Моделирование атмосферного переноса радионуклидов в составе частиц пыли в окрестностях объектов хранения радиоактивных отходов
Приведены результаты численного моделирования атмосферного переноса радионуклидов в составе пыли вокруг объектов хранения радиоактивных отходов бывшего ПО «Приднепровский химический завод» (ПХЗ). Для расчета атмосферного переноса использовались диагностическая метеорологическая модель CALMET и модел...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля |
|---|---|
| Дата: | 2016 |
| Автори: | , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Інститут проблем безпеки атомних електростанцій НАН України
2016
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/127779 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Моделирование атмосферного переноса радионуклидов в составе частиц пыли в окрестностях объектов хранения радиоактивных отходов / А.В. Халченков, И.В. Ковалец, Т.В. Лаврова, С.В. Тодосиенко // Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля: наук.-техн. зб. — 2016. — Вип. 27. — С. 19-29. — Бібліогр.: 16 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860130279291617280 |
|---|---|
| author | Халченков, А.В. Ковалец, И.В. Лаврова, Т.В. Тодосиенко, С.В. |
| author_facet | Халченков, А.В. Ковалец, И.В. Лаврова, Т.В. Тодосиенко, С.В. |
| citation_txt | Моделирование атмосферного переноса радионуклидов в составе частиц пыли в окрестностях объектов хранения радиоактивных отходов / А.В. Халченков, И.В. Ковалец, Т.В. Лаврова, С.В. Тодосиенко // Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля: наук.-техн. зб. — 2016. — Вип. 27. — С. 19-29. — Бібліогр.: 16 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля |
| description | Приведены результаты численного моделирования атмосферного переноса радионуклидов в составе пыли вокруг объектов хранения радиоактивных отходов бывшего ПО «Приднепровский химический завод» (ПХЗ). Для расчета атмосферного переноса использовались диагностическая метеорологическая модель CALMET и модель атмосферного переноса CALPUFF. Моделирование источника эмиссии пыли было выполнено на основе измерений концентраций радионуклидов в поверхностном слое грунта с использованием эмпирической формулы, позволяющей параметризировать мощность потока частиц грунта с помощью динамической скорости ветра и данных о подстилающей поверхности. Полученные путем моделирования средние значения концентраций находятся в пределах измеренных значений и могут быть использованы для оценки рисков персонала предприятия и населения в зоне влияния объектов ПХЗ.
Наведено результати чисельного моделювання атмосферного переносу радіонуклідів у складі пилу навколо об’єктів зберігання радіоактивних відходів колишнього ВО «Придніпровський хімічний завод» (ПХЗ). Для розрахунку атмосферного переносу використовувалися діагностична метеорологічна модель CALMET та модель атмосферного переносу CALPUFF. Моделювання джерела емісії пилу було виконане на основі вимірювань концентрацій радіонуклідів у поверхневому шарі ґрунту з використанням емпіричної формули, що дозволяє параметризувати потік пилу за допомогою динамічної швидкості вітру та даних про підстилаючу поверхню. Отримані шляхом моделювання середньорічні результати концентрацій аерозолю в повітрі знаходяться в межах вимірювань і можуть бути використані для оцінки ризиків персоналу підприємства та населення в зоні впливу об’єктів ПХЗ..
In this work we presented model setup and results of calculations of yearly average concentrations of radioactive aerosols at the Pridneprovsky Chemical Plant in Ukraine (PChP). For calculation of atmospheric transfer we used diagnostic meteorological model CALMET and model of atmospheric transfer CALPUFF. The simulation of air pollution by radioactive aerosols was carried out by using empirical formulas for PM10 resuspension rates depending on wind velocity and surface properties. The emission of radioactivity was estimated using PM10 emission rate multiplied on soil contamination of the corresponding territory which was estimated from measurements. Territories of tailings and surrounding areas were subdivided onto elementary subsources and for each elementary subsource time dependent resuspension rate was calculated. From the presented comparisons of calculated results with measurements it could be concluded that concentration of Ra-226 and U-238 is well reproduced in simulations at the territory of Suhachivske tailing. Calculated concentrations at Base-C tailing are somewhat overestimated. At the territories of West, South-East and Central Yarr tailings simulated results agree with observations for both Ra-226 and U-238. Results of calculations are suitable for an assessment of risks of the population. The presented results confirm that the developed methodology could be adapted and used for estimation of the influence of contaminated territories on air pollution due to resuspension in the vicinity to objects of similar to Pridneprovsky Chemical Plant.
|
| first_indexed | 2025-12-07T17:44:10Z |
| format | Article |
| fulltext |
ISSN 1813-3584 ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ 2016 ВИП. 27 19
УДК 621.039.584
А. В. Халченков1, И. В. Ковалец1, Т. В. Лаврова2, С. В. Тодосиенко2
1Институт проблем математических машин и систем НАН Украины, просп. Глушкова, 42,
Киев, 03187, Украина
2Украинский гидрометеорологический институт НАН Украины и ДСНС Украины, просп. Науки, 37,
Киев, 03028,Украина
МОДЕЛИРОВАНИЕ АТМОСФЕРНОГО ПЕРЕНОСА РАДИОНУКЛИДОВ В СОСТАВЕ ЧАСТИЦ
ПЫЛИ В ОКРЕСТНОСТЯХ ОБЪЕКТОВ ХРАНЕНИЯ РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ
Приведены результаты численного моделирования атмосферного переноса радионуклидов в составе
пыли вокруг объектов хранения радиоактивных отходов бывшего ПО «Приднепровский химический завод»
(ПХЗ). Для расчета атмосферного переноса использовались диагностическая метеорологическая модель
CALMET и модель атмосферного переноса CALPUFF. Моделирование источника эмиссии пыли было выпол-
нено на основе измерений концентраций радионуклидов в поверхностном слое грунта с использованием эмпи-
рической формулы, позволяющей параметризировать мощность потока частиц грунта с помощью динами-
ческой скорости ветра и данных о подстилающей поверхности. Полученные путем моделирования средние
значения концентраций находятся в пределах измеренных значений и могут быть использованы для оценки
рисков персонала предприятия и населения в зоне влияния объектов ПХЗ.
Ключевые слова: атмосферный перенос, пыль, аэрозоль, радионуклиды, CALPUFF, CALMET.
Введение
Приднепровский химический завод (ПХЗ, [1]) – это остановленное предприятие, которое в
период 1948 - 1991 гг. выполняло работы по извлечению солей урана из урановых руд и концен-
тратов. Образующиеся радиоактивные отходы длительное время складировались прямо на терри-
тории предприятия и в хранилища, расположенные в близлежащих окрестностях. В настоящее время
достоверно известно расположение девяти хвостохранилищ с суммарной радиоактивностью около
3.2·1015 Бк. Кроме того, обнаружено множество локальных очагов загрязнения (здания, цеха, трубо-
проводы и другие объекты производства) практически на всей территории ПХЗ. Загрязненные
радионуклидами территории являются постоянно действующими источниками радиоактивных
аэрозолей, что создает угрозу для персонала предприятия, а также для населения жилой зоны
г. Каменское (ранее - Днепродзержинск), расположенной в непосредственной близости к заводу.
