Luận văn Đánh giá khả năng phát tán phóng xạ trong môi trường khí tại nhà máy Điện hạt nhân ninh thuận 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Phạm Kim Long ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG PHÁT TÁN PHÓNG XẠ TRONG MÔI 'TRƯỜNG KHÍ TẠI NHÀ MÁY ĐIỆN HẠT NHÂN NINH THUAN 1 Chuyén nganh: Vat ly nguyén tir Mã s

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

Phạm Kim Long

ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG PHÁT TÁN PHÓNG XẠ TRONG MÔI

'TRƯỜNG KHÍ TẠI NHÀ MÁY ĐIỆN HẠT NHÂN

NINH THUAN 1

Chuyén nganh: Vat ly nguyén tir

Mã số: 60440106

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

TS Nguyễn Hào Quang

Hà Nội - 2013

LOT CAM ON

Trong suốt hai năm bọc lập tại trường Đại học Khoa học Tự nhiên đến

nay tôi đã hoàn thành luận văn tôi nghiệp cao học -là bước cuỗi cùng đánh dẫu zmột nắc thang tiến theo trên con đường học hành của bản thân

ĐI hoàn thành chương trình cao học và hoàn thiện luận văn này, tôi đấ

nhận được sự hướng dẫn, giúp đỡ và góp Ù nhiệt tình của quý thấy cô, gia định

và bạn bỏ

Truác hết, tôi xit chân thành cảm ơn đến Ban Giảm hiệu và quợi Phẩy cả trường Đại học Khoa học Tự nhiên tạo rãi nhiều điều kiện để tôi học tập và hoàn thành tất khóa học Đặc biệt là những thầu cô đã tận inh dạy bảo cho tôi suốt thời gian bọc tập tại trường Nhờ có sự chỉ dậy, hướng dẫn của thấy cô

trong Bộ môn Uật lý hạt nhân trong suất thời gian qua đỡ giúp lôi trường thành

hơn rất nhiều

Tôi xm gửi lời biết ơn sâu sắc đến TS Nguyễn Hào Quang, Phó viện trưởng Vien Năng lượng nguyên từ Liệt Nam - người thầu kính mễn ãð dành rất nhiều thời gian và tâm huyết hướng dẫn nghiên cứu, đã có những chỉ bảo, nhận xẻt, đánh giá qu) báu trong suốt quả trình làm luận văn, tạo điều kiện giáp tôi

hoàn thành luận văn tỐt nghiệp này

Xin duoc giti lai cảm on chân thành đến TN Nguyễn Quấc Trị, Giám đốc

Sở Khoa học và Công nghệ Tào Cai, người ÄñÄ tận tình giúp đỡ, tạo điều kiện giúp tôi cả thể hoàn thiện được chương tình học này

Cuối cùng, từ lận đáy lòng mình, con xi gũi lời biết ơn tới gia đình, nơi

đã sinh thành, nuôi dưỡng, khích lệ và động viên con rất nhiều trong thời gian

qua

Mặc dù đỡ có nhiều cố gắng hoàn thiện luận văn hạt nhiên không thể tránh khải những thiếu sói, rất mong nhận được những đóng góp quí báu của quý thấy cô và các bạn

Hà Nội ngàu tháng năm 2013

TIỌC VIÊN

Pham Kim Long

MUCLUC

LOIMO DAU

CHƯƠNG 1: TONG QUAN

1.1 Pha điểm dự kiến xây dựng nhà máy điền bạt nhân Ninh Thuận

CHUONG 2: DỮ LIỆU BAU VAO CHO TINH TOAN VAN CHUYÊN VÀ

PHAT TAN TRONG KHÍ QUYÉN

3.6 Tốc độ gió theo độ cao tương Đ, áiccnnt2nvveeeceseerrer 38

2.7 Tinh toán phái tán phóng xạ trong mỗi trường khí 38

CHƯƠNG 3: DANII GIA KITA NANG PILAT TAN PONG XA TRONG

MÔI TRƯỜNG KHÍ TẠI NMBHN NINH THUẬN 1

3.1, Đặc trung khí tượng tai khu vue xay dung nha may diện hạt nhân Ninh

Thuan 1

3.2 Pham vị vùng cắm dân cư và vũng hạn chế dân cư xung, quanh nha may

3.3 Phạm vi ving đân cư sử dụng hệ số Klug

TIỆ SỐ KLUG

DANH MUC CAC BANG BIRU, HINA VE

THỈNH VE

lĩnh 1.1 Tĩnh Ninh Thuận, Việt Nam

Hình 1.2 Tẳng quan dự du nhà máy điện hại nhân Nẵnh Thuận

Hinh1.3 Ank vé tink địa điểm đặt nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuậ

tình 1.9 Các quả pình khi quyễn ảnh hưởng phát tán trong không khi

Tình 1.10 Lớp biên trong tẳng dối lan

Hinh 1.11 Minh hoa điều kiện ẳn định của lớp biên

Tình 1.12 Khuếch tân luông khí dơn lễ Gauss

11ình 1.13 Phản xe toàn phần của luậng khi trên mặt đất

Hình 1.14 Mã tả phân bố luỗng khi Giauss theo mặt cắt ngang và doc

1Rình 1.15 Mặt cắt ngang luậng khí Gauss

Hình 2.1 Các bước lẫy đã liệu khứ lượng NÓI

Tình 2.2 Lựa chọn dữ liệu trong kho lưu trữ dữ liệu khí tượng

-Hình 2.3 Dữ liệu lau trữ theo tudn theo chudn GDAS

Tình 2.4 Thông tìn cụ thể cân thu thập,

Linh 2.5 Téc a6 giá và hướng gió luân 1 tháng 1 năm 2008

Tình 2.6 Hiệu ứng của các loại Ôn dịnh khí quyên lên luông khi

1ĩình 2.7 Phát tán thẳng đứng ø tương ứng với khoảng cách theo chiều gió từ

nguén va dé Gn dink Pasquill

Linh 2.8 Phát tán ngang ơy lương ting voi khodng each theo chibu gid tie nguén va

Hinh 2.9 Dữ liệu thô thu được với dữ liệu khi tượng NNO/LA 2008

Hình 2.10 Dường thằng y=ax+b với R’>0,9

Hình 3.1 Gió và hướng gió năm 2008-2009

tình 3.2 Phân bồ cường độ giá năm 2008, 2009

Hình 3.5 Hinh ảnh vệ tình đặc trưng gió năm 2008-2008

Hình 3.4 Độ ôn dịnh khí quyền năm 2008-2000

Tình 3.5 Khu vực cắm dân cư và khu vực hạn chế dân cư năm 2008

Hình 3.6 Khu vực cắm dân cư và khu vực hạn chế dân cư năm 2009

Tình 3.7 Khu uực cắm dân cụ dữ liệu khí tượng NG/44 năm 2008-2009

Hình 3.8 Khu vực hạn chế dân cự dữ liệu khí tượng NOAA năm 2008-2000

Linh 3.9 Anh vé tinh ving cdm dan cư với dữ liệu khí tượng NO/L1 2008-2009, 52 Hinh 3.10 Anh vé tinh ving han ché dén cw dit hiệu khí tượng NOAA 2008-2009 52

Hinh 3.11 Anh vé tinh pham vi ving dén ew dit ligu Khi twong NOAA 2008-200953 Hinh 3.12 Khu vize dân cự đữ liệu kisi twomg NOAA ném 2008 (Hé sd Klug) 54 Tình 3.13 Khu vực dân cư dữ liệu Khi twong NOAA adm 2009 (Hé sd Klug)

