一种辐射环境管理与评价方法及系统与流程

本发明涉及辐射环境管理与辐射环境影响技术领域，具体涉及一种辐射环境管理与评价方法及系统。

背景技术：

核设施在运行过程中会开展流出物监测和环境监测，随着时间的推移，会积累大量的监测数据，通常这些监测数据会定期以监测报告的形式汇总并呈报给上级管理部门，对于数据的统计、分析，以及多年数据的进一步挖掘和应用较少，如何有效利用流出物和环境监测数据，并用于辐射环境影响评价，是提高监测数据使用效率和提升辐射环境管理与评价水平需要关注的方向。

部分核设施排放的流出物中具有氚、¹⁴c、¹²⁹i、⁸⁵kr等特殊核素，其在环境和人体中的转移规律和对人体的照射途径方面，与常规核素存在着差异，目前常用的辐射环境影响评价系统中未充分考虑其特殊性。

综上所述，为了进一步提升核设施的辐射环境管理水平，需要加强对流出物和环境监测等辐射监测数据的科学管理和有效利用，因此，建立一套辐射环境管理与评价系统是十分必要的。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种辐射环境管理与评价方法及系统，该方法及系统对流出物和环境监测等辐射监测数据的科学管理和有效利用。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

第一方面，本发明提供一种辐射环境管理与评价方法，所述方法为：

获取核设施厂区气载流出物排放口参数及排放口位置坐标；

获取各排放口气载流出物排放口的流出物监测数据；

获取评价范围内人口分布及居民食物消费量数据；

获取核设施排放口大气扩散因子；

将上述气载流出物排放口参数及排放口位置坐标、流出物监测数据、人口分布及居民食物消费量数据及核设施排放口大气扩散因子输入至常规核素剂量估算模型中，进行公众个人有效剂量的计算。

在一种可能实施的方式中，所述方法还包括：将上述气载流出物排放口参数及排放口位置坐标、流出物监测数据、人口分布及居民食物消费量数据及核设施排放口大气扩散因子输入至特殊核素剂量估算模型中，进行公众个人有效剂量的计算，其中特殊核素为核素氚、¹⁴c、¹²⁹i及⁸⁵kr。

第二方面，本发明提供一种辐射环境管理与评价系统，所述系统包括：

厂址环境特征数据模块，可统计分析评价范围内不同方位和距离处不同年龄组的人口分布数据和不同年龄组各类食物的消费量统计数据，以及用于将厂址区域的气象数据统计分析生成可用于大气扩散模型计算的气象数据；

核设施特征数据模块，用于生成核设施厂区平面位置及气载流出物排放口参数的排放口数据；

流出物监测数据管理模块，用于生成各排放口气载流出物排放口的流出物监测数据；

环境监测数据管理模块，用于不同环境介质监测结果的统计、分析和管理；

气载流出物迁移扩散模拟模块，用于计算核设施排放口大气扩散因子，所述气载流出物迁移扩散模拟模块分别与所述核设施特征数据模块、厂址环境特征数据模块及流出物监测数据管理模块通信相连，用于获取所述气象数据、排放口数据以及流出物监测数据；

辐射环境影响评价模块，用于结合气象数据、排放口数据、流出物监测数据以及核设施排放口大气扩散因子至常规核素剂量估算模型中，进行公众个人有效剂量的计算；以及

数据管理模块，用于对厂址环境特征数据模块、核设施特征数据模块、气载流出物迁移扩散模拟模块、流出物监测数据管理模块、环境监测数据管理模块及辐射环境影响评价模块中的输入数据、中间数据和输出数据的管理。

在一种可能实施的方式中，所述辐射环境影响评价模块还包括用于结合气象数据、排放口数据、流出物监测数据以及核设施排放口大气扩散因子至特殊核素剂量估算模型中，进行公众个人有效剂量的计算，其中特殊核素为核素氚、¹⁴c、¹²⁹i及⁸⁵kr。

在一种可能实施的方式中，所述厂址环境特征数据模块包括厂址自然环境特征数据和社会环境特征数据，所述自然环境特征数据包括厂址特征气象数据和自然保护区分布情况数据。

在一种可能实施的方式中，所述气载流出物排放口参数包括烟囱高度、烟囱内径、出口烟气速率、邻近建筑物高度以及相对位置坐标。

在一种可能实施的方式中，所述流出物监测数据管理模块包括流出物监测点位及监测结果的统计和分析，所述监测结果包括核素种类、核素浓度和排风量，所述统计和分析包括各排放口各核素排放浓度最小值、最大值和平均值统计。

