AIRDOS-EPA程序评述

AIRDOS-EPA 程序是 ORNL 为美国环保局(EPA)编制的,用于评价、审定核设施大气释放环境影响的 FORTRAN 语言程序.程序采用了修正的高斯烟柱方程和美国核管会管理导则 1.109的食物链模式.本文扼要介绍了程序模式和功能,并进行了简要评价。     

利用数值模式和示踪试验确定某厂址地区大气扩散参数北大核心CSCD

利用WRF数值模式和CALPUFF扩散模式相结合的技术手段分析研究某沿海厂址大气扩散参数,并通过现场示踪试验验证了数值模式模拟结果的可靠性和模拟方法的适用性。结果表明,CALPUFF扩散模式无论从扩散因子数量值还是分布范围上,与现场示踪试验结果均能保持较好的一致性,CALPUFF扩散模拟结果能较好地反映当地大气扩散实际特征。通过与P-G和IAEA扩散参数比对得出,CALPUFF数值模式结果确定的厂址大气扩散参数符合大气扩散特征的一般规律;在考虑厂址实际下垫面和流场特征情况下,CALPUFF数值模式确定的扩散参数整体较P-G扩散参数偏大,其扩散参数值能较真实地反映该地区气载污染物的扩散能力。     

大气环境研究若干领域的动态与进展

介绍了大气环境中若干研究领域的动态与进展,内容包括“欧洲示踪实验计划”;符合指数d的概念,IAEA等开展环境迁移模式有效性的大型国际合作计划,扩散参数的不确定度和其对扩散因子的影响;海陆风环流的实验观测与分析;不同地表干,湿沉积,再悬浮参数及其实测值,事故评价中的大气扩散,天气取样技术,事故冲洗因子计算模式及有效扩散参数。     

核材料炸药化学爆炸条件下烟云源项的实验与仿真

为获取核材料化学爆炸事故烟云参数和气溶胶扩散规律,本文理论分析了核材料化学爆炸事故烟云扩散过程与机理,建立了基于CFD技术的烟云扩散数值仿真方法,并通过爆炸烟云外场扩散实验对该方法进行了验证。研究结果表明:CFD方法能实现烟云扩散的数值仿真;实验和仿真均显示小当量TNT爆炸高度远小于Church经验公式,宽度比例却增加;气溶胶颗粒在蘑菇云形态的双涡环烟云流场中分布不均匀,粒径大于50μm的颗粒物大多位于烟柱中,而大部分可吸入颗粒物在烟云顶部聚集;气溶胶在烟云稳定前的驱散与沉降会改变其源项参数,以Operation Roller Coaster实验气溶胶积累质量分布为例的计算显示,空载释放率约为地面气化率的58%,可吸入比率由20%升高至31%,可吸入释放率约为18%。     

核材料炸药化学爆炸条件下烟云源项的实验与仿真

为获取核材料化学爆炸事故烟云参数和气溶胶扩散规律,本文理论分析了核材料化学爆炸事故烟云扩散过程与机理,建立了基于CFD技术的烟云扩散数值仿真方法,并通过爆炸烟云外场扩散实验对该方法进行了验证。研究结果表明：CFD方法能实现烟云扩散的数值仿真;实验和仿真均显示小当量TNT爆炸高度远小于Church经验公式,宽度比例却增加;气溶胶颗粒在蘑菇云形态的双涡环烟云流场中分布不均匀,粒径大于50 μm的颗粒物大多位于烟柱中,而大部分可吸入颗粒物在烟云顶部聚集;气溶胶在烟云稳定前的驱散与沉降会改变其源项参数,以Operation Roller Coaster实验气溶胶积累质量分布为例的计算显示,空载释放率约为地面气化率的58%,可吸入比率由20%升高至31%,可吸入释放率约为18%。     

核事故放射性气体扩散及辐射剂量模拟研究

利用修正的高斯烟团模型来简化早期核事故扩散问题,将修正后结果与CALPUFF软件模拟结果对比分析,误差在可接受范围内。根据放射性气体扩散模拟及辐射剂量计算,开发了可视化操作界面,给定初始参数便可简单快速计算得到放射性扩散核素浓度随时间分布以及辐射剂量影响,可为核事故应急预案制备提供依据。     

