Đánh giá số hạng nguồn phóng xạ phát thải từ nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận I và phân bố liều bức xạ trong điều kiện nhà máy hoạt động bình thường sử dụng bộ phần mềm NRCDOSE72

- MÃ VĂN QUANG ĐÁNH GIÁ SỐ HẠNG NGUỒN PHÓNG XẠ PHÁT THẢI TỪ NHÀ MÁY ĐIỆN HẠT NHÂN NINH THUẬN I VÀ PHÂN BỐ LIỀU BỨC XẠ TRONG ĐIỀU KIỆN NHÀ MÁY HOẠT ĐỘNG BÌNH THƯỜNG SỬ DỤNG BỘ PHẦN MỀM NRCDOSE72 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC Hà Nội - 2017 2 ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN KỸ THUẬT HẠT NHÂN VÀ VẬT LÝ MÔI TRƯỜNG.
- MÃ VĂN QUANG ĐÁNH GIÁ SỐ HẠNG NGUỒN PHÓNG XẠ PHÁT THẢI TỪ NHÀ MÁY ĐIỆN HẠT NHÂN NINH THUẬN I VÀ PHÂN BỐ LIỀU BỨC XẠ TRONG ĐIỀU KIỆN NHÀ MÁY HOẠT ĐỘNG BÌNH THƯỜNG SỬ DỤNG BỘ PHẦN MỀM NRCDOSE72 Chuyên ngành: Kỹ thuật hạt nhân Mã số: LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC Người hướng dẫn khoa học: PGS.
- Nguyễn Tuấn Khải Hà Nội - 2017 3 LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan rằng, luận văn thạc sĩ khoa học “Đánh giá số hạng nguồn phóng xạ phát thải từ nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận I và phân bố liều bức xạ trong điều kiện nhà máy hoạt động bình thường sử dụng bộ phần mềm NRCDOSE72” là công trình nghiên cứu của riêng tôi.
- Kết quả nghiên cứu này chưa được công bố trong bất kỳ công trình nghiên cứu nào từ trước đến nay.
- Tôi xin chịu mọi trách nhiệm về công trình nghiên cứu của riêng mình ! Học viên Mã Văn Quang 4 LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc tới PGS.TS.
- Nguyễn Tuấn Khải – Cục trưởng Cục An toàn bức xạ và hạt nhân – Bộ KH&CN đã tận tình hướng dẫn, định hướng và tạo điều kiện cho tôi hoàn thành luận văn này.
- Tôi cũng xin cảm ơn các cán bộ trong Trung tâm An toàn bức xạ và Trung tâm Quan trắc Phóng xạ và Đánh giá tác động Môi trường - Viện Khoa học và Kỹ thuật hạt nhân đã giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi thực hiện luận văn này.
- Tôi xin trân trọng cảm ơn các thầy, cô giáo trong Viện kỹ thuật hạt nhân và Vật lý môi trường đã nhiệt tình giảng dạy và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập tại đây.
- 10 CHƯƠNG 1: NGHIÊN CỨU CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA MÔ HÌNH PHÁT TÁN PHÓNG XẠ TRONG MÔI TRƯỜNG KHÍ.
- Phương trình cơ bản để tính nồng độ chất ô nhiễm trong khí quyển.
- Công thức cơ sở.
- Các điều kiện khí tượng.
- Phần mềm XOQDOQ.
- Cấu trúc và chức năng của phần mềm XOQDOQ.
- Số liệu đầu vào (Data Input) đối với phần mềm XOQDOQ.
- Phần mềm GASPAR2.
- Cấu trúc và chức năng của phần mềm GASPAR 2.
- Số liệu đầu vào đối với phần mềm GASPAR2.
- Phần mềm GALE.
- Các tham số đầu vào của phần mềm GALE.
- 33 CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU CƠ SỞ ĐÁNH GIÁ SỐ HẠNG NGUỒN PHÁT THẢI PHÓNG XẠ TRONG HOẠT ĐỘNG CỦA NHÀ MÁY ĐIỆN HẠT NHÂN.
- Các nguồn phóng xạ trong nhà máy điện hạt nhân.
- Kết quả tính toán số hạng nguồn phát thải sử dụng phần mềm GALE.
- Số liệu khí tượng.
- Kết quả tính toán phân bố liều đối với môi trường khí.
