一種事故時放射性核素大氣擴散軌跡集合預(yù)測計算方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及放射性核素大氣環(huán)境影響評價技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種放射性核素事 故大氣擴散軌跡集合預(yù)測計算方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 核電廠發(fā)生事故時會有大量放射性物質(zhì)通過大氣擴散迀移到環(huán)境，鑒于輻射防護 和環(huán)境保護需要，必須對核電廠事故工況下可能釋放的排出物濃度進行評價。核電廠環(huán)境 影響評價方法中提供了一種計算核電廠釋放的放射性物質(zhì)彌散到大氣環(huán)境區(qū)域的方法。
[0003] 然而，現(xiàn)有的事故時放射性核素大氣擴散計算方法存在如下問題，一方面計算時 采用的風(fēng)場數(shù)據(jù)是風(fēng)速、風(fēng)向和大氣穩(wěn)定度一年的平均三維聯(lián)合頻率；其次計算時采用的 擴散參數(shù)未反映特定廠址特征；另一方面只計算限制區(qū)邊界和低人口密度邊界處的大氣彌 散因子，而沒有對其他距離處的大氣彌散因子進行計算?，F(xiàn)有的事故時放射性核素大氣擴 散計算方法不能夠準(zhǔn)確的反映出放射性核素事故時大氣擴散特征。事故時放射性核素大氣 擴散特征是核電廠環(huán)境影響評價重點關(guān)注的問題，而現(xiàn)有技術(shù)還沒有一種好的計算事故時 放射性核素大氣擴散軌跡的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種放射性核素事故大氣擴 散軌跡集合預(yù)測計算方法。
[0005] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下： 一種事故時放射性核素大氣擴散軌跡集合預(yù)測計算方法，包括以下步驟： (1) 計算風(fēng)場驅(qū)動數(shù)據(jù)集合1? ; (2) 計算不同穩(wěn)定度下擴散參數(shù)集合; (3) 計算不同核素源項數(shù)據(jù)集合和衰變損耗因子; (4) 根據(jù)廠址特征確定排放方式或者1? ; (5 )根據(jù)風(fēng)場驅(qū)動集合數(shù)據(jù)、擴散參數(shù)集合數(shù)據(jù)、源項集合數(shù)據(jù)和排放方式驅(qū)動大氣擴 散模式計算得到地面排放時不同距離X處不同放射性核素濃度集合或者高架排 放時不同距離X處不同放射性核素濃度集合并給出不同放射性核素濃度集合 的平均值矣祕#)和離差氣_ ; (6) 計算特定廠址事故時不同距離X處全部放射性核素濃度集合計算公式為：
(7) 利用插值公式對不同放射性核素濃度及全部放射性核素濃度進行空間插值，計算 公式為：
其中為權(quán)重因子； (8 )繪制放射性核素不同釋放時間的大氣擴散軌跡空間分布圖。
[0006] 進一步，如上所述的一種放射性核素事故大氣擴散軌跡集合預(yù)測計算方法，步驟 (1) 中計算風(fēng)場驅(qū)動數(shù)據(jù)集合的方式為：
其中，F(xiàn)REQ(YEAR)為不同年份的風(fēng)速、風(fēng)向和大氣穩(wěn)定度三維聯(lián)合頻率表，RANDOM為 隨機取樣函數(shù)，取樣次數(shù)為5000次。
[0007] 進一步，如上所述的一種放射性核素事故大氣擴散軌跡集合預(yù)測計算方法，步驟 (2) 中計算擴散參數(shù)集合%彳和%^的方式為：
其中，為某一穩(wěn)定度下特定廠址水平擴散參數(shù)，&』為某一穩(wěn)定度下特定廠址垂直 擴散參數(shù)， 進一步，如上所述的一種放射性核素事故大氣擴散軌跡集合預(yù)測計算方法，步驟（3)中 計算源項數(shù)據(jù)集合和衰變損耗因子||_的方式為：
其中iii為某核素的衰變常數(shù)，t為事故持續(xù)時間。
[0008] 進一步，如上所述的一種放射性核素事故大氣擴散軌跡集合預(yù)測計算方法，步驟 (4) 中排放方式的計算方式為：
其中，_是地面排放方式，1|是高架排放方式，%為排放點高度，I為附近建筑物高 度。
[0009] 進一步，如上所述的一種放射性核素事故大氣擴散軌跡集合預(yù)測計算方法，步驟 (5) 中不同放射性核素濃度集合的計算方式為： 根據(jù)風(fēng)場驅(qū)動集合數(shù)據(jù)、擴散參數(shù)集合數(shù)據(jù)和源項集合數(shù)據(jù)驅(qū)動大氣擴散模式計算 得到地面排放時不同放射性核素濃度集合并給出放射性核素濃度集合的平均值 和尚差，計算公式為；

