[Đồ án] Đánh giá phát tán phóng xạ trong môi trường khí

110 1.7K 7
[Đồ án] Đánh giá phát tán phóng xạ trong môi trường khí

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

[Đồ án] Đánh giá phát tán phóng xạ trong môi trường khí

TÀO XUÂN KHÁNH BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Tào Xuân Khánh VẬT LÝ KỸ THUẬT ĐÁNH GIÁ PHÁT TÁN PHÓNG XẠ TRONG MÔI TRƯỜNG KHÍ LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC VẬT LÝ KỸ THUẬT 2008 - 2010 Hà Nội – Năm 2010 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Tào Xuân Khánh ĐÁNH GIÁ PHÁT TÁN PHÓNG XẠ TRONG MÔI TRƯỜNG KHÍ Chuyên ngành : Kỹ thuật hạt nhân và Vật lý môi trường LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC VẬT LÝ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : 1. TS Đặng Thanh Lương 2. TS. Nguyễn Hào Quang Hà Nội – Năm 2010 2 MỤC LỤC MỤC LỤC 3 LỜI CAM ĐOAN 5 DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN 6 DANH MỤC BẢNG SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN 8 PHẦN MỞ ĐẦU 11 A. Lý do chọn đề tài 11 B. Lịch sử nghiên cứu 12 C. Mục đích nghiên cứu 14 D. Đối tượng nghiên cứu 14 E. Phạm vi nghiên cứu 14 F. Các luận điểm cơ bản và đóng góp mới 14 G. Phương pháp nghiên cứu 16 Chương 1 18 TỔNG QUAN VỀ ĐÁNH GIÁ PHÁT TÁN PHÓNG XẠ 18 TRONG KHÔNG KHÍ 18 1.1. Phát tán chất phóng xạ trong không khí 18 1.2. Mô hình phát tán phóng xạ trong môi trường khí 19 1.2. Hai phương pháp đánh giá phát tán phóng xạ phổ biến 22 1.2.1. Phương pháp sử dụng mô hình Gauss 22 1.2.2. Phương pháp sử dụng mô hình Lagrangian 23 1.3. Quy trình đánh giá phát tán phóng xạ trong môi trường khí 24 1.3.1. Các thông số đầu vào cơ bản của một chương trình đánh giá phát tán phóng xạ 26 1.3.2. Chương trình điều tra khí tượng 27 Chương 2 29 GIỚI THIỆU MỘT SỐ PHẦN MỀM TÍNH TOÁN VÀ PHẦN MỀM SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN 29 2.1. Phần mềm Hyplit 30 2.1.1. Sử dụng phần mềm 30 3.1.2. Một số tệp tin dữ liệu khí tượng sử dụng trong mô hình 38 2.2. Chương trình IXP (International Exchange Program) 38 2.2.1. Sử dụng phần mềm 40 2.2.2. Kết quả đầu ra cho ta các thông tin sau 42 2.3. Phần mềm CAP88-PC 43 2.3.1. Sử dụng phần mềm 43 2.3.3. Kết quả đầu ra của CAP88-PC 48 Chương 3 49 ÁP DỤNG PHẦN MỀM ĐỂ ĐÁNH GIÁ PHÁT TÁN PHÓNG XẠ TRONG 49 3 MỘT BÀI TOÁN GIẢ ĐỊNH 49 3.1. Bài toán 1: Dự báo quỹ đạo (hướng) di chuyển của chất phóng xạ trong không khí 49 3.2. Bài toán 2: Dự báo quỹ đạo di chuyển mây phóng xạ theo dạng lưới. 53 3.3. Bài toán 3: Đánh giá nồng độ phóng xạ trong không khí 54 3.4. Bài toán 4: Dự báo phát tán phóng xạ từ một khu vực khác ảnh hưởng đến Việt Nam 57 3.5. Bài toán 5: Đánh giá suất liều chiếu xạ mặt đất, tổng lượng rơi lắng phóng xạ, liều hiệu dụng trong sự cố phát tán phóng xạ trong không khí. .60 3.6. Bài toán 6: Đánh giá ảnh hưởng của phóng xạ trong môi trường khí trong điều kiện phát thải liên tục chất phóng xạ hoạt độ thấp 65 3.7. So sánh với các phần mềm khác 72 Chương 4 80 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 80 4.1. Kết luận 80 4.2. Kiến nghị 80 TÀI LIỆU THAM KHẢO 82 PHỤ LỤC 84 Phụ lục 1: Kết quả