核事故早期階段源項(xiàng)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(guó)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(píng)價(jià)技術(shù)的需求越來(lái)越迫切。在核事故發(fā)生時(shí)應(yīng)急機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)準(zhǔn)確估計(jì)核事故釋放核素的大氣擴(kuò)散過(guò)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(dǎo)致事故后果評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確性受到質(zhì)疑。
　　本文以放射性核素在大氣中的擴(kuò)散過(guò)程為基礎(chǔ)，通過(guò)反演方法、參數(shù)估計(jì)理論和實(shí)驗(yàn)研究，建立能夠準(zhǔn)確

2、描述核事故源項(xiàng)擴(kuò)散行為的參數(shù)自適應(yīng)模型。在觀測(cè)值不確定性大的條件下進(jìn)行核事故源項(xiàng)反演建模，提高源項(xiàng)反演估計(jì)的精度。
　　本文建立的SJTUPUFF大氣擴(kuò)散分析系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜氣象下的中小尺度核事故大氣擴(kuò)散分析，核心算法采用煙團(tuán)模型，能夠處理多點(diǎn)源源項(xiàng)的分析模擬，并具有源項(xiàng)反演模塊，經(jīng)過(guò)數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的驗(yàn)證，準(zhǔn)確性良好，可以應(yīng)用于國(guó)內(nèi)外核電廠環(huán)境評(píng)價(jià)。
　　以煙團(tuán)模型為基礎(chǔ)，采用遺傳算法和集合卡爾曼濾波方法針對(duì)源項(xiàng)和輸運(yùn)模型

3、參數(shù)建立了參數(shù)自適應(yīng)的大氣擴(kuò)散模型，探索了模型誤差和觀測(cè)誤差對(duì)同化過(guò)程的影響規(guī)律，進(jìn)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(jì)擴(kuò)散參數(shù)；基于研究發(fā)現(xiàn)大氣擴(kuò)散系數(shù)具有穩(wěn)定性性質(zhì)，根據(jù)這一特點(diǎn)采用平滑方法改進(jìn)參數(shù)估計(jì)，提高了大氣擴(kuò)散系數(shù)自適應(yīng)估計(jì)的精度。
　　基于集合卡爾曼濾波方法建立了源項(xiàng)釋放率的反演模型，提出了源項(xiàng)釋放率是隨機(jī)游走過(guò)程的假設(shè)，通過(guò)數(shù)值實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該假設(shè)的正確性，并利用Kincaid

4、示蹤實(shí)驗(yàn)對(duì)反演模型的準(zhǔn)確性進(jìn)行了分析，研究表明集合卡爾曼濾波相對(duì)于比例縮放模型，準(zhǔn)確性不受到累計(jì)的觀測(cè)誤差的影響，只與整體的觀測(cè)質(zhì)量有關(guān)，在觀測(cè)誤差不確定性大的情況下能夠最大限度地消除觀測(cè)誤差帶來(lái)的影響。
　　建立了核電廠源項(xiàng)反演系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)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(jī)方法建立了劑量率上升的分類(lèi)模型，提高了監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，反演模型能夠?qū)穗姀S事故源項(xiàng)的組分、釋放率進(jìn)行反演，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證表明該方法準(zhǔn)確性高，對(duì)具