山地丘陵海岸区核电厂近区污染物扩散的风洞实验

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作者 姚易辰 李若洁 +4 位作者 潘妍慧 吕思博 张俊芳 吕明华 李云鹏 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第28期12304-12313,共10页

针对山地丘陵海岸地区核电厂近区污染物的流动扩散开展了风洞实验。以Nemoto准则作为动力相似的判据,对厂址周边复杂的地形地貌以及厂区内建筑物进行1∶800的缩比模拟。通过使用热线风速仪二维热线探头进行流动测量实验,采用60路同步自... 针对山地丘陵海岸地区核电厂近区污染物的流动扩散开展了风洞实验。以Nemoto准则作为动力相似的判据,对厂址周边复杂的地形地貌以及厂区内建筑物进行1∶800的缩比模拟。通过使用热线风速仪二维热线探头进行流动测量实验,采用60路同步自动化示踪测量系统开展示踪实验,对采集到的核电厂近区流场信息和浓度场信息进行整理分析。结果表明,风向、山体和建筑物会共同作用于区域流场,使得流场的空气动力学特性产生显著改变;建筑物尾流区的高度为上游山体高度的2.1~2.7倍,长度为上游山体高度11~30倍;排放高度的增加,使得地面最大扩散因子降低了29.1~62.5倍,出现的下风距离延长了480~1000 m。 展开更多

关键词 核电厂 大气扩散 风洞 山地丘陵海岸

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CALMET嵌入核事故后果评价系统有效性研究 被引量：1

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作者 牛嫣静 吕明华 +2 位作者 黄莎 郭欢 李鸣野 《核电子学与探测技术》 CAS 北大核心 2024年第5期799-805,共7页

选择不同下垫面代表性厂址,利用观测数据,对CALMET嵌入核事故后果评价系统的有效性进行验证分析。结果表明:CALMET能够较为准确地模拟风向、风速和温度的日变化过程;滨海厂址主风向角偏差在一个风向角内,风速的平均绝对误差在2 m/s内,... 选择不同下垫面代表性厂址,利用观测数据,对CALMET嵌入核事故后果评价系统的有效性进行验证分析。结果表明:CALMET能够较为准确地模拟风向、风速和温度的日变化过程;滨海厂址主风向角偏差在一个风向角内,风速的平均绝对误差在2 m/s内,温度的平均绝对误差在2℃左右;内陆厂址,主风向角偏差在两个风向角内,风速的平均绝对误差小于2 m/s,温度的平均绝对误差在2℃内;CALMET模拟24 h的平均运行时间为15.84 s,可满足应急响应的需求。 展开更多

关键词 CALMET 核事故后果评价 气象场

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建筑物及地形对小尺度扩散影响的风洞实验研究

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作者 张芳 范丹 +4 位作者 郭占杰 吕明华 黄莎 李云鹏 张俊芳 《辐射防护》 北大核心 2025年第2期149-156,共8页

本文针对典型滨海核电厂址开展小尺度范围内风洞模拟实验研究,研究了小尺度范围内建筑物群及地形对局地流场及扩散的影响。风洞实验模型缩比为1∶600,通过调整风廓线、湍强廓线及排放参数保证了物理模型与原型的相似。实验研究了在年均... 本文针对典型滨海核电厂址开展小尺度范围内风洞模拟实验研究,研究了小尺度范围内建筑物群及地形对局地流场及扩散的影响。风洞实验模型缩比为1∶600,通过调整风廓线、湍强廓线及排放参数保证了物理模型与原型的相似。实验研究了在年均风速及小风条件下建筑物和地形对流场的扰动,研究结果表明,在WNW~ESE风向轴线上,由于建筑物影响引起速度亏损和湍流强度增大,选择建筑物周围不同方位的测量点位置进行测量,可见不同的速度亏损与湍流强度变化。以烟囱和地面不同释放高度进行了年均风和小风条件的示踪实验,年均风条件下,烟囱排放时ESE风向轴向最大弥散因子为4.05×10^(-5)s/m^(3),轴向最大弥散因子的出现距离在240 m;近地面排放时轴向最大弥散因子为4.79×10^(-3)s/m^(3),轴向最大弥散因子的出现距离在45 m。 展开更多

关键词 风洞 小尺度 建筑物 小风条件

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基于深度强化学习的动态核应急撤离优化决策模型研发

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作者 李鸣野 姚仁太 +5 位作者 郭欢 张俊芳 吕明华 徐向军 牛嫣静 贾博慧 《辐射防护》 北大核心 2025年第5期517-529,共13页

