水体放射性核素扩散模型构建.pdf
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1、第卷第期年月核电子学与探测技术 水体放射性核素扩散模型构建赵奎,胡燕(核工业二三研究所,西安)摘要:结合流体扩散和水体放射性等理论知识,建立了水体放射性核素扩散模型,推导了放射性污染物在河流中的扩散解析式。在符合监测系统最小可探测浓度的前提下,对下游监测系统安装位置提出 了建议,通过实例对该扩散模型进行了动态分析。该模型的推导为今后水体放射性监测 治理和放射性核事故救援等工作提供了参考依据。关键词:扩散模型;水体放射性核素;动态分析中图分类号:文献标志码:文章编 号:()核技术的发展和矿业开采的增加,促使人们加强对核设施周围水域和生活周围水体的放射性污染监测。未达标的放射性废液一旦进人受纳水体
2、中就会随水流在水体中扩散,距离排放口不同的监测位置,监测系统所监测的水体放射性核素浓度也有所差异。石剑荣,在多种水体扩散模型的基础上推导出一套适用于鉴别和评估水环境突发事故危害后果的定量估算公式。秦学祥用网格模型对海洋环境中放射性核素扩散进行建立,为海洋核素扩散提供体系方法。为了准确获取水体中放射性核素扩散的动态信息,对上游排放口放射性核素浓度进行溯源,合理选择监测系统安装位置,本文结合水体放射性及流体扩散的理论知识,建立了水体放射性核素扩散一维和三维模型。根据扩散模型,对监测系统的安装提出了建议。通过实例对放射性核素进行动态分析,更好地验证了扩散模型的有效性和实用性,为今后水体放射性监测治理
3、和放射性核事故救援等工作提供参考依据。水体扩散模型推导维瞬 时排放扩散基本公式见式():()力);()式中为探测系统与排水口距离,为时间,;为水流流速,?込为水流弥散系数,;为放射性污染物排放量;为放射性污染物浓度,。根鮮衡关系數方程,推导过:()对方程两端进行关于的傅里叶变换,记()(,?);则变换后的方程记为式()和式():收稿日期作者简介:赵奎(),男,安徽淮北人,工程师,主要从事放射性辐射环境监测与评价研究。(,)(,)(,)(,)(,)()()式中:为放射性污染物排入量;为时间,;为放射性污染物浓度,;、分另!为、方向上的水流速度,;!、久分另丨为、方向上的扩散系数,。系统安装建议(
4、),)()(,):(,)()()对像函数进行傅里叶变换的逆变换求原函数(,)见式():(,)(,)()()(,),)()根据卷积定理和重要积分公式得出式():()()()三维瞬时排放扩散在一维模型的基础上,根据流体的连续性原理和质量平衡关系建立方程:()()式中:(,)表时刻在(,点的放射性污染物浓度,?;分别为方向上的水流速度,;、分别为、:方向上的扩散系数;表在(,位置时刻单位体积时间放射性污染物的排放量。三维扩散模型的推导过程与一维模型类似,推导结果如式()所示:(,)(),()()()()由一维扩散模型可知,当放射性废液在排出口的排出量为时,在水流下游米处的放射性污染物的浓度为。探测系
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