技术特征：
1.一种适用于后处理厂排放特征的关键参数取值设计方法，其特征在于，包括：(1)开展不同天气稳定度条件下的大气扩散示踪实验，采用最小二乘法拟合弧线污染物浓度分布估算标准差，估算不同天气类型下的水平和垂向扩散参数；(2)采用计算流体动力学计算方法，考虑厂区建筑物影响，分析厂区大气扩散结果，估算厂区扩散参数；利用拉格朗日粒子模型，考虑厂址区域实际三维风场特征及湍流特征，补充模拟厂址区域内大气扩散特征，结合计算流体动力学模拟结果，估算不同稳定层结下的扩散参数；(3)利用大气扩散示踪实验结果对数值模拟结果进行验证，推荐厂址典型核素最终的扩散参数及其对应干、湿沉积因子的取值。2.如权利要求1所述的适用于后处理厂排放特征的关键参数取值设计方法，其特征在于，步骤(1)中大气扩散示踪实验的内容包括：典型天气条件选取、采样点布设、样品采集分析。3.如权利要求1或2所述的适用于后处理厂排放特征的关键参数取值设计方法，其特征在于，步骤(1)中估算水平和垂向扩散参数的方法如下：假定示踪实验的扩散条件服从高斯扩散模式，则高架连续点源的地面浓度公式为：式中，c(x,y,o；he)表示源强为q、有效源高为he的源在下风向地面任一点(x,y)处造成的浓度；为源高处的平均风速；σ
y
，σ
z
分别是水平和垂向的扩散参数；假定σ
y
，σ
z
与下风向距离x存在如下的幂函数关系：式中，p
y
，q
y
，p
z
，q
z
可看作常数，则地面浓度公式可以表示为：利用最小二乘法确定常数p
y
，q
y
，p
z
，q
z
，计算得出σ
y
，σ
z
；所述利用最小二乘法确定常数p
y
，q
y
，p
z
，q
z
，是使采样点i的地面浓度的计算值c
i
与实测值c
mi
之间的平方和s最小，s由下式表示：式中，n为一次示踪实验所有采样点中采集到样品的点的总数。4.如权利要求3所述的适用于后处理厂排放特征的关键参数取值设计方法，其特征在于，实验的样品采集方法属于不等精度测量，引入标志测量精度的权数g作为处理数据时不同数据相对重要程度的指标，则s可表示为：式中，g
i
为每个采样点的权数，g
i
取值如下：
g
i
＝c
mi
/c
m,max
c
m,max
为本次实验中所有取得样品的采样点中的最大浓度测量值。5.如权利要求1所述的适用于后处理厂排放特征的关键参数取值设计方法，其特征在于，步骤(2)中采用计算流体动力学计算方法，估算厂区扩散参数的方法如下：风廓线分布如下：其中，u
z
和u
10
分别代表z高度和10米高的风速，风廓线幂指数n为0.083，根据大气层风速公式采用不同高度风速求解二元一次方程可得出摩擦速度u
*
和粗糙高度z0的取值，von-karman常数取0.4，大气边界层高度计算公式如下：其中，f为地转参数；ω为地球自转角速度7.2722
×
10-5
rad；λ为厂址纬度；u
*
为摩擦速度，设计烟囱参数和计算工况，对不同工况的模拟结果进行处理，估算厂区的扩散参数如下：其中σ为扩散参数，y为烟云距烟云中轴线的距离，q为该距离处的浓度。6.如权利要求1或5所述的适用于后处理厂排放特征的关键参数取值设计方法，其特征在于，步骤(2)中利用拉格朗日粒子模型，估算不同稳定层结下的扩散参数的方法如下：假设粒子之间无相互作用，则处于空间一点p(x,y,z)的任一粒子的位置变化可记为：dx/dt＝u+u
′
dy/dt＝v+v
′
dz/dt＝w+w
′
其中，x、y、z为粒子位置坐标；u、v、w为平均风速；u'、v'、w'为脉动速度，u、v、w和u'、v'、w'可由气象模式或参数化方法确定，对任一时刻t和其后续时刻t+δt，u
′
、v
′
、w
′
可记为：可记为：可记为：其中，r
u
、r
v
、r
w
为湍流速度相关系数，σ
u
、σ
v
、σ
w
为湍流速度方差，γ1、γ2、γ3为相互独立的标准正态分布随机数，三个方向的湍流速度相关系数可取如下形式：r
u
(δt)＝exp(-δt/t
lu
)r
v
(δt)＝exp(-δt/t
lv
)
r
w
(δt)＝exp(-δt/t
lw
)其中，t
lu
、t
lv
、t
lw
为对应三方向的拉格朗日湍流积分尺度，由以上各式即可计算粒子在空间运动的轨迹、决定其各时刻的位置；对任一时刻t和空间位置r的浓度计算，由核函数或烟团概念有：其中，c为浓度，r
j
和m
j
为第j个粒子的空间位置和质量，k为核函数，l为核函数的特征尺度，原则上由粒子的空间分布密度决定，a(r)为近边界处的浓度修正因子，对无边界的情况有a(r)≡1,取高斯函数形式的核函数，则上式极类似于高斯烟团公式，即：对不同稳定度扩散结果进行处理，补充估算厂区稳定条件下的扩散参数，采用的方法为：其中σ为扩散参数，y为烟云距烟云中轴线的距离，q为该距离处的浓度。7.如权利要求1所述的适用于后处理厂排放特征的关键参数取值设计方法，其特征在于，步骤(3)中厂址典型核素最终的扩散参数推荐方法如下：a)对于大气扩散示踪实验没有捕捉到的天气条件，以数值模拟选取对应的天气条件进行模拟，计算对应的扩散参数作为补充；b)对于数值模拟结果和大气扩散示踪实验计算接近的扩散参数，取平均值作为最终扩散参数；c)对于数值模拟结果和大气扩散示踪实验差异较大的扩散参数，以已确定的其它稳定度扩散参数为参考，取与外推或内插结果较接近的作为该天气类型下的扩散参数。8.如权利要求1所述的适用于后处理厂排放特征的关键参数取值设计方法，其特征在于，步骤(3)中所述干、湿沉积因子的计算方法如下：c
w
＝c
a
(1-exp(-λt))其中，c
a
表示未沉积时空气中的浓度，c
d
表示干沉积后污染物的空气浓度，c
w
表示湿沉后污染物的空气浓度，v
d
表示干沉积速度，k
z
表示垂直方向上的湍流交换系数，t表示污染物从计算位置到释放点经历的时间，λ表示冲刷系数。
技术总结
本发明涉及一种适用于后处理厂排放特征的关键参数取值设计方法，该方法利用厂址的大气扩散示踪实验，估算了用于后处理厂址的垂向、水平扩散参数，通过采用拉格朗日粒子模型、CFD计算方法，推算了后处理厂址近区以及稳定层结下的水平、垂向扩散参数，使得对于厂址在近区以及稳定条件下的扩散评价更为合理，并给出了后处理厂典型核素的干、湿沉积的取值。本发明为促进核燃料后处理厂的辐射防护工作、提高其辐射防护水平、保护周边公众的健康及环境安全，进而为工程的安全运行提供了技术支持。进而为工程的安全运行提供了技术支持。
技术研发人员：张俊芳 姚仁太 闫江雨 廉冰 赵多新 崔慧玲 李云鹏 辛存田
受保护的技术使用者：中国辐射防护研究院
技术研发日：2021.12.10
技术公布日：2022/5/6