核事故情景下人员的及时、有效撤离对减少辐射暴露、保障公众安全至关重要。传统路径规划算法虽然能够快速计算静态最短路径,但难以适应辐射剂量场动态变化带来的挑战。本文提出了一种基于深度强化学习的动态核应急撤离优化决策模型(MD-... 核事故情景下人员的及时、有效撤离对减少辐射暴露、保障公众安全至关重要。传统路径规划算法虽然能够快速计算静态最短路径,但难以适应辐射剂量场动态变化带来的挑战。本文提出了一种基于深度强化学习的动态核应急撤离优化决策模型(MD-DQN算法模型),通过建立马尔可夫决策过程(MDP)模型,以动态辐射剂量场信息、路网信息和实时位置为状态空间,设计了一种综合考虑路径长度、辐射暴露及方向性引导的多因素奖励函数,驱动智能体自主地学习最优的动态撤离决策策略。同时,通过优化网络结构设计和即时奖励机制,提高了算法的收敛性与泛化性能。仿真实验表明,与传统的Dijkstra算法和A^(*)算法相比,MD-DQN算法能够及时避开高辐射风险区域,显著降低撤离过程中人员的辐射暴露,且具有更优的实时路径调整能力和环境适应性。研究成果可为核应急撤离决策提供高效、智能的辅助支持工具,并为未来在多源辐射、多智能体协同以及实时数据驱动的智能化决策领域提供新的研究思路。 展开更多

关键词 深度强化学习 核应急撤离 动态撤离决策 马尔可夫决策过程 MD-DQN

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基于深度强化学习的动态核应急防护行动优化决策模型研发

5

作者 李鸣野 吕明华 +6 位作者 张俊芳 姚仁太 郭欢 牛嫣静 赵丹 李煜 田芷洁 《核电子学与探测技术》 北大核心 2025年第10期1488-1499,共12页

针对核事故情境下复杂多变的防护行动决策问题,本文提出一种融合马尔可夫决策过程与深度强化学习的动态优化模型。该模型包含执行环境模块、深度强化学习网络模块和优化决策模块三大模块,通过奖励函数引导机制与状态映射机制实现路径优... 针对核事故情境下复杂多变的防护行动决策问题,本文提出一种融合马尔可夫决策过程与深度强化学习的动态优化模型。该模型包含执行环境模块、深度强化学习网络模块和优化决策模块三大模块,通过奖励函数引导机制与状态映射机制实现路径优化、隐蔽等策略组合的智能生成。在核事故后果评价系统模拟条件下,该模型经约200轮训练后实现收敛,训练时长控制在10 min以内,可有效降低剂量暴露、提升疏散效率并优化路径合理性。研究结果验证了该模型在复杂核应急响应中的策略适应性与优化能力,为构建智能化核事故辅助决策系统提供了方法依据与工程参考。 展开更多

关键词 防护行动 马尔可夫决策过程 深度强化学习 动态优化

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典型核电厂址大型自然通风冷却塔对扩散的影响规律初探

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作者 张俊芳 李若洁 +6 位作者 李云鹏 吕明华 赵丹 潘妍慧 吕思博 姚易辰 姚仁太 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期2058-2067,共10页

近海核电厂采用二次循环冷却供水方式,配逆流式大型海水自然通风冷却塔。由于冷却塔作为高大建筑物以及冷却塔排放的雾羽对烟囱排放污染物扩散会造成影响,因此,需要针对工程布局,开展核电厂址大型自然通风冷却塔对扩散的影响规律研究。... 近海核电厂采用二次循环冷却供水方式,配逆流式大型海水自然通风冷却塔。由于冷却塔作为高大建筑物以及冷却塔排放的雾羽对烟囱排放污染物扩散会造成影响,因此,需要针对工程布局,开展核电厂址大型自然通风冷却塔对扩散的影响规律研究。本研究联合风洞实验与数值模拟技术,发现核电厂大型冷却塔卷吸效应对放射性物质迁移途径和分布特征有显著影响。研究结果表明,无论是否排放雾羽,大型自然通风冷却塔都存在卷吸效应,烟囱排放的气载污染物会通过冷却塔底部进风口进入冷却塔,作为高架源进行二次排放。相比不排放雾羽,排放雾羽时的卷吸效应更加显著,通过冷却塔二次排放的污染物浓度显著增加。 展开更多