Tình 3.14 So sánh vùng dén cw gitta hé sé Klug va Caraway (NOAA 2008}

Hình 3.16 Vùng dân cư dữ liệu khi tượng NOAA năm 2008-2009 (Hệ số King)

Tình 3.17 Ảnh vệ tình phạm ví vùng dân cư bệ số King đữ liệu NÓ.-4A 08-09 57

BANG BIEU

Bảng 1.1 Dân cư của địa điểm Phước IOinh

Bảng 1.2 Dân cự của địa điểm Vĩnh Hải

Phân loại độ an định khí quyên

Bảng 2.2 Phương pháp dùng bức xạ mặt trời ban ngay dé

Bảng 2.3 Phân loại độ ôn định dựa vào điều kiện ngày đêm và tắc độ gió bề mặt32

Bang 2.4 Liên hệ giữa cáo loại ôn định Pasqudl-Gifford và độ lậch chuẩn øạ 33

Bảng 2.5 Phân loại độ ôn định Pasguiil-GIffprd trên cô sở thai đỗi nhiệt độ 33

Bảng 2.6 Công thức khuyến cáo cho œy và o điều kiện thành phố (Briggs 1974) 34

Bang 2.13 Liéu chiéuxa tuyén giáp trong 2 giờ

Bang 2.14 Đảnh giá liễu chiều xạ tuyển giáp trong 30 ng

Bang 3.15 Các thông số khí tượng cân thiết

Bảng 2.16 Tính toán khoảng cách x cho các giá tri(z/Q)

5

ỜI MỞ ĐẦU

công việc cản thiết để chuẩn bị cho

việc xây dựng nhà máy điện bạt nhân đầu tiên tại Việt Nam.Năm 2014 dự kiến bắt đầu khởi côngnha máy điện đầu tiên voi 2 18 may công suất 2000MW và

Hiệu nay, Viel Nan dang thuc }

năm 2020dự kiên đưa vào hoạt đông, Vì vậy vẫn đề đánh giả ảnh hưởng của phát tản phóng xạ rong mỗi lường xung quanh wha may ndi clung va trong mdi trường khí nởi riêng để chuẩn bị ứng phó với các sự có hạt nhân của nha may

điện hạt nhân là vẫn đề cấp thiết

Các cơ sở hạt nhân có thể phát tán hạt nhân phóng xạ vào khí quyền dưới

điều kiện hoạt động bình thường hay có sự cố Kết quả là, những người sống va làm việc xung quanh các cơ sở hạt nhân có thể bị chiếu xạ bởi bức xạ ion hỏa từ

mot 36 von duong:

4 Chiếu xã ngoài do bức xã lon hoa true hép tit ede nhdn phong xa trong luồng khi phỏng xạ hoặc các nhàn phòng xạ đọng lại trên mặt dắt

s* Chiếu xạ trong do hít phải các nhân phỏng xạ trong không khí hoặc ăn phái thực phẩm hoặc các chất đã bị nhiễm bản bởi các chất phóng xạ

Phạm vi nghiên cứu của để tải gồm:

$* Mô hình đánh giá khả năng vận chuyển các chất phóng xạ trong môi trường khi tại nhà mmáy điện hạt nhân Minh Thuận 1;

#* Đánh giá nông độ phóng xạ đổi với khu vực xưng quanh khí sự cố ngoài

ý muốn xây ra

Tận văn được chữa thành 3 chương voi cde noi dung cu the hur sau

Choong 1: Trinh bay tổng quan về Nhà máy điện hat nldn Ninh Thuận 1

Định hưởng bước đầu nghiên cửu các quá trình vận chuyển các nhân phóng xạ trong môi trường khi, để đưa ra được mô hinh vận chuyên và khuếch tản phù hợp áp đụng tại Nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận 1 Qua đó tạo tiền đề cho

7

việc tính toán khả năng phát tán của cácchất phóng xạ trong môi trường khí tại nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận 1

Chương 2: Trình bảy về các phương pháp được sứ dụng để thu thập dữ liệu,

phân tích, đánh giả, tỉnh toán các thông số liên quan để áp đựng cho bài toàn

phát tán các chất phóng xạ trong mdi lường khí, qua đó có phương pháp đánh

giá trực tiếp để thu được kết quả ở chương sau

Chung 3:Tử các phương pháp phân tích và đểnh giá thú được kết quả cụ thể,áp dụng vào Nhá máy điện Ninh Thuận lễ đánh giá khá năng phát tàn

phóngxạ trong méi trường khí Qua đỏ có những nhận xét, đánh giả về tác động, của nhà mảy điện hạt nhân khi xây ra sự cô đối với môi trường xưng quanh

Cuối củng là những kết luận có được qua luận văn tốt nghiệp Qua đỏ có

nhữmg kiến ngủ, để xuất phương hướng nghiền cứu tiếp theo cũa để tài

CHUONG 1: TONG QUAN

1.1 Dia diém dự kiến xây dựng nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận

Ninh Thuận là một tỉnh ven biển thuộc vùng Duyên hải Nam Trung Bộ của Việt Nam Trung tảm của tỉnh là thành phổ Phan Rang - Tháp Chàm nằm cách thành phó Hỏ Chỉ Minh khoảng 350 km vẻ phía nam, cách Nha Trang 105

km, cách Đà Lạt 110 km đồng thời nằm cách sân bay Cam Ranh khoảng 60 km,

và cách biên giới Cam Pu Chia gan 200 km

Hình 1.1 Tình Ninh Thuận, Liệt Nam

Ninh Thuận lả vùng đất cuối của dãy Trường Sơn với nhieu dãy nủi dam rabienĐông.có địa hình thap dante Tay BacxuéngDéng Nam.Lanhthotinh

đượcbao bọc bởi 3 mặt núi với 3 dang địa hinh gom nui, déi go bản sơn diavadongvenbién.Trong đó,đổi núichiểm 63.2% điện tích của tỉnh, chủ yếu là nủi thấp,cao trung bình từ 200-1.000 mét Vùng đổi gò bản sơn địa chiếm

14,4% và vùng đồng bằng ven biển chiếm 22,4% diện tích đất tự nhiên

Khí hậu nhiệt đới giỏ mùa điền hình với đặc trưng khô nóng, gió nhiều,bốc

hơimanh Chínhvi vậy thời tiết Ninh Thuận phân hóa thành 2 mùa rõ rệt gommiamuava mủakhô.Trong đó, mùa mưa bắt đầu từ tháng 9 đến tháng 11,

mùa khôtử tháng 12 đến thang 9 nam sau Nhiét dé trung binh hang nim tir 26- 27°C, lượngmưa trung bình 700-800 mm

NhàmáyđiệnhạtnhânNinh Thuậnlảtêngoichungcủachuỏi — hainhà máyđiệnhạt nhân 1 và 2 đang trong dự án xây dưng tại tỉnh Ninh Thuận, Việt

Nam với tổng công suất trên 4.000 MW Theo quy hoạch phát triển điện lực

Quốc gia, nhà máy điện hạt nhân] và2 sẽ được khởi công vào tháng 12 năm

2014 và hoàn thành vào năm 2022 phát điện vào cuối năm 2020.Dự án được tiễn hanh theo kiến nghị của Thủ tưởng Nguyễn Tân Dũng dựa trên ước tỉnh thiểu

điện năng dé , được Quốc hội Việt Nam thông qua chủ trương đầu tư

Namvay10,5tyUSD,Nhatctingdongycho vay nguồn von ODA lamdién hạt

nhan.Téng mite dau tu du toan khoang200.000 ty dong tai thoi điểm cuối

năm2008

=

a ery

Hinh 1.2 Tổng quan dự én nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận

TheoNghi quyết số 41/2009/QH12 ngày 25/11/2009 của Quốc hội vẻ chủ trương đầu tư dự ản điện hạt nhân Ninh Thuận Quyết định chủ trương đầu tư Dự

án điện hạt nhân Ninh Thuận, gồm 2 nhả máy, mỗi nhả máy cỏ 2 tổ máy đề cung,

cấp điện chohệ thống điện quốc gia, góp phẩnphát triển kinhté - xahdi đấtmướcvà tỉnh Ninh Thuận Nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận 1 đặt tại xã PhướcDinh, huyện Thuận Nam.tinhNinh Thuận Nhà máy điệnhạt nhân Ninh 'TThuận2đặt tại xã Vĩnh Hải, huyện Ninh Hải, tỉnh Ninh Thuan

10

+

BI SEE

Hình] 3 Anh vệ tính địa điềm đặt nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận

Từ các kết quả nghiên cứu thấy rằng các địa điểm Phước Dinh và Vĩnh

Haithoa mn nhimg điều kiện tiên quyết để xây dựng nhà máy điện hạt nhân

nh”!

