CN111507567A - 一种核事故后果评估方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的一种核事故后果评估方法包括信息输入、信息处理、信息调取、信息输出四个步骤，提供的核事故后果评估系统包括源项模块、危害评估模块、基础数据模块和辅助决策模块。本发明的方法和系统，能够应对重大核与辐射事故，从危害后果预测、监测力量运用、态势跟踪到行动路径优化与需求保障，全程提供数据支撑，为指挥部门实时掌握放射性物质扩散动态、组织救援行动提供全面的数据保障，有力提升处置效率、降低事故损伤，使核事故应急救援行动更加科学有效，在辐射监测和事故处理领域具有广泛的适用性。
Description
技术领域
本发明涉及事故评估方法领域，特别涉及一种核事故后评估方法。
背景技术
目前，在化石燃料短缺、能源可持续性发展与环境保护的压力迫使下，中国、印度、南非等发展中国家，以及美国、俄罗斯、日本、乌克兰等核能发达国家重新开始大规模核电厂建设。截止2019年6月，大陆运行核电45台，总装机容量4590万千瓦；在建核电12台，总装机容量1368万千瓦。
自开发核电发电以来，发生了3起核电厂堆芯熔化事故，三哩岛事故、切尔诺贝利事故和福岛事故。1986年4月26日，前苏联(现乌克兰境内)的切尔诺贝利核电站4号堆，由于设备故障和人为误判与错误操作，导致发生剧烈爆炸，放射性释放总量约5.2×1018Bq，事故第一天的放射性剂量估计高达20000mSv；2011年3月11日，日本东部宫城县近海发生9级强烈地震并诱发海啸，在两者的共同破坏下导致了福岛核电站的爆炸事故，这是截止至今造成海域放射性污染最严重的一次核事故。这些重大核事故不仅造成了严重的经济损失，更引发了巨大的社会恐慌效应。
另外，2006年以来,朝鲜先后进行六次核试验，特别是2016年连续两次组织地下核试验、2017年第六次核试验当量达10万吨TNT以上，数据显示朝鲜已掌握较为成熟的核武技术。
在新一代核事故后果评价及辅助决策系统中，三维粒子游走技术在国内外得到重点发展与应用。但是现有技术危害预测结果准确性差、危害预测效率低、与处置行动贴合不紧密、实用性差。
发明内容
针对现有技术中危害预测结果准确性差、危害预测效率低、与处置行动贴合不紧密、实用性差的技术问题，本发明提供了一种核事故后果评估方法及系统，在汲取国内外研究成果的基础上，将实测数据、作战数据与行动预案引入系统中，并对各项处置与防护行动进行量化评估，实现处置行动全过程数据化、科学化。
本发明提供的一种核事故后果评估方法，包括如下步骤：
(1)信息输入：分别输入发生事故的核反应堆堆型、事故情形、释放时间、释放份额、释放高度、释放热；
(2)信息处理：应用典型事故源项分析方法，根据核反应堆堆型估算放射性核素总量；通过采用蒙特卡洛思想和拉格朗日三维粒子游走模型，计算统计大量标记粒子的轨迹，近似模拟真实的大气中污染物的弥散过程，以预测总体污染物的分布规律；在计算机系统下运行基于GIS的数据转换引擎和结果二次分析计算模块，得出需采取紧急防护措施的范围、纵深、人数；
(3)信息调取：调取辐射环境实测数据、国防动员潜力数据、作战力量数据、后装保障数据、舆情动态、核设施目标数据、辐射剂量控制干预水平；
(4)信息输出：将放射性核素总量，大量标记粒子的轨迹，总体污染物的分布情况，采取紧急防护措施的范围、纵深、人数；以及调取的调取辐射环境实测数据、国防动员潜力数据、作战力量数据、后装保障数据、舆情动态、核设施目标数据、辐射剂量控制干预水平数据显示到指挥中心显示系统上；通过将放射性核素总量，大量标记粒子的轨迹，总体污染物的分布情况，采取紧急防护措施的范围、纵深、人数；以及调取的调取辐射环境实测数据、国防动员潜力数据、作战力量数据、后装保障数据、舆情动态、核设施目标数据、辐射剂量控制干预水平数据得出最佳救援力量调配方案并显示。
本发明中，计算机系统为windows系统。
本发明中，调取的调取辐射环境实测数据、国防动员潜力数据、作战力量数据、后装保障数据、舆情动态、核设施目标数据、辐射剂量控制干预水平数据是已经存在的统计数据。
本发明中，最佳救援力量调配方案是根据救援物资及救援人力分布到需要救援各个地方完成救援任务的时间最短进行计算得出。
本发明中，反应堆堆型包括石墨反应堆和海水反应堆，事故情形包括地爆和地下爆。
本发明中，最佳救援力量调配方案还包括得出的需要采取紧急防护措施隐蔽、服碘、撤离范围与人数。
本发明提供的一种核事故后果评估系统，包括源项模块、危害评估模块、基础数据模块和辅助决策模块。
本发明中，源项模块根据反应堆堆型、事故情形，选择危害源、反应堆功率、核爆当量、比例因子，系统将计算核素总量、释放特征参量及释放量。
本发明中，危害评估模块由局地风场和湍流场驱动核污染扩散模型，预测放射性核素扩散范围与浓度，进而计算预期剂量，得到辐射水平分布。