tính toán nồng độ chất phóng xạ áp dụng phần mềm Hysplit 84 Phụ lục 2: Kết quả tính toán phát tán phóng xạ áp dụng chương trình IXP96 Phụ lục 3: Kết quả tính toán sử dụng phần mềm CAP88-PC 99 4 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: Luận văn “Đánh giá phát tán phóng xạ trong môi trường khí” là công trình nghiên cứu riêng của tôi. Các số liệu trong luận văn được sử dụng trung thực. Kết quả nghiên cứu được trình bay trong luận văn chưa từng được công bố tại bất kỳ công trình nào khác. Tôi xin chân thành cảm ơn các giảng viên trường Đại học Bách Khoa Hà nội đã truyền đạt cho tôi kiến thức trong thời gian học ở trường. Tôi xin chân thành cảm ơn Cục An toàn bức xạ và hạt nhân đã tạo điều kiện cho tôi trong quá trình làm luận văn. Tôi xin chân thành cảm ơn TS. Đặng Thanh Lương và TS. Nguyễn Hào Quang đã tận tình hướng dẫn tôi hoàn thành tốt luận văn này. Hà nội, ngày 18 tháng 4 năm 2011 Tác giả luận văn Tào Xuân Khánh 5 DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN Hình 1.1: Ví dụ về các quá trình chủ yếu ảnh hưởng đến sự vận chuyển của nhân phóng xạ phát thải trong môi trường khí 19 Hình 1.2 : Sơ đồ quy trình tính toán phát tán phóng xạ trong môi trường khí 25 Hình 2.1: Giao diện ngoài của Phần mềm 31 Hình 2.2: Menu chính 31 Hình 2.3: Nhập thông số đầu vào qua lệnh Setup Run 31 Hình 2.4: Giao diện nhập thông số đầu vào 32 Hình 2.5: Nhập vị trí phát thải (trong ví dụ là 3 vị trí) 32 Hình 2.6: Chạy chương trình tính quỹ đạo 32 Hình 2.7: Thiết lập hiển thị kết quả 33 Hình 2.8: Ví dụ về kết quả tính toán quỹ đạo 33 Hình 2.9: Nhập thông số đầu vào qua lệnh Setup Run 34 Hình 2.10: Giao diện nhập thông số đầu vào 34 Hình 2.11: Giao diện thiết lập các thông tin về chất ô nhiễm, lưới nồng độ, rơi lắng 34 Hình 2.12: Giao diện thiết lập các thông số về chất ô nhiễm 35 Hình 2.13: Giao diện thiết lập các thông số về lưới nồng độ 35 Hình 2.14: Giao diện thiết lập thông số về rơi lắng 36 Hình 2.15: Chạy chương trình tính nồng độ 36 Hình 2.16: Màn hình thiết lập hiển thị 37 Hình 2.17: Ví dụ về kết quả tính toán nồng độ 37 Hình 2.18: Giao diện 1 khi chạy phần mềm CAP88-PC 44 Hình 2.19: Giao diện 2 khi chạy phần mềm CAP88-PC 44 Hình 2.20: Tab cung cấp dữ liệu về nguồn phát thải 45 Hình 2.21: Tab lựa chọn cách chạy CAP88-PC 45 Hình 2.22: Tab cung cấp dữ liệu khí tượng 46 Hình 2.23: Tab cung cấp thông số vật lý về nguồn thải 47 Hình 2.24: Tab cung cấp thông tin về sản xuất nông nghiệp 47 Hình 2.25: Tab cung cấp thông tin về đồng vị phóng xạ phát thải 48 Hình 3.1: Kết quả tính toán quỹ đạo di chuyển theo dạng lưới 54 Hình 3.2: Phát tán phóng xạ từ ngày 8/4 đến 9/4/2011 57 Hình 3.3: Phát tán phóng xạ từ ngày 9/4 đến 10/4/2011 58 Hình 3.4: Phát tán phóng xạ từ ngày 10/4 đến 11/4/2011 58 Hình 3.5: Phát tán phóng xạ từ ngày 11/4 đến 12/4/2011 59 Hình 3.6: Phát tán phóng xạ từ ngày 12/4 đến 13/4/2011 59 Hình 3.7: Phân bố liều theo khoảng cách và hướng 68 Hình 3.8: Tính toán quỹ đạo từ Nga 73 Hình 3.9: Tính toán quỹ đạo từ Nhật Bản 74 Hình 3.10: Tính toán quỹ đạo từ Trung Quốc 75 Hình 3.11: Tính toán quỹ đạo từ Hysplit 76 6 Hình 3.12: Kết quả tính toán nồng độ (từ 4/4 đến 5/4/2011) 77 Hình 3.13: Kết quả tính toán nồng độ (từ 5/4 đến 6/4/2011) 78 Hình 3.14: Kết quả tính toán nồng độ (từ 6/4 đến 7/4/2011) 79 7 DANH MỤC BẢNG SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN Bảng 1.1: Phân loại độ ổn định khí quyển theo Pasquil-Gifford 23 Bảng 2.1: Một số tệp tin dữ liệu khí tượng sử dụng trong mô hình 38 Bảng 2.2: Giao diện nhập thông số đầu vào của mô hình phát tán theo ống khói 41 Bảng 3.1: Kết quả tính toán 2 quỹ đạo trong 12 tháng (năm 2010) 50 Bảng 3.2: Kết quả tính toán suất liều chiếu xạ ở mặt đất đối với đồng vị phóng xạ Cs-137 (ngày 1/4/2011) 62 Bảng 3.3: Kết quả tính toán tổng lượng rơi lắng phóng xạ đối với đồng vị phóng xạ Cs-137 (1/4/2011) 63 Bảng 3.4: Kết quả tính toán tương đương liều hiệu dụng đối với đồng vị phóng xạ Cs-137 (1/4/2011) 64 Bảng 3.5: Tốc độ trung bình và tần suất gió theo 16 hướng và ứng với cấp ổn định khí quyển A theo sự phân lớp của Pasquil 66 Bảng 3.6 : Thông số về các đồng vị phóng xạ phát thải trong năm 67 Bảng 3.7: Số liệu về nông nghiệp 68 Bảng 3.8: Liều tương đương trong các cơ quan (mrem/năm) 69 Bảng 3.9: Tóm tắt liều hiệu dụng thông qua các con đường xâm nhập (mrem/năm) 69 Bảng 3.10: Tóm tắt liều hiệu dụng gây ra bởi các đồng vị phóng xạ (mrem/năm) 70 Bảng 3.11: Các nguy cơ ung thư 70 Bảng 3.12: Nguy cơ ung thư từ các nguồn khác nhau 71 Bảng 3.13: Nguy cơ gây ung thư của các đồng vị phóng xạ 71 Bảng PL1.1: Kết quả tính toán nồng độ phát tán (1/1/2010) 84 Bảng PL1.2: Kết quả tính toán nồng độ phát tán (1/2/2010) 85 Bảng PL1.3: Kết quả tính toán nồng độ phát tán (1/3/2010) 86 Bảng PL1.4: Kết quả tính toán nồng độ phát tán (1/4/2010) 87 Bảng PL1.5: Kết quả tính toán nồng độ phát tán (1/5/2010) 88 Bảng PL1.6: Kết quả tính toán nồng độ phát tán (1/6/2010) 89 Bảng PL1.7: Kết quả tính toán nồng độ phát tán (1/7/2010) 90 Bảng PL1.8: Kết quả tính toán nồng độ phát tán (1/8/2010) 91 Bảng PL1.9: Kết quả tính toán nồng độ phát tán (1/9/2010) 92 Bảng PL1.10: Kết quả tính toán nồng độ phát tán (1/10/2010) 93 Bảng PL1.11: Kết quả tính toán nồng độ phát tán (1/11/2010) 94 Bảng PL1.12: Kết quả tính toán nồng độ phát tán (1/12/2010) 95 Bảng PL2.1: Kết quả tính toán suất liều chiếu xạ ở mặt đất đối với đồng vị phóng xạ I-131 (1/4/2011) 96 Bảng PL2.2: Kết quả tính toán tổng lượng rơi lắng phóng xạ đối với đồng vị phóng xạ I-131 (1/4/2011) 97 Bảng PL2.3: Kết quả tính toán tương đương liều hiệu dụng 98 8 đối với đồng vị phóng xạ v Bảng PL3.1: Liều hiệu dụng cá nhân (cho tất cả các đồng vị phóng xạ và các con đường xâm nhập (mrem/năm) 99 Bảng PL3.2: Nguy cơ tử vong (số người chết) – tính cho tất cả các đồng vị phóng xạ và các con đường xâm nhập 99 Bảng PL3.3: Nồng độ nhân phóng xạ tại khoảng cách 300 m 100 Bảng PL3.4: Nồng độ nhân phóng xạ tại khoảng cách 700 m 100 Bảng PL3.5: Nồng độ nhân phóng xạ tại khoảng cách 2000 m 101 Bảng PL3.6: Nồng độ nhân phóng xạ tại khoảng cách 5630 m 101 Bảng PL3.7: Nồng độ nhân phóng xạ tại khoảng cách 8050 m 102 Bảng PL3.8: Nồng độ nhân phóng xạ tại khoảng cách 10000 m 102 Bảng PL3.9: Nồng độ nhân phóng xạ tại