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 yσ و zσ 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 137
فهرست اشکال
شکل صفحه
شکل 1-1. چیدمان قلب راکتور 8
شکل 1-2. قلب راکتور قبل از قرارگیری سوخت 9
شکل 1-3. قرار دادن یک وسیله آزمایشگاهی درون قلب 10
شکل 1-4. نمای کلی مدل پرتوگیری 23
شکل 3-1. توضیح شرایط پایدار، طبیعی، ناپایدار 44
شکل 3-2. سیستم اندازهگیری باد با روش های اویلرین و لاگرانژین 45
شکل 3-3. گردباد بزرگ با شعاع R در حال نزدیک شدن به بادسنج نصب شده روی یک برج 46
شکل 3 4. نشاندهنده مفاهیم مهم در مدل پولوم گوسی 48
شکل 3-5. جهت گیری گامهای m و n در مساله مونت کارلو 51
شکل 3-6. مسیرهای دنبال شده توسط ده ذره نوعی در روش تیلور 52
شکل 3 7. حل تحلیلی معادله تیلور با فرض (t)=exp(-t/T) 54
شکل 0 8. شکلهای پولوم نسبت به زمان نمونهبرداری (T_s) و زمان سفر (t) 56
شکل 4-1. وارد شدن به مدل 74
شکل 4-2. وارد شدن به Setup Run برای وارد کردن داده های مورد نیاز 75
شکل 4-3. صفحه اصلی ورودی داده های هواشناسی و زمان های مورد نیاز و مشخصات هستههای پرتوزا 75
شکل 4-4. تعیین روش حرکت عمودی توده 76
شکل 4-5. تعیین مقادیر مربوط به آلاینده ها، گریدبندی و ته نشست هسته های پرتوزا 76
شکل 4-6. تعریف آلاینده ها (نام، آهنگ انتشار، تعداد ساعات انتشار و زمان شروع انتشار) 77
شکل 4-7. تعیین مشخصات کلی گریدها وتعیین نوع خروجی 78
شکل 4-8. پارامترهای مربوط به ته نشست خشک و مرطوب و ضریب بازتعلیق 79
شکل 4-9. نمونهای از فایل ورودی مدل HYSPLIT 80
شکل 5-1. ارتفاع فیزیکی و موثر دودکش 84
شکل 6-1. غلظت (Bq/m3) ناشی از کل هسته های پرتوزا در عملکرد عادی راکتور در ارتفاع 5/1 متری از سطح زمین در 9/1/2007 102
شکل 6-2. غلظت (Bq/m3) ناشی از کل هسته های پرتوزا در عملکرد عادی راکتور در ارتفاع 5/1 متری از سطح زمین در 15/5/2009 103
شکل 6-3. غلظت (Bq/m3) ناشی از کل هسته های پرتوزا در عملکرد عادی راکتور در ارتفاع 5/1 متری از سطح زمین در 19/7/2008 104
شکل 6-4.غلظت (Bq/m3) ناشی از کل هسته های پرتوزا در عملکرد عادی راکتور در ارتفاع 5/1 متری از سطح زمین در 5/11/2010 105
شکل 6-5. توزیع غلظت (Bq/m3) پس از وقوع حادثه در 8/1/2006 (ژانویه) 108
شکل 6-6. رسوب کل (Bq/m2) پس از وقوع حادثه در 8/1/2006 (ژانویه) 108
شکل 6-7. توزیع غلظت (Bq/m3) پس از وقوع حادثه در 9/2/2006 (فوریه) 110
شکل 6-8. رسوب کل (Bq/m2) پس از وقوع حادثه در 9/2/2006 (فوریه) 110
شکل 6-9. توزیع غلظت (Bq/m3) پس از وقوع حادثه در 5/3/2012 (مارس) 112
شکل 6-10. رسوب کل (Bq/m2) پس از وقوع حادثه در 5/3/2012 (مارس) 112
شکل 6-11. توزیع غلظت (Bq/m3) پس از وقوع حادثه در 18/4/2012 (آوریل) 114
شکل 6-12. رسوب کل (Bq/m2) پس از وقوع حادثه در 18/4/2012 (آوریل) 114
شکل 6-13. توزیع غلظت (Bq/m3) پس از وقوع حادثه در 23/5/2006 (می) 116
شکل 6-14. رسوب کل (Bq/m2) پس از وقوع حادثه در 23/5/2006 (می) 116
شکل 6-15. توزیع غلظت (Bq/m3) پس از وقوع حادثه در 15/6/2009 (ژوئن) 118
شکل 6-16. رسوب کل (Bq/m2) پس از وقوع حادثه در 15/6/2009 (ژوئن) 118
شکل 6-17. توزیع غلظت (Bq/m3) پس از وقوع حادثه در 25/7/2012 (جولای) 120
