全 文 ：核 农 学 报　 ２０１５，２９（１）：０１２８ ～ ０１３８
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｎｕｃｌｅａｒ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ
收稿日期：２０１４⁃０２⁃２１　 接受日期：２０１４⁃０９⁃２０
基金项目：重大专项 ＣＡＰ１４００ 安全审评关键技术研究（２０１３ＺＸ０６００２００１）
作者简介：郭瑞萍，女，高级工程师，主要从事核电厂环境影响评价研究。 Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｇｕｏｒｐ２０１１＠ １６３． ｃｏｍ
通讯作者：张琼，女，高级工程师，主要从事核电厂环境影响评价研究。 Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｚｈａｎｇｑｉｏｎｇ＠ ｃｈｉｎａｎｓｃ． ｃｎ
文章编号：１０００⁃８５５１（２０１５）０１⁃０１２８⁃１１
放射性核素１３１Ｉ和１３７Ｃｓ大气扩散对排放高度的响应分析
郭瑞萍１ 　 杨春林２ 　 王　 博１ 　 张春明１ 　 张　 琼１
（ １ 环境保护部核与辐射安全中心，北京　 １０００８２；２ 河南科技学院，河南 新乡　 ４５３００３）
摘　 要：本文以江西彭泽内陆核电厂拟选厂址为研究区，基于 ＣＡＰ８８⁃ＰＣ（清洁空气法案评价工具包）计
算模型预测 １１ 种排放高度情景，下气载放射性核素１３１ Ｉ 和１３７Ｃｓ 的大气扩散过程。 研究结果表明：放射
性核素１３１ Ｉ大气弥散因子、空气浓度、干沉降速率和地面沉积速率随距离增加呈先增加后减少趋势；在
同一风向下随不同排放高度增加呈下降趋势，其最高值均出现在 ＮＮＷ 方位。 放射性核素１３７Ｃｓ 大气弥
散因子、空气浓度、干沉降速率和地面沉积速率随距离增加呈增加趋势；在同一风向下随不同排放高度
增加呈下降趋势，其最高值均出现在 ＮＮＷ方位。 对比 ２ 种核素发现：放射性核素１３７Ｃｓ 大气弥散因子平
均为１３１ Ｉ的 １􀆰 １ 倍；放射性核素１３１ Ｉ空气浓度、干沉降速率和地面沉积速率分别平均为１３７Ｃｓ 的 ２９􀆰 ７ 倍、
５７７􀆰 ０ 倍和 １８４􀆰 ４ 倍。 本研究可为核电厂放射性核素环境影响评价提供参考。
关键词：放射性核素；ＣＡＰ８８；内陆核电厂；大气扩散；环境影响
ＤＯＩ：１０􀆰 １１８６９ ／ ｊ． ｉｓｓｎ． １００⁃８５５１􀆰 ２０１５􀆰 ０１． ０１２８
　 　 核电厂放射性物质主要通过大气、水和土壤等介
质排放到环境中，以致植物、动物甚至人类暴露在辐射
环境中［１ － ２］。 放射性核素通过不同照射途径会对人类
健康产生较大影响，福岛事故发生后，核电厂附近水域
和土壤被放射性核素所污染［３ － ４］，土壤放射性污染后
需经过植物修复等治理手段进行修复［５ － ６］。 气载放射
性核素则通过大气稀释和传输作用排放到环境中。 大
气弥散过程主要由大气传输和大气扩散构成［７ － ８］。 大
气的气载放射性核素通过风、湍流、抬升、下沉、沉降、
放射性衰变等过程分布到核电厂周围区域［９ － １０］。 特
定地区的污染物的大气弥散规律可通过数值模
型［１１ － １２］、风洞试验［１３］、野外示踪试验［１４］等手段进行
观测和模拟。
气载放射性核素在大气弥散过程中对公众造成辐
射照射的途径主要包括浸没在放射性污染的空气中受
到的外照射（空气浸没剂量）、沉积在地面的放射性物
质造成的外照射（地面沉积外照射剂量）、吸入放射性
污染的空气产生的内照射（烟羽吸入剂量）以及食入
受放射性污染的食物造成的内照射（食入内照射剂
量） ［１５ － １６］。 影响空气浸没剂量和烟羽吸入剂量的因
子是大气弥散因子和放射性核素空气浓度［１７ － １８］；地面
沉积外照射剂量的控制要素是放射性核素干沉降速率
和放射性核素地面沉积速率［１９ － ２０］；食入内照射剂量的
参数主要与当地地区食谱参数以及食物中的放射性核
素浓度相关，而后者主要由放射性核素沉降速率决
定［２１ － ２２］。 因此，不同放射性核素由于衰变周期存在差
异，放射性核素在大气扩散过程中会发生衰变，在分析
核电厂不同气载放射性核素在大气中扩散对公众造成
影响时需更为关注不同放射性核素大气弥散因子［２３］、
放射性核素空气浓度、放射性核素沉降速率以及放射
性核素地面沉积因子。 核事故发生时，沉积到地面的
放射性核素通过土壤进入到生态环境中，对生态环境
造成影响，不同核素的生态环境行为以及在人体内聚
集情况存在差异［２４］，其对公众产生的照射剂量亦不
同。
本文利用 ＣＡＰ８８⁃ＰＣ 计算模型预测了 １１ 种排放
高度情景下江西彭泽内陆核电厂拟选厂址放射性核
素１３１ Ｉ和１３７Ｃｓ的大气弥散因子、放射性核素空气浓度、
放射性核素干沉降速率和放射性核素地面沉积速率的
变化特征。
８２１
　 １ 期 放射性核素１３１ Ｉ和１３７Ｃｓ大气扩散对排放高度的响应分析
１　 资料与方法
１􀆰 １　 数据
江西彭泽内陆核电厂位于江西省九江市彭泽县，
所在地区气候温和，据观测数据统计该地区多年平均
温度为 １７􀆰 ０℃，年降水量 １ ３５０ｍｍ，年平均风速 ３􀆰 ７６
ｍ·ｓ － １，全年主导风向为 ＮＮＥ，频率为 ２５􀆰 ３％ ，次主导
风向为 Ｓ，频率为 １５􀆰 ５％ ，年静风频率为 １８％ 。 不同
大气稳定度下不同风向的风速变化显著，图 １ 中给出
了 ２０１０ 年全年观测时间段内不同大气稳定度下风速
算术平均值（图 １ － ａ）和几何平均值（图 １ － ｂ）的分布
特征，由图 １ 可知，不同稳定度 Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ下风速
算术平均值的多风向平均依次为 ０􀆰 ６１、２􀆰 ２１、２􀆰 ８４、