- 64 7 DANH MỤC VIẾT TẮT ANS American Nuclear Society Hiệp hội hạt nhân Hoa Kỳ BWR Boiling Water Reactor Lò phản ứng nước sôi ECCS Emergency Core Cooling Systems Hệ thống làm mát vùng hoạt khẩn cấp IAEA International Atomic Energy Agency Cơ quan Năng lượng nguyên tử quốc tế ICRP International Commission on Radiological Protection Ủy ban quốc tế về an toàn bức xạ KTTV Khí tượng thủy văn NMĐHN Nhà máy điện hạt nhân NOAA National Oceanic and Atmospheric Administration Cơ quan quốc gia quản lý biển và không khí Hoa Kỳ RCTS Reactor Coolant Treatment Systems Hệ thống xử lý nước làm mát lò phản ứng PWR Pressurized Water Reactor Lò phản ứng nước áp lực RCS Reactor Cooling System Hệ thống tải nhiệt vùng hoạt SAR Safety Assessment Report Báo cáo phân tích an toàn UNSCEAR United Nation Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiations Ủy ban khoa học Liên Hiệp Quốc về những ảnh hưởng của bức xạ nguyên tử U.S NRC United States Nuclear Regulatory Commission Ủy ban pháp quy hạt nhân Hoa Kỳ 8 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Biểu đồ luồng khói bằng các khối phụt tức thời và liên tục.
- 15 Hình 1.2: Độ khuếch tán theo phương nằm ngang phụ thuộc vào khoảng cách theo chiều gió từ một nguồn điểm đối với các loại ổn định khí quyển khác nhau.
- 17 Hình 1.3: Độ khuếch tán theo phương thẳng đứng phụ thuộc vào khoảng cách theo chiều gió từ một nguồn điểm đối với các loại ổn định khí quyển khác nhau.
- 18 Hình 1.4: Mô hình luồng khí Gauss đối với một nguồn điểm liên tục.
- 19 Hình 2.1: Cấu trúc của phần mềm XOQDOQ.
- 25 Hình 2.2: Cấu trúc của phần mềm GASPAR2.
- 30 Hình 3.1: Sơ đồ hệ thống bảo vệ theo chiều sâu.
- 35 Hình 4.1: 16 hướng gió trong cơ sở số liệu của XOQDOQ.
- 42 Hình 4.2: Kết quả thu được từ phần mềm vẽ hoa gió WRPLOT View.
- 43 Hình 4.3: Phân bố hoa gió dựa trên số liệu đo của trạm Phan Rang.
- 44 Hình 4.4: Góc cao độ mặt trời.
- 47 Hình 4.5: Góc lệch δ đối với các thời điểm trong năm.
- 47 Hình 4.6: Bản đồ địa hình với bán kính 50 dặm (80 km.
- Kết quả X/Q trung bình hàng năm xung quanh nhà máy điện hạt nhân theo 10 khu vực.
- 55 Hình 4.9: Phân bố các giá trị X/Q trong bán kinh 80 km từ nhà máy.
- 57 Hình 4.10: Kết quả (D/Q) giá trị nồng độ rơi lắng tương đối xung quanh NMĐHN với 22 khoảng cách trong vòng 50 dặm xung quanh NMĐHN theo 16 hướng.
- 57 9 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Các hệ số a, b,c, d trong công thức (1-11.
- 16 Bảng 2.1: Tốc độ hít thở của các nhóm tuổi (m3/năm.
- 28 Bảng 3.1: Các đặc trưng lò phản ứng AES 92 [6.
- 36 Bảng 3.2: Các tham số đầu vào của phần mềm GALE.
- 38 Bảng 3.3: Kết quả tính toán số hạng nguồn đối với công nghệ VVER-1000.
- 39 Bảng 4.1: Phân chia tốc độ gió [9.
- 42 Bảng 4.2: Phương pháp Turner xác định giá trị PG.
- 45 Bảng 4.3: Phân loại chỉ số bức xạ theo góc cao độ mặt trời.
- 45 Bảng 4.4: Các bước xác định chỉ số bức xạ ròng.
- 46 Bảng 4.5: Kết quả đo và xử lý số liệu khí tượng tại trạm quan trắc Phan Rang trong thời gian 5 năm (2009-2013.
- 48 Bảng 4.6: Ví dụ về số liệu địa hình trong vùng bán kính 1 dặm xung quanh vị trí xây dựng NMĐHN Ninh Thuận 1.
- 51 Bảng 4.7: Số liệu dân số cấp huyện trong phạm vi 80km từ NMĐHN Ninh Thuận 1 .
- 52 Bảng 4.8: Phân bố dân số theo khu vực (người.
- 52 Bảng 4.9: Phân bố sản lượng nông nghiệp theo khu vực (kg/năm.