khoảng cách 20000 m 103 Bảng PL3.10: Nồng độ nhân phóng xạ tại khoảng cách 33200 m 103 Bảng PL3.11: Nồng độ nhân phóng xạ tại khoảng cách 50000 m 104 Bảng PL3.12: Nồng độ nhân phóng xạ tại khoảng cách 80000 m 104 Bảng PL3.13 : Phân bố nồng độ tương đối của lớp không khí gần mặt đất của Kr-85(giây/m 3 ) 105 Bảng PL3.14 : Phân bố nồng độ tương đối của lớp không khí gần mặt đất của I-131(giây/m 3 ) 105 Bảng PL3.15: Phân bố nồng độ tương đối của lớp không khí gần mặt đất của I-133 (giây/m 3 ) 106 Bảng PL3.16 : Phân bố nồng độ tương đối của lớp không khí gần mặt đất của Co-60 (giây/m 3 ) 106 Bảng PL3.17: Phân bố nồng độ tương đối của lớp không khí gần mặt đất của Co-58 (giây/m 3 ) 107 Bảng PL3.18: Phân bố nồng độ tương đối của lớp không khí gần mặt đất của Mn-54 (giây/m 3 ) 107 Bảng PL3.19: Phân bố nồng độ tương đối của lớp không khí gần mặt đất của Fe-59 (giây/m 3 ) 108 Bảng PL3.20: Phân bố nồng độ tương đối của lớp không khí gần mặt đất của Sr-89 (giây/m 3 ) 108 Bảng PL3.21: Phân bố nồng độ tương đối của lớp không khí gần mặt đất của Sr-90 (giây/m 3 ) 109 Bảng PL3.22: Phân bố nồng độ tương đối của lớp không khí gần mặt đất của Cs-134 (giây/m 3 ) 109 Bảng PL3.23: Phân bố nồng độ tương đối của lớp không khí gần mặt đất của Cs-137 (giây/m 3 ) 110 Bảng PL3.24: Phân bố nồng độ tương đối của lớp không khí gần mặt đất của C-14 (giây/m 3 ) 110 9 Bảng PL3.25: Phân bố nồng độ tương đối của lớp không khí gần mặt đất của H-3 (giây/m 3 ) 111 10 [...]... tin liên quan đến phát tán phóng xạ của nhà máy điện Fukushima từ nguồn tin của IAEA và Nhật Bản để so sánh, đánh giá 17 Chương 1 TỔNG QUAN VỀ ĐÁNH GIÁ PHÁT TÁN PHÓNG XẠ TRONG KHÔNG KHÍ 1.1 Phát tán chất phóng xạ trong không khí Khí hoặc bụi khí phóng xạ đi vào không khí sẽ trải qua 2 quá trình: vận chuyển và khuếch tán do tính chất vật lý và những yếu tố của không khí bên ngoài mà nó phát thải vào Dòng... phương pháp đánh giá phát tán và quy trình cơ bản đánh giá phát tán phóng xạ trong môi trường khí Ngoài ra, tác giả cũng nghiên cứu một số chương trình tính toán phán tán trong trường hợp hoạt động của nhà máy điện hạt nhân trong điều kiện hoạt động bình thường và trong trường hợp sự cố E Phạm vi nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu của luận văn là phương pháp và quy trình đánh giá phát tán phóng xạ; sử dụng... thiểu mức độ ảnh hưởng của chiếu xạ trong trường hợp xảy ra sự cố Một trong những phương pháp để đánh giá và dự báo được ảnh hưởng của phóng xạ thoát ra từ nhà máy điện hạt nhân là sử dụng các phần mềm tính toán phát tán phóng xạ trong không khí Đánh giá phát tán phóng xạ trong môi trường khí là một vấn đề không mới và đã được nhiều tổ chức quốc tế, nhiều nước xây dựng và phát triển Nhưng Việt Nam chúng... ra, trong việc đánh giá ảnh hưởng của bức xạ đối với cộng đồng dân cư thì việc đánh giá phát tán của phóng xạ từ nhà máy điện hạt nhân, đặc biệt là phát tán trong môi trường khí là một yêu cầu cần phải thực hiện để minh chứng việc tuân thủ quy định của pháp luật về đảm bảo an toàn Việc nghiên cứu xây dựng quy trình đánh giá phát tán cho chúng ta điều kiện tìm hiểu về