В рамках «Государственной программы по приведению опасных объектов ПО «ПХЗ» в
экологически безопасное состояние и обеспечению защиты населения от вредного воздействия
ионизирующего излучения на 2005 – 2014 гг.» были проведены исследования по мониторингу содер-
жания радионуклидов в грунте и выполнен ряд измерений концентрации радионуклидов в аэрозолях
приземного слоя атмосферы. При этом преобладающее большинство измерений проводились в
непосредственной близости к загрязненной территории, что позволяет получить информацию об
источнике загрязнения и оценить концентрацию аэрозолей непосредственно в зоне измерений, но не
дает возможности экстраполировать полученные измерения на всю территорию завода и за его
пределы. Оценки значений концентраций радиоактивных аэрозолей по всей территории завода и за
его пределами необходимы, чтобы выполнить оценку рисков для всех групп населения, потенциально
подвергающихся угрозе радиоактивного заражения. Восполнить этот пробел позволяет численное
моделирование атмосферного переноса радионуклидов в составе аэрозолей. Первые скрининговые
оценки влияния загрязненных территорий на концентрации аэрозолей были получены в работе [2].
В данной работе моделировался близкий к консервативному метеорологический сценарий для
бывшего склада урановой руды («База С»), источник аппроксимировался пятью бесконечными поло-
сами. Подобный подход удобен для модельной задачи, но обладает рядом неразрешимых недостатков
при практическом применении: не позволяет учесть реальную геометрию и пространственную
неоднородность источника; имеет принципиальные трудности для оценки концентраций вблизи
источника и непосредственно над источником (используемая формула применима на расстояниях
свыше 4 L, где L - ширина полосы); представление источника конечного размера в виде бесконечных
полос заведомо не применимо на расстояниях, значительно превышающих реальную длину источ-
ника (длина объекта «База С» приблизительно равна 750 м); не позволяет полноценно учесть реаль-
ные метеорологические условия (изменения скорости, направления ветра, атмосферной стратифика-
ции). Целью настоящего исследования является создание модели, позволяющей учесть пространст-
венную неоднородность загрязнения территории и реальные метеорологические условия для расчета
© А. В. Халченков, И. В. Ковалец, Т. В. Лаврова, С. В. Тодосиенко, 2016
А. В. ХАЛЧЕНКОВ, И. В. КОВАЛЕЦ, Т. В. ЛАВРОВА, С. В. ТОДОСИЕНКО
________________________________________________________________________________________________________________________
ISSN 1813-3584 ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ 2016 ВИП. 27 20
атмосферного переноса радионуклидов в составе частиц пыли в окрестностях объектов хранения
радиоактивных отходов; ее настройка и калибровка для условий ПХЗ.
Моделирование было выполнено для двух различных областей (см. рис. 1): 1) расположенная
в черте г. Днепродзержинск промплощадка ПХЗ, включающая в себя хвостохранилища «Западное»,
«Центральный Яр», «Юго-восточное», а также всю загрязненную территорию бывшего завода;
2) расположенные за пределами города хвостохранилища «Сухачевское» и «База С».
Источник выброса
Подъем частиц аэрозоля в общем случае определяется свойствами подстилающей поверх-
ности и метеорологическими условиями (динамическая скорость, категория устойчивости, шерохо-
ватость, неровность, тип грунта, покрытие, влажность, и др.). В настоящее время существует
множество моделей различной степени сложности, позволяющих с различной степенью точности
описывать физические процессы, приводящие к подъему частиц аэрозоля и требующие различные
наборы входных параметров [4 - 6]. Ограниченный набор информации об объекте исследования
(например, в отсутствие карты грунтов, влажности грунтов и др.) приводит к необходимости
применения простых параметризаций источника. Большинство простых моделей пылящего источ-
ника параметризируют мощность источника аэрозоля F как функцию динамической скорости ветра
*u : ( )auKF *= . Здесь F - поток вещества (мкг/м2 с), *u - скорость трения ветра (м/с), K - коэф-
фициент, в общем случае зависящий от покрытия, плотности воздуха, ускорения силы тяжести и
других параметров, описывающих физические особенности процесса подъема аэрозоля; a – некая
постоянная, которая в различных исследованиях варьируется в диапазоне от 1,0 до 5,0. Согласно
современным нормам оценки воздействия на здоровье воздушных загрязнений, первоочередной
интерес представляет мелкодисперсная (респирабельная) фракция (PM10 [7]).
Для расчета интенсивности подъема мелкодисперсных частиц была выбрана параметризация
(Loosmore & Hunt 2000) [8], в которой, подобно формуле Багнольда [6], используется значение, а =
= 3,0, в то время как значение К = 3,6. Необходимо отметить, что приведенная формула имеет
отличный от формулы Багнольда физический смысл: она описывает прямой аэродинамический
подъем мелкодисперсных частиц (PM10) в условиях высокой влажности при отсутствии сальтации
крупнодисперсных частиц. Эта формула была получена на основании экспериментов в аэродина-
мической трубе, однако она неоднократно успешно применялась для натурных условий при решении
практических задач, например [9, 10], и в настоящее время интегрирована в верифицированную
европейскую мезомасштабную химическую транспортную модель REM-CALGRID [11].
Чтобы учесть имеющуюся информацию о подстилающей поверхности, аналогично методоло-
гии [12], в приведенную выше формулу были введены понижающие коэффициенты:
( ) ( )( )CFCLFuF --= 116.3 3
* , где CLF - коэффициент, равный фракции источника без эмиссии
(т. е. часть площадного источника, на которой размещены некие подсеточные объекты, такие как
здания, вода, и др., которые полностью препятствуют эмиссии, 1=CLF – соответствует полностью
закрытому источнику, 0=CLF – полностью открытому источнику); CF - коэффициент, введенный
для учета особенностей пылящей поверхности. В общем случае он зависит от типа грунта,
влажности, покрытия, растительности и других факторов.
