本發(fā)明涉及核電技術(shù)，具體地指一種地下核電站煙羽應(yīng)急計(jì)劃區(qū)劃分方法。
背景技術(shù)：
：應(yīng)急計(jì)劃區(qū)是指為在核電站發(fā)生事故時(shí)能及時(shí)有效地采取保護(hù)公眾的防護(hù)行動(dòng)，事先在核電站周?chē)⒌?、制定了?yīng)急計(jì)劃并做好應(yīng)急準(zhǔn)備的區(qū)域。一旦發(fā)生核事故，需要在應(yīng)急計(jì)劃區(qū)內(nèi)進(jìn)行應(yīng)急準(zhǔn)備，在應(yīng)急干預(yù)的情況下便于迅速組織有效的應(yīng)急響應(yīng)行動(dòng)，最大限度地降低事故對(duì)公眾和環(huán)境可能產(chǎn)生的影響。其中煙羽應(yīng)急計(jì)劃區(qū)是針對(duì)核電站事故情況下放射性煙羽照射途徑而建立的應(yīng)急計(jì)劃區(qū)，主要影響因素為事故早期氣載放射性釋放，其特點(diǎn)是事故后受影響十分迅速和劇烈，是核電站周?chē)L(fēng)險(xiǎn)最大的區(qū)域，在事故時(shí)需要最迅速的響應(yīng)。科學(xué)地制定出適宜的煙羽應(yīng)急計(jì)劃區(qū)大小關(guān)系到用于應(yīng)急計(jì)劃和準(zhǔn)備的資金，執(zhí)行各種應(yīng)急防護(hù)措施所帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)、困難和代價(jià)，以及能否有效地保護(hù)公眾的安全，煙羽應(yīng)急計(jì)劃區(qū)劃分的研究具有重要意義。從上個(gè)世紀(jì)八十年代開(kāi)始，國(guó)際上針對(duì)應(yīng)急計(jì)劃區(qū)做了大量研究。1978年，美國(guó)核管會(huì)在其發(fā)布的報(bào)告中首次提出了煙羽應(yīng)急計(jì)劃區(qū)的概念。國(guó)內(nèi)參照此研究成果制訂了現(xiàn)行劃分標(biāo)準(zhǔn)《核電站應(yīng)急計(jì)劃與準(zhǔn)備準(zhǔn)則—應(yīng)急計(jì)劃區(qū)的劃分》(GB/T17680.1—2008)。但目前國(guó)內(nèi)外的研究均是基于地面核電站，其特點(diǎn)是氣載放射性物質(zhì)一旦從安全殼釋放會(huì)立即進(jìn)入大氣，煙羽應(yīng)急計(jì)劃區(qū)計(jì)算評(píng)估模型相對(duì)簡(jiǎn)單。而地下核電站將反應(yīng)堆及帶放射性的輔助廠房置于地下或山體中，氣載放射性物質(zhì)從安全殼釋放后，需穿過(guò)天然巖體屏蔽層才能進(jìn)入大氣，一是極大減小了釋放量，二是延緩了釋放時(shí)間。其煙羽應(yīng)急計(jì)劃區(qū)的評(píng)估變得更為復(fù)雜，應(yīng)用于地面核電站的現(xiàn)行計(jì)算方法已無(wú)法適用。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有
背景技術(shù)：
的不足之處，結(jié)合地下核電站的特點(diǎn)，提出一種地下核電站煙羽應(yīng)急計(jì)劃區(qū)劃分方法，從而在巖體屏蔽層存在的情況下能正確科學(xué)評(píng)估地下核電站煙羽應(yīng)急計(jì)劃區(qū)的大小范圍，使其既能滿(mǎn)足地下核電站的核應(yīng)急要求，又能盡量減小應(yīng)急的困難和代價(jià)。本發(fā)明的目的是通過(guò)如下措施來(lái)達(dá)到的：一種地下核電站煙羽應(yīng)急計(jì)劃區(qū)劃分方法，其特殊之處在于，包括如下步驟：步驟1)根據(jù)國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)及已建立的地下核電站特征數(shù)據(jù)庫(kù)，確定需考慮的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故及嚴(yán)重事故種類(lèi)；步驟2)根據(jù)所述地下核電站特征數(shù)據(jù)庫(kù)中的堆芯