其中，X為距離，A表示建筑物最小橫截面積，i為風(fēng)速類別，j為大氣穩(wěn)定度類型，N為 隨機取樣次數(shù)，預(yù)設(shè)為5000次。
[0010] 根據(jù)風(fēng)場驅(qū)動集合數(shù)據(jù)、擴散參數(shù)集合數(shù)據(jù)和源項集合數(shù)據(jù)驅(qū)動大氣擴散模式計 算得到高架排放時不同放射性核素濃度集并給出放射性核素濃度集合的平均 值^?^?和離差4|_，計算公式為:
其中，X為距離，he為有效排放高度。
[0011] he=hs-ht 其中，hs為高架排放高度，ht為地形高度。
[0012] 進一步，如上所述的一種放射性核素事故大氣擴散軌跡集合預(yù)測計算方法，步驟 (7)中權(quán)重因子的計算方式為：
其中是<離散點到插值點的距離，s為離散點的總數(shù)。
[0013] 本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明所述的計算方法利用風(fēng)場驅(qū)動集合數(shù)據(jù)、擴散參 數(shù)集合數(shù)據(jù)和源項集合數(shù)據(jù)計算出事故時放射性核素大氣擴散軌跡集合。該計算方法科學(xué) 合理，適用性強，是放射性核素環(huán)境影響評價的重要技術(shù)手段，在放射性核素大氣環(huán)境影響 評價技術(shù)領(lǐng)域具有重要意義。
【附圖說明】
[0014] 圖1為本發(fā)明【具體實施方式】中一種放射性核素事故大氣擴散軌跡集合預(yù)測計算 方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0015] 下面結(jié)合說明書附圖與【具體實施方式】對本發(fā)明做進一步的詳細(xì)說明。
[0016]圖1給出了本發(fā)明【具體實施方式】中一種放射性核素事故大氣擴散軌跡集合預(yù)測 計算方法的流程圖，該方法主要包括以下步驟： (1)計算風(fēng)場驅(qū)動數(shù)據(jù)集; 此步驟中所述的風(fēng)場驅(qū)動數(shù)據(jù)集合%，本實施方式中首先需對歷史氣象數(shù)據(jù)進行統(tǒng) 計分析得到每年的風(fēng)速風(fēng)向穩(wěn)定度的三維聯(lián)合頻率表，然后通過隨機取樣函數(shù)對風(fēng)速風(fēng)向 穩(wěn)定度的三維聯(lián)合頻率表進行隨機采樣至少5000次獲得風(fēng)場驅(qū)動數(shù)據(jù)集合。另外，在得到 風(fēng)場驅(qū)動數(shù)據(jù)集合后，利用統(tǒng)計分析方法對風(fēng)場驅(qū)動數(shù)據(jù)集合的分布特征進行分析以保證 風(fēng)場驅(qū)動數(shù)據(jù)集合滿足隨機分布的特征，并給出風(fēng)場驅(qū)動數(shù)據(jù)集合的平均值和離差。
[0017] (2)計算不同穩(wěn)定度下擴散參數(shù)集合fj和; 此步驟中所述的不同穩(wěn)定度下擴散參數(shù)集合本實施方式中需根據(jù)特定廠 址大氣示蹤試驗獲取的不同大氣穩(wěn)定度條件下水平擴散參數(shù)和垂直擴散參數(shù)&^在其 取值范圍內(nèi)進行隨機取樣至少5000次獲得不同穩(wěn)定度下擴散參數(shù)集合。另外，在得到不同 穩(wěn)定度下擴散參數(shù)集合后，利用統(tǒng)計分析方法對不同穩(wěn)定度下擴散參數(shù)集合的分布特征進 行分析以保證擴散參數(shù)集合滿足隨機分布的特征，并給出不同穩(wěn)定度下擴散參數(shù)集合的平 均值和離差。
[0018] (3)計算不同核素源項數(shù)據(jù)集合和衰變損耗因子 此步驟所述的不同核素源項數(shù)據(jù)集本實施方式中需先對不同核素放射性活 度濃度增加或者減少10%得到不同核素放射性活度濃度的取值范圍，在其取值范圍內(nèi)進行 隨機取樣至少5000次獲取不同核素源項數(shù)據(jù)集合。另外，在得到不同核素源項數(shù)據(jù)集合 后，利用統(tǒng)計分析方法對不同核素源項數(shù)據(jù)集合的分布特征進行分析以保證不同核素源項 數(shù)據(jù)集合滿足隨機分布的特征，并給出不同核素源項數(shù)據(jù)集合的平均值和離差。根據(jù)不同 核素衰變特