Вибір моделей поширення радіоактивних аерозолів усередині
й зовні нового безпечного конфайнмента Чорнобильської АЕС

П. Г. Круковський, В. С. Олійник

Інститут технічної теплофізики НАН України, вул. Марії Капніст, 2а, Київ, 03057, Україна

DOI: doi.org/10.31717/2311-8253.22.3.5

Анотація

Розглядаються підходи для вирішення актуального завдання одночасного моделювання поширення радіоактивних аерозолів (РА) як усередині відносно малого об’єму нового безпечного конфайнмента (НБК) Чорнобильської АЕС за допомогою внутрішньої моделі, так і зовні в навколишнє середовище біля НБК відносно великого об’єму за допомогою зовнішньої моделі для контролю та можливості мінімізації викидів РА. Внутрішня й зовнішня моделі суттєво відрізняються, оскільки РА всередині НБК розповсюджуються конвективними потоками повітря дуже повільно й осідають на площі приблизно 0,03 км2 , а зовні на проммайданчику Чорнобильської АЕС інтенсивно розповсюджуються швидкими різнонаправленими вітровими потоками й осідають на значній площі приблизно 3 км2 . Звідси витікають суттєві відмінності у вимогах до одночасної взаємодії внутрішньої та зовнішньої моделей поширення РА в режимі реального часу. Проведено аналіз трьох основних комбінацій моделей поширення РА — тривимірні внутрішня та зовнішня CFD моделі, внутрішня CFD модель, зовнішні моделі шлейфа Гаусса або дисперсії частинок Лагранжа.

Ключові слова: радіоактивні аерозолі, поширення радіації, ЧАЕС, моделювання, термогазодинамічний стан

Список використаної літератури

1. Новый безопасный конфайнмент Чернобыльской АЭС (расчетно-экспериментальный анализ при проектировании и эксплуатации): монография / П. Г. Круковский, М. А. Метель, Д. И. Скляренко [и др.]; под ред. П. Г. Круковского, В. А. Краснова, В. П. Сулимова. — Киев : ООО «Франко Пак», 2019. — 300 с.
2. Аналіз неорганізованого повітрообміну Нового Безпечного Конфайнменту з оточуючим середовищем (попередні результати моделювання за експлуатаційними даними) / П. Г. Круковський, Д. С. Скляренко, Є. В. Дядюшко, С. О. Кондратенко // Зб. матеріалів V Міжнар. конф. в режимі онлайн «Проблеми зняття з експлуатації об’єктів ядерної енергетики і відновлення навколишнього середовища», INUDECO 2020 (27– 29 квітня 2020 р., м. Славутич, Україна). — C. 109–117.
3. Батій В. Г. Динаміка зміни концентрації радіоактивних аерозолів під час вилучення паливовміщуючих матеріалів з об’єкта «Укриття» / В. Г. Батій, А. О. Сізов // Ядерна та радіаційна безпека. — 2015. — № 4. — C. 41–44.
4. Батий В. Г. Математическое моделирование процесса распространения радиоактивных аэрозолей внутри радиационно-опасных объектов / В. Г. Батий, В. В. Егоров, Ю. И. Рубежанский // Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля. — 2007. — Вип. 7. — C. 55–61.
5. Батий В. Г. Расчет концентрации радиоактивных аэрозолей вблизи объекта «Укрытие» на основе уточненных компьютерных моделей / В. Г. Батий, В. В. Егоров, Ю. И. Рубежанский // Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля. — 2006. — Вип. 4. — С. 69–75.
6. Талерко Н. Н. Прогнозирование последствий аварийных выбросов из объектов атомной энергетики с помощью мезомасштабной модели атмосферного переноса LEDI / Н. Н. Талерко, Е. К. Гаргер, А. А. Ключников // Доповiдi Нацiональної академiї наук України. — 2010. — № 12. — C. 74–79.
7. The utilization of real time models as a decision aid following a large release of radionuclides into the atmosphere. IAEA-TECDOC-733. — Vienna : IAEA, 1994.
8. Zannetti P. Gaussian models / P. Zannetti // AirPollution Modeling. — Boston, MA : Springer, 1990. — P. 141–183.
9. Hanfland R. The Lagrangian Atmospheric Radionuclide Transport Model (ARTM) — development, description and sensitivity analysis / R. Hanfland, M. PattantyúsÁbrahám, C. Richter, D. Brunner, C. Voigt // Air Quality, Atmosphere & Health. — 2022. — https://doi.org/10.1007/ s11869-022-01188-x.
10. Richter C. State of the art atmospheric dispersion modelling: should the Gaussian plume model still be used? / C. Richter // Kerntechnik. — 2016. — Vol. 81. — P. 559–564.
11. Giardina M. A new approach for modeling dry deposition velocity of particles / M. Giardina, P. Buffa // Atmospheric Environment. — 2018. — Vol. 180. — P. 11–22.
12. Stempniewicz M. M. Comparison of several resuspension models against measured data / M. M. Stempniewicz, E. M. J. Komen // Nuclear Engineering and Design. — 2010. — Vol. 240 (6). — P. 1657–1670.
13. CFD-анализ и прогнозирование распространения радиоактивных аэрозолей при эксплуатации нового безопасного конфайнмента / М. А. Метель, П. Г. Круковский, Д. И. Скляренко, А. С. Полубинский // Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля. — 2019. — Вип. 32. — С. 86–92.
14. Скляренко Д. Модель вітрового обтікання та розподілу тисків на поверхнях нового безпечного конфайнмента ЧАЕС / Д. Скляренко, П. Круковський, Є. Дядюшко // Зб. матеріалів VІІ Міжнар. конф. «Проблеми зняття з експлуатації об’єктів ядерної енергетики і відновлення навколишнього середовища», INUDECO 2022 (26–28 квітня 2022 р., м. Славутич, Україна). — C. 89–93.
15. Цифровой двойник — CADFEM CIS // МЦД. Моделирование и цифровые двойники. — Режим доступа: https://www.cadfem-cis.ru/service/digital-twin.
16. CFD-модель как цифровой двойник радиационного состояния нового безопасного конфайнмента Чернобыльской АЭС / П. Г. Круковский, Е. В. Дядюшко, В. О. Гарин [и др.] // Вопросы атомной науки и техники (ВАНТ). — 2020. — № 4. — C. 54–62.

Повна стаття (PDF)