在一种可能实施的方式中，所述环境监测数据管理模块包括环境监测点位及监测结果的统计和分析，所述监测数据包括不同监测点位的空气、沉降灰、水体、土壤、底泥、动植物等介质中的核素浓度，以及γ剂量率；结果统计包括和分析包括评价范围内不同监测点位不同介质中核素监测结果的最小值、最大值和平均值统计；在统计的基础上对一定时间内的环境监测数据情况进行趋势分析。

本发明的有益效果为：本发明基于地理信息系统提供的流出物排放点和接收点的精确位置关系，对环境监测数据和流出物监测数据进行管理，采用大气扩散模型和辐射剂量估算模型，建立排放点与接收点之间的辐射环境影响关系，可实现设施流出物和环境监测数据的统计分析，以及辐射环境影响评价。

附图说明

图1为本发明实施例中辐射环境管理与评价系统结构原理方框示意图。

图中：

100-辐射环境管理与评价系统，101-场址环境特征数据模块，102-核设施特征数据模块，103-气载流出物迁移扩散模拟模块，104-流出物监测数据管理模块，105-数据管理模块，106-辐射环境影响评价模块，107-环境监测数据管理模块。

具体实施方式

下面结合说明书附图与具体实施方式对本发明做进一步的详细说明。

实施例一

参见附图1所示，本实施例提供一种辐射环境管理与评价系统100，包括场址环境特征数据模块101、核设施特征数据模块102、流出物监测数据管理模块104、环境监测数据管理模块107、气载流出物迁移扩散模拟模块103、辐射环境影响评价模块106。

场址环境特征数据模块101包括场址自然环境特征数据和社会环境特征数据。自然环境特征数据包括场址特征气象数据和自然保护区分布情况数据，其中，场址特征气象数据为代表性气象站近三年连续一年的逐时地面气象数据，包括风向、风速、降水量的、温度、湿度、总云、低云、站点压力等；自然保护区分布情况数据包括评价范围内的自然保护区与场址的相对位置和距离。社会环境特征数据包括评价范围内不同年龄组的人口分布数据、不同年龄组的食物消费量数据。输入评价范围内不同方位和距离的人口调查数据和不同年龄组的比例结构，系统模块可统计分析评价范围内不同方位和距离，不同年龄组的人口分布数据。输入评价范围内不同年龄组各类食物的消费量统计数据，系统模块可统计分析评价范围内不同年龄组的食谱和来自评价区域范围内的份额。输入典型气象站的气象数据(风向、风速、降水量的、温度、湿度、总云、低云、站点压力等)和站点信息(经纬度、观测高度、站点编号)，系统模块可统计分析形成可用于大气扩散模型计算的气象数据格式。

核设施特征数据模块102包括厂区平面布置、气载流出物排放口关键参数及位置；气载流出物排放口关键参数包括烟囱高度、内径、出口烟气速率、临近建筑物高度和相对位置坐标；其可形成用于大气扩散模型计算和辐射环境影响评价的排放口数据格式。

流出物监测数据管理模块104包括流出物监测点位、监测结果的统计和分析；流出物监测结果包括核素种类、核素浓度和排风量；结果统计和分析包括各排放口各类核素排放浓度最小值、最大值和平均值统计，各排放口各类核素的排放量统计，各排放口放射性排放总量统计；在统计的基础上对一定时间内的流出物排放情况进行趋势分析。通过输入各气载流出物排放口的流出物监测数据，如每次监测的排放口编号、排风量、各核素的排放浓度(最小值、最大值和平均值)，系统模块可对流出物排放数据进行统计分析和管理，统计各烟囱不同核素在不同时间段内的排放量和变化趋势，每个烟囱不同时间段内气载流出物排放总量和变化趋势，对于一个设施有多个排放口的还可以统计该设施不同时间段内气载流出物排放总量和变化趋势；同时，还可形成用于辐射环境影响评价模块106的释放源项数据格式。

环境监测数据管理模块107包括环境监测点位、监测结果的统计和分析；环境监测数据包括不同监测点位的空气、沉降灰、水体、土壤、底泥、动植物等介质中的核素浓度，以及γ剂量率；结果统计包括和分析包括评价范围内不同监测点位不同介质中核素监测结果的最小值、最大值和平均值统计；在统计的基础上对一定时间内的环境监测数据情况进行趋势分析。

气载流出物迁移扩散模拟模块103包括大气迁移扩散模型，可进行评价范围内大气扩散因子的计算；大气迁移扩散模型可用于点源、面源、体源等不同类型的排放源的大气迁移扩散计算，也可以用于多个排放源同时进行计算。通过输入确定计算的排放口，调用核设施特征数据模块102中对应排放口的烟囱高度、内径、出口烟气速率、临近建筑物高度和相对位置等参数数据，再调用场址环境特征数据模块101的气象参数数据，结合大气扩散模型计算相应的大气扩散因子，用于辐射环境影响评价模块106。