類(lèi)型，采用燃耗程序進(jìn)行堆芯燃耗計(jì)算；步驟3)根據(jù)所述步驟2)的燃耗計(jì)算結(jié)果及步驟1)中確定的事故類(lèi)型，評(píng)估事故情況下釋放到反應(yīng)堆廠房?jī)?nèi)的放射性核素種類(lèi)i0，i0為自然數(shù)，反應(yīng)堆廠房?jī)?nèi)的每種放射性核素的放射性活度Q0,i，以及放射性物質(zhì)到反應(yīng)堆廠房?jī)?nèi)的時(shí)間點(diǎn)T0；步驟4)根據(jù)核電站工程運(yùn)行數(shù)據(jù)，評(píng)估反應(yīng)堆廠房?jī)?nèi)的放射性物質(zhì)消除措施所帶來(lái)的放射性物質(zhì)隨時(shí)間變化的減少百分比，評(píng)估反應(yīng)堆廠房?jī)?nèi)的放射性物質(zhì)通過(guò)安全殼泄漏到地下洞室的種類(lèi)i1，i1為自然數(shù)、通過(guò)安全殼泄漏到地下洞室的活度Q1,i及時(shí)間點(diǎn)T1；步驟5)評(píng)估地下核電站洞室工程措施，根據(jù)地下洞室結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模計(jì)算，建立地下洞室內(nèi)的放射性物質(zhì)平衡方程，評(píng)估地下洞室內(nèi)氣載放射性物質(zhì)隨時(shí)間變化Cf(t)；步驟6)評(píng)估地下核電站洞室天然屏障，計(jì)算通過(guò)巖體屏蔽層釋放到大氣中的氣載放射性核素種類(lèi)i2，i2為自然數(shù)、釋放到大氣中的氣載放射性物質(zhì)的活度Q2,i及釋放時(shí)的時(shí)間點(diǎn)T2；將釋放時(shí)間點(diǎn)T2與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的隱蔽時(shí)間、撤離時(shí)間進(jìn)行比對(duì)，若釋放時(shí)間點(diǎn)T2大于隱蔽時(shí)間與撤離時(shí)間，則直接進(jìn)入到步驟9)；反之則進(jìn)入到步驟7)；步驟7)基于所述釋放到大氣中的放射性物質(zhì)種類(lèi)i2、釋放到大氣中的氣載放射性物質(zhì)的活度Q2,i，根據(jù)地下核電站環(huán)境因素?cái)?shù)據(jù)庫(kù)，采用大氣彌散程序計(jì)算地下核電站周?chē)拇髿鈴浬⑶闆r，得到每種放射性物質(zhì)隨時(shí)間和距離變化的放射性物質(zhì)活度分布Qi,t,r，r為距離；步驟8)基于所述放射性物質(zhì)隨時(shí)間和距離變化的放射性物質(zhì)活度分布Qi,t,r，根據(jù)人體劑量公式，計(jì)算地下核電站周?chē)S距離分布的人體放射性輻照劑量Dtotal，然后根據(jù)輻射防護(hù)預(yù)防措施計(jì)算評(píng)估可避免劑量ΔD，再綜合以上數(shù)據(jù)評(píng)估地下核電站周?chē)S距離分布的最終公眾劑量DA；步驟9)將所述地下核電站周?chē)S距離分布的最終公眾劑量DA與國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)比，評(píng)估初始地下核電站煙羽應(yīng)急計(jì)劃區(qū)半徑與邊界形狀；步驟10)根據(jù)地下核電站的地形、行政區(qū)劃等實(shí)際情況評(píng)估最終地下核電站煙羽應(yīng)急計(jì)劃區(qū)半徑大小與實(shí)際邊界形狀。優(yōu)選地，所述步驟1)中地下核電站特征數(shù)據(jù)庫(kù)的屬性類(lèi)型包含核電站機(jī)型、功率、反應(yīng)堆結(jié)構(gòu)、地下洞室群結(jié)構(gòu)、天然巖體的厚度和核電站周邊廠址條件，從而為后續(xù)計(jì)算提供精確的數(shù)據(jù)。