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行业专项成果综述-核事故应急响应支撑技术研发

发布者:张岳   来源:   发布时间:2020/12/4 10:24:32   标签:   浏览次数:1558

项目编号GYHY201306061

研究周期2013年1月-2015年12月

国拨经费126万元

项目负责人】宋振鑫

项目骨干成员】盛黎,吕恺,李冰,侯杰,姚仁太,徐向军,程小平

项目承担单位国家气象中心

项目协作单位】环境保护部核与辐射安全中心 中国辐射防护研究院 解放军理工大学

主要研究成果

核事故应急响应支撑技术总结日本福岛核事故应急响应的经验教育,针对日本福岛核事故出现的新情况和新需求,开展了基于持续源大气扩散模拟研究、核电站源项评估研究和核事故剂量评估研究共三项。基本建立了基于我国核电站的完整的事故前期评估、大气扩散模拟预报和后果评价的应急响应体系。研究主要成果有三项,具体成果如下所示:

    1.持续源大气扩散模拟技术研究

    本项目开展了持续源、长时间的大气扩散模拟技术研究。项目调研了多种大气扩散模型,包括高斯模型、拉格朗日粒子模型和烟团模型,欧拉有限元差分模型。基于以上大气扩散模型,分别基于多种扩散模型,针对日本福岛核事故的长时间、持续源模拟试验。分别采用四种不同的大气扩散模型对日本辅导核事故进行了串行和并行的模拟 。通过试验选取了持续源情况下最优的大气扩散模型方案。试验结果显示:拉格朗日粒子随机游走模型计算效率高,具有较好的并行计算效率优化性能,且其模拟结果也与其他模型模拟能力相当,是一种比较好的适合于持续源大气扩散的模型。针对持续源的大气扩散,开发了大气扩散动态时间步长技术,直接根据风速的大小来确定时间步长,有效节省了长时间大气扩散模拟时间,同时保证了计算的收敛性,提高了长时间扩散模拟能力。

    2.核电站源项评估技术

    核电站事故源项是指核电站发生事故时释放出来的裂变产物数量,是评估事故对个人和环境造成后果的最基本参数。针对我国核电站堆型特征,开发了基于核电站工况参数的核电站事故源项快速评估技术。目前我国运营核电站均采用压水堆堆型,目前共47台机组投入运行。该技术针对我国压水堆堆型特征,基于释放参数并利用核电站事故前堆功率,堆型损伤状态、安全壳状态、喷淋状态和释放途径等参数来确定核电站事故释放的核放射性物质。核电站释放的核放射性物质库包括64种核放射性物质,并给出每种核放射性物质的释放速率和释放时间。

    3.核事故剂量评估研究

    当发生核事故或相关突发事件,放射性核素通过各种迁移途径对公众造成危害。评估核放射性物质对人体的变化、损伤和危害等影响即称为剂量评估。剂量评估主要包括核放射性物质烟云浸没外照射、地面沉积外照射和吸入内照射。烟云浸没外照射假设个人浸没与污染的半无限烟云中,通过污染物浓度与时间的积分并乘以剂量转换因子来获取。地面沉降外照射主要模拟污染地面对公众个人所致的有效剂量,主要通过计算地面累积沉降与时间积分与有效剂量转换因子来获取。吸入内照射主要是计算公众个人吸入污染的空气所致的有效剂量,主要通过污染物浓度、公众个人呼吸率和有效剂量转换因子来得到烟云吸入内照射剂量。剂量评估参数主要包括剂量转换因子、呼吸率和屏蔽因子等。这些因子主要根据IAEA的标准来选择。

 

成果应用情况

    核事故应急响应支撑技术总结日本福岛核事故应急响应的经验教育,开展了基于持续源大气扩散模拟研究、核电站源项评估研究和核事故剂量评估研究共三项。目前该三项技术已在WMO世界气象组织的RSMC Beijing区域紧急响应中心得到了准业务应用。此外,部分技术还被引入中国气象局沈阳大气环境研究所和中国人民解放军93110部队,作为核心技术分别搭建了辽宁省《核应急响应系统》和93110部队《XX方向污染预报预警与辅助决策系统》,发挥了良好的效益。以下是三项技术的具体应用情况:

1、持续源大气扩散模拟技术应用情况

    该成果已经在WMO世界气象组织的RSMC Beijing区域紧急响应中心得到准业务化应用。目前RSMC Beijing执行IAEACTBTO的回算演习均采用拉格朗日的粒子随机游走模型进行预报和回报模拟,且均采用动态时间步长方法以提高大气扩散模拟效率和模拟能力。

此外,该成果还被引入中国气象局沈阳大气环境研究所和中国人民解放军93110部队,作为核心技术分别搭建了辽宁省《核应急响应系统》和93110部队《XX方向污染预报预警与辅助决策系统》,为其提供了核事故应急响应的大气扩散预报,并发挥了良好的服务效益。

2、核电站源项评估技术

    该成果已经在WMO世界气象组织的RSMC Beijing区域紧急响应中心得到准业务化应用。目前RSMC Beijing基于核电站事故源项成果,已经搭建了适应我国国内核电站的简单源项评估系统,并在“神盾2015”国家核事故联合演习中得到了一些初步应用。

3、核事故剂量评估研究

    该成果已经在WMO世界气象组织的RSMC Beijing区域紧急响应中心得到准业务化应用。目前RSMC Beijing已经搭建了基于HYSPLIT大气扩散产品的剂量产品模块系统。该成果已在2016年和2017年朝鲜核试验期间的报告“极端气象条件下朝鲜核试验影响评估”中得到应用。

 

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