Поток радионуклидов qF определялся путем умножения потока аэрозоля F на концент-
рацию соответствующего радионуклида в грунте SC : Sq CFF ×= . Окончательная рабочая формула,
позволяющая параметризировать поток радионуклидов с помощью концентрации радионуклидов в
грунте, динамической скорости ветра и коэффициентов, описывающих покрытие, имеет вид
( ) ( ) ( )CFCLFCuF Sq -×-×××= 116.3 3
* . (1)
Для детального описания источника, территория промплощадки ПО ПХЗ была аппрокси-
мирована набором элементарных четырехугольных источников (рис. 1, А). Отдельные источники
строились вручную с учетом расположения подсеточных объектов и категорий землепользования
(здания, секции хвостохранилищ, песок, деревья и др.), таким образом, чтобы максимально облегчить
определение коэффициентов CF и CLF . Значения коэффициента CLF для каждого источника
определялось индивидуально на основании карты Google Earth. Значения коэффициента CF опреде-
лялись в зависимости от типов покрытия, принятые при моделировании значения коэффициента CF :
МОДЕЛИРОВАНИЕ АТМОСФЕРНОГО ПЕРЕНОСА РАДИОНУКЛИДОВ
________________________________________________________________________________________________________________________
ISSN 1813-3584 ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ 2016 ВИП. 27 21
0,0 – для областей с песчаным покрытием, что соответствует условиям близким к исходному
эксперименту Loosmore & Hunt 2000 [8]; 0,1 – для травы (зависит от типа и высоты травяного
покрова, при моделировании использовалось минимальное значение из диапазона, рекомендуемого в
[12]); 0,5 – для деревьев (в [12] для густого леса рекомендуются значения в диапазоне 0,8 – 1,0,
принятое при моделировании значение учитывает, что присутствующие в области моделирования
деревья не являются густым лесом и соседствуют с открытыми областями и городской застройкой);
0,9 – асфальт, бетон. Значительная адгезия твердого покрытия препятствует прямому аэродинами-
ческому подъему частиц грунта, что при используемой методике соответствует значению, близкому к
1,0 (полному отсутствию эмиссии пыли). Но поскольку почва с окружающих загрязненных
территорий неизбежно попадает на твердое покрытие, для частичного учета вторичного подъема
вещества с твердой поверхности при моделировании использовалось сниженное до 0,9 значение
коэффициента CF.
Значения концентраций радионуклида в грунте определялись путем интерполяции измерен-
ных значений в центр масс соответствующего элементарного четырехугольного источника. Большин-
ство измерений проводилось в непосредственной близости к известным объектам загрязнения.
Однако, поскольку загрязнена практически вся территория завода, в случае отсутствия измерений
концентраций радионуклида в грунте для расчета использовались медианные значение всех
измерений: 253 Бк/кг для радионуклида 238U и 413 Бк/кг для 226Ra.
Для описания хвостохранилищ «Сухачевское» и «База С» использовался аналогичный
подход. Территория представлялась в виде четырехугольных источников, для каждого из которых на
основании измерений определялось среднее значение концентрации радионуклидов в грунте и
экспертно определялись значения коэффициентов CF и CLF. В отличие от территории промпло-
щадки территория хвостохранилищ «Сухачевское» и «База С» имеет более однородные характерис-
тики покрытия, поэтому была представлена в виде относительно больших четырехугольных
элементарных источников (см. рис. 1, Б).
Рис. 1. Аппроксимация территории промплощадки ПХЗ (А) и хвостохранилищ «Сухачевское» и «База С» (Б)
элементарными четырехугольными источниками (черной линией отмечены реальные контуры хвостохрани-
лища «Сухачевское»).
Модель атмосферного переноса радионуклидов от площадных источников
Для расчета атмосферного переноса использовалась рекомендованная Агентством по охране
окружающей среды (США) модель CALMET-CALPUFF [3]. Эта модель состоит из метеороло-
гического препроцессора CALMET и лагранжево-эйлеровой модели атмосферного переноса
CALPUFF, которая неоднократно успешно применялась для расчета распространения радиоактивных
загрязнений.
Препроцессор CALMET использует в качестве входных данных: измерения наземной метео-
станции, высотные метеорологические измерения радиозондов, карту топографии и категорий земле-
пользования. Выходными данными препроцессора являются: трехмерные поля ветра, температуры,
высоты пограничного слоя, категории устойчивости и другие метеорологические переменные, не-
обходимые для расчета атмосферного переноса, такие как динамическая скорость, масштаб Монина -
Обухова, высота слоя перемешивания. При расчете поля ветра на основании измерений метеостанций
в CALMET используется сохраняющая массу интерполяция, позволяющая в некоторой степени
учесть влияние неровностей топографии на поле ветра.
А. В. ХАЛЧЕНКОВ, И. В. КОВАЛЕЦ, Т. В. ЛАВРОВА, С. В. ТОДОСИЕНКО
________________________________________________________________________________________________________________________
ISSN 1813-3584 ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ 2016 ВИП. 27 22
Лагранжево-эйлерова модель CALPUFF позволяет рассчитать распространение загрязнений,
используя выходные данные препроцессора CALMET и данные об источниках загрязнений. В
лагранжево-эйлеровых моделях используется представление продолжительного выброса загрязни-
телей в виде последовательности выбросов небольшой (менее 1 мин) конечной длительности
("пуфов"). На каждом временном шаге пуфы переносятся ветром (что описывается кинематическим
уравнением для координаты центра масс пуфа). Однако, кроме координат центра масс, пуфы
характеризуются также распределением концентрации. Это распределение соответствует известным
полуэмпирическим соотношениям, описывающим пространственно-временное распределение веще-
ства вследствие турбулентной диффузии. Характеристики распределения вещества внутри отельного
пуфа рассчитываются на основании параметризации ICST [3] в зависимости от характеристик
турбулентности (динамической скорости, масштаба Монина - Обухова, высоты пограничного слоя) и
времени существования пуфа. Общая масса вещества в пуфе изменяется вследствие влажного и
сухого осаждения, которое рассчитывается на основании параметризаций с учетом типа подстила-
ющей поверхности, скорости ветра, интенсивности осадков. Концентрация вещества вычисляется как
сумма вкладов отдельных пуфов. В расчетах предполагается полное отражение облака от поверх-
ности Земли.
Решение задач атмосферного переноса аэрозолей накладывает обязательные требования к
возможностям представления источника в модели: требуется возможность учета временной зависи-
мости источника (поскольку источник зависит от динамической скорости) и возможность
представления источника как площадного (в частности, потому, что особый интерес представляют
значения концентрации непосредственно над источником). Модель CALPUFF удовлетворяет обоим
требованиям. Все площадные источники моделируются с использованием метода виртуального
точечного источника, кроме того, в модели CALPUFF реализован специальный алгоритм явного
двумерного интегрирования по источнику, который позволяет получать репрезентативные значения
даже для тех рецепторов, которые расположены непосредственно над источником [3]. В предыдущей
работе [13] на основании тестовых расчетов было показано, что результаты расчетов CALPUFF над
площадным источником согласуются с результатами других моделей, приведённых в работе [14].
Для работы с результатами расчета CALPUFF используется постпроцессор CALPOST, кото-
рый позволяет обрабатывать временно зависимые поля концентраций, например определять средние
концентрации.
Настройка модели, входные и выходные данные
В первую очередь был выполнен расчет метеорологических полей препроцессором CALMET
с шагом 1 ч за период 2008 - 2013 гг. В качестве наземных измерений использовались 3-часовые
измерения Днепродзержинской метеостанции, высотные данные радиозондов имитировались с
помощью набора данных Final Analysis Global model (NCEP). Для территории промплощадки и
хвостохранилища «Сухачевское» использовались две различные расчетные сетки. В первом случае
вычисления проводились для территории 8 × 8 км, с шагом расчетной сетки 200 м; во втором -
использовалась более грубая расчетная сетка с шагом 500 м, и область расчета была расширена до
территории 20 × 20 км. В обоих расчетах использовались наборы данных SRTM с 3-секундным разре-
шением для определения топографии и Modis Land Cover Data с 15-секундным разрешением для
определения данных о землепользовании.
