دانشگاه شیراز

 دانشکده­ ی مهندسی مکانیک

 پایان نامه­ی کارشناسی ارشد رشته مهندسی هسته ­ای (راکتور)

بررسی پخش مواد رادیواکتیو از یک راکتور هسته­ای فرضی MW 5 در شرایط بهره ­برداری عادی و بعد از وقوع یک حادثه در سطح شهر تهران

 استادان راهنما:

دکتر کمال حداد

دکتر سید امیرحسین فقهی

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

چکیده

اولین و مهم­ترین مسیر پخش و انتشار آلاینده­های خارج شده از راکتورهای هسته­ای، در عملکرد عادی و پس از وقوع حادثه، جو زمین می­باشد. هدف از این مطالعه، تعیین میزان غلظت و ته­نشست هسته­های پرتوزا در دو سناریوی عملکرد عادی راکتور و سناریوی وقوع حادثه می­باشد. در این تحقیق شبیه­سازی­ها در دوره­ای هشت ساله انجام شده و با استفاده از چشمه­های انتخاب شده از FSAR راکتور تحقیقاتی و کد محیطی HYSPLIT محاسبات مربوطه به توزیع غلظت و ته­نشست انجام شد. در محاسبات از داده­های هواشناسی NOAA (GDAS) استفاده گردید. در ادامه دز معادل موثر کل سالانه (TEDE)، از دو مسیر استنشاق و پرتوگیری خارجی، با استفاده از روش به کار رفته در 12 FGRو 25ICRP و ضرایب تبدیل دز (DCF_S) با استفاده از نرم­افزار اکسل محاسبه شد. در نتیجه­ی این تحقیق، میزان TEDE در سناریوی عملکرد عادی راکتور و پس از وقوع حادثه احتمالی کمتر از میزان دز معادل موثر سالانه پذیرفته شده توسط کمیسیون بین­المللی حفاظت در برابر تابش (ICRP) به دست آمد.

کلمات کلیدی: ته­نشست، غلظت، دز، HYSPLIT، پخش اتمسفریک

عنوان                                                                                      صفحه

