CN104182599B - 核电厂气载放射性物质源评估方法 - Google Patents

核电厂气载放射性物质源评估方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种核电厂气载放射性物质源评估方法。核电厂放射性物质源包括至少一种放射性核素，该评估方法包括步骤：将放射性物质源的迁移与时变划分成固体空间、液体空间以及气体空间；基于放射性核素从固体空间到液体空间再到气体空间的迁移与时变来得出气体空间中形成的气载放射性核素的活度浓度；以及将气载放射性核素的活度浓度与相应放射性核素的预设活度浓度阈值相比较。根据本发明的技术方案，将核电厂气载放射性物质源的迁移与时变过程划分为在固体、液体和气体三种空间内进行，并逐一进行产生项和消失项量化，从而以通用的模型进行气载放射性物质源评估。

Description

核电厂气载放射性物质源评估方法
技术领域
本发明涉及核辐射安全领域，尤其涉及一种核电厂气载放射性物质源评估方法。
背景技术
核电厂气载放射性物质源是评估职业和公众所受辐射剂量的重要依据之一，在制定核电厂安全分析报告的标准格式和内容以及审查核电厂安全分析报告的标准审查大纲中，均明确指出了对气载放射性物质源浓度模型和参数的要求。
但经过大量审核发现，目前针对各种不同类别的气载放射性物质源模型均采用了一种通用的简化模型进行假设，如公式（1）所示。在校核过程中发现，公式（1）并不适用于所有类别的气载放射性物质源。
其中，rL表示所在区域的某种放射性核素的泄漏率或蒸发率(g/s)；A表示泄漏或蒸发液中该种核素的活度浓度(Bq/g)；pG表示该种放射性核素的汽水分配因子(≤1)；λd表示该种放射性核素的衰变常数(s-1)；λe表示该种放射性核素的排风去除率常数(s-1)；λs表示该种放射性核素的沉积去除率常数(s-1)；t表示从泄漏开始到计算活度值之间的时间(s)；V表示泄漏发生区域的自由容积(cm3)；C(t)表示所在区域内时间t时该种核素的气载浓度(Bq/cm3)。
因此，迫切需要一种改进的核电厂气载放射性物质源评估方法来对核电厂内所有类别的气载放射性物质源进行评估。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种核电厂气载放射性物质源评估方法，以解决现有技术存在的通用性和归一化问题。
根据本发明的一个方面，提供了一种核电厂气载放射性物质源评估方法，其中放射性物质源包括至少一种放射性核素，其特征在于，评估方法包括步骤：将放射性物质源的迁移与时变划分成固体空间、液体空间以及气体空间；基于放射性核素从固体空间到液体空间再到气体空间的迁移与时变来得出气体空间中形成的气载放射性核素的活度浓度；以及将气载放射性核素的活度浓度与相应放射性核素的预设活度浓度阈值相比较。
根据本发明的核电厂气载放射性物质源评估方法的实施例，对于除惰性气体以外的放射性核素，优选地，首先计算放射性核素从固体空间逃脱至液体空间的迁移与时变，接着计算放射性核素从液体空间蒸发或泄漏至气体空间的迁移与时变，从而得出气体空间中形成的气载放射性核素的活度浓度。
对于除惰性气体以外的放射性核素，得出气体空间中形成的气载放射性核素的活度浓度的步骤可以包括：根据放射性核素从固体空间的消失项计算固体空间中的放射性核素活度；根据固体空间中的放射性核素活度计算液体空间的产生项，根据液体空间的产生项和放射性核素从液体空间的消失项计算液体空间中的放射性核素活度浓度；以及根据液体空间中的放射性核素活度浓度计算气体空间的产生项，根据气体空间的产生项和放射性核素从气体空间的消失项计算气体空间中的放射性核素活度浓度。
对于除惰性气体以外的放射性核素，优选地，放射性核素从固体空间的消失项取决于放射性核素的放射性衰变以及放射性核素从固体空间扩散至液体空间的逃脱率；液体空间的产生项来自于固体空间，与包壳破损的燃料份额、放射性核素从固体空间扩散至液体空间的逃脱率以及固体空间中的放射性核素活度成正比；液体空间的消失项取决于去污率、放射性核素的放射性衰变以及放射性核素的蒸发去除率；气体空间的产生项来自于液体空间，与液体空间中液体的泄漏率或蒸发率、放射性核素的汽水分配因子以及液体空间中的放射性核素活度浓度成正比；气体空间的消失项取决于放射性核素的放射性衰变、放射性核素的排风去除率以及放射性核素的沉积去除率。
