核电厂气态放射性物质的年辐射剂量计算方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种正常工况下核电厂气态放射性物质的年辐射剂量计算方法及系统，属于核电厂辐射环境影响评估技术领域。该方法包括：采集待评价区域用于计算核电厂气态放射性核素的年有效辐射剂量的源数据，根据源数据计算出气态放射性核素对区域内居民造成的公众个人年有效辐射剂量，并根据所述公众个人年有效辐射剂量和区域内的居民数量计算得到气态放射性核素所造成的集体年有效辐射剂量。通过本发明专利技术所提供的方法及系统，能够计算出气体放射性污染物排放点周围80km范围内各子区公众所受到的个人和集体的年有效辐射剂量，满足了开展核电厂正常运行期间对周围公众产生的年辐射影响评价的需要。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及核电厂辐射环境影响评估
，具体涉及一种正常工况下核电厂气态放射性物质排放的年辐射剂量计算方法及系统。
技术介绍
为了提高核辐射环境质量评价工作的科学性，改善环境质量，保证公众的辐射安全，国家环境保护局发布了国家标准GB11215-89《核辐射环境质量评价一般规定》，该标准规定了核辐射环境评价的一般原则和应遵循的技术规定。根据上述国家标准的要求，核电站运行期间需对因放射性物质释放所致电站周围80km范围内公众接受的剂量进行计算和评价。本专利技术正是为了满足上述要求，而提供了一种核电厂放射性物质的年辐射剂量计算方法及系统，该方法及系统根据核电厂正常运行期间放射性物质的排放量和厂址环境特征以及公众生活习惯和食物链等参数，采用适合厂址特征的放射性物质在周围大气的传输、扩散和沉积模式以及公众年辐射剂量计算模式，计算周围80km范围内各子区公众所受到的个人有效剂量和集体有效剂量，并对关键居民组、关键照射途径和关键核素进行计算分析和评价，以满足开展核电厂正常运行期间对周围公众产生的辐射影响评价的需要。
技术实现思路
针对现有技术中存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种正常工况下核电厂气态放射性物质的年年辐射剂量计算方法及系统，通过该方法及系统，能够计算出气体放射性污染物排放点周围80km范围内各子区公众所受到的个人和集体有效年辐射剂量。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种核电厂气态放射性物质的年辐射剂量计算方法，包括以下步骤：(1)采集待评价区域用于计算核电厂气态放射性核素的年有效辐射剂量的源数据；所述源数据包括每年的气态放射性核素监测数据、气象监测数据、固定参数和模式参数；所述固定参数包括待评价区域的居民及其生活习性数据、区域内的下垫面与建筑物特征和气态放射性核素的衰变常数、剂量转换因子、冲洗系数、干沉积速度、浓集因子；所述模式参数包括气态放射性核素的扩散参数、混合层高度和排放物理参数；(2)根据所述源数据计算待评价区域的气态放射性核素对区域内公众个人所造成的年有效辐射剂量De，计算公式为：De＝Dea+Deg+Deh+Dee式中，Dea表示公众个人浸没于含有放射性核素的空气中所致的年有效辐射剂量；Deg表示气态放射性核素沉积在地面对公众个人所致的年有效辐射剂量；Deh表示公众个人吸入气态放射性核素污染的空气所致的年有效辐射剂量；Dee表示公众个人摄入有气态放射性核素沉积的陆地动植物所致的年有效辐射剂量；(3)根据气态放射性核素对区域内公众个人所造成的年有效辐射剂量和区域内居民的数量，计算气态放射性核素对区域内公众集体所造成的年有效辐射剂量D，计算公式为：D＝De×P其中，P表示待评价区域内的公众人口数量。