嚴(yán)重事故條件下放射性核素在海洋中的遷移擴散模擬研究.pdf

1、核能作為一種清潔能源，隨著核技術(shù)的迅猛發(fā)展，已成為國家電力能源戰(zhàn)略的重要組成部分，但核電安全及其發(fā)生嚴(yán)重事故時所引起的放射性污染問題一直是人們關(guān)注的焦點。開展放射性核素在海洋中的遷移擴散機理和遷移擴散模擬研究，對于揭示放射性核素濃度隨排放點距離及時間變化規(guī)律、預(yù)測事故后放射性核素對海洋水體環(huán)境影響具有重要意義。
　　論文選取福島核電站事故為研究對象，針對放射性核素的衰變特性，對適用于海洋大尺度瞬時點源遷移擴散研究的瞬時點源約瑟夫模

2、型進(jìn)行了改進(jìn)，構(gòu)建了考慮衰變的瞬時點源彌散模型。根據(jù)日本東京電力公司公布的放射性污水泄漏和外排資料，以及海水中放射性核素濃度監(jiān)測數(shù)據(jù)，估算了事故源項，確定了模型參數(shù)取值;并在此基礎(chǔ)上，運用瞬時點源約瑟夫模型和改進(jìn)模型對4個監(jiān)測點位的131I、137Cs濃度變化進(jìn)行了時空模擬;探討了放射性核素濃度隨時間和空間的變化規(guī)律;分析了模型改進(jìn)前后模擬精度變化情況。得出了以下主要結(jié)論:
　　(1)同一研究點位，放射性核素經(jīng)過自身衰變和海水稀釋

3、作用，隨時間的增加濃度逐漸降低，其中131I對水質(zhì)的影響在1個月內(nèi)大幅削減，2～3個月以后基本消除，137Cs對水質(zhì)的影響在2～3月內(nèi)大幅削減，濃度降低到可接受水平內(nèi)，此后的影響可長達(dá)數(shù)十年，是一種持久、低濃度、累積的影響。
　　(2)同一時間，距離泄漏點越遠(yuǎn)放射性核素濃度越小，按本文設(shè)定的泄漏源項和擴散條件，如將福島核電站事故瞬時點源泄漏的放射性濃度核素稀釋到標(biāo)準(zhǔn)值，其遷移擴散距離需在30km以上。最主要受影響的范圍是在核電站周

4、圍30km內(nèi)的海域，其中10km范圍內(nèi)海水的放射性污染最為嚴(yán)重。
　　(3)瞬時點源約瑟夫模型可用于海洋大尺度的核素遷移擴散模擬，其對半衰期較長放射性核素如137Cs的模擬精度在可接受范圍內(nèi)，但對半衰期較短的放射性核素131I來說，模擬精度不夠。論文針對放射性核素衰變特征，提出了嚴(yán)重事故條件下考慮衰變的瞬時點源彌散模型。模擬結(jié)果表明:模型改進(jìn)使其對131I的模擬精度從175.18％提高到了35.89％，通過模型改進(jìn)，模擬結(jié)果的相對