图 １　 不同大气稳定度下风速算术平均值（ａ）和几何平均值（ｂ）的分布特征
Ｆｉｇ． １　 Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ａｒｉｔｈｍｅｔｉｃ ｍｅａｎ（ａ）ａｎｄ ｇｅｏｍｅｔｒｉｃ ｍｅａｎ（ｂ）ｏｆ ｗｉｎｄ ｓｐｅｅｄ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｉｅｓ
３􀆰 ０３、２􀆰 ５６ 和 １􀆰 ２２ ｍ·ｓ － １，对应的最大风速值依次为
２􀆰 ２０、３􀆰 ４３、４􀆰 ２８、５􀆰 ９１、３􀆰 ３２ 和 １􀆰 ５２ ｍ·ｓ － １，分别出现
在 Ｓ、 Ｓ、 Ｓ、ＮＮＷ、Ｓ和 ＷＳＷ 方位。 不同稳定度 Ａ、Ｂ、
Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ 下风速几何平均值的多风向平均依次为
０􀆰 ５８、１􀆰 ７９、２􀆰 ３８、２􀆰 ２３、２􀆰 ５０ 和 ０􀆰 ９９ ｍ·ｓ － １，对应的最
大风速值依次为 ２􀆰 ２０、２􀆰 ７９、３􀆰 ５４、４􀆰 ５４、３􀆰 ０７ 和 １􀆰 ３３
ｍ·ｓ － １，分别出现在 Ｓ、 ＳＥ、 Ｓ、ＮＮＷ、Ｓ 和 ＷＳＷ 方位。
图 ２ 显示不同大气稳定度下风频分布特征，不同稳定
度 Ａ、 Ｂ、 Ｃ、 Ｄ、 Ｅ、 Ｆ 下最大风频依次为 １􀆰 ７２％ 、
３７􀆰 ９３％ 、２３􀆰 ７５％ 、７６􀆰 ２１％ 、１０􀆰 ９２％和 ７６􀆰 ９９％ ，分别
出现在 ＥＮＥ、ＥＮＥ、Ｎ、ＮＮＷ、ＳＳＷ和 ＷＳＷ方位。
图 ２　 不同大气稳定度下风频分布特征
Ｆｉｇ． ２　 Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｗｉｎｄ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ
ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｉｅｓ
１􀆰 ２　 方法
ＣＡＰ８８⁃ＰＣ （ ｃｌｅａｎ ａｉｒ ａｃｔ ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ ｐａｃｋａｇｅ －
１９８８）计算模型是包括计算程序、数据库和相关应用
９２１
核　 农　 学　 报 ２９ 卷
程序的软件包（图 ３），用于估计排放到大气中的放射
性核素的剂量和风险［２５］。 ＣＡＰ８８⁃ＰＣ采用高斯烟羽模
型估计放射性核素在大气中的扩散，该模型的输入数
据包括核设施特征、运行参数设置、气象数据、排放特
征数据、农业数据和核素数据。 ＣＡＰ８８ 软件中放射性
核素的环境传输和剂量风险估计的数学模型分为两大
模块，即环境传输模块和剂量风险评估模块。 环境传
输模块具体包括：烟羽抬升模块、烟羽扩散模块、干沉
降模块、降水冲洗模块、烟羽损耗模块、扩散参数、面源
扩散、Ｃ⁃１４ 和氚模块、氡、地表面核素浓度、累积因子。
剂量风险评估模块包括：空气浸没模块、表面照射剂量
模块、吸入和摄入模块、最大个人照射剂量以及累积剂
量。
利用 ＣＡＰ８８⁃ＰＣ计算模型模拟江西彭泽内陆核电
厂拟选厂址放射性核素１３１ Ｉ 和１３７Ｃｓ 的大气弥散因子、
放射性核素空气浓度、放射性核素干沉降速率和放射
性核素地面沉积速率。 为确定不同排放高度对放射性
核素１３１ Ｉ和１３７Ｃｓ 的大气弥散因子、放射性核素空气浓
度、放射性核素干沉降速率和放射性核素地面沉积速
率的影响特征，通过设定不同排放高度 Ｈ ＝ １０、２０、３０、
４０、５０、６０、７０、７５、８０、９０、１００ｍ共 １１ 种情景，进而预测
１１ 种情景下放射性核素１３１ Ｉ 和１３７Ｃｓ 的大气弥散因子、
放射性核素空气浓度、放射性核素干沉降速率和放射
性核素地面沉积速率对排放高度变化的响应特征。
图 ３　 ＣＡＰ８８⁃ＰＣ模型结构框图
Ｆｉｇ． ３　 Ｔｈｅ ｆｌｏｗ ｄｉａｇｒａｍ ｏｆ ＣＡＰ８８⁃ＰＣ ｍｏｄｅｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ
２　 结果与分析
２􀆰 １　 大气弥散因子特征
不同排放高度情景下放射性核素１３１ Ｉ 大气弥散因
子的变化范围存在较大差异，排放高度为 Ｈ ＝ １０、２０、
３０、４０、５０ 和 ６０ｍ时对应的大气弥散因子变化范围依
次为 ４􀆰 ８４Ｅ⁃１１ ～ １􀆰 ７６Ｅ⁃６、５􀆰 ２７Ｅ⁃１１ ～ １􀆰 １１Ｅ⁃６、５􀆰 ６４Ｅ⁃
１１ ～ ６􀆰 １４Ｅ⁃７、６􀆰 ００Ｅ⁃１１ ～ ３􀆰 ３６Ｅ⁃７、６􀆰 ３７Ｅ⁃１１ ～ ２􀆰 ４２Ｅ⁃
７ 和 ６􀆰 ８１Ｅ⁃１１ ～ １􀆰 ７２Ｅ⁃７ ｓ·ｍ － ３；排放高度 Ｈ为 ７０、７５、
８０、９０、１００ｍ时对应的大气弥散因子变化范围依次为
７􀆰 ５４Ｅ⁃１１ ～ １􀆰 ２３Ｅ⁃７、８􀆰 ０７Ｅ⁃１１ ～ １􀆰 ０５Ｅ⁃７、８􀆰 ７２Ｅ⁃１１ ～
９􀆰 ０５Ｅ⁃８、１􀆰 ０１Ｅ⁃１０ ～ ６􀆰 ９５Ｅ⁃８ 和 １􀆰 ０８Ｅ⁃１０ ～ ５􀆰 ５５Ｅ⁃８
ｓ·ｍ － ３。图 ４ － Ａ和图 ４ － Ｂ中给出了放射性核素１３１ Ｉ 大
气弥散因子随距离的相对变化特征。 相对变化以排放
高度 Ｈ ＝ １０ｍ 作为参考，其它排放高度的大气弥散因
子与 Ｈ ＝１０ｍ高度的大气弥散因子的比值为１３１ Ｉ 大气
弥散因子的相对值。 由图 ４ － Ａ、图 ４ － Ｂ可知，放射性
核素１３１ Ｉ 大气弥散因子相对值的变化在排放高度 Ｈ ＝
２０ｍ到 Ｈ ＝６０ｍ范围内随距离增加呈先增加后减少趋
势，排放高度 Ｈ ＝ ２０、３０、４０、５０、６０ｍ 对应的大气弥散
因子相对值的最大值分别出现在距离排放源 １０、１０、