- 53 Bảng 4.10: Phân bố sản lượng thịt theo khu vực (kg/năm.
- 54 Bảng 4.11: Kết quả liều dân chúng tổng cộng hàng năm trong bán kính 80 km.
- 58 Bảng 4.12: Liều dân số tổng cộng hàng năm gây bởi các hạt nhân phát thải.
- 59 Bảng 4.13: Liều hiệu dụng tổng cộng hàng năm đối với các cá nhân trong.
- Trong khi các nguồn năng lượng tái tạo như: năng lượng mặt trời, gió, nước… chưa được phát triển mạnh do hiệu quả chưa cao, cách thức sử dụng còn khá phức tạp và chi phí đắt đỏ thì năng lượng hạt nhân được biết đến là nguồn năng lượng sạch giải quyết được các vấn đề mà các nguồn năng lượng khác chưa đáp ứng được.
- Năng lượng hạt nhân là chìa khóa quan trọng nhằm góp phần duy trì và thúc đẩy sự phát triển kinh tế - xã hội bền vững tại mỗi quốc gia.
- Năm 2009, Quốc hội nước Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam đã thông qua chủ trương đầu tư Dự án điện hạt nhân Ninh Thuận với bốn tổ máy tại hai nhà máy điện hạt nhân ở hai địa điểm khác nhau.
- Dự kiến, khi đi vào vận hành điện hạt nhân sẽ chiếm 20% tổng sản lượng điện của Việt Nam, một con số không nhỏ.
- Tuy nhiên, cuối năm 2016 do vấn đề điều kiện kinh tế và nguồn nhân lực chưa đáp ứng đủ điều kiện xây dựng và vận hành nhà máy điện hạt nhân nên Quốc hội đồng ý dừng Dự án điện hạt nhân Ninh Thuận.
- Để tái khởi động lại dự án này, việc chuẩn bị các điều kiện đảm bảo an toàn cho nhà máy điện hạt nhân rất quan trọng và cần được xem xét đánh giá thấu đáo.
- Do đó, việc đánh giá quá trình vận chuyển và phát tán của phóng xạ trong khí quyển và tính toán liều bức xạ đối với dân chúng là rất cần thiết, và là yêu cầu mang tính pháp quy đối với một dự án điện hạt nhân.
- Đây là xuất xứ để luận văn đưa ra đề xuất đánh giá số hạng nguồn và tính toán phân bố liều bức xạ trong điều kiện hoạt động bình thường của nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận I sử dụng bộ phần mềm NRCDose 72 do Cơ quan pháp quy hạt nhân Hoa Kỳ cung cấp, có bản quyền để tính toán.
- Mục đích nghiên cứu - Tìm hiểu đặc điểm công nghệ lò phản ứng hạt nhân VVER-1000 làm thông số đầu vào cho phần mềm đánh giá số hạng nguồn.
- Nghiên cứu các mô hình phát tán phóng xạ trong không khí, các yếu tố đầu vào của các phần mềm phát tán.
- 11 - Nghiên cứu, đánh giá các thông số đầu vào cho các phần mềm trong bộ phần mềm NRC Dose 72.
- Phân tích, xử lý các thông số về khí tượng: tốc độ gió, hướng gió, độ ổn định của khí quyển và các yếu tố về địa hình…vv làm đầu vào cho phần mềm XOQDOQ, GASPAR2.
- Phân tích, đánh giá số liệu đầu ra để so sánh với giá trị liều do cơ quan pháp quy quy định cho dân chúng trong trường hợp nhà máy điện hạt nhân vận hành bình thường.
- Đối tượng nghiên cứu Công nghệ nhà máy điện hạt nhân VVER-1000 và bộ phần mềm tính toán phát tán phóng xạ trong không khí NRC Dose 72.
- Giới hạn phạm vi nghiên cứu Luận văn nghiên cứu tập trung trong phạm vi đối với lò phản ứng nước áp lực (VVER), trong đó các vấn đề liên quan chủ yếu đến sự phát tán các đồng vị phóng xạ ra ngoài khí quyển trong điều kiện vận hành bình thường của nhà máy điện hạt nhân.
- Nhiệm vụ nghiên cứu Sử dụng bố phần mềm NRC Dose 72 đánh giá giá trị liều mà dân chúng nhận được từ quá trình vận hành bình thường của nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận I với giá trị liều quy định bởi Cơ quan pháp quy hạt nhân Việt Nam.
- Từ sự so sánh đánh giá để đưa ra những khuyến cáo và những kết luận về tính an toàn bức xạ của công nghệ lò phản ứng VVER–1000 đối với dự án điện hạt nhân Ninh Thuận 1.