对于除惰性气体以外的放射性核素，可以根据固体空间中的放射性核素活度的微分方程计算固体空间中的放射性核素活度，固体空间中的放射性核素活度的微分方程为其中，Af(t)表示固体空间中放射性核素活度，t表示时间，λd表示放射性核素的放射性衰变常数，D表示包壳破损的燃料份额，γ表示放射性核素从固体空间扩散至液体空间的逃脱率系数；可以根据液体空间中的放射性核素活度浓度的微分方程计算液体空间中的放射性核素活度浓度，液体空间中的放射性核素活度浓度的微分方程为其中，A(t)表示液体空间中放射性核素的质量浓度，M表示液体空间中液体总质量，λT表示液体空间去除系数DF表示净化系统对放射性核素的去污因子，Q表示净化系统质量流量，λx表示放射性核素的蒸发去除率常数）；可以根据气体空间中的放射性核素活度浓度的微分方程计算气体空间中的放射性核素活度浓度，气体空间中的放射性核素活度浓度的微分方程为其中，C(t)表示气体空间中放射性核素的体积浓度，rL表示液体空间中液体的泄漏率或蒸发率，pG表示放射性核素的汽水分配因子，V表示气体空间的自由容积，λe表示放射性核素的排风去除率常数，λs表示放射性核素的沉积去除率常数。
根据本发明的核电厂气载放射性物质源评估方法的实施例，对于惰性气体放射性核素，优选地，直接计算放射性核素从固体空间逃脱至气体空间的迁移与时变，从而得出气体空间中形成的气载放射性核素的活度浓度。
对于惰性气体放射性核素，得出气体空间中形成的气载放射性核素的活度浓度的步骤可以包括：根据放射性核素从固体空间的消失项计算固体空间中的放射性核素活度；以及根据固体空间中的放射性核素活度计算气体空间的产生项，根据气体空间的产生项和放射性核素从气体空间的消失项计算气体空间中的放射性核素活度浓度。
对于惰性气体放射性核素，优选地，放射性核素从固体空间的消失项取决于放射性核素的放射性衰变以及放射性核素从固体空间扩散至液体空间的逃脱率；气体空间的产生项来自于固体空间，与包壳破损的燃料份额、放射性核素从固体空间扩散至气体空间的逃脱率以及固体空间中的放射性核素活度成正比；气体空间的消失项取决于放射性核素的放射性衰变、放射性核素的排风去除率以及放射性核素的沉积去除率。
对于惰性气体放射性核素，可以根据固体空间中的放射性核素活度的微分方程计算固体空间中的放射性核素活度，固体空间中的放射性核素活度的微分方程为其中，Af(t)表示固体空间中放射性核素活度，t表示时间，λd表示放射性核素的放射性衰变常数，D表示包壳破损的燃料份额，γ表示放射性核素从固体空间扩散至气体空间的逃脱率系数；可以根据气体空间中的放射性核素活度浓度的微分方程计算气体空间中的放射性核素活度浓度，气体空间中的放射性核素活度浓度的微分方程为其中，C(t)表示气体空间中放射性核素的体积浓度，V表示气体空间的自由容积，λe表示放射性核素的排风去除率常数，λs表示放射性核素的沉积去除率常数。
根据本发明的应用场景，固体空间可以是乏燃料组件，液体空间可以是冷却剂，气体空间可以是安全壳、燃料贮存厂房或辅助厂房。
与现有技术相比，根据本发明的技术方案，将核电厂气载放射性物质源的迁移与时变过程划分为在固体、液体和气体三种空间内进行，并逐一进行产生项和消失项量化，从而以通用的模型进行气载放射性物质源评估。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明实施例的核电厂气载放射性物质源评估方法的流程图；
图2是本发明实施例的气载放射性物质源（除惰性气体）通用模型示意图；
图3是本发明实施例的惰性气体模型示意图；
图4是本发明实施例的气载放射性物质源通用归一化模型示意图；
图5是正常运行期间不加排风净化情况下核素迁移示意图；
图6是正常运行期间每个排风周期M小时小风量排风净化情况下核素转移示意图；
图7是热停堆后大风量排风净化N小时情况下核素转移示意图；
图8是燃料贮存区核素转移示意图；以及
