铀矿通风尾气放射性核素在大气中迁移的数值模拟与实验研究
发布时间：2021-05-17 15:16
铀矿开采过程中产生大量的氡及其子体、铀矿尘、放射性气溶胶等放射性有害物,其所造成的剂量约占整个核燃料循环系统总剂量的83.3%。铀矿通风尾气的排放对周围环境造成一定程度的污染,危害公众健康。尾气中放射性核素在大气中的输运过程十分复杂,它和污染源的性质、输运区域的地形、地貌特征、大气风场、不同地区的气候特征,降水等因素有关。铀矿通风尾气中放射性核素迁移扩散研究是大气污染控制与环境治理要重点解决的课题之一,对促进核行业可持续发展具有重要意义。论文是在国家自然科学基金项目（铀矿井通风尾气核素迁移及安全防护距离综合预测方法研究）的资助下,针对不同风速特性和下垫面粗糙度下核素迁移扩散的特点,采用数值模拟和模型实验的方法研究了铀矿通风尾气放射性核素迁移扩散机理,探讨了辐射安全防护距离的计算方法,提出了关于铀矿通风尾气放射性污染的数值计算方法和预测评价方法。论文的主要工作体现在以下几个方面:（1）系统阐述了铀矿通风尾气排放特点和污染特征;分析了放射性污染问题主要研究方法的适用性及不足。在上述基础上,提出了研究铀矿通风尾气对周围环境放射性污染的数值计算方法和评价方法。（2）系统分析了各种影响大气中铀矿...
【文章来源】：中南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：149 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号说明
第一章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 铀矿通风尾气排放特点及危害
1.3 国内外研究现状
1.3.1 大气弥散模式研究现状
1.3.2 核素污染调查与预测研究现状
1.3.3 模型实验研究现状
1.4 本文的研究内容
第二章 铀矿通风尾气中核素大气迁移扩散影响因素分析
2.1 铀矿山风场特性
2.1.1 风场
2.1.2 湍流
2.2 气象条件和下垫面条件的影响分析
2.2.1 气象条件
2.2.2 下垫面条件
2.3 其他影响因素分析
2.3.1 污染源因素
2.3.2 尾气的抬升因素
2.3.3 沉积因素
2.4 本章小结
第三章 复杂下垫面放射性核素大气迁移扩散数值计算方法
3.1 概述
3.2 复杂下垫面大气风场数值计算方法
3.2.1 控制方程和湍流模型
3.2.2 控制方程离散化
3.3.3 非结构网格 SIMPLEC法
3.2.4 边界条件
3.3 氡气迁移扩散
3.3.1 扩散方程
3.3.2 参数的选择
3.4 核素粒子随机行走模式
3.4.1 模式描述
3.4.2 参数的确定
3.4.3 计算步骤
3.5 铀矿通风尾气核素分相求解计算方法
3.6 本章小结
第四章 复杂下垫面放射性核素在大气中迁移的数值模拟
4.1 研究对象
4.2 三维复杂地形建模
4.2.1 三维数字地形图的概念及其表示方法
4.2.2 三维复杂地形模型的建立
4.2.3 计算模型的观测面
4.3 数值计算条件
4.3.1 流场基本假设
4.3.2 初始条件和边界条件
4.3.3 计算工况
4.4 核素数值计算结果及分析
4.4.1 模型一的计算结果及分析
4.4.2 模型二的计算结果及分析
4.4.3 模型三的计算结果及分析
4.5 数值计算与现场实测对比分析
4.5.1 现场实测及结果
4.5.2 数值计算与实测结果对比分析
4.6 核素氡迁移扩散规律研究
4.7 本章小结
第五章 复杂下垫面放射性核素迁移扩散的实验研究
5.1 模型实验的基本原理
5.1.1 流体流动相似条件
5.1.2 流体动力学相似准则
5.2 相似条件的保证
5.2.1 相似条件
5.2.2 几何相似条件的设置
5.3 模型实验设计
5.3.1 水槽及测试装置
