201211放射性核素长距离迁移模拟研究进展

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1、第32卷第4期辐射防护Vol.32No.42012年7月RadiationProtectionJul.2012放射性核素长距离迁移模拟研究进展122崔慧玲，姚仁太，徐向军（1.太原理工大学，太原030027；2.中国辐射防护研究院，太原030006）摘要：放射性核素在大气中的长距离迁移扩散问题，在核事故应急响应、突发事件应急响应、裂变材料生产、核厂址风险评价、源项反演等领域都倍受关注。本文概述了近二十年来长距离迁移模式的发展及特点，总结了模式有效性研究的方法，并对目前放射性核素长距离迁移模式的应用及今后的发

2、展方向进行了综述。关键词：放射性核素；长距离迁移模式中图分类号：X16文献标识码：A出于公共安全考虑，气载放射性污染物LRT研究的基本方法是实验研究方法，包迁移扩散的预测一直受到人们的关注，尤其括实验室研究和外场示踪实验观测，后者是最是切尔诺贝利核事故后，对核泄漏事故的应基本的方法。真正意义上的、设计较好的长距急及决策的需要，使得放射性核素长距离迁离示踪实验研究是从20世纪80年代开始的，移（long-rangetransport，LRT）的研究得到了而大规模的LRT模式研究是从切尔诺贝利核快速发展（本文中

3、长距离是指中到大尺度即事故后开展的。由于开展长距离示踪实验的代百公里到千公里的范围）。近二十年来，随着价是巨大的，所以到目前为止仅开展了5次实微量检测技术、实验室模拟技术和计算机技验，最近的一次是1994年10—11月间开展的术的不断发展与应用，LRT无论是模式的开由EC（欧盟）、IAEA（国际原子能机构）和发还是应用研究，在定量化和精确化的方面WMO（世界气象组织）共同发起组织的ETEX都有了进步，它能在气载放射性烟云到达前（EuropeanTracerExperiment）实验，释放点在预测其对环境污染

4、和公众健康造成的影响，法国西部的Monterfil，迁移范围达2000余[1]在应急响应与管理中为科学决策提供了技术km，涉及17个国家的168个地面监测站点。支持。尽管就研究发展进程而言，目前许多ETEX的数据用来评估参与实时应急响应模式事实和现象还不清楚，尤其是关于一些大气的有效性，并建立了数据库，为今后常规的中微量成分的污染源、它们的迁移、输送和LRT模式的评估提供了工具。直到现在ETEX全球循环等问题，都需要进行观测和研究，数据依然是LRT模式验证的主要工具，此后然而对于放射性核素，人们已经开始从放

5、射的近二十年来没有再进行过这样大尺度的示踪性物质的物理、化学特征出发，探索放射性实验研究。从基本理论发展上看，近年来LRT核素在环境中的行为，特别是放射性核素与并没有取得突破性的重大进展，但是各种应用环境介质之间的相互作用及其迁移规律和最性的模式发展却十分活跃，并具有多方面的明终归宿。显进展。从20世纪60年代使用解析模式（高收稿日期：2011-07-26基金项目：中国广东核电集团科研项目基金资助项目（项目编号：CGNPC-T-2008-061）。作者简介：崔慧玲（1967—），女，1990年毕业于山西大学

6、化学系分析化学专业，2007年硕士毕业于山西大学化学化工学院分析化学专业，现为太原理工大学环境工程在读博士。E-mail：cui0910@126.com崔慧玲等：放射性核素长距离迁移模拟研究进展·241·斯烟流模型）和诺模图（计算图表），到现在或预报模式到NWP产品（气象数值预报）。的拉格朗日轨迹烟团模式、粒子随机游走模近年来更多的LRT模式倾向于以数值预报产式、三维欧拉模式、计算流体力学（CFD）模品如NCEP（美国国家环境预报中心）再分析式以及大气扩散模式与数值天气预报模式耦数据或以ECMWF（欧洲中期

7、天气预报中心）合，模式的模拟方法有了很多变化。对于放数据为气象场进行长距离迁移模拟。在欧洲射性核素的长距离迁移扩散，关注点主要集的JRC项目中（为了给核事故提供支持而开中在：气象数据的可获得性和准确性、扩散展的模式比较的计划项目），大部分长距离模模式中的积分方法、扩散过程的参数化方法式都采用了数值预报为气象输入。随着NWP以及放射性核素剂量估算中的衰减及干湿沉模式网格分辨率的提高和计算机运行速度的积过程的计算。无论哪种模式，准确模拟长提高，扩散模式可以实时连接到NWP模式距离迁移扩散是困难的。对于较大尺度的

8、迁（例如，RAMS或ETA与HYSPLIT；MM5与移扩散问题，已不同于近距离关注的问题，CMAQ衔接作为Model-3系统的一部分；在近距离的研究中，只考虑在平均风场上叠COAMPS与NARAC），NWP所提供的全球再加垂直和水平扩散就足够了；而在较大的尺分析数据和预报风场无论在质量和可获得性度和较长的排放时间内，平均风本身就是变上，都有了巨大的进步，这在某种程度上与量，并且是湍流谱的一个组成部分，且地形计算能