+ Có địa hình thuận lợi, diện tích đủ đẻ xây dựng nhà máy điên hạt nhân

với 4 tổ máy công suất môi tổ từ 1000MW trở lên

+ Có điều kiện địa chất công trình tốt, năm trong vùng có cường độ động,

đất không lớn, bảo đảm an toàn nhà máy và chỉ phí xây dựng thập

+ Các địa điểm đều nằm sát biển, đảm bảo điều kiện thuận lợi cho việc

xây dựng hệ thông cấp nước làm mát và vận chuyển vật tư và thiết bị siêu

trường, siêu trọng phục vụ thi công xây dựng nhà máy

+ Địa điểm nằm trong ving có mật độ dân cư thập, ít ảnh hưởng đến đất

canh tác và các công trình công cộng

+ Được Lãnh đạo và Chỉnh quyên địa phương ủng hô

Đây là cơ sở để chủ đàu tư trình Chính phủ và Quốc Hội quyết định

chủtrương đầu tư xây dựng nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận bao gôm 2 địa

điểm là Ninh Thuận 1 (tại Phước Dinh) và Nnh Thuận 2 (tại Vĩnh Hải),

Nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận 1

Địa điểm Phước Dinh thuộc địa phận thôn Vĩnh trường, xã Phước

Dinh,huyện Ninh Phước, tỉnh Ninh Thuận Cách thị xã Phan Rang 20 km về phia Nam, cách thành phỏ Hồ Chí Minhkhoảng 300 km

Địa điểm co toa độ địa lý: 11925'54”—11°27°17” Vĩ độ Bắc

"1

108°159°43” - 109°01°00” Kinh độ Đông,

Bảng 1.1 Dân etr của địa điểm Phước Dinh

Trích trong bảo cáo địa điểm nhà máy điện hạt nhân ?]

Thang Š năm 2010, Nga được lựa chọn lảm đổi tác cung cấp công nghệ cho

nhả máy điện hạt nhân 1, với cam kết lâu dai sẽ hỗ trợ Việt Nam trong công tác quản lý và xử lý chất thải hạt nhân, đồng thời xây dựng một chương trình quốc

gia vé van dé nay Nga đưa ra mite gia nha máy với công suất 2.000 MW là gần

8 tỷ USD và đồng ý cho Việt Nam vay tin dung xuất khẩu đề triển khai dự án

Hình 1.4 Khu vực dự kiến xây dựng nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận 1

Nha may được dự tỉnh xây dựng với hệ số an toản cao trên cơ sở các lò phản ứng nước nhẹ hiện đại; sử dụng công nghệ nước áp lực (VVER) theo thiết

kế của nhà máy điện thể hệ 3 với mức độ an toàn hơn hẳn thể hệ 2 (như nha may

Fukushimal) Các chương trình hệ thông nhả máy điện hạt nhân đảm bảo an toàn chủ động và thụ động Theo công nghệ mới, khu vực đảm bảo an toàn trong trường hợp xảy ra sự cö năm cach nha may 800m Dai sử Đặc mệnh toàn quyên

12

Liên bang Nga tại Việt Nam khẳng định phía Nga hoàn toàn chịu trách nhiệm về

sự an toàn của Nhà máy Điện hạt nhân Nimh Thuận l

Nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận 2

Địa điểm Vĩnh Hải thuộc địa phân thôn Thái An, xã Vĩnh Hai, huyện NinhHải, tỉnh Ninh Thuận, cách thị xã Phan Rang khoảng 20 km vẻ phía Bắc,

cachThanh phé H6 Chí Minh khoảng 340km

Khu vực khảo sát ¢6 toa d6 dia ly:11°38°15” - 11°39°47°Vi dé Bac

109°10°00"- 109°11°15"Kinh 46 Đông

Bảng 12 Dân cư của địa điểm Vinh Hai

Trích trong báo cáo địa điểm nha may điện hạt nhân!

Chỉnh phủ Việt Nam đã ký các thoả thuận hợp tác xây dựng máy điện hạt nhân Ninh Thuận 2với Nhật Ban Thang 9 năm 2011, Nhật Bản cho tàu khảo sát

địa chất đến Việt Nam khảo sát địa chất biên phục vu dự an xây dung nha may

Các chuyên gia Công ty Điện nguyên tử Nhật Bản (JAPC) đưa ra công nghệ và các đặc tính an toàn của các thế hệ lò phản ứng tiên tiền của Nhật có

khả năng chóng động đất và sóng thân cùng hướng khắc phục sau sự cé nha may

điện Fukushima L

Nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận 1, theo kế hoạch sẽ khởi công vào

2014, đưa tổ máy dau tiên vận hành vào năm 2020 Căn cứ vào tỉnh hình chuẩn

bị, Chỉnh phủ sẽ bảo cáo Quóc hội quyết định thời điểm khởi công xây dựng

Nha maydién hatnhanNinhThuan 2

Hình L6 Phối cảnh nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận 1

Hình 1.7 Khu vực dự kiển xây đụng nhà máy điện hat nhân Ninh Thudn 1

14

Hình 1S Đường Plui Thọ - Mii Dinh đang gấp rút thí công

YÊU CÂU THUC TIEN DAT RA

Để có thể xúc tiền việc xây dựng nhà máy điện hạt nhân đầu tiên của nước

ta can ratnhiéu các yêu cầu đặt ra, một trong đó là báo cáo đánh giá về an toàn hạt nhân tại khu vực dự kiến xây dựng nhà máy để cỏ những biện pháp, kế hoạch ứng phó sự cô đâm bảo yêu cảu đặt ra khi tiên hảnh xây đựng Nha may