图9是辅助厂房核素转移示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图及具体实施例，对本发明作进一步地详细说明。
根据本发明的实施例，提供了一种核电厂气载放射性物质源评估方法。核电厂放射性物质源包括至少一种放射性核素。该放射性核素可能是惰性气体，也可能不是惰性气体。
参考图1，图1是本发明实施例的核电厂气载放射性物质源评估方法100的流程图。
评估方法100包括步骤：将放射性物质源的迁移与时变划分成固体空间、液体空间以及气体空间110；基于放射性核素从固体空间到液体空间再到气体空间的迁移与时变来得出气体空间中形成的气载放射性核素的活度浓度120；以及将气载放射性核素的活度浓度与相应放射性核素的预设活度浓度阈值相比较130。
对于除惰性气体以外的放射性核素，如图2所示，核电厂气载放射性物质源主要在固体、液体和气体三种空间内进行迁移与时变。根据本发明实施例，首先计算放射性核素从固体空间逃脱至液体空间的迁移与时变，接着计算放射性核素从液体空间蒸发或泄漏至气体空间的迁移与时变，从而得出气体空间中形成的气载放射性核素的活度浓度。更具体地，首先，经过一定燃耗的核燃料产生的放射性核素被包容在固体空间中，一旦固体空间破损，放射性核素将会以一定的概率逃脱至液体空间；其次，逃脱至液体空间的放射性核素经过净化处理后，含量发生改变；再者，经过净化处理的放射性核素将以蒸发或泄漏的方式进入气体空间；最后，经过气体空间的通风换气和核素沉积环节后，存留在气体空间中的放射性核素即为气载放射性物质源。在整个放射性核素传递过程中，均需考虑放射性核素自身的衰变。
对于除惰性气体以外的放射性核素，得出气体空间中形成的气载放射性核素的活度浓度的步骤120包括：根据放射性核素从固体空间的消失项计算固体空间中的放射性核素活度，放射性核素从固体空间的消失项取决于放射性核素的放射性衰变以及放射性核素从固体空间扩散至液体空间的逃脱率；根据固体空间中的放射性核素活度计算液体空间的产生项，液体空间的产生项来自于固体空间，与包壳破损的燃料份额、放射性核素从固体空间扩散至液体空间的逃脱率以及固体空间中的放射性核素活度成正比，以及根据液体空间的产生项和放射性核素从液体空间的消失项计算液体空间中的放射性核素活度浓度，液体空间的消失项取决于去污率、放射性核素的放射性衰变以及放射性核素的蒸发去除率；以及根据液体空间中的放射性核素活度浓度计算气体空间的产生项，气体空间的产生项来自于液体空间，与液体空间中液体的泄漏率或蒸发率、放射性核素的汽水分配因子以及液体空间中的放射性核素活度浓度成正比，以及根据气体空间的产生项和放射性核素从气体空间的消失项计算气体空间中的放射性核素活度浓度，气体空间的消失项取决于放射性核素的放射性衰变、放射性核素的排风去除率以及放射性核素的沉积去除率。
表1示出除惰性气体以外的放射性核素在固体空间、液体空间、气体空间三种情况下的初始值、产生项、消失项。
表1
对于除惰性气体以外的放射性核素，根据固体空间中的放射性核素活度的微分方程计算固体空间中的放射性核素活度，固体空间中的放射性核素活度的微分方程为其中，Af(t)表示固体空间中放射性核素活度，t表示时间，λd表示放射性核素的放射性衰变常数，D表示包壳破损的燃料份额，γ表示放射性核素从固体空间扩散至液体空间的逃脱率系数；根据液体空间中的放射性核素活度浓度的微分方程计算液体空间中的放射性核素活度浓度，液体空间中的放射性核素活度浓度的微分方程为其中，A(t)表示液体空间中放射性核素的质量浓度，M表示液体空间中液体总质量，λT表示液体空间去除系数DF表示净化系统对放射性核素的去污因子，Q表示净化系统质量流量，λx表示放射性核素的蒸发去除率常数）；根据气体空间中的放射性核素活度浓度的微分方程计算气体空间中的放射性核素活度浓度，气体空间中的放射性核素活度浓度的微分方程为其中，C(t)表示气体空间中放射性核素的体积浓度，rL表示液体空间中液体的泄漏率或蒸发率，pG表示放射性核素的汽水分配因子，V表示气体空间的自由容积，λe表示放射性核素的排风去除率常数，λs表示放射性核素的沉积去除率常数。
