一种基于辐射环境监测数据的核事故剂量评估方法技术

本发明专利技术涉及一种基于辐射环境监测数据的核事故剂量评估方法。本发明专利技术针对核事故释放时间短、环境空气中放射性核素活度浓度随着时间和空间变化快、辐射环境监测数据无法表征放射性核素在空间和时间上的变化的问题，基于事故情况下环境空气中放射性核素时间积分浓度计算方法、广义最小二乘法和回归克里金插值方法，采用辐射环境监测数据和大气扩散模型预测结果，得到基于辐射环境监测数据的随着时间和空间变化的环境空气中放射性核素活度浓度，并通过计算结果精准评估人员受照剂量，从而建立基于辐射环境监测数据的核事故剂量精准评估方法。方法。方法。

【技术实现步骤摘要】
一种基于辐射环境监测数据的核事故剂量评估方法


[0001]本专利技术属于辐射防护
，具体涉及一种基于辐射环境监测数据的核事故剂量评估方法。

技术介绍

[0002]在核突发事件情况下，辐射环境监测是必不可少且十分重要的，同时，基于辐射环境监测数据来评估人员的辐射受照剂量，是核突发事件情况下评估人员受照剂量大小重要的手段，也是核突发事件下事故应急决策和医学救治重要依据。
[0003]从IAEA(国际原子能机构)Safety Series No.81号报告(1986年)到IAEA Saftey Standards No.GSR Part7(2015年)，IAEA给出了在核突发事件下，采用环境监测数据快速评估人员受照剂量的方法。联合国原子辐射效应科学委员会(UNSCEAR)2020年技术报告中采用环境监测数据对福岛核电站事故后的人员剂量进行评估，该报告中指出，事故后人员剂量评估中空气中核素浓度为一段时间内空气中的平均浓度，不是时间积分浓度。同时，国际放射防护委员会(ICRP)146号报告(2020年)中指出，可以使用固定和移动的辐射环境监测数据来更精确地评估人员剂量受照情况，但辐射环境监测数据为取样时间段的平均值，不能反应事故短期释放后环境空气中放射性核素随时间和空间的变化。

