铀矿通风尾气中气态放射性核素氡大气扩散数值模拟

以某铀矿排风井为对象建立物理模型,通过建立核素氡扩散数学模型,利用CFD方法耦合求解得到不同大气风速(0.5,1.0,2.0,4.0 m/s)和下垫面粗糙度(0.1 m,1.0 m)下的大气风场结构及核素氡的浓度分布状况.研究结果表明:大气风速和下垫面粗糙度对核素氡的迁移扩散具有重要的影响;当大气风速小于0.5 m/s时,此时地面粗糙度对核素氡迁移扩散起主导作用.地面粗糙度越大,近距离的氡气浓度越高,局部污染越严重,主要污染范围在100 m以内;当大气风速大于2.0 m/s时,大气风速对核素氡迁移扩散起主导作用.大气风速越大,氡气迁移扩散能力越强,污染距离越大,局部污染较轻,主要污染范围在400 rn以内.文中数值计算方法和结论可以为铀矿区辐射防护及新建铀矿山选址提供参考.     

铀矿排风井周边地表大气氡致辐射效应的数值模拟

为了指导铀矿排风井周边地表环境的辐射防护设计,基于放射性气态流出物大气扩散的高斯烟羽模型,建立了铀矿排风井周边地表年均氡浓度以及公众个人年有效剂量的数学计算模型,研究了排风井气态流出物初始氡浓度、排风风量和源强对排风井周边地表1 km范围内年均氡浓度以及公众个人年有效剂量分布的影响.结果表明,在其他参数不变的情况下,年均氡浓度和公众个人年有效剂量的最大值随气态流出物初始氡浓度的增加而增大,随排风风量的增加而减小;最大值离井口的距离和氡致辐射的影响范围随初始氡浓度的增加而增大,随排风风量的增加而减小;相同源强下,最大值随气态流出物的初始氡浓度增加而增大,随排风风量的增大而减小;最大值离井口的距离随排风风量的增加而增大.最后,根据所得结论提出铀矿排风井周边的辐射防护建议.     

压差对含裂缝硐室氡运移影响的数值模拟研究

为研究地下硐室存在裂缝下的氡运移规律,依据某人防工程的构造和物理几何尺寸,建立了适合裂缝网络渗流特性的数学模型和氡运移方程,采用计算流体力学方法,研究了不同室内外压差条件下含裂缝硐室内氡的运移规律。结果表明:分形裂缝网络的渗流模型来表征墙体裂缝的渗流特性具有可行性;随压差从5 Pa增至30 Pa,压差抑制了氡从裂缝中扩散到室内的运移,裂缝处流出的氡质量流量总减少76.5%;压差对排氡起促进作用,从排风口处流出的质量流量总增加了186.2%。硐室在滤毒通风状况下,压差为20 Pa时排氡效率最高,最有利于室内氡的控制。压差的增大可等效为换气次数的增加,顶送下回的送风方式容易造成靠近送风口处氡的堆积且在室内易产生涡流。     

人防工程中氡污染的现状与防护标准分析

近年来,建筑物室内空气环境氡污染问题引起国内外环境工作者的注意。如果说,地面建筑室内空气环境氡污染已引起人们的重视,那么以岩体和土壤为围护结构的人防地下工程,其空气环境氡污染问题更应引起极大的关注。人防工程中氡污染状况如何?是否需要采取防护措施?现有通风系统能否防护氡对人体的危害?同时应以什么样的防护标准进行人防     

浙江师范大学校园居室氡浓度及其影响因素

校园是人口密集的场所,居室内空气中氡的浓度过高会对师生的健康造成危害.在浙江师范大学校园中选取了部分学生宿舍、教工宿舍和教学主楼中的部分室内空间进行了氡浓度的测量.结果表明:居室内氡浓度的变化范围为8.4～182.4 Bq·5m-3,低于Ⅰ类民用建筑工程≤200 Bq·5m-3的国家标准.室内氡的浓度主要取决于通风条件,通风不良的居室氡浓度最高时可接近200 Bq·5m-3;不同的建筑装修材料、楼层、气候条件、地面的孔隙和裂隙的发育程度也会影响氡的浓度.氡浓度的日变化特征为22:00至次日10:00浓度较高,10:00-22:00相对较低.建议师生注意室内的空气流通;在已建或在建的建筑物中,采取相应的降氡、防氡措施,以确保师生免遭氡的危害.     

