核武器运输炸药爆炸事故气溶胶扩散数值模拟

为响应复杂环境中核武器运输炸药爆炸事故,建立了事故源项计算模型,根据两种典型运输事故场景特点,采用高斯多烟团模型数值模拟了气溶胶扩散过程,以文献试验数据为算例验证模型的有效性,讨论了影响计算的时间步长因素,并输入变风向的气象条件计算了有关辐射特征量。结果表明,1 kg武器级钚在53.52 kg TNT炸药爆炸下产生933 g 239Pu气溶胶,形成柱状云时高度可达249 m,气溶胶质量从顶部向下逐渐减小。时间步长为10 s以内时时间积分活度浓度计算结果曲线平滑,在中性气象条件下(风速6 m/s,东北风变东风),钚气溶胶预期剂量为10 mSv的下风向区域达2.8 km,污染区随风向改变而改变。模拟计算具有动态时效性和适应性,可用于核武器运输中炸药爆炸事故应急的后果评价。

放射性污染植物修复中超富集植物的数值评价

目前超富集植物在放射性污染植物修复评价体系中还没有明确的核素富集量限定值,借鉴辐射环境评价方式,明确放射性污染低剂量概念,推算达干预水准时的植物富集系数,结合放射性废物管理规定,计算富集系数应达到的水平,提出了重要核素的超富集植物评价的新的量值概念;建立修复年限模式,讨论了一定生物量和生物富集系数对修复年限的影响。结果表明,根据上述因素导出的各重要核素的超富集植物最低富集系数略有不同,分别是Cs-137:0.70、Sr-90:0.86、Co-60:2.89、Pu-239:0.26、Am-241:0.21、Cm-244:0.12、U-235:0.18、U-238:0.052。良好的超富集植物,其富集系数应再提高一个数量级。

极端事故下西安脉冲堆放射性后果分析

本文将地震作为初因事件,以严重事故中极少发生的全部燃料元件破损作为西安脉冲堆(XAPR)的包络性事故,使用ORIGEN2软件计算了XAPR燃耗末期气态裂变产物的放射性活度,并以保守的释放模型计算释放源项;采用STOERNEU软件计算分析了该事故下的场外放射性后果。结果表明,在极端的全部燃料元件破损事故下,在事故发生后0～8h时段释放的最大总放射性源项为4.50×1012Bq,场区100m边界处的公众最大个人有效剂量为5.47mSv,公众最大个人甲状腺当量剂量为129.74mSv,远低于国家标准(GB6249)中规定的重大事故剂量参考水平,略低于需要在场外采取隐蔽措施的通用干预水平。本文结果可以作为安全分析报告中后果分析的补充。

某放射性污染区盐生植物对^137Cs的吸收研究

植物修复技术适用于大面积、低活度的放射性污染治理，在一些大面积放射性污染区具有潜在的应用前景。本研究在某放射性典型污染区域取样，测量了该区域盐生植物及其生长土壤的^137Cs含量，以生物富集系数（BC值）为指标，分析了不同核素土壤分布、K元素含量等因素对BC值的影响。研究结果表明，污染区植物对^137Cs的吸收BC值在10^-5～10^-2数量级之间，多数区域由于核素分布不均匀而引起BC值下降，均匀分布则有利于核素的吸收。另外，BC值还与土壤K元素含量呈负相关。

放射性污染植物修复技术田间试验及前景分析

概括了放射性污染的植物修复技术田间应用研究状况,总结分析了放射性核素的生物可利用性及超富集植物筛选等因素对田间植物修复效果的影响。推导建立了保守清除模型,估算出植物修复的数十年的修复应用时间;结合环境治理的需求,分析了放射性污染的植物修复应用前景。

亚细胞微观硼浓度测量方法研究

硼中子俘获治疗(BNCT)中亚细胞微观10B的分布对确定细胞凋亡概率和细胞核内的沉积剂量有重要意义。本工作研究采用CR-39固体径迹探测器测量亚细胞结构中10B浓度的方法,通过激光标记、光电镜扫描及图像重建方式获得了生物切片中各细胞器的径迹密度,在ICP-AES宏观测量基础上计算出相应细胞器的10B浓度。实验结果表明,固体径迹探测器与激光标记和电镜扫描结合可实现亚细胞结构中微观10B分布浓度的测量。