对于惰性气体放射性核素，如图3所示，直接计算放射性核素从固体空间逃脱至气体空间的迁移与时变，从而得出气体空间中形成的气载放射性核素的活度浓度。针对惰性气体，无需考虑其在液体空间的滞留，所以经过一定燃耗的核燃料产生的放射性核素经固体空间破损位置直接以某一概率逃脱至气体空间。
对于惰性气体放射性核素，得出气体空间中形成的气载放射性核素的活度浓度的步骤120包括：根据放射性核素从固体空间的消失项计算固体空间中的放射性核素活度，放射性核素从固体空间的消失项取决于放射性核素的放射性衰变以及放射性核素从固体空间扩散至液体空间的逃脱率；以及根据固体空间中的放射性核素活度计算气体空间的产生项，气体空间的产生项来自于固体空间，与包壳破损的燃料份额、放射性核素从固体空间扩散至气体空间的逃脱率以及固体空间中的放射性核素活度成正比，以及根据气体空间的产生项和放射性核素从气体空间的消失项计算气体空间中的放射性核素活度浓度，气体空间的消失项取决于放射性核素的放射性衰变、放射性核素的排风去除率以及放射性核素的沉积去除率。
表2示出惰性气体放射性核素在固体空间、气体空间两种情况下的初始值、产生项、消失项。
表2
对于惰性气体放射性核素，根据固体空间中的放射性核素活度的微分方程计算固体空间中的放射性核素活度，固体空间中的放射性核素活度的微分方程为其中，Af(t)表示固体空间中放射性核素活度，t表示时间，λd表示放射性核素的放射性衰变常数，D表示包壳破损的燃料份额，γ表示放射性核素从固体空间扩散至气体空间的逃脱率系数；根据气体空间中的放射性核素活度浓度的微分方程计算气体空间中的放射性核素活度浓度，气体空间中的放射性核素活度浓度的微分方程为其中，C(t)表示气体空间中放射性核素的体积浓度，V表示气体空间的自由容积，λe表示放射性核素的排风去除率常数，λs表示放射性核素的沉积去除率常数。
通过以上讨论，可以提炼固体空间、液体空间和气体空间中放射性核素转化的相同点，提出适用于三种情况的归一化模型，如图4所示。图4中，产生项表示进入该空间的放射性核素含量，消失项表示离开该空间的放射性核素含量。基于该通用的归一化模型，本发明的技术方案适用于所有核电厂各种空间内的气载放射性物质源浓度评估，为设计方针对核电厂气载放射性物质源模型的设计及核安全监管机构对核电厂气载放射性物质源模型的审核工作提供有力的依据。此外，本发明的通用归一化模型也可同理应用到与本发明类似的其他领域的设计和审核中。
下面以压水堆核电厂为例，阐述根据本发明实施例的三类主要的气载放射性物质源浓度模型，即，安全壳、燃料贮存厂房和辅助厂房浓度模型，避免了在设计过程中漏掉的在不同空间中放射性核素的迁移和衰变等因素。
1.安全壳气载放射性物质源浓度模型
安全壳气载放射性物质源浓度模型通常考虑了三种假设：正常运行期间不加排风净化情况下的平衡气载放射性核素浓度；正常运行期间每个排风周期（T）进行M小时小风量排风净化情况下的最大气载放射性核素浓度；热停堆后大风量排风净化N小时情况下的气载放射性核素浓度。
1）正常运行期间不加排风净化情况下的平衡气载放射性浓度模型
a）模型假设
正常运行期间，冷却剂中各种核素浓度不随时间变化，不加排风净化情况下安全壳气载放射性核素的主要来源包括：冷却剂向安全壳的泄漏和气载放射性核素的去除，如图5所示。其中去除部分主要包括核素的自发衰变和沉积去除。
b）模型建立
由于冷却剂中各种核素浓度不随时间变化，因此直接构建微分方程，如公式（2）所示，求解公式（2）可得公式（1），当浓度达到平衡时t=+∞，可得公式（3）。
其中，rL表示所在区域的某种放射性核素的泄漏率或蒸发率(g/s)；A表示泄漏或蒸发液中该种核素的活度浓度(Bq/g)；pG表示该种放射性核素的汽水分配因子(≤1)；λd表示该种放射性核素的衰变常数(s-1)；λe表示该种放射性核素的排风去除率常数(s-1)（在该情况下为0）；λs表示该种放射性核素的沉积去除率常数(s-1)；；t表示从泄漏开始到计算活度值之间的时间(s)；V表示泄漏发生区域的自由容积(cm3)；C(t)表示所在区域内时间t时该种核素的气载浓度(Bq/cm3)。公式（2）相当于前面讨论的除惰性气体以外的放射性核素在气体空间，产生项来自液体空间蒸发或泄漏，消失项包含衰变和沉积去除，不含排风去除。