本专利技术实施例中还提供了一种核电厂气态放射性物质的年辐射剂量计算系统，包括：源数据采集子系统，用于采集待评价区域用于计算核电厂气态放射性核素的年有效辐射剂量的源数据；所述源数据包括每年的气态放射性核素监测数据、气象监测数据、固定参数和模式参数；所述固定参数包括待评价区域的居民及其生活习性数据、区域内的下垫面与建筑物特征和气态放射性核素的衰变常数、剂量转换因子、冲洗系数、干沉积速度、浓集因子；所述模式参数包括气态放射性核素的扩散参数、混合层高度和排放物理参数；个人年有效辐射剂量计算子系统，用于根据所述源数据计算待评价区域的气态放射性核素对区域内公众个人所造成的年有效辐射剂量De，计算公式为：De＝Dea+Deg+Deh+Dee式中，Dea表示公众个人浸没于含有放射性核素的空气中所致的年有效辐射剂量；Deg表示气态放射性核素沉积在地面对公众个人所致的年有效辐射剂量；Deh表示公众个人吸入气态放射性核素污染的空气所致的年有效辐射剂量；Dee表示公众个人摄入有气态放射性核素沉积的陆地动植物所致的年有效辐射剂量；集体年有效辐射剂量计算子系统，用于根据气态放射性核素对区域内公众个人所造成的年有效辐射剂量和区域内居民的数量，计算气态放射性核素对区域内公众集体所造成的年有效辐射剂量D，计算公式为：D＝De×P其中，P表示待评价区域内的公众人口数量。本专利技术的有益效果在于：本专利技术提供了一种能够计算出气态放射性污染物排放点周围80km范围内各子区公众所受到的个人和集体有效年辐射剂量的方法，该方法满足了开展核电厂正常运行期间对周围公众产生的辐射影响评价的需要，且通过该方法能够对气态放射性污染物对区域内的关键居民组所造成的影响进行计算分析和评价。附图说明图1为本专利技术实施例一提供的一种核电厂气态放射性物质的年辐射剂量计算方法的流程图；图2为本专利技术实施例二提供的一种核电厂气态放射性物质的年辐射剂量计算方法的流程图；图3为本专利技术具体实施方式中提供的一种核电厂气态放射性物质的年辐射剂量计算系统的结构框图。具体实施方式下面结合说明书附图与具体实施方式对本专利技术做进一步的详细说明。实施例一图1示出了本实施例提供的一种核电厂气态放射性物质排放所致的年辐射剂量计算方法的流程图，该方法可以包括以下步骤：步骤S101：采集待评价区域用于计算核电厂气态放射性核素的年有效辐射剂量的源数据；本实施方式中，所述待评价区域是指以核电站放射性污染物排放点为中心，以80KM为半径画圆所覆盖的区域，即国家标准GB11215-89中规定的需要进行放射性物质释放对公众造成的年辐射剂量进行计算和评价的区域范围。所述源数据包括核电厂每年的气态放射性核素监测数据、气象监测数据、固定参数和模式参数；所述固定参数包括待评价区域的居民及其生活习性数据、区域内的下垫面与建筑物特征和气态放射性核素的衰变常数、剂量转换因子、冲洗系数、干沉积速度、浓集因子等；所述模式参数包括气态放射性核素的扩散参数、混合层高度和排放物理参数等。其中，所述气态放射性核素监测数据即源项，核电站释放到环境中的气态放射性污染物的数量和成分；所述气象监测数据包括风向、风速、稳定度和降雨等；所述居民及其生活习性数据包括居民的数量、年龄、职业、生活习性和食谱等。所述排放物理参数包括放射性核素的排放高度、排放烟囱内径、排放速度、安全壳高度以及建筑物迎风面积等等。本实施方式中，气态放射性核素在大气迁移和扩散过程中对人照射途径主要考虑以下几种：·浸没在含放射性物质的空气中受到的外照射；·沉积在地面的放射性物质造成的外照射；·食入有放射性沉积的粮食、蔬菜、水果等造成的内照射；·食入有放射性沉积的饲料喂养牲畜的肉、奶等造成的内照射；·吸入含放射性物质的空气产生的内照射。本实施方式中，在计算中所使用的剂量转换因子，对于浸没外照射和地表沉积外照射，取自美国联邦导则12号报告(1993)《空气、水和土壤中核素导致的外照射》，其中Cs-137的剂量转换因子考虑了其衰变子体Ba-137m的贡献；食入、吸入内照射剂量转换因子取自《电离辐射防护和辐射源安全基本标准》(GB18871-2002)；各核素的转移系数和浓集因子取自IAEA安全丛书19号报告；剂量计算中所用的居民食谱数据、生活习性数据、动植物养殖和种植数据以及人口数据，使用中国辐射防护研究院2010年完成的《厂址周围人口和人口分布及食谱调查专题报告》。