本发明中，辅助决策模块调用基础数据模块中各类作战数据资源，得出配置辐射侦测力量，跟踪掌握污染态势；计算采取紧急防护措施下的剩余剂量，对比分析防护效果，规划救援机动路径；根据应急救援行动，计算各项保障需求，结合物资器材仓储情况，辅助生成保障建议。
本发明中，危害评估模块输入事故性质、时间、地点、粒子释放时间与干沉降速度，根据气象场预报，在发生事故时进行危害评估，得到需要采取紧急防护措施隐蔽、服碘、撤离范围与人数。
本发明的有益效果：
本发明提供的一种核事故后果评估方法及系统，能够应对重大核与辐射事故，从危害后果预测、监测力量运用、态势跟踪到行动路径优化与需求保障，全程提供数据支撑，为指挥部门实时掌握放射性物质扩散动态、组织救援行动提供全面的数据保障，有力提升处置效率、降低事故损伤，使核事故应急救援行动更加科学有效，在辐射监测和事故处理领域具有广泛的适用性。
说明书附图
图1为是本发明系统结构示意图。
具体实施方式
下面结合图1及实施例对本发明的具体实施方式作进一步详细描述，但本发明的方法不限于下述实施例。
本发明中所用到的WRF(Weather Research Forecast)：由美国环境预测中心(NCEP)、美国国家大气研究中心(NCAR)等美国科研机构开发的一种中尺度气象预报模式，可预报未来3～7天精细三维气象场。
核污染扩散模式，应用拉格朗日三维粒子游走模型，并增加核素衰减和干湿沉降模块，在气象场和源项数据驱动下，进行扩散模拟，得到浓度和剂量的时空分布。
实施例一：本发明的核事故后果评估方法
本发明提供的一种核事故后果评估方法，包括如下步骤：
(1)信息输入：分别输入发生事故的核反应堆堆型、事故情形、释放时间、释放份额、释放高度、释放热；
(2)信息处理：应用典型事故源项分析方法，根据核反应堆堆型估算放射性核素总量；通过采用蒙特卡洛思想和拉格朗日三维粒子游走模型，计算统计大量标记粒子的轨迹，近似模拟真实的大气中污染物的弥散过程，以预测总体污染物的分布规律；在计算机系统下运行基于GIS的数据转换引擎和结果二次分析计算模块，得出需采取紧急防护措施的范围、纵深、人数；
(3)信息调取：调取辐射环境实测数据、国防动员潜力数据、作战力量数据、后装保障数据、舆情动态、核设施目标数据、辐射剂量控制干预水平；
(4)信息输出：将放射性核素总量，大量标记粒子的轨迹，总体污染物的分布情况，采取紧急防护措施的范围、纵深、人数；以及调取的调取辐射环境实测数据、国防动员潜力数据、作战力量数据、后装保障数据、舆情动态、核设施目标数据、辐射剂量控制干预水平数据显示到指挥中心显示系统上；通过将放射性核素总量，大量标记粒子的轨迹，总体污染物的分布情况，采取紧急防护措施的范围、纵深、人数；以及调取的调取辐射环境实测数据、国防动员潜力数据、作战力量数据、后装保障数据、舆情动态、核设施目标数据、辐射剂量控制干预水平数据得出最佳救援力量调配方案并显示。
本发明中，计算机系统为windows系统。
本发明中，调取的调取辐射环境实测数据、国防动员潜力数据、作战力量数据、后装保障数据、舆情动态、核设施目标数据、辐射剂量控制干预水平数据是已经存在的统计数据。
本发明中，最佳救援力量调配方案是根据救援物资及救援人力分布到需要救援各个地方完成救援任务的时间最短进行计算得出。
本发明中，反应堆堆型包括石墨反应堆和海水反应堆，事故情形包括地爆和地下爆。
本发明中，最佳救援力量调配方案还包括得出的需要采取紧急防护措施隐蔽、服碘、撤离范围与人数。
实施例二：本发明的核事故后果评估系统和方法与现有
本发明提供的一种核事故后果评估系统，包括源项模块、危害评估模块、基础数据模块和辅助决策模块。
本发明中，源项模块根据反应堆堆型、事故情形，选择危害源、反应堆功率、核爆当量、比例因子，系统将计算核素总量、释放特征参量及释放量。
本发明中，危害评估模块由局地风场和湍流场驱动核污染扩散模型，预测放射性核素扩散范围与浓度，进而计算预期剂量，得到辐射水平分布。
本发明中，辅助决策模块调用基础数据模块中各类作战数据资源，得出配置辐射侦测力量，跟踪掌握污染态势；计算采取紧急防护措施下的剩余剂量，对比分析防护效果，规划救援机动路径；根据应急救援行动，计算各项保障需求，结合物资器材仓储情况，辅助生成保障建议。
本发明中，危害评估模块输入事故性质、时间、地点、粒子释放时间与干沉降速度，根据气象场预报，在发生事故时进行危害评估，得到需要采取紧急防护措施隐蔽、服碘、撤离范围与人数。
实施例三：本发明的核事故后果评估系统和方法与现有核事故后果评价及辅助决策系统对比试验
和现有技术相比，本发明系统和方法应对重大核与辐射事故，从危害后果预测、监测力量运用、态势跟踪到行动路径优化与需求保障，全程提供数据支撑，为指挥部门实时掌握放射性物质扩散动态、组织救援行动提供全面的数据保障，处置效率提升、事故损伤率降低，使核事故应急救援行动更加科学有效。