辐射环境影响评价模块106包括常规核素剂量估算模型和特殊核素剂量估算模型。辐射环境影响评价模块106可根据场址环境特征数据模块101的评价范围内不同年龄组人口和居民食物消费量数据、核设施特征数据模块102的排放口数据、流出物监测数据管理模块104的不同排放点的核素排放数据、气载流出物迁移扩散模拟模块103的大气扩散因子数据，计算不同核素所致居民的空气浸没外照射、地表沉积外照射、吸入内照射、食入内照射个人剂量，以及个人总有效剂量。通过调用核设施特征数据模块102的排放口数据、流出物监测数据管理模块104中各排放口的流出物监测管理数据、场址环境特征数据模块101的人口分布和居民食物消费量数据，以及气载流出物迁移扩散模拟模块103的大气扩散因子数据，结合常规核素剂量估算模型和特殊核素剂量估算模型进行公众个人有效剂量的计算。其中常规核素剂量估算模块可计算气载流出物中常规核素所致公众的空气浸没外照射、地表沉积外照射、吸入内照射和食入内照射个人剂量。特殊核素剂量估算模块可计算气载流出物中氚所致公众吸入内照射和食入内照射个人剂量，¹⁴c所致公众的空气浸没外照射、吸入剂量内照射和食入内照射个人剂量，¹²⁹i所致公众的剂空气浸没外照射、地表沉积外照射、吸入内照射和食入内照射个人剂量。⁸⁵kr所致公众的空气浸没外照射个人剂量。计算结果可输出评价范围内各子区的年均个人有效剂量、不同核素对评价范围内最大个人有效剂量的贡献比例、不同照射途径对评价范围内最大个人有效剂量的贡献比例、评价范围内各子区的年集体剂量和评价范围内的总集体剂量。

数据管理模块105，所述数据管理模块105用于对厂址环境特征数据模块101、核设施特征数据模块102、气载流出物迁移扩散模拟模块103、流出物监测数据管理模块104、环境监测数据管理模块107及辐射环境影响评价模块106中的输入数据、中间数据和输出数据的管理，包括各种数据的存储、输出和查询。

实施例二

本实施例提供一种辐射环境管理与评价方法，包括以下步骤：

s1、获取核设施厂区气载流出物排放口参数及排放口位置坐标；气载流出物排放口关键参数包括烟囱高度、烟囱内径、出口烟气速率、临近建筑物高度和相对位置坐标，相对位置为临近建筑物相对于排放口的相对位置；

s2、获取各排放口气载流出物排放口的流出物监测数据；通过利用流出物监测数据管理模块104进行监测，流出物监测结果包括核素种类、核素浓度和排风量；结果统计和分析包括各排放口各类核素排放浓度最小值、最大值和平均值统计，各排放口各类核素的排放量统计，各排放口放射性排放总量统计；在统计的基础上对一定时间内的流出物排放情况进行趋势分析；

s3、获取评价范围内人口分布及居民食物消费量数据；通过在场址环境特征数据模块101中输入评价范围内不同方位和距离的人口调查数据和不同年龄组的比例结构，系统模块可统计分析评价范围内不同方位和距离，不同年龄组的人口分布数据。输入评价范围内不同年龄组各类食物的消费量统计数据，系统模块可统计分析评价范围内不同年龄组的食谱和来自评价区域范围内的份额；

s4、获取核设施排放口大气扩散因子；通过在气载流出物迁移扩散模拟模块103中输入确定计算的排放口，调用核设施特征数据模块102中对应排放口的烟囱高度、内径、出口烟气速率、临近建筑物高度和相对位置等参数数据，再调用场址环境特征数据模块101的气象参数数据，结合大气扩散模型计算相应的大气扩散因子；

s5、将上述气载流出物排放口参数及排放口位置坐标、流出物监测数据、人口分布及居民食物消费量数据及核设施排放口大气扩散因子输入至常规核素剂量估算模型中，进行公众个人有效剂量的计算；在另一实施例中，还将上述气载流出物排放口参数及排放口位置坐标、流出物监测数据、人口分布及居民食物消费量数据及核设施排放口大气扩散因子输入至特殊核素剂量估算模型中，进行公众个人有效剂量的计算，其中特殊核素为核素氚、¹⁴c、¹²⁹i及⁸⁵kr。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。