其中，C∞表示所在区域内当浓度达到平衡时该种核素的气载浓度(Bq/cm3)。
2.正常运行期间每个排风周期(T)进行M小时小风量排风净化情况下的最大气载放射性核素浓度模型
a）模型假设
正常运行期间，冷却剂中的各种核素浓度不随时间变化，小排风净化情况下安全壳气载放射性核素的主要来源包括：冷却剂向安全壳的泄漏和气载放射性核素的去除，如图6所示。其中去除部分主要包括核素的自发衰变、排风去除和沉积去除。此外，排风去除方案为：假设排风周期为T，每个排风周期内排风时间为本周期内最后M小时。
b）模型建立
由于冷却剂中的核素浓度不随时间变化，因此直接构建微分方程如公式（4）所示，对公式（4）进行求解可得公式（5）。
其中，rL表示所在区域的某种放射性核素的泄漏率或蒸发率(g/s)；A表示泄漏或蒸发液中该种核素的活度浓度(Bq/g)；pG表示该种放射性核素的汽水分配因子(≤1)；λd表示该种放射性核素的衰变常数(s-1)；λe表示该种放射性核素的排风去除率常数(s-1)；λs表示该种放射性核素的沉积去除率常数(s-1)；t表示从泄漏开始到计算活度值之间的时间(s)；V表示泄漏发生区域的自由容积(cm3)；C(t)表示所在区域内时间t时该种核素的气载浓度(Bq/cm3)；C0表示所在区域内该种核素的初始气载浓度(Bq/cm3)。公式（4）相当于前面讨论的除惰性气体以外的放射性核素在气体空间，产生项来自液体空间蒸发或泄漏，消失项包含衰变、沉积去除和排风去除。
3）热停堆后大风量排风净化N小时情况下的气载放射性核素浓度
a）模型假设
热停堆以后，冷却剂中的核素浓度随时间变化，冷却剂中核素的来源为停堆时刻的初始值，去除因素主要包括化学和容积控制系统（CVS）去污作用和自发衰变。在此基础上，大排风净化情况下安全壳气载放射性核素的主要来源包括：冷却剂向安全壳的泄漏和气载放射性核素的去除，如图7所示。其中去除部分主要包括核素的自发衰变、排风去除和沉积去除。
b）模型建立
由于冷却剂中的核素浓度随时间变化，因此需要首先对冷却剂中核素浓度的变化情况构建微分方程如公式（6）所示，对公式（6）进行求解可得公式（7）。
其中A0表示初始活度浓度(Bq/g)；DF表示CVS去污因子；Q表示CVS下泄流量(kg/s)；M表示冷却剂液态系统总质量(kg)；t表示从泄漏开始到计算活度值之间的时间(s)；λd表示衰变常数(s-1)；A(t)表示时刻t的活度浓度(Bq/g)。公式（6）相当于前面讨论的放射性核素在液体空间，无产生项，消失项包含去污和衰变，不包含蒸发。
接着，构建微分方程如公式（4）所示。最后，将公式（7）和公式（4）联立构建方程最终的气载放射性浓度微分公式（8）。
其中，
2.燃料贮存厂房最大气载放射性物质源浓度模型
a）模型假设
乏燃料水池中的核素浓度随时间变化，其核素的来源主要包括乏燃料水池中的乏燃料组件和流经换料通道中的冷却剂两部分，去除因素主要包括除盐床去污作用和自发衰变。在此基础上，大排风净化情况下燃料贮存区气载放射性核素的主要来源包括：乏燃料水池向辅助厂房的蒸发和衰变，以及气载放射性核素的去除，如图8所示。其中，气载放射性核素的去除主要包括核素的自发衰变、排风去除和沉积去除三部分。此外，假设停堆后K小时打开压力容器顶盖，即乏燃料水池核素来源的初始值为停堆时刻后K小时的浓度。
b）模型建立
由于乏燃料组件和乏燃料水池中的核素浓度均随时间变化，因此需要分别对乏燃料组件和乏燃料水池中核素浓度的变化情况构建微分方程如公式（9）所示，对公式（9）进行求解可得公式（10）。
其中，
其中A0表示乏燃料池初始活度浓度(Bq/g)；表示燃料的初始活度(Bq)；D表示包壳破损的燃料份额(0.25%)；γ表示核素扩散至冷却剂的逃脱率系数(s-1)；DF表示去污因子；Q表示除盐床流量(kg/s)；M表示液态系统总质量(kg)；t表示反应堆压力容器顶盖打开后的时间(s)；λd表示衰变常数(s-1)；λx表示蒸发去除常数(s-1)；A(t)表示时刻t的乏燃料池活度浓度(Bq/g)；Af(t)表示时刻t的燃料活度(Bq)；pG表示分配因子。公式（9）相当于前面讨论的放射性核素在固体空间和液体空间，固体空间的消失项包含衰变和逃脱，液体空间的产生项来自固体空间逃脱，消失项包含去污、衰变和蒸发。