優(yōu)選地，所述步驟4)中對(duì)于每種通過(guò)安全殼泄漏到地下洞室的放射性物質(zhì)，建立廠房?jī)?nèi)氣載放射性物質(zhì)隨時(shí)間變化C1(t)的平衡方程為：其中t為時(shí)間，λ為衰變常數(shù)，ε1為由于反應(yīng)堆廠房?jī)?nèi)放射性物質(zhì)消除措施所引起的氣載放射性物質(zhì)減小速率；C1(t)的初始值C1(0)計(jì)算公式如下：通過(guò)安全殼泄漏到地下洞室的活度Q1,i的計(jì)算方法為：其中P1為核反應(yīng)堆廠房泄漏率，C1(t)為廠房?jī)?nèi)氣載放射性物質(zhì)隨時(shí)間的變化，Va為反應(yīng)堆廠房的體積；優(yōu)選地，所述步驟5)中洞室內(nèi)氣載放射性物質(zhì)隨時(shí)間變化Cf(t)的平衡方程為：其中t為時(shí)間，λ為衰變常數(shù)，P2為地下洞室總的泄漏率，ε2為由于洞室內(nèi)放射性物質(zhì)消除措施所引起的氣載放射性物質(zhì)減小速率。Cf(t)的初始值Cf(0)計(jì)算公式如下：其中，Vb為地下洞室的體積。優(yōu)選地，所述步驟5)中地下洞室結(jié)構(gòu)屬性類(lèi)型包括：地下核電站所在地區(qū)的天然洞室結(jié)構(gòu)、巖體貫穿部件結(jié)構(gòu)、通風(fēng)口結(jié)構(gòu)、排氣管、出入口、巖體成分、洞室放射性物質(zhì)消除措施，從而精確全面評(píng)估放射性物質(zhì)在洞室內(nèi)的遷移。優(yōu)選地，所述步驟6)中釋放到大氣中的氣載放射性物質(zhì)的活度Q2,i包括氣載放射性物質(zhì)通過(guò)貫穿、通風(fēng)、排氣通道進(jìn)入大氣的活度C1,g(t)，C1,g(t)的計(jì)算公式為：其中，Sb表示通道截面積，Sc表示地下洞室的內(nèi)表面，ε表示相應(yīng)的通道泄漏率，Cf(t)為洞室內(nèi)的放射性物質(zhì)活度。優(yōu)選地，所述步驟6)中釋放到大氣中的氣載放射性物質(zhì)的活度Q2,i包括氣載放射性物質(zhì)通過(guò)巖體輸運(yùn)及彌散效應(yīng)進(jìn)入大氣的獲得C2,g(t)，C2,g(t)的計(jì)算公式為：C2,g(t)＝ke-ηNCf(t)其中，Cf(t)為洞室內(nèi)的放射性物質(zhì)活度，η表示氣載放射物在巖體中的擴(kuò)散系數(shù)，N表示巖體厚度，k為修正系數(shù)，e表示自然底數(shù)。優(yōu)選地，所述步驟7)中地下核電站環(huán)境因素?cái)?shù)據(jù)庫(kù)屬性類(lèi)型包括：地下核電站所在地區(qū)的山地地形、排放源特征、排放時(shí)大氣風(fēng)場(chǎng)特征、空氣相對(duì)濕度和大氣穩(wěn)定度，從而精確的計(jì)算放射性物質(zhì)在大氣中的遷移。優(yōu)選地，所述步驟8)中人體放射性輻照劑量Dtotal為空氣浸沒(méi)外照射劑量D1,rt、地面沉積外照射劑量D2,rt、吸入內(nèi)照射劑量D3,rt三者之和，即Dtotal＝D1,rt+D2,rt+D3,rt；所述最終公眾劑量DA為人體放射性輻照劑量Dtotal與可避免劑量ΔD之差，即DA＝Dtotal－ΔD，從而科學(xué)評(píng)估人體受到的劑量水平。優(yōu)選地，所述空氣浸沒(méi)外照射劑量D1,rt的計(jì)算公式為：其中，r為離核電站的距離，t為泄漏時(shí)間，i為核素種類(lèi)，Qi,為放射性活度，ADF為大氣彌散因子，DCF為劑量轉(zhuǎn)換因子。優(yōu)選地，所述地面沉積外照射劑量D2,rt的計(jì)算公式為：其中，r為離核電站的距離，t為泄漏時(shí)間，i為核素種類(lèi)，Qi,為放射性活度，ADF為大氣彌散因子，DCF為劑量轉(zhuǎn)換因子，te為評(píng)估時(shí)間點(diǎn)，tc為泄露持續(xù)時(shí)間，ts為t時(shí)間段的起始時(shí)間點(diǎn)，vd為核素的干沉積速度，λi為i種核素的衰變常量，e為自然常數(shù)。優(yōu)選地，所述吸入內(nèi)照射劑量D3,rt的計(jì)算公式為：其中，r為離核電站的距離，t為泄漏時(shí)間，i為核素種類(lèi)，Qi,為放射性活度，ADF為大氣彌散因子，DCF為劑量轉(zhuǎn)換因子，vd為核素的干沉積速度，ABt為成人呼吸率。