A题：放射性气体扩散的预估模型

本文是以日本福岛核电站遭遇自然灾害发生核泄漏的背景而提出的。对于问题一,考虑到放射性物质的泄漏是连续不断的。本文根据“泄漏放射性物质质量守恒定律”和“气体泄漏连续性原理”建立了微积分方程,应用了高等数

本文是以日本福岛核电站遭遇自然灾害发生核泄漏 的背景而提出的。对于问题一,考虑到放射性物质的泄 漏是连续不断的。本文根据“泄漏放射性物质质量守恒 定律”和“气体泄漏连续性原理”建立了微积分方程, 应用了高等数学中散度、梯度、流量等数学概念,通过 Guass 公式、四维二阶偏微分方程,因而得到了核电站 周边不同距离地区、不同时段放射性物质浓度的预测模 型。同时为使模型适用范围更广,本文引入了地面反射 系数,考虑了由于放射性物质从泄漏口喷出时具有初动 量而使其泄漏源有效高度被抬高等因素,进而得到了在 无风环境中适用范围更广的“高斯修正模型”。对于问 题二,要探究风速对放射性物质浓度分布的影响。本文 运用概率学[1] 知识,通过图解和数学推导得出“连续 点源放射性物质高斯扩散模型”。本文依次考虑了“重 力沉积”、“雨水沉积”、“核衰变”等因素对浓度分 布的影响。并通过构建“耗减因子”、“衰变因子”等 方法将耗减和衰变的放射性物质“投影”到泄漏源浓度 中,得到了经多次合理修正后的“优化高斯模型”,并据 此分析了泄漏源周边地区放射性物质的浓度变化。针对 于问题三,本文在问题二的基础上,结合考虑风速和放射 性物质扩散速度在空间中的矢量运算。得出在对上风口 分析时,要分类讨论风速和自然扩散速度之间的大小关 系,当风速小于自然扩散速度时,放射性物质是无法到达 上风口的。对于问题四,本文参阅整理大量气象、地 理、新闻资料,选择我国东海岸典型地域---山东半岛作 为研究对象,综合考虑对应海域平均风速及风向、地理 距离、海水对放射性物质扩散的部分反射系数等因素,