Из полученных выходных файлов CALMET, содержащих метеорологические поля, были
извлечены данные о динамической скорости для каждого часа расчета, и для каждого элементарного
источника был построен файл, содержащий данные о площадном временно зависимом источнике
аэрозоля. Полученные метеорологические поля и файлы, содержащие почасовую информацию об
источниках, были использованы для расчета атмосферного аэрозоля в модели CALPUFF.
Все расчеты CALPUFF изначально выполнялись по отдельности для каждого элементарного
источника пыли и без учета понижающих коэффициентов. Это позволило получить парциальные
вклады отдельных пылевых источников в общее радиационное загрязнение (без учета характеристик
поверхности: коэффициентов CF и CLF и концентраций радионуклидов в грунте). Имея
парциальные вклады, с учетом формулы (1), поля концентраций радионуклидов легко можно найти с
помощью формулы
( ) ( )iiiS
i
irad CFCLFCyxCyxC -×-××= å 11),(),( , , (2)
МОДЕЛИРОВАНИЕ АТМОСФЕРНОГО ПЕРЕНОСА РАДИОНУКЛИДОВ
________________________________________________________________________________________________________________________
ISSN 1813-3584 ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ 2016 ВИП. 27 23
где ),( yxCrad - поле приземной концентрации радионуклидов в составе аэрозолей; ),( yxCi -
посчитанное поле концентраций пыли от i-го элементарного источника; iSC , , iCF , iSC , - характерис-
тики поверхности для каждого i-го элементарного источника (концентрация соответствующего
радионуклида в грунте и коэффициенты описывающие покрытие).
Подобный подход позволил создать один Excel файл, содержащий концентрации радио-
нуклидов в грунте, набор коэффициентов CF, CLF для каждого элементарного источника, а также
соответствующие посчитанные поля приземного пылевого загрязнения, и позволяющий проводить
суммирование по формуле (6) для определения интегральных полей концентрации. Созданный файл
позволяет практически мгновенно пересчитать все поля концентраций при поступлении новых
данных о концентрации радионуклидов в грунте или при уточнении коэффициентов CF и CLF, кроме
того, можно учесть изменение коэффициента K.
Результаты моделирования
В результате моделирования были получены среднегодовые поля концентраций радио-
нуклидов в составе аэрозолей в воздухе (рис. 2 и 3). Отметим, что поскольку в работе не учитывалось
влияние влажности грунта и снегового покрова на эмиссию радионуклидов, полученные концент-
рации репрезентативны для сухих периодов (без интенсивных осадков и при отсутствии снежного
покрова).
В целом полученные поля концентраций радионуклидов в составе аэрозолей согласуются с
измеренными концентрациями радионуклидов в грунте, в частности максимальные концентрации
радионуклидов в составе аэрозолей соответствуют именно тем областям, где по результатам
измерений найдены максимальные концентрации радионуклидов в грунте (северо-западная граница
хвостохранилищ «Центральный яр» и «База С»).
Рис. 2. Рассчитанные поля приземных концентраций 226Ra (сверху) и 238U (снизу)
в составе пыли для территории промплощадки (показаны изолинии значений 0,5, 1, 2, 4, 8 мкБк/м3).
В рамках программ мониторинга, в окрестностях самых загрязненных объектов (хвосто-
хранилищ), проводился отбор проб атмосферного воздуха с последующим определением содержания
радионуклидов в составе аэрозолей. Подобный метод измерений позволил определить суммарную
концентрацию радионуклидов в пыли без учета распределения взвешенных частиц по размерам, что
затрудняет непосредственное сравнение измерений с результатами численного моделирования
(выполненного для мелкодисперсной фракции взвешенных частиц PM10). В многочисленных
А. В. ХАЛЧЕНКОВ, И. В. КОВАЛЕЦ, Т. В. ЛАВРОВА, С. В. ТОДОСИЕНКО
________________________________________________________________________________________________________________________
ISSN 1813-3584 ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ 2016 ВИП. 27 24
исследованиях приводятся различные данные о фракционном составе пыли, в частности в норма-
тивном документе Агентства по охране окружающей среды (США) [15] приводится рекомендованное
значение коэффициента 0,5, позволяющее определить долю PM10 в общей концентрации пыли.
Чтобы выполнить сравнение измеренных и посчитанных концентраций радионуклидов в воздухе,
приведенные в табл. 1 результаты расчета были умножены на коэффициент 2. Поля концентраций
характеризируются большими градиентами в пределах одного и того же хвостохранилища, поэтому в
таблице приведено минимальное, максимальное и среднее по территории соответствующего хвосто-
хранилища посчитанное значение. Ограниченное количество измерений концентрации радионукли-
дов в воздухе, к сожалению, не позволило выполнить статистическую оценку качества модели-
рования.
Рис. 3. Рассчитанные поля концентраций 226Ra (сверху) и 238U (снизу) в составе пыли для территории
хвостохранилищ «Сухачевское» и «База С» (показаны изолинии значений 0,25, 0,5, 1, 2, 4, 8, 16 мкБк/м3).
Таблица 1. Измеренные и посчитанные значения концентраций радионуклидов в составе аэрозоля
в приземном слое атмосферы в районе хвостохранилищ
238U, мкБк/м3 226Ra, мкБк/м3
Измерения Модель Измерение Модель
«Западное»
2009 - Min = 1,0
Max = 3,8
Mean = 2,0
2009 - Min =3,0
Max = 11,2
Mean = 7,6
2010 11,0 2010 9,0
2011 6,0 2011 7,0
«Центральный Яр»
2009 10,0 Min = 2,4
Max = 43,6
Mean = 10,0
2009 9,0 Min = 4,0
Max = 41,8
Mean = 12,6
2010 12,0 2010 18,0
2011 22,0 2011 21,0
МОДЕЛИРОВАНИЕ АТМОСФЕРНОГО ПЕРЕНОСА РАДИОНУКЛИДОВ
________________________________________________________________________________________________________________________
ISSN 1813-3584 ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ 2016 ВИП. 27 25
«Юго-восточное»
2009 5,0 Min = 2,0
Max = 16,8
Mean = 7,0
2009 6,0 Min = 3,2
Max = 26,6
Mean = 11,4
2010 - 2010 -
2011 - 2011 -
«Сухачевское»
15.08 - 02.09.11 48,0 Min = 0,5
Max = 30,50
Mean = 4,44
15.08 - 02.09.11 28,0 Min = 0,66
Max = 40,80
Mean = 9,24
02.09 - 03.10.11 4,0 02.09 - 03.10.11 2,0
03.10 - 31.10.11 4,0 03.10 - 31.10.11 5,0
01.11 - 01.12.11 7,0 01.11 - 01.12.11 7,0
01.12 - 14.12.11 3,0 01.12 - 14.12.11 5,0
«База С»
15.08 - 02.09.11 22 Min = 7,24
Max = 75,84
Mean = 38,14
15.08 - 02.09.11 15 Min = 5,28
Max = 83,10
Mean = 42,04
02.09 - 03.10.11 9 02.09 - 03.10.11 5
03.10 - 31.10.11 11 03.10 - 31.10.11 11
01.11 - 01.12.11 8 01.11 - 01.12.11 12
01.12 - 14.12.11 15 01.12 - 14.12.11 17
Как видно из таблицы, для территории промплощадки (хвостохранилища «Западное»,
«Центральный яр», «Юго-восточное») практически все измерения соизмеримы с рассчитанной
концентрацией и находятся в диапазоне между минимальным и максимальным рассчитанным значе-
нием. Единственное исключение – это территории хвостохранилища «Западное», где измеренная
концентрация 238U значительно превышает результаты расчета. Вероятно, это объясняется тем, что
где-то в окрестностях этого хвостохранилища расположен не обнаруженный в процессе мониторинга
участок, содержащий высокие концентрации радионуклида 238U в грунте.