優(yōu)選地，所述步驟8)中的可避免劑量ΔD＝ΔD1·k1+ΔD2·k2+…+ΔDj.kj，ΔDj為第j種預(yù)防措施所預(yù)期能減小的劑量，kj為第j種預(yù)防措施成功實(shí)施的概率權(quán)重，j為自然數(shù)，從而準(zhǔn)確評(píng)估公眾的可避免劑量水平。本發(fā)明提供的地下核電站煙羽應(yīng)急計(jì)劃區(qū)劃分方法綜合考慮了地下核電站地形、天然巖體屏蔽層等特點(diǎn)，優(yōu)化和改進(jìn)了傳統(tǒng)地面核電站的計(jì)算方法，提出一套詳細(xì)完整的計(jì)算方案。該方法能精確評(píng)估事故情況下的事故源項(xiàng)、計(jì)算放射性物質(zhì)在洞室內(nèi)的遷移過(guò)程及在大氣中的彌散過(guò)程，能準(zhǔn)確計(jì)算公眾受到大氣中放射性物質(zhì)輻照的劑量水平，從而科學(xué)地評(píng)估地下核電站煙羽應(yīng)急計(jì)劃區(qū)內(nèi)外區(qū)半徑及形狀，使其既滿(mǎn)足事故情況下的核應(yīng)急要求，最大限度保障地下核電站周?chē)姷纳踩?，同時(shí)最大限度減小核應(yīng)急困難和代價(jià)，提升核應(yīng)急計(jì)劃的可操作性的同時(shí)最大化經(jīng)濟(jì)性。附圖說(shuō)明圖1為煙羽應(yīng)急計(jì)劃區(qū)內(nèi)區(qū)、外區(qū)示意圖；圖2為地下核電站氣載放射物質(zhì)釋放及大氣彌散過(guò)程示意圖；圖3為地下核電站煙羽應(yīng)急計(jì)劃區(qū)計(jì)算流程。圖中：內(nèi)區(qū)A，外區(qū)B，地下核電站核反應(yīng)堆堆芯1，安全殼2，洞室群3，天然巖體屏蔽層4，排氣口5，大氣彌散6，各種放射性物質(zhì)沉積7，煙羽應(yīng)急計(jì)劃區(qū)內(nèi)區(qū)半徑8，煙羽應(yīng)急計(jì)劃區(qū)外區(qū)半徑9，地面10。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，但該實(shí)施例不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。從圖1可以看出地下核電站煙羽應(yīng)急計(jì)劃區(qū)內(nèi)區(qū)A和外區(qū)B的關(guān)系。圖2給出了氣載放射性物質(zhì)釋放及大氣彌散過(guò)程示意圖，氣載放射性物質(zhì)經(jīng)反應(yīng)堆堆芯1釋放至反應(yīng)堆安全殼2中，經(jīng)過(guò)多種放射性物質(zhì)消除措施后，部分泄漏至反應(yīng)堆廠房洞室3內(nèi)，反應(yīng)堆廠房洞室3內(nèi)同樣設(shè)有放射性物質(zhì)消除裝置，同時(shí)與外界之間有厚度極大的巖體屏蔽層4，放射性物質(zhì)泄漏是一個(gè)非常緩慢而復(fù)雜的過(guò)程。放射性物質(zhì)釋放至大氣中后通過(guò)風(fēng)、湍流、抬升、下沉、干濕沉降、化學(xué)轉(zhuǎn)換、放射性衰變等大氣彌散6和各種放射性物質(zhì)沉積7過(guò)程進(jìn)行彌散，通過(guò)不同途徑對(duì)公眾造成內(nèi)照射及外照射。以上過(guò)程中，由于存在洞室3及屏蔽層4，傳統(tǒng)地面核電煙羽應(yīng)急計(jì)劃區(qū)計(jì)算流程及計(jì)算方法無(wú)法直接適用。本發(fā)明結(jié)合洞室群及屏蔽層特點(diǎn)提出了一套能適用于地下核電站計(jì)算的方法。下面以某一地下核電站為例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。本發(fā)明一種地下核電站煙羽應(yīng)急計(jì)劃區(qū)劃分方法，包括如下步驟：步驟1)根據(jù)國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)及已建立的地下核電站特征數(shù)據(jù)庫(kù)，確定需考慮的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故及嚴(yán)重事故種類(lèi)。