فهرست مطالب………………………………………………………………….. ‌ه

فصل اول………………………………………………………………………… 1

مقدمه…………………………………………………………………………. 2

1-1- مشخصات راکتور مورد مطالعه در عملکرد عادی……………………… 6

1-2- مشخصات راکتور مورد مطالعه در حالت حادثه………………………. 7

1-2-1- نوع راکتور…………………………………………………….. 7

1-2-2- پارامترهای قلب راکتور………………………………………… 7

1-2-3- سیستم خنک­کننده…………………………………………. 10

1-3- اصول فیزیکی و تئوری پراکندگی………………………………….. 11

1-3-1- فرآیند انتقال و مسیر حرکت………………………………… 11

1-3-2- پخش توسط گرداب­های آشفتگی……………………………. 12

1-3-3- فرآیندهای تعدیل مانند فرسایش…………………………….. 13

1-4- مدل­های پراکندگی جوی………………………………………….. 14

1-5- سمیت پرتویی…………………………………………………….. 15

1-6- تابش و اصطلاح دز………………………………………………… 19

1-6-1- دز جذبی…………………………………………………….. 19

1-6-2- دز معادل…………………………………………………….. 19

1-6-3- دز موثر………………………………………………………. 20

1-6-4- دز معادل موثر جمعی……………………………………….. 20

1-6-5- دز معادل تجمعی……………………………………………. 20

1-6-6- ارتفاع گیرنده دز……………………………………………… 21

1-7- راه­های پرتوگیری………………………………………………….. 21

1-7-1- دز ناشی از استنشاق………………………………………… 24

1-7-2- دز ناشی از بلع………………………………………………. 25

1-7-3- مسیرهای پرتوگیری خارجی…………………………………. 27

1-7-3-1- پرتوگیری خارجی از توده پرتوزا…………………………… 27

1-7-3-2- پرتوگیری خارجی از پرتوزایی ته­نشست شده……………… 28

1-8- ضرورت حفاظت در برابر تابش………………………………….. 31

1-8-1- استانداردهای حفاظت در برابر اشعه…………………………. 32

1-8-2- کمیسیون بین­المللی حفاظت پرتوشناختی (ICRP)………… 33

1-8-3- سازمان بین­المللی انرژی اتمی……………………………….. 34

1-8-4- شورای ملی اندازه­گیری­ها و حفاظت در برابر تابش…………… 34

1-8-5- معیارهای اصلی ایمنی تابش…………………………………. 34

فصل دوم……………………………………………………………………… 36

مروری بر تحقیقات انجام شده……………………………………………….. 37

فصل سوم……………………………………………………………………… 41

تئوری انواع مدل­های پخش………………………………………………….. 42

3-1- تعریف پایداری…………………………………………………….. 43

3-2- روش­های اندازه­گیری آشفتگی…………………………………….. 44

3-2-1- اندازه­گیری اویلرین………………………………………….. 44

3-2-2- اندازه­گیری لاگرانژین ……………………………………….. 45

3-2-3- نسبت زمان لاگرانژین به اویلرین (β)………………………… 45

3-3- مدل­های پراکندگی مواد…………………………………………… 47

3-3-1- مدل ستونی گوسی برای چشمه­های پیوسته………………… 47

3-3-1-1- شکل مدل گوسی……………………………………… 48

3-3-1-2- محاسبه مقدار پارامترهای پراکندگی _y? و _z?……………. 49

3-3-1-2-1- روش پاسکال…………………………………………… 49

3-3-1-2-2- روش گرادیان دمای عمودی……………………………. 49

3-3-1-2-3-روش عدد ریچاردسون………………………………….. 49

3-3-1-3-تغییر سرعت باد با ارتفاع………………………………….. 50

3-3-2- مدل آماری پخش برای چشمه­های نقطه­ای پیوسته………….. 50

3-3-2-1- محاسبه ضریب همبستگی در لایه­های مرزی……………… 51

3-3-3- مدل­های مسیر ذرات مونت کارلو برای پخش……………… 54

3-3-4-پخش پف…………………………………………………….. 55

3-3-4-1- محاسبه پارامتر پف……………………………………….. 57

3-3-4-1-1-رویکرد آماری…………………………………………… 57

3-3-4-1-2-رویکرد همانندی………………………………………… 58

3-3-4-2-کاربردها……………………………………………………. 60

3-3-5- مدل­های همانندی پخش…………………………………….. 61

3-3-6-مدل­های پخش نواحی شهری…………………………………. 62

فصل چهارم…………………………………………………………………… 63

توصیفی از مدل نرم­افزاری HYSPLIT…………………………………….. 64

4-1- ویژگی­های مدل HYSPLIT…………………………………….. 65

4-2- فایل­های ورودی هواشناسی………………………………………… 66

