乏燃料公路运输事故条件下放射性核素弥散模型研究

乏燃料容器在运输过程中会受到不可抗力因素的影响而导致燃料组件和运输容器受损,放射性核素逐渐从燃料组件到运输容器内腔再泄漏到外部环境。本文选取大亚湾乏燃料干式贮存库到甘肃四○四厂乏燃料后处理厂之间的道路运输场景作为研究案例,考虑了有无树木、建筑壁面及不同泄漏源高度等情况,引入放射性衰变因子、动量源损失因子,提出一种基于计算流体力学(CFD)方法的乏燃料公路运输事故条件下放射性核素弥散模型。该模型对示踪气体在空街峡谷建筑壁面的浓度模拟结果与Jeanjean APR等人的模拟结果吻合较好,从而初步验证了模型的正确性。计算结果表明,修正后的模型能较好地描述乏燃料公路运输事故条件下的放射性核素的分布,并发现建筑物之间的树木会对湍流漩涡有减弱作用,且泄漏源与树木、建筑物的相对高度对后果评价影响较大,从而为核事故后处理提供更准确的信息。

基于计算流体力学的近岸海域放射性核素弥散模型研究

建立了基于计算流体力学的三维近岸海域放射性核素弥散模型,以实现对放射性核素浓度分布的精细模拟。通过与法国La Hague核燃料后处理厂排放含氚废水的海面监测数据对比,验证了本模型的正确性,并与MARS(Hydrodynamical model for applications at regional scale)模型进行精度对比和分析。结果表明:在小尺度(<5 km)范围内,本模型的计算结果与监测数据较为吻合,误差控制在15%以内,模拟精度略优于MARS模型;在地形与水文条件复杂的近岸海域,本模型可用于预估核设施事故或常规排放所造成的辐射后果,为核应急响应决策提供技术支持。

基于高斯分段烟羽模型的海上核素弥散模型

根据海上核事故核素弥散特点,选择高斯模型进行模拟,基于高斯分段烟羽模型对事故发生后较短时间内的核素弥散情况进行了模拟分析,通过Matlab编程模拟烟羽扩散形式,得出了短时间内事故舰船周围的核素分布情况,从而对受时间和风场影响的核素弥散过程实现了实时烟羽动态模拟。整个核素弥散过程可预报一定时间内核素弥散路径和影响范围,为核救援方案提供参考。