铀矿井通风尾气多组分放射性核素气固耦合大气扩散模式及数值模拟研究

铀矿井通风尾气含有铀矿尘、氡及其子体、放射性气溶胶等多种有毒有害物，对铀矿区周边环境和公众健康会造成辐射危害，其危害程度与当地气象条件、排放源位置、排放参数、排放物特性、下垫面条件等因素相关。本项目拟考虑气象条件、地形条件和排放源条件综合影响，运用CFD技术和模型实验方法，依据铀矿区地理特征和下垫面物理特征，建立不同气象，下垫面条件下大气边界层风场数学模型，在此基础之上，根据核素衰变和大气风场特点建立通风尾气多组分放射性核素气固耦合大气扩散随机行走数学模型，数值模拟研究铀矿井周围各组分放射性核素的时空分布及其对公众辐射剂量的影响，结合典型铀矿山实测数据，对模型参数进行修正。建立系统描述通风尾气中多组分放射性核素气固耦合大气扩散特征的随机行走数值模拟方法，以及对周边环境影响的综合评价方法，为铀矿排风井的科学选址和排放优化设计提供理论依据，对促进铀矿冶的可持续发展具有重要意义。

铀矿井通风尾气含有铀矿尘、氡及其子体、放射性气溶胶等多种有毒有害物，对铀矿区周边环境和公众健康会造成辐射危害，其影响因素非常复杂，与当地气象条件、排放源位置、排放参数、排放物特性、下垫面条件等因素相关。本项目综合考虑气象条件、地形条件和排放源条件因素影响，运用 CFD技术和模型实验方法，依据铀矿区地理特征和下垫面物理特征，建立了不同气象，下垫面条件下大气边界层风场数学模型，在此基础之上，根据核素衰变和大气风场特点建立了通风尾气多组分放射性核素气固耦合大气扩散随机行走数学模型和环境影响评价方法。针对铀矿通风尾气中放射性核素在大气中迁移扩散特征，以及时空分布规律和环境效应的各个方面展开了系列研究，主要在以下几个方面展开：铀矿排风井现状实地考察和测试分析；铀矿排风井放射性核素大气扩散控制方程和数值方法；铀矿区环境风速和下垫面粗糙度对铀矿排风井周围大气风场影响研究；铀矿排风井通风尾气排出氡大气扩散数值模拟和环境效应分析；铀矿排风井通风尾气排出氡对周边环境辐射剂量效应研究；风向和排放高度对铀矿排风井通风尾气中氡大气扩散数值模拟；室内模型试验研究；铀矿通风尾气中铀矿尘粒子浓度分布及迁移规律研究；铀矿井周边安全防护距离评价研究。本项目所建立的铀矿通风尾气中多组分放射性核素气固耦合大气扩散特征的随机行走数值模拟方法，以及对周边环境影响的综合评价方法，可以为铀矿排风井的科学选址和排放优化设计提供理论依据，对促进铀矿冶的可持续发展具有重要意义。