态流出物排放方式的优化及海洋环境影响评价提供了依据。     

基于分离涡模拟的核主泵全工况水力性能计算精度研究

为了研究分离涡模拟模型对核主泵水力性能预测精度的影响,在六面体结构化网格的基础上,采用基于SSTκ-ω的分离涡模拟(DES)、延迟分离涡模拟(DDES)和改进的延迟分离涡模拟(IDDES),分别进行全流量工况条件下的非定常数值计算,并与RNGκ-ε模型的计算结果作对比,从相对计算误差的大小和离散度2个方面对4种湍流模型的计算精度进行综合评判。研究结果表明:各分离涡模拟模型在全流量工况点的综合计算精度远高于RNGκ-ε模型;DDES和IDDES模型在全流量工况条件下的计算精度基本一致,并且都高于DES模型;DDES模型在设计工况点附近的计算精度明显优于IDDES。综合比较来看,DDES模型更适用于核主泵的性能预测。     

福岛第一核电站事故后放射性废液的泄漏/排放及辐射影响评估

利用日本东京电力株式会社(TEPCO)和文部科学省(MEXT)等机构截止到2011年5月6日公布的较高放射性水平污水的泄漏资料和较低放射性水平污水的主动排放资料,以及海域的辐射环境监测资料和水产品放射性含量监测资料等,分析了泄漏及排放的放射性污水在近岸海域海水中的分布,并初步评估了所致的海洋生物剂量和公众剂量。     

CeBr3探测器原位测量海洋γ放射性核素模拟研究

针对海洋环境本底复杂、人工γ放射性核素含量低导致目标核素测量精度低的问题,提出将CeBr₃闪烁体探测器应用于海洋γ放射性核素原位测量的方案。通过MC模拟,计算分析了CeBr₃探测器对海洋环境中常见人工γ放射性核素的探测效率、有效探测距离、在海水中的本底能谱(包括探测器自身放射性)、最小可探测活度浓度(MDAC)等,并与传统NaI(Tl)、LaBr₃(Ce)探测器的性能进行了对比分析。研究结果表明,所提出的海洋原位γ放射性测量方案能够弥补传统低分辨率NaI(Tl)探测器与复杂本底LaBr₃(Ce)探测器在海洋环境下对γ射线测量的不足,对提升海洋原位γ探测器在海洋放射性污染监测的智能预警能力以及对海洋环境资源的保护能力等方面具有重要意义。     

海域自动连续监测辐射剂量率影响机制初步研究

海域辐射自动连续监测是完善核电厂辐射环境监督性监测的有力手段,需要对监测到的辐射剂量率的变化规律及影响机制进行研究,为建立核电厂异常排放和事故排放预警水平提供技术依据。本文主要介绍防城港核电厂海域辐射自动连续监测系统的相关设计,对近一年的监测结果进行初步研究。结果表明,系统监测到的辐射剂量率主要来源于宇宙射线的贡献,同时受降雨的影响明显。本文还将连续监测数据与陆上辐射剂量率连续监测数据进行了对比,探讨了辐射剂量率的周期性变化规律,分析了核电厂液态流出物排放的影响。     

环境电离模型辐射体源放射性核素活度浓度的HPGe γ谱仪就地测定

本工作建立了由圆柱型环境电离模型辐射体源发射的γ光子进入HPGe γ谱仪晶体发生相互作用以及γ光子能量沉积的物理数学模型,自编了蒙特卡罗(MC)模拟软件GED8.FOR;模拟计算了一台便携式就地HPGe γ谱仪(54.8 mm×57.9 mm,ε=30.3%,FWHM=1.71 keV)就地测量模型辐射体源内放射性核素活度浓度的校准因子.利用该谱仪对核工业放射性勘查计量站的圆柱型环境电离模型辐射体源内放射性核素活度浓度进行了就地测量分析,分别测得10个模型辐射体源内放射性核素(238U、226Ra、232Th和40K)的活度浓度值,并与上述模型辐射体源的取样分析结果进行比较.对各模型辐射体源内的主导放射性核素(即所掺矿粉且含量较高的核素)而言,两种方法的结果在±6.2%的偏差范围内吻合;对于非主导放射性核素偏差较大的原因进行了分析.     