卡尔曼滤波反演核设施核事故中核素释放率的研究

为能在核设施发生核事故时快速连续反演核素释放率,本文结合高斯多烟团大气扩散模型,模拟固定区域的连续监测数据,设计并实现了核设施核事故核素释放率的卡尔曼滤波实时跟踪反演。研究结果表明:与高斯多烟团大气扩散模型结合的卡尔曼滤波器,在约10次滤波后,跟踪到虚设的稳定、线性及非线性变化的释放率真值,反演值标准差随真值的增大而增大;在扩展卡尔曼滤波反演释放高度时,由于截断误差过大,滤波结果不收敛。利用环境监测数据,通过与高斯多烟团大气扩散模型结合的卡尔曼滤波器可用于固定高度和位置、短时连续排放的核事故核素释放率参数反演,是核设施核事故应急可选择的源项反演手段。

西安脉冲堆场区放射性气体扩散CFD数值模拟

为对西安脉冲堆(XAPR)核应急及相关核安全评价提供场区大气扩散规律的技术支持,根据XAPR场址条件,采用CFD方法对场区放射性气体扩散进行了数值模拟,分析释放点、气象条件、出口速度等因素对大气扩散的影响。结果表明:在XAPR场区内屋顶释放造成主干道路地面大气扩散因子比烟囱释放高约1个数量级;风向影响场区内危险区域面积,南风造成的危险区域面积最大,西南风次之,西北风最小;大气扩散因子随出口速度增大而减小,随环境温度增加变化不显著;均匀风场模型给出的结果更加保守,由于幂律风廓线的水平风速随高度梯度变化较大,最终得到的地面扩散因子较小;非稳态扩散中,风场突变会导致局部污染加剧,由于建筑物的阻挡绕流,污染物在场区的扩散减缓,可能在场区形成部分污染的过渡地带,随后会逐步达到稳态扩散状态。在XAPR核事故中,放射性气体由于场区复杂的建筑分布而具有复杂的扩散行为,释放点、气象条件等因素均对放射性气体场区分布产生影响,从而形成不规则的事故污染景象。

植物修复——大面积低剂量放射性污染的新治理技术

放射性污染是当今难以治理的环境污染问题,对于大面积低剂量的放射性污染,植物修复是种较适用的新型治理技术。系统阐述了植物修复技术的概念与内容,对放射性污染植物修复技术研究现状与进展、植物修复的优缺点进行了重点评述,并对这技术在未来放射性污染治理中的应用与研究提出了建议。

冠醚萃取色层法分离环境水样品中^(90)Sr

为改进环境水样品90Sr的分离方法,在冠醚萃取法基础上将冠醚萃取液涂在硅藻土支撑体上,研究了冠醚浓度、载体量、洗脱液体积等参数对Sr元素分离的影响,建立了环境水样品中90Sr冠醚萃取色层法。实验表明,冠醚浓度、载体量及洗脱液体积参数优化结果分别为0.89mol/L、100mg和200mL,参数优化后,该方法首次使用时对环境水样品Sr的化学回收率达90%以上,满足环境水样品低水平90Sr常规分离分析需要。

核事故实时释放量集合卡尔曼滤波反演算法研究

为探索适用于核事故现场实时释放量的快速反演计算方法,将集合卡尔曼滤波方法和高斯多烟团扩散模型结合,建立了核事故源项释放量集合卡尔曼滤波计算流程,研究讨论了集合成员数、初始值、扰动值对反演结果的影响。模拟仿真实验显示,集合数为50、偏大初始值以及较大扰动值为参数的集合卡尔曼滤波反演较佳,释放积分相对误差在5%以内。研究表明,集合卡尔曼滤波反演核事故源项释放量算法具备有效性和可行性,原则上可实时跟踪反演核事故源项释放量。

西安脉冲堆核事故下现场核应急人员剂量理论计算

为了快速评价核应急人员现场剂量,建立了核事故下西安脉冲堆核应急人员现场剂量理论计算方法,以西安脉冲堆厂址特征、事故源项参数为输入数据,计算了核事故下核应急响应人员现场受照个人有效剂量。计算结果表明:在设计基准事故下,厂内应急人员的所受事故个人有效剂量较低,仅为1.78 mSv左右;在极端假设事故下,以8 h工作时间计算时受照事故剂量为100 mSv以上。场区内应急监测人员受照剂量相对厂房内的小得多,在35 m、100 m边界所受个人有效剂量分别为7.97×10-6、9.95×10-2mSv。理论计算结果可以作为核事故应急的技术数据,所建立的评价方法程序可运用于实际的核事故应急剂量评价中。