基于风洞实验的丘陵下垫面气溶胶大气扩散特性研究

核电厂正常运行或发生核事故时,会向大气释放一定量的放射性气溶胶,研究气溶胶在复杂下垫面的大气扩散特性对实现气载流出物辐射影响的准确评价具有重要意义。高斯烟羽或烟团模型被广泛用于大气扩散评价中,模型中的扩散参数描述了气溶胶受湍流作用扩散的强弱,需要针对不同的地形如平坦、丘陵下垫面进行校正。本文针对典型下垫面开展了气溶胶大气扩散风洞实验,采用激光粒子图像扩散参数估计方法,针对释放源高度不同的多组工况,统计分析了竖直截面内高分辨率的气溶胶浓度,根据高斯分布估计了下风向烟羽的上下边界及垂直方向扩散参数。结果表明：烟羽经过山体会出现整体抬升现象,这将导致山体后近地表浓度有所下降;烟羽经过山体前后出现浓度中心线两侧浓度分布不均现象,远离山体烟羽轨迹回归类高斯分布;释放源高度小于山体1/2高度的烟羽经过山体后轨迹趋于一致。高斯模型在丘陵下垫面适用度有限。     

高架排放及大粗糙地形条件下稳定度分类方法对大气扩散计算结果的影响

本文介绍在高架排放及大粗糙地形条件下稳定度分类方法对大气扩散计算结果的影响。采用五种不同的稳定度分类方法,对在西德卡尔斯鲁厄核研究中心(KfK)进行的一系列(22次)高架源(H=100m)大粗糙地形(地面粗糙长度 Z_0≈1.5m)条件下的大气扩散示踪试验数据作了统计分析。结果表明:在大粗糙地形及高架排放条件下,用高斯烟羽模式预报的归一化扩散因子与其实测值符合较好;对同一系列示踪试验数据,用不同稳定度分类方法分析处理会得出不同的弥散系数;在采用推荐的扩散参数进行环境评价时,最好使用与推荐者采用的相同的稳定度分类方法     

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。     

描述气载放射性核素干沉积损失的积分耗减模式

描述烟柱中核素浓度因干沉积而减少的模式,目前有源耗减模式与表面耗减模式两种。前者数学运算简单,但人为地扩大了垂直混合能力。后者物理概念严谨,但计算量比前者大得多。本文提出的积分耗减模式,物理概念虽不及表面耗减模式严谨,但基本上克服了源耗减模式的主要弱点,数学运算也较简单。     

烟羽照相法在大气扩散实验研究中的应用

一、引言烟羽平面照相法因其原理简单、操作方便和价廉等优点,因而在国内外的大气扩散实验中被广泛地用来确定大气垂直扩散参数σ_z。由于受到地形条件和释放高度的限制,以及国内航空摄影尚有困难,故此法很少用于确定水平扩散参数σ_y。在1984年2月间的古交大气扩散实验中,我们利用102m气象铁塔,在塔顶释放大型或小型烟幕弹,仰视拍摄一组烟羽照片,获得姻羽的时间平均扩散σ_y和瞬时扩散σ_(y1)。     

核电厂年均大气弥散因子估算中有关参数和修正方法的影响分析

本文通过对涉及排放条件、气象条件、下势面条件以及污染物性质等方面的有关参数和修正方法进行充分的分析,确定有关参数和修正方法对年均大气弥散因子的影响范围和程度。结果表明,各个模式参数和修正方法的影响程度和范围各不相同,其中混合释放方式和风随高度的变化等因素很显著,其他一些因素如复杂地形、扩散参数、稳定度分类方法、热内边界层等的影响基本上在2～3倍之内。而通常人们比较关注的因素（如扩散参数、气象资料获取率等）的影响并不显著,从工程项目环境影响分析与评价的角度来看,应合理制定或适当简化这方面的评价程序。     

滨海核电厂址事故大气扩散因子与冲洗因子计算方法探讨

参照当前国内外导则给出的估算事故扩散因子的模式,推荐了一套考虑内边界层影响的估算核电站事故概率扩散因子的模式,并尝试提出了一套估算事故冲洗因子的确定论模式与概率论模式,根据我国东部某待建滨海厂址的实测气象资料,分别估算了事故概率扩散因子、事故后各时段的冲洗因子(确定论模式)、事故概率冲洗因子以及相应的各途径剂量。计算表明,①该模式估算的事故概率大气扩散因子是常用模式估算的5.9倍,②对事故后0～8h的剂量言,确定论给出的冲洗沉积外照射剂量是相应的干沉积外照射剂量的5.50倍,保守概率论给出的上述比值为9.56倍(考虑内边界层影响)和56.7倍(不考虑     