- Phương pháp nghiên cứu • Phương pháp hồi cứu tài liệu: Nhằm thu thập tài liệu làm cơ sở lý luận cho nội dung nghiên cứu.
- Các tài liệu về sự phát triển của lĩnh vực điện hạt nhân trên thế giới, cũng như sự cải tiến của các thế hệ lò phản ứng hạt nhân.
- Các quy định và tiêu chuẩn của Cơ quan Năng lượng nguyên tử quốc tế (IAEA), Ủy ban pháp quy Hoa Kỳ (US.NRC), Cơ quan pháp quy Liên Bang Nga về việc đảm bảo vận hành nhà máy điện hạt nhân.
- 12 - Các tài liệu về công nghệ lò phản ứng hạt nhân VVER của Liên Bang Nga bao gồm VVER-1000, trong đó có đặc trưng thiết kế của nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận I.
- Các tài liệu về tính toán phát toán phóng xạ trong môi trường không khí trong điều kiện nhà máy điện hạt nhân vận hành bình thường.
- Các tài liệu về phương pháp tính toán của bộ phần mềm NRC Dose 72.
- Phương pháp tính toán: Sử dụng chương trình tính toán NRC Dose 72 để tính toán giá trị liều dân chúng nhận được trong điều kiện vận hành bình thường của nhà máy điện hạt nhân.
- Phần mở đầu: Giới thiệu khái quát về đề tài, mục đích nghiên cứu, nhiệm vụ nghiên cứu.
- Phần kết quả nghiên cứu: Gồm 4 chương  Chương 1: Nghiên cứu cơ sở khoa học của mô hình phát tán phóng xạ trong môi trường khí.
- Chương 2: Tổng quan về gói phần mềm NRC Dose72  Chương 3: Nghiên cứu cơ sở đánh giá số hạng nguồn phát thải phóng xạ trong hoạt động của nhà máy điện hạt nhân.
- Chương 4: Xây dựng input cho phần mềm NCR Dose 72 - Tài liệu tham khảo.
- 13 CHƯƠNG 1: NGHIÊN CỨU CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA MÔ HÌNH PHÁT TÁN PHÓNG XẠ TRONG MÔI TRƯỜNG KHÍ 1.1.
- Phương trình cơ bản để tính nồng độ chất ô nhiễm trong khí quyển Khi mô tả quá trình khuếch tán chất ô nhiễm trong không khí bằng mô hình toán học thì mức độ ô nhiễm không khí thường được đặc trưng bằng trị số nồng độ chất ô nhiễm phân bố trong không gian và biến đổi theo thời gian.
- wc : Vận tốc lắng đọng của các chất ô nhiễm.
- C : Nồng độ chất ô nhiễm trong không khí.
- Hệ số tính đến sự liên kết của chất ô nhiễm với các phần tử khác của môi trường không khí.
- Hệ số tính đến sự biến đổi chất ô nhiễm thành các chất khác do những quá trình phản ứng hoá học xảy ra trên đường lan truyền.
- Cùng với điều kiện biên x.
- (1-4) Trong đó: Q là lượng phát thải chất ô nhiễm tại nguồn điểm tức thời.
- Từ cách lập luận đó, bài toán lan truyền chất ô nhiễm ở đây là bài toán hai chiều và do đó ta chọn công thức (1-3) để áp dụng cho trường hợp này: 15 Hình 1.1: Biểu đồ luồng khói bằng các khối phụt tức thời và liên tục Nếu ta thiết lập sự cân bằng vật chất trong từng “lát” khói có bề dày 1m theo chiều x và các chiều y, z là vô cực khi các lát khói chuyển động cùng với vận tốc gió u thì thời gian để từng lát đi qua khỏi ống khói là 1m/u và do đó lượng chất ô nhiễm chứa trong “lát” khói sẽ là.
- Do phát thải từ một nguồn liên tục nên lượng phát thải chất ô nhiễm M(g/s) là không đổi theo thời gian Thay vào (1-5) ta được.
- (1-9) a) b) u c) d) 16 Đây là công thức cơ sở của mô hình lan truyền chất ô nhiễm theo luật phân phối chuẩn Gauss hay còn gọi là “Mô hình Gauss” cơ sở.
- Các giá trị σy, σz được thể hiện trên Hình 1.2 và Hình 1.3.
- Bảng 1.1: Các hệ số a, b,c, d trong công thức (1-11) Khoảng cách (m) Độ ổn định khí quyển A B C D E F G a mọi x b x

Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn
hoặc xem Tóm tắt