Оптимизация методов и средств автоматизированных систем контроля радиационной обстановки окружающей среды

• Автор: Елохин, Александр Прокопьевич
• Шифр специальности: 05.13.06, 05.13.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 325 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.
Глава I. Проблемы контроля окружающей среда при эксплуатации атомных электростанций и других радиационноопасных предприятий

атомной промышленности и метода их решения г д

1.1. Методы и средства решения задач контроля окружающей среды в

различные эташ развития атомной энергетики.

1.2. Постановка задачи

Выводы к главе 1.

Глава 2. Математические метода оценки и прогнозирования радиоактив

ного загрязнения воздушного бассейна и подстилающей поверхности

2.1. Физические основы переноса примеси в атмосфере.

2.2. Анализ моделей переноса примеси в атмосфере
2.3. Модель переноса примеси, основанная на замкнутой системе
уравнений, описывающих изменение метеопараметров в пограничном слое атмосферы.
2.3.1. Нелинейная модель приземного слоя атмосферы
2.3.2. Методика обработки градиентных наблюдений
2.3.3. Требования, предъявляемые к датчикам метеопараметров ев
2.3.4. Модель пограничного слоя атмосферы. бв
2.3.
2.4.
2.4.
2.4.4 2.5.
2.5.
2.5.
2.5.
. Подъем факела выбросов.
. Расчет эффективной высоты подъема радиоактивной примеси,поступающей в атмосферу из венттруб АЭС, в рамках траекторией
модели.
Методы решения уравнения турбулентной диффузии
. Численный метод решения стационарной задачи с метеопараметрами, определяемыми в рамках модели пограничного слоя
атмосферы
. Численный метод решения нестационарной задачи вя
. Аналитические оценки. яг
. Анализ устойчивости решения уравнений яь
Методы оценки дозовых нагрузок на население и радиоактивного
загрязнения подстилающей поверхности при выбросах АЭС
. Расчет мощности дозы от объемного источника яв
. Метод оценки мощности дозы от объемного источника, основанный на концепции лучевого равновесия. яя
. Расчет активности подстилающей поверхности, загрязненной в результате осаждения радиоактивной примеси из атмосферы1 . Учет накопления радиоактивной примеси при выпадении ее на
подстилающую поверхность стационарная задачаюг
. Особенности накопления радиоактивной примеси при выпадении ее на подстилающую поверхность в условиях нестационарного
переноса.
. Расчет мощности дозы от подстилающей поверхностиюв
2.5.7. Метод уточнения величины МОЩНОСТИ выброса
2.5.8. Расчет мощности дозы при ингаляциииг
2.5.9. Перенос радиоактивной капельной влаги и оценка радиоактивного загрязнения подстилающей поверхности при ее выпадении, из
2.5 Анализ результатов расчетовюз
Выводы к главе 2.
Глава 3. Гибридный мониторинг окружающей средыавтоматизированная
система контроля радиационной обстановки АСКРО
3.1. Основные задачи проблемы АСКРО.
3.2. Методы оптимизации системы АСКРОио
3.2.1. Определение оптимального количества гаммадатчиков системы, ио
3.2.2. Определение оптимальной высоты метеомачты для определения метеопараметров атмосферыиз
3.3. Оценка радиоактивного загрязнения окружающей среды при
несанкционированных выбросах АЭС.ия
3.3.1. ПОДЪеМ ВЫСОКОТеМПературНОЙ ГаЗОВОЙ СТруИ ИЗ ОТВерСТИЙ
3.3.2. Подъем турбулентной газовой струи в рамках й е модели. Постановка задачиюз
3.3.3. Определение начальных термодинамических параметров струи
при истечении ее из отверстия замкнутого сосуда.бо
3.3.4. Подъем высокотемпературной газовой струи.
ГраНИЧНЫе УСЛОВИЯ.
3.3.5. Анализ результатов расчетов
3.3.6. Принципы размещения постов контроля АСКРО на промплощадке и в санитарнозащитной зоне АЭС и других радиационноопасных
Предприятий.
3.3.7. Оценка величины полной активности и средней энергии гаммаизлучения примеси, формирующей радиоактивное облако при несанкционированных выбросах АЭС
3.3.8. Выбор оптимального пути следования из района, загрязненного
радиоактивным выбросом
Выводы к главе 3гэо
Глава 4. Приборное обеспечение АСКРО
4.1. Датчик определения мощности выброса в вентиляционных трубах АЭС, основанный на методе регистрации магнитного поля, создаваемого движущимся ионизированным ВОЗДУШНЫМ ПОТОКОМ
4.1.1. Теория метода определения мощности выброса в венттрубах АЭС
4.1.2. Результаты экспериментальных исследований
4.2. Метод повышения чувствительности датчика, определяющего мощность выброса в венттрубах АЭС о
4.3. Безынерционный метод измерения скорости ВОЗДУШНОГО потока4 Выводы к главе 4 гзг
Глава 5. Перспективные метода определения радиационных характеристик радиоактивного загрязнения подстилающей поверхности.
5.1. Использование радиолокационных станций для дистанционного
определения выбросов АЭС.
5.1.1. Анализ экспериментальных данных по определению выбросов АЭС
с помощью радиолокационных станций.гзв
5.1.2. Физические основы определения радиоактивных выбросов или радиоактивного загрязнения подстилающей поверхности при помощи радиолокационных станций.
5.2. Определение мощности источника радиоактивных выбросов по коэффициенту отражения электромагнитных ВОЛН
5.2.1. Учет метеорологического состояния реальной атмосферы при
решении задачи определения мощности источника радиоактивных
выбросов.
Выводы к главе 5.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