شکل 6-18. رسوب کل (Bq/m2) پس از وقوع حادثه در 25/7/2012 (جولای) 120
شکل 6-19. توزیع غلظت (Bq/m3) پس از وقوع حادثه در 25/8/2010 (آگوست) 122
شکل 6-20. رسوب کل (Bq/m2) پس از وقوع حادثه در 25/8/2010 (آگوست) 122
شکل 6-21. توزیع غلظت (Bq/m3) پس از وقوع حادثه در 22/9/2011 (سپتامبر) 124
شکل 6-22. رسوب کل (Bq/m2) پس از وقوع حادثه در 22/9/2011 (سپتامبر) 124
شکل 6-23. توزیع غلظت (Bq/m3) پس از وقوع حادثه در 13/10/2006 (اکتبر) 126
شکل 6-24. رسوب کل (Bq/m2) پس از وقوع حادثه در 13/10/2006 (اکتبر) 126
شکل 6-25. توزیع غلظت (Bq/m3) پس از وقوع حادثه در 10/11/2009 (نوامبر) 128
شکل 6-26. رسوب کل (Bq/m2) پس از وقوع حادثه در 10/11/2009 (نوامبر) 128
شکل 6-27. توزیع غلظت (Bq/m3) پس از وقوع حادثه در 26/12/2009 (دسامبر) 130
شکل 6-28. رسوب کل (Bq/m2) پس از وقوع حادثه در 26/12/2009 (دسامبر) 130
فهرست جداول
جدول صفحه
جدول 1-1. طبقه بندي عناصر پرتوزا از نظر سميت پرتوي 18
جدول 1-2. ثابت واپاشی و ضرایب تبدیل دز 30
جدول 3-1. اندازه گردباد چرخشی در دو مدل پف و پولوم 58
جدول 3-2. مقایسه دو روش پف و پولوم از نظر زمانی 59
جدول 4-1. بعضی از پارامترهای موجود در فایل های هواشناسی جهانی GDAS 68
جدول 4-2. سرعت ته نشست خشک برای سطوح مختلف و گروه های ایزوتوپی مختلف 70
جدول 5-1. نرخ انتشار مواد رادیواکتیو در عملکرد عادی راکتور تحقیقاتی مورد نظر 89
جدول 5-2. مشخصات هندسی دودکش 90
جدول 5-3. موجودی محصولات شکافت قلب راکتور 97
جدول 5-4. کسرهای آزادسازی محصولات شکافت 98
جدول 6-1. غلظت در بدترین روزها در عملکرد عادی راکتور (Bq/m3) 101
جدول 6-2. مجموع غلظت ناشی ازسزیم-137 و ید-131 برای روزهایی با بیشترین مقدار غلظت 106
جدول 6-3. مقادیر و فواصل تقریبی دز بیشینه در بدترین روزهای هر ماه بعد از وقوع حادثه 131
فهرست نمودارها
نمودار صفحه
نمودار 6-1. نحوه توزیع دز معادل موثر در سناریوی عملکرد عادی راکتور در 9/1/2007 102
نمودار 6-2. نحوه توزیع دز معادل موثر در سناریوی عملکرد عادی راکتور در 15/5/2009 103
نمودار 6-3. نحوه توزیع دز معادل موثر در سناریوی عملکرد عادی راکتور در 19/7/2008 104
نمودار 6-4. نحوه توزیع دز معادل موثر در سناریوی عملکرد عادی راکتور در 5/11/2010 105
فصل اول
مقدمه
مواد پرتوزای طبیعی از بدو تشکیل کره زمین در آن وجود داشته است. ولی با توسعه فنآوری و بهرهبرداری انسان از آن، منابع پرتوزای ساخت دست بشر، در محیط زیست رو به افزایش گذاشته و مواد پرتوزای مصنوعی که در نتیجهی فعالیتهای بشری در رشتههای گوناگون هسته ای می باشد، به محیط زیست وارد شده، و به نحوی جزء آلاینده های غذایی، آشامیدنی و هوای تنفس موجودات زنده و به ویژه انسان محسوب میگردند.
به منظور حفاظت رادیولوژیکی محیط زیست و به تبع آن حفاظت رادیولوژیکی موجودات زنده به ویژه انسان، شناسایی توام اکوسیستم (مناطق خاص زندگی که در آن گیاهان و جانواران محیط اطراف خود را تقسیم میکنند) و منابع پرتوزا و نحوه عملکرد، جابجایی، توزیع و رفتار هسته های پرتوزا در اجزای اکوسیستم، ضروری است.
به طور کلی هدف از حفاظت رادیولوژیکی، پایش انسان و محیط زیست در برابر عملکرد مواد پرتوزای طبیعی و مصنوعی موجود در محیط میباشد و منظور از تحقیقات در این زمینه،