根據(jù)國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《核電站應(yīng)急計(jì)劃與準(zhǔn)備準(zhǔn)則—應(yīng)急計(jì)劃區(qū)的劃分》(GB/T17680.1—2008)，確定煙羽應(yīng)急計(jì)劃區(qū)時(shí)要同時(shí)考慮核電站設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故及嚴(yán)重事故，從而全面考慮需要計(jì)算的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故及嚴(yán)重事故，使源項(xiàng)計(jì)算更科學(xué)合理。其中設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故選擇范圍如表1：表1設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故選擇范圍嚴(yán)重事故則根據(jù)包絡(luò)性原則，只考慮后果最嚴(yán)重的堆芯熔化事故，包含以下六大類(lèi)：失水事故后失去應(yīng)急堆芯冷卻、失水事故后失去再循環(huán)、全廠斷電后未能及時(shí)恢復(fù)供電、一回路與其他系統(tǒng)結(jié)合部的失水事故、蒸汽發(fā)生器傳熱管破裂后減壓失敗及失去公用水或失去設(shè)備冷卻水。根據(jù)地下核電站機(jī)型、功率、反應(yīng)堆結(jié)構(gòu)、地下洞室群結(jié)構(gòu)、天然巖體的厚度、核電站周邊廠址條件等因素，從設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故及嚴(yán)重事故分類(lèi)中選擇最可能發(fā)生的事故進(jìn)行重點(diǎn)考慮，以使評(píng)估正確有效。因此，地下核電站特征數(shù)據(jù)庫(kù)的屬性類(lèi)型包含核電站機(jī)型、功率、反應(yīng)堆結(jié)構(gòu)、地下洞室群結(jié)構(gòu)、天然巖體的厚度和核電站周邊廠址條件。步驟2)根據(jù)所述地下核電站特征數(shù)據(jù)庫(kù)中的堆芯類(lèi)型進(jìn)行堆芯燃耗計(jì)算。采用燃耗程序?qū)Φ叵潞穗娬径研具M(jìn)行建模計(jì)算，計(jì)算不同燃耗深度下不同核素的種類(lèi)及活度。步驟3)根據(jù)步驟2)的燃耗計(jì)算結(jié)果及步驟1)中確定的事故類(lèi)型，評(píng)估事故情況下釋放到反應(yīng)堆廠房?jī)?nèi)的放射性核素種類(lèi)i0，i0為自然數(shù)，反應(yīng)堆廠房?jī)?nèi)的每種放射性核素的放射性活度Q0,i，以及放射性物質(zhì)釋放到反應(yīng)堆廠房?jī)?nèi)的時(shí)間點(diǎn)T0，T0以事故發(fā)生的時(shí)刻為基準(zhǔn)時(shí)刻。步驟4)根據(jù)核電站工程運(yùn)行數(shù)據(jù)，評(píng)估反應(yīng)堆廠房?jī)?nèi)的放射性物質(zhì)消除措施所帶來(lái)的放射性物質(zhì)隨時(shí)間變化的減少百分比，評(píng)估反應(yīng)堆廠房?jī)?nèi)的放射性物質(zhì)的種類(lèi)、活度Q1,i及放射性物質(zhì)釋放至反應(yīng)堆洞室的時(shí)間點(diǎn)T1，T1以事故發(fā)生的時(shí)刻為基準(zhǔn)時(shí)刻。對(duì)于每種核素，建立廠房?jī)?nèi)氣載放射性物質(zhì)隨時(shí)間變化C1(t)的平衡方程：以放射性物質(zhì)釋放至反應(yīng)堆廠房?jī)?nèi)的時(shí)刻為基準(zhǔn)時(shí)刻，C1(t)的初始值C1(T0)計(jì)算公式如下：其中t為時(shí)間，t≥T0，單位h；λ為衰變常數(shù)，單位h-1；P1為核反應(yīng)堆廠房泄漏率，單位h-1；ε1為由于反應(yīng)堆廠房?jī)?nèi)放射性物質(zhì)消除措施所引起的氣載放射性物質(zhì)減小速率，單位h-1，Va為反應(yīng)堆廠房的體積，單位m3。以上參數(shù)均可查詢(xún)核電站設(shè)計(jì)手冊(cè)得到。