5.3.2 实验模型
5.3.3 实验参数的确定
5.4 实验测量技术
5.4.1 PIV技术
5.4.2 DIPT技术
5.4.3 流动显示技术
5.5 实验结果及对比分析
5.5.1 速度场
5.5.2 浓度场
5.5.3 数值计算与实验结果对比
5.6 本章小结
第六章 铀矿通风尾气中放射性核素污染预测评价
6.1 铀矿通风尾气放射性污染预测
6.1.1 预测理论与方法
6.1.2 放射性核素污染预测
6.2 铀矿安全防护距离评价
6.2.1 现行铀矿辐射防护监测距离
6.2.2 公众个人有效剂量
6.2.3 安全防护距离评价
6.3 铀矿区安全防护措施
6.4 本章小结
第七章 结论与展望
7.1 论文的主要结论
7.2 论文的主要创新点
7.3 问题与展望
参考文献
致谢
攻读学位期间的主要成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]我国铀矿通风尾气放射性核素迁移的研究现状及展望[J]. 谢东,王汉青,周星火. 铀矿冶. 2008(02)
[2]铀矿井排风口尾气对周边农田土壤放射性污染的预测[J]. 李香梅,王汉青,周星火,李向阳. 安全与环境学报. 2007(01)
[3]贵州省某磷矿区氡气及放射性水平的评价[J]. 李舟,杨忠,魏涛,张小乐,喻立新,田祝娟. 中国辐射卫生. 2006(03)
[4]氡及其子体对职业人群和大鼠外周血SOD及MDA的影响[J]. 苏世标,仲恒高,张卫,聂继华,杨鲁静,童建. 工业卫生与职业病. 2006(03)
[5]复杂山地大气环境三维建模与仿真方法[J]. 王汉青,沈小建,李向阳,周星火,谢东. 建筑热能通风空调. 2006(02)
[6]随机游走大气扩散模型在核事故应急中的开发和应用[J]. 池兵,方栋,李红. 核科学与工程. 2006(01)
[7]计算机产生随机数的方法[J]. 张淑梅,李勇. 数学通报. 2006(03)
[8]核事故中放射性核素扩散浓度的理论预测[J]. 魏东,董法军,董希琳. 中国安全科学学报. 2006(03)
[9]关于氡若干问题的讨论（二）——氡危害的历史考究[J]. 吴慧山. 世界核地质科学. 2005(03)
[10]广东下庄铀矿田土壤的天然放射性研究[J]. 王卫星,杨亚新,王雷明,刘庆成,夏元复. 中国环境科学. 2005(01)
博士论文
[1]高大空间多射流湍流场的大涡数值模拟研究[D]. 王汉青.湖南大学 2003
本文编号：3191988
【文章来源】：中南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：149 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号说明
第一章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 铀矿通风尾气排放特点及危害
1.3 国内外研究现状
1.3.1 大气弥散模式研究现状
1.3.2 核素污染调查与预测研究现状
1.3.3 模型实验研究现状
1.4 本文的研究内容
第二章 铀矿通风尾气中核素大气迁移扩散影响因素分析
2.1 铀矿山风场特性
2.1.1 风场
2.1.2 湍流
2.2 气象条件和下垫面条件的影响分析
2.2.1 气象条件
2.2.2 下垫面条件
2.3 其他影响因素分析
2.3.1 污染源因素
2.3.2 尾气的抬升因素
2.3.3 沉积因素
2.4 本章小结
第三章 复杂下垫面放射性核素大气迁移扩散数值计算方法
3.1 概述
3.2 复杂下垫面大气风场数值计算方法
3.2.1 控制方程和湍流模型
3.2.2 控制方程离散化
3.3.3 非结构网格 SIMPLEC法
3.2.4 边界条件
3.3 氡气迁移扩散
3.3.1 扩散方程