宁东马家滩矿区天然放射性水平调查及辐射环境研究

宁东马家滩矿区延安组煤系地层上覆直罗组砂岩中普遍存在铀矿体(化)岩层,通过对该区域铀矿成矿作用、矿化类型、煤层赋存条件的研究分析,结合天然放射性水平调查,岩芯氧化柱浸等试验,探讨了煤、铀共生矿井在建设期和营运期的辐射环境影响与辐射防护措施.研究结果显示,该区域断褶带内存在构造活动相对稳定的区段,研究区具有良好的铀成矿条件;煤不具放射性,煤层开采时局部冒落带影响高度会达到铀矿化地层;煤层开采后,导水裂隙带内含铀岩层会处于氧化环境下,使铀极易溶于水中;矿井开采时氡及氡子体对人体、环境造成的影响是辐射防护工作的重点.     

新型自动捕风排风装置排风口性能优化

基于自然通风原理,对所研制的自动捕风排风装置的通风性能进行了优化分析.通过数值模拟和实验研究,重点分析了排风口几何形状与其表面自然通风风压系数的关系,以及提高其排风性能的关键参数.研究结果表明,圆锥形渐扩口的综合排风性能为最佳,较无渐扩口的排风口可提高排风量14.3％;所研制的自动捕风排风装置在北京地区冬季典型天利用自...     

公路隧道通风空气交叉污染三维数值分析

在公路隧道的竖井送、排式纵向通风以及小近距隧道通风时，会出现排出的污染空气被吸入到邻近的竖井或隧道中的交叉污染，影响了隧道通风的效果。应用CFD（Computational Fluid Dynamics）技术对竖井送、排风口以及两个隧道洞口的空气交叉污染进行了详细的数值模拟分析。结果表明，竖井送、排风口和两个隧道间的污染随着送、排风口高差（或隧道出、入口纵向距离）及横向间距的增大逐渐减小。建议：在进行隧道通风设计时，竖井送、排风口轴线间距不小于50m，风口高差不小于5m；两隧道洞口轴线间距不小于40m，纵向距离不小于50m。     

基于闪烁室法对高校环境中放射性氡的研究——以大连市为例

依托FD216测氡仪,基于闪烁室法对6所大连市高校和科研院所环境中的放射性氡进行了取样测定,并将测量结果与环境中放射性氡的标准进行比较.研究表明,本研究选取的采样环境中放射性氡的含量因选取地点的不同而有一定差异,但总体上均未出现超标的现象,说明所调查的研究区域内的放射性氡的含量正常,即学校和科研院所中各个区域的放射性皆不会对老师和学生的学习和生活产生不良影响.     

气流组织对负压隔离病房排污效率的影响

实验研究了气流组织对负压隔离病房排污效率的影响.在病人口部散发SF6示踪气体,通过测量医护人员呼吸区域的污染物浓度,比较了8种气流组织的排污效率,并通过降低换气次数进行了节能研究.研究结果表明:在顶送风的送风方式中,排风口位于病人头顶效果较好;在矢流风口送风方式中,排风口位于病人床侧效果较好,且当换气次数分别降低到8次/h和6次/h时,对医护人员仍有较好的保护效果.     

地下铀矿山氡析出智能优化控制研究

铀矿山氡及氡子体具有放射性,其浓度过高严重危害井下作业人员的身心健康,因此,开展氡析出优化控制具有重要的现实意义与应用前景。本文根据铀矿山氡析出系统的影响因素,应用自适应模糊推理系统构建铀矿山氡析出与其影响因素关系模型,然后应用并行遗传算法优化模型参数,实现铀矿山氡析出率最小化。并以某铀矿山安全生产为例,考虑其影响氡析出的主要影响因素为通风参数,应用自适应模糊遗传优化方法实现了铀矿山氡析出率与通风参数之间最优控制问题,为改善通风系统提供了最优决策依据。     

地浸采铀中的污染及防护

从铀矿地浸开采对环境造成的特殊影响入手,介绍了在开采和生产过程以及矿山修复治理中一些不同于其他矿山治理污染的方法,提出了相关的环境保护措施.     

对某废弃铀矿山辐射环境的调查分析

通过对我国某废弃铀矿山地表贯穿辐射剂量率2、22Rn析出率、空气中氡及其子体浓度、土壤和水体中天然放射性核素含量的监测,调查和分析了矿山辐射环境现状.结果表明,该废弃铀矿山已受到放射性污染.其中,1#矿点和尾矿堆放射性水平较高,是矿区主要放射性污染源项,应采取整治措施.其他区域放射性较低,未超过国家基本限值.     