В целях оптимального использования экспериментальных данных в последние годы была выдвинута идея сочетания измерительного и модельного мониторинга в единую систему таким образом, чтобы достоинства одной компенсировали недостатки другой . Такого типа мониторинг должен обеспечивать непрерывный процесс адаптации модели распространения радиационного загрязнения среды к конкретным изменяющимся условиям по результатам фактических измерений на местности, что, в свою очередь, предъявляет повышенные требования к точности измерений. Повышение точности измерений возможно за счет снижения влияния внешнего и накапливающегося в точках контроля фона, исключения систематических ошибок, учета и автоматической компенсации нелинейности детекторов . Важной стороной разработки Систем являются экономические факторы их создания и эксплуатации. Стоимость Системы во многом определяется стоимостью комплектующих изделий, линий связи, монтажа и пусконаладочных работ. Систем. Решение этих задач связано с определенными затратами, поэтому естественен поиск оптимального варианта их решения. Одним из наиболее оптимизируемых параметров Системы контроля является количество телеметрических систем, так как датчики, устанавливаемые на этих системах, дают непосредственно информацию о радиоактивном загрязнении окружающей среды, и, кроме того, за счет своего количества, линий связи и необходимого технического обслуживания оказывают существенное влияние на стоимость Системы в целом. В работе 1, полагая, что выброс радиоактивной примеси может произойти в любом направлении, отказались от идеи размещения датчиков по розе ветров и вопрос оптимизации числа постов при равномерном их размещении вокруг АЭС по периметру круга диаметром 0 решался следующим образом. Задавалось наименьшее пороговое
значение чувствительности детекторов, размещаемых на постах контроля. Это значение должно быть таким,чтобы точно можно было подтвердить превышение мощности дозы над фоном. Рис. Но точно проходит между двумя детекторами рис. Э,при длительности выброса радиоактивной примеси в атмосферу Т, от оси выброса до точки, в которой значение ингаляционной дозы будет соответствовать пороговому значению детектора, величину у находили из неравенства Опор ДЖ1Э1хт,у,Б,Т,и, где Ва1Э1Хт,У,8,Т,и распределение ингаляционной дозы по оси У локальной системы координат хт абсцисса точки детектирования локальной системы координат Б категория устойчивости атмосферы и скорость ветра. При этом число датчиков определялось соотношением 1й2у1, в котором от выражения в квадратных скобках берут целое число. Как следует из рис. З, идея определения необходимого целое число от выражения в квадратных скобках есть необходимое,а с прибавление единицы достаточное и достаточного числа датчиков весьма проста, но,на наш взгляд, не совсем удачно, хотя совершенно справедливо используется критерий критической дозы и осуществляется выбор утах. Кроме того,при произвольном варьировании длительности выброса Т первое неравенство может не выполняться, что сразу накладывает требования на эту величину Т ложно быть достаточно большим, чтобы неравенство имело смысл. Основным недостатком рассмотренного метода, на наш взгляд, является именно выбор дозовых критериев критического органа и отвечающей ему дозы 1Э, поскольку в этом случае прибор дожен непосредственно регистрировать радиоактивную примесь йода. Последнее обусловлено размыванием струи и уменьшением, таким образом, эффективного значения утах, при котором показания датчика превышают фоновое значение. Рис. Зависимость числа датчиков. Рчас величина ута может только увеличиться,а число датчиков уменьшиться, т. Аналогичные Системы разрабатывались и за рубежом, например, фирмой БШШЗ в Германии ,, АШШ в Финляндии , ИБТШОНОиЗЕ в США и т. При этом основными средствами регистрации радиоактивного загрязнения окружающей среды являются 7датчики диапазона О,рЗвчас Звчас цРчас Рчас и в пунктах, распологаемых в направлениях, где риск радиоактивного загрязнения может привести к наибольшим социальным последствиям большие населенные пункты, города, йодные датчики. Гаммадатчики относятся к так называемому классу интеллектуальных детекторов, совместимых с персональным компьютером.