关键词 自然通风冷却塔 卷吸效应 气载污染物 扩散影响

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近海核电厂核素地下水释放通量的模型计算方法 被引量：4

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作者 朱君 李婷 +2 位作者 陈超 谢添 张艾明 《吉林大学学报（地球科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期201-211,共11页

为了定量计算陵区近海核电站排水管线泄漏情景下核素通过地下水途径向海洋环境的释放通量,以某近海核电站为例进行研究。首先,应用GOCAD软件建立三维地形地质模型,刻画地层的分布、剥蚀以及倾向等特点;然后,运用地下水数值模拟软件FEFLO... 为了定量计算陵区近海核电站排水管线泄漏情景下核素通过地下水途径向海洋环境的释放通量,以某近海核电站为例进行研究。首先,应用GOCAD软件建立三维地形地质模型,刻画地层的分布、剥蚀以及倾向等特点;然后,运用地下水数值模拟软件FEFLOW精细刻画丘陵区地下水系统的补给、径流和排泄特征;最后,以不被吸附滞留的核素3H和被吸附滞留的核素90Sr、137Cs为对象,通过实验测定了90Sr、137Cs在不同岩土介质中的分配系数,模拟计算了排水管线连续渗漏60 a后3H、90Sr、137Cs在地下水中的放射性分布及释放。结果表明:3H迁移速度基本与地下水流速一致,地下水中的最大放射性浓度为0.285 0 Bq/L,第20 000天时向收纳水域的释放通量达到最大值,约526 Bq/d;90Sr吸附性能相对较弱,最大迁移距离约80 m,地下水中的最大放射性浓度为0.032 1 Bq/L;137Cs吸附能力较强,相当长的时间内被滞留在管线附近,地下水中最大放射性浓度分别为6.840×10^(-3) Bq/L,释放通量为0 Bq/d。由弥散度的不确定分析可知,弥散度越大,地下水中3H的最大放射性浓度越小,向海洋环境的释放通量越多。 展开更多

关键词 近海核电厂 丘陵区 地下水 释放通量 核素迁移

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模式鱼类生物标志物在放射生态学研究中的应用及前景

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作者 杜方旎 冯青靓 +1 位作者 原寒 曹少飞 《生态环境学报》 北大核心 2025年第8期1182-1191,共10页

核电作为重要的清洁能源,是全球低碳能源的重要组成部分。随着核电的快速发展,越来越多的研究者关注到核电站排放的核素对周边水生生态环境的影响。模式生物基因组同人类有一定程度的相似性并且对污染物十分敏感,常常被筛选出并应用于... 核电作为重要的清洁能源,是全球低碳能源的重要组成部分。随着核电的快速发展,越来越多的研究者关注到核电站排放的核素对周边水生生态环境的影响。模式生物基因组同人类有一定程度的相似性并且对污染物十分敏感,常常被筛选出并应用于污染物毒理效应和生态评估工作之中。其中,模式鱼类作为水生生态系统的重要组成部分被大量应用于以上研究中。该文阐述了生物标志物的定义及其应具备的特征。对不同种类的模式鱼类生物标志物进行总结分类,详述了其在分子层面、细胞组织和个体种群等不同层级上的毒理学效应。结合目前大量的国内外研究,讨论了亚生物标志物(分子、细胞等)和个体群体标志物在放射生态学评价中的应用情况和存在的优缺点,强调了在环境监测中应考虑多层次标志物相结合的方法。综合而言,模式鱼类生物标志物的应用前景广泛,但仍存在长期暴露的群体效应不明确、生物标志物随时间变化规律未知、环境中复合作用机理不明等问题。今后的研究应逐步解决所面临的问题,提高数据的可靠性,推进其在放射性生态风险评估中的运用,为海洋核污染的环境评估和治理提供科学参考。 展开更多

关键词 模式鱼类 生物标志物 放射生态学 毒理效应 生态风险评估

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气象扩散耦合模型对经典示踪试验ETEX-1的模拟分析

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作者 郭欢 张俊芳 +2 位作者 李鸣野 黄莎 赵多新 《辐射防护》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期603-610,共8页