１０、２０ 和 ２０ｋｍ 处。 排放高度 Ｈ ＝ ７０、８０ｍ 范围内，放
射性核素１３１ Ｉ大气弥散因子相对值的变化随距离增加
呈先增加后减少的显著趋势，但在排放高度 Ｈ ＝ ９０ｍ
和 Ｈ ＝ １００ｍ 时，放射性核素１３１ Ｉ 大气弥散因子相对值
的变化随距离增加总体呈先增加后趋稳的趋势。 排放
高度 Ｈ ＝７０、７５、８０ｍ对应的大气弥散因子相对值的最
大值出现在距离排放源 ３０ｋｍ处，Ｈ ＝９０ｍ和 Ｈ ＝１００ｍ
对应的大气弥散因子相对值的最大值分别出现在距离
排放源 ５０ｋｍ和 ６０ｋｍ处。
不同高度放射性核素１３１ Ｉ 大气弥散因子随风向方
位的变化特征在图 ５ 中给出，在同一风向下，放射性核
素１３１ Ｉ大气弥散因子随不同排放高度增加总体呈下降
趋势，放射性核素１３１ Ｉ 大气弥散因子的最高值变化范
围为 ６􀆰 ７３Ｅ⁃８ ～ ９􀆰 １３Ｅ⁃７ ｓ·ｍ － ３，次高值变化范围为
０３１
　 １ 期 放射性核素１３１ Ｉ和１３７Ｃｓ大气扩散对排放高度的响应分析
注： Ａ、Ｂ为１３１ Ｉ相对变化； Ｃ、Ｄ为１３７Ｃｓ相对变化。 下同。
Ｎｏｔｅ： Ａ， Ｂ ａｒｅ ｒｅｌａｔｉｖｅ ｃｈａｎｇｓ ｏｆ １３１ Ｉ． Ｃ， Ｄ ａｒｅ ｒｅｌａｔｉｖｅ ｃｈａｎｇｓ ｏｆ １３７Ｃｓ． Ｔｈｅ ｓａｍｅ ａｓ ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ．
图 ４　 核素１３１ Ｉ和１３７Ｃｓ 大气弥散因子随距离的相对变化特征
Ｆｉｇ． ４　 Ｃｈａｎｇｅ ｏｆ ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ ｆａｃｔｏｒ ｏｆ１３１ Ｉ ａｎｄ１３７Ｃｓ ｗｉｔｈ ｄｉｓｔａｎｃｅ
注：图中矩形为 ２５％ ～７５％范围， ∗ 为值。 下同。
Ｎｏｔｅ： Ｒｅｃｔａｎｇｌｅ ｉｓ ２５％ ｔｏ ７５％ ｒａｎｇｅ， ∗ ｉｓ ａｖｅｒａｇｅ． Ｔｈｅ ｓａｍｅ ａｓ ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ．
图 ５　 不同风向方位的１３１ Ｉ大气弥散因子分布
Ｆｉｇ． ５　 Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ ｆａｃｔｏｒ１３１ Ｉ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｗｉｎｄ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ｓｅｃｔｉｏｎｓ
２􀆰 ９４Ｅ⁃８ ～ ４􀆰 ８１Ｅ⁃７ ｓ·ｍ － ３，最低值变化范围为 ３􀆰 ０５Ｅ⁃９
～ ４􀆰 ６１Ｅ⁃８ ｓ·ｍ － ３。 不同排放高度对放射性核素１３１ Ｉ 大
气弥散因子最高值和最低值出现的方位没有影响，放
射性核素１３１ Ｉ 大气弥散因子的最高值均出现在 ＮＮＷ
方位，次高值均出现在 Ｓ方位，最低值均出现在 ＳＷ方
位。
１３１
核　 农　 学　 报 ２９ 卷
不同排放高度情景下放射性核素１３７Ｃｓ 大气弥散
因子变化范围较放射性核素１３１ Ｉ 大气弥散因子变化范
围广，两种核素的主要差异在于不同距离范围内最小
值显著不同，１３７ Ｃｓ 大气弥散因子最小值明显高于１３１ Ｉ
大气弥散因子最小值，前者约为后者的 ６􀆰 ３ ～ ２０􀆰 ０ 倍，
但二者最大值的差异性不显著。 排放高度 Ｈ ＝ １０、２０、
３０、４０、５０、６０ｍ时对应的大气弥散因子变化范围依次
为 ９􀆰 ７１Ｅ⁃１０ ～ １􀆰 ９０Ｅ⁃６、１􀆰 ０１Ｅ⁃９ ～ １􀆰 １５Ｅ⁃６、１􀆰 ０２Ｅ⁃９ ～
６􀆰 ２９Ｅ⁃７、９􀆰 ９７Ｅ⁃１０ ～ ３􀆰 ５１Ｅ⁃７、９􀆰 ５５Ｅ⁃１０ ～ ２􀆰 ５１Ｅ⁃７ 和
８􀆰 ９７Ｅ⁃１０ ～ １􀆰 ７７Ｅ⁃７ ｓ·ｍ － ３；排放高度 Ｈ ＝ ７０、７５、８０、
９０、１００ｍ 时对应的大气弥散因子变化范围依次为
８􀆰 ３３Ｅ⁃１０ ～ １􀆰 ２６Ｅ⁃７、８􀆰 ０１Ｅ⁃１０ ～ １􀆰 ０８Ｅ⁃７、７􀆰 ７２Ｅ⁃１０ ～
９􀆰 ２９Ｅ⁃８、７􀆰 １０Ｅ⁃１０ ～ ７􀆰 １２Ｅ⁃８ 和 ６􀆰 ７７Ｅ⁃１０ ～ ５􀆰 ６８Ｅ⁃８
ｓ·ｍ － ３。图 ４ － Ｃ和图 ４ － Ｄ 中给出了放射性核素１３７Ｃｓ
大气弥散因子随距离的相对变化特征。 相对变化以排
放高度 Ｈ ＝ １０ｍ 作为参考，其它排放高度的大气弥散
因子与 Ｈ ＝ １０ｍ 高度大气弥散因子的比值为１３７Ｃｓ 大
气弥散因子的相对值。 由图可知，在排放高度 Ｈ ＝ ２０、
３０、４０ｍ时，放射性核素１３７Ｃｓ 大气弥散因子相对值的
变化除了在距离 ２ｋｍ和 ３ｋｍ处有小波动外，总体均随
距离增加呈增加趋势；在排放高度为 Ｈ ＝ ５０ ～ １００ｍ范
围内，放射性核素１３７Ｃｓ 大气弥散因子相对值的变化随
距离增加呈增加趋势，增加速率在距离 ３ｋｍ 内较快，
距离大于 ３ｋｍ时增加速率变缓。
图 ６　 不同风向方位的１３７Ｃｓ大气弥散因子分布
Ｆｉｇ． ６　 Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ ｆａｃｔｏｒ ｏｆ１３７Ｃｓ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｗｉｎｄ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ｓｅｃｔｉｏｎｓ
不同高度的放射性核素１３７Ｃｓ 大气弥散因子随风
向方位的变化特征见图 ６，在同一风向下，放射性核
素１３７Ｃｓ 大气弥散因子随不同排放高度的增加总体呈
下降趋势，放射性核素１３７Ｃｓ 大气弥散因子最高值变化
范围为 ７􀆰 ３３Ｅ⁃８ ～ １􀆰 ０４Ｅ⁃６ ｓ·ｍ － ３，次高值变化范围为
