嚴(yán)重事故條件下放射性核素在海洋中的遷移擴(kuò)散模擬研究.pdf

1、核能作為一種清潔能源，隨著核技術(shù)的迅猛發(fā)展，已成為國(guó)家電力能源戰(zhàn)略的重要組成部分，但核電安全及其發(fā)生嚴(yán)重事故時(shí)所引起的放射性污染問(wèn)題一直是人們關(guān)注的焦點(diǎn)。開展放射性核素在海洋中的遷移擴(kuò)散機(jī)理和遷移擴(kuò)散模擬研究，對(duì)于揭示放射性核素濃度隨排放點(diǎn)距離及時(shí)間變化規(guī)律、預(yù)測(cè)事故后放射性核素對(duì)海洋水體環(huán)境影響具有重要意義。
　　論文選取福島核電站事故為研究對(duì)象，針對(duì)放射性核素的衰變特性，對(duì)適用于海洋大尺度瞬時(shí)點(diǎn)源遷移擴(kuò)散研究的瞬時(shí)點(diǎn)源約瑟夫模

2、型進(jìn)行了改進(jìn)，構(gòu)建了考慮衰變的瞬時(shí)點(diǎn)源彌散模型。根據(jù)日本東京電力公司公布的放射性污水泄漏和外排資料，以及海水中放射性核素濃度監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，估算了事故源項(xiàng)，確定了模型參數(shù)取值;并在此基礎(chǔ)上，運(yùn)用瞬時(shí)點(diǎn)源約瑟夫模型和改進(jìn)模型對(duì)4個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的131I、137Cs濃度變化進(jìn)行了時(shí)空模擬;探討了放射性核素濃度隨時(shí)間和空間的變化規(guī)律;分析了模型改進(jìn)前后模擬精度變化情況。得出了以下主要結(jié)論:
　　(1)同一研究點(diǎn)位，放射性核素經(jīng)過(guò)自身衰變和海水稀釋

3、作用，隨時(shí)間的增加濃度逐漸降低，其中131I對(duì)水質(zhì)的影響在1個(gè)月內(nèi)大幅削減，2～3個(gè)月以后基本消除，137Cs對(duì)水質(zhì)的影響在2～3月內(nèi)大幅削減，濃度降低到可接受水平內(nèi)，此后的影響可長(zhǎng)達(dá)數(shù)十年，是一種持久、低濃度、累積的影響。
　　(2)同一時(shí)間，距離泄漏點(diǎn)越遠(yuǎn)放射性核素濃度越小，按本文設(shè)定的泄漏源項(xiàng)和擴(kuò)散條件，如將福島核電站事故瞬時(shí)點(diǎn)源泄漏的放射性濃度核素稀釋到標(biāo)準(zhǔn)值，其遷移擴(kuò)散距離需在30km以上。最主要受影響的范圍是在核電站周

4、圍30km內(nèi)的海域，其中10km范圍內(nèi)海水的放射性污染最為嚴(yán)重。
　　(3)瞬時(shí)點(diǎn)源約瑟夫模型可用于海洋大尺度的核素遷移擴(kuò)散模擬，其對(duì)半衰期較長(zhǎng)放射性核素如137Cs的模擬精度在可接受范圍內(nèi)，但對(duì)半衰期較短的放射性核素131I來(lái)說(shuō)，模擬精度不夠。論文針對(duì)放射性核素衰變特征，提出了嚴(yán)重事故條件下考慮衰變的瞬時(shí)點(diǎn)源彌散模型。模擬結(jié)果表明:模型改進(jìn)使其對(duì)131I的模擬精度從175.18％提高到了35.89％，通過(guò)模型改進(jìn)，模擬結(jié)果的相對(duì)