在此基础上，构建停堆后燃料贮存区核素浓度的微分方程如公式（4）所示。
特别地，由于惰性气体与其他气载放射性物质源的泄漏机理不同，不考虑其在冷却剂中的滞留，即认为惰性气体直接释放至燃料贮存厂房。构建微分方程如公式（11）所示，对公式（11）进行求解可得公式（12）。
其中，λe表示某种放射性核素的排风去除率常数(s-1)，λs表示该种放射性核素的沉积去除率常数(s-1)。公式（11）相当于前面讨论的惰性气体放射性核素在固体空间和气体空间，固体空间的消失项包含衰变和逃脱，气体空间的产生项来自固体空间逃脱，消失项包含衰变、排风去除和沉积去除。
3.辅助厂房平衡气载放射性物质源浓度模型
a）模型假设
正常运行期间，冷却剂中的核素浓度不随时间变化，持续排风净化情况下辅助厂房气载放射性核素的主要来源包括：冷却剂向辅助厂房的泄漏和气载放射性核素的去除，如图9所示。其中去除部分主要包括核素的自发衰变、排风去除和沉积去除。
b）模型建立
由于冷却剂中的核素浓度不随时间变化，因此可直接采用公式（3）计算。
本发明可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块或单元。一般地，程序模块或单元可以包括执行特定任务或实现特定抽象数据资源类型的例程、程序、对象、组件、数据资源结构等等。一般来说，程序模块或单元可以由软件、硬件或两者的结合来实现。也可以在分布式计算环境中实践本发明，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块或单元可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。
最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、产品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、产品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、产品或者设备中还存在另外的相同要素。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。
以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (8)

1.一种核电厂气载放射性物质源评估方法，其中所述放射性物质源包括至少一种放射性核素，其特征在于，所述评估方法包括步骤：
将所述放射性物质源的迁移与时变划分成固体空间、液体空间以及气体空间；
对于除惰性气体以外的放射性核素，首先计算放射性核素从固体空间逃脱至液体空间的迁移与时变，接着计算放射性核素从液体空间蒸发或泄漏至气体空间的迁移与时变，从而得出气体空间中形成的气载放射性核素的活度浓度，对于惰性气体放射性核素，直接计算放射性核素从固体空间逃脱至气体空间的迁移与时变，从而得出气体空间中形成的气载放射性核素的活度浓度；以及
将所述气载放射性核素的活度浓度与相应放射性核素的预设活度浓度阈值相比较。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对于除惰性气体以外的放射性核素，得出气体空间中形成的气载放射性核素的活度浓度的步骤包括：
根据放射性核素从固体空间的消失项计算固体空间中的放射性核素活度；
根据固体空间中的放射性核素活度计算液体空间的产生项，根据液体空间的产生项和放射性核素从液体空间的消失项计算液体空间中的放射性核素活度浓度；以及