３􀆰 ２６Ｅ⁃８ ～ ５􀆰 ６３Ｅ⁃７ ｓ·ｍ － ３，最低值变化范围为 ３􀆰 ６２Ｅ⁃９
～ ６􀆰 ２８Ｅ⁃８ ｓ·ｍ － ３。 不同排放高度对放射性核素１３７Ｃｓ
大气弥散因子最高值和次高值出现的方位没有影响，
放射性核素１３７Ｃｓ 大气弥散因子最高值均出现在 ＮＮＷ
方位，次高值均出现在 Ｓ方位，但最低值出现的方位在
排放高度 Ｈ ＝ １０ｍ 时为 ＮＥ 方位，在其他排放高度时
最低值均出现在 ＳＷ方位。
２􀆰 ２　 放射性核素空气浓度
不同排放高度情景下放射性核素１３１ Ｉ 空气浓度变
化范围存在较大差异图 ７ － Ａ 和图 ７ － Ｂ，排放高度 Ｈ
＝１０、２０、３０、４０、５０、６０ｍ 时对应空气浓度的变化范围
依次为 １􀆰 ８４Ｅ⁃７ ～ ６􀆰 ６９Ｅ⁃３、２􀆰 ００Ｅ⁃７ ～ ４􀆰 ２１Ｅ⁃３、２􀆰 １５Ｅ⁃
７ ～ ２􀆰 ３３Ｅ⁃３、２􀆰 ２９Ｅ⁃７ ～ １􀆰 ２８Ｅ⁃３、２􀆰 ４３Ｅ⁃７ ～ ９􀆰 ２２Ｅ⁃４ 和
２􀆰 ６０Ｅ⁃７ ～ ６􀆰 ５５Ｅ⁃４ ｐＣｉ·ｍ － ３；排放高度 Ｈ ＝ ７０、７５、８０、
９０、１００ｍ时对应空气浓度的变化范围依次为 ２􀆰 ８７Ｅ⁃７
～ ４􀆰 ６８Ｅ⁃４、 ３􀆰 ０７Ｅ⁃７ ～ ４􀆰 ００Ｅ⁃４、 ３􀆰 ３２Ｅ⁃７ ～ ３􀆰 ４４Ｅ⁃４、
３􀆰 ０７Ｅ⁃７ ～ ４􀆰 ００Ｅ⁃４ 和 ４􀆰 １０Ｅ⁃７ ～ ２􀆰 １１Ｅ⁃４ ｐＣｉ·ｍ － ３。 放
射性核素１３１ Ｉ空气浓度相对值的变化特征与其大气弥
散因子随距离的相对变化特征一致。
不同高度的放射性核素１３１ Ｉ 空气浓度随风向方位
的变化特征见图 ８，在同一风向下，放射性核素１３１ Ｉ 空
气浓度随不同排放高度的增加总体呈下降趋势，放射
性核素１３１ Ｉ 空气浓度最高值变化范围为 ２􀆰 ５６Ｅ⁃４ ～
３􀆰 ４８６Ｅ⁃３ ｐＣｉ·ｍ － ３，次高值变化范围为 １􀆰 １２Ｅ⁃４ ～
１􀆰 ８３Ｅ⁃３ ｐＣｉ·ｍ － ３，最低值变化范围为 １􀆰 １６Ｅ⁃５ ～
１􀆰 ７５Ｅ⁃４ ｐＣｉ·ｍ － ３。 不同排放高度对放射性核素１３１ Ｉ 空
气浓度最高值和最低值出现的方位没有影响，放射性
核素１３１ Ｉ空气浓度的最高值均出现在 ＮＮＷ 方位，次高
值均出现在 Ｓ方位，最低值均出现在 ＳＷ方位。
２３１
　 １ 期 放射性核素１３１ Ｉ和１３７Ｃｓ大气扩散对排放高度的响应分析
图 ７　 核素１３１ Ｉ和１３７Ｃｓ 空气浓度随距离的相对变化特征
Ｆｉｇ． ７　 Ｃｈａｎｇｅ ｏｆ ａｉｒ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ１３１ Ｉ ａｎｄ１３７Ｃｓ ｗｉｔｈ ｄｉｓｔａｎｃｅ
图 ８　 不同风向方位的１３１ Ｉ空气浓度分布
Ｆｉｇ． ８　 Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ａｉｒ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ１３１ Ｉ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｗｉｎｄ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ｓｅｃｔｉｏｎｓ
不同排放高度情景下放射性核素１３７Ｃｓ 空气浓度
的变化范围存在较大差异图 ７ － Ｃ 和图 ７ － Ｄ，排放高
度 Ｈ ＝１０、２０、３０、４０、５０ 和 ６０ｍ 时对应空气浓度变化
范围依次为 １􀆰 １０Ｅ⁃７ ～ ２􀆰 １６Ｅ⁃４、１􀆰 １５Ｅ⁃７ ～ １􀆰 ３１Ｅ⁃４、
１􀆰 １６Ｅ⁃７ ～ ７􀆰 １６Ｅ⁃５、 １􀆰 １４Ｅ⁃７ ～ ３􀆰 ９９Ｅ⁃５、 １􀆰 ０９Ｅ⁃７ ～
２􀆰 ８６Ｅ⁃５ 和 １􀆰 ０２Ｅ⁃７ ～ ２􀆰 ０２Ｅ⁃５ ｐＣｉ·ｍ － ３；排放高度 Ｈ ＝
７０、７５、８０、９０、１００ｍ时对应空气浓度变化范围依次为
９􀆰 ４９Ｅ⁃８ ～ １􀆰 ４４Ｅ⁃５、 ９􀆰 １２Ｅ⁃８ ～ １􀆰 ２３Ｅ⁃５、 ８􀆰 ７９Ｅ⁃８ ～
１􀆰 ０６Ｅ⁃５、 ８􀆰 １９Ｅ⁃８ ～ ８􀆰 １１Ｅ⁃６ 和 ７􀆰 ７１Ｅ⁃８ ～ ６􀆰 ４７Ｅ⁃６
ｐＣｉ·ｍ － ３。放射性核素１３７Ｃｓ 空气浓度相对值的变化特
３３１
核　 农　 学　 报 ２９ 卷
图 ９　 不同风向方位的１３７Ｃｓ空气浓度分布
Ｆｉｇ． ９　 Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ａｉｒ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ１３７Ｃｓ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｗｉｎｄ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ｓｅｃｔｉｏｎｓ
征与其大气弥散因子随距离的相对变化特征一致。
不同高度的放射性核素１３７Ｃｓ 空气浓度随风向方
位变化特征见图 ９，在同一风向下，放射性核素１３７Ｃｓ 空
气浓度随不同排放高度的增加总体呈下降趋势，放射
性核素１３７Ｃｓ 空气浓度最高值变化范围为 ８􀆰 ３４Ｅ⁃６ ～
１􀆰 １９Ｅ⁃４ ｐＣｉ·ｍ － ３，次高值变化范围为 ３􀆰 ７２Ｅ⁃６ ～
６􀆰 ４２Ｅ⁃５ ｐＣｉ·ｍ － ３，最低值变化范围为 ４􀆰 １３Ｅ⁃７ ～
７􀆰 １５Ｅ⁃６ ｐＣｉ·ｍ － ３。 不同排放高度对放射性核素１３７Ｃｓ
空气浓度最高值和次高值出现的方位没有影响，放射
性核素１３７Ｃｓ 空气浓度最高值均出现在 ＮＮＷ 方位，次
高值均出现在 Ｓ方位，但最低值出现的方位在排放高
度 Ｈ ＝ １０ｍ 时为 ＮＥ 方位，在其它排放高度时最低值
均出现在 ＳＷ方位。
