[发明专利]一种气载放射性核素131I在中尺度范围内弥散的模拟方法

摘要

本发明公开了一种气载放射性核素¹³¹I在中尺度范围内弥散的模拟方法，构建¹³¹I大气弥散模拟的数学模型，求解浓度变化的欧拉平流弥散方程，从而获得¹³¹I在空气中的放射性活度浓度、弥散轨迹，进一步获得地面沉积量。本发明考虑了弥散过程机理以及多种可变因素对¹³¹I的沉降过程产生影响，同时也考虑到了放射性衰变对放射性活度浓度的影响，使得对¹³¹I的大气弥散行为进行更为准确的模拟计算。该方法求解的放射性活度浓度、弥散轨迹可以作为中尺度区域内的突发核事故预警预报，从而为核事故早起应急的决策提供支持，计算的地面沉积量可以评估事故造成的后续影响。

主权项

1.一种气载放射性核素¹³¹I在中尺度范围内弥散的模拟方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：S1、为所述中尺度范围建立欧拉控制方程组数学模型，所述欧拉控制方程组根据气象环境进行建模，求解包括风向，风速，温度气象参数，确定所模拟的中尺度区域，完成水平方向与垂直方向网格的划分，所述中尺度范围指水平尺度2～2000km，时间尺度为三十分钟至七天之间的天气事件与天气系统，其核心水平尺度为20～300km；S2、将步骤S1所确定模拟的中尺度区域网格数据分别输入气象数据预处理系统及格点数据预处理系统，所述气象数据预处理系统根据网格数据将全球标准气象数据进行插值计算处理以适应模拟区域尺度范围，并将处理后的数据与当地观测气象数据进行同化以得到更为准确的气象数据；所述格点数据预处理系统根据网格数据将将相应的地形数据叠加到每个网格中，并将处理后的格点数据与同化后的气象进行处理得到模拟区域的气象边界条件；根据气象边界条件与源项释放率确定放射性核素¹³¹I的源项强度、释放点位置及释放高度得到初始化的实际数据；S3、根据所述中尺度区域的数学模型，通过求解通量形式的欧拉控制方程组、静力平衡方程、气体状态方程来获得划分的各网格内气象数据；S4、将步骤S3中求解的各网格内气象数据作为欧拉平流弥散方程的输入信息，得到当前时刻各网格的¹³¹I放射性活度浓度，同时刻画出¹³¹I的弥散轨迹；S5、利用当前时刻各网格的¹³¹I放射性活度浓度计算地面沉积量；S6、重复执行所述步骤S1‑S5，至执行完设定模拟的时间即步骤S1中的时间尺度。