将中尺度气象模型WRF和扩散模型FLEXPART-WRF相耦合,对经典欧洲长距离示踪试验(ETEX-1)的扩散过程进行数值模拟,同时结合示踪试验数据和MVK(Model Validation Kit)中的统计验证方法,将气象和扩散模拟结果分别与气象观测和浓度监测数据... 将中尺度气象模型WRF和扩散模型FLEXPART-WRF相耦合,对经典欧洲长距离示踪试验(ETEX-1)的扩散过程进行数值模拟,同时结合示踪试验数据和MVK(Model Validation Kit)中的统计验证方法,将气象和扩散模拟结果分别与气象观测和浓度监测数据进行了对比分析。结果表明,气象风分量的模拟值与观测值相关系数平均为0.43,均方根误差平均为3.4 m/s;粒子扩散趋势与风场匹配程度较高,近地面过境浓度覆盖大部分监测站点;指标统计结果也表明,模拟与监测一致性较好,模拟结果能够有效反映当时的流场和扩散特征。气象扩散耦合模型可用于辅助评价核事故下气载放射性污染物扩散对环境的影响。 展开更多

关键词 扩散 耦合模型 示踪试验 数值模拟

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我国南方镭污染区优势植物及根际微生物分析

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作者 原寒 乔新燕 +3 位作者 曹少飞 吴仁杰 李建国 商照荣 《核农学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1146-1152,共7页

为探索我国南方中低水平镭污染土壤环境中优势植物对226Ra的富集规律及其根际微生物特征,对属于中亚热带湿润型季风气候区的南方典型铀矿区进行了野外实地样方调查,采集该地区优势植物和土壤,分析物种优势度、土壤镭污染水平、植物对22... 为探索我国南方中低水平镭污染土壤环境中优势植物对226Ra的富集规律及其根际微生物特征,对属于中亚热带湿润型季风气候区的南方典型铀矿区进行了野外实地样方调查,采集该地区优势植物和土壤,分析物种优势度、土壤镭污染水平、植物对226Ra的转移和富集特征、植物根际微生物特征。结果表明,现场共筛选出15种优势草本植物,以苏丹草(Sorghum sudanense)的生物量最大,富集系数和转运系数分别为0.17、0.45;采样区226Ra的平均浓度为211 Bq·kg^(-1);土壤中存在大量的变形菌门(Proteobacteria)、子囊菌门(Ascomycota)等微生物,且不同的植物根际有特定的微生物类群富集,在放射性环境治理和修复、形成植物-微生物联合修复组合方面具有应用潜力。本研究结果为后期筛选原位治理土壤放射性污染的植物-微生物联合修复技术提供了依据。 展开更多

关键词 镭 超富集植物 转移参数 根际微生物

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铀、钚等在某岩土介质上的吸附及其动力学 被引量：5

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作者 谢添 陈超 +3 位作者 朱君 石云峰 李婷 张艾明 《核化学与放射化学》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期353-361,共9页

选择甘肃嘉峪关地区细砂、强风化花岗岩、粉质粘土三种具有代表性岩土介质,通过静态批式实验获得U、^(239) Pu、^(241) Am和^(244) Cm在三种岩土介质上的吸附动力学过程,采用准二级动力学模型及动边界模型对实验结果进行了拟合,结果表... 选择甘肃嘉峪关地区细砂、强风化花岗岩、粉质粘土三种具有代表性岩土介质,通过静态批式实验获得U、^(239) Pu、^(241) Am和^(244) Cm在三种岩土介质上的吸附动力学过程,采用准二级动力学模型及动边界模型对实验结果进行了拟合,结果表明:U、^(239) Pu、^(241) Am和^(244)Cm在三种岩土介质上的吸附均符合准二级动力学模型。动边界模型拟合结果表明:U在细砂以及粉质粘土介质上的吸附主要受膜扩散控制,在强风化花岗岩介质上的吸附主要受化学反应控制;^(239)Pu在细砂以及强风化花岗岩介质上的吸附主要受膜扩散控制,在粉质粘土上的吸附主要受化学反应控制;^(241)Am在三种岩土介质上的吸附主要受膜扩散控制;^(244)Cm在三种岩土介质上的吸附主要受颗粒扩散控制。 展开更多

关键词 后处理厂 U ^(239)Pu ^(241)Am ^(244)Cm 吸附分配系数 吸附动力学

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铀矿尾矿中U 、Th和226Ra浸出特性研究 被引量：1

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作者 谢添 朱君 +2 位作者 石云峰 陈超 张艾明 《核电子学与探测技术》 CAS 北大核心 2020年第3期493-499,共7页

