核事故早期階段源項(xiàng)反演技術(shù)研究.pdf

1、2011年福島核事故為世界核電的發(fā)展提出了更高的要求，隨著我國能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整，核電廠數(shù)量不斷增加，發(fā)展核事故后果評價技術(shù)的需求越來越迫切。在核事故發(fā)生時應(yīng)急機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)準(zhǔn)確估計(jì)核事故釋放核素的大氣擴(kuò)散過程，得到氣載放射性核素在地表的濃度分布，為緩解事故危害提供決策支持。福島核事故中，由于堆芯損傷情況未知，導(dǎo)致事故后果評價的準(zhǔn)確性受到質(zhì)疑。
　　本文以放射性核素在大氣中的擴(kuò)散過程為基礎(chǔ)，通過反演方法、參數(shù)估計(jì)理論和實(shí)驗(yàn)研究，建立能夠準(zhǔn)確

2、描述核事故源項(xiàng)擴(kuò)散行為的參數(shù)自適應(yīng)模型。在觀測值不確定性大的條件下進(jìn)行核事故源項(xiàng)反演建模，提高源項(xiàng)反演估計(jì)的精度。
　　本文建立的SJTUPUFF大氣擴(kuò)散分析系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜氣象下的中小尺度核事故大氣擴(kuò)散分析，核心算法采用煙團(tuán)模型，能夠處理多點(diǎn)源源項(xiàng)的分析模擬，并具有源項(xiàng)反演模塊，經(jīng)過數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的驗(yàn)證，準(zhǔn)確性良好，可以應(yīng)用于國內(nèi)外核電廠環(huán)境評價。
　　以煙團(tuán)模型為基礎(chǔ)，采用遺傳算法和集合卡爾曼濾波方法針對源項(xiàng)和輸運(yùn)模型

3、參數(shù)建立了參數(shù)自適應(yīng)的大氣擴(kuò)散模型，探索了模型誤差和觀測誤差對同化過程的影響規(guī)律，進(jìn)行了模型的數(shù)值穩(wěn)定性研究，結(jié)果表明遺傳算法和集合卡爾曼濾波方法均能夠較好的估計(jì)擴(kuò)散參數(shù)；基于研究發(fā)現(xiàn)大氣擴(kuò)散系數(shù)具有穩(wěn)定性性質(zhì)，根據(jù)這一特點(diǎn)采用平滑方法改進(jìn)參數(shù)估計(jì)，提高了大氣擴(kuò)散系數(shù)自適應(yīng)估計(jì)的精度。
　　基于集合卡爾曼濾波方法建立了源項(xiàng)釋放率的反演模型，提出了源項(xiàng)釋放率是隨機(jī)游走過程的假設(shè)，通過數(shù)值實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該假設(shè)的正確性，并利用Kincaid

4、示蹤實(shí)驗(yàn)對反演模型的準(zhǔn)確性進(jìn)行了分析，研究表明集合卡爾曼濾波相對于比例縮放模型，準(zhǔn)確性不受到累計(jì)的觀測誤差的影響，只與整體的觀測質(zhì)量有關(guān)，在觀測誤差不確定性大的情況下能夠最大限度地消除觀測誤差帶來的影響。
　　建立了核電廠源項(xiàng)反演系統(tǒng)，通過對于環(huán)境γ劑量率的分析和采樣能譜的分析，基于支持向量機(jī)方法建立了劑量率上升的分類模型，提高了監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，反演模型能夠?qū)穗姀S事故源項(xiàng)的組分、釋放率進(jìn)行反演，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證表明該方法準(zhǔn)確性高，對具