根据液体空间中的放射性核素活度浓度计算气体空间的产生项，根据气体空间的产生项和放射性核素从气体空间的消失项计算气体空间中的放射性核素活度浓度。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，对于除惰性气体以外的放射性核素，所述放射性核素从固体空间的消失项取决于放射性核素的放射性衰变以及放射性核素从固体空间扩散至液体空间的逃脱率；所述液体空间的产生项来自于固体空间，与包壳破损的燃料份额、放射性核素从固体空间扩散至液体空间的逃脱率以及固体空间中的放射性核素活度成正比；所述液体空间的消失项取决于去污率、放射性核素的放射性衰变以及放射性核素的蒸发去除率；所述气体空间的产生项来自于液体空间，与液体空间中液体的泄漏率或蒸发率、放射性核素的汽水分配因子以及液体空间中的放射性核素活度浓度成正比；所述气体空间的消失项取决于放射性核素的放射性衰变、放射性核素的排风去除率以及放射性核素的沉积去除率。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，对于除惰性气体以外的放射性核素，
根据固体空间中的放射性核素活度的微分方程计算固体空间中的放射性核素活度，所述固体空间中的放射性核素活度的微分方程为其中，Af(t)表示固体空间中放射性核素活度，t表示时间，λd表示放射性核素的放射性衰变常数，D表示包壳破损的燃料份额，γ表示放射性核素从固体空间扩散至液体空间的逃脱率系数，
根据液体空间中的放射性核素活度浓度的微分方程计算液体空间中的放射性核素活度浓度，所述液体空间中的放射性核素活度浓度的微分方程为其中，A(t)表示液体空间中放射性核素的质量浓度，M表示液体空间中液体总质量，λT表示液体空间去除系数，
根据气体空间中的放射性核素活度浓度的微分方程计算气体空间中的放射性核素活度浓度，所述气体空间中的放射性核素活度浓度的微分方程为其中，C(t)表示气体空间中放射性核素的体积浓度，rL表示液体空间中液体的泄漏率或蒸发率，pG表示放射性核素的汽水分配因子，V表示气体空间的自由容积，λe表示放射性核素的排风去除率常数，λs表示放射性核素的沉积去除率常数。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对于惰性气体放射性核素，得出气体空间中形成的气载放射性核素的活度浓度的步骤包括：
根据放射性核素从固体空间的消失项计算固体空间中的放射性核素活度；以及
根据固体空间中的放射性核素活度计算气体空间的产生项，根据气体空间的产生项和放射性核素从气体空间的消失项计算气体空间中的放射性核素活度浓度。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，对于惰性气体放射性核素，所述放射性核素从固体空间的消失项取决于放射性核素的放射性衰变以及放射性核素从固体空间扩散至液体空间的逃脱率；所述气体空间的产生项来自于固体空间，与包壳破损的燃料份额、放射性核素从固体空间扩散至气体空间的逃脱率以及固体空间中的放射性核素活度成正比；所述气体空间的消失项取决于放射性核素的放射性衰变、放射性核素的排风去除率以及放射性核素的沉积去除率。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，对于惰性气体放射性核素，
根据固体空间中的放射性核素活度的微分方程计算固体空间中的放射性核素活度，所述固体空间中的放射性核素活度的微分方程为其中，Af(t)表示固体空间中放射性核素活度，t表示时间，λd表示放射性核素的放射性衰变常数，D表示包壳破损的燃料份额，γ表示放射性核素从固体空间扩散至气体空间的逃脱率系数，
根据气体空间中的放射性核素活度浓度的微分方程计算气体空间中的放射性核素活度浓度，所述气体空间中的放射性核素活度浓度的微分方程为其中，C(t)表示气体空间中放射性核素的体积浓度，V表示气体空间的自由容积，λe表示放射性核素的排风去除率常数，λs表示放射性核素的沉积去除率常数。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述固体空间是乏燃料组件，所述液体空间是冷却剂，所述气体空间是安全壳、燃料贮存厂房或辅助厂房。
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