核电厂气载放射性物质源评估方法
【专利摘要】本发明公开了一种核电厂气载放射性物质源评估方法。核电厂放射性物质源包括至少一种放射性核素，该评估方法包括步骤：将放射性物质源的迁移与时变划分成固体空间、液体空间以及气体空间；基于放射性核素从固体空间到液体空间再到气体空间的迁移与时变来得出气体空间中形成的气载放射性核素的活度浓度；以及将气载放射性核素的活度浓度与相应放射性核素的预设活度浓度阈值相比较。根据本发明的技术方案，将核电厂气载放射性物质源的迁移与时变过程划分为在固体、液体和气体三种空间内进行，并逐一进行产生项和消失项量化，从而以通用的模型进行气载放射性物质源评估。
【专利说明】核电厂气载放射性物质源评估方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及核辐射安全领域，尤其涉及一种核电厂气载放射性物质源评估方法。
【背景技术】
[0002]核电厂气载放射性物质源是评估职业和公众所受辐射剂量的重要依据之一，在制定核电厂安全分析报告的标准格式和内容以及审查核电厂安全分析报告的标准审查大纲中，均明确指出了对气载放射性物质源浓度模型和参数的要求。
[0003]但经过大量审核发现，目前针对各种不同类别的气载放射性物质源模型均采用了一种通用的简化模型进行假设，如公式(I)所示。在校核过程中发现，公式(I)并不适用于所有类别的气载放射性物质源。
【权利要求】
1.一种核电厂气载放射性物质源评估方法，其中所述放射性物质源包括至少一种放射性核素，其特征在于，所述评估方法包括步骤: 将所述放射性物质源的迁移与时变划分成固体空间、液体空间以及气体空间； 基于放射性核素从固体空间到液体空间再到气体空间的迁移与时变来得出气体空间中形成的气载放射性核素的活度浓度；以及 将所述气载放射性核素的活度浓度与相应放射性核素的预设活度浓度阈值相比较。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对于除惰性气体以外的放射性核素，首先计算放射性核素从固体空间逃脱至液体空间的迁移与时变，接着计算放射性核素从液体空间蒸发或泄漏至气体空间的迁移与时变，从而得出气体空间中形成的气载放射性核素的活度浓度。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，对于除惰性气体以外的放射性核素，得出气体空间中形成的气载放射性核素的活度浓度的步骤包括: 根据放射性核素从固体空间的消失项计算固体空间中的放射性核素活度； 根据固体空间中的放射性核素活度计算液体空间的产生项，根据液体空间的产生项和放射性核素从液体空间的消失项计算液体空间中的放射性核素活度浓度；以及 根据液体空间中的放射性核素活度浓度计算气体空间的产生项,根据气体空间的产生项和放射性核素从气体空间的消失项计算气体空间中的放射性核素活度浓度。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，对于除惰性气体以外的放射性核素，所述放射性核素从固体空间的消失项取决于放射性核素的放射性衰变以及放射性核素从固体空间扩散至液体空间的逃脱率；所述液体空间的产生项来自于固体空间，与包壳破损的燃料份额、放射性核素从固体空间扩散至液体空间的逃脱率以及固体空间中的放射性核素活度成正比；所述液体空间的消失项取决于去污率、放射性核素的放射性衰变以及放射性核素的蒸发去除率；所述气体空间的产生项来自于液体空间，与液体空间中液体的泄漏率或蒸发率、放射性核素的汽水分配因子以及液体空间中的放射性核素活度浓度成正比；所述气体空间的消失项取决于放射性核素的放射性衰变、放射性核素的排风去除率以及放射性核素的沉积去除率。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，对于除惰性气体以外的放射性核素， 根据固体空间中的放射性核素活度的微分方程计算固体空间中的放射性核素活度，所dAM)一述固体空间中的放射性核素活度的微分方程为
，其中，Af(t)表示固体空间中放射性核素活度，t表示时间，λ d表示放射性核素的放射性衰变常数，D表示包壳破损的燃料份额，Y表示放射性核素从固体空间扩散至液体空间的逃脱率系数， 根据液体空间中的放射性核素活度浓度的微分方程计算液体空间中的放射性核素活度浓度，所述液体空间中的放射性核素活度浓度的微分方程为
其中，A(t)表示液体空间中放射性核素的质量浓度，M表示液体空间中液体总质量，入1表示液体空间去除系数， 根据气体空间中的放射性核素活度浓度的微分方程计算气体空间中的放射性核素活度浓度，所述气体空间中的放射性核素活度浓度的微分方程为
其中，表示气体空间中放射性核素的体积浓度， IY表示液体空间中液体的泄漏率或蒸发率，Pe表示放射性核素的汽水分配因子，V表示气体空间的自由容积，λ ^表示放射性核素的排风去除率常数，λ s表示放射性核素的沉积去除率常数。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对于惰性气体放射性核素，直接计算放射性核素从固体空间逃脱至气体空间的迁移与时变，从而得出气体空间中形成的气载放射性核素的活度浓度。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，对于惰性气体放射性核素，得出气体空间中形成的气载放射性核素的活度浓度的步骤包括: 根据放射性核素从固体空间的消失项计算固体空间中的放射性核素活度；以及根据固体空间中的放射性核素活度计算气体空间的产生项,根据气体空间的产生项和放射性核素从气体空间的消失项计算气体空间中的放射性核素活度浓度。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，对于惰性气体放射性核素，所述放射性核素从固体空间的消失项取决于放射性核素的放射性衰变以及放射性核素从固体空间扩散至液体空间的逃脱率；所述气体空间的产生项来自于固体空间，与包壳破损的燃料份额、放射性核素从固体空间扩散至气体空间的逃脱率以及固体空间中的放射性核素活度成正比；所述气体空间的消失 项取决于放射性核素的放射性衰变、放射性核素的排风去除率以及放射性核素的沉积去除率。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，对于惰性气体放射性核素， 根据固体空间中的放射性核素活度的微分方程计算固体空间中的放射性核素活度，所述固体空间中的放射性核素活度的微分方程为
,其中，Af (t)表示 固体空间中放射性核素活度，t表示时间，λ d表示放射性核素的放射性衰变常数，D表示包壳破损的燃料份额，Y表示放射性核素从固体空间扩散至气体空间的逃脱率系数， 根据气体空间中的放射性核素活度浓度的微分方程计算气体空间中的放射性核素活度浓度，所述气体空间中的放射性核素活度浓度的微分方程为
，其中，C (t)表示气体空间中放射性核素的体积浓度，V 表示气体空间的自由容积，λ ^表示放射性核素的排风去除率常数，λ s表示放射性核素的沉积去除率常数。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述固体空间是乏燃料组件，所述液体空间是冷却剂，所述气体空间是安全壳、燃料贮存厂房或辅助厂房。
【文档编号】G06F19/00GK104182599SQ201310190295
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2013年5月21日 优先权日:2013年5月21日
【发明者】刘圆圆, 张春明, 郑鹏, 刘健 申请人:环境保护部核与辐射安全中心