3.3.2 参数的选择
3.4 核素粒子随机行走模式
3.4.1 模式描述
3.4.2 参数的确定
3.4.3 计算步骤
3.5 铀矿通风尾气核素分相求解计算方法
3.6 本章小结
第四章 复杂下垫面放射性核素在大气中迁移的数值模拟
4.1 研究对象
4.2 三维复杂地形建模
4.2.1 三维数字地形图的概念及其表示方法
4.2.2 三维复杂地形模型的建立
4.2.3 计算模型的观测面
4.3 数值计算条件
4.3.1 流场基本假设
4.3.2 初始条件和边界条件
4.3.3 计算工况
4.4 核素数值计算结果及分析
4.4.1 模型一的计算结果及分析
4.4.2 模型二的计算结果及分析
4.4.3 模型三的计算结果及分析
4.5 数值计算与现场实测对比分析
4.5.1 现场实测及结果
4.5.2 数值计算与实测结果对比分析
4.6 核素氡迁移扩散规律研究
4.7 本章小结
第五章 复杂下垫面放射性核素迁移扩散的实验研究
5.1 模型实验的基本原理
5.1.1 流体流动相似条件
5.1.2 流体动力学相似准则
5.2 相似条件的保证
5.2.1 相似条件
5.2.2 几何相似条件的设置
5.3 模型实验设计
5.3.1 水槽及测试装置
5.3.2 实验模型
5.3.3 实验参数的确定
5.4 实验测量技术
5.4.1 PIV技术
5.4.2 DIPT技术
5.4.3 流动显示技术
5.5 实验结果及对比分析
5.5.1 速度场
5.5.2 浓度场
5.5.3 数值计算与实验结果对比
5.6 本章小结
第六章 铀矿通风尾气中放射性核素污染预测评价
6.1 铀矿通风尾气放射性污染预测
6.1.1 预测理论与方法
6.1.2 放射性核素污染预测
6.2 铀矿安全防护距离评价
6.2.1 现行铀矿辐射防护监测距离
6.2.2 公众个人有效剂量
6.2.3 安全防护距离评价
6.3 铀矿区安全防护措施
6.4 本章小结
第七章 结论与展望
7.1 论文的主要结论
7.2 论文的主要创新点
7.3 问题与展望
参考文献
致谢
攻读学位期间的主要成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]我国铀矿通风尾气放射性核素迁移的研究现状及展望[J]. 谢东,王汉青,周星火. 铀矿冶. 2008(02)
[2]铀矿井排风口尾气对周边农田土壤放射性污染的预测[J]. 李香梅,王汉青,周星火,李向阳. 安全与环境学报. 2007(01)
[3]贵州省某磷矿区氡气及放射性水平的评价[J]. 李舟,杨忠,魏涛,张小乐,喻立新,田祝娟. 中国辐射卫生. 2006(03)
[4]氡及其子体对职业人群和大鼠外周血SOD及MDA的影响[J]. 苏世标,仲恒高,张卫,聂继华,杨鲁静,童建. 工业卫生与职业病. 2006(03)
[5]复杂山地大气环境三维建模与仿真方法[J]. 王汉青,沈小建,李向阳,周星火,谢东. 建筑热能通风空调. 2006(02)
[6]随机游走大气扩散模型在核事故应急中的开发和应用[J]. 池兵,方栋,李红. 核科学与工程. 2006(01)
[7]计算机产生随机数的方法[J]. 张淑梅,李勇. 数学通报. 2006(03)
[8]核事故中放射性核素扩散浓度的理论预测[J]. 魏东,董法军,董希琳. 中国安全科学学报. 2006(03)
[9]关于氡若干问题的讨论（二）——氡危害的历史考究[J]. 吴慧山. 世界核地质科学. 2005(03)
[10]广东下庄铀矿田土壤的天然放射性研究[J]. 王卫星,杨亚新,王雷明,刘庆成,夏元复. 中国环境科学. 2005(01)
博士论文
[1]高大空间多射流湍流场的大涡数值模拟研究[D]. 王汉青.湖南大学 2003
本文编号：3191988
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