4-3- محاسبه ناهمواری­ها توسط HYSPLIT………………………….. 67

4-4- سایر پارامترهای ورودی مورد استفاده در مدل HYSPLIT……….. 69

4-4-1- ته­نشست خشک…………………………………………….. 69

4-4-2- ته­نشست مرطوب……………………………………………. 70

4-4-3- ثابت قانون هنری……………………………………………. 71

4-4-4- باز تعلیق ذرات ته­نشست شده……………………………….. 71

4-4-5- چگالی، شکل و قطر ذرات…………………………………… 71

4-5- روش محاسبه غلظت هوا در HYSPLIT………………………… 72

4-6- ساختن ورودی برای مدل HYSPLIT…………………………… 74

4-6-1- ورودی گرافیکی……………………………………………… 74

4-6-2- ورودی متنی…………………………………………………. 79

فصل پنجم…………………………………………………………………….. 81

مراحل انجام کار……………………………………………………………… 82

5-1- تفاوت­های کلی بین دو سناریوی عادی و حادثه……………………. 83

5-2- محاسبه ارتفاع موثر دودکش (بر اساس مومنتوم)…………………… 83

5-2-1-تاثیر ارتفاع موثر دودکش در توزیع غلظت…………………….. 85

5-3- بازه زمانی انجام محاسبات………………………………………….. 85

5-4- انتخاب زمان­های (روزهای) اجرای برنامه……………………………. 86

5-5- محاسبه دز معادل موثر کل سالانه…………………………………. 87

5-6- مشخصات سایت­های هسته­ای مورد بررسی………………………… 88

5-7- شبیه­سازی و محاسبات در عملکرد عادی راکتور……………………. 88

5-7-1- چشمه تابشی……………………………………………….. 89

5-7-2- ارتفاع موثر در عملکرد عادی راکتور………………………….. 89

5-7-3- انتخاب بدترین روز از نظر فیزیک بهداشت…………………… 90

5-7-4- محاسبه دز دریافتی افراد در حالت عملکرد عادی راکتور…….. 91

5-8- شبیه­سازی و محاسبات پس از وقوع حادثه………………………… 92

5-8-1- سناریوی حادثه……………………………………………… 92

5-8-2- چشمه تابشی……………………………………………….. 94

5-8-3- ارتفاع موثر…………………………………………………… 98

فصل ششم……………………………………………………………………. 99

نتایج و بحث……………………………………………………………….. 100

6-1- نتایج شبیه­سازی­ها در عملکرد عادی راکتور…………………… 100

6-1-1- نتایج مربوط به شبیه­سازی در تاریخ 9/1/2007……………. 102

6-1-2- نتایج مربوط به شبیه­سازی در تاریخ 15/5/2009………….. 103

6-1-3- نتایج مربوط به شبیه­سازی در تاریخ 19/7/2008………….. 104

6-1-4- نتایج مربوط به شبیه­سازی در تاریخ 5/11/2010………….. 105

6-2- نتایج فاز اول شبیه­سازی­ها در سناریوی وقوع حادثه…………… 106

6-3- نتایج فاز دوم شبیه­سازی­ها در سناریوی وقوع حادثه………….. 107

6-3-1- نتایج مربوط به شبیه­سازی پس از وقوع حادثه در 8/1/2006 (ژانویه)        108

6-3-2- نتایج مربوط به شبیه­سازی پس از وقوع حادثه در 9/2/2006 (فوریه)        110

6-3-3- نتایج مربوط به شبیه­سازی پس از وقوع حادثه در 5/3/2012 (مارس)       111

6-3-4- نتایج مربوط به شبیه­سازی پس از وقوع حادثه در 18/4/2012 (آوریل)     114

6-3-5- نتایج مربوط به شبیه­سازی پس از وقوع حادثه در 23/5/2006 (می)        116

6-3-6- نتایج مربوط به شبیه­سازی پس از وقوع حادثه در 15/6/2009 (ژوئن)       118

6-3-7- نتایج مربوط به شبیه­سازی پس از وقوع حادثه در 25/7/2012 (جولای)    120

6-3-8- نتایج مربوط به شبیه­سازی پس از وقوع حادثه در 25/8/2010 (آگوست)   122

6-3-9- نتایج مربوط به شبیه­سازی پس ازوقوع حادثه در 22/9/2011 (سپتامبر)    124

6-3-10- نتایج مربوط به شبیه­سازی پس از وقوع حادثه در 13/10/2006 (اکتبر)   126

6-3-11- نتایج مربوط به شبیه­سازی پس از وقوع حادثه در 10/11/2009 (نوامبر)  128

6-3-12- نتایج مربوط به شبیه­سازی پس از وقوع حادثه در 26/12/2009 (دسامبر) 130

6-4- نتیجه­گیری و پیشنهادات…………………………………………. 132

مراجع……………………………………………………………………… 134

پیوست الف: نرم­افزارهای مختلف برای تخمین غلظت آلاینده­های جوی….

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.