步骤S102：计算待评价区域的气态放射性核素对区域内公众个人所造成的年有效辐射剂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种核电厂气态放射性物质的年辐射剂量计算方法，包括以下步骤：(1)采集待评价区域用于计算核电厂气态放射性核素的年有效辐射剂量的源数据；所述源数据包括每年的气态放射性核素监测数据、气象监测数据、固定参数和模式参数；所述固定参数包括待评价区域的居民及其生活习性数据、区域内的下垫面与建筑物特征和气态放射性核素的衰变常数、剂量转换因子、冲洗系数、干沉积速度、浓集因子；所述模式参数包括气态放射性核素的扩散参数、混合层高度和排放物理参数；(2)根据所述源数据计算待评价区域的气态放射性核素对区域内公众个人所造成的年有效辐射剂量De，计算公式为：De＝Dea+Deg+Deh+Dee式中，Dea表示公众个人浸没于污染的半无线烟云中所致的年有效辐射剂量；Deg表示气态放射性核素沉积在地面对公众个人所致的年有效辐射剂量；Deh表示公众个人吸入气态放射性核素污染的空气所致的年有效辐射剂量；Dee表示公众个人摄入有气态放射性核素沉积的陆地动植物所致的年有效辐射剂量；(3)根据气态放射性核素对区域内公众个人所造成的年有效辐射剂量和区域内居民的数量，计算气态放射性核素对区域内公众集体所造成的年有效辐射剂量D，计算公式为：D＝De×P其中，P表示待评价区域内的公众人口数量。...

【技术特征摘要】
1.一种核电厂气态放射性物质的年辐射剂量计算方法，包括以下步骤：(1)采集待评价区域用于计算核电厂气态放射性核素的年有效辐射剂量的源数据；所述源数据包括每年的气态放射性核素监测数据、气象监测数据、固定参数和模式参数；所述固定参数包括待评价区域的居民及其生活习性数据、区域内的下垫面与建筑物特征和气态放射性核素的衰变常数、剂量转换因子、冲洗系数、干沉积速度、浓集因子；所述模式参数包括气态放射性核素的扩散参数、混合层高度和排放物理参数；(2)根据所述源数据计算待评价区域的气态放射性核素对区域内公众个人所造成的年有效辐射剂量De，计算公式为：De＝Dea+Deg+Deh+Dee式中，Dea表示公众个人浸没于污染的半无线烟云中所致的年有效辐射剂量；Deg表示气态放射性核素沉积在地面对公众个人所致的年有效辐射剂量；Deh表示公众个人吸入气态放射性核素污染的空气所致的年有效辐射剂量；Dee表示公众个人摄入有气态放射性核素沉积的陆地动植物所致的年有效辐射剂量；(3)根据气态放射性核素对区域内公众个人所造成的年有效辐射剂量和区域内居民的数量，计算气态放射性核素对区域内公众集体所造成的年有效辐射剂量D，计算公式为：D＝De×P其中，P表示待评价区域内的公众人口数量。2.根据权利要求1所述的一种核电厂气态放射性物质的年辐射剂量计算方法，其特征在于：步骤(2)中，根据所述源数据计算待评价区域的气态放射性核素对区域内公众个人所造成的年有效辐射剂量的具体方式为：1)根据待评价区域中的居民生活的不同区域与核电厂厂址的距离与方位将待评价区域划分为多个子区；将公众个人生活所在的子区记为本子区，本
\t子区之外的子区记为评价子区；2)计算气态放射性核素对不同子区的公众个人所造成的年有效辐射剂量，包括：①计算公众个人浸没于污染的半无线烟云中所致的年有效辐射剂量Dea，计算公式为：Dea=Σiχi×DFai]]>其中，χi表示公众个人所在的本子区的地面空气中气态放射性核素i的浓度；DFai表示公众个人浸没于本子区的污染的半无线烟云中放射性核素i的有效剂量转换因子；②计算气态放射性核素沉积在地面对公众个人所致的年有效辐射剂量Deg，计算公式为：Deg=8760×ΣiWi[1-exp(λgi×tg)]λgi-1×DFsi]]>λgi＝λi+λg其中，Wi表示核素i在公众个人所在的本子区的地面沉积率；λi表示气态放射性