技术实现思路

[0004]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基于辐射环境监测数据的核事故剂量评估方法，基于核事故放射性核素积分浓度计算方法和最小二乘法理论，结合大气预测模型的模拟预测结果，对辐射环境监测数据随着时间和空间的变化进行修正，解决事故短期释放内环境中放射性水平时空变换问题，基于辐射环境监测数据精准评估核事故人员受照剂量。
[0005]为达到以上目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种基于辐射环境监测数据的核事故剂量评估方法，包括如下步骤：
[0006]S1、获得环境空气中核素i的活度浓度时间积分浓度；
[0007]根据辐射环境监测点处环境空气中核素i的活度浓度测量结果，计算核事故后放射性烟羽完全通过辐射环境监测点处所致环境空气中核素i的活度浓度时间积分浓度；
[0008]S2、计算环境空气中核素i的空间分布浓度；
[0009]采用大气扩散模型预测给出设定时间段m辐射环境监测点处环境空气中核素i的活度浓度，并结合基于辐射环境监测数据给出的在t时刻环境空气中辐射环境监测点处核素i的活度浓度时间积分浓度，计算各辐射环境监测点处环境空气中核素i的活度浓度间的残差；
[0010]采用回归克里金空间插值方法估计未监测点环境空气中核素i的活度浓度；
[0011]S3、评估核事故人员受照剂量；
[0012]根据步骤S1、S2中计算的不同时间不同空间下的环境空气中核素i的活度浓度，扣
除天然本底水平或对照点处环境空气中核素i的活度浓度水平，结合事故期间人员生活习性和活动范围计算人员的辐射受照剂量。
[0013]进一步，所述步骤S1包括如下步骤：
[0014]S11、收集待评估区域风速随时间变化数据资料、事故期间环境空气中核素i活度浓度测量结果，并分析和估计事故持续时间；
[0015]S12、核事故后，放射性烟羽完全通过辐射环境监测点处所致环境空气中核素i的活度浓度时间积分浓度采用公式(1)计算：
[0016][0017]式中：
[0018]Ψ
i
(x,y)表示核事故后放射性烟羽完全通过辐射环境监测点(x,y)处，环境空气中核素i的活度浓度时间积分浓度，Bq
·
s/m3；
[0019]B
i
(x,y)表示辐射环境监测点(x,y)处在测量时间t2－t1之间测量得出的环境空气中核素i的活度浓度测量结果，Bq/m3；
[0020]t1表示取样起始时间，s；
[0021]t2表示取样结束时间，s；
[0022]t
r
表示事故情况下放射性核素i释放时间，s，t1<t2<t
r
；
[0023]s表示下风向距离释放点的距离，m；
[0024]u(t)表示在t时刻时10m高处的风速，m/s。
[0025]进一步，所述各辐射环境监测点处环境空气中核素i的活度浓度间的残差根据公式(2)计算：
[0026][0027]式中：
[0028]m是计算环境空气中核素i的活度浓度的时间，表示核素i从开始释放到计算时间的累计时间段，s；
[0029]ε
i
(x,y,m)表示辐射环境监测点(x,y)处环境空气中核素i的活度浓度间的残差，Bq/m3；
[0030]C
i
(x,y,m)表示采用大气扩散模型预测给出的时间段m内环境空气中辐射环境监测点(x,y)处核素i的活度浓度，Bq/m3；
[0031]B
i
(x,y)表示辐射环境监测点(x,y)处在测量时间t2－t1之间测量得出的环境空气中核素i的活度浓度测量结果，Bq/m3；
[0032]t1表示取样起始时间，s；
[0033]t2表示取样结束时间，s；
[0034]s表示下风向距离释放点的距离，m；
[0035]u(t)表示在t时刻时10m高处的风速，m/s；
[0036]u(m)表示在时间段m内10m高处的风速，m/s。
[0037]进一步，步骤S2中，采用回归克里金空间插值方法估计未监测点环境空气中核素i的活度浓度时，需要考虑大气扩散模型预测给出的环境空气中核素i的活度浓度空间分布特征。
[0038]进一步，步骤S2中，采用回归克里金空间插值方法估计未监测点环境空气中核素i的活度浓度，是指采用公式(3)估计未监测点环境空气中核素i的活度浓度：
[0039][0040]式中：
[0041]ε
i
(x,y,m)表示辐射环境监测点(x,y)处环境空气中核素i的活度浓度间的残差，Bq/m3；
[0042]C
i
(l,k,m)表示时间段m内环境空气中未监测点(l,k)处核素i的活度浓度，Bq/m3；
[0043]j表示采用回归克里金空间插值方法估计的第j个未监测点，j为非负整数0～n；
[0044]C
i
(x,y,m)表示采用大气扩散模型预测给出的时间段m内环境空气中辐射环境监测点(x,y)处核素i的活度浓度，Bq/m3；
[0045]β
j
表示第j个未监测点的待回归系数。
[0046]进一步，所述步骤S2还包括：参照回归克里金空间插值方法理论中待回归系数的计算方法，根据辐射环境监测点处环境空气中核素i的活度浓度测量结果，采用广义最小二乘方法估计未监测点的待回归系数。
[0047]进一步，所述步骤S3还包括：
[0048]收集核事故后环境空气中γ剂量率实时测量数据。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于辐射环境监测数据的核事故剂量评估方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、获得环境空气中核素i的活度浓度时间积分浓度；根据辐射环境监测点处环境空气中核素i的活度浓度测量结果，计算核事故后放射性烟羽完全通过辐射环境监测点处所致环境空气中核素i的活度浓度时间积分浓度；S2、计算环境空气中核素i的空间分布浓度；采用大气扩散模型预测给出设定时间段m内辐射环境监测点处环境空气中核素i的活度浓度，并结合基于辐射环境监测数据给出的在t时刻环境空气中辐射环境监测点处核素i的活度浓度时间积分浓度，计算各辐射环境监测点处环境空气中核素i的活度浓度间的残差；采用回归克里金空间插值方法估计未监测点环境空气中核素i的活度浓度；S3、评估核事故人员受照剂量；根据步骤S1、S2中计算的不同时间不同空间下的环境空气中核素i的活度浓度，扣除天然本底水平或对照点处环境空气中核素i的活度浓度水平，结合事故期间人员生活习性和活动范围计算人员的辐射受照剂量。2.根据权利要求1所述的一种基于辐射环境监测数据的核事故剂量评估方法，其特征在于，所述步骤S1包括如下步骤：S11、收集待评估区域风速随时间变化数据资料、事故期间环境空气中核素i活度浓度测量结果，并分析和估计事故持续时间；S12、核事故后，放射性烟羽完全通过辐射环境监测点处所致环境空气中核素i的活度浓度时间积分浓度采用公式(1)计算：式中：Ψ
i
(x,y)表示核事故后放射性烟羽完全通过辐射环境监测点(x,y)处，环境空气中核素i的活度浓度时间积分浓度，Bq
·
s/m3；B
i
(x,y)表示辐射环境监测点(x,y)处在测量时间t2－t1之间测量得出的环境空气中核素i的活度浓度测量结果，Bq/m3；t1表示取样起始时间，s；t2表示取样结束时间，s；t
r
表示事故情况下放射性核素i释放时间，s，t1<t2<t
r
；s表示下风向距离释放点的距离，m；u(t)表示在t时刻时10m高处的风速，m/s。3.根据权利要求1所述的一种基于辐射环境监测数据的核事故剂量评估方法，其特征在于，所述各辐射环境监测点处环境空气中核素i的活度浓度间的残差根据公式(2)计算：
式中：m是计算环境空气中核素i的活度浓度的时间，表示核素i从开始释放到计算时间的累计时间段，s；ε
i
(x,y,m)表示辐射环境监测点(x,y)处环境空气中核素i的活度浓度间的残差，Bq/m3；C
i
(x,y,m)表示采用大气扩散模型预测给出的时间段m内环境空气中辐射环境监测点(x,y)处核素i的活度浓度，Bq/m3；B
i
(x,y)表示辐...

【专利技术属性】
技术研发人员：廉冰，陈海龙，于志翔，岳琪，董豫阳，苏自强，康晶，王猛，王彦，李洋，赵杨军，杨洁，罗恺，刘畅，陈佳，蒙滨驰，武翡翡，陈佳辰，熊纬佳，
申请(专利权)人：中核环保有限公司，
类型：发明
国别省市：