田湾核电厂址大气弥散风洞实验研究

介绍了田湾核电工程复杂地形厂址地区山体对流动和扩散影响的风洞模拟实验研究方法和结果。该实验以厂址为中心应用X型热线探头探测了不同风向下的平均流和湍流结构。用乙烯示踪扩散实验法研究复杂地形污染物扩散的规律。根据实验结果建立了估算复杂地形扩散参数的经验方法,还给出了一个估算复杂地形大气扩散的模式,该模式预测结果与现场实验数据相吻合。     

600MWe核电站事故工况下气态排出物环境弥散模式、参数与程序

在分析了IAEA、美、日、以及我国国家环保局、国家核安全局有关导则的基础上,分别以确定论方式和概率论方式给出核电厂可行性研究阶段与设计阶段计算事故大气扩散因子的模式与相应程序。不但给出了设计阶段通用概率计算模式,计算了不同方位99.5％累积概率水平事故扩散因子和整个厂址95％累积概率水平事故扩散因子及用于评价的最终事故扩散因子,也尝试了应用分段烟羽模式估算个人有效剂量及事故致死性癌的余补累积分布曲线(CCFD)。程序命名为“ACCLEA"。ACCLEA程序包含下述五个子程序:ROULE子程序,计算常规大气扩散因子;ACCD子程序,计算确定论下的事故大气扩散因子与剂量;SOU1子程序,用于通用概率方法估算事故概率扩散因子与剂量;SAMPL子程序,用于天气取样;TEMP子程序,估算个人有效剂量与致死性癌的余补累积频率分布曲线CCFD。     

ARCON96模型计算行为研究及其与高斯模型在大气弥散因子估计中的比较

ARCON96模型是NRC推荐用于核电站主控室可居留性评价的大气弥散因子计算模型。相比于以往的模型,ARCON96模型根据场地实验修正了近距离和静风条件下的扩散参数,使其估计结果更符合实际。本工作研究了ARCON96模型在大气弥散因子估计中的计算行为,并与经典高斯模型进行了比较。随着距离的增加,ARCON96模型估计的大气弥散因子与风速的函数关系逐渐由钟形曲线过渡到近似高斯模型的曲线。同时,随着距离的增加,大气弥散因子最大值所对应的气象条件也逐渐由非静风转变为静风。在各个距离下,ARCON96模型所估算大气弥散因子均小于高斯模型。     

滨海核电厂址事故大气扩散因子与冲洗因子计算方法探讨

参照当前国内外导则给出的估算事故扩散因子的模式,推荐了一套考虑内边界层影响的估算核电站事故概率扩散因子的模式,并尝试提出了一套估算事故冲洗因子的确定论模式与概率论模式,根据我国东部某待建滨海厂址的实测气象资料,分别估算了事故概率扩散因子、事故后各时段的冲洗因子(确定论模式)、事故概率冲洗因子以及相应的各途径剂量。计算表明,①该模式估算的事故概率大气扩散因子是常用模式估算的5.9倍,②对事故后0～8h的剂量言,确定论给出的冲洗沉积外照射剂量是相应的干沉积外照射剂量的5.50倍,保守概率论给出的上述比值为9.56倍(考虑内边界层影响)和56.7倍(不考虑内边界层影响),现实概率论给出的比值为1.93倍(考虑内边界层)和11.4倍(不考虑内边界层影响)。     

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。      

600WMe核电站事故工况下气态排出物环境弥散模式、参数与程序

在分析了IAEA、美、日以及我国国家环保局、国家核安全局有关导则的基础上,分别以确定论方式和概率论方式给出核电厂可行性研究阶段与设计阶段计算事故大气扩散因子的模式与相应程序。不但给出了设计阶段通用概率计算模式,计算了不同方位99.5％累积概率水平事故扩散因子和整个厂址95％累积概率水平事故扩散因子及用于评价的最终     

利用核函数提高随机游走模式中污染物浓度计算的效率

本文在拉格朗日随机游走模式中引入核函数法代替质点法进行浓度计算,并提出了对核函数的频宽进行变频宽处理,将其与对流扩散时间相关联,形成变频宽核函数。通过对固定频宽高斯核函数、固定频宽伊番科尼可夫核函数、变频宽高斯核函数和变频宽伊番科尼可夫核函数的浓度计算结果与质点法以及解析解的浓度计算结果进行比较,发现变频宽伊番科尼可夫核函数在不增加模拟粒子数的情况下能有效提高浓度计算结果的精确性。