核素i的衰变常数；λgi表示气态放射性核素i在本子区的陆地环境的有效去除常数；λg表示气态放射性核素在本子区的陆地环境中的物理去除常数；tg表示气态放射性核素在本子区的地面上沉积的累积时间；DFsi表示沉积物中气态放射性核素i在本子区的有效剂量转换因子；③计算公众个人吸入气态放射性核素污染的空气所致的年有效辐射剂量Deh，计算公式为：Deh=8760×Σiχi×Br×DFhi]]>其中，χi表示公众个人所在本子区的地面空气中气态放射性核素i的浓度；Br表示公众个人的呼吸率；DFhi表示公众个人吸入气态放射性核素i的有效剂量转换因子；④计算公众个人摄入有气态放射性核素沉积的陆地动植物所致的年有效辐射剂量Dee，计算公式为：Dee＝Dee1+Dee2+Dee3其中，Dee1表示公众个人摄入的除3H和14C外的气态放射性核素沉积的陆地动植物所致的年有效辐射剂量；Dee2表示公众个人摄入3H沉积的陆地动植物所致的年有效辐射剂量；Dee3＝公众个人摄入14C沉积的陆地动植物所致的年有效辐射剂量；⑤计算气态放射性核素对区域内公众个人所造成的年有效辐射剂量De，计算公式为：De＝Dea+Deg+Deh+Dee。3.根据权利要求2所述的一种核电厂气态放射性物质的年辐射剂量计算方法，其特征在于：公众个人摄入有气态放射性核素沉积的陆地动植物所致的年有效辐射剂量Dee的计算方式为：I、公众个人摄入的除3H和14C外的气态放射性核素沉积的陆地动植物所致的年有效辐射剂量Dee1的计算公式为：Dee1=Σi[Uv×(FV1×Cv1i+FV2×Cv2i)×exp(-λi×TV)+Ul×(Fl1×Cl1i+Fl2×Cl2i)×exp(-λi×Tl)+Uf×(Ff1×Cf1i+Ff2×Cf2i)×exp(-λi×Tf)+Um×(Fm1×Cm1i+Fm2×Cm2i)×exp(-λi×Tm)]]>其中，Uv、Ul、Uf和Um分别表示公众个人作物、蔬菜、肉类和牛奶消费量；FV1、Fl1、Ff1和Fm1分别表示公众个人食用本子区内生产作物、蔬菜、肉类和牛奶的份额；FV2、Fl2、Ff2和Fm2分别表示公众个人食用评价子区的生产作物、蔬菜、肉类和牛奶的份额；Cv1i、Cl1i、Cf1i和Cm1i分别表示本子区生产的作物、蔬菜、肉类和牛奶内气态放射性核素i的含量；Cv2i、Cl2i、Cf2i和Cm2i分别表示评价子区生产作物、蔬菜、肉类和牛奶的加权平均放射性核素i的含量；TV、Tl、Tf、Tm分别表示作物从收获到被消费的时间间隔、蔬菜从收获到被消费的时间间隔、产肉动物从屠宰到被消费的时间间隔、从挤牛奶到牛奶被消费的时间间隔；λi表示放射性核素i的衰变常数；II、计算公众个人摄入3H沉积的陆地动植物所致的年有效辐射剂量Dee2，公众个人摄入3H沉积的陆地动植物所致的年有效辐射剂量Dee2正比于环境中3H的浓度；III、计算公众个人摄入14C沉积的陆地动植物所致的年有效辐射剂量Dee3，公众个人摄入14C沉积的陆地动植物所致的年有效辐射剂量Dee3正比于环境中14C的浓度。4.根据权利要求2所述的一种核电厂气态放射性物质的年辐射剂量计算方法，其特征在于：步骤(3)中，计算气态放射性核素对区域内公众集体所造成的年有效辐射剂量D的具体方式为：计算气态放射性核素对各子区的公众集体所造成的年有效辐射剂量，计算公式为：Dk＝Dek×Pk其中，Dk表示气态放射性核素对第k个子区的公众集体所造成的年有效辐射剂量，Dek表示气态放射性核素对第k个子区中的公众个人所造成的年有效辐射剂量，Pk表示第k个子区中的公众人口数量。5.一种核电厂气态放射性物质的年辐射剂量计算系统，包括：源数据采集子系统，用于采集待评价区...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚仁太，范丹，郝宏伟，黄杰，吕明华，闫江雨，张俊芳，胡继民，张芳，高卫华，杨彪，韩旻晨，
申请(专利权)人：中国辐射防护研究院，
类型：发明
国别省市：山西;14