^(99)Tc^m标记"3+1"混配放射性药物设计及进展

介绍了"3+1"混配配合物的概念、结构、制备,详细论述了99Tcm标记的"3+1"混配配合物目前的进展,并对其存在的问题进行了讨论。

不同天气条件对“脏弹”袭击放射性后果评价的影响

为探索"脏弹"恐怖袭击危害规律,提高公众安全防护的能力,采用特定的源项模型、高斯扩散模型,考虑多种照射途径,研究了不同大气稳定度、不同风速、不稳定风场以及降雨率等因素对"脏弹"袭击放射性后果评价的定量影响。研究结果显示:大气稳定度为稳定F类时,下风向辐射后果为极不稳定A类的4~18倍,小风2m·s^(-1)的剂量后果为10m·s^(-1)风速的5倍;在不稳定风场下,"脏弹"的危害范围呈不规则状,严重剂量后果分布受第一时段的天气条件影响较为明显;短期评价下,降雨率大则地面剂量后果小,长期评价下,降雨率大则剂量后果大。

^(99)Tc^m-MPAQ的合成及其生物分布

为寻找新的99Tcm脑灌注显像剂,对99Tcm MPBDA进行了结构修饰。在制备N (2 巯基丙基) 1,2 苯二胺(MPBDA)基础上合成了三齿配体8 [N (2 巯基丙基)] 氨基喹啉(MPAQ),产物经IR,1HNMR,MS及元素分析等表征确认。以氯离子为单齿配体,用直接标记法制备了99Tcm MPAQ,确定了最佳标记条件,测定了标记物的稳定性和脂溶性。实验结果表明,99Tcm MPAQ放化纯在96%以上,室温下在水溶液中稳定6h以上,脂溶性比99Tcm MPBDA的大。生物分布试验结果表明,99Tcm MPAQ生物性质没有99Tcm MPBDA的好,但它可以穿过正常的血脑屏障,有一定的脑摄取(1.55%/g)和脑滞留(注射后30min仍有初始摄入量的62%)。

西安脉冲堆定量安全目标初步研究

为了提高西安脉冲堆运行安全管理水平,结合西安脉冲堆纵深防御特点及现有运行安全水平,以概率安全分析结果为依据,分析提出了西安脉冲堆安全目标体系构成和安全目标定量化数值。研究表明,西安脉冲堆安全目标体系应补充概率安全目标和辐射防护定量约束目标,概率安全目标包含堆芯损伤频率值、少量放射性释放频率值。提出的定量化安全目标建议为:堆芯损伤频率限值1×10^(-5)/堆年,少量放射性释放频率限值1×10-^(7)/堆年;正常工况下,公众有效剂量不超过0.1 m Sv·a^(-1),工作人员有效剂量不超过2 m Sv·a^(-1);事故工况下的定量辐射防护目标还需要进一步的研究。

二环己基-18-冠-6对锶的萃取

为了解二环己基-18-冠-6(DCH18C6)在酸性介质中对锶的萃取行为,考察了DCH18C6的浓度、不同酸介质、不同稀释剂、硝酸浓度对锶分配比的影响。结果表明,该萃取体系在硝酸介质中能够有效的萃取锶,当DCH18C6浓度为0.1 mol/L时,萃取率高于92%,用去离子水反萃时,反萃率可达100%。采用双对数斜率法确定了DCH18C6萃取锶的萃合物组成,当c(DCH18C6)<8 mmol/L时,DCH18C6同锶萃合物的组成为1:2应占主要份额。当c(DCH18C6)≥8 mmol/L时,此时DCH18C6同锶萃合物的组成为1:1应占主要份额。

西安脉冲堆大破口失水事故分析

分析了西安脉冲堆大破口失水事故的特点,建立了适用的数学模型,编制了计算程序。结果表明:在大破口失水事故下,部分燃料芯体最高温度将超过设计限值,但不会发生燃料元件熔毁事故。

对二羟基硼酰苯丙氨酸的^(99)Tcm标记及其生物分布

对 二羟基硼酰苯丙氨酸(BPA)由于具有在肿瘤处富集的性质而用于硼中子俘获治疗(BNCT)。按文献方法合成了BPA,并用99Tcm 对其标记,生成一种新的锝包合型螯合物BATO(Boronic acid adducts of techne tium dioxime)配合物,并进行了99Tcm DMG BPA配合物在小鼠体内的生物分布研究。实验结果表明,99Tcm DMG BPA可以选择性富集在肿瘤处,并且清除较慢,在肿瘤中的放射性活度明显高于肌肉和心、肺、血液等组织。随着时间的延长,肿瘤/正常组织的摄入比在不断增加。最大值出现在摄入后 4 h,这时的 R(肿瘤/肌肉)为6 0,R(肿瘤/血液)为4 5,R(肿瘤/心)为 6 0,R(肿瘤/肺)为 3 0,R(肿瘤/肝)为 0 41,R(肿瘤/肾)为0 134。通过分子轨道理论计算推测了99Tcm DMG BPA配合物可能的结构。