海上核应急辐射场计算评估方法

源项估算是核应急决策的关键技术之一。针对海上核事故情况下,海面上放射性源项和探测器不断移动这一特殊问题,提出了基于高斯烟团模型和集合卡尔曼滤波的时空修正方法,实现海上核事故源项的反演。以大亚湾核电站假想事故下不同位置处放射性核素浓度作为输入条件,反演得到核事故源强,结果与假想事故源强相差18.4%。

基于点核积分与体积网格化的三维辐射场快速计算软件开发

基于点核积分与体积网格化相耦合的方法研究开发了三维辐射场快速计算软件。通过构建辐射场模型STL文件,确定体源与屏蔽介质模型,采用六面体网格算法离散复杂体源模型生成点源,进行点核积分计算,考虑体源的自屏蔽效应,得到辐射场剂量数据,通过与蒙特卡罗方法计算结果对比,单体源模型计算误差在10%以下,多体源模型计算误差可以降到20%左右,随着网格化的细分,误差会有所减小。该软件可应用于三维辐射场快速计算与剂量分析。

尖端导体电晕放电辐射场的计算与实验

为研究输电线电磁辐射问题,以尖端导体电晕放电为研究对象,利用偶极子模型和传输线模型尖端导体电晕放电辐射场进行理论计算,得出了电磁辐射信号特征;在实验室进行直流高压下尖端电晕放电模拟和实验研究,验证了理论分析的正确性。研究结果表明,电流注入导体产生的辐射场要比空气电晕区产生的辐射场强的多,在对尖端导体电晕放电辐射场的远距离探测时,空气电晕区产生的辐射场可以忽略不计;尖端导体电晕放电辐射场主要是垂直极化场,由电晕电流在导体两端来回反射引起的;信号的时域波形呈衰减振荡形式,信号的峰值随外加电压的升高而增大,正电压下信号的强度明显比负电压下信号的强度大;信号首脉冲的方向随外加电压的极性不同而相反;信号的持续时间在几百ns数量级,而且随着导体长度的增加,信号的持续时间有增大的趋势。该研究结果对于输电线电晕抑制及周围电磁环境评价具有重要意义。

蒙卡-点核耦合方法计算核设施退役辐射场

在核设施退役过程中,随着退役设备的拆除,需要计算其三维辐射场的分布,并对核退役场景进行快速、精确的剂量计算和评估,以降低辐射对人员和环境的危害。目前,使用单一的确定论方法和随机性方法计算结构复杂的辐射场均存在不足,无法快速准确的计算退役设施辐射场的分布,而蒙卡-点核耦合计算可精确快速给出辐射场的分布,因此,利用蒙卡-点核耦合方法计算退役辐射场。对多点源辐射场模型计算结果表明,蒙卡-点核耦合计算比单一点核方法计算误差精度提高约1～2个数量级,相比于单一的蒙特卡罗计算可节约几十倍的时间;同时,蒙卡-点核耦合计算对体源模型的计算结果表明,耦合计算比单一的蒙卡方法计算速度提高几十倍,且最大相对误差在30%以内,计算精度较高。基于蒙卡-点核耦合计算方法,初步开发了核设施退役三维辐射场计算程序软件。

甚低频发信天线辐射场强计算与测量方法研究

为了评估甚低频发射天线的辐射性能,需对甚低频信号辐射场强进行测量。论文对甚低频场强测量与计算相关问题进行了深入探讨,提出了一种计算场强的新方法,并且分析了误差原因;对静电场和感应场的影响也进行了分析。基于波跳理论,提出了在一定测试距离范围内,通过测量场强进而推算辐射场和辐射功率的方法。距离达到40km时,场强是一跳天波和辐射波的叠加,在约40km以内时天波场的影响则不大。

反应堆退役三维辐射场实时计算及可视化

本文基于DELMIA和VIRTOOLS平台开发的反应堆退役三维仿真原型系统,提出了仿真系统、数据库和计算内核既相互独立又集成统一的三维辐射场计算和可视化技术方案。利用点核积分算法建立了三维辐射场计算模型,得到了能量的对数与转换系数的多项式拟合公式,考虑了设备屏蔽和自吸收效应。采用VS语言和SQL server软件平台编制了三维辐射场计算程序,经验证,在关键点处的辐射水平计算值与测量值的比值小于10,并嵌入了仿真系统,实现了退役场景三维辐射场的实时计算和数据更新。提出了基于行走路径的人员受照剂量计算方法,并实现了可视化显示。

甚低频发射天线辐射性能计算与测量研究

针对目前甚低频发射天线辐射性能测量不准确的问题,对影响岸基甚低频发射天线辐射电场和磁场的各个场分量进行了分析计算。提出了在满足一定精度的要求下的甚低频辐射磁场和电场的最佳测试距离,且在夜间测试更为准确,并提出电场和磁场测试值可按照自由空间波阻抗关系相互转换的条件,为准确获取甚低频发射天线辐射性能提供了有实际意义的指导原则。

海洋核动力平台装卸料过程辐射后果评价研究

为提高海洋核动力平台核安全管控水平,本文针对海洋核动力平台装卸料过程,采用ORIGEN-Ⅱ程序对堆芯方案一和堆芯方案二进行核素的中子辐照以及衰变计算,从而确定堆芯累积的放射性核素活度、质量和光子能谱等。然后,采用MCNP和MELCOR程序对海洋核动力平台乏燃料吊装过程卡滞事故、乏燃料吊装跌落事故、乏燃料冷却异常事故、放射性废物泄漏事故等典型事故进行分析计算,获取事故下的精细三维辐射场分布。该研究可为海洋核动力平台核安全分析和核应急决策支持系统提供重要技术支持参数。

基于圆柱近场声全息的水下声源定位实验验证

为提高水下航行器的声隐身性,或者减少其对海洋环境的噪声影响,噪声源的定位与识别对于制定合理的控制方案具有重要的工程价值。同时,对水下航行器的声辐射特性进行评估和管理是其升级和使用过程中不可或缺的环节之一。近场声全息技术利用在船体表面附近测量面测得的声压数据,采用声场变换方法,既可反向重建辐射声源面声场从而定位船体上的噪声源,也可正向重建测量面外部声场从而预测远场声辐射。通过OROS水下声全息软件展示如何利用NAH进行声源定位和远场预测,该软件是目前市场上唯一的水下近场声全息解决方案。考虑到水下航行器以圆柱体结构居多,本文开展了圆柱近场声全息的实验研究,得到了准确的辐射声场信息,验证了该方法的准确性和有效性,为圆柱近场声全息技术的水下工程应用提供参考。