２􀆰 ３　 放射性核素干沉降速率
图 １０　 不同风向方位的１３１ Ｉ干沉降速率分布
Ｆｉｇ． １０　 Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｄｒｙ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｏｆ１３１ Ｉ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｗｉｎｄ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ｓｅｃｔｉｏｎｓ
放射性核素１３１ Ｉ干沉降速率在不同排放高度 Ｈ ＝
１０、２０、３０、４０、５０ 和 ６０ｍ 时对应的变化范围依次为
６􀆰 ４５Ｅ⁃１３ ～ ２􀆰 ３４Ｅ⁃８、７􀆰 ０２Ｅ⁃１３ ～ １􀆰 ４７Ｅ⁃８、７􀆰 ５１Ｅ⁃１３ ～
８􀆰 １８Ｅ⁃９、８􀆰 ００Ｅ⁃１３ ～ ４􀆰 ４８Ｅ⁃９、８􀆰 ４８Ｅ⁃１３ ～ ３􀆰 ２３Ｅ⁃９ 和
９􀆰 ０７Ｅ⁃１３ ～ ２􀆰 ２９Ｅ⁃９ ｐＣｉ·ｃｍ － ２·ｓ － １，排放高度 Ｈ ＝ ７０、
７５、８０、９０ 和 １００ｍ 时对应的沉降速率为 １􀆰 ００Ｅ⁃１２ ～
１􀆰 ６４Ｅ⁃９、１􀆰 ０７Ｅ⁃１２ ～ １􀆰 ４０Ｅ⁃９、 １􀆰 １６Ｅ⁃１２ ～ １􀆰 ２１Ｅ⁃９、
１􀆰 ３４Ｅ⁃１２ ～ ９􀆰 ２５Ｅ⁃１０ 和 １􀆰 ４４Ｅ⁃１２ ～ ７􀆰 ３９Ｅ⁃１０
ｐＣｉ·ｃｍ － ２·ｓ － １。
不同高度的放射性核素１３１ Ｉ 干沉降速率随风向方
位变化特征见图 １０，在同一风向下，放射性核素１３１ Ｉ 干
沉降速率随不同排放高度的增加总体呈下降趋势，放
射性核素１３１ Ｉ干沉降速率最高值变化范围为 ８􀆰 ９６Ｅ⁃１０
～ １􀆰 ２１Ｅ⁃８ ｐＣｉ·ｃｍ － ２·ｓ － １，次高值变化范围为 ３􀆰 ９１Ｅ⁃
１０ ～ ６􀆰 ４０Ｅ⁃９ ｐＣｉ·ｃｍ － ２·ｓ － １，最低值变化范围为
４􀆰 ０７Ｅ⁃１１ ～ ６􀆰 １４Ｅ⁃１０ ｐＣｉ·ｃｍ － ２·ｓ － １。 不同排放高度对
４３１
　 １ 期 放射性核素１３１ Ｉ和１３７Ｃｓ大气扩散对排放高度的响应分析
放射性核素１３１ Ｉ干沉降速率最高值和最低值出现的方
位没有影响，放射性核素１３１ Ｉ 干沉降速率最高值均出
现在 ＮＮＷ方位，次高值均出现在 Ｓ 方位，最低值均出
现在 ＳＷ方位。
放射性核素１３７Ｃｓ 干沉降速率在不同排放高度 Ｈ
＝１０、２０、３０、４０、５０ 和 ６０ｍ 时对应的变化范围依次为
２􀆰 ００Ｅ⁃１４ ～ ３􀆰 ８９Ｅ⁃１１、２􀆰 ０６Ｅ⁃１４ ～ ２􀆰 ３５Ｅ⁃１１、２􀆰 ０８Ｅ⁃１４
～ １􀆰 ２９Ｅ⁃１１、２􀆰 ０４Ｅ⁃１４ ～ ７􀆰 １９Ｅ⁃１２、１􀆰 ９６Ｅ⁃１４ ～ ５􀆰 １４Ｅ⁃
１２ 和 １􀆰 ８４Ｅ⁃１４ ～ ３􀆰 ６４Ｅ⁃１２ ｐＣｉ·ｃｍ － ２·ｓ － １，排放高度为
Ｈ ＝７０、７５、８０、９０、１００ｍ时对应的沉降速率为１􀆰 ７１Ｅ⁃１４
～ ２􀆰 ５９Ｅ⁃１２、１􀆰 ６４Ｅ⁃１４ ～ ２􀆰 ２１Ｅ⁃１２、１􀆰 ５８Ｅ⁃１４ ～ １􀆰 ９０Ｅ⁃
１２、１􀆰 ４７Ｅ⁃１４ ～ １􀆰 ４６Ｅ⁃１２ 和 １􀆰 ３９Ｅ⁃１４ ～ １􀆰 １６Ｅ⁃１２ ｐＣｉ·
ｃｍ － ２·ｓ － １。
图 １１　 不同风向方位的１３７Ｃｓ干沉降速率分布
Ｆｉｇ． １１　 Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｄｒｙ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｏｆ１３７Ｃｓ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｗｉｎｄ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ｓｅｃｔｉｏｎｓ
　 　 图 １１ 显示了不同高度的放射性核素１３７Ｃｓ 干沉降
速率随风向方位的变化特征，在同一风向下，放射性核
素１３７Ｃｓ干沉降速率随不同排放高度的增加总体呈下
降趋势，放射性核素１３７Ｃｓ 干沉降速率最高值变化范围
为 １􀆰 ５０Ｅ⁃１２ ～ ２􀆰 １４Ｅ⁃１１ ｐＣｉ·ｃｍ － ２·ｓ － １，次高值变化范
围为 ６􀆰 ６９Ｅ⁃１３ ～ １􀆰 １５Ｅ⁃１１ ｐＣｉ·ｃｍ － ２·ｓ － １，最低值变化
范围为 ７􀆰 ４３Ｅ⁃１４ ～ １􀆰 ２９Ｅ⁃１２ ｐＣｉ·ｃｍ － ２·ｓ － １。 不同排
放高度对放射性核素１３７Ｃｓ 干沉降速率最高值和次高
值出现的方位没有影响，放射性核素１３７Ｃｓ 干沉降速率
最高值均出现在 ＮＮＷ方位，次高值均出现在 Ｓ 方位，
最低值除排放高度 Ｈ ＝ １０ｍ 出现在 ＮＥ 方位外，其它
高度均出现在 ＳＷ方位。
２􀆰 ４　 放射性核素地面沉积速率
放射性核素１３１ Ｉ地面沉积速率在不同排放高度 Ｈ
＝ １０、 ２０、 ３０、 ４０、 ５０、 ６０ｍ 时的变化范围依次为：
８􀆰 ３０Ｅ⁃１３ ～ ２􀆰 ４１Ｅ⁃８、９􀆰 ００Ｅ⁃１３ ～ １􀆰 ５４Ｅ⁃８、９􀆰 ６２Ｅ⁃１３ ～
８􀆰 ８７Ｅ⁃９、１􀆰 ０２Ｅ⁃１２ ～ ５􀆰 １７Ｅ⁃９、１􀆰 ０８Ｅ⁃１３ ～ ３􀆰 ５７Ｅ⁃９ 和
１􀆰 １５Ｅ⁃１２ ～ ２􀆰 ６３Ｅ⁃９ ｐＣｉ·ｃｍ － ２·ｓ － １；排放高度 Ｈ ＝ ７０、
７５、８０、９０、１００ｍ 时的变化范围依次为：１􀆰 ２７Ｅ⁃１２ ～
１􀆰 ９８Ｅ⁃９、１􀆰 ３６Ｅ⁃１２ ～ １􀆰 ７４Ｅ⁃９、 １􀆰 ４７Ｅ⁃１２ ～ １􀆰 ５５Ｅ⁃９、
１􀆰 ７３Ｅ⁃１２ ～ １􀆰 ２７Ｅ⁃９ 和 １􀆰 ９３Ｅ⁃１２ ～ １􀆰 ０９Ｅ⁃９ ｐＣｉ·ｃｍ － ２·
ｓ － １。
图 １２ 表示了不同高度的放射性核素１３１ Ｉ地面沉积