Để đánh giá khả năng phát tản phỏng xạ tại Nhà máy điện hạt nhân Ninh

Thuận 1 cân nghiên cứu một mỏ hình vận chuyên và khuếch tán phủ hợp Trên

thể giới, các nước sử dụng rất nhiều các mô hình khác nhau đẻ tỉnh toan kha

năng phát tán, một trong những mô hình được sự dụng nhiêu nhất đó lả mô hình luồng khi Gauss,với những đặc trưng vả hạn chẻ được nêu cụ thé ở phân sau, cho ta cải nhìn tổng quan vẻ việc phát tán của chất phỏng xạ trong môi trường,

không khi tại khu vực Nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận 1

1.2.Mô hình vận chuyển và khuếch tán

1.2.1 Nhiễu loạn và phát tán khí quyền

Chất phỏng xạ phát ra từ các cơ sở hạt nhân khác nhau đóng gop vào chiếu

xạ thông qua một số con đường: Chiêu xạ ngoài bởi bức xạ trực tiếp từ luồng

khí phỏng xạ hoặc từ các nhân phóng xạ đọng lại trên mặt đất Chiều xạ trong do

hít phải hay ăn phải các chất phóng xạ Mức độ bị chiêu xạ phụ thuộc vảo sự

phát tán trong khí quyền vả các quả trình lắng đọng

15

Rita tdi

Tình 1.9, Các quá trình khí quyền ảnh lnrủng phút tán trong không khử Hình trên là sơ đổ trình bảy cáo quả trính ảnh hưởng đến phát tán trong không khi Các phẩn tử của luông khứ bị ảnh bưởng bởi đồng xoáy xáo động

trong bằu không khi, làm khuếch tản vật liệu thải cũng như toản bệ luổng khi được vận chuyển theo hưởng gió Ảnh hưởng kết hợp của khuếch tản và vận

chuyển được gọi là phát tán Giống nhw Indng khi phát tán, một số cơ chế loại

bỏ nhất định có thê ảnh hướng đến hượng chất thải Ví đụ trong điều kiện nhất định, chất thải khi và hạt có thể tham gia vào quả trình hình thành mưa trong đâm nuây và sau đó được loại bỏ do rnựa Việc loại bồ nác chất khí hoặc hạt bên dưới đám mây tiếp xúc với mưa gọi là rửa trôi Các vật liệu thải cũng có thể

được loại bỏ thông qua sự lắng đọng hoặc tiếp xñc với mặt đất, thăm thực vật, hay che phủ khác như các tỏa nhà Các sơ chế lắng đọng được gọi chung lá lắng

đọng khô Chất phỏng xa có thể phân rã trong quá trình đi chuyển Một số chất thải cũng cỏ thể trải quá biển đổi hóa học trong quá trình vận chuyển

Chương này sẽ tóm tắt quá trình phát tán trong không khí và cơ chế loại bỏ ảnh hưởng dế phát tán trong không khú của chất phóng xa Trọng tâm chính của

chương này sẽ đưa ra cóc căn cứ được dùng trong việc sử dụng mô hình Causs

cho phat tan trong không khi, và một số hiểu biết cơ bản về các quá trình loại bả

ảnh hưởng đến vật liệu thải Mặc dù mô hình Ganss được sử dụng rộng rãi vì

tương đối dễ trong tính toán, mỏ hình dựa trên các khải niệm cơ bằn của khuếch

tán nhiều loạn Kết quảtao ra khi sử đụng mô hình này là phù hợp một cách hợp ]ývới dữ liệu thực nghiệm

16

a) Đặc tính của lớp biên

Chất phóng xạ từ nhiều nguồn như nhà máy điện hạt nhân, cơ sở y tế, các lò

phản ứng nghiên cứu thường thải vào khi quyền ở độ cao từ mặt đất tới 100 mét vảo vùng của bâu khí quyền được gọi là lớp biên Chiều cao của lớp biên thường dao động trong khoảng 200 den 2000 mét Trong lớp nảy, hiệu ứng mat dat la

rất quan trọng Những thay đổi ngày-đêm về nhiệt độ không khi do bê mặt nóng

vả lạnh của trải đất thể hiện rõ thông qua lớp biên.Trong lớp này tốc độ giỏ có

xu hưởng tăng theo chiều cao và hưởng giỏ có xu hướng cũng thay đổi theo

chiêu cao, đỏ là kết quả của sự giảm ma sát giữa không khi và bê mặt trái đất

TẢNG ĐÓI LƯU

“Tầng đối lưu chiếm

5% khối lượng của

khi quyển

-Hình 1.10 Lớp biên trong tầng đối lưu

Sự ồn định của khí quyền trong lớp biên quyết định phần lớn cường độ của

sự nhiều loạn va quá trình khuếch tản, ảnh hưởng đến phát tán chất thải trong

lớp này Su 6n định của lớp biên cỏ thê minh họa bằng tính cách di chuyềncủa một túi khi mả nỏ không phụ thuộc vào chuyên động khác trong khí quyền hay

không trộn lẫn với môi trường xung quanh Sự ồn định của lớp biên có thẻ liên

quan đến tỷ lệ chênh lệch nhiệt đô Nhiệt độ của khí khô trong khí quyển có xu hướng giảm theo chiều cao ở mức -0.98°C/100m, gọi là tỷ lệ giảm đoạn nhiệt

khô Nếu túi khí được đời đoạn nhiệt với tốc dégiam nay, no sé cd cing một

nhiệt độ và mật độ như môi trường xung quanh Điều kiện khí quyên lúc nảy là

trung hỏa Nếu túi khiđược dời đoạn nhiệt vào một môi trường trong đỏ có tỷ lệ giảm nhiệt lớn hơn tỷ lệ giảm đoạn nhiệt khô, phân không khí phía trên sẽ ấm

hơn vả nhẹ hơn môi trường xung quanh nỏsẽ bôclên trên Tương tự như vậy,

phan không khí phía dưới trong tỉnh huéng này, nó sẽ mat hơn và dày đặc hơn

so với môi trường, nó sẽ hạ thấp xuống Điều kiện không khi nảy được gọi là không ổn định Nếu túi khí được dời đoạn nhiệt vào một môi trường trong do có

17

một tỷ lệ giảm nhiệt thấp hơn mức giảm đoạn nhiệt khỏ, phản không khiphia trên sẽ mát hơn va day dac hơn so với mỗi trường, nó sẽ giảm tóc để quay trở lại

mức ban đầu của nó Tương tự như vay, phan không khí phía dưới sẽ 4m hơn và

nhẹ hơn môi trường của nỏ và sẽ được tăng tốc lên để quay trở lại mức ban đầu, điều kiện không khá này được gọi là ôn định

inh 1.11.Minh hoa dibu kiện ấm định của lớp biên

Hình 111 mảnh họa những điều kiện ổn định trong lớp biên Thông thường điều kiện không ổn định cỏ xu hướng xây ra gân bẻ mật vào một ngày nẵng; điểu kiện tung hỏa có xu hướng xảy ra trong điểu kiện gió va may, va

điều kiện ổn định có xu hướng xây ra vào đêm không mây với tốc độ gió thấp

Những yêu tổ nhiệt là một nguồn gây nhiều loạn khi quyền Nguồn khác

được tạo ra bởi luồng khí chuyển đông trên bề mặt thô ráp với các vật cản, và

được xen là có bản chất cơ học Việernô tả cáo tác động của nhiễu loạn kinchắt

thải khuếch tán là phức tạp bởi sự đa đang của các tác nhận trong bầu khi quyển

b)Đặc tính của khuếch tán nhiễu loạn

Hai phương pháp được sử dụng để 1ô tả sự khuếch tán nhiễu loạn là lý

thuyết vận chuyển gradien va ly thuyétthdng kẻ Lý thuyết vận chuyển gradien (thường được gọi là lý thuyết K) ứng với vận chuyển khí quyến tại một điểm cổ

đình, tương tự như lý thuyết khuếch tán phân tử được đưa ra đầu tiên boi Fisk

giữa thế kỹ mười chín, tỷ lệ thuận với giadien nông độ địa phương

Giá định về tính đồng nhất không gian, nghĩa là: Vi = 0

Kết quả trong phương trình khuếch tản Fiekian:

3x, 2

Boi vi ly thuyét khugch tan nay tap trung vao viee van chuyên khí quyền tại uuột điểm có định Hong không gian, nó có thể được xem là có bản chát Buler Điều này có nghĩa là nó xem xét tỉnh chất của dòng cluyển đồng tương đổi với

mệt hệ tọa độ có định trong không gian

Lý thuyết thông kẻ khác đéng kế sơ với lý thuyết vận chuyển gradien Thay

vi nghiên cứu các déng vật chất tại một điểm có định trong không gian, nó nghiền cứu lịch sử về chuyên động của các hạt vật chất riêng lẻ và cả gắng xác đình từ các thuộc tỉnh thẳng kê cân thiết để đại điện cho sự khuếch tán Phương pháp nảy cỏ bản chất Lagrange

Đối với thời gian khuếch tán lớn, tức là chuyển động hạt gần như không,

liên quan, cả lÿ thuyết vận chuyển gradien và lý thuyết thắng kế đều cho ra kết qua JA phan bé Gauss ota chất thải trong không khi là lời giải cơ bản

Từ lý thuyết vận chuyển građien, nông độ chất thải có thể được viết như

Trong đó: — xià nông độ chất thải, [Bq/m”]

x,y„z là trục toa độ như được trình bày trong hình 1.4

X=s=°2P| af E1 + oF + of Je 9

Trong đỏ: ø2 = 2t biểu điển cho phương sai của phân bé Gauss

1.2.2.mô hình luỗng khi Gauss

Phương trình 1.6 mỏ ta nồng độ và phân bổ của một đám mây liổng khí

thải phát ra từ nguồn điểm duy nhất, trong đó P(xe.ye.Ze) là trung tâm của đám

mây Phương trình này tạo co sở cho mô hình Gauss

Trong các mô hình vận chuyển của từng khối khí phụt được xác định bằng, trường gió mà nó có thể thay đổi theo thời gia va khong gia

Hinh 1.12 Khuéch ten luény ii don leGauss

Giá sử không phải là đuy nhất ma 14 mét loat eac khéi khi phut riéng biét di chuyển ra khối điểm phát thải P(0,0,24) (Tình 1.12) Trong hình dạng của các

đảm mây phát triển với tốc độ trung bình và dọc theo trục hoành x, sự phân bố

nảng độ của từng đám mây riêng lẻ cỏ thể được xác định như sau:

+ biểu thị thời gian di chuyển của một đám mây, [s]

Phương trình trên mô tả tỉnh luuỗngmminh họa bảng đồ thị trong hình 1.L2

Trong vừng lân cận của nguồn, các đám mây vẫn còn nhỏ không đáng kể Sau

đó nó phát triển đo tác động phá loãng của khuếch tản không khí trong tất ác

hướng, kết quả nỗng độ ò nhiễm phân phổi tràn đều Nói chúng, sự phần bố

20

nông độtheo gác bục tọa độ là khác nhau ĐỐi với trường hợp riêng khi sự khuếch tản theo tất cả các hướng là như nhau, dam may sẽ có dạng hình cầu (Hình 1.12) Những dám mây riêng lé được vận chuyên ở vận tốc trưng bình i,

do đó sau một thời gian nhất định nó đi được khoảng cách x Dối với một chuối liên tục của các khỏi khi phụt, một luỗng khi bao gằm một số lượng vô hạn dam

mây riêng lẽ chẻng chập lên nhau vận chuyên đọc theo trục x với vận tốc ï Khi

đó nỗng độ tại một vị trí nhất định cản phải được lấy tích phân trên khoảng thời gian phát thải Giả sử khuếch tán dọc theo trục x là nhỏ so với vận chuyển và giá

sử phản xạ trên mặt đất lả toàn phân (Hình 1.13), có thê tinh toán sự phân bổ nêng độ trong luồng khi bằngphương trình 1.8 như sau:

X= ia? ( 2a) ler( SP) +e( SH] ae Trong đó

oy: Hé sd phat tan theo phương ngang, [ru]

ø„Hệ số phát tân theo phương thing dung,[m]

x:Khoảng cách theo chiều gu, [In]

y:Khoảng cách theo phương vuông góc với chiều gió,[m]

z;Khoảng cách theo chiêuđọc sơ với mặt đất,[m]

Tình 1 13 Phản xạ toàn phẫn của luỗng khi trên mặt đất

21

1.2.3 Điều kiện cần và các giá định

Phương trình 1.8 là phương trình cơ bản của mô hinh luéng khi Gauss, tất

gá các phương trình tính toán khác được sử dụng trong chương này có nguồn

dc tims

VỀ mặt lý thuyết, mỏ hình nay có thể áp dụng được với các điều kiện chủ

yếu san đây:

~ Tỉnh đồng nhất của sự nhiễu loạm;

~ Điều kiện nhiễu loạn đừng và nỗng độ chải ô nhiễm ôn định,

~ Thời gian khuếch tán đủ lớn,

~ Dòng chảy cơ bản không đổi trạc trong không gian,

~ Tốc độ giỏ kháe không;

~ Điều kiện tính liên tục phải được giữ,

~ Phần xạ toàn phần của luông khí trên mặt đất

1.2.4 Các loại nguồn phát

a) Nguồn điểm tức thời:

Thương trình cho nguồn điểm tức thời trong bảu không khí từ vị trí bất kỳ

2 yt gt

Trong đó:

+ = nỗng độ chất gây ô nhiễm trong không khi như một hàm của x, ÿ, Z, t,

[sim]

Q = tổng lượng chất gây ô nhiễm đã phát tám, [=]

K,, Ky, va K,= hé số khuếch tán xoáy theo hướng x, y, z tương ứng, được

giả định là bằng và liên tục trong mỏ hình Gauss

Trong trường hợp khuếch tán Tick, chứng ta có:

X“ ng 2| ;0) (1.10)

b) Nguẫn điểm liên tục

Phuong tinh cho mot nguồn điểm liêu tho từ bất kỳ vị trí nào thụ được bằng cách tổng hợp các nguồn điểm dọc theo trục x Sứ dựng mới quan hệ giữa

hệ số khuếch tán xoáy K và độ lệch chuẩn ơ của phân bổ Gauss:

x= eer | :0+5)| q11)

Trong đỏ

1= tốo độ gió theo phương x, [m/s]

Q° = số hượng chất gây ô nhiễm phát tán trong một đơn vị thời gian, [g/s]

Khi nguồn điểm liền tục tiếp xúc với mặt đất, mặt đất được giả định phản

xạ hoàn toàn Dễ đuy trị liên tục, về phải của phương trình 1.11 được nhân với

3

€)Nguồn dòng liên tục

Một nguồn dòng liên tục được đặt vuông góc với hướng giỏ (tức là nguên

động liên tục nằm đọc theo trục y), kết quả thu được bằng cách lỗng hợp các nguồn điểm liên tục trơng y hướng với các giả định tượng tự như trên Phương,

trình thu được là:

x= me] 2(3)| (1.12)

(any Pua,

Trong đó:Q” là lượng chất gây 6 nhiém phát thải trên một đơn vị thời gian

cho mỗi đơn vị chiều đải, [g/s].Vẻ phải của phương trình 1.12 được nhân với 2

để duy trì tình liên tục

d) Nguồn điểm hiên tục khuếch tán từ ống khói

Khi chất thái được phát tántừ một nguồn cao (ví dụ một dng khói), luông khí sẽ lan truyền cho đến khi nó gặp mặt đất Khi điều này xảy ra, giá định ring

luỏng khi được phản xạ và phát tán trở lại vào không khi Hệ tháng này được

1nmh họa trong Hình 1.14 Phương trình cho mồ hình Gauss theo nbimg d

kiện được dima ra boi Gifford (1968) Nó cũng giống như đối với nguồn điểm

Lién tue tir vj tri bat ky trinh bay & trén (phuone trinh 1.11), tay nhién, chiéu cao của ông khói được thêm vào để sửa lại điểm gốc của hệ tọa độ:

24

Phan xạ của mặt đất tương đương với một nguồn ảo năm ở một khoảng, cách H phía bên đưới bẻ mặt của mặt đất (Hình 1.14) Trong diễu kiện này,

Trưởng hợp phái thải ở mặt đốt la z 0, phương trình 1.14 đơn giản hỏa

Qï là tốc độ phát thải của nguồn, [g/s]

8là vận tắc giỏ trung bình từ độ cao ảng khỏi, [m⁄s]

øy ,ø, là hệ số khuếch tàn, [m]

Hà độ cao hiệu dụng cúa ống khỏi, là tổng của chiều cao éng khói

với độ cao luông khíthoát ra, [m]

* là khoảng cách theo chiều gió từ ông khói, [m]

3 là khoảng cách cắt ngang chiéu gió, [m]

z là khoảng cách theo chiều đọc từ mặt đắt, [mm]

Nẵng độ được tính toán đọc theo đường trung tâm của luông khí (y 0),

có phương trình đơn giản hơn:

xœ0,0,I) =z=——ep[ 4] - 019 Taya, 203

Che nguằn ở sát mặt đất khiludng khi thoat ra (H=0), ta có:

or

rữayas

xÉ, 0,0,0) = q1)

1.2.5.Một số hạn chế mô hình luẳng khí Gauss

Một số bạn chế liên quan đến việc phát tản theo đường thẳng của mỏ hình

luổng khi Gauss do tác động của các đồng xoáy lớn Về mặt lý thuyết, mô hình

2

chỉ có giá trị khí một số gia dinh co ban duge dap imghoan toan Trong bau không khi thực, một số trong những giá định cơ bàn không bao giờ xây ra,

chẳng hạn như giả định về liền tục của khuếch tán trong thời gian và không gian

Các đường cong Pasquill-Gifford thực sự chỉ được xác định cho khoảng cách ra

khoảng 1 km, những chúng thường được ngoại suy cho 100 kia Trên thực tế, mnô hình luồng khí đauss không nên được áp dung trong diéu kign (a) tốc độ giỏ thấp, (b) địa hình phức tạp, (c) tốc độ gió thay đổi trong không gian vá thời gian

hoặc(đ) lắng đọng và biển đổi trong luỗng khi trong khi phát tán Tuy nhiên điều

chỉnh theo kinh nghiệm dựa vào việc xây đựng luỗng khi GŒauss cơ bản cho phép

nó được áp đựng trong nhiễu tình huớng trong đó về mặt lý thuyết không nén ap dụng Mặc dù vậy bất kỳ hệ thống dựa nhiều về diễu chỉnh kinh nghiêm có khả

năng bị bạn chế trong việc tổng quát hóa để có thể áp dụng với những điều kiện không được đánh giả cụ thể

CHƯƠNG 2: DU LIEU DAU VAO CHO TINH TOAN VAN CHUYEN VA

PHAT TAN TRONG KHi QUYEN

Can một loạt các thông tin đầu vào trước khi xem xét quá trình vận chuyền

của chất phỏng xạ trong không khí và tỉnh toán phát tán Số lượng và chất lượng

dữ liệu đóng một vai trò quan trọng trong việc xác định các tính toán có thể thực

hiện và tỉnh chính xác của kết quả Chương nảy trình bảy kết quả tính toản phát

tản phóng xạ dựa trên mô hình luông khi Gauss với thông số khi tượng thu thập

tử cơ sở đữ liệu của Cơ quan quốc gia quản lý biển và không khí Hoa Kỳ

(NOAA)

2.1 Thu thập dữ liệu khí tượng từ cơ sở dữ liệu của NOAA

Để lây thông tin khí tượng trên trang chủ NOAA, ta lảm theo các bước sau:

—— oto a

‘hoor areca ecto sone 33 r kg ston oer 36-4 UO Inet eo

‘puuseloegiuce ear ane We cesta Senta eoton, ry sing nie estonia maz You wie ok >

‘herroeel pote earn Iormatin AB eats sen aaa leva einen coeaies oh

[Sates toeaiion {sng «Cove Wn spe v0 0:

OF by Lotitude Ä Longltuds

ˆ

Hinh2.1 Cac buée lay dit ligu khi trong NOAA

7

1 Vao trang chi http:/Avww-arlnoaagov The Air Resources Laboratory

(ARL) của NOAA chuyên nghiên cứu và phát triển trong các lĩnh vực

chất lượng không khí, phát tán trong khí quyền, khi hậu vả lớp biên

Vao muc READY (Real-time Environmental Applications and Display sYstem) là mục các ứng dụng môi trường và hệ thông hiển thị trong thời

Sau khi nhập toa độ ta an Continue, xuất hiện một bảng lựa chọn các dữ

liệu ta cân (Hình 2.2) Ở đây ta lựa chọn đữ liệu vẻ khí tượng, gió và độ ôn định

tại khu vực dự kiến xây dựng nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận 1 để nghiên cửu tỉnh toản Ta chọn dữ liệu theo chuan GDAS (The Global Data Assimilation

System - Hệ thông xử lý dữ liệu toàn cầu)

Í WMDeRAw' | [GAS (dg, 3 aly Global

Stan me sees BAS 9 Shy ob

Í 2nMP (NEARSRaPRCS) ———— Chaose An Archned Datzsat-

| 2UMAPPaPLoI] Choose An Archived Dataset-

Hình2.2 Lựa chọn dữ liệu trong kho lim trữ dữ liệu khi trong

Sau khi bắm Go, ta lựa chọn dữ liệu lưu trữ các năm cần thiết như trong

hình 2.3 rồi bam Next va lua chọn các thông tin cụ thể trong hình 2.4

(4B hạn 2BEAIN >lznhlentigeglggr *Ehooae Arzte Tát

Fora vata (nats onssig) iw act chi

Starting datetime: onde: 9118) 0arjĐ[T] | tour 00]

WWindgram duration from starting time: 2] wos

Plotbenreen: covets 1000) Level 020 7X]

Ourout Options: Grape tnd txt Sexton

'Nindgram size (dpi: yn 7 +6 120

[Create POF? 08 the |

“p9 p9 sectos coét (đo ey ats Sopayect rt) tthe tonne The cs nợ rhotetoesoc Thơ codeiean | UREWY YEVT ERE EV TRIE

mag that cannat be rea by a compat Ths access coce preis aưøate$ i Mild

proas a eqsngaceas 10 READY pods, hh he Stoo he Đi

‘pion deming hr for ring predicts ra nay ngạc TH

Besa bs Amma “ning acess cae romne at s20 fo cust oi ease

Hinh2.4 Thong tin eu thé can thu thap

Ta thu được dữ liệu khi tượng NOAA cần dùng tại vị trí nhà máy điện hạt

nhân Ninh Thuận 1, dưới đây lả vi dụ về đữ liệu giỏ và hưởng gio tuan 1 thang 1

năm 2008:

ggảng1 4an08,w41

Tatitude: 11.43 Longitude: 109.00 E

DATA INITIAL TIME: 01 JAN 2008 00z6

CALCULATION STARTED AT: 01 JAN 2008 0056

HOURS OF CALCULATION: 84 &

WDD DIRECTION @ WIND SPEED (DEG/KNOTS) FAR: +0 + 8 + 6 + 9% 612, +15 +18 +21, +24 20.mb 948009 1138017 1198015 1298010 1118003 1229004 1168906 1079008 1069009, 50.mb 748030 758031 752030 749026 718025 683029 728029 798029 772030 100.mb 1186049 1178047 1139047 1129048 1119052 1169052 1086041 98038 998045 150.ml› 1249041 1218038 1186041 1208045 1269044 1289038 1348041 1368046 1289051 200.mb 1128028 1158030 1153029 1098028 1228031 1123038 1168032 1140026 1198036 250.mb 1116028 1119020 1148024 1129023 1139021 1103034 1148030 1048023 1098016 300.mb 1088025 986024 1053022 1093022 1088025 1183024 1138021 970019 1028013 350.mb 998019 959021 999021 1009020 949024 104017 1048915 920016 919015 400.nbà 1044012 969015 938015 928015 949019 1049013 988010 608011 B16014 450.mb 1146010 998012 883014 858015 908017 908014 738010 560011 656016 500.mb 1098004 1018007 893010 828013 808015 789015 698013 603013 619019 550.mb 1098008 1148007 1038005 798007 638008 693011 758011 819012 738016 600.mb 839007 859006 8580311 919014 768008 659008 769007 899007 738009 650.mb 798011 628014 879021 979021 859011 759009 888009 1039009 938010 700.mb 798019 828018 904019 948018 909013 878013 938016 1008018 1120019 750.mb 794019 803020 893019 830017 916018 833620 868025 908026 1049020 800.mb 618025 613027 612025 528027 588027 633032 674033 738034 846023 950.nb 334030 388035 383034 323035 348035 403040 433040 469039 516026 900.mb 116026 209033 179033 158035 158034 229035 238035 233036 198026 925.mb 88027 179030 148031 134033 129032 183033 188031 189033 13023 950.mb 119025 179027 143029 158030 129028 179029 158027 158029 119021 975.mb 128025 179026 143027 153028 130027 178027 148025 158027 120020 1000.mb 154025 179025 143025 168027 146025 179026 148024 156026 136019

Hình? 5 Tốc độ giỏ và hưởng giỏ tuân 1 tháng 1 năm 2008

29

2.2 Hoa gid

Hoa giỏ là một vòng tròn chia độ được sử dụng bởi các nhà khí tượng đẻ

cung cấp một cái nhìn tổng quát vẻ phân bỏ tốc độ giỏ và hướng gió tại một vị

trí cụ thể Hoa giỏ được chia thành 16 hướng, quy ước cụ thẻ như sau

Trong phương trình Gauss, giả sử sự lan truyền theo phân bổ Gauss trong,

cả chiều ngang và chiều đọc Độ lệch chuẩn của nông độ luông khí theo chiêu

ngang (ngang với chiêu gió)được ký hiệu là 9, va theo chiều dọc được ky hiệu là

ø, thường được gọi là hệ sỏ phát tán Giá trị của hệ số phát tán thay đổi theo

chiều cao trên bẻ mặt, độ nhám bẻ mặt, thời gian lây mâu, tốc độ gió và khoảng cách theo hưởng gió từ nguồn Các giá trị của hệ số phát tán thường được xác

định dựa trên độ ôn định của khí quyền Độ ôn định khi quyền được chia thành 6

Hình 2.6 Hiệu ng của các loại ôn định khí quyễn lên luẳng khí 6n định ở phía đưới

thoát ra từ ông khỏi

Phương pháp đơn giản ở bang 2.2 đã được phát triển để xác định loại ôn

định khí quyền dựa trên tốc độ gió bẻ mặt và bức xạ mặt trời trong ngày hoặc

mây che phủ vào ban đêm

láng 2.2.Phương pháp dùng bức xạ mặt trời ban ngày đề xác định độ ôn dinh

ns _ | Gocngang mat | Gécngang mat

D6 che phi see ae trời trên 35 độ và | trời trên 15 độ và

mây mỏng ở cao

31

Mây ở tầm trung là khoảng 2000 đến 4500 mét Mây ở tầm thấp là khoảng

2000 mét trở xuống Các loại ôn định có thẻ được xác định với các thông tin từ

băng 2⁄2 và băng 2.3,

Từ các loại ồn định tra ở bảng, kết hợp với phương trình tính nông độ của

chất phóng xạ phát thải ra từ ông khỏi hay từ d6 cao bat ky, tinh toan cu thé được số liệu theo mô hình luồng khí Gauss kết hợp với thông số khi tượng, qua

đó có những đánh giá đổi với phát tán phỏng xạ trong môi trường khi tại Nha

máy điện hạt nhân Ninh Thuận 1

Bang 2.3 Phân loại độ ôn định dựa vào điều kiện ngày đềm và tốc độ giỏ bê mặt

Loại trung hỏa D được giả định cho tat ca các điều kién u am trong thời

gianngảy hay đêm Đêmđược địh nghĩa lảkhoảng thời gian từ một giờtrước

khimăttrờilăn đến một giờ sau khi mặt trờimọc

Ngoài ra, ta có thể xác định độ ôn định khi quyền từ A đến F bằngcác phươngpháp khác, cụ thẻ như sau

~_ Phân loại ôn định dựa vào điều kiện ngày đêm vả tốc độ gió bẻ mặt như

bang 2.3, trong đó sử dụng góc mặt trời và các phép đo thường xuyên

được thực hiện bởi trạm quan trắc khi tượng

-_ Đo độ lệch chuẩn của các biên động ngang theo hướng gid, op (Gifford

năm 1976, xem bang 2.4)

-_ Sử dụng gradien nhiệt độ theo chiều dọc, T⁄Z (NRC 1972; xem bang

2.5);

32

Bang 2.4, Lién hé giita cdc loai 6n dinh Pasquill-Gifford va dé léch chudn theo

huréng gid ngang a» (Gifford 1976)

G ở đây là điều kiện khi quyền cực kỷ ôn định

Cách xác định độ ồn định khí quyền tốt nhát làsử dụng độ lệch chuân của biển động hướng gió theo chiêu đọc ơ, và độ lệch chuẩn của biên động hướng gió theo chiêu ngang ơạ Tuy nhiên, rất hiếm có dữ liệu sẵn có về hướng giỏ theo

chiêu đọc, do đó phương pháp gradien nhiệt độ có thê được sử dụng đề tỉnh toán

khuếch tán theo chiêu dọc, và độ lệch chuân của hướng giỏ ngang cỏ thê được

sử dụng đề tính toán khuéch tản ngang

33

Sau khi độ ồn định khi quyền được xác định, các thong số Gy va ơ, của

luồng khí phát ra tại khoảng cách x có thẻ được xác định từ hình 2.7 và 2,8 hoặc

bằng các công thức gần đúng được xây dựng bởi Briggs trong bảng 2.6 vả 2.7

Bang 2.6 Cong thie kiuwén cdo cho oy va 6,diéu kién thanh pho (Briggs 1974)

Bảng 26 với các công thức khuyến cáo trong điều kiện thành phố của

Briggs, khoang cách x theo chiều gió trong khoảng từ 100 m đến 10 km

Bảng 2.7 Công thức khuyến cảo cho oy và ơ; điều kiện ngoại ô (Briggs 1974)

Bảng 2.7 với các công thức khuyến cáo trong điểu kiện ngoại ô, khoảng

cách x theo chiều giỏ trong khoảng từ 100m đến 10 km

2.4 Xác định hệ số pháttán Pasquill-Gifford

Các giá trị cho các hệ số phát tán được xác định dựa trên độ ồn định khí quyền Xác định hệ số phát tán được phát triển bởi nhiều cả nhân Tumer đã

phát triển phương pháp tiếp cận được chấp nhận rộng rãi nhất dựa trên công

trình của Pasquill và Gifford, thường được gọi là hệ số phát tán Pasquill-Gifford (PG) hoặc Pasquill-Gifford-Turner (PGT)