如上所述，即可较好地实现本发明，上述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明确定的保护范围内。
Claims (10)
1.一种核事故后果评估方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)信息输入：分别输入发生事故的核反应堆堆型、事故情形、释放时间、释放份额、释放高度、释放热；
(2)信息处理：应用典型事故源项分析方法，根据核反应堆堆型估算放射性核素总量；通过采用蒙特卡洛思想和拉格朗日三维粒子游走模型，计算统计大量标记粒子的轨迹，近似模拟真实的大气中污染物的弥散过程，以预测总体污染物的分布规律；在计算机系统下运行基于GIS的数据转换引擎和结果二次分析计算模块，得出需采取紧急防护措施的范围、纵深、人数；
(3)信息调取：调取辐射环境实测数据、国防动员潜力数据、作战力量数据、后装保障数据、舆情动态、核设施目标数据、辐射剂量控制干预水平；
(4)信息输出：将放射性核素总量，大量标记粒子的轨迹，总体污染物的分布情况，采取紧急防护措施的范围、纵深、人数；以及调取的调取辐射环境实测数据、国防动员潜力数据、作战力量数据、后装保障数据、舆情动态、核设施目标数据、辐射剂量控制干预水平数据显示到指挥中心显示系统上；通过将放射性核素总量，大量标记粒子的轨迹，总体污染物的分布情况，采取紧急防护措施的范围、纵深、人数；以及调取的调取辐射环境实测数据、国防动员潜力数据、作战力量数据、后装保障数据、舆情动态、核设施目标数据、辐射剂量控制干预水平数据得出最佳救援力量调配方案并显示。
2.如权利要求1所述的一种核事故后果评估方法，其特征在于，所述计算机系统为windows系统。
3.如权利要求1所述的一种核事故后果评估方法，其特征在于，所述调取的调取辐射环境实测数据、国防动员潜力数据、作战力量数据、后装保障数据、舆情动态、核设施目标数据、辐射剂量控制干预水平数据是已经存在的统计数据。
4.如权利要求1所述的一种核事故后果评估方法，其特征在于，所述最佳救援力量调配方案是根据救援物资及救援人力分布到需要救援各个地方完成救援任务的时间最短进行计算得出。
5.如权利要求1所述的一种核事故后果评估方法，其特征在于，所述反应堆堆型包括石墨反应堆和海水反应堆，事故情形包括地爆和地下爆。
6.如权利要求4所述的一种核事故后果评估方法，其特征在于，所述最佳救援力量调配方案还包括得出的需要采取紧急防护措施隐蔽、服碘、撤离范围与人数。
7.一种核事故后果评估系统，其特征在于，所述系统包括源项模块、危害评估模块、基础数据模块和辅助决策模块。
8.如权利要求7所述的一种核事故后果评估方法及系统，其特征在于，所述源项模块根据反应堆堆型、事故情形，选择危害源、反应堆功率、核爆当量、比例因子，系统将计算核素总量、释放特征参量及释放量。
9.如权利要求7所述的一种核事故后果评估方法及系统，其特征在于，所述危害评估模块由局地风场和湍流场驱动核污染扩散模型，预测放射性核素扩散范围与浓度，进而计算预期剂量，得到辐射水平分布。
10.如权利要求7所述的一种核事故后果评估方法及系统，其特征在于，所述辅助决策模块调用基础数据模块中各类作战数据资源，得出配置辐射侦测力量，跟踪掌握污染态势；计算采取紧急防护措施下的剩余剂量，对比分析防护效果，规划救援机动路径；根据应急救援行动，计算各项保障需求，结合物资器材仓储情况，辅助生成保障建议。
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Cited By (2)
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| CN112651598A (zh) * | 2020-12-02 | 2021-04-13 | 中国辐射防护研究院 | 放射性物质运输爆炸事故情景下事故响应边界的划定方法 |
| CN112766588A (zh) * | 2021-01-26 | 2021-05-07 | 中国人民解放军海军工程大学 | 一种核事故应急对策评价方法、评价系统 |
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2020
- 2020-03-13 CN CN202010177682.9A patent/CN111507567A/zh active Pending
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| CN112766588A (zh) * | 2021-01-26 | 2021-05-07 | 中国人民解放军海军工程大学 | 一种核事故应急对策评价方法、评价系统 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20200807 |