选择中国北方某铀矿作为研究对象,通过静态溶浸实验初步研究了pH、固液比和浸出时间对铀尾矿中U、Th、26Ra浸出的影响,分析了不同pH条件下U(Ⅵ)及Th(Ⅳ)在浸出液中的赋存形态,并利用收缩核模型分析了不同pH条件下U、Th8SRa的浸出机制。... 选择中国北方某铀矿作为研究对象,通过静态溶浸实验初步研究了pH、固液比和浸出时间对铀尾矿中U、Th、26Ra浸出的影响,分析了不同pH条件下U(Ⅵ)及Th(Ⅳ)在浸出液中的赋存形态,并利用收缩核模型分析了不同pH条件下U、Th8SRa的浸出机制。实验结果表明:溶浸液pH越小越有利于U、Th的浸出;一定范围内固液比越小越有利于U.28Ra的浸出,对Th的浸出影响较小;不同浸出时间下U、Th2Ra的浸出趋势可分为速浸出阶段、缓慢浸出阶段和浸出平衡阶段。 展开更多

关键词 铀尾矿 U TH 226RA 溶浸实验

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^(99)Tc在甘肃某处置场及周边区域的吸附-解吸特性与赋存形态研究

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作者 王鹏 王赵明 +5 位作者 石云峰 杨彪 梁鹏亮 谢添 张艾明 陈超 《核电子学与探测技术》 CAS 北大核心 2023年第2期339-347,共9页

^(99)Tc半衰期长,赋存形态多样且容易被生物吸收利用,是高放废物处置中最需要考虑的放射性核素之一。以^(99)Tc为研究对象,在甘肃某处置场实地取样,针对不同岩样开展吸附-解析试验。试验结果表明,^(99)Tc在6种岩土样中的分配系数值为0.7... ^(99)Tc半衰期长,赋存形态多样且容易被生物吸收利用,是高放废物处置中最需要考虑的放射性核素之一。以^(99)Tc为研究对象,在甘肃某处置场实地取样,针对不同岩样开展吸附-解析试验。试验结果表明,^(99)Tc在6种岩土样中的分配系数值为0.70~34.2 L/kg,差距较大。其中^(99)Tc在中-微风化大理岩、强风化大理岩中的吸附效果较好;在砂岩、花岗岩等岩体中的吸附效果较差且吸附可逆性较强。进一步利用PHREEQC软件,研究改变氧化还原电位pE、pH条件下^(99)Tc在处置库预选区地下水中的赋存形态变化。计算结果表明,pH对^(99)Tc的赋存形态影响较小,在pH=2~13时,TcO_(4)^(-)是其主要存在形态。pE值对^(99)Tc的赋存形态影响较大,pE<-3.2时,99 Tc的优势赋存形态为Tc(OH)_(4),当地下水pE>-3.19时,^(99)Tc主要以99 TcO_(4)^(-)形态存在。pE值为-3.5--3.0时,地下水中还有少量Ⅳ价^(99)Tc:TcO(OH)_(4)、(TcO(OH)_(2))^(2),Ⅶ价TcO_(4)^(-)。 展开更多

关键词 ^(99)Tc 高放废物处置 吸附解析 赋存形态

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典型铀矿区包气带砂质黏土在不同流速下的水动力弥散规律研究

14

作者 王赵明 杨松 +5 位作者 谢添 陈文杰 梁鹏亮 陈超 石云峰 张艾明 《核电子学与探测技术》 CAS 北大核心 2023年第5期975-984,共10页

铀化学性质活泼,兼具放射性和化学毒性,易发生活化、迁移与富集。铀矿退役后存在的污染物迁移扩散涉及范围广,各核素和其他重金属之间的相互关系复杂,长期影响环境质量和人体健康。水动力弥散是核素在土中迁移的重要形式,弥散度是污染... 铀化学性质活泼,兼具放射性和化学毒性,易发生活化、迁移与富集。铀矿退役后存在的污染物迁移扩散涉及范围广,各核素和其他重金属之间的相互关系复杂,长期影响环境质量和人体健康。水动力弥散是核素在土中迁移的重要形式,弥散度是污染物迁移模拟中最常用的参数。针对我国某典型铀矿区包气带砂质黏土,以3H溶液为示踪剂,进行不同流速下的土柱穿透试验,并运用对流-扩散方程拟合溶质穿透曲线得到弥散度,结果表明,随着流速增大,3H穿透曲线向左移动,且逐渐变陡,且土柱越早到达峰值浓度,峰值浓度也越高;水流速越慢,穿透曲线的后半段3H浓度下降越慢,穿透曲线的“拖尾”现象越严重;1倍、5倍、10倍最大年降雨量条件下,土柱的水动力弥散度DL分别为1.25、3.60、15.00 cm。 展开更多

关键词 铀矿区 包气带 水动力弥散 穿透曲线

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