放射性核素迁移的包气带-饱和带耦合模拟研究

2021-12-06胡继华施晓文王小元

辐射防护 2021年6期

关键词：模型

张雪，胡继华，施晓文，王小元

(中国核电工程有限公司，北京 100840)

为保证核设施建设、运行及退役等阶段土壤及地下水环境的安全，根据国家核安全法规、标准和导则的要求，必须通过实验和数值模拟等手段，充分掌握核设施厂址地区放射性核素在土壤及水环境中的迁移扩散规律，提供工程设计所需的参数资料。

以往对假想事故条件下放射性液体的地下水环境影响评价，假设放射性液体瞬时进入饱和地下水环境，不考虑包气带对核素迁移的迟滞作用。对于放射性核素来说，包气带对放射性核素的阻滞作用非常明显，李书绅等[1]的研究表明，在自然条件下，可吸附核素的迁移距离非常短，因此研究放射性核素在包气带中迁移是必要的。放射性核素在包气带中的迁移主要以垂直向为主，且与地下水环评的评价范围相比，水平向的运动几乎可以忽略。

将包气带水分运动处理为一维垂向运动，饱和带地下水为三维运动，将两种不同维数运动的问题进行耦合而得到拟三维数值模型。包气带一维垂向模拟选用Hydrus-1D软件，饱和带三维模拟选用GMS软件。将潜水面作为包气带模型下边界，同时作为饱和带模型上边界，通过包气带模拟获得包气带下边界地下水流量及放射性核素浓度随时间变化值，并将其作为饱和带的源汇项(上边界条件)输入到饱和带模型，实现包气带-饱和带的松散耦合。