姓名：曾君

毕业时间：2012年

工作单位：中广核工程公司设计院总体所

论文题目：反应堆核事故典型放射性核素大气弥散时空分布理论模拟研究

摘要：

     自从核电站事故发生以来，如1986年的切尔诺贝利事故和2011年的日本福岛核事故等，反应堆核事故的应急与响应研究已经成为核安全研究的重大课题之一。在发生不可控的放射性释放事故的情况下，放射性物质经由大气的弥散过程，可在短时间内对环境产生大范围的影响。因此，为快速准确制定核事故应急安全措施及评估核事故环境影响，开展反应堆核事故放射性物质大气弥散浓度、剂量时空分布理论模拟研究具有重要意义。

     本文介绍了放射性物质大气弥散浓度、剂量时空分布数值模拟物理模型及模拟方法。首先，采用集成RODOS系统中的RIMPUFF大气扩散模块的自主研发软件NDGIS系统，模拟了基于宁德核电站（压水堆CPR1000）假想严重事故（PWR4）下释出的典型放射性核素（131I、137Cs）在距事故源区30km范围内的大气弥散浓度时空分布特征，计算分析了131I、137Cs大气弥散浓度空间分布随源项持续释放时间和风向等气象条件的变化特征。

     其次，为弥补RIMPUFF模型大气弥散区域仿真的局限性，采用CALPUFF模型，结合GIS系统、宁德地区地貌特征和历史统计气象条件等，模拟了大尺度范围典型放射性物质大气弥散浓度、地表沉降浓度时空分布特征随地表形貌、气象条件（风速、风向、降雨量等）的变化，结果表明土地覆被类型、风速、降雨量对核素浓度影响较大，而土地海拔高度对结果基本无影响。对比了两种不同大气弥散模拟模型（CALPUFF经典高斯烟羽模型和RIMPUFF拉格朗日模型）在近源区（0-30km）模拟结果的一致性，探讨了影响其计算结果差异的主要因素。

     最后，结合宁德核电站周围80km内的人口分布、农业、种植业、畜牧业等大量统计数据信息，采用MACCS1.5程序在基于PWR4应急源项的基础上计算了核电站周边地区的公众及个人最大有效剂量，模拟结果显示在核电站近场区域(0~3km)辐射剂量场变化速度最快；计算得出厂址半径5km和10km范围内短期集体有效剂量分别为6.05×104人·Sv/a和5.25×105人·Sv/a，对居民所致个人最大有效剂量为9.77×10-1mSv/h，其中，气态3H对公众的剂量贡献最大。根据模拟结果及标准剂量限值，给出了相应的应急防护行动建议。

    本文建立的模拟分析方法及模拟结果可为反应堆核事故后果评价及应急决策提供相关的技术支持。

关键词：核事故；大气弥散；RIMPUFF模型；核应急