速率随风向方位的变化特征，在同一风向下，放射性核
素１３１ Ｉ地面沉积速率随不同排放高度增加总体呈下降
趋势，放射性核素１３１ Ｉ 地面沉积速率最高值变化范围
为 １􀆰 ２４Ｅ⁃８ ～ １􀆰 ２１Ｅ⁃９ ｐＣｉ·ｃｍ － ２·ｓ － １，次高值变化范围
为 ６􀆰 ５８Ｅ⁃９ ～ ６􀆰 ０１Ｅ⁃１０ ｐＣｉ·ｃｍ － ２·ｓ － １，最低值变化范
围为 ６􀆰 ７９Ｅ⁃１０ ～ １􀆰 １６Ｅ⁃１０ ｐＣｉ·ｃｍ － ２·ｓ － １。 不同排放
高度对放射性核素１３１ Ｉ 地面沉积速率最高值、次高值
和最低值出现的方位没有影响，放射性核素１３１ Ｉ 地面
沉积速率的最高值、次高值和最低值分别出现在 ＮＮＷ
方位、Ｓ方位和 ＳＷ方位。
放射性核素１３７Ｃｓ 地面沉积速率在不同排放高度
Ｈ ＝ １０、２０、３０、４０、５０、６０ｍ 时的变化范围依次为：
７􀆰 ５０Ｅ⁃１４ ～ ５􀆰 ９７Ｅ⁃１１、７􀆰 ７４Ｅ⁃１４ ～ ４􀆰 ４３Ｅ⁃１１、７􀆰 ９３Ｅ⁃１４
～ ３􀆰 ３８Ｅ⁃１１、８􀆰 ０８Ｅ⁃１４ ～ ２􀆰 ７９Ｅ⁃１１、８􀆰 １８Ｅ⁃１４ ～ ２􀆰 ５０Ｅ⁃
１１ 和 ８􀆰 ２３Ｅ⁃１４ ～ ２􀆰 ３６Ｅ⁃１１ ｐＣｉ·ｃｍ － ２·ｓ － １；在排放高度
Ｈ ＝ ７０、 ７５、 ８０、 ９０、 １００ｍ 时的变化范围依次为：
８􀆰 ２５Ｅ⁃１４ ～ ２􀆰 ２７Ｅ⁃１１、８􀆰 ２５Ｅ⁃１４ ～ ２􀆰 ２４Ｅ⁃１１、８􀆰 ２５Ｅ⁃１４
～ ２􀆰 ２２Ｅ⁃１１、 ８􀆰 ２５Ｅ⁃１４ ～ ２􀆰 １８Ｅ⁃１１ 和 ８􀆰 ２５Ｅ⁃１４ ～
２􀆰 １５Ｅ⁃１１ ｐＣｉ·ｃｍ － ２·ｓ － １。
图 １３ 表示不同高度的放射性核素１３７Ｃｓ 地面沉积
速率随风向方位变化特征，在同一风向下，放射性核
素１３７Ｃｓ 地面沉积速率随不同排放高度的增加总体呈
５３１
核　 农　 学　 报 ２９ 卷
图 １２　 不同风向方位的１３１ Ｉ地面沉积速率分布
Ｆｉｇ． １２　 Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｇｒｏｕｎｄ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｏｆ１３１ Ｉ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｗｉｎｄ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ｓｅｃｔｉｏｎｓ
下降趋势，放射性核素１３７Ｃｓ 地面沉积速率最高值变化
范围为 １􀆰 １１ － １１ ～ ３􀆰 ０８Ｅ⁃１１ ｐＣｉ·ｃｍ － ２·ｓ － １，下降速率
为 － ２Ｅ⁃１２；次高值变化范围为 ７􀆰 １１Ｅ⁃１２ ～ １􀆰 ７９Ｅ⁃１１
ｐＣｉ·ｃｍ － ２·ｓ － １，下降速率为⁃９Ｅ⁃１３；最低值变化范围为
１􀆰 ３２Ｅ⁃１２ ～ ２􀆰 ４２Ｅ⁃１２ ｐＣｉ·ｃｍ － ２·ｓ － １，下降速率为⁃１
Ｅ⁃１３；放射性核素１３７Ｃｓ 地面沉积速率最高值、次高值
和最低值分别出现在 ＮＮＷ方位，Ｓ方位和 ＮＥ方位。
３　 讨论
与滨海核电厂厂址相比，江西彭泽内陆核电厂拟
选厂址所在区域地形起伏，气候条件变化复杂。 厂址
风速和静风频率是衡量厂址大气弥散条件的重要指
标，通常风速越大，静风频率越低，厂址大气弥散条件
越好，越有利于放射性核素在大气中的扩散。 内陆核
电厂厂址通常年平均风速较低，静风频率较高，不利于
放射性核素的扩散，以往的研究主要侧重于滨海核电
厂厂址核素的大气扩散，关于内陆核电厂厂址放射性
核素大气扩散的相关研究较少，并且内陆核电厂放射
性核素的研究也侧重于正常或事故工况下大气弥散因
子的研究［２６］。 本研究中所选厂址年平均风速较低，年
平均风速为 ３􀆰 ７６ ｍ·ｓ － １，并且静风频率较高，年静风
频率达到 １８％ ，故针对该内陆核电厂放射性核素１３１ Ｉ
和１３７Ｃｓ 的大气扩散过程进行了预测模拟。 除对 ２ 种
核素的大气弥散因子进行了分析，还对干沉降速率以
及地面沉积速率进行了计算。 研究表明，放射性核
素１３１ Ｉ和１３７Ｃｓ 的干沉降速率和地面沉积速率存在显著
差异，核素１３１ Ｉ 的干沉降速率和地面沉积速率明显高
于核素１３７Ｃｓ 的干沉降速率和地面沉积速率。
放射性核素大气弥散因子、空气浓度、干沉降速率
和地面沉积速率随排放高度变化直接反映出烟囱排放
高度对放射性核素大气扩散过程的直接影响，对于该
拟选内陆核电厂气态放射性核素排放的烟囱设计以及
核电厂布局具有参考价值。 选择 １０ｍ 高度作为参考，
１０ｍ高度代表地面源，当周围建筑物和烟囱布局满足
地面源特征，即排放高度低于 ２􀆰 ５ 倍周围建筑物高度
时需按照地面源计算放射性核素的大气扩散特征。 放
射性核素大气扩散特征参数随排放高度增加呈现下降
趋势，与核素的种类关系不显著，但是在实际电厂设计
时还应考虑到电厂其它因素［２７ － ２８］。 因烟囱不能选择
很高，只能在一定范围内，故可能不能通过放射性核素
大气弥散因子、空气浓度、干沉降速率和地面沉积速率
随排放高度变化的排放特征简单的确定内陆核电厂烟
囱的排放高度设计。 该拟选内陆核电厂址需采用冷却
塔进行二回路余热排出，在设计烟囱排放高度时还需
考虑到冷却塔的影响。
综合考虑该拟选内陆核电厂址的地形特征、冷却
塔特征以及风场特征，该拟选厂址的烟囱高度拟采用
７５ｍ，放射性核素１３１ Ｉ 在排放高度 Ｈ ＝ ７５ｍ 时，大气弥
散因子、空气浓度、干沉降速率和地面沉积速率的变化
范围依次为：８􀆰 ０７Ｅ⁃１１ ～ １􀆰 ０５Ｅ⁃７ ｓ·ｍ － ３、３􀆰 ０７Ｅ⁃７ ～
４􀆰 ００Ｅ⁃４ ｐＣｉ·ｍ － ３、１􀆰 ０７Ｅ⁃１２ ～ １􀆰 ４０Ｅ⁃９ ｐＣｉ·ｃｍ － ２·ｓ － １