求解以上平衡方程即可求得廠房?jī)?nèi)氣載放射性物質(zhì)隨時(shí)間的變化C1(t)。由核反應(yīng)堆廠房泄漏率P1及C1(t)即可求得釋放到地下洞室內(nèi)的放射性核素種類(lèi)、活度Q1,i。由C1(t)的變化趨勢(shì)可確定時(shí)間點(diǎn)T1。Q1,i計(jì)算公式如下：步驟5)評(píng)估地下核電站洞室工程措施，根據(jù)地下洞室結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模計(jì)算，建立地下洞室內(nèi)的放射性物質(zhì)平衡方程，評(píng)估地下洞室內(nèi)氣載放射性物質(zhì)隨時(shí)間變化Cf(t)。對(duì)于每一種放射性核素，地下洞室內(nèi)氣載放射性物質(zhì)隨時(shí)間變化Cf(t)的平衡方程為：以放射性物質(zhì)釋放至地下洞室的時(shí)刻為基準(zhǔn)時(shí)刻，則Cf(t)的初始值Cf(T1)計(jì)算公式如下：其中t為時(shí)間，t≥T1，單位h；λ為衰變常數(shù)，單位h-1；P2為地下洞室總的泄漏率，單位h-1；ε2為由于洞室內(nèi)放射性物質(zhì)消除措施所引起的氣載放射性物質(zhì)減小速率，單位h-1，Vb為洞室的體積，單位m3。求解以上平衡方程即可求得廠房?jī)?nèi)氣載放射性物質(zhì)隨時(shí)間的變化Cf(t)。步驟6)評(píng)估地下核電站洞室天然屏障，評(píng)估通過(guò)巖體屏蔽層釋放到大氣中的氣載放射性核素種類(lèi)i、活度Q2,i及釋放時(shí)間點(diǎn)T2，將釋放時(shí)間點(diǎn)T2與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的隱蔽時(shí)間、撤離時(shí)間進(jìn)行比對(duì)，若釋放時(shí)間點(diǎn)T2大于隱蔽時(shí)間與撤離時(shí)間，則認(rèn)為在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)放射性物質(zhì)沒(méi)有泄漏到巖體屏蔽層外部，直接進(jìn)入到步驟9)；反之則進(jìn)入到步驟7)；根據(jù)計(jì)算通式，當(dāng)?shù)叵露词壹巴ǖ罏閳A柱形時(shí)，氣載放射性物質(zhì)通過(guò)貫穿、通風(fēng)、排氣等通道進(jìn)入大氣的活度C1,g(t)的計(jì)算公式為：其中，t為時(shí)間，t≥T1，單位h；Cf(t)為洞室內(nèi)的放射性物質(zhì)活度，由步驟(5)計(jì)算得到，單位s-1；π為圓周率；B表示通道寬度，單位m；H表示通道高度，單位m；ε表示通道泄漏率，單位h-1；φ表示反應(yīng)堆廠房洞室跨度，單位m；h表示反應(yīng)堆廠房洞室高度，單位m。以上參數(shù)均可通過(guò)地下核電站設(shè)計(jì)手冊(cè)查詢(xún)。放射性物質(zhì)通過(guò)巖體輸運(yùn)及彌散效應(yīng)進(jìn)入大氣的活度C2,g(t)的計(jì)算公式為：C2,g(t)＝ke-ηNCf(t)其中，t為時(shí)間，t≥T1，單位h；Cf(t)為洞室內(nèi)的放射性物質(zhì)活度，單位s-1；η表示氣載放射物在巖體中的擴(kuò)散系數(shù)，單位m-1；N表示巖體厚度，單位m；k為修正系數(shù)；e表示自然底數(shù)。以上參數(shù)均可通過(guò)查詢(xún)技術(shù)資料或設(shè)計(jì)手冊(cè)得到。將通過(guò)兩種途徑釋放的放射性活度C1,g(t)及C2,g(t)求和，即可得到釋放至大氣中的總的放射性核素的種類(lèi)及活度Q2,i。其中，t為時(shí)間，t≥T1，單位h；根據(jù)C1,g(t)及C2,g(t)的變化規(guī)律，根據(jù)變化曲線(xiàn)圖，可直觀得到放射性核素釋放至大氣中的時(shí)間T2，T2以事故發(fā)生的時(shí)刻為基準(zhǔn)時(shí)刻。