các bước để đánh giá được phát tán. .. t) Trong trường hợp phát tán theo phương thẳng đứng, nồng độ được xem xét tại điểm z và thời gian t là: t z c( z , t ) = ∫ ∫ P( z , t | z0 , to ) S ( z0,t0 )dz0 dt0 (6) 0 0 1.3 Quy trình đánh giá phát tán phóng xạ trong môi trường khí Quy trình đánh giá phát tán phóng xạ có thể được chia thành 5 giai đoạn cơ bản sau (Hình 2.2): 24 1 Lựa chọn phần mềm tính toán Nghiên cứu phần mềm tính toán phát tán phóng. .. sự vận chuyển của nhân phóng xạ phát thải trong môi trường khí 1.2 Mô hình phát tán phóng xạ trong môi trường khí Khi mô tả quá trình phát tán của các chất ô nhiễm trong không khí bằng các mô hình toán học thì mức độ ô nhiễm không khí thường được đặc trưng bởi giá trị trung bình của nồng độ chất ô nhiễm phân bố theo không gian và thời gian 19 Trong trường hợp tổng quát, giá trị này được mô tả theo phương... thể cho trường hợp nhà máy điện hạt nhân ở Việt Nam 13 C Mục đích nghiên cứu Mục đích nghiên cứu đầu tiên của đề tài là hiểu được các khái niệm cơ bản về phát tán phóng xạ trong không khí, các phương pháp sử dụng mô hình toán để tính toán phát tán phóng xạ Mục đích nghiên cứu thứ hai là nghiên cứu sử dụng một số phần mềm tính toán để phân tích và đánh giá phát tán phóng xạ trong môi trường khí trong. .. TRÌNH ĐÁNH GIÁ PHÁT TÁN PHÓNG XẠ TRONG MÔI TRƯỜNG KHÍ - Vận tốc phụt khí thải c) Các số liệu khí tượng - Vectơ gió (hướng gió và vận tốc) - Lượng mưa - Nhiệt độ không khí - Độ ẩm - Áp suất không khí - Lượng mây - Tổng lượng bức xạ - Bức xạ phản xạ d) Số liệu địa hình, vật chắn - Kích thước vật chắn, núi đồi - Vị trí vật chắn, núi đồi, …so với vị trí phát thải e) Số liệu về tốc độ suy yếu chất phóng xạ trong. .. Ukraine Chất phóng xạ phát tán trong 10 ngày và có nhiều đồng vị phóng xạ Xe133, I-131, Po-210, Cs-137, Sr-90, Pu-239 Nhiệt độ cao tại điểm phát thải làm nâng độ cao hiệu dụng của mây phóng xạ (khoảng 1000 m) Phóng xạ đã di chuyển rất xa Các con đường chiếu xạ chủ yếu từ mây phóng xạ, hít thở I-131 và bị chiếu xạ từ mặt đất bị nhiễm bẩn phóng xạ Trong vòng nhiều ngày, mây phóng xạ lan tỏa toàn châu... tài này để bước đầu tìm hiểu quy trình đánh giá phát tán phóng xạ trong môi trường khí, sử dụng các phần mềm tính toán phát tán để có thể dự báo và đánh giá các ảnh hưởng của phóng xạ trong không khí và tạo tiền đề cho những nghiên cứu sâu hơn, có tính thực tiễn cao hơn phục vụ công việc mà tác giả đang làm tại nơi công tác và phần nào hỗ trợ công tác quản lý trong lĩnh vực năng lượng nguyên tử B Lịch . ĐÁNH GIÁ PHÁT TÁN PHÓNG XẠ 18 TRONG KHÔNG KHÍ 18 1.1. Phát tán chất phóng xạ trong không khí 18 1.2. Mô hình phát tán phóng xạ trong môi trường khí 19 1.2. Hai phương pháp đánh giá phát tán phóng. Nhật Bản để so sánh, đánh giá. 17 Chương 1 TỔNG QUAN VỀ ĐÁNH GIÁ PHÁT TÁN PHÓNG XẠ TRONG KHÔNG KHÍ 1.1. Phát tán chất phóng xạ trong không khí Khí hoặc bụi khí phóng xạ đi vào không khí sẽ trải qua. tìm hiểu quy trình đánh giá phát tán phóng xạ trong môi trường khí, sử dụng các phần mềm tính toán phát tán để có thể dự báo và đánh giá các ảnh hưởng của phóng xạ trong không khí và tạo tiền đề