Для территории хвостохранилища «Сухачевское» наблюдается приемлемое согласие измерен-
ных и рассчитанных значений. Для хвостохранилища «База С» результаты моделирования значитель-
но превышают значения, полученные в результате измерений. По всей видимости, это объясняется
двумя причинами, связанными с недостаточным разрешением, применяемом в этом расчете. Во-
первых, используемый шаг сетки 500 м не позволил при определении динамической скорости полно-
ценно учесть подсеточные объекты (здания и деревья), которые расположены на территории хвосто-
хранилища «База С», т. е. при определении эмиссии пыли использовалось завышенное значение
динамической скорости. Во-вторых, дробление источника на довольно крупные секции привело к
тому, что в секции С4 измерения проводились только в одном углу, где обнаружены очень высокие
концентрации радионуклидов в грунте. Эти измерения экстраполировались на всю секцию и,
вероятно, привели к существенному завышению значения для всей секции.
В качестве примера преимуществ разработанной модели по сравнению с простыми моделями
на рис. 4 приведены результаты моделирования концентраций 226Ra для выбранного периода с 1 по 16
ноября 2010 г., который характеризуется повышенной частотой направления ветра в сторону поселка
Таромское (А, Б). Модель позволяет не только находить средние значения для произвольного
временного периода (Г), но и определять временную динамику изменений концентраций в каждом
произвольно заданном рецепторе, что позволило определить максимальные среднесуточные значения
для указанного периода (Д) и максимальные мгновенные значения (Е). На рис. 4, В приведены
мгновенные значения концентраций в рецепторе, расположенном на окраине поселка Таромское,
представляющем повышенный интерес для оценки рисков населения. Максимальные мгновенные
концентрации для указанного рецептора за весь период расчетов достигают значения 12,3 мкБк/м3.
Для исследования чувствительности модели к варьированию ключевых параметров был
выполнен ряд расчетов, позволяющий оценить влияние отдельных параметров на конечный результат
моделирования. Результаты расчетов, соответствующие измерениям в табл. 1, а также краткое
описание расчетных сценариев, приведены в табл. 2. Расчет без учета понижающих коэффициентов
CF, CLF, учитывающих влияние характеристик поверхности, показывает существенное влияние на
результаты, полученные для территории промплощадки, и, в частности, приводит более чем к
двукратному увеличению концентраций для территории Западного хвостохранилища. При варьиро-
вании остальных параметров расчета (плоская топография, однородное распределение концентрации
в грунте, параметризация скорости роста пуфов) полученные значения средних концентраций
варьируются в незначительных пределах (около 30 %) и соизмеримы с результатами основного
расчета (см. табл. 1).
А. В. ХАЛЧЕНКОВ, И. В. КОВАЛЕЦ, Т. В. ЛАВРОВА, С. В. ТОДОСИЕНКО
________________________________________________________________________________________________________________________
ISSN 1813-3584 ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ 2016 ВИП. 27 26
Рис. 4. Скорость (А), направление (Б) ветра и временная динамика концентраций 226Ra в рецепторе на
окраине поселка Таромское (В) для периода 1 - 16 ноября 2010 г.; средние (Г), максимальные среднесуточные
(Д) и максимальные мгновенные (Е) концентрации за указанный период (показаны изолинии значений 2, 5, 10,
50, 100 мкБк/м3).
Таблица 2. Результаты расчетов средней концентрации 226Ra при варьировании выбранных параметров
моделирования, мкБк/м3
Описание «Запад-
ное»
«Централь-
ный Яр»
«Юго-
восточное»
«Сухаче-
вское»
«База
С»
Основной расчет 7,6 12,6 11,4 9,2 52,0
Расчет без учета коэффициента, учитывающего
снижение эмиссии от типа покрытия (CF = 0)
15,7 22,0 15,9 10,5 89,5
Расчет без учета коэффициента, учитывающего
подсеточные объекты (CLF = 0)
8,6 13,3 11,5 10,3 52,0
Расчет вообще без учета покрытия и подсе-
точных объектов (CF = 0, CLF = 0)
17,8 23,3 16,1 11,6 89,5
Расчет без учета пространственной неодноро-
дности концентраций радионуклида в грунте,
для всей поверхности использовалось среднее
значение концентрации 226Ra: 1300 Бк/кг для
промплощадки, 950 Бк/кг для хвостохранилищ
«Сухачевское» и 11700 Бк/кг «База С»
7,9 8,7 13,3 8,6 62,6
Расчет без учета топографии (топография в виде
ровной поверхности)
8.6 17.4 14.6 10.5 61.4
МОДЕЛИРОВАНИЕ АТМОСФЕРНОГО ПЕРЕНОСА РАДИОНУКЛИДОВ
________________________________________________________________________________________________________________________
ISSN 1813-3584 ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ 2016 ВИП. 27 27
Выводы
В работе разработана модель, позволяющая производить оценки атмосферного загрязнения
радионуклидами в составе частиц пыли в окрестностях объектов хранения радиоактивных отходов с
учетом пространственной неоднородности загрязнения территории. Представленная модель позво-
лила получить удовлетворительное согласие между измеренными на территории ПХЗ и посчитан-
ными значениями концентраций радионуклидов в составе аэрозолей приземного слоя атмосферы.
Расхождения измеренных и рассчитанных значений для хвостохранилища «База С» объясняются
недостатком детальной информации о распределении концентрации радионуклидов в грунте на
территории ПХЗ и, вероятно, будут устранены при дальнейшем уточнении модели, связанном с
повышением детализации источника и проведением новых дополнительных измерений.
Модель может быть использована для обоснования мер программы по приведению террито-
рии ПХЗ в экологически безопасное состояние. Полученные на основании моделирования поля
концентраций радионуклидов могут быть использованы для получения дозовых оценок и оценки
рисков для персонала, а также жителей г. Днепродзержинск, в частности при проведении реабилита-
ционных мероприятий. Согласно НРБУ-97 [16], предельно допустимая концентрация 238U в воздухе
для населения 0,7 мБк/м3, для 226Ra – 3 мБк/м3. Все полученные в данной работе концентрации
находятся в пределах указанных значений.