對(duì)于放射性物質(zhì)泄漏時(shí)間點(diǎn)T2，與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的隱蔽時(shí)間、撤離時(shí)間進(jìn)行比對(duì)，若放射性物質(zhì)泄漏時(shí)間點(diǎn)T2大于隱蔽時(shí)間2d與撤離時(shí)間7d，則可認(rèn)為在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)放射性物質(zhì)沒(méi)有泄漏到屏蔽層外部，煙羽應(yīng)急計(jì)劃區(qū)初始評(píng)價(jià)內(nèi)外區(qū)半徑為0km，直接進(jìn)入到步驟(9)實(shí)際情況評(píng)估；反之則進(jìn)入到步驟(7)大氣彌散計(jì)算計(jì)算。經(jīng)以上步驟計(jì)算出地下核電站最終大LOCA事故后0～2h內(nèi)釋放的放射性源項(xiàng)數(shù)據(jù)。表2事故后0-2h內(nèi)釋放的放射性源項(xiàng)核素放射性活度(Ci)Kr-85m1.0919E-03Kr-854.2973E-04Kr-871.4162E-03Kr-882.8378E-03Xe-133m2.2919E-04Xe-1337.5135E-03Xe-1351.9568E-03Xe-1385.7297E-04I-1312.6919E-04I-1322.7027E-04I-1335.5135E-04I-1342.4892E-04I-1354.7568E-04步驟7)根據(jù)地下核電站環(huán)境因素?cái)?shù)據(jù)庫(kù)，采用大氣彌散程序計(jì)算地下核電站周?chē)拇髿鈴浬⑶闆r，得到每種放射性物質(zhì)隨時(shí)間和距離變化的放射性物質(zhì)活度分布Qi,t,r，r為距離。以從洞室釋放的放射性物質(zhì)活度為初始量，根據(jù)事先建立的地下核電站環(huán)境因素?cái)?shù)據(jù)庫(kù)，重點(diǎn)考慮地下核電站所在地區(qū)的山地地形、排放源特征、排放時(shí)大氣風(fēng)場(chǎng)特征、空氣相對(duì)濕度、大氣穩(wěn)定度等屬性特征，采用大氣彌散計(jì)算程序計(jì)算地下核電站周?chē)拇髿鈴浬ⅲ玫诫S時(shí)間和距離變化的放射性物質(zhì)活度分布Qi,t,r。步驟8)計(jì)算地下核電站周?chē)S距離分布的人體放射性輻照劑量Dtotal，然后根據(jù)輻射防護(hù)預(yù)防措施計(jì)算評(píng)估可避免劑量ΔD，再綜合以上數(shù)據(jù)評(píng)估地下核電站周?chē)S距離分布的最終公眾劑量DA。評(píng)估人體的放射性輻照劑量?？紤]三種輻射途徑：空氣浸沒(méi)外照射、地面沉積外照射及吸入內(nèi)照射劑量：a)放射性煙云浸沒(méi)外照射不考慮β浸沒(méi)外照射的影響，放射性煙云浸沒(méi)γ照射的計(jì)算公式：其中，r表示離核電站的距離，t表示泄漏時(shí)間，i表示核素種類(lèi)，D1,rt空氣浸沒(méi)外照射劑量，單位Sv，ADF表示大氣彌散因子，單位s/m3，DCF為劑量轉(zhuǎn)換因子，單位(Sv·m3)/(Bq·s)。大氣彌散因子ADF和劑量轉(zhuǎn)換因子DCF均為已知量。b)地面沉積外照射地面沉積外照射評(píng)估公式為：其中，te為評(píng)估時(shí)間點(diǎn)，tc為t時(shí)間段持續(xù)時(shí)間，ts為t時(shí)間段的起始時(shí)間點(diǎn)，D2為tc時(shí)間內(nèi)形成的地面沉積外照射劑量，單位Sv，vd為核素的干沉積速度，λi為i種核素的衰變常量，單位s-1，e為自然常數(shù)。c)吸入內(nèi)照射吸入放射性物質(zhì)引起的內(nèi)照射用如下公式計(jì)算：其中，ABt為成人呼吸率，其他符號(hào)含義與前文相同或類(lèi)似。d)人體放射性輻照劑量Dtotal人體放射性輻照劑量Dtotal評(píng)估公式為Dtotal＝D1,rt+D2,rt+D3,rt評(píng)估防護(hù)措施如服用碘片、緊急撤離等可能帶來(lái)的可避免劑量ΔD?？