Ngày đăng: 18/05/2014, 19:34

Từ khóa liên quan

Mục lục

  • MỤC LỤC

  • LỜI CAM ĐOAN

  • DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN

  • DANH MỤC BẢNG SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN

  • PHẦN MỞ ĐẦU

    • A. Lý do chọn đề tài

    • B. Lịch sử nghiên cứu

    • C. Mục đích nghiên cứu

    • D. Đối tượng nghiên cứu

    • E. Phạm vi nghiên cứu

    • F. Các luận điểm cơ bản và đóng góp mới

    • G. Phương pháp nghiên cứu

    • Chương 1

    • TỔNG QUAN VỀ ĐÁNH GIÁ PHÁT TÁN PHÓNG XẠ

    • TRONG KHÔNG KHÍ

      • 1.1. Phát tán chất phóng xạ trong không khí

      • 1.2. Mô hình phát tán phóng xạ trong môi trường khí

      • 1.2. Hai phương pháp đánh giá phát tán phóng xạ phổ biến

        • 1.2.1. Phương pháp sử dụng mô hình Gauss

        • 1.2.2. Phương pháp sử dụng mô hình Lagrangian

        • 1.3. Quy trình đánh giá phát tán phóng xạ trong môi trường khí

          • 1.3.1. Các thông số đầu vào cơ bản của một chương trình đánh giá phát tán phóng xạ

          • 1.3.2. Chương trình điều tra khí tượng

          • Chương 2

Tài liệu cùng người dùng

Tài liệu liên quan