Представленная модель может быть легко адаптирована для других подобных объектов
хранения радиоактивных отходов.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Voitsekhovich O.V., Lavrova T.V. Remediation Planning of Uranium Mining and Milling Facilities: The
Pridneprovsky Chemical Plant Complex in Ukraine // Remediation of Contaminated Environments. – 2009. - P.
343–356.
2. Звіт про надання послуг з оцінки радіаційної та екологічної безпеки території проммайданчика і хвосто-
сховищ, як основи обґрунтування і пріоритезації реабілітаційних заходів / ТОВ «Центр моніторингових
досліджень і природоохоронних технологій». – К., 2009. - 166 c.
3. Scire J. S., Strimaitis D. G., Yamartino R. J. A User’s Guide for the CALPUFF Dispersion Model (Version 5)
[Электронный ресурс] / Concord, USA: Earth Tech. Inc., 2000. – 521p. - Режим доступа: (http://www.src.com/
calpuff/calpuff1.htm).
4. Гаргер Е.К. Вторичный подъем радиоактивного аэрозоля в приземном слое атмосферы: монография. –
Чернобыль: ИПБ АЭС НАН Украины, 2008. – 192 c.
5. Methodology for estimating fugitive windblown and mechanically resuspended road dust emissions applicable for
regional scale air quality modeling [Электронный ресурс] / Westlake Village, CA: Countess Environmental –
2001. – 103 p. - Режим доступа: (http://pbadupws.nrc.gov/docs/ML1321/ML13213A294.pdf).
6. Bagnold R.A. The Physics of Blown Sand and Desert Dunes / Methuen; New York -1954. – 265 p.
7. Encyclopedia of public health "Total Suspended Particles (TSP)” 2002 [Электронный ресурс]. – Режим
доступа: (http://www.encyclopedia.com).
8. Loosmore G. A., Hunt J.R. Dust resuspension without saltation // Journal of geophysical research. - 2000. – Vol.
105, No. D16. – P. 20663–20672.
9. Ghorbel M., Munoz M., Solmon F. Health hazard prospecting by modeling wind transfer of metal-bearing dust
from mining waste dumps: application to Jebel Ressas Pb–Zn–Cd abandoned mining site (Tunisia) // Environ Ge-
ochem Health. – 2014. – Vol. 36, No. 5. - P. 935–951.
10. Ishizuka, M., Mikami M., Tanaka T. et al. Use of a size-resolved 1-D resuspension scheme to evaluate resuspended
radioactive material associated with mineral dust particles from the ground surface // Journal of Environmental
Radioactivity. – 2016, doi: 10.1016/j.jenvrad.2015.12.023.
11. Rainer Stern. Das chemische Transportmodell REM-CALGRID Modellbeschreibung [Электронный ресурс] –
2009. – Режим доступа: (http://www.geo.fu-berlin.de/met/ag/trumf/Ausbreitungsmodelle/RCG-Beschrei-
bung.pdf).
12. Methodology to Estimate the Transportable Fraction (TF) of Fugitive Dust Emissions for Regional and Urban
Scale Air Quality Analyses [Электронный ресурс] / US EPA (8/3/2005 Revision). -12 p. - Режим доступа:
(http://www.nrc.gov/docs/ML1321/ML13213A386.pdf).
13. Ковалец И.В., Железняк М.И., Халченков А.В. и др. Численное моделирование воздушного распространения
радона вокруг урановых хвостохранилищ // Электронное моделирование. – 2010. - Т. 32, № 3. - С. 67–82.
14. Review and evaluation of area source dispersion algorithms for emission sources at superfund sites: (Report) / US
Environmental Protection Agency. - № EPA 450/4 -89-020. – North Carolina: EPA Office of Air and Radiation –
1989. – 137 p.
http://www.src.com/
http://pbadupws.nrc.gov/docs/ML1321/ML13213A294.pdf)
http://www.encyclopedia.com)
http://www.geo.fu-berlin.de/met/ag/trumf/Ausbreitungsmodelle/RCG-Beschrei
http://www.nrc.gov/docs/ML1321/ML13213A386.pdf)
А. В. ХАЛЧЕНКОВ, И. В. КОВАЛЕЦ, Т. В. ЛАВРОВА, С. В. ТОДОСИЕНКО
________________________________________________________________________________________________________________________
ISSN 1813-3584 ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ 2016 ВИП. 27 28
15. AP-42, Section 13.2.5, Industrial Wind Erosion / United States Environmental Protection Agency [Электронный
ресурс]. – 2006. – Режим доступа: (http://www3.epa.gov/ttnchie1/ap42/ch13/final/c13s0205.pdf).
16. НРБУ-97 Норми радіаційної безпеки України / Міністерство охорони здоров’я України. – К.: МОЗ Украї-
ни. – 1997. – 127 с.
О. В. Халченков1, І. В. Ковалець1, Т. В. Лаврова2, С. В. Тодосієнко2
1Інститут проблем математичних машин і систем НАН України, просп. Глушкова, 42, Київ, 03187, Україна
2Український гідрометеорологічний інститут НАН України і ДСНС України, просп. Науки, 37,
Київ, 03028, Україна
МОДЕЛЮВАННЯ АТМОСФЕРНОГО ПЕРЕНОСУ РАДІОНУКЛІДІВ У СКЛАДІ ЧАСТИНОК ПИЛУ
В ОКОЛИЦЯХ ОБ’ЄКТІВ ЗБЕРІГАННЯ РАДІОАКТИВНИХ ВІДХОДІВ
Наведено результати чисельного моделювання атмосферного переносу радіонуклідів у складі пилу
навколо об’єктів зберігання радіоактивних відходів колишнього ВО «Придніпровський хімічний завод» (ПХЗ).
Для розрахунку атмосферного переносу використовувалися діагностична метеорологічна модель CALMET та
модель атмосферного переносу CALPUFF. Моделювання джерела емісії пилу було виконане на основі вимірю-
вань концентрацій радіонуклідів у поверхневому шарі ґрунту з використанням емпіричної формули, що
дозволяє параметризувати потік пилу за допомогою динамічної швидкості вітру та даних про підстилаючу
поверхню. Отримані шляхом моделювання середньорічні результати концентрацій аерозолю в повітрі знахо-
дяться в межах вимірювань і можуть бути використані для оцінки ризиків персоналу підприємства та населення
в зоні впливу об’єктів ПХЗ.
Ключові слова: атмосферний перенос, пил, аерозоль, радіонукліди, CALPUFF, CALMET.