杀苊鈩┝喀通過(guò)已發(fā)生的核事故經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行預(yù)估，評(píng)估公式為：ΔD＝ΔD1.k1+ΔD2.k2+…+ΔDj.kjΔDj為第j種預(yù)防措施所預(yù)期能減小的劑量，kj為第j種預(yù)防措施成功實(shí)施的概率權(quán)重，j為自然數(shù)。綜合以上數(shù)據(jù)評(píng)估地下核電站周?chē)S距離分布的最終公眾劑量DA：DA＝Dtotal－ΔD。發(fā)生大LOCA事故情況下，地下核電站10km范圍內(nèi)的相關(guān)劑量分布水平如下所示：表3地下核電站劑量分布步驟9)將地下核電站周?chē)S距離分布的最終公眾劑量DA與國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)比，評(píng)估初始地下核電站煙羽應(yīng)急計(jì)劃區(qū)半徑與邊界形狀。確定煙羽應(yīng)急計(jì)劃區(qū)內(nèi)、外區(qū)時(shí)分別參照不同的對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)：確定內(nèi)區(qū)時(shí)參照撤離通用優(yōu)化干預(yù)水平，確定外區(qū)時(shí)同時(shí)考慮隱蔽通用優(yōu)化干預(yù)水平、碘防護(hù)通用優(yōu)化干預(yù)水平和急性照射的劑量行動(dòng)水平。標(biāo)準(zhǔn)通用干預(yù)水平或行動(dòng)水平對(duì)比采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB18871-2002《電離輻射防護(hù)與輻射源安全基本標(biāo)準(zhǔn)》。其中急性照射的劑量行動(dòng)參考如表3：表4急性照射的劑量行動(dòng)參考器官活組織2天內(nèi)器官或組織的預(yù)期吸收劑量/Gy全身(骨髓)1肺6皮膚3甲狀腺5眼晶體2性腺3其中緊急防護(hù)行動(dòng)的通用優(yōu)化干預(yù)水平取值如表4：表5緊急防護(hù)行動(dòng)的通用優(yōu)化干預(yù)水平緊急防護(hù)行動(dòng)時(shí)間/d可防止劑量隱蔽210mSv撤離750mSv碘防護(hù)100mGy由此可得到初始地下核電站煙羽應(yīng)急計(jì)劃區(qū)半徑與邊界形狀。若由步驟5)直接跳至此步驟，則初始地下核電站煙羽應(yīng)急計(jì)劃區(qū)半徑為0km。根據(jù)表3所列劑量分布，分別與表4表5所給的劑量值進(jìn)行比對(duì)可知，在發(fā)生大LOCA事故時(shí)，地下核電站周邊任何距離處的劑量值均遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，初始煙羽應(yīng)急計(jì)劃區(qū)半徑為0km。步驟10)根據(jù)地下核電站的初始煙羽應(yīng)急計(jì)劃區(qū)半徑，結(jié)合實(shí)際情況評(píng)估最終地下核電站煙羽應(yīng)急計(jì)劃區(qū)半徑大小與實(shí)際邊界形狀。根據(jù)地方政府的響應(yīng)需求和響應(yīng)能力、人口、地形特征、出入通道及行政區(qū)劃等因素，評(píng)估最終煙羽應(yīng)急計(jì)劃區(qū)半徑大小與實(shí)際邊界形狀。根據(jù)地下核電站大LOCA事故劑量計(jì)算結(jié)果，初始煙羽應(yīng)急計(jì)劃區(qū)半徑為0km，但由于核電站周邊需要設(shè)置不小于0.5km的禁區(qū)范圍，因此在理論計(jì)算上可將應(yīng)急計(jì)劃區(qū)的范圍設(shè)置為0.5km。其它未詳細(xì)說(shuō)明的部分均為現(xiàn)有技術(shù)，以上所有參數(shù)均可通過(guò)查閱手冊(cè)或計(jì)算得到。本發(fā)明并不嚴(yán)格地局限于上述實(shí)施例。以上所述僅為本發(fā)明的特定實(shí)施例，并不用于限制本發(fā)明。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所做的任何修改、等同替換及改進(jìn)等，都在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3