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型進行了改進,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模型對4個監(jiān)測點位的1311、137Cs濃度變化進行了時空模擬；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作用,隨時間的增加濃度逐漸降低,其中1311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準值,其遷移擴散距離需在30 km以上。最主要受影響的范圍是在核電站周圍30km內(nèi)的海域,其中10 km范圍內(nèi)海水的放射性污染最為嚴重。(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：模型改進使其對131I的模擬精度從175.18%提高到了35.89%,通過模型改進,模擬結(jié)果的相對誤差明顯減��；而模型改進對137Cs模擬結(jié)果的修正效果較小。
【學位單位】：華北電力大學(北京)
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2016
【中圖分類】：TM623.8
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及選題意義
    1.2 國內(nèi)外研究進展
        1.2.1 放射性核素在海洋中的遷移機理
        1.2.2 放射性核素在海洋中遷移擴散模型研究進展
        1.2.3 國內(nèi)外放射性核素在海洋中遷移研究現(xiàn)狀
    1.3 研究內(nèi)容和技術(shù)路線
        1.3.1 研究內(nèi)容
        1.3.2 技術(shù)路線
第2章 福島核電站事故概況
    2.1 福島核電站基本情況
    2.2 福島核電站事故誘因
    2.3 福島核電站事故發(fā)展過程
    2.4 福島核電站事故發(fā)生后含放射性廢水排入海洋的情況
        2.4.1 高放射性廢水泄漏
        2.4.2 低放射性廢水外排
第3章 現(xiàn)有核素在海洋中的遷移擴散模型及其參數(shù)率定
    3.1 模型篩選
        3.1.1 瞬時點源約瑟夫模型
        3.1.2 IAEA推薦的瞬時點源模型
        3.1.3 模型篩選
    3.2 放射性核素的遴選
    3.3 現(xiàn)有模型參數(shù)的率定
        3.3.1 模擬點位與模擬時間段選取
        3.3.2 福島核電站事故源項估算
        3.3.3 其他參數(shù)取值
    3.4 約瑟夫模型模擬結(jié)果及精度分析
        3.4.1 模擬結(jié)果及規(guī)律分析
        3.4.2 約瑟夫模型模擬精度分析
        3.4.3 約瑟夫模型存在的不足
第4章 考慮衰變的瞬時點源彌散模型
    4.1 對瞬時點源約瑟夫模型的改進
        4.1.1 考慮衰變的瞬時點源彌散模型
i算法及取值'>        4.1.2 放射性核素衰變影響因子k_i算法及取值
    4.2 考慮衰變的瞬時點源彌散模型模擬及精度分析
        4.2.1 模擬結(jié)果及規(guī)律分析
131I、¹³⁷Cs空間分布模擬'>        4.2.2 放射性核素¹³¹I、¹³⁷Cs空間分布模擬
    4.3 考慮衰變的瞬時點源彌散模型模擬結(jié)果精度分析
    4.4 改進前后模型精度對比分析及模型合理性驗證
第5章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
參考文獻
附錄
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及參加的科研活動
致謝

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2 郝潤龍;相關(guān)技術(shù)在放射性核素絕對標準化中的應(yīng)用[J];核技術(shù);1981年02期

3 蔡存;;在地球大氣中關(guān)然的和人造的放射性核素[J];國外核新聞;1983年03期

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5 李h

本文編號：2832569