A. V. Khalchenkov1, I. V. Kovalets1, T. V. Lavrova2, S. V. Todosienko2
1Institute of Mathematical Machines & Systems Problems NAS of Ukraine, prosp. Glushkova, 42, 03187, Kiev, Ukraine
2Ukrainian Hydrometeorological Institute NAS of Ukraine, Nauky Ave, 37, Kiev, 03028, Ukraine
MODELLING OF ATMOSPHERIC TRANSFER OF RADIONUCLIDES IN THE COMPOSITION
OF DUST AROUND OBJECTS OF STORAGE OF RADIOACTIVE WASTE
In this work we presented model setup and results of calculations of yearly average concentrations of
radioactive aerosols at the Pridneprovsky Chemical Plant in Ukraine (PChP). For calculation of atmospheric transfer we
used diagnostic meteorological model CALMET and model of atmospheric transfer CALPUFF. The simulation of air
pollution by radioactive aerosols was carried out by using empirical formulas for PM10 resuspension rates depending
on wind velocity and surface properties. The emission of radioactivity was estimated using PM10 emission rate
multiplied on soil contamination of the corresponding territory which was estimated from measurements. Territories of
tailings and surrounding areas were subdivided onto elementary subsources and for each elementary subsource time
dependent resuspension rate was calculated. From the presented comparisons of calculated results with measurements it
could be concluded that concentration of Ra-226 and U-238 is well reproduced in simulations at the territory of
Suhachivske tailing. Calculated concentrations at Base-C tailing are somewhat overestimated. At the territories of
West, South-East and Central Yarr tailings simulated results agree with observations for both Ra-226 and U-238.
Results of calculations are suitable for an assessment of risks of the population. The presented results confirm that the
developed methodology could be adapted and used for estimation of the influence of contaminated territories on air
pollution due to resuspension in the vicinity to objects of similar to Pridneprovsky Chemical Plant.
Keywords: atmospheric transfer, dust, aerosol, radionuclides, CALPUFF.
REFERENCES
1. Voitsekhovich O.V., Lavrova T.V. Remediation Planning of Uranium Mining and Milling Facilities: The
Pridneprovsky Chemical Plant Complex in Ukraine // Remediation of Contaminated Environments – 2009 -
P. 343–356.
2. Report about rendering services for an assessment of radiation and ecological safety of the territory of an industrial
site and tailings, as bases of justification and prioritization of rehabilitation actions / TOV «Tsentr monіtoringo-
vikh doslіdzhen' і prirodookhoronnikh tekhnologіi. – Kyiv, 2009. – 166 p. (Ukr)
3. Scire J. S., Strimaitis D. G., Yamartino R. J. A User’s Guide for the CALPUFF Dispersion Model (Version 5)
[Electronic resource] / Concord, USA: Earth Tech. Inc., 2000. – 521p. - Access mode: (http://www.src.com/
calpuff/calpuff1.htm).
4. Garger E.K. Reentrainment of radioactive aerosol in the surface layer of the atmosphere: monograph. –
Chernobyl: Institute for Safety Problems of Nuclear Power Plants NAS of Ukraine. – 2008. – 192 p. (Rus)
5. Methodology for estimating fugitive windblown and mechanically resuspended road dust emissions applicable for
regional scale air quality modeling [Electronic resource] / Westlake Village, CA: Countess Environmental. – 2001.
– 103 p. – Access mode: (http://pbadupws.nrc.gov/docs/ML1321/ML13213A294.pdf).
http://www3.epa.gov/ttnchie1/ap42/ch13/final/c13s0205.pdf)
http://www.src.com/
http://pbadupws.nrc.gov/docs/ML1321/ML13213A294.pdf)
МОДЕЛИРОВАНИЕ АТМОСФЕРНОГО ПЕРЕНОСА РАДИОНУКЛИДОВ
________________________________________________________________________________________________________________________
ISSN 1813-3584 ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ 2016 ВИП. 27 29
6. Bagnold R.A. The Physics of Blown Sand and Desert Dunes / Methuen; New York. –1954. – 265 p.
7. Encyclopedia of public health "Total Suspended Particles (TSP)” 2002 [Electronic resource]. – Access mode:
(http://www.encyclopedia.com).
8. Loosmore G. A., Hunt J.R. Dust resuspension without saltation // Journal of geophysical research. – 2000. – Vol.
105, No. D16. – P. 20663–20672.
9. Ghorbel M., Munoz M., Solmon F. Health hazard prospecting by modeling wind transfer of metal-bearing dust
from mining waste dumps: application to Jebel Ressas Pb–Zn–Cd abandoned mining site (Tunisia) // Environ
Geochem Health. – 2014. – Vol. 36, No. 5. - P. 935–951.
10. Ishizuka, M., Mikami M., Tanaka T. et al. Use of a size-resolved 1-D resuspension scheme to evaluate resuspended
radioactive material associated with mineral dust particles from the ground surface // Journal of Environmental
Radioactivity – 2016, doi: 10.1016/j.jenvrad.2015.12.023.
11. Rainer Stern. Das chemische Transportmodell REM-CALGRID Modellbeschreibung [Electronic resource]. –
2009. – Access mode: (http://www.geo.fu-berlin.de/met/ag/trumf/Ausbreitungsmodelle/RCG-Beschreibung.pdf).
(Ger)
12. Methodology to Estimate the Transportable Fraction (TF) of Fugitive Dust Emissions for Regional and Urban
Scale Air Quality Analyses [Electronic resource] / US EPA (8/3/2005 Revision) -12 p. - Access mode:
(http://www.nrc.gov/docs/ML1321/ML13213A386.pdf).
13. Kovalets I.V., Zheleznyak M.I, Khalchenkov A.V. et al. Numerical modelling of Radon atmospheric dispersion
around uranium mill tailings // Elektronnoe modelirovanie. – 2010. - Vol. 32, № 3. - P. 67–82. (Rus)
14. Review and evaluation of area source dispersion algorithms for emission sources at superfund sites / US
Environmental Protection Agency. - № EPA 450/4 -89-020. – North Carolina: EPA Office of Air and Radiation. –
1989. – 137 p.
15. AP-42, Section 13.2.5, Industrial Wind Erosion / United States Environmental Protection Agency [Electronic
resource]. – 2006. – Access mode: (http://www3.epa.gov/ttnchie1/ap42/ch13/final/c13s0205.pdf).