花岗岩氡析出的混沌特征

相对富铀的花岗岩广泛存在于地表和地下人居环境,其析出的氡会对人体健康造成辐射危害,深入研究花岗岩氡析出机理可为氡防护提供理论依据。本文基于分形和混沌理论,对采自湖南衡阳衡山岩体和广西灌阳都庞岭岩体的样品开展花岗岩氡析出通量随时间变化的规律研究,计算了氡浓度时间序列数据的最大Lyapunov指数和混沌吸引子关联维数,并综合分析讨论了环境因素不变条件下花岗岩氡析出的主要影响因素。结果表明,来自衡山岩体和都庞岭岩体的两个样品264组氡浓度时间序列数据的最大Lyapunov指数分别为0.077和0.308,都大于0,证实来自两个不同岩体的花岗岩氡析出随时间的演化过程为复杂的混沌动力学过程,二者的混沌吸引子的分形维数分别为4.714和5.675,反映前者的岩石特征的复杂性要小于后者。控制或描述环境因素不变条件下花岗岩氡析出演化过程的独立变量至少需7个,一方面包括岩石铀含量、镭活度等化学组成,含铀矿物及造岩矿物组成以及铀镭在这些矿物中的赋存形式等原生岩石特征;另一方面是岩石风化和蚀变过程可改变矿物粒度分布、岩石孔隙度、孔径分布、微裂隙的发育程度以及间隙的粗糙度等岩石结构特征。     

复杂管网式地下铀矿井氡浓度分布研究

为了研究井下氡浓度分布情况,对复杂管网式地下铀矿井氡浓度进行了研究,建立了铀矿井的三维物理模型,并基于CFD软件对铀矿氡浓度进行数值模拟,得出了与实际情况较接近的氡浓度分布图。研究结果表明,在通风管入口附近氡浓度较小,掘进面附近的氡浓度较大。氡浓度在垂直方向上,高度与氡浓度成反比关系。     

双向低频振动对铀尾矿库滩面覆土层控氡效果影响的试验研究

双向低频振动引起铀尾矿库滩面覆盖层控氡效果劣化是其结构设计中应加以考虑的一项问题。以铀尾砂与本地红土为原材料,制备干燥、自然和饱和三种含水状态下铀尾矿库滩面覆土层试样,基于自制激振组合氡析出试验装置,开展双向低频振动下铀尾矿库滩面覆土层氡析出试验。结果表明,不同含水状态的铀尾矿库滩面覆土层在低频振动条件下,均大致呈现降氡效率随覆土厚度增加而增加的趋势,其中当覆土厚度为5 cm时,降氡效率分别为54.14%、50.32%、60.51%;当激振频率为10 Hz左右时,干燥、自然状态覆土表面氡析出率均达到峰值,分别为0.135 Bq/(m²·s)、0.089 Bq/(m²·s),而饱和状态覆土表面氡析出率在15 Hz的低频振动条件下达到峰值0.118 Bq/(m²·s);双向低频振动对覆土层控氡效果的影响程度表现为:饱和状态>干燥状态>自然状态。     

铀矿山下垫面粗糙度对大气风场影响的数值模拟研究

以某实际铀矿山为对象,运用CFD方法,基于N-S方程建立三维大气风场的物理模型,研究三种下垫面粗糙度下（z=0.1 m,z=0.5 m,z=1.0 m）的大气风场结构.结果显示,随着粗糙度增大,近地面风场速度变化达到19%;随着高度上升,大约在200 m后,粗糙度影响减弱,风场等值线趋于平稳;风场流速越大,近壁面处粗糙度对风场的阻碍作用越明显.在粗糙度较大（z≥0.5 m）情况下,可适当通过提高污染物排放高度来加强大气的输运能力,以缓解局部地区的污染。     

某铀矿山井底车场氡浓度的影响因素敏感性分析

地下开采铀矿山井底车场的风质受多种因素影响,包括入风氡浓度、巷道岩壁氡析出和车场重列车所载松散铀矿石氡的析出.本文选取某地下开采铀矿山为研究对象,基于放射性衰变、连续性方程及紊流传质理论,建立了井底车场氡浓度分布的数学模型.此外,选取了入风氡浓度、待提重车数量及矿车所载铀矿堆氡析出率为变量因素,分析了其对井底车场最大氡浓度影响的敏感度.同时,为探究影响该铀矿井底车场氡浓度的最显著影响因素,结合5次现场调研情况,比较了各影响因素敏感程度.结果表明:在现有工况条件下,入风氡浓度敏感度待提重车数目敏感度=铀矿堆氡析出率敏感度.     

铀尾矿粒度分形分布对氡析出影响的初步研究

铀尾矿中氡的析出是备受重视的典型环境问题.本文实验研究了尾矿粒度分形分布对氡析出率的影响.结果表明,尾矿中氡的析出率呈现振荡性变化;在尾矿粒度分布分维值为2.3-2.8内,氡析出率随分维值的增大显著减小,至分维值为2.6时达到极小值,然后随分维值的增大略有增高.反冲作用与He-Rn团簇的形成和尾矿的非均匀性导致了氡析出的振荡变化.分维值增大,小颗粒尾矿含量增高,孔隙度减小,导致了氡析出率随分维值增大而减小.但是,随着分维值的增大,小颗粒增多,由反冲作用引起的氡释放进入孔隙的几率增大,又导致氡析出率随分维值增大而轻微增高.