核事故早期階段源項反演技術(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)生時應急機構(gòu)應當準確估計核事故釋放核素的大氣擴散過程，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，導致事故后果評價的準確性受到質(zhì)疑。
　　本文以放射性核素在大氣中的擴散過程為基礎，通過反演方法、參數(shù)估計理論和實驗研究，建立能夠準確

2、描述核事故源項擴散行為的參數(shù)自適應模型。在觀測值不確定性大的條件下進行核事故源項反演建模，提高源項反演估計的精度。
　　本文建立的SJTUPUFF大氣擴散分析系統(tǒng)實現(xiàn)了復雜氣象下的中小尺度核事故大氣擴散分析，核心算法采用煙團模型，能夠處理多點源源項的分析模擬，并具有源項反演模塊，經(jīng)過數(shù)值模擬和實驗結(jié)果的驗證，準確性良好，可以應用于國內(nèi)外核電廠環(huán)境評價。
　　以煙團模型為基礎，采用遺傳算法和集合卡爾曼濾波方法針對源項和輸運模型

3、參數(shù)建立了參數(shù)自適應的大氣擴散模型，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擴散參數(shù)；基于研究發(fā)現(xiàn)大氣擴散系數(shù)具有穩(wěn)定性性質(zhì)，根據(jù)這一特點采用平滑方法改進參數(shù)估計，提高了大氣擴散系數(shù)自適應估計的精度。
　　基于集合卡爾曼濾波方法建立了源項釋放率的反演模型，提出了源項釋放率是隨機游走過程的假設，通過數(shù)值實驗驗證了該假設的正確性，并利用Kincaid

4、示蹤實驗對反演模型的準確性進行了分析，研究表明集合卡爾曼濾波相對于比例縮放模型，準確性不受到累計的觀測誤差的影響，只與整體的觀測質(zhì)量有關，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)的準確性，反演模型能夠?qū)穗姀S事故源項的組分、釋放率進行反演，實驗驗證表明該方法準確性高，對具