16. NRBU-97, State Hygienic, Radiation Safety Standards of Ukraine / Radiation Safety Standards of Ukraine. – Kyiv:
Ministry of Healthe of Ukraine. – 1997. – 127 p. (Ukr)
Надійшла 11.10.2016
Received 11.10.2016
http://www.encyclopedia.com)
http://www.geo.fu-berlin.de/met/ag/trumf/Ausbreitungsmodelle/RCG-Beschreibung.pdf)
http://www.nrc.gov/docs/ML1321/ML13213A386.pdf)
http://www3.epa.gov/ttnchie1/ap42/ch13/final/c13s0205.pdf)
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-127779 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1813-3584 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T17:44:10Z |
| publishDate | 2016 |
| publisher | Інститут проблем безпеки атомних електростанцій НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Халченков, А.В. Ковалец, И.В. Лаврова, Т.В. Тодосиенко, С.В. 2017-12-27T19:45:36Z 2017-12-27T19:45:36Z 2016 Моделирование атмосферного переноса радионуклидов в составе частиц пыли в окрестностях объектов хранения радиоактивных отходов / А.В. Халченков, И.В. Ковалец, Т.В. Лаврова, С.В. Тодосиенко // Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля: наук.-техн. зб. — 2016. — Вип. 27. — С. 19-29. — Бібліогр.: 16 назв. — рос. 1813-3584 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/127779 621.039.584 Приведены результаты численного моделирования атмосферного переноса радионуклидов в составе пыли вокруг объектов хранения радиоактивных отходов бывшего ПО «Приднепровский химический завод» (ПХЗ). Для расчета атмосферного переноса использовались диагностическая метеорологическая модель CALMET и модель атмосферного переноса CALPUFF. Моделирование источника эмиссии пыли было выполнено на основе измерений концентраций радионуклидов в поверхностном слое грунта с использованием эмпирической формулы, позволяющей параметризировать мощность потока частиц грунта с помощью динамической скорости ветра и данных о подстилающей поверхности. Полученные путем моделирования средние значения концентраций находятся в пределах измеренных значений и могут быть использованы для оценки рисков персонала предприятия и населения в зоне влияния объектов ПХЗ. Наведено результати чисельного моделювання атмосферного переносу радіонуклідів у складі пилу навколо об’єктів зберігання радіоактивних відходів колишнього ВО «Придніпровський хімічний завод» (ПХЗ). Для розрахунку атмосферного переносу використовувалися діагностична метеорологічна модель CALMET та модель атмосферного переносу CALPUFF. Моделювання джерела емісії пилу було виконане на основі вимірювань концентрацій радіонуклідів у поверхневому шарі ґрунту з використанням емпіричної формули, що дозволяє параметризувати потік пилу за допомогою динамічної швидкості вітру та даних про підстилаючу поверхню. Отримані шляхом моделювання середньорічні результати концентрацій аерозолю в повітрі знаходяться в межах вимірювань і можуть бути використані для оцінки ризиків персоналу підприємства та населення в зоні впливу об’єктів ПХЗ.. In this work we presented model setup and results of calculations of yearly average concentrations of radioactive aerosols at the Pridneprovsky Chemical Plant in Ukraine (PChP). For calculation of atmospheric transfer we used diagnostic meteorological model CALMET and model of atmospheric transfer CALPUFF. The simulation of air pollution by radioactive aerosols was carried out by using empirical formulas for PM10 resuspension rates depending on wind velocity and surface properties. The emission of radioactivity was estimated using PM10 emission rate multiplied on soil contamination of the corresponding territory which was estimated from measurements. Territories of tailings and surrounding areas were subdivided onto elementary subsources and for each elementary subsource time dependent resuspension rate was calculated. From the presented comparisons of calculated results with measurements it could be concluded that concentration of Ra-226 and U-238 is well reproduced in simulations at the territory of Suhachivske tailing. Calculated concentrations at Base-C tailing are somewhat overestimated. At the territories of West, South-East and Central Yarr tailings simulated results agree with observations for both Ra-226 and U-238. Results of calculations are suitable for an assessment of risks of the population. The presented results confirm that the developed methodology could be adapted and used for estimation of the influence of contaminated territories on air pollution due to resuspension in the vicinity to objects of similar to Pridneprovsky Chemical Plant. ru Інститут проблем безпеки атомних електростанцій НАН України Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля Проблеми безпеки атомних електростанцій Моделирование атмосферного переноса радионуклидов в составе частиц пыли в окрестностях объектов хранения радиоактивных отходов Моделювання атмосферного переносу радіонуклідів у складі частинок пилу в околицях об’єктів зберігання радіоактивних відходів Modelling of atmospheric transfer of radionuclides in the composition of dust around objects of storage of radioactive waste Article published earlier |
| spellingShingle | Моделирование атмосферного переноса радионуклидов в составе частиц пыли в окрестностях объектов хранения радиоактивных отходов Халченков, А.В. Ковалец, И.В. Лаврова, Т.В. Тодосиенко, С.В. Проблеми безпеки атомних електростанцій |
| title | Моделирование атмосферного переноса радионуклидов в составе частиц пыли в окрестностях объектов хранения радиоактивных отходов |
| title_alt | Моделювання атмосферного переносу радіонуклідів у складі частинок пилу в околицях об’єктів зберігання радіоактивних відходів Modelling of atmospheric transfer of radionuclides in the composition of dust around objects of storage of radioactive waste |
| title_full | Моделирование атмосферного переноса радионуклидов в составе частиц пыли в окрестностях объектов хранения радиоактивных отходов |
| title_fullStr | Моделирование атмосферного переноса радионуклидов в составе частиц пыли в окрестностях объектов хранения радиоактивных отходов |
| title_full_unstemmed | Моделирование атмосферного переноса радионуклидов в составе частиц пыли в окрестностях объектов хранения радиоактивных отходов |
| title_short | Моделирование атмосферного переноса радионуклидов в составе частиц пыли в окрестностях объектов хранения радиоактивных отходов |
| title_sort | моделирование атмосферного переноса радионуклидов в составе частиц пыли в окрестностях объектов хранения радиоактивных отходов |
| topic | Проблеми безпеки атомних електростанцій |
| topic_facet | Проблеми безпеки атомних електростанцій |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/127779 |
| work_keys_str_mv | AT halčenkovav modelirovanieatmosfernogoperenosaradionuklidovvsostavečasticpylivokrestnostâhobʺektovhraneniâradioaktivnyhothodov AT kovaleciv modelirovanieatmosfernogoperenosaradionuklidovvsostavečasticpylivokrestnostâhobʺektovhraneniâradioaktivnyhothodov AT lavrovatv modelirovanieatmosfernogoperenosaradionuklidovvsostavečasticpylivokrestnostâhobʺektovhraneniâradioaktivnyhothodov AT todosienkosv modelirovanieatmosfernogoperenosaradionuklidovvsostavečasticpylivokrestnostâhobʺektovhraneniâradioaktivnyhothodov AT halčenkovav modelûvannâatmosfernogoperenosuradíonuklídívuskladíčastinokpiluvokolicâhobêktívzberígannâradíoaktivnihvídhodív AT kovaleciv modelûvannâatmosfernogoperenosuradíonuklídívuskladíčastinokpiluvokolicâhobêktívzberígannâradíoaktivnihvídhodív AT lavrovatv modelûvannâatmosfernogoperenosuradíonuklídívuskladíčastinokpiluvokolicâhobêktívzberígannâradíoaktivnihvídhodív AT todosienkosv modelûvannâatmosfernogoperenosuradíonuklídívuskladíčastinokpiluvokolicâhobêktívzberígannâradíoaktivnihvídhodív AT halčenkovav modellingofatmospherictransferofradionuclidesinthecompositionofdustaroundobjectsofstorageofradioactivewaste AT kovaleciv modellingofatmospherictransferofradionuclidesinthecompositionofdustaroundobjectsofstorageofradioactivewaste AT lavrovatv modellingofatmospherictransferofradionuclidesinthecompositionofdustaroundobjectsofstorageofradioactivewaste AT todosienkosv modellingofatmospherictransferofradionuclidesinthecompositionofdustaroundobjectsofstorageofradioactivewaste |