بررسی پخش مواد رادیواکتیو از یک راکتور هسته­ای فرضی MW 5 در شرایط بهره ­برداری عادی و بعد از وقوع یک حادثه در سطح شهر تهران

عنوان                                                                                      صفحه

فهرست مطالب………………………………………………………………….. ‌ه

فصل اول………………………………………………………………………… 1

مقدمه…………………………………………………………………………. 2

1-1- مشخصات راکتور مورد مطالعه در عملکرد عادی…………………….. 6

1-2- مشخصات راکتور مورد مطالعه در حالت حادثه………………………. 7

1-2-1- نوع راکتور……………………………………………………. 7

1-2-2- پارامترهای قلب راکتور……………………………………….. 7

1-2-3- سیستم خنک­کننده………………………………………… 10

1-3- اصول فیزیکی و تئوری پراکندگی…………………………………. 11

1-3-1- فرآیند انتقال و مسیر حرکت……………………………….. 11

1-3-2- پخش توسط گرداب­های آشفتگی…………………………… 12

1-3-3- فرآیندهای تعدیل مانند فرسایش……………………………. 13

1-4- مدل­های پراکندگی جوی…………………………………………. 14

1-5- سمیت پرتویی…………………………………………………….. 15

1-6- تابش و اصطلاح دز……………………………………………….. 19

1-6-1- دز جذبی…………………………………………………… 19

1-6-2- دز معادل…………………………………………………… 19

1-6-3- دز موثر…………………………………………………….. 20

1-6-4- دز معادل موثر جمعی………………………………………. 20

1-6-5- دز معادل تجمعی…………………………………………… 20

1-6-6- ارتفاع گیرنده دز……………………………………………. 21

1-7- راه­های پرتوگیری…………………………………………………. 21

1-7-1- دز ناشی از استنشاق……………………………………….. 24

1-7-2- دز ناشی از بلع……………………………………………… 25

1-7-3- مسیرهای پرتوگیری خارجی………………………………… 27

1-7-3-1- پرتوگیری خارجی از توده پرتوزا…………………………. 27

1-7-3-2- پرتوگیری خارجی از پرتوزایی ته­نشست شده…………….. 28

1-8- ضرورت حفاظت در برابر تابش…………………………………. 31

1-8-1- استانداردهای حفاظت در برابر اشعه………………………… 32

1-8-2- کمیسیون بین­المللی حفاظت پرتوشناختی (ICRP)……….. 33

1-8-3- سازمان بین­المللی انرژی اتمی………………………………. 34

1-8-4- شورای ملی اندازه­گیری­ها و حفاظت در برابر تابش………….. 34

1-8-5- معیارهای اصلی ایمنی تابش………………………………… 34

فصل دوم……………………………………………………………………… 36

مروری بر تحقیقات انجام شده……………………………………………….. 37

فصل سوم…………………………………………………………………….. 41

تئوری انواع مدل­های پخش…………………………………………………. 42

3-1- تعریف پایداری……………………………………………………. 43

3-2- روش­های اندازه­گیری آشفتگی…………………………………….. 44

3-2-1- اندازه­گیری اویلرین…………………………………………. 44

3-2-2- اندازه­گیری لاگرانژین ………………………………………. 45

3-2-3- نسبت زمان لاگرانژین به اویلرین (β)……………………….. 45

3-3- مدل­های پراکندگی مواد…………………………………………… 47

3-3-1- مدل ستونی گوسی برای چشمه­های پیوسته……………….. 47

3-3-1-1- شکل مدل گوسی…………………………………….. 48

3-3-1-2- محاسبه مقدار پارامترهای پراکندگی _y𝞼 و _z𝞼…………… 49

3-3-1-2-1- روش پاسکال…………………………………………. 49

3-3-1-2-2- روش گرادیان دمای عمودی…………………………… 49

3-3-1-2-3-روش عدد ریچاردسون…………………………………. 49

3-3-1-3-تغییر سرعت باد با ارتفاع…………………………………. 50

3-3-2- مدل آماری پخش برای چشمه­های نقطه­ای پیوسته…………. 50

3-3-2-1- محاسبه ضریب همبستگی در لایه­های مرزی…………….. 51

3-3-3- مدل­های مسیر ذرات مونت کارلو برای پخش……………… 54

3-3-4-پخش پف……………………………………………………. 55

3-3-4-1- محاسبه پارامتر پف………………………………………. 57

3-3-4-1-1-رویکرد آماری………………………………………….. 57

3-3-4-1-2-رویکرد همانندی………………………………………. 58

3-3-4-2-کاربردها………………………………………………….. 60

3-3-5- مدل­های همانندی پخش…………………………………… 61

3-3-6-مدل­های پخش نواحی شهری……………………………….. 62

فصل چهارم…………………………………………………………………… 63

توصیفی از مدل نرم­افزاری HYSPLIT……………………………………. 64