34

Hình 2.7 Phát tân thằng đừng ø, nương ứng với khoảng cách theo chiều gió từr

nguân và độ ôn định Pasauill

Hình 27, 28 dùng để xác định các hệ số phát tán Ứng với mỗi khoảng

cách từ phát thải đọc theo chiêu giỏ, ta xác định hệ số phát tán ngang và

đọc tương ứng với các loại ôn định khí quyền đã xác định được

Ngoài việc sử dụng hình 2.7 và 2.8 để tra các hệ số phát tản, một số cá nhân

sử dụng các công thức làm khớp khác nhau đẻ xắp xỉ các đường cong thẻ hiện trong hình 2.7 va 2.8 Đơn giản nhất là cách tiếp cân phát triển bởi Caraway,

trong do:

oa x 22

Với trường hop G là khi quyền cực ôn định, ta cỏ công thức tỉnh dựa trên

độ ôn định F như sau:

Trong dé x la khoang cach theo huéng gié tir éng khdi tính theo mét Các

giá trị của a, b, c và d được thẻ hiện trong bang 2.8 va 2.9

Bang 2.8 Gié trị số mít và hệ số cho ø,(Caraway)

Khoảng cách theo| Khoảng cách theo | Khoảng cách theo

quyén

a b a b a b

A=l 0.0383 | 1281 | 00002539 | 2.089 | 0.0002539 | 2.089 B=2 0.1393 |0.9467| 0.04936 1.114 | 0.04936 1.114 c=3 0.1120 |0.9100 01014 0926 | 01154 0.9109 D=4 0.0856 | 0.8650 0.2591 0.6869 | 0.7368 0.5642

E=6 0.1094 | 0.7657 0.2452 0.6358 | 0.9204 | 0.48015 F=7 0.05645 | 0.8050 0.1930 0.6072 1.505 0.3662

36

Bảng 2.9 Giá trị số mí và hệ số cho øy(Caraway)

Nông độ lớn nhất theo chiêu giỏ đều xây ra đọc theo đường trung tâm của

luồng khí Đổi với các điểm thuộc đường trung tâm của luồng khí, ta thu được từ

phương trinh 2.26:

XG, 0,0, H) =

2

Thay thé gid tri cla ova 6, trong phương trình trên bằng biểu thức 2.1 vả

2.2 ta thu được biểu thức mô tả nông độ + lả hảm của biến x Đạo hàm của +

theo x rồi thiết lập bằng không và giải tìm x Từ đó ta thu được biểu thức tính

khoảng cách tại điểm có nồng độ lớn nhất

37

2.6 Tốc độ gió theo độ cao tương ứng

Trong tầng thấp của khi quyền, tốc độ giỏ thường tăng lên theo chiều cao

Đa số các trạm khi tượng, đều thực hiện ở đô cao 10m so với mặt đắt Tốc độ giỏ được điều chỉnh lại phủ hợp với luồng khi phát ra từ ống khỏi theo công thức

Sau:

Us Up (ZZoP (27)

Trong đỏ: — U,là tốc độ gió ở độ cao z [m/§]

1U lả tốc độ giỏ ở độ cao thiết bị đo giỏ, [m/s]

z là chiêu cao mong muôn, [m]

Z¿ là chiêu cao đo giỏ (thường là 10 méÐ, [m]

p được xác định trong bảng 3.11theocác loại ôn định khi

2.7 Tính toán phát tán phóng xạ trong môi trường khí

Sử dụng mô hinh luông khi Gauss đẻ đánh giá khả năng phát tán phóng xạ

trong môi trường khí tại nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận 1 (Phương trình

38

18) Mặc đủ nhà máy điện hạt nhân đã được thiết ke để xác suất Xây ra các sự

cổ nang rat nhỏ (thường < 10”) Tuy nhiên xung quanh nhà máy điên hạt nhân

thường người ta sẽ quy hoạch cỏ hai vùng: vùng cảm dan cư va ving hạn che dân cư vả khoảng cách tới vùng trung tâm dân cư Luân văn này sẽ đánh giá khả năng phát tán phỏng xạ trong một năm và qua các năm, đề từ đó đưa ra được

vùng cảm dân cư vả vủng hạn chê dân cư, áp dụng cho việc quy hoạch địa điểm

xây dựng nhả máy cũng như kẻ hoạch ứng phỏ sự có tại nhả máy điện hạt nhân

Ninh Thuan 1

2.7.1 Tiêu chí xác định vùng cấm dân cư và vùng hạn chế dân cư

Tiêu chỉ kỹ thuật dé phân định vủng cam dan cư, vùng han che dân cư và

khoảng cách tới trung tâm dân cư la:

1) Vùng cắm dân cư cỏ kích thước sao cho người ở điểm bắt kỳ trên biên giới của vùng trong 2 giờ ngay sau khi phát thải sản phảm phân hạch theo giả thuyết sự cô nặng, không phải chịu liều chiêu xạ tổng cộng đổi với toàn thân vượt quả 250 mSv hoặc liêu chiếu xạ tông công đôi với tuyến giáp do chiêu xa

tốt vượt quả 3 Sv

2) Vùng hạn chẻ dân cư có kích thước sao cho người ở điểm bắt kỳ trên biên giới ngoài của vủng bị chiều xạ bởi đám mây phỏng xạ gây bởi sự phát thải san pham phân hạch theo giả thuyết sự có (trong toàn bộ thời gian xảy ra sự cô), không phải chịu liêu chiều xạ tổng công đổi với toàn thân vượt quá 250 mSy hoặc liêu chiêu xa tổng công đổi với tuyên giáp do chiều xa iốt vượt quá 3 Sv

3) Khoảng cách tới trung tâm dân cư ít nhất là (1+1⁄3) lần khoảng cách từ

lò phản ứng tới biên ngoài của vùng han che dan cu

Tiêu chỉ trên được chỉ rõ tại Khoản 6 Điều 2 Thông tur 13/2009/BKHCN"!

và trong tải liêu TID14844với đánh giả ban đâu vẻ khoảng cách đổi với các lò

phan ứng cỏ công suất khác nhau được xây dựng vả liệt kê trong Bảng 2.12 dưới đây:

Bang 2.12 Pham vi ving đân cư từng với công suất lò phản ting

Khi xảy ra sự có ta quan tâm tới gia trị thấp nhất của khả năng pha loãng

các chất phòng xe được thải ra dưới dạng khí bong sự cổ: Thường cáo su cổ xây ritrgng khoảng thời giản ngắn vì vậy người taiquan tôm tôi Khả năng pha loãng

trong khoảng thời gian 2 giờ Để xác định giá trị thấp nhất của khả năng pha

loãng trong 2 giờ, lẫy giá trị nông độ tương đối (z/Q) mà tại đỏ các giả trị (x/Q)

lớn hơn chiêm 0,5% tổng số giờ trong bộ số liệu

Đối với Nhả máy điện hạt nhân Ninh Thuận 1, sử dụng lò VVER với công

suất 2.000 MWV Đề xác định khoảng cách đến biên của vùng cam dân cư, vùng

hạn chế dân cư theo môi hướng gió chính (16 hướng gió), người ta thường chọn

giá trị (x/Q) trung bình trong 2 giờ sao cho nó thỏa mãn điều kiện vẻ liều chiếu

tuyên giáp gây bởi sản phẩm iốt phóng xạ nhỏ hơn 3 8v trong trường hợp sự cố nặng xảy ra Giả trị này được đưa ra trong bảng 2.13, 2.14 như sau:

(CMW) | POW) = `

135 | 097 | 2000 | 9,92E+09 | 3,098-04 | 3,06E+06 | 7,66E+06 | 2,57E-01

Téngcgng| 3,0 Sv

40