和 １􀆰 ３６Ｅ⁃１２ ～ １􀆰 ７４Ｅ⁃９ ｐＣｉ·ｃｍ － ２·ｓ － １。 放射性核素１３７
Ｃｓ在排放高度 Ｈ ＝７５ｍ时，大气弥散因子、空气浓度、
干沉降速率和地面沉积速率变化范围依次为：
８􀆰 ０１Ｅ⁃１０ ～ １􀆰 ０８Ｅ⁃７ ｓ·ｍ － ３、９􀆰 １２Ｅ⁃８ ～ １􀆰 ２３Ｅ⁃５ ｐＣｉ·
ｍ － ３、１􀆰 ６４Ｅ⁃１４ ～ ２􀆰 ２１Ｅ⁃１２ ｐＣｉ·ｃｍ － ２·ｓ － １和 ８􀆰 ２５Ｅ⁃１４
～ ２􀆰 ２４Ｅ⁃１１ ｐＣｉ·ｃｍ － ２·ｓ － １。 该拟选内陆核电厂址１３１ Ｉ
６３１
　 １ 期 放射性核素１３１ Ｉ和１３７Ｃｓ大气扩散对排放高度的响应分析
图 １３　 不同风向方位的１３７Ｃｓ地面沉积速率分布
Ｆｉｇ． １３　 Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｇｒｏｕｎｄ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｏｆ１３７Ｃｓ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｗｉｎｄ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ｓｅｃｔｉｏｎｓ
和１３７Ｃｓ ２ 种核素在此排放高度的最大大气弥散因子比
较相近，空气浓度、干沉降速率和地面沉积速率的最大
值则相差一定数量级。
４　 结论
放射性核素１３１ Ｉ大气弥散因子、空气浓度、干沉降
速率和地面沉积速率相对值的变化在排放高度不大于
８０ｍ时随距离增加呈先增加后减少趋势，但在排放高
度大于 ８０ｍ时随距离增加总体呈先增加后平缓的趋
势。 放射性核素１３７Ｃｓ大气弥散因子、空气浓度和干沉
降速率在同一风向下随不同排放高度的增加总体呈下
降趋势。 对比 ２ 种核素发现：放射性核素１３７Ｃｓ 大气弥
散因子是１３１ Ｉ 大气弥散因子的 １􀆰 １ 倍；放射性核素１３１ Ｉ
空气浓度、干沉降速率和地面沉积速率分别是１３７Ｃｓ 的
２９􀆰 ７ 倍、５７７􀆰 ０ 倍和 １８４􀆰 ４ 倍。 放射性核素１３１ Ｉ 和１３７Ｃｓ
的大气弥散因子、空气浓度和干沉降速率最高值均出
现在 ＮＮＷ方位，最低值大部分均出现在 ＳＷ方位。 但
放射性核素１３１ Ｉ和１３７Ｃｓ地面沉积速率略有不同，２ 种核
素最高值分别出现在 ＮＮＷ 方位和 Ｓ 方位，最低值则
分别出现在 ＳＷ方位和 ＮＥ 方位。 结合该内陆核电厂
布局特征，模型计算结果表明厂址排放烟囱的设计应
考虑大气稳定度和风速风向特征，该厂址大气稳定度
以 Ｄ为主，其对应主导风向为 ＮＮＷ，在设计布局时需
考虑这一因素。 烟囱的高度则要综合多种核素扩散特
征确定，考虑１３１ Ｉ 和１３７Ｃｓ 的大气弥散因子随距离变化
特征，可以明显看出 ７０ｍ是核素大气扩散要素的分界
线，故在设计核电厂烟囱高度时一般选择高度建为
７０ｍ ～８０ｍ，该高度也适用此内陆拟选厂址。
本研究主要利用 ＣＡＰ８８⁃ＰＣ计算模型预测了核电
厂放射性核素１３１ Ｉ和１３７Ｃｓ随距离和排放高度的变化特
征，有助于确定核电厂不同放射性核素辐射环境评价
的影响要素以及不同核素扩散途径对排放高度变化的
响应特征。
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ｅｕｒｏｐｅａｎ ｔｒａｃｅｒ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ； ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｓ， ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ ｍｏｄｅｌｉｎｇ ａｎｄ
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ｋｒｙｐｔｏｎ － ８５ ａｂｏｖｅ ａ ｃｏｍｐｌｅｘ ｃｏａｓｔａｌ ｔｅｒｒａｉｎ， ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｗｉｔｈ ｔｈｅ
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Ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｏｆ Ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ Ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ Ｒａｄｉｏｎｕｃｌｉｄｅｓ １３１Ｉ
ａｎｄ １３７Ｃｓ ｔｏ Ｒｅｌｅａｓｅ Ｈｅｉｇｈｔ
ＧＵＯ Ｒｕｉｐｉｎｇ１ 　 ＹＡＮＧ Ｃｈｕｎｌｉｎ２ 　 ＷＡＮＧ Ｂｏ１ 　 ＺＨＡＮＧ Ｃｈｕｎｍｉｎｇ１ 　 ＺＨＡＮＧ Ｑｉｏｎｇ１
（ １Ｎｕｃｌｅａｒ ａｎｄ Ｒａｄｉａｔｉｏｎ Ｓａｆｅｔｙ Ｃｅｎｔｅｒ， ＭＥＰ， Ｂｅｉｊｉｎｇ　 １０００８２；２ Ｈｅｎａｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｘｉｎｘｉａｎｇ， Ｈｅｎａｎ　 ４５３００３）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｎ ｉｎｌａｎｄ ｎｕｃｌｅａｒ ｐｏｗｅｒ ｐｌａｎｔ ｓｉｔｅ ｍａｙ ｔｏ ｂｅ ｓｅｌｅｃｔｅｄ ｉｎ ｆｕｔｕｒｅ ｗａｓ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｒｅｇｉｏｎ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ．
Ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ ｏｆ １３１Ｉ ａｎｄ １３７Ｃｓ ｒａｄｉｏｎｕｃｌｉｄｅｓ ｗｅｒｅ ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ ｂｙ ＣＡＰ８８⁃ＰＣ ｍｏｄｅｌ （ Ｃｌｅａｎ Ａｉｒ Ａｃｔ
Ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ Ｐａｃｋａｇｅ） ｕｎｄｅｒ １１ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｒｅｌｅａｓｅ ｈｅｉｇｈｔ ｓｃｅｎａｒｉｏｓ． Ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ ｆａｃｔｏｒ、ａｉｒ
ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ、ｄｒｙ ｄｅｐｏｓｉｔ ｒａｔｅ ａｎｄ ｇｒｏｕｎｄ ｄｅｐｏｓｉｔ ｒａｔｅ ｏｆ １３１Ｉ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ ｆｉｒｓｔ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ａｎｄ ｔｈｅｎ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ｔｒｅｎｄ ｗｉｔｈ
ｄｉｓｔａｎｃｅ； ａｎｄ ｔｈａｔ ｄｉｓｐｌａｙｅｄ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ｔｒｅｎｄ ｗｉｔｈ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｒｅｌｅａｓｅ ｈｅｉｇｈｔ ｉｎ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｗｉｎｄ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｅ ｍａｘ ｖａｌｕｅ
ａｐｐｅａｒｅｄ ｉｎ ＮＮＷ． Ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ ｆａｃｔｏｒ、 ａｉｒ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ、ｄｒｙ ｄｅｐｏｓｉｔ ｒａｔｅ ａｎｄ ｇｒｏｕｎｄ ｄｅｐｏｓｉｔ ｒａｔｅ ｏｆ １３７Ｃｓ
ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｔｒｅｎｄ ｗｉｔｈ ｄｉｓｔａｎｃｅ； ａｎｄ ｔｈａｔ ｄｉｓｐｌａｙｅｄ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ｔｒｅｎｄ ｗｉｔｈ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｒｅｌｅａｓｅ ｈｅｉｇｈｔ ｉｎ ｔｈｅ ｓａｍｅ
ｗｉｎｄ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｅ ｍａｘ ｖａｌｕｅ ａｐｐｅａｒｅｄ ｉｎ ＮＮＷ． Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｏｆ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｔｗｏ ｋｉｎｄｓ ｏｆ ｒａｄｉｏｎｕｃｌｉｄｅｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ
ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ ｆａｃｔｏｒ ｏｆ １３７Ｃｓ ｗａｓ １􀆰 １ ｔｉｍｅｓ ｔｈａｔ ｏｆ １３１Ｉ ａｎｄ ａｉｒ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ、ｄｒｙ ｄｅｐｏｓｉｔ ｒａｔｅ ａｎｄ ｇｒｏｕｎｄ ｄｅｐｏｓｉｔ
ｒａｔｅ ｏｆ １３１Ｉ ｗｅｒｅ ２９􀆰 ７， ５７７􀆰 ０ ａｎｄ １８４􀆰 ４ ｔｉｍｅｓ ｔｈａｔ ｏｆ １３７Ｃｓ ， ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ． Ｔｈｉｓ ｓｔｕｄｙ ｃａｎ ｐｒｏｖｉｄｅ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｒ
ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｉｍｐａｃｔ ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ ｏｆ ｒｅｄｉｏｎｕｃｌｉｄｅ ｆｒｏｍ ｎｕｃｌｅａｒ ｐｏｗｄｅｒ ｐｌａｎｔ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｒａｄｉｏｎｕｃｌｉｄｅ， ＣＡＰ８８， ｉｎｌａｎｄ ｎｕｃｌｅａｒ ｐｏｗｅｒ ｐｌａｎｔ， ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ， ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｉｍｐａｃｔ
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