4-1- ویژگی­های مدل HYSPLIT……………………………………. 65

4-2- فایل­های ورودی هواشناسی……………………………………….. 66

4-3- محاسبه ناهمواری­ها توسط HYSPLIT…………………………. 67

4-4- سایر پارامترهای ورودی مورد استفاده در مدل HYSPLIT………. 69

4-4-1- ته­نشست خشک……………………………………………. 69

4-4-2- ته­نشست مرطوب…………………………………………… 70

4-4-3- ثابت قانون هنری…………………………………………… 71

4-4-4- باز تعلیق ذرات ته­نشست شده………………………………. 71

4-4-5- چگالی، شکل و قطر ذرات………………………………….. 71

4-5- روش محاسبه غلظت هوا در HYSPLIT……………………….. 72

4-6- ساختن ورودی برای مدل HYSPLIT………………………….. 74

4-6-1- ورودی گرافیکی…………………………………………….. 74

4-6-2- ورودی متنی……………………………………………….. 79

فصل پنجم……………………………………………………………………. 81

مراحل انجام کار…………………………………………………………….. 82

5-1- تفاوت­های کلی بین دو سناریوی عادی و حادثه……………………. 83

5-2- محاسبه ارتفاع موثر دودکش (بر اساس مومنتوم)………………….. 83

5-2-1-تاثیر ارتفاع موثر دودکش در توزیع غلظت……………………. 85

5-3- بازه زمانی انجام محاسبات…………………………………………. 85

5-4- انتخاب زمان­های (روزهای) اجرای برنامه…………………………… 86

5-5- محاسبه دز معادل موثر کل سالانه…………………………………. 87

5-6- مشخصات سایت­های هسته­ای مورد بررسی……………………….. 88

5-7- شبیه­سازی و محاسبات در عملکرد عادی راکتور…………………… 88

5-7-1- چشمه تابشی………………………………………………. 89

5-7-2- ارتفاع موثر در عملکرد عادی راکتور…………………………. 89

5-7-3- انتخاب بدترین روز از نظر فیزیک بهداشت………………….. 90

5-7-4- محاسبه دز دریافتی افراد در حالت عملکرد عادی راکتور……. 91

5-8- شبیه­سازی و محاسبات پس از وقوع حادثه………………………… 92

5-8-1- سناریوی حادثه…………………………………………….. 92

5-8-2- چشمه تابشی………………………………………………. 94

5-8-3- ارتفاع موثر………………………………………………….. 98

فصل ششم……………………………………………………………………. 99

نتایج و بحث………………………………………………………………. 100

6-1- نتایج شبیه­سازی­ها در عملکرد عادی راکتور………………….. 100

6-1-1- نتایج مربوط به شبیه­سازی در تاریخ 9/1/2007………….. 102

6-1-2- نتایج مربوط به شبیه­سازی در تاریخ 15/5/2009………… 103

6-1-3- نتایج مربوط به شبیه­سازی در تاریخ 19/7/2008………… 104

6-1-4- نتایج مربوط به شبیه­سازی در تاریخ 5/11/2010………… 105

6-2- نتایج فاز اول شبیه­سازی­ها در سناریوی وقوع حادثه………….. 106

6-3- نتایج فاز دوم شبیه­سازی­ها در سناریوی وقوع حادثه…………. 107

6-3-1- نتایج مربوط به شبیه­سازی پس از وقوع حادثه در 8/1/2006 (ژانویه)     108

6-3-2- نتایج مربوط به شبیه­سازی پس از وقوع حادثه در 9/2/2006 (فوریه)      110

6-3-3- نتایج مربوط به شبیه­سازی پس از وقوع حادثه در 5/3/2012 (مارس)     111

6-3-4- نتایج مربوط به شبیه­سازی پس از وقوع حادثه در 18/4/2012 (آوریل)   114

6-3-5- نتایج مربوط به شبیه­سازی پس از وقوع حادثه در 23/5/2006 (می)      116

6-3-6- نتایج مربوط به شبیه­سازی پس از وقوع حادثه در 15/6/2009 (ژوئن)    118

6-3-7- نتایج مربوط به شبیه­سازی پس از وقوع حادثه در 25/7/2012 (جولای)  120

6-3-8- نتایج مربوط به شبیه­سازی پس از وقوع حادثه در 25/8/2010 (آگوست) 122

6-3-9- نتایج مربوط به شبیه­سازی پس ازوقوع حادثه در 22/9/2011 (سپتامبر)  124

6-3-10- نتایج مربوط به شبیه­سازی پس از وقوع حادثه در 13/10/2006 (اکتبر)         126

6-3-11- نتایج مربوط به شبیه­سازی پس از وقوع حادثه در 10/11/2009 (نوامبر)         128

6-3-12- نتایج مربوط به شبیه­سازی پس از وقوع حادثه در 26/12/2009 (دسامبر)       130

6-4- نتیجه­گیری و پیشنهادات………………………………………… 132

مراجع…………………………………………………………………….. 134

پیوست الف: نرم­افزارهای مختلف برای تخمین غلظت آلاینده­های جوی… 137