反应堆压力容器密封环有限元模拟技术研究

借助ANSYS的非线性等向强化本构模型,对反应堆压力容器O形密封形环的弹塑性进行有限元模拟。通过密封环3种模拟方式(均布压力、弹簧单元、三维实体)得到的反应堆压力容器分离量结果并进行对比,发现三维实体模拟方式能够有效地降低分析的过余保守性,提高密封分析计算结果精度。     

冬夏海阳核电厂核素在近海域的迁移路径和浓度分布研究

为制定核电厂发生核泄漏事故应急响应预案,需要快速预测事故后放射性核素在近岸的迁移路径和浓度分布。本文首先根据实时气象数据,基于拉格朗日方法和欧拉方法,建立了核电厂近海域核素扩散模型,并验证了该模型的可靠性;其次,用该模型对比分析了夏季和冬季海阳核电厂核素的迁移路径和浓度分布。分析结果表明,夏季受东南风和洋流的影响,海阳核电厂核素主要沿着海岸线向东迁移;冬季受西北风和洋流的影响,核素首先沿着海岸线向东迁移,然后快速向东南迁移;无论冬季还是夏季,5 d后核电厂近海域核素浓度比释放总量降低约9个数量级,10 d后核素浓度比释放总量降低约10个数量级。      

基于拉格朗日方法的核素近海迁移计算

根据实时气象数据,建立了某核电厂近海域水动力模型;基于拉格朗日方法,建立核电厂近海域核素扩散模型,验证了模型的可靠性,分析了核电厂近海域水动力特征和核素迁移路径。结果表明:核电厂近海域水动力模拟结果较好地刻画了核电厂近海域半日潮的潮汐潮流现象;放射性核素的基本迁移方向是从核电厂开始,沿着海岸向东北方向扩散;受潮流影响,核素在旋转中前进;表层核素贴着沿岸迁移,迁移距离最近,中层核素距离沿岸较远,迁移距离最远,底层核素迁移距离介于表层核素与底层核素之间。     

ICRP第144号出版物《环境源外照射剂量系数》内容摘要

本出版物给出了发射光子和电子的放射性核素对公众成员环境外照射的器官和有效剂量率系数。这些数据是根据代表ICRP新生儿、1岁、5岁、10岁、15岁的男性和女性参考人计算体模计算出的。首先使用蒙特卡罗辐射传输程序PHITS计算了单能光子和电子源的环境辐射场、代表环境放射性核素照射的源的几何条件、包括在地面或地下不同深度的平面元(表示落下灰或天然陆地源对地面的放射性核素污染)、空气中的体积源(表示放射性烟云)和模拟污染水中均匀分布源。     

高放废物地质处置近场核素迁移计算

以我国高放废物地质处置初步概念设计为背景,分析了高放废物地质处置系统中近场核素迁移的基本途径。初步建立了放射性核素近场迁移的概念模型和数学模型,并采用库室模型方法,利用Goldsim通用软件模拟了在参考景象下放射性核素从近场的释放迁移,给出核素从近场的释放率结果。采用日本的概念设计和参数值,利用建立的模型进行了计算,与日本原子能机构JAEA给出的H12报告(使用MESHNOTE程序计算)的结果进行了比较,两者基本吻合。最后提出了需要进一步研究的内容。     

1995-2009年我国近岸海域海水中放射性核素水平监测

报道1995-2009年我国近岸海域海水中放射性核素活度浓度的监测结果。各海域海水中U、Th、226Ra、90sr、137cs平均活度浓度分别为：渤海,84．3、0．5、19．5、4．0、2．5mBq／L;黄海,86．8、8．1、2．1、1．9、2．0mBq／L;东海,74．4、3．4、9．0、6．0,0．9mBq／L;南海,76．6、4．0、7．7、1．7、1．5mBq／L。田湾核电基地近岸海域海水中Th“236a、90Sr、137Cs平均活度浓度分别为8．1、2．1、1．9、1．4mBq／L;秦山核电基地近岸海域海水中90Sr、137cs分别为4．6、0．7mBq／L;大亚湾／岭澳核电基地近岸海域海水中u、Th、236Ra、90sr、137cs分别为68．2、14．5、6．9、1．3、2．2mBq／L。与参考值相比,各海域海水中放射性核素活度浓度的监测结果均在正常范围内;三大核电基地的监测结果与本底调查值相比,亦均在正常范围内。